Thiết kế phân xưởng chuẩn bị phối liệu sản xuất xi măng lò đứng (thuyết minh+bản vẽ)

Tổng quan về xi mang pooclang Nguyên liệu, nhiên liệu trong sản xuất Công nghệ sản xuất Tính toán phối liệu Tính toán cân bằng vật chất Tính toán lựa chọn thiết bị Lựa chọn nhà kho Lựa chọn sấy thùng quay, lò nung Môi trường, an toàn lao động Kiến trúc nhà máy Tính toán điện nước, chỉ tiêu kinh tế

Mở đầu 2

Phần I Giới thiệu

III Các tính chất cơ bản của xi măng PCB 11Chơng II Nguyên liệu, nhiên liệu trong sản xuất xi măng 13

Phần II Công nghệ sản xuất

Phần III Tính toán và chọn các thiết bị sản xuất

Chơng I Tính toán và lựa chọn các thiết bị máy móc 56Chơng II Chọn hệ thống nhà kho-Xilô-Bunke 68Chơng III Chọn hệ thống vận chuyển và thiết bị định lợng 77Chơng IV Tính toán và lựa chọn thiết bị sấy thùng quay 84Chơng V Tính toán và lựa chọn thiết bị lò nung 102Chơng VI Công tác Môi trờng và an toàn lao động 130

Chơng XI Qui trình kiểm soát quá trình sản xuất 155Chơng XII Một số qui tắc khi vận hành máy móc, thiết bị 157

Mở đầu

Trong những năm gần đây, công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá

ở nớc ta diễn ra rất sôi động và rộng khắp trên cả nớc, và đã thu đợcnhững thành quả to lớn, vững bớc tiến lên xây dựng thành công chủ nghĩaxã hội Trong đó ngành xây dựng đã đã đóng góp một phần không nhỏ

trong việc tạo ra cơ sở hạ tầng vững chắc để thúc đẩy nền công nghiệpphát triển, đa đất nớc ta ngày càng trở nên văn minh, giàu mạnh

Để đáp ứng nhu cầu xây dựng của đất nớc, ngành sản xuất vật liệuxây dựng đã có những bớc phát triển không ngừng, đó là việc các nhàmáy, xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng đã mọc lên ở khắp mọi nơi đápứng kịp thời nhu cầu sử dụng nguyên vật liệu cho ngành xây dựng, đồngthời chất lợng sản phẩm tạo ra cũng không ngừng đợc hoàn thiện

Việc xây dựng nhà máy xi măng Hà Nam nhằm đáp ứng kịp thờinhu cầu sử dụng xi măng cho xây dựng của nớc ta đồng thời tận dụng đợcnguồn nguyên liệu, nguồn nhân lực dồi dào ở địa ph ơng góp phần vàocông cuộc xây dựng chung của đất nớc

Phần I giới thiệu

Chơng I GIới thiệuchung về xi măng PCB

Ximăng poóclăng hỗn hợp (PCB) là chất kết dính hyđrát có khả năng đôngkết rắn chắc và phát triển cờng độ trong môi trờng không khí và nớc, thờng đợcgọi là chất kết dính rắn trong nớc hay chất kết dính thuỷ lực, nó đợc phát minh

và đa vào sử dụng trong xây dựng từ đầu thế kỷ 19, về sau nó đợc phát triểnngày càng hoàn thiện về tính năng kỹ thuật và công nghệ sản xuất Các chủngloại xi măng poóclăng là chất kết dính đợc sử dụng chủ yếu trong xây dựngquốc gia, nó còn dợc coi là một trong các chỉ tiêu quan trọng để đánh giá sựtăng trởng của ngành xây dựng và phát triển đất nớc

Xi măng poóclăng đợc sản xuất bằng bằng công nghệ nghiền mịnclanhke xi măng poóclăng với thạch cao (thạch cao đóng vai trò là phụ gia điềuchỉnh thời gian đông kết) Để cải thiện tính chất kỹ thuật và giảm giá thành sảnphẩm, trong quá trình nghiền clanhke ngời ta đa vào các chất phụ gia khoánghoạt tính, phụ gia đầy( phụ gia trơ) và ta gọi sản phẩm này là xi măng poóclănghỗn hợp (PCB) Đây là loại sản phẩm đợc sử dụng rộng rãi nhất ở nớc ta vàcũng là sản phẩm chính của nhà máy Theo tiêu chuẩn Việt Nam qui định thì

tổng lợng phụ gia đa vào tính với khối lợng clanhke không đợc vợt quá 40%trong đó phụ gia gầy không vợt quá 20%

Thành phần chính trong xi măng hỗn hợp là clanhke, phụ gia thạch cao

và một số các loại phụ gia khác Clanhke là nguyên liệu chính đóng vai tròquyết định cho tính chất của xi măng Clanhke đợc sản xuất bằng cách nung

đến thiêu kết hỗn hợp nguyên liệu đồng nhất phân tán mịn gồm đá vôi, đất sét(nguyên liệu chính) và một số nghuyên liệu khác đóng vai trò điều chỉnh (xỉpyrít, quặng sắt, cát quắc, )

I Clanhke ximăng poóclăng :

Clanhke ximăng poóclăng là bán thành phẩm của công nghệ sản xuất ximăng tồn tại ở dạng hạt, kích thớc từ (10 14 mm) và phụ thuộc vào dạng lònung Theo cấu trúc vi mô clanhke xi măng là hỗn hợp các hạt nhỏ của nhiềupha tinh thể và một lơng nhỏ pha thuỷ tinh

1 Thành phần khoáng của clanhke xi măng poóclăng :

Trong clanhke xi măng poóclăng gồm chủ yếu là các khoáng silíccát canxi(hàm lợng 70  80%), các khoáng Aluminat canxi và Alumôferit Canxi

Khoáng silíccát canxi gồm hai loại khoáng là khoáng Alít và khoáng Belít

- Khoáng Alít (3CaO.SO2 ký hiệu là C3S ) là khoáng quan trọng nhất củaclanhke xi măng, tạo cho xi măng có cờng độ cao, tốc độ đông kết rắn chắcnhanh và loại khoáng này có ảnh hởng nhiều đến các tính chất của xi măng.Trong clanhke xi măng khoáng C3S chiếm từ (45  60)% Alit là một dungdịch rắn của 3CaO.SiO2 và một lợng nhỏ các chất khác có hàm lợng nhỏ từ(2  4)% nh MgO, P2O5, Cr2O3, C3S ở dạng tinh khiết sẽ bền vững trongkhoảng nhiệt độ (1200  1250)0C đến (1900  2070)0C Nhiệt độ lớn hơn

20700C thì C3S bị nóng chảy, nhỏ hơn 12000C thì bị phân huỷ thành C2S (C3S

= C2S + CaO tự do)

- Khoáng bêlít (2CaO.SiO2: đicalcium silicát, ký hiệu C2S ):

Trong clanhke xi măng C2S chiếm khoảng 2030%, là thành phần quantrọng của clanhke, có đặc tính là đông kết rắn chắc chậm nhng cờng độ cuốicùng cao Bêlít là dung dịch rắn của 2CaO.SiO2 với một lợng nhỏ các ô xít khác

nh Al2O3, Fe2O3, Cr2O3 Khoáng C2S đợc tạo thành trong clanhke ở 4 dạngthù hình  C2S, ‘CC2S,  C2S ,  C2S

+  C2S : bền vững ở điều kiện nhiệt độ cao từ 14252130 0C, ở nhiệt

độ lớn hơn 21300C,  C2S bị chảy lỏng, ở nhiệt độ nhỏ hơn 14250C khoáng 

C2S chuyển sang dạng ’ C2S

+ ’C2S bền vững ở nhiệt độ 83014250C, khi nhiệt độ nhỏ hơn 8300C

và làm lạnh nhanh thì ’C2S chuyển sang dạng C2S, còn khi làm nguội chậm

bị chuyển sang dạng C2S

+ C2S không bền luôn có xu hớng chuyển sang dạng C2S đặc biệt là ở

nhiệt độ nhỏ hơn 5000C Khi C2S chuyển thành C2S làm tăng thể tíchkhoảng 10% và bị phân rã thành bột.

