Thiết kế sản xuất xi măng theo phương pháp khô lò quay với cyclon trao đổi nhiệt (thuyết minh+bản vẽ)

Thiết kế sản xuất xi măng theo phương pháp khô lò quay với cyclon trao đổi nhiệt: Tổng quan sản xuất xi măng Lựa chọn phương pháp sản xuất Dây chuyền công nghệ sản xuất Tính toán phối liệu Tính toán cân bằng vật chất Bảng tổng hợp Hình ảnh minh họa Bản vẽ thiết kế

Phần 1:

BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI

I.Tổng quan về ngành ximăng Việt Nam:

Ximăng là một loại vật liệu khơng thể thiếu trong bất kỳ loại cơng trình xây dựng nào Nhưng hiện nay lượng ximăng sản xuất trong nước khơng đủ đáp ứng cho nhu cầu thị trường

Với 13 nhà máy ximăng lị quay và 58 nhà máy ximăng lị đứng, tính đến thời điểm này, năng lực sản xuất của các doanh nghiệp trong nước đạt khoảng 22,5 triệu tấn clinke /năm, đáp ứng trên 70% nhu cầu tiêu dùng của cả nước Để bù vào lượng ximăng thiếu hụt, hàng năm nước ta phải nhập khẩu 4,5÷5 triệu tấn clinke

để sản xuất và cung ứng cho thị trường

Theo thống kê năm 2002, doanh thu của ngành cơng nghiệp ximăng chiếm

tỉ trọng 10÷12% GDP của tồn ngành cơng nghiệp và thu hút hơn 40 ngàn lao động

Những năm qua, nhiều nhà máy ximăng (như Hà Tiên, Hồng Thạch, Chinfon…) đã hoạt động vượt cơng suất thiết kế nhưng vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu của nội địa trong khi nhu cầu ximăng vẫn khơng ngừng tăng Điều này Được rút ra từ số liệu về sản lượng ximăng sản xuất và tiêu thụ từ năm 1990 đến nay

Theo số liệu thống kê của tổng cục thuế, 8 tháng đầu năm 2005, tổng khối lượng ximăng đã sản xuất là 17982,2 nghìn tấn , tăng 113,7% so với cùng kỳ năm ngối Cụ thể như sau:

1/Thuận lợi và khó khăn trong chiến lược phát triển công nghiệp sản xuất ximang ở Việt Nam:

b Khó khăn :

- Hiện nay, đa số các nhà máy ximăng ở Việt Nam đều sử dụng công nghệ cũ, lạc hậu ,thiết bị cồng kềnh ,năng suất thấp ,hệ thống nhà xưởng còn chiếm nhiều diện tích do đó giá thành còn cao làm mất tính cạnh tranh.

- Chưa đa dạng hóa được các chủng loại sản phẩm,chi phí sản xuất còn quá cao do đó giá thành còn cao khó cạnh tranh với ximăng ngoại nhập

- Chưa được đầu tư các thiết bị để bảo vệ môi trường , dẫn đến tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng trong các nhà máy ximăng,ảnh hưởng rất nhiều đến tình trạng sức khoẻ của công nhân

2/

M ục tiêu phát triển của ngành ximăng :

Theo dự kiến, nhu cầu tiêu thụ ximăng trong tương lai sẽ tiếp tục tăng Trước thực trước bối cảnh này, các nhà lãnh đạo ngành đã đề ra mục tiêu phát triển cho ngành cơng nghiệp ximăng là:

• Đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng ximăng (về số lượng, chất lượng và chủng loại)cho trong nước và cả xuất khẩu

• Đưa ngành ximăng trở thành một ngành cơng nghiệp mạnh, cĩ cơng nghệ hiện đại, đủ sức cạnh tranh với các sản phẩm cùng loại của nước ngồi

3/Định hướng thực hiện:

• Huy động tối đa cơng suất của các nhà máy hiện cĩ

• Ưu tiên phát triển các dự án cĩ cơng suất lớn, cĩ cơng nghệ tiên tiến, tiến đến năm 2020 loại bỏ hồn tồn các nhà máy ximăng lị đứng cĩ cơng nghệ cũ

• Từ năm 2001, ngành ximăng đã và đang triển khai xây dựng 21 dự án ximăng lị quay với tổng cơng suất trên 20 triệu tấn/năm Các dự án này sẽ được đưa vào vận hành vào năm 2008

