Công nghệ sản xuất xi măng quang sơn

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG QUANG SƠNDây chuyền sản xuất xi măng Quang Sơn là dây chuyền sản xuất ximăng lò quay, phương pháp khô, với thiết bị, công nghệ tiên tiến; trong đó có tới 73% t

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG QUANG SƠN

Dây chuyền sản xuất xi măng Quang Sơn là dây chuyền sản xuất ximăng lò quay, phương pháp khô, với thiết bị, công nghệ tiên tiến; trong đó có tới 73% thiết bị được nội địa hóa, đưa nhà máy trở thành cơ sở sản xuất ximăng có tỷ lệ nội địa hóa trong xây dựng, lắp đặt thiết bị, chế tạo kết cấu thép cao nhất từ trước đến nay tại Việt Nam

CÁC CÔNG ĐOẠN CỦA DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT XI MĂNG QUANG SƠN

1 Công đoạn khai thác vận tải, đập nhỏ và đồng nhất sơ bộ các nguyên liệu

Trước khi khai thác mỏ nguyên liệu cần được thăm dò tỉ mỉ, ìt nhất phải có 20% tổng trử lượng đá vôi cả mỏ Yêu cầu kĩ thuật đối với công đoạn này là làm thế nào để đá vôi , đất sét quặng sắt…từ các mỏ nguyên trạng thái về đến kho nhà máy có độ chênh lệch về thành phần hoá học it nhất so với vốn có tại mỏ, có kích thước cỡ cục cấp được cấp được cho nhà máy nghiền bột sống phôi liệu với giá thành thấp nhất của sản phẩm công đoạn và với khối lượng dự trử cần thiết để đảm bảo cho sản xuất liên tục ở các công đoạn sau Đối với đá vôi , chỉ phân tích tit carbonat hoặc chinh xác hơn la CaO.Đối với đất sét thì có thể phân tích SiO2 hoặc Al2O3 tuỳ theo yêu cầu cụ thể Đối với quăng sắt thì phân tích Fe2O3 Đối với than thì có thể thử nhiệt năng hoặc hàm lượng tro,

Đất hoặc đất sét từ mỏ khảo sát tham dò tỉ mỉ củng được khai thác theo phương pháp lựa chọn Nếu là đất sét ruộng đồi nhưng độ cứng không cao và sét mềm, tơi mịn không lẩn sỏi sạn thì sử dụng thiết bị xúc – cào chắn theo chiều ngang Nếu sét đồi có độ cứng lớn hơn thang 3 Morth thì đươc khai thác bằng gàu xúc ngoạm cở lớn có nhiều vỉa khác nhau, đập nhỏ ngay ở mỏ đến cở cục <50mm rồi được băng tải đưa về

Quạng sắt dạng bã thải công nghiệp sản xuất sùnủic thì ở dạng bột nên không phải qua máy đập nhưng phải qua máy tách kim loại trước khi rút cấp cho máy nghiền nguyên liệu Trường hợp là quặng kim sắt thi củng phải cho qua máy đập và đánh đống

để đồng nhât sơ bộ

Các phụ gia điều chỉnh modun silic(Ms) hoặc modun

alumin(Ma) củng phải thực hiện như quặng sắt tự nhiên Trường hợp các loại phụ gia điều chỉnh kể cả quặng sắt nếu kích thước lớn củng đều phải đưa vào máy đánh trống đồng bộ sơ nhất

2 Công đoạn nghiền và đồng nhất bột sống

Yêu cầu của công đoạn này là đảm bảo thành phần hoá học và

ổn định độ mịn của bột sống phối liệu cấp cho lò nung clinker Để đảm bảo yêu cầu đó, đầu tiên các kỹ sư chế tạo sử dụng các phần mềm tính phôi liệu sẵn trong máy vi tính và căn cứ vào thành phần khoáng để tính ra thành phần hoá và trị số các chỉ tiêu kỹ thuật chế tạo clinker

Đá vôi, đá sét và phụ gia điều chỉnh được cấp vào máy nghiền qua hệ thống cân DOSIMAT và cân băng điện tử Máy nghiền nguyên liệu sử dụng hệ thống nghiền bi sấy nghiền liên hợp có phân ly trung gian Các bộ điều khiển tự động khống chế tỷ lệ % của đá vôi, đá sét, bô xít và quặng sắt cấp vào nghiền được điều khiển bằng máy tính điện tử thông qua các số liệu phân tích của hệ thống QCX, đảm bảo khống chế các hệ số chế tạo theo yêu cầu Bột liệu sau máy nghiền được vận chuyển đến các xilô đồng nhất, bằng hệ thống gầu nâng, máng khí động