+ C2S thì hầu nh không tác dụng với nớc và không có tính chất kếtdính, chỉ trong điều kiện hơi nớc bão hoà, khoảng nhiệt độ 1502000C, C2Smới có khả năng dính kết

Chất trung gian phân bố giữa khoáng Alít và Bêlít là các pha Aluminôferit,pha canxi Aluminat và pha thuỷ tinh

- Pha canxi Aluminat tồn tại trong clanhke ở hai dạng C3A, C5A3 Dotrong clanhke lợng CaO d nên pha Canxi Aluminat thờng nằm chủ yếu ở dạng

C3A, đặc điểm của C3A là đông kết rắn chắc nhanh, dễ tạo nên các ứng suấtlàm nứt, tách cấu trúc đá xi măng khi chúng làm việc trong môi trờng xâm thựcsunfat Trong một số loại xi măng chuyên dụng có khống chế hàm lợng khoángnày (ximăng thuỷ công lợng C3A < 5%, xi măng bền sunfat lợng C3A < 8%)

- Pha Alumôferit là dung dịch rắn của các khoáng canxi Alumôferit (còn

đợc gọi là xêlít) Khoáng canxi Aluminôferit có thành phần khác nhau phụthuộc vào thành phần nguyên liệu ban đầu, điều kiện nung luyện, trongclanhke chúng thờng tồn tại dới dạng sau: C6A2F, C4AF, C2F, nhng thành phầnchính là C4AF và trong đó hoà tan khoảng 1% MgO và TiO2

- Pha thuỷ tinh có trong clanhke xi măng poóclăng với hàm lợng từ 5

10% Thành phần của pha thuỷ tinh bao gồm một số loại ô xít nh CaO,

Fe2O3, Na2O, K2O, Hàm lợng của pha thuỷ tinh phụ thuộc vào thành phầnhỗn hợp nguyên liệu ban đầu và điều kiện làm lạnh clanhke Sự có mặt của phanày trong clanhke xi măng poóclăng làm ảnh hởng đến tính chất của cáckhoáng khác và đặc biệt là làm thay đổi nhiệt độ tạo khoáng chính

- Ngoài ra trong clanhke xi măng poóclăng còn tồn tại một lợng CaO và

MgO tự do, chúng thờng là các hạt già lửa nên tác dụng với nớc rất chậm khi ximăng đã đông kết rắn chắc chúng mới thuỷ hoá gây nên ứng suất phá hoại cấutrúc của sản phẩm nh bị nứt, rữa, Làm thay đổi thể tích của sản phẩm và làmgiảm cờng độ của đá xi măng

2 Thành phần hoá của clanhke xi măng poóclăng :

Clanhke xi măng poóclăng bao gồm các khoáng chính là CaO, SiO2,

Al2O3, Fe2O3 với tổng hàm lợng là 9597% (theo khối lợng) Ngoài ra còn cócác ôxít khác với hàm lợng nhỏ nh : MgO, TiO2, Na2O, P2O5, SO3, Hàm lợngcác ô xít phụ thuộc vào nguyên vật liệu ban đầu và quy trình công nghệ sảnxuất Trong clanhke xi măng poóclăng tỷ lệ thành phần các ôxít thờng dao

động trong khoảng:

CaO : 63  66 % ; SO3 : 0,3  1 %

SiO2 : 21  24% ; P2O5 : 0,1  0,3 %

Al2O3 : 4  9 % ; K2O + Na2O : 0,4  1 %

ôxít khác để tạo thành các khoáng trong clanhke còn phụ thuộc vào bản chấtcủa các ôxít trong nguyên liệu, chế độ gia công hỗn hợp nguyên liệu và chế độnung.

- ôxít Silic điôxít (SiO2) :

Chủ yếu trong nguyên liệu đất sét, trong quá trình nung luyện clanhke SiO2

sẽ tác dụng với CaO tạo thành các hợp chất dạng khoáng canxi silicat Khi hàmlợng SiO2 càng nhiều thì ngoài việc tạo thành khoáng C3S ra, khoáng canxisilicat có độ bazơ thấp (C2S) đợc hình thành sẽ tăng lên Hàm lợng khoáng C2Stăng làm xi măng đông kết rắn chắc chậm và cờng độ phát triển chậm ở thời kỳ

đầu của quá trình rắn chắc đá xi măng Tuy nhiên loại xi măng có hàm lợng

C2S cao lại có khả năng bền trong nớc và môi trờng xâm thực sunfat Khi hàmlợng SiO2 trong clanhke ít, khoáng C3S đợc tạo thành nhiều, sẽ làm cho ximăng đông kết rắn chắc nhanh, cờng độ cao song quá trình nung luyện khó, đểlại lợng vôi (CaO) tự do lớn Vì vậy trong clanhke xi măng thì ôxít SiO2 cầnphải khống chế ở một tỉ lệ thích hợp (thờng chiếm khoảng 2124% khối lợngclanhke)

Ngoài ra, độ hoạt tính của SiO2 cũng ảnh hởng đến quá trình công nghệ sản xuất xi măng, khi SiO2 có độ hoạt tính càng cao thì quá trình tạo khoáng khinung càng nhanh và càng triệt để

- Nhôm ô xít (Al2O3): nằm ở dạng khoáng C3A và C4AF Trong clanhke ximăng ôxít này đợc đa vào chủ yếu từ đất sét, khi nung luyện, ôxít nhôm thamgia vào quá trìmh tạo nên các khoáng nóng chảy canxi Aluminat Khi hàm lợng

Al2O3 càng nhiều khoáng C3A tạo thành càng lớn, khả năng xuất hiện phaloãng trong clanhke càng sớm và càng nhiều, còn đối với xi măng, nó có khảnăng tạo cho xi măng đông kết rắn chắc nhanh nhng cờng độ thấp và kém bền

trong môi trờng sunfat Trong clanhke hàm lợng ô xít nhôm chiếm khoảng 4

8%

- Sắt ôxít (Fe2O3): có tác dụng làm giảm nhiệt độ thiêu kết của quá trìnhnung luyện và tham gia vào quá trình tạo khoáng tetracalcium Aluminôferit(C4AF) Hàm lợng ô xít này trong clanhke xi măng càng lớn thì nhiệt độ nung

đợc hạ thấp, khoáng C4AF đợc tạo thành nhiều xi măng nâng cao đợc độ bềntrong môi trờng xâm thực sunfat nhng lại cho xi măng có cờng độ thấp (mácthấp) Vì vậy trong quá trình nung luyện clanhke cần đặc biệt chú ý thành phần

ôxít này ở một tỷ lệ hợp lý mới có tác dụng tốt cho việc giảm nhiệt độ nungluyện, nếu quá nhiều, pha lỏng xuất hiện trong clanhke sẽ lớn, gây nên hiện t-ợng bám dính lò đặc biệt trong công nghệ xi măng lò đứng, thông thờng tổnghàm lợng ôxít Fe2O3 chiếm khoảng 24%

Ngoài các ôxít chính tham gia vào quá trình tạo khoáng còn có một hàmlợng nhỏ các ôxít khác cũng hoà tan trong đó, có khả năng làm ảnh hởng lớn

đến tính chất và chất lợng của xi măng đó là:

- Magiê ôxít (MgO): là thành phần có hại cho xi măng, là nguyên nhân

gây sự mất ổn định thể tích khi xi măng đã đông kết rắn chắc Thờng trong sảnxuất xi măng lợng ôxít MgO đợc khống chế với hàm lợng nhỏ hơn 5%

- Titan ôxít (TiO2): thành phần ôxít này gây ảnh hởng tới xi măng tuỳ thuộcvào hàm lợng của nó trong clanhke Nếu hàm lợng của nó từ 0,10,5% thì sẽlàm tốt cho quá trình kết tinh các khoáng, ngợc lại khi hàm lợng từ 24% thìTiO2 sẽ thay thế một phần SiO2 trong xi măng, nếu hàm lợng lớn hơn 4% thìlàm giảm cờng độ của xi măng

- Crôm ôxít (Cr2O3) và phốt pho ôxít (P2O5) : khi hàm lợng của các ôxítnày nằm vào khoảng 0,10,3% sẽ có tác dụng tốt là thúc đẩy quá trình đôngkết ở thời kỳ đầu, tăng cờng độ cho xi măng Nhng với hàm lợng lớn (12%) cótác dụng ngợc lại làm chậm thời gian đông kết rắn chắc và làm suy giảm cờng

độ của đá xi măng

- Ôxít kiềm Kali và kiềm Natri (K2O + Na2O): trong clanhke hàm lợngchúng khoảng 0,5 1% Khi hàm lợng các ô xít này lớn hơn 1% sẽ gây nên sựmất ổn định thể tích của xi măng đặc biệt là gây nên sự tách, nứt trong bê tôngthuỷ công do các ôxít kiềm này có khả năng tác dụng với CaO, Al2O3 tạo nên cáckhoáng trơng nở thể tích là Na2O.8CaO.3Al2O3(NC8A3), K2O.8CaO.3Al2O3(KC8A3) hoặc tác dụng với SO3 tạo nên khoáng nở thể tích là K2SO4, Na2SO4,

3 Đặc trng của clanhke xi măng poóclăng :

Chất lợng của clanhke xi măng đợc đánh giá qua thành phần hoá học vàthành phần khoáng Trong quá trình nung luyện, các ôxít trong clanhke tơngtác với nhau theo một mối liên hệ xác định đợc biểu diễn bằng các hệ số(môđun) Để đánh giá một cách tổng quát hơn thành phần của xi măng ngời tathờng đánh giá chúng thông qua các hệ số đặc trng

Các hệ số đắc trng của clanhke xi măng là:

a Hệ số bazơ (kýhiệu m) :

3 2 3 2

2 Al O Fe O SiO

Cao m

b Hệ số Silicat(ký hiệu n) là tỷ số giữa SiO2 với tổng hàm lợng

Fe2O3 và Al2O3 :