Do vậy, mục tiêu của đồ án giúp cho sinh viên có được những kiến thức cơ bản để xây dựng được một dây chuyền sản xuất ximăng trong một nhà máy.Tập cho sinh viên làm quen với việc xây dựng, cải tạo một nhà máy sản xuất ximăng, sau này góp phần giải quyết nhu cầu sử dụng ximăng ngày càng tăng của đất nước, tiến tới có thể xuất khẩu ra nước ngoài.Trong đồ án này, mục tiêu là thiết kế một dây chuyền sản xuất ximăng PC 60

I I Chọn địa điểm đặt nhà máy:

Qua một thời gian tìm hiểu thực tế cũng như những thông tin nắm bắt được qua các phương tiện thông tin liên lạc, nhà máy thiết kế dự định được đặt khu công nghiệp Biên Hoà 2, thuộc địa phận tỉnh Đồng Nai Sở dĩ nhà máy được chọn địa đểm tọa lạc tại đây là vì đã được căn cứ vào những điều kiện thích hợp chủ quan cũng như khách quan mà nơi này có thể đáp ứng được

1/Điều kiện về cơ sở vật chất:

Tỉnh Đồng Nai là một tỉnh có tốc độ phát triển mạnh trên nhiều lĩnh vực của cả nước tỉnh có địa thế nói là tương đối đặc biệt; nằm giữa hai thành phố lớn là Vũng Tàu và Thành phố Hồ Chí Minh, tạo thành vùng tam giác trọng điểm khu vực phía Nam

Về nguồn điện sử dụng trong sản xuất cũng như trong sinh hoạt thì được cung cấp bởi nhà máy thủy điện Trị An với công suất trên 400 MVA Ngoài ra, còn có thể sử dụng điện của nhiều nơi khác nhau như: nhà máy điện Nhơn Trạch, nhà máy thủy điện Đa Nhim, nhà máy điện Phú Mỹ, nhà máy điện Bà Rịa và những đường dây chuyển tải điện đi xuyên qua tỉnh Đồng Nai bên cạnh đó còn có những trạm phát điện với công suất trên 1.000 kva cho một số nhà máy công nghiệp

Về hệ thống giao thông vận chuyển thì rất thuận tiện về cả đường bộ, đường thuỷ, đường hàng không lẫn đường sắt đường bộ thì có các quốc lộ 1, 20, 51,

52 và nhiều đường liên tỉnh khác nối liền Đồng Nai với các tỉnh trong khu vực, nhưng đặc biệt nhất vẫn là quốc lộ 51, đường nối liền với cửa biển quan trọng nhất phía Nam Ngoài ra, với xa lộ cao tốc nối liền Thành phố Hồ Chí Minh – Đồng Nai – Vũng Tàu sẽ làm cho giao thông đường bộ của tỉnh Đồng Nai đặc biệt phát triển

Hệ thống các cảng xuất nhập khẩu của Thành phố Hồ Chí Minh chỉ cách thành phố Biên Hoà khoảng 35 km Phú Mỹ là cảng nước sâu chỉ cách ranh giới tỉnh Đồng Nai có 13 km, tàu có trọng tải lớn (khoảng 40.000 tấn) có thể ra vào được bên cạnh đó là cảng Gò Dầu gắn liền với khu công nghiệp Gò Dầu cho tàu 5.000 tấn lưu thông được

Sân bay quốc tế được xây dựng tại Long Thành sẽ làm phát huy tiềm năng của các hoạt động sản xuất tại khu công nghiệp Đồng Nai, vấn đề lưu thông vận chuyển bằng đường hàng không sẽ thuận tiện hơn Song song đó, với tuyến đường sắt Bắc – Nam xuyên qua tỉnh luôn nhộn nhịp, sẽ là một điều kiện thích hợp để xây dựng và phát triển nhà máy tại Đồng Nai

Một ưu điềm không nhỏ của Đồng Nai là có mạng lưới viễn thông phát triển rất tốt, ngày càng có chất lượng cao, sẵn sàng đáp ứng mọi nhu cầu thông tin liên lạc.

