THIẾT KẾ QUY TRÌNH NGHIỀN CLINKER VỚI PHỤ GIA SẢN XUẤT XI MĂNG PORTLAND PCB (Thuyết minh+bản vẽ)

Giới thiệu sơ đồ công nghệTHIẾT LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NGHIỀN CLINKER VỚI CÁC LOẠI PHỤ GIA TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT XI MĂNG PORTLAND HỖN HỢP PCB: Thuyết minh sơ đồ Tính toán câng bằng vật chất Lựa chọn thiết bị gia công Tính kiểm tra các thông số thiết bị Bản vẽ thiết kế máy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HÔ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG

THIẾT LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NGHIỀN CLINKER VỚI CÁC LOẠI PHỤ GIA TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT XI MĂNG PORTLAND HỖN

THCM : 24-06-2007

I BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI.

II THIẾT LẬP SƠ ĐỒ VÀ THUYẾT MINH DÂY

CHUYỀN CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY.

III TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ LỰA CHỌN

CÁC THIẾT BỊ THÍCH HỢP.

IV TÍNH KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT

CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ.

V KẾT LUẬN.

- Bản vẽ A1 đính kèm

- Tài liệu tham khảo

SVTH: TRẦN NGỌC ANH CƯỜNG MSSV:804003453

I BIỆN LUẬN ĐỂ TÀI:

Khoảng đầu thế kỉ XIX, sau khi nghiên cứu tìm ra công thức chính xác chế tạo ra

xi măng- một phát minh khoa học vượt trội bởi những ưu điểm mà các chất kếtdính khác không có như : nguyên liệu sản xuất dễ kiếm, khi nhào trộn với nước cókhả năng gắn các loại vật liệu rời rạc (cát, sỏi, đá…),cường độ cao, rắn chắc nhanh,

hiệu quả kinh tế cao… Thì nó nhanh chóng trở thành chất kết dính quan trọng

nhất trong lĩnh vực xây dựng cơ bản và là một trong những vật liệu trụ cột của nềncông nghiệp hiện đại

Sự xuất hiện của xi-măng giúp con người ta xây dựng được nhiều công trình hơn,thời gian nhanh hơn, bền chặt với thời gian hơn và cả chi phí xây dựng Xây dựng

cơ bản là tiền đề của sự phát triển kinh tế xã hội Xây dựng đi trước tạo bước chuẩnbị ban đầu về cơ sở vật chất (khu công nghiệp, nhà ở, đường xá trung tâm thương mại, thành phố,…) cho các ngành khác phát triển Theo thống kê thì năm 2002 nhucầu xi-măng của toàn thế giới là 1,7 tỷ tấn, đến năm 2005 con số này là 2,25 tỷ tấn.Dự báo đến năm 2020, nhu cầu xi-măng thế giới có thể đạt đến con số 3,06 tỷ tấn, riêng các nước đang phát triển chiếm 84% tổng nhu cầu

Với tính chất quan trọng đó của ngành Xây Dựng trong nền kinh tế thì việc phátminh và đưa vào sử dụng một loại vật liệu tiên quyết và cơ bản như xi-măng là cực

kì quan trọng

Trong thời điểm hiện nay, thời kì của mở cửa và phát triển, hội nhập, thời kì củaWTO Thì ngành Xây dựng nói chung và chuyên ngành sản xuất máy thiết bị vậtliệu xây dựng nói riêng càng phải phát huy hết bổn phận và trách nhiệm đi tiênphong của mình trong thời điểm hiện tại

Với nhu cầu thực tế trong nước : Năm 2004 Việt Nam là nước tiêu thụ xi-măng

Do đó ngày càng nhiều các nhà máy xi-măng ở Việt Nam được mọc lên để đápứng nhu cầu thị trường Ngày càng nhiều máy và thiết bị dây chuyền mới được đưavào sản xuất Là sinh viên chuyên ngành Máy và Thiết bị VLXD thì đây là chính làyêu tố cấp thiết của đồ án môn học với tiêu đề : THIẾT LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NGHIỀN CLINKER VỚI CÁC LOẠI PHỤ GIA TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT XI MĂNG PORTLAND HỖN HỢP PCB này.

Do yêu cầu về mặt công nghệ, thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất là máy nghiền bi- thực hiện chu trình kín.

Mục đích của đồ án:

- Giúp cho sinh viên củng cố và hệ thống các kiến thức đã được hướng dẫn về máy, thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng Từ đó sinh viên có thể làm quen với việc lựa chọn các máy, thiết bị thích hợp cho các quy trình sản xuất vật liệu xây dựng

và nắm vững kiến thức để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp cũng như trong công tác sau này khi rời khỏi giảng đường đại học

SVTH: TRẦN NGỌC ANH CƯỜNG MSSV:804003455

II THIẾT LẬP SƠ ĐỒ VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY.