3 2 3 2

2 O Fe O Al

SiO n





Khi hệ số n tăng làm tăng hàm lợng khoáng silicat canxi có độ bazơ thấp,

do đó xi măng có thể ninh kết đóng rắn chậm ở thời kỳ đầu và c ờng độ cuốicùng cao Khi n giảm thì hàm lợng các khoáng nóng chảy lớn, clanhke cónhiệt độ nung thấp, dễ nung luyện Đối với xi măng poóclăng thờng hệ số n

từ 1,73,5

c Hệ số Alumin (P): là tỷ số giữa hàm lợng ô xít nhôm và ô xít sắt trong

clanhke :

3 2

3 2

O Fe

O Al

P 

Hệ số P xác định tỉ lệ giữa khoáng C3A và C4AF Khi P nhỏ thì xi măng có độ ổn

định trong môi trờng xâm thực của nớc và sunfat, khi P lớn thì xi măng đông kếtrắn chắc nhanh nhng cờng độ cuối cùng thấp Thông thờng hệ số p từ 12,5

d Hệ số bão hoà (ký hiệu KH): là tỉ số giữa lợng canxi ô xít (CaO) trong

thực tế liên kết với ô xít Silic (SiO2) tạo thành khoáng C3S :

2

3 2 3

2 SiO 8 , 2

O Fe 35 , 0 O l CaO

C3S tạo thành ít hơn C2S nên xi măng đông kết rắn chắc chậm, cho cờng độthấp ở thời kỳ đầu nhng cờng độ cuối cùng lại cao Hệ số KH thích hợpthuờng dao động trong khoảng 0,850,95

Ngoài ra để đánh giá tỉ lệ thành phần clanhke xi măng ngời ta còn dùngmột số các hệ số khác nh:

* Hệ số MS :

A C AF C

S C S C M

3 4

2 3 S





Khi MS tăng thì độ bền của xi măng trong môi trờng ăn mòn tăng lên và cờng

độ tăng lên

* Hệ số đóng rắn ME:

S C

S C M

A C S C M

4 2

3 3 k





Khi MK càng lớn thì xi măng toả nhiệt càng lớn, MK thờng nằm trong giớihạn 0,31,8

II Các phụ gia trong sản xuất xi măng:

Trong công nghệ sản xuất chất kết dính vô cơ ngời ta sử dụng nhiều loạiphụ gia nhằm mục đích: cải thiện các tính chất kỹ thuật của chất kết dính, điềuchỉnh mác chất kết dính (phụ gia đầy), nâng cao hiệu suất của thiết bị côngnghệ (phụ gia công nghệ)

1 Phụ gia thạch cao:

Đây là phụ gia bắt buộc phải đa vào khi nghiền clanhke xi măng, khi đavào nghiền cùng clanhke, thạch cao có tác dụng điều chỉnh tốc độ ninh kết và

đóng rắn của xi măng Thạch cao có thành phần khoáng chủ yếu làCaSO4.2H2O, ngoài ra còn có các chất khác với hàm lợng nhỏ Màu sắc của đáthạch cao phụ thuộc vào lợng tạp chất lẫn trong nó, thông thờng đá thạch caothờng có màu trắng đục, có ố vàng và mềm hơn đá vôi

2 Phụ gia khoáng hoạt tính:

Là loại phụ gia có thể kết hợp với Ca(OH)2 ở nhiệt độ thờng qua các phảnứng silicát ngậm nớc làm tăng khả năng chịu lực và độ bền trong môi trờng nớccho sản phẩm Phụ gia hoạt tính gồm có hai loại : Loại có nguồn gốc tự nhiên

nh khoáng puzơlan, trêpen, điatômíc, bazan, bọt núi lửa, tro núi lửa, Loại cónguồn gốc nhân tạo bao gồm các phế thải công nghiệp nh tro xỉ bazơ (thảiphẩm của nhà máy thép), tro xỉ axít (thải phẩm của nhà máy nhiệt điện nồihơi, ), tro trấu, gạch đất sét non lửa

3 Phụ gia đầy:

Là loại phụ gia không có khả năng kết hợp với vôi ở nhiệt độ thờng,

nh-ng ở môi trờnh-ng hơi nớc bão hoà và có nhiệt độ áp suất cao chúnh-ng có khảnăng kết hợp với Ca(OH)2 theo các phản ứng silicát nâng cao khả năng chịulực và rắn chắc cho sản phẩm, phụ gia đầy thờng là cát thạch anh và

đá vôi nghiền mịn Trong xi măng loại phụ gia đầy không v ợt quá 20% sovới khối lợng clanhke

4 Phụ gia cải thiện tính chất đặc biệt cho chất kết dính:

Các phụ gia này có khả năng tăng độ bền nhiệt, bền kiềm và bền axít cho chất kết dính Các chất loại này thờng là các vật liệu chịu nhiệt, chịu axít, chịukiềm có trong tự nhiên hoặc nhân tạo

5 Phụ gia hoạt tính bề mặt :

Loại phụ gia này có khả năng hoạt tính bề mặt cao, khi chất kết dính thuỷ hoá chúng sẽ tạo thành một màng mỏng trên bề mặt hạt chất kết dính làm thay

đổi trạng thái bề mặt hạt chất kết dính khi thấm nớc, giảm ma sát trợt tăng độdẻo của hỗn hợp nên nên thờng đợc gọi là các chất phụ gia tăng dẻo hay phụgia siêu dẻo Một số phụ gia thuộc loại này là bã rợu sunfit, nớc thải bã giấy,các loại axít béo tổng hợp

6 Phụ gia cải thiện một số tính chất của chất kết dính: Loại phụ gia này

làm tăng nhanh hay làm chậm thời gian đông kết của chất kết dính, phụ gia gâymầm tinh thể thúc đẩy quá trình kết tinh rắn chắc của chất kết dính

7 Phụ gia công nghệ:

Để nâng cao hiệu suất của thiết bị công nghệ nh : phụ gia thúc đẩy quá trình tạokhoáng trong lò nung xi măng, phụ gia trợ nghiền nâng cao hiệu suất nghiềnclanhke xi măng, phụ gia kéo dài thời gian bảo quản xi măng

III Các tính chất cơ bản của xi măng poóclăng :

1 Khối lợng riêng và khối lợng thể tích:

+ Khối lợng riêng (a) là tỷ số giữa khối lợng của xi măng với thể tích của

xi măng nó phụ thuộc vào thành phần khoáng clanhke xi măng và phụ thuộcvào thành phần phụ gia trong nó

+ Khối lợng thể tích đổ đống (đ) là tỷ số giữa khối lợng của xi măng vớithể tích đổ đống của nó Khối lợng thể tích đống phụ thuộc vào khối lợng riêng

và khả năng lèn chặt của xi măng

2 Độ nhỏ của xi măng :

Độ nhỏ của xi măng ảnh hởng đến chất lợng xi măng Hạt xi măng càngmịn tốc độ thuỷ hoá càng nhanh đạt đến triệt để, do đó cờng độ xi măng sẽphát triển nhanh Để đánh giá độ nhỏ của hạt xi măng ngời ta dùng một đại l-ợng gọi là tỷ diện tích, đó là tổng diện tích bề mặt các hạt của một đơn vị trọnglợng xi măng

3 Lợng nớc yêu cầu và độ dẻo tiêu chuẩn của hồ xi măng:

Lợng nớc yêu cầu (lợng nớc tiêu chuẩn) là lợng nớc cần thiết để

hyđrat hoá các khoáng của clanhke xi măng đảm bảo cho hồ xi măng có độ lu động cần thiết, tơng ứng với lợng nớc tiêu chuẩn cho ta hồ xi măng có độ dẻotiêu chuẩn

Lợng nớc yêu cầu của xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng củaclanhke, độ mịn của xi măng và loại phụ gia cho vào khi nghiền clanhke xi măng

4 Thời gian ninh kết của xi măng poóclăng :

Là thời gian từ khi trộn xi măng với nớc tạo thành hỗn hợp bê tông

có độ linh động theo yêu cầu cho đến khi hỗn hợp đó đặc lại và đạt đ ợc ờng độ ban đầu nào đó thì gọi là thời gian ninh kết của xi măng Thời gianninh kết phụ thuộc vào thành phần khoáng của clanhke, độ nghiền mịn của

c-xi măng, phụ gia trong c-xi măng, điều kiện môi trờng và lợng nớc tiêu chuẩnkhi đa vào nhào trộn

5 Cờng độ hay mác của xi măng :

Là độ bền của đá xi măng khi chịu tác động của các lực cơ học mà không

bị phá hoại Đây là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lợng xi măngvà làchỉ tiêu để phân loại cho xi măng (mác xi măng) Do vậy ngời ta đã qui địnhmác của xi măng là cờng độ nén của những mẫu thí nghiệm đã đợc dỡng hộ 28ngày trong môi trờng có nhiệt độ 20 50C và độ ẩm 90 100%

6 Tính ổn định thể tích của xi măng:

Khi xi măng đông kết rắn chắc cần phải ổn định thể tích Sự thay đổi thểtích trong quá trình đông kết rắn chắc của xi măng sẽ làm giảm cờng độ của bêtông khi đóng rắn, gây các vết nứt, rạn hoặc phá hoại sản phẩm Nguyên nhânchính của sự thay đổi thể tích là do trong xi măng có chứa một lợng CaO vàMgO tự do, các hạt này ở dạng hạt già lửa nên tác dụng với nớc rất chậm, saukhi xi măng đã đông kết rắn chắc, chúng mới tham gia phản ứng thuỷ hoá làmtăng thể tích, phá hoại cấu trúc sản phẩm