2/ Điều kiện xã hội và tự nhiên:

Với địa lợi như đã đề cập ở trên thì Đồng Nai nói chung và khu công nghiệp Biên Hòa II nói riêng sẽ có được một thị trường tiêu thụ sản phẩm rất to lớn điều đó được chứng minh qua việc phát triển mạnh mẽ các khu công nghiệp lớn của Thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Vũng Tàu và ngay chính trong địa phận tỉnh Đồng Nai Bên cạnh đó, với các tỉnh, thành phố đang phát triển mạnh mẽ lân cận tỉnh Đồng Nai, có rất nhiều dự án đầu tư lớn tập trung ở đó cũng là một sức hút mãnh liệt đối với khu công nghiệp đang lớn mạnh này.Ngoài ra, Đồng Nai với dân số có trên 2 triệu người, trình độ văn hóa tương đối khá, nơi dừng chân của phần lớn cư dân từ nơi khác đến, chính là nguồn cung cấp nhân lực dồi dào cho các khu công nghiệp, đây thực sự là lực lượng lao động đáng quan tâm Về trật tự an ninh thì được đảm bảo và ngày càng được củng cố tốt hơn

Tuy nhiên, chúng ta không chỉ chú ý tới điều kiện xã hội, mà cần phải quan tâm đến điều kiện về tự nhiên Đồng Nai là khu vực có hai mùa rõ rệt trong một năm: mùa nắng và mùa mưa Mùa nắng là mùa rất thuận tiện cho việc sản xuất, kéo dài gần 7 tháng trong một năm Có thể nói thời tiết khí hậu ở đây là đặc biệt có lợi cho phát triển công nghiệp, không có bão lớn, không có lũ lụt gây thiệt hại nặng nề, nhiệt độ trung bình là 26 ÷ 28oc, độ ẩm không khí dao động trong khoảng 62 ÷ 84% Và đều cuối cùng được dề cập đến là nước ngọt của sông Đồng Nai chưa bị ô nhiễm nặng nề như các vùng khác Lưu lượng đạt trên 20 triệu m3/ngày

Phaàn 2:

COÂNG NGHEÄ

I.Khái niệm Ciment Portland:

Ximăng Portland là chất kết dính vô cơ rắn trong nước, chứa khoảng 70% - 75% các khoáng silicat canci , nên còn có tên gọi là xi măng Silicat Nó là sản phẩm nghiền mịn của Clinker với phụ gia điều chỉnh Thạch Cao (3% - 5%) Clinker ở dạng hạt được sản xuất bằng cách nung cho đến kết khối (ở nhiệt độ

1450 oC) hỗn hợp chứa cacbonat canxi (đá vôi) và đất sét, và một hàm lượng laterit Thạch Cao có tác dụng điều chỉnh thời gian ninh kết của xi măng

Trong khi nghiền mịn, để điều chỉnh tính chất và giá thành, đồng thời tăng sản lượng, người ta có thể cho khoảng 3-5% phụ gia hoạt tính (puzoland, tro, đá

mu rùa, xỉ lò cao, trepen ) và 10% phụ gia trơ (cát thạch anh, đá vôi )để tăng sản lượng xi măng

Mặc dù được sản xuất từ đầu thế kỷ 19, nhưng do những ưu điểm nổi bật (cường độ cao, rắn nhanh, ) nên xi măng Portland đã trở thành chất kết dính

cơ bản nhất trong ngành xây dựng cơ bản

1.Clinker:

Clinker thường ở dạng hạt có đường kính 10 – 40 mm, cấu trúc phức tạp (có nhiều khoáng ở dạng tinh thể và một số khoáng ở dạng vô định hình) Chất lượng Clinker phụ thuộc vào thành phần khoáng vật, hóa học và công nghệ sản xuất Tính chất của xi măng là do Clinker quyết định

2.Thành phần hóa học:

Thành phần hóa học của Clinker, biểu thị bằng hàm lượng (%) các oxit có trong Clinker, dao động trong giới hạn sau: CaO : 63–67% ; SiO2 : 21 –24%;

Al2O3: 4–7%; Fe2O3: 2.5 – 4% Tổng số các oxit chủ yếu này là 95 – 97%

Các oxit khác (MgO, SO3, K2O, Na2O, TiO2, Cr2O3 , P2O5 ) chiếm một tỷ lệ không lớn và thường ảnh hưởng có hại đến chất lượng xi măng

Thành phần hóa học của Clinker thay đổi thì tính chất và thành phần của xi măng cũng thay đổi

Trong quá trình nung đến nhiệt độ kết khối, các oxit chủ yếu kết hợp lại tạo thành các khoáng silicat, aluminat và alumoferit canxi ở dạng các khoáng, có cấu trúc tinh thể, một số ít chuyển sang dạng vô định hình

3.Thành phần khoáng vật:

Clinker có 4 khoáng vật chính là: Alit, Belit, Aluminat Tricanxit (Cellit) và Feroaluminat Tetracanxit:

 Alit : chủ yếu là khoáng C3S (3CaO.SiO2).Chiếm 45-65% trong Clinker

Ở nhiệt độ < 12500C dễ bị phân hủy thành C2S và CaO tự do

Ở nhiệt độ > 19000C C3S bị nóng chảy

Ximăng chứa hàm lượng alit càng cao thi đóng rắn càng nhanh, có cường độ càng cao

Nhiệt độ nung cao

 Belit : thực tế là C2S (2CaO.SiO2) chiếm 10% - 30%

Là khoáng chủ yếu thứ hai trong Clinker xi măng portland

Nó có 5 dạng thù hình

(làm lạnh chậm tinh thể thô)

1160±100C αLC2S 620-630 0 C βLC2S Nóng chảy 2130 0 C α-C2S 1425 ± 10 0 CαH’C2S 690±10 0 C 525 o C

1160±100C (làm lạnh nhanh tinh thể mịn)

Belit bền hơn Alit trong môi trường nước và muối khoáng

 Celit : Celit là khoáng C4AF (4Cao.Al2O3.Fe2O3)

Đây là khoáng bền nước, muối khoáng, có cường độ thấp nhất trong tất cảc các khoáng tồn tại trong Clinker xi măng portland Nóng chảy ở 14000C.Chiếm khoảng 10 – 18%

 Aluminat Canxi : C3A (3CaO.Al2O3) chiếm 5 – 15%

Nóng chảy ở nhiệt độ 1535 oC

Khi thành phần C3A tăng sẽ làm cho sản phẩm rắn nhanh, tỏa nhiệt cao, cường độ sản phẩm thấp và không bền trong môi trường nước hay muối khoáng

 Chất đệm : (hợp chất trung gian).

Là những hợp chất bao bọc xung quanh Alit và Belit có thành phần chủ yếu làAluminate calci,ø Aluminoferit calci va pha thuỷ tinh có tác dụng tạo pha nóng chảy choClinke.Chiếm 5-15% trong Clinke

 Các khoáng chứa kiềm:

Hàm lượng lớn rất có hại vì tạo kiềm làm nỡ thể tích gây ứng suất nội làm cho sản phẩm khong ổn định

II.Lựa chọn phương pháp sản xuất:

Nước ta là một nước đang phát triển, tình hình kinh tế xã hội cũng như sự phát triển của khoa học kỹ thuật còn rất chậm so với các nước trên thế giới Song trong điều kiện cho phép, chúng ta đang loại bỏ dần những công nghệ lạc hậu và từng bước phát triển tiếp thu những công nghệ khoa học hiện đại của thế giới để nhanh chóng đẩy mạnh độ phát triển của nền công nghiệp nước

nhà Vì vậy, xác lập dây chuyền công nghệ sản xuất cần lựa chọn một dây

chuyền tương đối được tự động hóa và khép kín cao Nó được thực hiện qua những công đoạn nhất định trong những khoảng thời gian tương đối chính xác và cần đảm bảo cấu trúc thành phần nguyên vật liệu theo yêu cầu của công đoạn đã được thiết lập trước Chất lượng sản phẩm cao hay không là tùy thuộc vào chất lượng của từng khâu trong dây chuyền sản xuất Như vậy, việc sắp xếp từng khâu trong từng giai đoạn và từng giai đoạn trong toàn bộ quá trình sản xuất đòi hỏi phải được tính toán, nghiên cứu, thiết lập một cách khoa học sáng tạo và chất lượng, nó đòi hỏi người thiết lập phải đảm bảo một số yêu cầu

cơ bản như sau:

-Tổng chiều dài dây chuyền là ngắn nhất

- Dây chuyền phải đảm bảo việc thông thoáng

- Thời gian đợi ở một số công đoạn là ngắn nhất

- Dây chuyền vận hành liên tục, tuần hoàn, không có sự trùng lấp, lặp lại hay chồng chéo lẫn nhau

Đồng thời, lò nung là yếu tố quyết định chất lượng cũng như sản lượng của

nhà máy Vì vậy, khâu nung sản phẩm là khâu quan trọng nhất trong quá trình sản xuất Xi măng

Qua khảo sát thành phần nguyên vật liệu địa phương khai thác được, lựa chọn công nghệ sản xuất theo phương pháp khô Hiện nay, lò quay được sử dụng rộng rãi nhờ những chức năng ưu việt của nó trong công nghệ nung sản phẩm Khi nung lò quay, cliker có điều kiện làm lạnh nhanh, giảm lượng CaO tự do và γ_C2S, đây là những thành phần không mong muốn trong xi măng, nó sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm Để giảm chi phí về nhiệt cũng như giảm chiều dài của lò nung, từ đó sẽ giảm chi phí đầu tư cũng và hạ giá thành sản phẩm ï Vì vậy, sử dụng phương pháp sản xuất theo “phương pháp khô lò quay với cyclon trao đổi nhiệt”, là một trong những phương pháp sản xuất phù hợp