2.1 Giới thiệu sơ đồ công nghệ :

Ciment Portland là chất kết dính vô cơ rắn trong nước, chứa khoảng 70% 80% silicat canxi Nên nó cò có tên gọi là Ciment Silicat Nó là sản phẩm nghiềnmịn của Clinker với phụ gia Thạch Cao (3% - 5%) Clinker ở dạng hạt được sảnxuất bằng cách nung cho đến kết khối (ở nhiệt độ 1450oC) hỗn hợp chứa cacbonatcanxi (đá vôi) và alumosilicat (đất sét, magma, xỉ lò cao ) Thạch Cao có tácdụng điều chỉnh thời gian ninh kết của Ciment

-Trong khi nghiền mịn, để điều chỉnh tính chất và giá thành người ta có thểcho khoảng 1,5% phụ gia hoạt tính (puzoland, tro, trepen ) và 10% phụ gia trơ(cát thạch anh, đá vôi )

_Khai thác &cung cấp nguyên liệu: các nguyên liệu được khai thác sẵn và đượccung cấp cho việc sản xuất với một số yêu cầu sau:

 Đá vôi : hàm lượng CaCO3 phải có 75-100%

 Đất sét : mịn hạt nhỏ ,không lẫn tạp chất như đá ,cát rác rưởi ,yêu cầu SiO2=50-80%, hàm lượng MgO < 5%

 Thạch cao : khai thác trong nước từ núi đá vôi, ở khu vực tỉnh Kiên Giang,

các tỉnh miền Bắc và nhập từ các nước trong khu vực lân cận như Lào,Thai Lan gia công qua máy đập búa.chứa trên 80% CaSO4.2H2O kíchthước ≤ 300mm

SVTH: TRẦN NGỌC ANH CƯỜNG MSSV:804003457

 Puzơland :thường được khai thác ở Trị An , qua máy đập búa đập để đạt

đến kích thước vật liệu yêu cầu ≤ 300 mm

 Clinker: sau khi nung được đưa khỏi lò quay ,làm nguội từ 10000C xuống100-2000C trong các thiết bị làm nguội bằng không khí rồi được giữ trongkho khoảng 1-2 tuần cho ổn định để hút ẩm không khí làm choCaO_Ca(OH)2 co thể tích phát sinh những vết nứt rạn trong clinker sẽ dễnghiền đập, yêu cầu kích thước ≤ 25 mm

SVTH: TRẦN NGỌC ANH CƯỜNG MSSV:804003459

-Nghiền clinker : thiết bị nghiền là máy nghiền bi làm việc theo chu trình kín.

Clinker nghiền chung với thạch cao (2%÷5%) và pozuland (≤ 15%) tạo thành măng Portland

Độ mịn của xi-măng sau khi được nghiền ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sảnphẩm Xi-măng có độ mịn càng cao thì tốc độ đóng rắn càng nhanh và cho cườngđộ càng cao Mặc khác chúng ta cũng biết rằng trong sản xuất xi-măng chừng 70%năng lượng dành cho các quá trình đập nghiền nguyên liệu và clinker Do đó việcnghiền clinker thành xi-măng đóng một vai trò hết sức quan trọng trong toàn bộqui trình công nghệ trong sản xuất xi-măng Porland

DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ NGHIỀN CLINKER BẰNG MÁY NGHIỀN BI

SVTH: TRẦN NGỌC ANH CƯỜNG MSSV:8040034511

Máy đập búa 1 trục

Phễu tiếp

liệu

Bunke

Phễu tiếp liệu

Máy xúc

gâù ngoạm

Băng tải

Máy xúc gâù ngoạm

BĂNG TẢI CHUNG

MÁY NGHIỀN BI CHU TRÌNH KÍN Cyclon

Xuất Xi-măng

Kho thành phẩm

Gầu nâng

Thiết bị phân li không khí VVC

Tiếp liệu

băng

Tiếp liệu băng

VVC

V V C

Băng tải

Gầu nâng Máng tháo khí động

Thạch cao

2.2 Thuyết minh sơ đồ:

- Thạch cao và Puzoland được nhập về kho chứa với những chỉ tiêu cơ lí tiêu chuẩn

Phương tiện vận chuyển về địa phương đặt nhà máy thường dùng là đường thủy, đường bộ, đường sắt Sau đó người ta dùng các phương tiện cơ giới như máy xúc, xe tải,… để chở vào kho chứa.

-Từ kho chứa Thạch cao và Puzoland được vận chuyển đến Phễu tiếp liệu thông qua hệ thống Gầu ngoạm chuẩn bị đưa vào Máy đập búa 1 trục để đập nhỏ vật liệu.

- Mục đích là đập nhỏ vật liệu để đạt được kích thước yêu cầu

-Vật liệu sau khi đạt kích thước yêu cầu được vận chuyễn vào kho chứa thông qua

hệ thống băng tải

-Clinker từ kho sau khi đã ủ, cũng được hệ thống băng tải đưa lên Buke chứa.

- Trước khi tất cả nguyên vật liệu đi vào băng tải chung vào máy nghiền bi thì đều được qua tiệp liệu băng Tại đây, có hệ thống định lượng giúp ta kiểm soát được lưu lượng vật liệu đi vào

Tiếp liệu băng

Hệ thống băng tải

chung đi vào máy nghiền bi

SVTH: TRẦN NGỌC ANH CƯỜNG MSSV:8040034513

- Máy nghiền bi thiết bị chính trong dây chuyền được sử dụng là máy nghiền bi 2

ngăn loại UMS Nghiền nát vật liệu trong 2 khoang bằng việc cho quay thùng khoang chứa các viên bi Va đập sẽ giúp nghiền nát vật liệu

- Vật liệu đi vào máy được sấy khô bằng luồng khí

nóng Được nghiền sơ bộ ở khoang 1 và nghiền

mịn ở khoang 2

- Máy có hệ thống làm nguội bằng nước, giúp giảm

nhiệt của máy, bi đạn trong quá trình làm việc

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG MÁY NGHIỀN BI THEO CHU TRÌNH KÍN

-Sau khi qua máy nghiền sản phẩm sẽ được gầu nâng đưa lên thiết bị phân li không khí nhằm tách các hạt chưa đạt yêu cầu vận chuyễn

quay lại máy nghiền

- Một cửa thoát liệu khác được đưa qua lọc Cyclon thu hồi và

lọc tụ điện rùi dùng vít vận chuyễn về các silo chứa

Cyclon thu hồi Gầu nâng SVTH: TRẦN NGỌC ANH CƯỜNG MSSV:8040034515

- Quá trình vận chuyễn các hạt vật liệu trong giai đoạn này người ta thường sử dụng trong dây chuyền là các vít vận chuyễn.

-Xi-măng thành phẩm được chứa trong các silo chứa Thông qua hệ thống máng

tháo khí động có thể xuất xi-măng rời phục vụ cho các trạm trộn bê-tông tươi hay đóng bao, xuất xưởng, phục vụ cho các công trình xây dựng

Vít vận chuyễn Silo chứa xi-măng thành phẩm

-Còn luồng không khí nóng- quá trình nghiền của máy nghiền bi cần có một hệ thống cung cấp, thổi khí nóng xuyên suốt và tuần hoàn như sơ đồ công nghệ trên- được quạt hút đưa trở lại hệ thống cung cấp không khí nóng và một phần xả ra ống khói

SVTH: TRẦN NGỌC ANH CƯỜNG MSSV:8040034517

III TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ THÍCH HỢP.

3.1 NĂNG SUẤT:

3.1.1 Năng suất của máy nghiền tính theo năm:

-Năng suất của nhà máy: 1 000 000 T/năm Chọn lượng hao hụt trong quá trình nghiền là 1% nên năng suất thực tế của nhà máy là :

Q = 1 000 000 x 1% = 1.010.000 T/năm

Lượng clinker : Qcl = 1 010 000 x 0,8 = 808 000 T/năm

Lượng thạch cao: Qtc = 1 010 000 x 0.04 =50 500 T/năm

Lượng puzolan : Qpu = 1 010 000 x 0.15 =151 500 T/năm

-Nhưng trong vật liệu có hàm ẩm : Wcl=0,1%, Wtc=7%, Wpu=15%, do đó:

Lượng clinker : Qcl =808 000 x (1+0,001) = 808 808 T/năm

Lượng thạch cao: Qtc = 50 500 x (1+0,07) = 54 035 T/năm

Lượng puzolan: Qpu = 151 500 x (1+0,15) =174 225 T/năm

3.1.2 Năng suất của máy nghiền tính theo tháng:

3.1.3 Năng suất của máy nghiền tính theo ngày:

-Do năng suất của nhà máy tương đối lớn, ta chọn chế độ làm việc của máy nghiền

là 3ca/ngày và 1 năm làm việc 300 ngày (đã trừ 65 ngày gồm: tu sửa, nghỉ lễ) Lượng Clinker : Qcl= 

300 808808

2 696.03 T/ngày

Lượng Clinker : Qcl= 

24

03 2696

112.33 T/giờ

Lượng thạch cao: Qtc= 

24

12 180

7.5 T/giờ

Lượng puzolan: Qpu= 

24

75 580

24.2 T/giờ

3.2 CÂN BẰNG VẬT CHẤT:

Theo khối lượng:

Vật liệu Năng suất tính theo khối lượng

Năng suất tính theo thể tích = Năng suất tính theo khối lượng / 

Vật liệu m3/h Năng suất tính theo thể tíchm3/ngày m3/tháng m3/năm

3.3 LỰA CHỌN THIẾT BỊ:

* Dựa vào năng suất Qcl = 112.33T/h, Qtc = 7.5 T/h, Qpu =24.2 T/h và

 1 băng tải chung.

b Giai đoạn nghiền và sau khi nghiền:

Sử dụng :

 Sử dụng máy nghiền bi loại Tirax Unidan Raw Mill của F.L.SMIDTH.

 1 gầu nâng.

 2 vít vận chuyễn.

 1 cyclon thu hồi.

 1 thiết bị lọc bụi điện.

 1 thiết bị phân li không khí.

 1 hệ thống cung cấp, thổi không khí nóng

 1 silo chứa thành phẩm và máng tháo khí động

 1 quạt hút.

 1 ống xả khói.

 1 băng tải và 1 máy đóng bao.

IV TÍNH KIỂM TRA CÁC THƠNG SỚ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦATHIẾT BỊ:

Chọn máy nghiền bi năng suất P = 200T/h đặc trưng kỹ thuật sau:

• Đường kính thùng nghiền : 5.1 (m)

• Chiều dài thùng nghiền: 2.9 + 11.4 (m)

• Điện năng tiêu thụ: 3620 Kw

• Sớ vịng quay trong 1 phút : 14.6

m: hệ sớ rỗng của bi đạn ( bi cầu thép m= 0,585)

g : trọng lượng riêng của bi đạn (g=7,85 T/m3)

R : bán kính trong máy nghiền (m)

hệ số rỗng của bi đạn ( bi cầu thép = 0,585)

: trọng lượng riêng của bi đạn

G V

G=84 : trọng lượng bi đạn (T)

V : thể tích hữu ích của máy nghiền bi (m3)

SVTH: TRẦN NGỌC ANH CƯỜNG MSSV:8040034521

L= 14.3 : chiều dài máy nghiền bi (m)

4.3 Xác định sớ vòng quay tới hạn và sớ vòng quay hợp lí của máy :

a Sớ vịng quay tới hạn :

=

55 2

7 22

- Ngăn I : bi cầu thép d= 45 - 81.87 mm (nghiền thơ)

- Ngăn II : bi trụ thép d= 19 - 337 mm (nghiền mịn)

4.5 Xác định năng suất máy nghiền :

Qy : năng suất riêng của máy nghiền (Qy=80 Kg/kWh)

Kp : hệ sớ khả năng đập nghiền của vật liệu (Kp =1.4)

D : đường kính máy nghiền (m) (D=5.1)

KẾT LUẬN:

- Qua phần đồ án thực hiện đã phần nào giúp sinh viên hiểu rõ hơn về môn học và đã hình thành được bước đầu những khái niệm cơ bản về việc thiết lập một dây chuyền công nghệ sản xuất cho một công đoạn trongviệc sản xuất một loại vật liệu xây dựng cơ bản là xi-măng

-Việc chọn lựa một loại thiết bị gia công sản xuất là một quá trình suy nghĩ đắn đo

để máy móc được chọn lựa phải thích hợp với yêu cầu và đảm bảo tính kinh tế trong sản xuất.Vì vậy người sinh viên cần tập trung để nghiên cứu và tìm hiểu tài liệu cập nhật thông tin để trang bị cho mình một nguồn vốn thông tin dồi dào về công nghệ và thiết bị mới để đưa ra những lựa chọn một cách chuẩn xác

-Với khả năng của bản thân còn nhiều hạn chế Dây chuyền công nghệ và các thiết bị lựa chọn còn mang nhiều tính lí thuyết và không thể tránh khỏi nhiều thiếu xót Bài báo cáo đồ án này chỉ mang tính chất tham khảo để đưa vào thực tế cần cụ thể

và chính xác hơn

- Xin chân thành cám ơn Ts Nguyễn Ngọc Thành đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Trần Quang Quý, Nguyễn Văn Vịnh, Nguyễn Bính Máy và thiết bị sản xuất

Vật liệu xây dựng NXB Giao Thông Vận tải

- FLDSIMTH Ball Mill UMS , website materials