3 Công đoạn nung luyện lò CLINKER

a) Cấp liệu cho lò nung: yêu cầu công nghệ của công đoạn này la rut bột liệu sống tư đáy silo đồng nhất cấp đều đặn và ổn định năng suất theo kế hoạch vận hành lò nung thông qua cân bằng định lượng kèm theo van điều tốc rút liệu, băng tải cao su , hệ thống gàu nâng kèm theo các mang khí động tải bột cấp cho lò quay phương pháp khô, hệ thống máng khí đọng hồi lưu bột quay lại lo silo đồng nhất trong trường hợp lò có sự cố kỹ thuật phải giảm năng suất hoặc lò đứng

b)Nghiền và cấp than mịn, dầu nặng cho lò nung: nhiệm vụ của phần này là giử vửng chất lượng khối lượng than mịn hoặc dầu hoặc than –dầu cấp cho cả hai đầu lò nung

Yêu cầu chất lượng của than mịn cấp cho lò nung là ổn định

độ mịn để than cháy hết và dể bắt cháy , ổn định độ ẩm (<0.5%) để

đề phòng nổ than trong lò silo chứa than mịn và vận tải trên đường ống từ máy nghiền tới silô và từ silô tới vòi đót của lò , ổn định nhiêt năng để vận hành lò đốt và ổn định chất lương clinker

Nhiệt độ bốc cháy của than phụ thuộc vào chính hàm lượng chất bốc của nó Hàm lượng chất bốc càng nhiều thì nhiệt độ bắt cháy càng thấp ,ngọn lửa càng dài ,quá trình đốt càng dễ dàng Hàm lượng chất bốc của than antraxit Quảng Ninh là 6% nên nhiệt

độ bốc cháy của nó la khoảng 550-600C vì vậy nhiên liệu trong đốt lò là dầu nặng FO hoặc DO Riêng dầu nặng FO hay DO tuy nhiệt độ cháy <1000C nhưng vẩn phải hâm nóng đến 90-95C mới

có thể chuyển tới vòi đốt được, vì độ nhớt của dầu ở nhiệt độ này thường khá lớn không bơm được.Để hâm nóng dầu người ta cho hơi nước đi qua ống ngoài bọc ống tải bên trong Nhưng công nghệ này đòi hỏi phải trang bị nồi hơi cồng kềnh,chiếm thể tích Ngày nay người ta sử dụng hâm dầu bằng điện tạo ra nhiệt mắc trong ống sứ bọc ngoài ống dầu nên vừa gọn nhẹ lại rút gọn diện tích nhà máy và công trình vận hành

c) Công đoạn lò nung:

Các quá trình hóa lý xảy ra khi nung:

+Ở 200ºC, tách nước liên kết, sự tách nước này kết thúc ở 950ºC: CaCO3→ CaO + CO2↑

MgCO3→MgO + CO2↑

CaSO4→2CaO + 2SO2↑+ CO2↑

+Phân hủy nguyên liệu:

2Na2SO4 + C→ 2Na2O + SO2 + CO2↑

2K2SO4 + C→2K2O + SO2 + CO2↑

2CaSO4 + C→2CaO + SO2 + CO2 ↑

CS2 + 3O2 → CO2 + SO2↑

S + O2 → SO2 ↑

Hệ thống lò khô 5 tầng siclôn trao đổi nhiệt có buồng phân huỷ carbonat với hiệu suất phân huỷ CO2 không nhỏ hơn 90% và với nhệ thống tự động hoá điều khiển vận hành hai chiều có máy tinh chủ và đầu nảo xử lý thông minh của nó là hệ thống lò có trình độ công nghệ tiên tiến và phổ biến nhất hiện nay

Hệ thốnglò khô hiện đại nhất hiện nay phải có trang bị đầy đủ các thiết bị tự động hoá điều khiển vận hành lò và cụ thể là:

+Hệ thống phát tia hồng ngoại quét khắp bề mặt lò để đo nhiệt

độ ngoài của lò nhằm phát hiện những vị trí hao mòn gạch chịu lửa

+Hệ thống phân tích và báo cáo về trung tâm diều khiển khí lò bao gồm tỷ lệ CO,O2,NOX,Cl2,SO3

+Hệ thống đo và báo cáo cá thông số về nhiệt độ và áp suất tại các vị trí cần thiết