III.Dây chuyền công nghệ sản xuất PC theo phương pháp đã lựa chọn:

1/ Khai thác nguyên vật liệu:

b.Đất sét :

Đất sét khai thác theo tầng (phương pháp cắt lớp để đồng nhất thành phần hóa), sử dụng máy xúc nhiều gầu đổ trực tiếp vào băng tải cao su đi vào thiết bị rãi đổ sau đó đưa về kho chung với đá vôi (đồng nhất đất sét và giảm độ ẩm đất sét), cũng sử dụng máy cào để cào đất sét lên băng tải đưa vào két chứa, bên dưới két chứa là tiếp liệu băng (băng tải xích) để xác định khối lượng đất sét cần đưa vào rồi đổ lên băng tải chung

c.Quăng sắt:

Quặng sắt chuyển bằng sàlan về, dùng cầu trục gầu ngoặm đưa về phễu chứa, chuyển lên băng tải qua thiết bị rãi đổ (nhỏ hơn so với đất sét và đá vôi) về kho, dùng cầu trục chuyển quặng sắt về phễu chứa lên băng tải Trước khi vào băng tải chung thì quặng sắt được chuyển đến phễu chứa có tiếp liệu băng phía dưới

2/Quy trình sản xuất clinker :

Nguyên liệu từ băng tải chung đi qua thiết bị PGNAA có tác dụng đánh giá định lượng tức thời để điều chỉnh thành phần đá vôi, đất sét, quặng sắt bằng đường bổ sung ròng 1 nguyên liệu sao cho hợp lí Sau đó được đưa vào bunker chứa để chuyển qua hệ thống sấy nghiền liên hợp sử dụng máy nghiền đứng cho khâu nghiền phối liệu Phối liệu sau khi nghiền sẽ qua thiết bị phân li không khí ở phía trên bên trong máy nghiền đứng Hỗn hợp khí và bột có kích thước đạt yêu cầu sẽ theo đường ống dẫn đến cyclon tổ hợp, còn những hạt có kích thước lớn sẽ rơi trở lại để nghiền tiếp

Từ cyclon tổ hợp, bột phối liệu được thu hồi lại rồi đưa vào két chứa (1) bằng máy nâng khí nén.Cũng từ cyclon tổ hợp, hỗn hợp khí và bụi được đưa qua tháp phun sương bằng đường ống dẫn khí và bụi, tại đây do được tích ẩm nên các hạt rơi xuống và nhờ tiếp liệu vít dẫn đến két chứa (1); khí sẽ tiếp tục

đi qua cyclon thu hồi một phần bụi, phần bụi đó cũng đến két chứa (1) bằng tiếp liệu vít; dòng khí lại tiếp tục qua lọc bụi điện, các hạt bị tích điện bám lên bản cực điện, người ta sẽ thu hồi bằng cách dùng búa gõ lên các bản cục điện đó, phần bột này cũng đưa đến két chứa (1); khi đến đây dòng khí hầu như sạch hoàn toàn do đó khi thải ra ngoài bằng đường ống khói ( nhờ quạt hút) sẽ hạn chế gây ô nhiễm môi trường

Bột phối liệu từ két chứa (1) được bơm hòm khí nén đưa lên silos điều chỉnh bột phối liệu Tại đây, hỗn hợp bột phối liệu được kiểm tra và điều chỉnh thành phần hóa, độ ẩm, tít phối liệu… sau đó sẽ được chứa ở phần phía dứơi của silo nhờ máng tháo khí nén

Từ silos chứa, bột phối liệu với hàm ẩm từ 0.5-1 % sẽ được bơm hòm khí nén bơm lên két chứa của tiếp liệu vít vào cyclon bậc I và đi vào cyclon bậc II lắng xuống cyclon bậc III rồi qua cyclon bậc IV Nhiệt cung cấp cho cyclon trao đổi nhiệt lấy từ vùng làm lạnh của lò nung clinker Sử dụng cyclon trao đổi nhiệt có một ưu điểm rất lớn đó là giảm chiều dài lò nung đáng kể, vì tại cyclon trao đổi nhiệt hỗn hợp bột phối liệu được sấy, đốt nóng và thực hiện 1 phần carbonate hóa nên lò nung chỉ còn 1 phần vùng carbonate hoá, vùng toả nhiệt, kết khối, làm lạnh Vì vậy L/D= 15-17