7 Lợng nhiệt sinh ra trong quá trình thuỷ hoá :

Lợng nhiệt này sinh ra sẽ làm ảnh hởng đến việc thi công bê tông, nóthúc đẩy nhanh quá trình đông kết rắn chắc của vữa xi măng, nếu khối bê tông

có thể tích lớn thì tính chất này sẽ gây ra nội ứng suất trong khối bê tông đó vàsinh ra nứt rạn

Chơng II.

nguyên liệu, nhiên liệu trong sản xuất xi măng

I Nguyên liệu sản xuất xi măng:

Nguyên liệu trực tiếp để sản xuất clanhke xi măng bao gồm đá, đất và cácphụ gia điều chỉnh thành phần phối liệu nh quặng sắt, nguyên liệu giàu silíc, các nguyên liệu chính dùng để sản xuất clanhke xi măng poóclăng cần phảithoả mãn các qui phạm đã qui định sau:

Đá vôi

Hàm lợng CaO, % Hàm lợng MgO, % Hàm lợng SiO2, % Hàm lợng sét, %

Đá vôi để sản xuất clanhke xi măng chủ yếu để cung cấp ôxít CaO, trong

đá vôi hàm lợng các cấu tử CaO chiếm từ 7680% và có lẫn một lợng nhỏ cáchợp chất khác nh sắt, đất sét, các tạp chất hữu cơ, Tính chất và thành phầncủa loại đá vôi ảnh hởng đến việc lựa chọn công nghệ sản xuất xi măng

2 Đất sét:

Đất sét sử dụng để sản xuất clanhke xi măng nhằm cung cấp các ôxítSiO2, Al2O3, Fe2O3 bao gồm đất sét, đất hoàng thổ, phiến thạch sét Đất sét là khoáng kết tủa giàu hạt nhỏ, dễ tạo thành huyền phù khi khuấy trộn với nớc.Thành phần khoáng chủ yếu của đất sét là khoáng Alumô silicat ngậm nớc tồntại ở dạng Al2O3.2SiO2.2H2O Ngoài ra trong đất sét còn có lẫn các hợp chấtkhác nh cát, tạp chất hữu cơ, Fe2O3 và các ôxít kiềm,

3 Phụ gia điều chỉnh:

Phụ gia điều chỉnh đa vào hỗn hợp nguyên liệu xi măng khi thànhphần hoá học của nó không đảm bảo yêu cầu đã định Nh để làm tăng hàmlợng SiO2 trong phối liệu thờng dùng phụ gia điều chỉnh là cát, trêpen,

điatômit Khi hàm lợng ôxít sắt trong phối liệu thấp thì dùng quặng sắt làmphụ gia điều chỉnh

Ngoài ra trong sản xuất clanhke còn dùng nguyên liệu gián tiếp đó là cácchất phụ gia đa vào khi nghiền clanhke nhằm đích kinh tế và cải thiện mốt số tínhchất nh thạch cao, phụ gia khoáng hoạt tính ( xỉ lò cao, xỉ nhiệt điện)

II Nhiên liệu để sản suất xi măng:

Nhiên liệu để sản xuất xi măng là nguyên liệu dùng để sản xuất clanhke

nh sấy phối liệu và nung phối liệu thành clanhke Nhiên liệu thờng dùng là rắn,lỏng hoặc khí Nhiên liệu khí sử dụng thờng là khí thiên nhiên có nhiệt trị từ

8000 9000 kCal/kg Nhiên liệu lỏng thờng dùng là dầu mazut có nhiệt trị từ

8000 11000 kCal/kg Nhiên liệu rắn sử dụng là than, dây cũng là nhiên liệu

để nung clanhke phổ biến trong sản xuất xi măng ở nóc ta Đối với lò đứng ờng sử dụng nhiên liệu rắn là than ngắn lửa, chất bốc thấp từ 36%, nhiệt trịcủa than cao 5500 6500 kcal/kg Nếu nung trong lò quay thì sử dụng than cóchất bốc cao từ 15  20%, nhiệt trị lớn hơn 5500 kcal/kg

th-III Chọn địa điểm xây dựng nhà máy:

Việc lựa chọn địa điểm xây dựng đóng một vai trò hết sức quan trọng

Nó ảnh hởng đến vốn đầu t ban đầu, tuổi thọ của nhà máy cũng nh vấn đề kinh

tế, duy trì hoạt động và phát triển của nhà máy

Nguyên tắc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy :

- Gần nguồn cung ứng nguyên vật liệu chính.

- Xa khu vực dân c để tránh ô nhiễm.

- Điều kiện giao thông thuận lợi.

- Gần khu vực tiêu thụ sản phẩm.

- Khu vực chọn để xây dựng nhà máy cần có nền đất ổn định để thuận

lợi cho việc xây dựng, lắp đặt trang thiết bị

Dựa vào các điều kiện trên ta chọn nơi xây dựng nhà máy tại xã Ba Saohuyện Kim Bảng tỉnh Hà Nam Huyện Kim Bảng là một huyện vùng núi, nơi

đây có diện tích núi đá (đá vôi) chiếm một diện tích rất lớn trong tổng diện tích

đất toàn huyện Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu đá vôi dồi dào này lại phân bốrải rác và có thành phần khác nhau Do vậy việc xây dựng một nhà máy ximăng lò đứng với công suất nhỏ sẽ rất thuận lợi cho việc khai thác và sử dụngnguyên liệu Mặt khác, tại địa điểm này có mật độ dân số không cao, diện tích

đất trống rộng nên đặt địa điểm nhà máy tại đây sẽ có nhiều thuận lợi nh:

- Thuận tiện cho việc cung cấp nguyên liệu chính.

- Tránh đợc ô nhiễm môi trờng.

- Thuận lợi cho việc tiêu thụ sản phẩm và việc mua nguyên vật liệu do gần

các đờng giao thông chính

- Đảm bảo yêu cầu mở rộng sản xuất cũng nh mở rộng nhà máy khi cần

thiết

phần II : công nghệ sản xuất

Chơng I: giới thiệu công nghệ sản xuất xi măng

Quá trình sản xuất xi măng poóclăng bao gồm ba giai đoạn chính: chuẩn bịnguyên liệu, nung và nghiền clanhke

1 Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu :

Tuỳ theo tính chất của nguyên liệu sử dụng nhiều hay ít nớc, tình hình thiết bị

và lò nung ngời ta chuẩn bị nguyên liệu theo phơng pháp khô, ớt và phơng phápkết hợp giữa khô và ớt Giai đoạn chuẩn bị chia ra làm các bớc sau:

- Tính toán sự phối hợp nguyên liệu đạt tỉ lệ yêu cầu

- Đập vụn đá vôi thành cỡ từ 13 cm, đất sét cũng đợc đập nhỏ, sau đó cóthể đa vào sấy để làm giảm bớt độ ẩm (đối với phơng pháp khô) hoặc đa vào bểlọc đánh tơi đất sét (đối với phơng pháp ớt) Các chất phụ gia điều chỉnh đợc đavào (nếu cần) để điều chỉnh thành phần phối liệu theo yêu câù Đối với sảnxuất xi măng trong lò đứng dùng nhiên liệu là than thì cần phải nghiền sơ bộthan đến kích thớc vừa phải, cho lên máy sấy để làm giảm độ ẩm rồi đa cùngvào hỗn hợp nguyên liệu

- Đem nghiền nhỏ hỗn hợp nguyên liệu trong máy nghiền bi và đa qua hệthống xi lô để kiểm nghiệm lại thành phần hoá học và thành phần hạt cho đạtyêu cầu trớc khi đa vào nung

Trong việc chuẩn bị nguyên liệu cần chú ý đến độ nghiền mịn Nguyênliệu càng nghiền nhỏ, phản ứng khi nung càng nhanh, đỡ tốn nhiên liệu Mặtkhác, có nghiền nhỏ thì SiO2 mới có khả năng phản ứng triệt để với CaO, làmgiảm bớt lợng CaO tự do sau này trong xi măng do đó chất lợng xi măng càng

đợc nâng cao

2 Giai đoạn nung :

Nung là giai đoạn kế tiếp theo việc chuẩn bị nguyên liệu, gồm có các bớcchính là: làm khô ( làm bay hơi nớc tự do), gia nhiệt trớc, phóng nhiệt, thiêukết và làm nguội clanhke

Tốc độ nung clanhke không những phụ thuộc vào thành phần hoá học màcòn phụ thuộc vào độ nhỏ và mức độ trộn đều của hỗn hợp nguyên liệu sống.Nung xi măng thờng dùng hai loại lò đứng và lò quay

3 Giai đoạn nghiền clanhke thành xi măng bột :

Clanhke sau khi ra lò thờng phải để ở trong kho từ 12 tuần mới đemnghiền thành bột Mục đích là để cho CaO tự do trong clanhke hút hơi ẩmtrong không khí đợc tôi thành Ca(OH)2 hoặc cacbonat hoá thành CaCO3 làmcho xi măng có tính ổn định tốt hơn Ngoài ra theo kinh nghiệm cho thấy loạiclanhke nh trên dễ nghiền nhỏ hơn là loại clanhke mới ra lò

Khi nghiền clanhke, ngời ta thờng pha trộn thêm 25% thạch caosống (CaSO4 2H2O) để điều chỉnh thời gian ninh kết của xi măng cho phù hợpvới điều kiện thi công Ngoài ra còn trộn thêm vào xi măng poóclăng dới 20%chất phụ gia hoạt tính hoặc dới 20% chất phụ gia trơ, vừa để cải thiện tính chấtcủa xi măng poóclăng, vừa để tăng sản lợng và hạ giá thành

Chơng II: dây chuyền công nghệ

I Lựa chọn phơng pháp sản xuất :

Đối với các nhà máy sản xuất xi măng việc lựa chọn dây chuyền sản xuất

là hết sức quan trọng, nó quyết định đến phơng pháp sản xuất cũng nh chất ợng sản phẩm Việc lựa chọn dây chuyền sản xuất phải căn cứ vào tính chấtcủa nguyên nhiên liệu, vào khả năng kinh tế kỹ thuật của đất nớc và công suấtyêu cầu của nhà máy Nếu lựa chọn đợc dây chuyền sản xuất hợp lý cho phépnâng cao chất lợng sản phẩm, hạ giá thành sản phẩm, nâng cao hiệu quả kinh

l-tế Hiện nay ta đang có 3 phơng pháp sản xuất xi măng đó là phơng pháp ớt,phơng pháp khô và phơng pháp liên hợp

1 Phơng pháp ớt sản xuất xi măng: là phơng pháp nghiền và trộn

nguyên liệu với nớc Ưu điểm của phơng pháp này là dễ nghiền phối liệu có độ

đồng nhất cao Nhợc điểm là tiêu tốn nhiên liệu khi nung, kích thớc lò nung vàdiện tích xây dựng lớn

dụng thiết bị theo thời gian thấp hơn.3 Phơng pháp liên hợp: Là phơng pháp

trung gian giữa phơng pháp ớt và phơng pháp khô Việc chuẩn bị phối liệu vàgia công nguyên liệu theo phơng pháp ớt, nhng nung phối liệu tiến hành theophơng pháp khô (có hệ thống ép lọc bùn phối liệu để tách nớc)

4 Lựa chọn dây chuyền sản xuất:

Dựa vào điều kiện kinh tế của đất nớc và dựa vào đặc điểm của các

ph-ơng pháp sản xuất ở trên, vào đặc điểm của nguồn cung cấp nguyên nhiên liệu

ta chọn phơng pháp khô với công nghệ lò đứng sản clinke xi măng poóclăng.Với trình độ khoa học kỹ thuật ngày nay các máy móc và thiết bị đã đáp ứng đ-

ợc yêu cầu về độ mịn, độ đồng nhất của phối liệu trớc khi đem đi nung luyện(khắc phục đợc nhợc điểm tồn tại của phơng pháp khô) đồng thời làm tăng chấtlợng cũng nh sản lợng dẫn giá thành sản phẩm hạ

5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ tổng quát:

Đập búa Sấy thùng quay

Định l ợng Định l ợng Định l ợng Định l ợng

Đóng bao Bun ke

Xy lô chứa Nghiền bi

Xy lô ủ đá

Đập hàm clanhke

Lò nung Máy vê viên Trộn hai trục ẩm

Xy lô đồng nhất Nghiền bi

Định l ợng

Định l ợng Bun ke

Kho xỷ lò cao

Đập hàm Kho thạch cao

Bun ke

Định l ợng

Sấy thùng quay

§Êt sÐt lÊy tõ má sÐt cã thµnh phÇn ho¸ lµ:

Thµnh phÇn SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 MgO CaO MKN

Hàm lợng 64.32 20.35 6.02 1.19 1.1 5.53

3.Quặng sắt:

Thành phần hoá của quặng sắt:

Than sử dụng là than cám B có độ tro A= 15 %

Chơng III Tính toán phối liệu

Bảng 1 thành phần hoá học của nguyên liệu

CaO SiO 2 Fe 2 O 3 Al 2 O 3 MgO MKN Tổng

Đá vôi 54,61 1,77 0,74 1,17 0,95 41,75 100,99

Đất sét 1,19 64,32 6,02 20,35 1,10 5,53 98,51 Quặng sắt 1,52 13,65 72,02 5,59 2,85 3,12 98,75

Trong tính toán phối liệu thì tông hàm lợng các thành phần phải bằng 100% Vìvậy ta phải quy về 100% bằng cách:

- Nếu tổng hàm lợng các thành phần nhỏ hơn 100% và chênh lệch nhỏ(<2%) thì ta cho phần chênh lệch đó vào cột chất khác để tổng hàm lợng bằng100%

- Nếu tổng hàm lợng các ôxít nhỏ hơn 100% và chênh lệch lớn (> 2%),hay tổng hàm lơng các ôxít lớn hơn 100% ta phải qui về 100% bằng cách nhântrị số hàm lợng từng ôxít với hệ số chuyển đổi Ri :

100 i

1



trong đó: - Ri : hệ số chuyển đổi

- i : hàm lợng ôxít thứ i

sau khi qui về 100% ta có bảng sau:

Bảng 2 thành phần nguyên liệu qui về 100%:

Bảng 3 Thành phần phối liệu sau khi nung:

Đá vôi 92,18 2,98 1,25 1,98 1,61 100

Đất sét 1,28 69,17 6,47 21,89 1,19 100

Quặng sắt 1,59 5,85 14,27 75,31 2,98 100

Tro than 1,00 68,59 4,59 24,92 - 100

2 Xác định lợng tro đọng lại trong clanhke:

Theo trên ta chọn nhiên liệu là than cám trung bình (tham cám Quảng Ninh) Than có cỡ hạt là 0,1  15mm

chất bốc: 8  10%

Độ tro : 10  15%

Thành phần hoá của tro than:

SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO C-khác Tổng

(Kcal/kg)

6279.2

) 8 1 1 1 ( 26 2 1 300 68 81

) (

26 300

) 1 7 1 9 ( 6 2 279 6

) 9

( 6 Q

c lv t

B A P q







Trong đó: - q: hàm lợng tro lẫn trong clanhke

1200





Thay các giá trị vừa tính đợc ở trên vào công thức tính hàm lợng tro ở trên

ta đợc hàm lợng tro trong clanhke là:

% 88 , 2 0288 , 0 100 100

100 12 19 , 0

0,889

20,619 1,33

54,639

20,619 0,89

54,639

S C 89 0 S C KH

2 3

2 3

* Môđun Silícát n (n = 1,73,5 ):

1,847

14,433 2,05

10,309 1,44

20,619 1,33

54,639

S C 33 1 S C n

4 3

2 3

* Môđun aluminát (p =11,5):

1,461 0,64

14,433

10,309 1,15

A C 15 , 1 p

4 3

Ta thấy các hệ số KH, n, p đều nằm trong giá trị cho phép để sản xuất xi măng

4 Tính cấp phối cho phối liệu:

Đây là bài toán tính hàm lợng các thành phần (hay tính tỉ lệ) các khoáng

để phối hợp với nhau đợc phối liệu dùng cho sản xuất clanhke xi măng Dotrong clanhke xi măng sau khi nung có lẫn tro nên ta phải tính hàm lợng cáckhoáng tạo thành phối liệu theo bảng t11/18/08hành phần hoá của nguyên liệuqui về đã nung (bảng 3)

Gọi: - Phần trọng lợng của đá vôi là x , %

- Phần trọng lợng của đất sét là y , %

- Phần trọng lợng của quặng sắt là z , %

- Phần trọng lợng của tro than là q , %

Ta ký hiệu các cấu tử, thành phần hoá của các ô xít trong mỗi cấu tử tơng ứng

q z y x

qS zS yS xS S

q z y x

F zF yF xF F

q z y x

qA zA yA xA A

q z y x

qC zC yC xC C

4 3 2 1

4 3 2 1

4 3 2 1

4 3 2 1

2 2 2 2

1 1 1 1

d z c y b x a

d z c y b x a

d z c y b x a

Trong đó các hệ số trong các phơng trình đợc xác định nh sau:

a1=(2,8KHS1 + 1,65A1+ 0,35F1) – C1

= (2,80,8891,901 + 1,650,3550,213) – 95,753 = - 90,896

b1=(2,8KHS2 + 1,65A2+ 0,35F2) –

= (2,80,88969,886 + 1,6521,205 + 0,356,358) – 1,391 = 209,79

c1= (2,8KHS3 + 1,65A3 + 0,35F3) – C3

= (2,80,88912,685 + 1,655,314 + 0,3577,072) – 1,556 = 65,763

805 , 0 z 482 , 139 y 977 , 18 x 852 , 0

455 , 570 z

763 , 65 y 79 , 209 x 896 , 90

440 , 25 y

799 , 67 x

Vậy ta có bảng thành phần hoá của các cấu tử trong phối liệu ( quy về đã nung):Bảng 4 Thành phần hoá của phối liệu quy về đã nung:

100

799 , 67 100 MKN 100

x 100

44 , 25 100 MKN 100

y 100

881 , 3 100 MKN 100

z 100

Lợng mất khi nung của quặng sắt(MKN) là: 3,19 kg

* Khối lợng của than là:

24 88 100

88 , 2 100 MKN 100

q 100

ta đợc:

425 , 174

946 , 118 100 Q Z Y X

X 100

Đất sét = 15 , 749

425 , 174

47 , 27 100 Q Z Y X

Y 100

009 , 4 100 Q Z Y X

Z 100

24 100 Q Z Y X

Q 100

Từ thành phần khoáng của phối liệu ta lập đợc bảng sau:

Bảng 5 Thành phần hoá của phối liệu:

MgO 09

, 2 CaO 785

, 1 T

theo qui phạm thì T = 65  75 Vậy tít phối liệu phù hợp

AF C 35 , 1 CaO 12

, 1

Chơng IV : Tính cân bằng vật chất.

I Chế độ làm việc của nhà máy:

1 Đặc điểm quá trình sản xuất xi măng của nhà máy:

Quá trình sản xuất tối u nhất là nhà máy làm việc liên tục, tận dụng tối đacông suất thiết kế của dây chuyền và công suất làm việc của máy móc, tức là cácthiết bị và máy móc sản xuất phải hoạt động thờng xuyên, liên tục đặc biệt là ởcông đoạn nung luyện clanhke và công đoạn sấy nguyên vật liệu, nhiên liệu bởivì mỗi lần nhóm lại lò thì rất tốn kém và mất nhiều thời gian Nhà máy sản xuất

xi măng theo công nghệ lò đứng cũng giống nh nhà máy sản xuất theo côngnghệ khác nh công nghệ lò quay, cũng bao gồm các khâu chính là : khâu chuẩn

bị phối liệu, khâu nung phối liệu thành clanhke xi măng và khâu cuối là nghiềnmịn clanhke xi măng đồng thời phối hợp với tỉ lệ phụ gia thích hợp tạo thành ximăng ở nhà máy sản xuất xi măng theo công nghệ lò đứng thì sự khác biệt cơbản nhất là khâu nung clanhke Lò đứng nung clanhke là thiết bị nhiệt có khoảngkhông làm việc ở dạng tháp đứng thiết diện tròn hoặc các hình dạng khác Đây

là loại lò hoạt động theo chu kỳ, vật liệu trong lò có thể đợc đốt nóng ở trạngthái đứng yên, việc nạp liệu và dỡ theo chuyển động của vật liệu từ trên xuống d-

ới do tác động của lực trọng trờng Đặc điểm của loại lò này là công suất nhỏ (sovới công nghệ nung khác), dẫn tới các thiết bị hay các máy móc làm việc trongdây chuyền cũng có công suất nhỏ phù hợp với công suát lò nung

Trong dây chuyền sản xuất thì chế độ làm việc cũng nh yêu cầu kỹ thuật đốivới từng loại thiết bị, máy móc có sự khác nhau thậm chí còn có thể làm việc

độc lập với nhau Vì vậy với mỗi công đoạn cần thiết phải có một hệ thống dựtrữ nguyên liệu trung gian, phổ biến là hệ thống các xi lô Tuy nhiên để tận dụngtối đa khả năng làm việc của các thiết bị ta nên lựa chọn và lắp đặt các loại máymóc sao cho phù hợp với công suất dây chuyền và yêu cầu kỹ thuật của nó Đểcho việc quản lý sản xuất đợc thuận lợi ngời ta thờng chia các khâu của dâychuyền sản suất thành các phân xởng sản xuất, mỗi phân xởng sẽ đảm nhận mộtchức năng riêng của mình Thông thờng gồm ba phân xởng chính là:

- Phân xởng nghiền

- Phân xởng nung luyện

- Phân xởng chuẩn bị phối liệu

2 Chọn chế độ làm việc của nhà máy:

A Lập chế độ làm việc cho phân xởng xi măng

*Công đoạn đóng bao :

Số ngày trong năm: 365 ngày

Số ngày chủ nhật : 51 ngày

Số ngày nghỉ tết, lễ: 10 ngày

Thời gian sửa chữa: 9 ngày

Tổng số thời gian công nhân đợc nghỉ trong 1 năm: 51 + 9 + 10 = 70 ngàyTổng thời gian công nhân làm việc trong 1 năm là : 365 - 70 = 295 ngày

ở công đoạn này công nhân làm việc mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 8 tiếng

Số ca làm việc trong 1 năm : 295  2 = 590 ca

Số giờ làm việc trong 1 năm: 590  8 = 4720 giờ

* Công đoạn nghiền clanhke : ở công đoạn này công nhân không nghỉ chủ

nhật, mỗi ngày làm việc 2 ca, mỗi ca 8 tiếng

Trong năm: Các ngày nghỉ lễ tết 10 ngày

Sửa chữa bảo dỡng 55 ngàyTổng số ngày làm việc trong năm: 365 - 65 = 300 ngày

B Phân xởng nung luyện:

ở phân xởng này yêu cầu phải làm việc liên tục không nghỉ chủ nhật và nhữngngày lễ trong năm chỉ nghỉ 6 ngày tết và 49 ngày sửa chữa bảo dỡng Mỗi ngàylàm việc 3 ca, mỗi ca 8 tiếng

Số ngày làm việc trong năm: 365 - ( 49 + 6) = 310 ngày

C Phân xởng chuẩn bị phối liệu:

Số ngày trong năm 365 ngày

Số ngày dừng sửa chữa 45 ngày

Số ngày nghỉ các ngày lễ 10 ngày

* Riêng với phân xởng gia công đá và phân xởng phụ gia quặng sắt làm việc

2 ca trong ngày, khâu sấy thùng quay làm việc 3 ca, mỗi ca 8tiếng

Tổng số ngày làm việc trong năm: 365 – 45 – 10 = 310 ngày

Bảng 6 Phân bố thời gian làm việc của các phân xởng nh sau:

Ngày nghỉ sửa chữa Ngày nghỉ chế độ làm việc Ngày ca/ngày

Phân xởng

xi măng

KS10 KS15

Phân xởng

II.Tính cân bằng vật chất:

A Tính cân bằng vật chất cho phân xởng xi măng:

Sơ đồ dây chuyền cho phân xởng xi măng :

Công suất thiết kế : Q0 = 200000 tấn/năm

1 Công suất tại kho chứa xi măng :

Q1 = Q0 = 200000 < tấn/năm>

2 Công suất tại băng tải vân chuyển xi măng đã đóng bao vào kho:

Q2 = Q1 = 200000 < tấn/năm>

Hao hụt tại kho chứa xi măng bằng 0%

3 Công suất tại máy đóng bao:

Q3 = Q2 = 200000 < tấn/năm>

Hao hụt ỏ băng tải vận chuyển bằng 0%

4 Công suất tại máy sàng quay:

200 , 200200 1

, 0 100

100 200000

h3 = 0,1% : hao hụt tại máy đóng bao

5 Công suất gầu tải 1:

601 , 200400 1

, 0 100

100 20

, 200200 h

100

100 Q

Q

4 4

, 0 100

100 601

, 200400 h

100

100 Q

Q

5 5

h5 = 0,05% : hao hôt t¹i gÇu t¶i 1

7 C«ng suÊt t¹i cÊp liÖu vÝt:

152 , 200601 05

, 0 100

100 851

, 200500 h

100

100 Q

Q

6 6

, 0 100

100 152

, 200601 100

100

7 7

Q

h7 = 0,05% : hao hôt t¹i cÊp liÖu vÝt

9 C«ng suÊt t¹i gÇu n©ng 2 :

Q9 = Q8 = 200701,503 < tÊn/n¨m>

Hao hôt t¹i xi l« xi m¨ng nhá nªn cã thÓ bá qua

10 C«ng suÊt vÝt t¶i mÞn:

904 , 200801 05

, 0 100

100 503

, 200701 h

100

100 Q

Q

9 9

h9 = 0,05% : hao hôt t¹i gÇu n©ng

11 C«ng suÊt t¹i m¸y ph©n ly :

355 , 200902 05

, 0 100

100 904

, 200801 h

100

100 Q

Q

10 10

h10 = 0,05% : hao hụt tại vít tải mịn.

Ta đã biết đối với máy nghiền bi thì chỉ nghiền đợc khoảng 80% bột phối liệu

đạt yêu cầu về độ mịn còn lại khoảng 20% lợng bột thô không đạt yêu cầu sẽ

đ-ợc máy phân ly tách ra đa trơ lại máy nghiền bi Ta chọn thiết bị đa lợng bột thôtrở lại máy nghiền gồm vít tải thô và gầu nâng Công suất yêu cầu là:

471 , 40180 355

, 200902 100

20 Q

, 0 100

100 355

, 200902 h

100

100 Q

Q

11 11

h11 = 0,3% : hao hụt tại máy phân ly

13 Công suất tại máy nghiền bi :

679 , 201607 05

, 0 100

100 875

, 201506 h

100

100 Q

Q

12 12

h12 = 0,05% : hao hụt tại gầu nâng 3

14 Công suất tại bun ke phối liệu :

322 , 202214 3

, 0 100

100 679

, 201607 h

100

100 Q

Q

13 13

h13 = 0,3% : hao hụt tại máy nghiền bi

15 Công suất tại băng tải cao su :

Q15 = Q14 = 202214,322 < tấn/năm>

Hao hụt tại bun ke phối liệu nhỏ nên có thể bỏ qua

Khối lợng ở băng tải cao su có khối lợng bằng tổng khối lợng của các tuyếnclanhke , thạch cao và tuyến xỉ lò cao

Theo yêu cầu thiết kế cho mác xi măng là 300 ta cần phải chọn tỉ lệ gữa clanhke

xi măng và phụ gia một cách thích hợp Chọn tỉ lệ hàm lợng thạch cao trong ximăng là 3,5%, phụ gia xỉ lò cao (phụ gia khoáng hoạt tính) chiếm hàm lợng là5% Suy ra hàm lợng clanhke trong xi măng là 91,5%

* Tính cho tuyến clanhke xi măng :

16 Công suất thiết bị định lợng clanhke :

105 , 185026 322

, 202214 100

5 , 91 Q

100

5 , 91

17 Công suất tại máy cấp liệu tang :

664 , 185118 05

, 0 100

100 105

, 185026 h

100

100 Q

Q

16 16

h16 = 0,05% : hao hụt thiết bị định lợng

18 Công suất tại xi lô clanhke :

270 , 185211 05

0 100

100 664

, 185118 h

100

100 Q

Q

17 17

h17 = 0,05% : hao hụt tại máy cấp liệu tang

* Tính cho tuyến xỉ lò cao:

19 Công suất tai thiết bị định lợng xỉ lò cao:

716 , 1010 322

, 202214 100

5 Q 100

5

Q19   15   < tấn/năm>

20 Công suất tại bunke xỷ lò cao :

774 , 10115 05

, 0 100

100 716

, 10110 h

100

100 Q

Q

19 19

h20 = 0,05% : hao hụt tại thiết bị định lợng

21 Công suất tại gầu tải 4 :

Q21 = Q20 = 10115,774 < tấn/năm>

Hao hụt tại bun ke nhỏ có thể bỏ qua

22 Công suất kho xỉ lò cao :

834 , 10120 05

, 0 100

100 744

, 10115 h

100

100 Q

Q

21 21

0,05% : hao hụt tại gầu tải 4

* Tính cho tuyến thạch cao :

23 Công suất tại thiết bị định lợng thạch cao :

501 , 7077 322

, 202214 100

5 , 3 Q 100

5 , 3

Q23   15    < tấn/năm>

24 Công suất tại bun ke chứa thạch cao :

Q24 = Q23 = 7077,501 < tấn/năm>

Hao hụt ở thiết bị định lợng thạch cao nhỏ nên có thể bỏ qua

25 Công suất tại gầu tải 5:

Q25 = Q24 = 7077,501 < tấn/năm>

Hao hụt ở bun ke chứa thạch cao nhỏ có thể bỏ qua

26 Công suất tại máy đập hàm thạch cao :

042 , 7081 05

, 0 100

100 501

, 7077 h

100

100 Q

Q

25 25

h25 = 0,05% : hao hụt gầu tải 5

27 Công suất tại kho thạch cao :

349 , 7102 3

, 0 100

100 042

, 7081 h

100

100 Q

Q

26 26

h26 = 0,3% : hao hụt tại máy đập hàm

B Tính cân bằng vật chất cho phân xởng lò nung:

Hao hôt ë bun ke nhá cã thÓ bá qua.

29 C«ng suÊt t¹i gÇu t¶i 1 ®a clanhke vµo xi l«:

922 , 185303 05

, 0 100

100 270

, 185211 h

100

100 Q

Q

28 28

h28 = 0,05% : hao hôt t¹i b¨ng t¶i cµo

30 C«ng suÊt t¹i m¸y ®Ëp hµm :

620 , 185396 05

, 0 100

100 922

, 185303 h

100

100 Q

Q

29 29

h29 = 0,05% : hao hụt tại gầu nâng

31 Công suất tại băng tải xích :

483 , 185954 3

, 0 100

100 620

, 185396 h

100

100 Q

Q

30 30

h30 = 0,3% : hao hụt tại máy đập hàm

32 Công suất tại ghi quay :

507 , 186047 05

, 0 100

100 483

, 185954 h

100

100 Q

Q

31 31

h31 = 0,05% : hao hụt tại băng tải xích

33 Công suất lò nung clanhke :

Trong đó: h33 = 3% : hao hụt ở lò nung

MKN = 42,79 : lợng mất khi nung

WPL= 13% : độ ẩm của phối liệu khi đa vào nung

35 Công suất băng tải cao su vận chuyển viên phối liệu :

705 , 385547 05

, 0 100

100 931

, 385354 h

100

100 Q

Q

34 34

h34 = 0,05% : hao hụt tại máy rải liệu

36 Công suất máy vê viên:

w 100

100 h

100

100 Q

Q

35 35

, 4 100

100 05

, 0 100

100 705

Trong đó: - h35 = 0,05 : hao hụt ở băng tải

- w : lợng hơi ẩm (nớc) cần cung cấp cho phối liệu để đợc độ

ẩm theo yêu cầu Chọn độ ẩm sau khi ra khỏi máy vê viên là13%, độ ẩm trớc khi vào máy và đã đợc làm ẩm ở máy trộnhai trục là 8,5% Ta có w = 13 – 8,5 = 4,5 %

Lợng nớc cần cung cấp cho máy là:

326 , 17358 05

, 0 100

100 705

, 385547 100

5 , 4 h 100

100 Q

100

w

N

35 35

100 79

, 42 100

100 3

100

100 507

, 186047

W 100

100 MKN

100

100 h

100

100 Q

Q

pl 33

33 34

w 100

100 h

100

100 Q

Q

36 36

100 369129,737

trong đó:

- h36 = 0,1% : hao hụt ở máy vê viên

- w : lợng ẩm cần đa vào máy trộn: w = w1 – w2 = 8,5 – 1,258 = 7,242%

w1 = 8,5% : độ ẩm của phối liệu sau khi ra khỏi máy trộn

w2 : độ ẩm của phối liệu trớc khi đa vào máy trộn (độ ẩm của các nguyênliệu đa vào nhào trộn) và đợc tính nh sau:

w2 = wđámđá + wđất mđất + wthan mthan + wxỉ mxỉ

% 258 , 1 298 , 2 100

5 , 2 759 , 13 100

5 , 1 749 , 15 100

2 935 , 67 100

1

wđá = 1% : độ ẩm của đá

wđất = 2%: độ ẩm của đất

wthan = 1,5%: độ ẩm của than

wxỉ = 2,5% : độ ẩm của xỉ pyrít

mđá, mđất , mthan, mxỉ là thành phần khối lợng các nguyên liệu tơng ứng trong

100 phần khối lợng phối liệu < Đã tính trong bài toán phối liệu>

Lợng nớc cần cung cấp là:

135 , 26759 1

, 0 100

100 100

242 , 7 737 , 369129 h

100

100 100

w Q

N

36 36

, 0 100

100 736

, 344495 h

100

100 Q

Q

37 37

h37 = 0,1% : hao hụt tại máy trộn hai trục và làm ẩm

39 Công suất bun ke chứa phối liệu :

083 , 345013 05

, 0 100

100 576

, 344840 h

100

100 Q

Q

38 38

h38 = 0,05% : hao hụt vít định lợng phối liệu

40 Công suất tại gầu nâng phối liệu lên bunke:

Q40 = Q39 = 345013,083 < tấn/năm>

Hao hụt tại bun ke nhỏ nên có thể bỏ qua

41 Công suất tại vít tải phối liệu :

676 , 345185 05

, 0 100

100 083

, 345013 h

100

100 Q

Q

40 40

h40 = 0,05% : hao hụt tại gầu nâng phối liệu

42 Công suất cấp liệu vít :

355 , 345358 05

, 0 100

100 676

, 345185 h

100

100 Q

Q

41 41

KS1 KS3 KS4 KS5

KS2

h41 = 0,05% : hao hụt tại vít tải phối liệu

43 Công suất xy lô phối liệu đồng nhất :

12 , 345531 05

, 0 100

100 355

, 345358 h

100

100 Q

Q

42 42

h42 = 0,05% : hao hụt tại cấp liệu vít

C Tính cân bằng vật chất cho phân xởng gia công phối liệu:

Bun ke

KS6 KS6 KS6

44 Công suất tại gầu tải phối liệu lên xy lô đồng nhất :

972 , 345703 05

, 0 100

100 12

, 345531 h

100

100 Q

Q

43 43

h43 = 0,05% : hao hụt ở xy lô phối liệu

45 Công suất tại vít tải 1 :

911 , 345876 05

, 0 100

100 972

, 345703 h

100

100 Q

Q

44 44

h44 = 0,05% : hao hụt tại gầu tải phối liệu

46 Công suất tại xy lô bột liệu :

936 , 346049 05

, 0 100

100 991

, 345876 h

100

100 Q

Q

45 45

h45 = 0,05% : hao hụt tại vít tải 1

47 Công suất tại vít tải 2 :

322 , 346396 1

, 0 100

100 936

, 346049 h

100

100 Q

Q

46 46

h46 = 0,1% : hao hụt tại xy lô bột liệu

48 Công suất tại gầu tải phối liệu :

617 , 346569 05

, 0 100

100 322

, 346396 h

100

100 Q

Q

47 47

h47 = 0,05% : hao hụt tại cấp liệu vít

49 Công suất tại vít tải mịn :

989 , 346742 05

, 0 100

100 617

, 346569 h

100

100 Q

Q

48 48

h48 = 0,05% : hao hụt gầu nâng

50 Công suất tại máy phân ly phối liệu :

447 , 346916 05

, 0 100

100 989

, 346742 h

100

100 Q

Q

49 49

h49 = 0,05% : hao hụt ở gầu nâng

Tại máy phân ly phối liệu, khoảng 80% khối lợng bột sẽ lọt qua sàng, 20% cònlại sẽ đợc trở lại máy nghiền bi Ta sử dụng thiết bị để đa bột thô trở lại là vít tảithô và gầu nâng

Công suất của các thiết bị đó là:

289 , 69383 447

, 346916 100

20 Q

, 0 100

100 447

, 346916 h

100

100 Q

Q

50 50

h50 = 0,3% : hao hụt tại máy phân ly phối liệu

52 Công suất tại máy nghiền bi :

395 , 348134 05

, 0 100

100 328

, 347960 h

100

100 Q

Q

51 51

h51 = 0,05% : hao hụt tại gầu nâng

53 Công suất tại bun ke hỗn hợp nguyên liệu:

941 , 349181 3

, 0 100

100 395

, 348134 h

100

100 Q

Q

52 52

h52 = 0,3% : hao hụt tại máy nghiền bi

54 Công suất tại gầu nâng hỗn hợp nguyên liệu :

Q54 = Q53 = 349181,491 < tấn/năm>

hao hụt ở bun ke nhỏ có thể coi bằng 0

55 Công suất tại băng tải cao su :

619 , 349356 05

, 0 100

100 491

, 349181 h

100

100 Q

Q

54 54

h54 = 0,05% : hao hụt tại gầu nâng

* Tính cho tuyến đá vôi :

56 Công suất tại xy lô bột liệu :

419 , 237335 100

935 , 67 619 , 349356 100

935 , 67 Q

57 Công suất ở thiết bị cấp liệu đất sét :

419 , 237335 Q

Q57  56  < tấn/năm>

hao hụt tại cân băng định lợng nhỏ có thể coi hao hụt bằng 0

58 Công suất tại xy lô đá:

146 , 237454 05

, 0 100

100 419

, 237335 h

100

100 Q

Q

57 57

h57 = 0,05% : hao hụt tại thiết bị cấp liệu đất sét

59 Công suất tại gầu tải đá :

146 , 237454 Q

Q59  58 < tấn/năm>

hao hụt tại xy lô đá nhỏ có thể bỏ qua

60 Công suất tại băng tải cao su tải đá:

933 , 237572 05

, 0 100

100 146

, 237454 h

100

100 Q

Q

59 59

h59 = 0,05% : hao hụt tại gầu tải đá

61 Công suất tại máy đập búa :

779 , 237691 05

, 0 100

100 779

, 237691 h

100

100 Q

Q

60 60

h60 = 0,05% : hao hụt ở băng tải cao su tải đá

62 Công suất tại tại máy đập hàm :

622 , 238526 35

, 0 100

100 779

, 237691 h

100

100 Q

Q

61 61

, 0 100

100 622

, 238526 h

100

100 Q

Q

62 62

h62 = 0,3% : hao hụt ở máy đập hàm

64 Công suất tại kho đá :

037 , 239364 05

, 0 100

100 355

, 239244 h

100

100 Q

Q

63 63

h63 = 0,05% : hao hụt ở băng tải xích vận chuyển đá

* Tính cho tuyến đất sét :

65 Công suất tại thiết bị định lợng đất sét :

174 , 55020 619

, 349356 100

749 , 15 Q

100

749 , 15

66 Công suất tại cấp liệu đất sét :

698 , 55047 05

, 0 100

100 174

, 55020 h

100

100 Q

Q

65 65

h65 = 0,05% : hao hụt tại định lợng

67 Công suất tại xy lô đất sét :

235 , 55075 05

, 0 100

100 698

, 55047 h

100

100 Q

Q

66 66

h66 = 0,05% : hao hụt ở máy cấp liệu

68 Công suất tại gầu tải đất :

787 , 55102 05

, 0 100

100 235

, 55075 h

100

100 Q

Q

67 67

h67 = 0,05% : hao hụt tại xy lô đất sét.

69 Công suất tại băng tải chịu nhiệt :

352 , 55130 05

, 0 100

100 787

, 55102 h

100

100 Q

Q

68 68

h68 = 0,05% : hao hụt tại gầu nâng

70 Công suất tại sấy thùng quay :

931 , 55157 05

, 0 100

100 352

, 55130 h

100

100 Q

Q

69 69

h69 = 0,05% : hao hụt tại băng tải nhiệt

71 Công suất tại băng tải cao su đất sét vào sấy :

8 100

100 2

, 1 100

100 931

, 55157

w 100

100 h

100

100 Q

Q

70 70

71

h70 = 1,2% : hao hụt tại sấy thùng quay

w : lợng ẩm bay hơi của đất khi sấy w = 10 – 2 = 8%

Lợng ẩm của đất trớc khi sấy là 10% Độ ẩm của đất sau khi sấy là 2% Khối lợng của nớc bay hơi khi sấy là:

597 , 4854 462

, 60682 100

8 Q 100

, 0 100

100 462

, 60682 h

100

100 Q

Q

71 71

h71 = 0,05% : hao hụt tại băng tải cao su

73 Công suất tại kho đất sét :

505 , 60895 3

, 0 100

100 819

, 60712 h

100

100 Q

Q

72 72

h72 = 0,3% : hao hụt tại máy đập búa

* Tính cân bằng cho tuyến than :

74 Công suất tại thiết bị định lợng than từ xy lô chứa than :

746 , 48193 100

759 , 13 619 , 349356 100

759 , 13 Q

75 Công suất tại cấp liệu rung :

855 , 48217 05

, 0 100

100 746

, 48193 h

100

100 Q

Q

74 74

h74 = 0,05% : hao hụt tại thiết bị định lợng

76 Công suất tại xy lô than :

976 , 48241 05

, 0 100

100 885

, 48217 h

100

100 Q

Q

75 75

77 Công suất tại gầu tải than :

109 , 48266 05

, 0 100

100 976

, 48241 h

100

100 Q

Q

76 76

h76 = 0,05% : hao hụt ở xy lô than

78 Công suất băng tải than chịu nhiệt :

254 , 48290 05

, 0 100

100 109

, 48266 h

100

100 Q

Q

77 77

h77 = 0,05% : hao hụt ở gầu tải

79 Công suất sấy thùng quay :

411 , 48314 05

, 0 100

100 254

, 48290 h

100

100 Q

Q

78 78

h78 = 0,05% : hao hụt ở băng tải nhiệt

80 Công suất băng tải cao su đa than vào sấy :

, 5 100

100 2

, 1 100

100 441

, 48314

w 100

100 h

100

100 Q

Q

79 79

80

h79 = 0,05% : hao hụt ở sấy thùng quay

w : lợng ẩm bay hơi khi sấy w = 7 – 1,5 = 5,5%

Độ ẩm của than trớc khi sấy là 7%, độ ẩm sau khi sấy là 1,5%

Lợng ẩm bay hơi khi sấy than tính theo khối lợng là:

103 , 2846 329

, 51747 100

5 , 5 Q 100

, 0 100

100 329

, 51747 h

100

100 Q

Q

80 80

h80 = 0,05% : hao hụt tại băng tải than

* Tính cho tuyến quặng sắt :

82 Công suất tại thiết bị định lợng là :

215 , 8028 100

298 , 2 619 , 349356 100

298 , 2 Q

83 Công suất tại cấp liệu rung:

231 , 8032 05

, 0 100

100 215

, 8028 h

100

100 Q

Q

82 82

h82 = 0,05% : hao hụt tại thiết bị định lợng

84 Công suất tại bun ke quặng :

249 , 8036 05

, 0 100

100 231

, 8032 h

100

100 Q

Q

83 83

85 C«ng suÊt t¹i gÇu n©ng :

249 , 8036 Q

Q85  84  < tÊn/n¨m>

hao hôt t¹i bun ke nhá cã thÓ bá qua

86 C«ng suÊt t¹i m¸y ®Ëp hµm :

269 , 8040 05

, 0 100

100 249

, 8036 h

100

100 Q

Q

85 85

h85 = 0,05% : hao hôt t¹i gÇu n©ng

87 C«ng suÊt t¹i kho chøa quÆng :

463 , 8064 3

, 0 100

100 269

, 8040 h

100

100 Q

Q

86 86

h86 = 0,3% : hao hôt t¹i m¸y ®Ëp hµm

¶ng 7 thèng kª c©n b»ng vËt chÊt cho toµn nhµ m¸y

§¬

n vÞ

23 0 tÊn 7077.501 589.792 23.592 11.796 1.474