+Hệ thống đo đạc và báo cáo các thông số: năng suất bột liệu cấp cho lò, năng suất cấp than, dầu cho tưng vòi đốt, năng suất clinker ra lò lưu lượng khí lạnh thứ cấp cho vòi phun đầu nong cua

lò luuw lượng và nhiệt độ khí trải cấp cho máy nghiền liệu, nghiền than vf qua tháp làm lạnh trước máy lọc bụi tĩnh điện

+Hệ thống máy đo các thông số vòng quay các motơvận hành

lò và các bộ thông số về điện áp , dòng điện, điện thế …

+Hệ thống các vô tuyến truyền hình ngọn lửa đầu nóng của lò

và các bộ phận điều khiển của quay lò

+Hệ thống máy tính báo cáo, lưu trử các thông số vận hành

lò và các thông số hiện trạng của lò

4 Công đoạn làm nguội CLINKER

Mục tiêu của công đoạn nay là làm tăng hoat tính của các

khoáng clinker, thu hồi nhiệt thải để cấp khí nóng cho vòi đốt calcinẻ và may nghiền than, củng như tải clinker đến máy đập nhỏ rồi đưa lên đổ vào 1 silô hoặc các silô chứa Nguyên tắc làm việc của máy làm nguội clinker kiểu ghi thép là clinker từ phểu rot clinker xuống trải rộng khắp trên diện tích ghivới chiều dày 250-350mm Ghi thép chịu nhiệt được lắp thành hàng ngang buồng máy hình lò tunel, cứ một hang ghi tĩnh xen một hàng ghi động Chức năng của hàng ghi động là tải clinker đi dọc theo lò tunel về

phia trước Con chức năng của hang ghi tĩnh là cho không khí lạnh

từ các quạt áp lực chui qua các khe hở cưa ghi quạt mát và lấy nhiệt lớp clinker rồi thoát ra theo đường thu hồi khí nóng đến cấp cho vòi phun của buồng phân huỷ carbonat

Các ghi được lắp nghiêng dốc xuống phía trước để tải clinker đến máy đập búa Trước đây phổ biến là máy làm lạnh ba cấp ghi thép Hiện nay người ta đả cải tiến cơ cấu ghi tốt hơn về hiệu suất làm nguộ clinker, củng như tốt hơn về mặt bền nhiệt và độ bền ăn mòn cơ học nên máy làm nguộ clinker chỉ cần hai cấp với độ dốc

lý ghi.Để đánh giá hiệu suất làm nguộ của model máy lam nguọi clinker thường được căn cứ vào các chỉ tiêu sau đây:

+Nhiệt độ của linker ra khỏi máy làm nguội: Hiện nay đạt được 65C trên nhiệt độ môi trường

+Hiệu suât thu hồi nhiệt của máy làm nguội có thể tính gần đúng như sau:

Hst= 100 %

1

1000

2 3 1 2

1

V Q V Q

Nh Q



Trong đó Hst-Hiệu suất thu hồi nhiệt

Q1- Nhiệt lượng chi tốn cho nung luyện 1 kg clinker

PC

Nh – Năng suất làm nguội clinker của máy

1000- Hệ số chuyển đổi từ tấn sang kg

100- Hệ số chuyển sang %

Q2,Q3-Nhiệt lương của 1m3 không khí nóng thu hồi qua của 2 và 3

V1 , v2- lưu lương khí nóng thu hồi qua cửa 1 và cửa 2 +Lưu lượng không khí lạnh cấp cho máy làm nguội clinker bằng các quat gió của máy Chỉ số lưu lượng khí lạnh thường là 1,8-2,2m3/kg clinker Chỉ số càng gần 1,8 thì hiệu suất làm nguội càng tốt

5 Công đoạn nghiền, đồng nhất và đóng bao xi măng

Đây là công đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất ximăng Yêu cầu của công đoạn này la chọn lựa tỷ lệ các cỡ hạt một cách hợp lý nhất của ximăng bột nhằm đạt được cường độ lớn nhất trên cơ sở chất lượng đã có của clinker với thành phần khoáng và các chỉ tiêu

chế tạo của nó đã dày công thực hiện trong các công đoạn khác trước đó, còn công việc bao gói và xuất xửơng thì chủ yếu nặng hơn về mặt bán hàng