Còn khí cháy đi từ lò nung đi vào cyclon bậc IV ( to = 900 – 1000 oC) và tiếp tục đi vào cyclon bậc III rồi qua cyclon bậc II cuối cùng vào cyclon bậc I và thải ra ngoài với nhiệt độ 300-400oC, nhiệt độ vật liệu vào lò nung là 800-

900oC Khí cháy và vật liệu đi ngược chiều nhau trong hệ cyclon ở trạng thái lơ lửng nhưng trong các đường ống khí và phối liệu cùng chiều nhau Vì vậy, bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu và khí cháy lớn nghĩa là động học quá trình nung luyện xảy ra càng nhanh , nhiệt năng tiêu tốn ít Quá trình nung nhanh, năng suất lò cao

Trong cyclon có nhiệt độ tương ứng nên quá trình hóa lý xảy ra tương ứng:

- Cyclon bậc I và bậc II xảy ra quá trình sấy hỗn hợp phối liệu

- Cyclon bậc III xảy ra quá trình mất nước hoá học của đất sét

- Cyclon bậc IV xảy ra quá trình mất nước hoá học và phân hủy 1 phần đá

vôi

Như vậy phối liệu đi vào lò nung tiếp tục quá trình phân hủy đá vôi xảy

ra ở trạng thái rắn , tiếp tục kết khối và làm lạnh Clinke Khí thải ra ngoài 300-400oC để cung cấp cho cyclon trao đổi nhiệt

Khí thải ra từ cyclon trao đổi nhiệt sử dụng làm động lực sấy cho hệ sấy nghiền liên hợp, và có thể dùng thêm động lực sấy phụ khi động lực sấy chính không đáp ứng đủ hay khi lò nung không hoạt động Dòng khí nóng từ cyclon trao đổi nhiệt đến hệ sấy nghiền liên hợp bắt buộc phải đi qua van 2 chiều, để phòng trường hợp khi máy nghiền không hoạt động thì sẽ chuyển hướng dòng khí nóng sang tháp phun sương để làm mát dòng khí trứơc khi thải ra môi trường

Clinker sau khi ra khỏi lò nung được đưa qua thiết bị làm lạnh dạng ghi , sau đó được đập nhỏ ( để tăng hiệu quả nghiền) bằng máy đập trục có trong dàn làm lạnh, clinker có kích thước khoảng 25mm thì được đưa đến kho ủ bằng băng tải xích, nhằm mục đích :

- Trong kho ủ, Cao tự do trong clinker sẽ tác dụng với hơi nước trong không khí tạo Ca(OH)2 tạo cho ximăng ổn định thể tích trong quá trình đóng rắn sau này, cũng như clinker dòn dễ nghiền hơn

- Không cho phép nghiền clinker nóng vì thu được sản phẩm có nhiệt độ quá cao, ảnh hưởng đến việc đóng bao giao hàng và giảm năng suất máy nghiền, và CaSO4.2H2O có khả năng bị mất nước ngay trong máy nghiền làm giảm tác dụng điều chỉnh tốc độ đóng rắn ximăng của thạch cao

Than mua về bằng xe tải có độ mịn mong muốn nên không cần qua máy đập, mà được đưa thẳng lên băng tải cao su vận chuyển đến thiết bị rải đổ trong kho, sau đó dùng thiết bị cào cào lên băng tải đưa đến két chứa, qua vít tải rồi chuyển đến buồng đốt lò nung bằng ống phun than

Clinker trong kho được thiết bị cào cào lên băng tải cao su chuyển đến két chứa bên dưới là tiếp liệu băng để xác định khối lượng clinker cần cho vào, sau khi định lượng xong thi clinker tiếp tục được đưa lên băng tải chung

Thạch cao mua và chuyển về nhà máy bằng xà lan, chứa trong kho nhờ thiết bị rải đổ trong kho.Sau đó được cào lên băng tải cao su bằng thiết bị cào, băng tải chuyển thạch cao đến két chứa bên dưới là tiếp liệu băng để xác định khối lượng thạch cao cần cho vào nghiền, sau khi định lượng xong thi thạch cao tiếp tục được đưa lên băng tải chung

Phụ gia sử dụng là puzoland cũng được mua và chuyển về nhà máy bằng xà lan, chứa trong kho nhờ thiết bị rải đổ trong kho.Nếu kích thước lớn sẽ được đưa đến két chứa bên trên máy đập hàm, từ két chứa puzoland được băng tải

xích đưa đến máy đập hàm để đập nhỏ ra Sau đó đưa đến két chứa nhờ băng tải cao su bên dưới két chứa là tiếp liệu băng để xác định khối lượng puzland cần cho vào nghiền, sau đó puz tiếp tục được đưa lên băng tải chung.

3/Quá trình sản xuất ximăng:

Clinker, thạch cao, puzoland được băng tải chung đưa đến máy nghiền đứng để nghiền chung tạo ximăng, do bản thân trong máy nghiền đứng có thiết bị phân li không khí nên hỗn hợp khí và ximăng có kích thước hạt đạt yêu cầu sẽ ra khỏi máy theo đường ống đến cyclon tổ hợp

Từ cyclon tổ hợp ximăng được thu hồi đến két chứa, còn khí và một phần nhỏ bụi ximăng sẽ đi vào lọc bụi điện, tại đây lượng bụi thu hồi được cũng được chuyển đến két chứa bằng vít vận chuyển Từ két chứa sẽ có một đường ximăng vào silo chứa ximăng nhờ hệ thống bơm vít khí nén và bơm hòm khí nén rồi sau đó theo máng trượt khí động xuống xe steck để xuất ximăng rời; đường kia sẽ vào bunker chứa ximăng nhờ hệ thống bơm vít khí nén và bơm hòm khí nén, qua sàng rung để loại bỏ những hạt bị vón cục do vận chuyển xa,

Bột ximăng đạt yêu cầu vào máy đóng bao, sau đó về kho sản phẩm

Phần 3:

TÍNH TOÁN HỖN HỢP

PHỐI LIỆU

I.Các hệ số:

a Hệ số bão hòa vôi KH :

Là tỉ số giữa hàm lương CaO thực tế cần thiết để tạo ra C3S và C2S sau khi đã bão hoà hoàn toàn với Al203 và Fe2O3 để tạo thành C3A, C4AF với lượng CaO lý thuyết cần để bảo hòa hoàn toàn SiO2 để tạo ra C3S

KH=

O

O O

O

S

F A

C

%8.2

)

%35.0

%65.1(

KH :biểu thị mức độ bão hòa vôi của SiO2

Khi hệ số KH tăng thì lượng vôi thực tế liên kết với SiO2 tạo thành C3S và

C2S tăng; Hệ số bão hòa vôi KH khống chế tỉ lệ giữa hai thành khoáng C3S và

C2S Khả năng phát triển cường độ của C3S lớn hơn nhiều so với C2S cũng như các thành phần khoáng khác trong ximăng Vì vậy, KH càng cao, cường độ ximăng càng cao, phẩm chất càng tốt Tuy nhiên, KH càng cao thì nhịêt độ kết khối cao, quá trình nung luyện khó khăn và ngược lại

b.Modun silicat :

Đặc trưng bằng tỉ lệ hàm lượng SiO2 so với hàm lượng Al2O3 và Fe2O3

n=%( % )

3 2 3 2

2

O Fe O Al

SiO

+

Hệ số silicat n khống chế tỉ lệ giữa tổng khối lượng hai thành phần khoáng

C3S và C2S so với tổng khối lượng hàm lượng hai thành phần khoáng C3A và

C4AF Hệ số silicat n lớn, chất lượng xi măng cao nhưng khi nung sẽ gặp khó khăn do khó tạo thành pha lỏng Nếu n nhỏ, hàm lượng pha nóng chảy lớn, chất lượng Clinke thấp, dễ nung

c.Modun alumin:

Đặc trưng bằng tỉ lệ hàm lượng Al2O3 so với hàm lượng Fe2O3

p =

3 2

3 2

%

%

O Fe

O Al

Hệ số alumin p khống chế tỉ lệ giữa khối lượng thành phần khoáng C3A so với khối lượng hàm lượng thành phần khoáng C4AF Hệ số alumin p lớn, nhiệt độ nóng chảy cao, độ nhớt nóng chảy lớn, ximăng sẽ ninh kết và rắn chắc nhanh, toả nhiều nhiệt, không bền trong môi trường muối khoáng Hệ số p nhỏ, nhiệt độ nung thấp, khi nung dễ tạo thành pha nóng chảy dễ sinh ra

hiện tượng kết tảng vật liệu nung (anô) Vì vậy, để đảm bảo chất lượng ximăng cần phải kiểm tra các thành phần khoáng, tít phối liệu (T) và hàm lượng pha lỏng (L) :

L = 1.12 C3A +1.35 C4AF : kiểm tra hàm lượng pha lỏng

T= 1.785CaO + 2.09MgO: kiểm tra hàm lượng vôi

II Tính toán cụ thề thành phần phối liệu:

1/Chỉ tiêu tính toán:

Đối với clinker ximăng PC 60 ta có những chỉ tiêu sau:

2/Một số qui ước dùng trong tính toán:

3/Tính toán hệ 2 cấu tử:

 Bảng thành phần hóa học nguyên liệu (hệ 2 cấu tử ):

Cấu tử SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN Tổng

 Bảng thành phần hoá học đã quy đổi về 100% :

Cấu tử SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN TổngĐá vôi (1) 2.912 0.199 0.099 52.668 1.59 42.53 100%

Chọn : K H=0.9

Gọi x là phần trọng lượng đá vôi , y là phần trọng lượng đất sét Cứ 1 phần trọng lượng cấu tử 2 ( đất sét) thì có x là phần trọng lượng cấu tử 1(đá vôi) Cứ 1 phần trọng lượng CT2 sẽ kết hợp với X0 phần trọng lượng CT1

Ta có :

0 1 2 0

0

(1)1

0

(2)1

0

(3)1

0

(1)1

1 1

2 2 2

2

F A

S K C

C F A

S K

H

H

×+

×+

×+

×

×

= 52.6682.8−×(02.9.8××680..971×+2.1912.65+×161.65.57×+0.0199.35+×07..13135×−0.0099)

= 4.514 ( phần trọng lượng ) ;

Lượng đá vôi trong phối liệu khô: ( phần trăm trọng lượng đá vôi)

1×+

Lấy x% nhân với thành phần đá vôi và y% nhân với thành phần đất sét , ta tìm được thành phần khô tuyệt đối trong phối liệu clinker Trên cơ sở tính clinker là phối liệu đã nung , ta phải bỏ thành phần mất khi nung (MKN) Hệ số K0 được xác định :

Hệ số chuyển từ chưa nung sang đã nung:

Ko =100100−MKN = 1.567

 Bảng tính thành phần phối liệu và clinker:

Cấu tử SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN TổngĐá vôi 2.384 0.163 0.081 43.114 1.302 34.815 81.86%

Phối liệu 14.84 3.168 1.375 43.116 1.302 36.2 100%

 Kiểm tra lại các hệ số :

a)Hệ số bão hòa vôi:

KH =

2

3 2 3

2

08.2

035.0065.1

Si

Fe Al

=

26.238.2

155.235.0966.465.1575.67

9.09002.0

2

00

0

Fe Al

3 2

966.4

=2.305

⇒ Kết quả tính toán thu được hệ số bão hòa vôi KH = 0.9002 có độ lệch nằm trong khoảng cho phép, và thu được n=3.266, p = 2.305

Mặt khác, yêu cầu các hệ số để sản xuất PC60 cần có n ⊂ (2.2→2.3) và p ∈

(1.6 → 1.8) Mà ta thấy với 2 cấu tử thì n và p quá lớn, do đó ta cần phải tăng lượng Fe203, tức là phải thêm cấu tử quặng sắt trong phối liệu và tính toán cho 3 cấu tử

4.Tính toán hệ 3 cấu tử:

Tính hệ 3 cấu tử chọn KH=0.9, p=1.2

 Bảng thành phần hoá:

3 2 1

++

3 2 1

++

+

S

AO= X Y 1

O O

3 2 1

++

3 2 1

++

Ta được hệ phương trình:







=+

=+

2 2 2

1 1 1

c b Y a X

c b Y a X

O O

O O

Từ hệ PT(1) và các hệ số trên, ta có nghiệm của hệ là:

XO =43.77 (phần trọng lượng)

YO = 9.357 (phần trọng lượng)

Thành phần trăm các cấu tử là:

%CT1= +*100+1

O O

O

Y X X

= 100%

1357.977.43

77

357

100

= 1.559

 Kiểm tra lại các hệ số :

a)Hệ số bão hòa vôi:

KH =

2

3 2 3

2

08.2

035.0065.1

Si

Fe Al

= 66.472−1.652.8××4.2283.66−0.35×4.025 = 0.89985

Độ lệch giữa giá trị chọn và giá trị tính toán :

0.00017

9.0

9.089985.0

0

Fe Al

Si

+ = 22+.66 =2.558

c)Mô đun alumin:

p =

3 2

3 2

83.4

=1.2

• Hàm lượng C3S=3.8*(3KH-2)*S

=3.8*(3*0.9-2)*22.66 =60.27%