Clanh-ke từ các xilô, Thạch cao và Phụ gia từ kho chứa tổng hợp được vận chuyển lên két máy nghiền bằng hệ thống băng tải

và gầu nâng, từ két máy nghiền clanh-ke, Thạch cao, Phụ gia cấp vào máy nghiền được định lượng bằng hệ thống cân DOSIMAS Máy nghiền xi măng đều làm việc theo chu trình kín Xi măng ra khỏi máy nghiền được vận chuyển tới xilô chứa xi măng bột bằng

hệ thống băng tải, máng khí động

Ở công đoạn này từ đáy các xilô chứa, qua hệ thống cửa tháo liệu xi măng được vận chuyển tới các két chứa của máy đóng bao, hoặc các bộ phận xuất xi măng rời đường bộ Các bao xi măng sau khi được đóng xong qua hệ thống băng tải sẽ được vận chuyển đến các máng xuất đường bộ, đường sắt và đường thuỷ

ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XI MĂNG QUANG SƠN

1 Về trình độ công nghệ

Dây chuyền sản xuất của nhà máy xi măng Quang Sơn là dây chuyền công nghệ lò quay, phương pháp khô, có hệ thống tháp trao đổi nhiệt 5 tầng, 1 nhánh và buồng đốt Precalciner, công suất 4.000 tấn clinker/ngày Đây là một nhà máy có công nghệ sản xuất tiên tiến do hãng FCB (Cộng hoà Pháp) thiết kế và cung cấp các thiết

bị, dây chuyền sản xuất chính cũng như các công đoạn phụ trợ đều được cơ khí hoá và tự động hoá mức độ cao, sản xuất ra sản phẩm

có chất lượng và năng suất cao, giảm mức tiêu hao nhiên vật liệu, vật tư, điện năng

Về thiết bị cơ khí chủ yếu là của Cộng hoà Pháp và các nước G7, đây là các thiết bị thế hệ mới, tiên tiến nhất đang được sử dụng trong các nhà máy xi măng lớn trên thế giới, có khả năng đáp ứng

được mọi yêu cầu công nghệ, đảm bảo năng suất ổn định, tuổi thọ cao

Toàn bộ thiết bị điện và hệ thống phần mềm điều khiển quá trình sản xuất xi măng đều của hãng ABB (Thụy Sĩ) Các thiết bị điện tiên tiến có độ bền, độ ổn định và chính xác cao, có khả năng kiểm soát được quá trình, đáp ứng được mọi yêu cầu công nghệ Phần mềm điều khiển quá trình được tối ưu hoá trong công nghệ sản xuất xi măng

Sản phẩm của xi măng Quang Sơn được Trung tâm chứng nhận phù hợp tiêu chuẩn (QUACERT) thuộc Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng Việt Nam cấp giấy chứng nhận phù hợp tiêu chuẩn pháp qui.

Quá trình sản xuất được hệ thống kiểm soát chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001-2008 và hệ thống kiểm soát môi trường theo tiêu chuẩn ISO 14001:2004.

Nhà máy được trang bị 01 phòng thí nghiệm và kiểm tra chất lượng sản phẩm bao gồm các thiết bị hiện đại, tiên tiến Hệ thống máy QCX kiểm soát chất lượng toàn bộ nguyên nhiên liệu, phụ gia đầu vào và trong suốt quá trình sản xuất Kết quả phân tích tự động điều khiển toàn bộ quá trình sản xuất theo các thông số đã được lập trình trước.

Toàn bộ hoạt động của nhà máy được điều khiển từ phòng điều khiển trung tâm (CCR) thông qua hệ thống máy vi tính và phần mềm chuyên dụng Phòng điều khiển trung tâm gồm các kỹ

sư đã được đào tạo chuyên sâu về vận hành nhà máy xi măng, bên cạnh đó còn có sự trợ giúp của các chuyên gia vận hành dày dặn kinh nghiệm của Hãng FCB Ciment

BẢNG SO SÁNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG

QUANG SƠN VỚI CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG KHÁC

Chỉ tiêu

CN CN lò đứng CN lò quay ướt CN lò quay khô

1

Nguyên lí

làm việc

-Làm việc gián đoạn -Phối liệu được cấp vào theo từng mẻ, đi

từ trên xuống

-Quá trình tạo khoáng diễn ra theo chiều cao của lò và trong từng viên phối liệu

-Làm việc liên tục

-Phối liệu được nạp từ đầu cao của lò, đảo trộn đều theo vòng quay của lò -quá trình tạo khoáng được diễn ra theo chiều dài lò -Công suất lớn(

có thể đạt 3000-5800 tấn clinke/ ngày

-Làm việc liên tục

-Tương tự lò quay ướt

- Tương tự lò quay ướt

- Tương tự lò quay ướt

2 Phối

liệu

-Đá vôi, đất sét, phụ gia , xỉ pirit

-Thêm phụ gia khoáng hóa photphorit-ở dạng viên, độ ẩm 14%, trộn lẫn vào nhau

-Tương tự công nghệ lò đứng

-Phối liệu dạng bùn, độ ẩm 40%, phối liệu không trộn lẫn than

-Tương tự công nghệ lò đứng

-Phối liệu đưa vào dạng bột mịn, độ ẩm 1-2%, và không trộn lẫn với nhau

3 Nhiên

liệu

-Chỉ dung nhiên liệu rắn(than)

-Tiêu tốn nhiều nhiên liệu trên 1 đơn

vị sản phẩm lớn

- Có thể dùng than hoặc dầu, khí

-Tiêu tốn nhiên liệu trên 1 đơn

vị sản phẩm là lớn nhất

-Tương tự lò quay ướt -Tiêu tốn nhiên liệu trên 1 đơn

vị sản phẩm là nhỏ nhất

4.Quá -Sử dụng lò đứng -Sử dụng lò -Sử dụng lò

trình nung -Phải trải qua giai

đoạn sấy giảm độ

ẩm từ 40% xuống 2%

quay -Tương tự lò đứng

quay -Lò quay khô

có hệ thống trao đổi nhiệt, tháp xyclon 5.Nhiệt

độ và chất

lượng

-Nhiệt độ lò rất khó đạt tới 1450ºC -Chất lượng không tốt và ổn định

-Nhiệt độ nung 1450ºC

-Chất lượng sản phẩm tốt

và ổn định

-Tương tự lò quay ướt -Chất lượng tốt

và ổn định

6 Mức độ

gây ô

nhiễm

-Lượng khí thải gây

ô nhiễm lớn -Đặc biêt công nghệ này thải ra 1 lượng HF- chất khí rất độc hại, cần công nghệ

xử lí hiện đại và chi phí cao

-Lượng khí thải gây ô nhiễm là lớn nhất do sử dụng rất nhiều nhiên liệu

-Lượng khí thải gây ô nhiễm la nhỏ nhất

Từ khi bắt đầu sản xuất tới nay, Nhà máy ximăng Quang Sơn đã luôn vận hành ổn định với các sản phẩm ximăng PCB 30, PVB 40, PCB 50 đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn quốc tế

Hiện sản phẩm ximăng Quang Sơn với biểu tượng “tê giác” đã có mặt tại các thị trường lớn trong cả nước

Việc đưa Nhà máy ximăng Quang Sơn đi vào hoạt động không chỉ giúp Vinaincon đa dạng hóa ngành nghề sản xuất kinh doanh, tăng giá trị tài sản doanh nghiệp trên thương trường mà còn góp phần giải quyết việc làm ổn định cho hơn 700 lao động địa phương

2.Các yếu tố kinh tế

Với công nghệ lò quay khô đã làm tăng năng suất lao động Hiệu quả sản xuất cao, sử dụng tối đa các nguồn lực Với tốc độ phát triển kinh tế xã hội của Thái Nguyên nói riêng và cả nước nói chung thì nhu cầu về xây dựng là rất lớn.Nhà máy xi măng Quang Sơn với công nghệ sản xuất xi măng lò quay khô ra đời đã góp phần rất lớn trong việc cung cấp xi măng cho Thái Nguyên cũng như cho thị trường cả nước Với mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của Thái Nguyên là năm 2015 Thái Nguyên hoàn thành quá trình CNH,HĐH nên nhu cầu về sản phẩm xi măng là rất lớn Đó là cơ hội tốt cho xi măng quang Sơn mở rộng quy mô sản xuất, Đầu tư phát triển và hoàn thiện công nghệ

3 Các yếu tố môi trường

Vấn đề môi trường là vấn đề được các nhà máy sản xuất xi măng rất quan tâm Với công nghệ sản xuất xi măng lò quay phương pháp khô thì lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường là nhỏ nhất so với các công nghệ sản xuất xi măng khác

Để giảm ô nhiễm môi trường nhà máy xi măng Quang Sơn đã dung một ố biện pháp như:

3.1.Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn và rung động.

Sử dụng đệm chống ồn được lặp tại chân của các thiết bị

và quạt gió

Kiểm tra sự cân bằng của máy khi lắp đặt Kiểm tra độ mòn chi tiết và bôi trơn thường kỳ.

Khống chế độ rung.

Đúc móng máy đủ khối lượng (bê tông mác cao), tăng chiều sâu móng, đào rãnh đổ cát khô để tránh rung trên mặt nền

- Lắp đặt đệm cao su và lò xo chống rung đối với một số thiết bị có nguy cơ gây ồn lớn.

3.2 Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước.

Giảm ô nhiễm nước mưa chảy tràn trong khu vực: