Thiết kế phân xưởng chuẩn bị phối liệu và nghiền xi măng trong sản xuất xi măng (thuyết minh+bản vẽ)

Thiết kế phân xưởng chuẩn bị phối liệu và nghiền xi măng trong sản xuất xi măng: 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

GIới thiệuchung về xi măng

Hiện nay, công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá ở n ớc ta diễn rarất sôi động và rộng khắp trên cả nớc, và đã thu đợc những thành quả tolớn

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 Ximăng là vật liệu không thể thiếu trong xây dung.Chính vì vậy,mà các nhàmáy xi măng xuất hiện ngày càng nhiều nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu sửdụng xi măng cho xây dựng của nớc ta đồng thời tận dụng đợc nguồnnguyên liệu, nguồn nhân lực dồi dào ở địa phơng góp phần vào công cuộcxây dựng chung của đất nớc

Ximăng poóclăng là chất kết dính hyđrát có khả năng đông kết rắn chắc

và phát triển cờng độ trong môi trờng không khí và nớc, thờng đợc gọi là chấtkết 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 triển ngày cànghoàn thiện về tính năng kỹ thuật và công nghệ sản xuất Các chủng loại ximăng poóclăng là chất kết dính đợc sử dụng chủ yếu trong xây dựng quốc gia,

nó còn dợc coi là một trong các chỉ tiêu quan trọng để đánh giá sự tăng trởngcủa ngành xây dựng và phát triển đất nớc

Xi măng poóclăng (PC) đợc sản xuất bằng bằng công nghệ nghiền mịnclanhke xi măng poóclăng với thạch cao ( phụ gia điều chỉnh thời gian đôngkết) Để cải thiện tính chất kỹ thuật và giảm giá thành sản phẩm, trong quátrình nghiền clanhke ngời ta đa vào các chất phụ gia khoáng hoạt tính, phụ gia

đầy( phụ gia trơ) và ta gọi sản phẩm này là xi măng poóclăng hỗn hợp (PCB)

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 Bêlít

- Khoáng Alít (Al2O3.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 vàCaO 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 ởnhiệt độ nhỏ hơn 5200C 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 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 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

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

15% Thành phần của pha thuỷ tinh bao gồm một số loại ô xít nh CaO,

Fe2O3, Na2O, K2O,…

- 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

- Canxi ôxít (CaO): Chủ yếu trong nguyên liệu đá vôi, trong quá trình nung

luyện tạo thành clanhke ở các điều kiện nhất định chúng sẽ liên kết với các ôxítkhác tạo nên các hợp chất hoá học quyết định tốc độ đông kết rắn chắc và cờng

độ của xi măng Khi hàm lợng CaO càng lớn thì khả năng tạo thành các hợpchất dạng khoáng canxi silicat có độ bazơ cao (C3S) trong clanhke càng nhiều,cho xi măng đông kết rắn chắc nhanh cờng độ cao nhng xi măng lại kém bềntrong môi trờng xâm thực sunfat Hàm lợng CaO nhiều đòi hỏi nhiệt độ nungphải lớn khó nung luyện và để lại trong clanhke một lợng canxi ôxít tự donhiều, có hại cho xi măng Vì vậy, trong clanhke xi măng ngời ta phải khốngchế hàm lợng CaO hợp lý(khoảng 6366%) Tuy nhiên, khả năng phản ứngCaO với các ôxít khác để tạo thành các khoáng trong clanhke còn phụ thuộcvào bản chất của các ôxít trong nguyên liệu, chế độ gia công hỗn hợp nguyênliệu và chế độ nung

- ôxít Silic điôxít (SiO2) :Chủ yếu trong nguyên liệu đất sét, trong quá trìnhnung luyện clanhke SiO2 sẽ tác dụng với CaO tạo thành các hợp chất dạng

khoáng canxi silicat Khi hàm lợng SiO2 càng nhiều thì ngoài việc tạo thànhkhoáng C3S ra, khoáng canxi silicat có độ bazơ thấp (C2S) đợc hình thành sẽtăng lên Hàm lợng khoáng C2S tăng làm xi măng đông kết rắn chắc chậm và c-ờng độ phát triển chậm ở thời kỳ đầu của quá trình rắn chắc đá xi măng Tuynhiên loại xi măng có hàm lợng C2S cao lại có khả năng bền trong nớc và môitrờng xâm thực sunfat Khi hàm lợng SiO2 trong clanhke ít, khoáng C3S đợc tạothành nhiều, sẽ làm cho xi măng đông kết rắn chắc nhanh, cờng độ cao songquá trình nung luyện khó, để lại lợng vôi (CaO) tự do lớn Vì vậy trong clanhke

xi măng thì ôxít SiO2 cần phải khống chế ở một tỉ lệ thích hợp (thờng chiếmkhoảng 2124% khối lợng clanhke)

Ngoài ra, khi SiO2 có độ hoạt tính càng cao thì quá trình tạo khoáng khi nungcàng nhanh và càng triệt để

- Nhôm ô xít (Al2O3): Trong clanhke xi măng ôxít này đợc đa vào chủ yếu

từ đất sét, khi nung luyện, ôxít nhôm tham gia vào quá trình tạo nên các khoángnóng chảy canxi Aluminat Khi hàm lợng Al2O3 càng nhiều khoáng C3A tạothành càng lớn, khả năng xuất hiện pha loãng trong clanhke càng sớm và càngnhiều, nó có khả năng tạo cho xi măng đông kết rắn chắc nhanh nhng cờng độthấp và kém bền trong môi trờng sunfat Trong clanhke hàm lợng ô xít nhômchiếm 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 mác xi măng không cao Thôngthờng tổng hàm lợng ôxít Fe2O3 chiếm khoảng 24%

Ngoài các ôxít chính tham gia vào quá trình tạo khoáng còn có một hàmlợng nhỏ các ô xít khác nh :

- Magiê ô xít (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 trongclanhke sản xuất xi măng lợng ôxít MgO đợc khống chế với hàm lợng < 5%

- Titan ô xít (TiO2): Hàm lợng của nó từ 0,10,5% thì sẽ làm tốt cho quátrình kết tinh các khoáng, khi hàm lợng từ 24% thì TiO2 sẽ thay thế mộtphần SiO2 trong xi măng, làm tăng cờng độ của xi măng

- Crôm ô xít (Cr2O3) và phốt pho ô xít (P2O5) : khi hàm lơng 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) do đất sét đa vào: trongclanhke hàm lợng chúng khoảng 0,51% Khi hàm lợng các ô xít này lớn hơn

1% sẽ gây nên sự mất ổn định thể tích của xi măng đặc biệt là gây nên sự tách, nứttrong bê tông thuỷ công do các ô xít kiềm này có khả năng tác dụng với CaO,

Al2O3 tạo nên các khoáng 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 Để đánh giá một cách tổng quát hơn thành phần của ximăng ngời ta thờng 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

2

O Fe O Al

SiO n

3 2

O Fe

O Al

P 

Hệ số P xác định tỉ lệ giữa khoáng C3A và C4AF Thông thờng hệ số p từ 12,5

d Hệ số bão hoà (ký hiệu KH):

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

* Hệ số đóng rắn ME:

S C

S C M

A C S C M

4 2

3 3 k

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

2 Phụ gia khoáng hoạt tính:

Là loại phụ làm tăng khả năng chịu lực và độ bền trong môi trờng nớc chosản phẩm Phụ gia hoạt tính gồm có hai loại : Loại có nguồn gốc tự nhiên,trêpen, điatômíc, , Loại có nguồn gốc nhân tạo bao gồm các phế thải côngnghiệp nh tro xỉ bazơ (thải phẩm của nhà máy thép), tro xỉ axít (thải phẩm củanhà máy nhiệt điện nồi hơi, ),

Chơng hai 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 đa

vào (nếu cần) để điều chỉnh thành phần phối liệu theo yêu câù - Đem nghiềnnhỏ hỗn hợp nguyên liệu trong máy nghiền bi và đa qua hệ thống xi lô để kiểmnghiệm lại thành phần hoá học và thành phần hạt cho đạt yêu cầu trớc khi đavào 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 bớc chính là: làm khô ( làm bay hơi nớc tự do), gia nhiệt trớc,phóng nhiệt, dung kết 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

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

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

Phơng pháp khô sản xuất xi măng: Là phơng pháp nghiền và trộn

nguyên liệu ở dạng khô, vì vậy nguyên liệu khó nghiền mịn, độ đồng nhất củaphối liệu không cao bằng phơng pháp ớt Nhng tiêu tốn ít nhiên liệu, kích thớc

lò nung nhỏ, hệ thống trao đổi nhiệt phức tạp, hệ thống làm sạch nguyên liệucũng phức tạp, mức độ cơ giới hoá và tự động hoá cao hơn phơng pháp ớt, hệ số

sử dụng thiết bị theo thời gian thấp hơn

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 tới hạ giá thành sản phẩm

5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ tổng quát:

Nhà máy xi măng lò đứng công suất 300.000 tấn clanhke/năm 8

sắt

Đóng bao Bun ke

Xy lô chứa Nghiền bi

Xy lô ủ clanhke

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

Phụ gia khoáng

Đập hàm Kho thạch cao

Bun ke

Định l ợng

Sấy thùng quay

Chơng ba Tính toán phối liệu

Bảng 1 thành phần hoá học của nguyên liệu

sau khi qui về 100% ta có bảng sau:

Bảng 2 thành phần nguyên liệu qui về 100%:

CaO SiO2 Fe 2 O 3 Al 2 O 3 MgO MKN C-khác Tổng

Với đá vôi Ki =

MKN

 100

=1,03

Bảng 3 Thành phần phối liệu sau khi nung:

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

khá

Thành phần hoá của tro than:

SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO Tổng

5975

) 1 5 , 1 ( 26 6 , 1 300 68 81

) (

26 300

) 12 6 , 1 9 ( 6 5975

) 9

( 6 Q

c lv t

B A P q

- B: mức hấp thụ tro của clanhke, đối với lò đứng B = 100%

- P: lợng than tiêu tốn nung 1kg 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:

% 15 , 3 0315 , 0 100

100

100 15 21 , 0

20,62 1,33

55,67

20,62 0,89

55,67

33 1

89 0

2 3

2 3

C

S C S

C KH

* Môđun Silícát n ( n = 1,7  3,5 ):

1,935

14,43 2,05

28 , 9 1,44

20,62 1,33

55,67

05 2 44

1

33 1

4 3

2 3

C

S C S

C n

* Môđun aluminát (p = 1  2,5):

1,380 0,64

14,43

9,28 1,15

0,64 15

, 1

4 3

A C p

4 Tính cấp phối cho phối liệu:

Do trong clanhke xi măng sau khi nung có lẫn tro nên ta phải tính hàm ợng các khoáng tạo thành phối liệu theo bảng thành phần hoá của nguyên liệuqui về đã nung (bảng 3)

l-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

nh sau:

+S, A, F, C: hàm lợng ô xít SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO trong clanhke + Si, Ai, Fi, Ci : Hàm lợng của ô xít tơng ứng trong cấu tử i.

Ô xít Cấu tử 1 Đá vôi Cấu tử 2 Đất sét Quặng sắt Cấu tử 3 Tro than Cấu tử 4 Clanhke

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:

692 , 5 824 , 140 164

, 14 162 , 2

455 , 570 974

, 68 55 , 206 598

, 83

z y x

z y

x

z y

125 , 24

276 , 69

z y 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 <thành phần clanhke>:

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

276 , 69 100 100

125 , 24 100 100

450 , 3 100 100

Lợng mất khi nung của quặng sắt (MKN) là: 3,12 %

* Khối lợng của than là: Q = P =21 < kg > ( Đã tính ở trên)

Lợng mất khi nung( MKN) của than là : 100 – tro than = 100 – 15 =85 %.Vậy tổng thành phần khối lợng của các khoáng hợp thành phối liệu là:

X + Y + Z + Q = 121,154 + 25,537 + 3,561 + 21 = 171,252 < phần khối lợng>Qui thành phần khối lợng của các khoáng về 100 phần khối lợng phối liệu

ta đợc:

§¸ v«i = 70 , 746

252 , 171

154 , 121 100 100

X

< kg >

252 , 171

537 , 25 100 100

Y

< kg >

252 , 171

561 , 3 100 100

Z

<kg >

252 , 171

21 100 100

Q

< kg >

B¶ng 5 Thµnh phÇn ho¸ cña phèi liÖu:

CaO SiO 2 Fe 2 O 3 Al 2 O 3 MgO MKN khac C- Tæng

085 , 1 09 , 2 292 , 38 785 , 1

09 , 2 785

, 1

35 , 1 12

- Phân xởng chuẩn bị phối liệu.

A Lập chế độ làm việc cho phân xởng nghiền

*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

Xy lô PL đồng nhất Gầu nâng

1.Tại xi lô clanhke chuẩn bị đa vào nghiền cùng với phụ gia có công suất là:

Q1 = 300000 < tấn/năm>

2 Công suất tại gầu tải đa clanhke vào xi lô:

300 , 300300 1

, 0 100

100 300000

100

100

1 1

h1 = 0,1% : hao hụt tại xylô clanhke

3 Công suất tại máy đập hàm :

901 , 300600 1

, 0 100

100 300

, 300300 100

100

2 2

h2 = 0,1% : hao hụt tại gầu nâng

4 Công suất tại băng tải tấm :

417 , 301505 3

, 0 100

100 901

, 300600 100

100

3 3

h3 = 0,3% : hao hụt tại máy đập hàm

5 Công suất lò nung clanhke :

225 , 301807 1

, 0 100

100 417

, 301505 100

100

4 4

h4 = 0,1% : hao hụt tại băng tải tấm

6 Công suất tại máy rải liệu:

= 612439,202 < tấn/năm>

Trong đó: h5 = 3% : hao hụt ở lò nung

MKN = 41,605 : lợng mất khi nung

WPL= 12% : độ ẩm của phối liệu khi đa vào nung

7 Công suất băng tải vận chuyển viên phối liệu :

12 100

100 605

, 41 100

100 3

100

100 225

, 301807

100

100 100

100 100

100

5 5

h Q

Q

535 , 613666 2

, 0 100

100 202

, 612439 100

100

6 6

h5 = 0,2% : hao hụt tại máy rải liệu

8 Công suất máy vê viên:

100

7 7

8

Trong đó: - h7 = 0,1 : 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

là 12%, độ ẩm trớc khi vào máy và đã đợc làm ẩm ở máytrộn hai trục là 8% Ta có w = 12 – 8 = 4 %

4 100

100 1

, 0 100

100 535

, 0 100

100 100

4 535 , 613666 100

453 , 70



 100 2 100

912 , 14

15,22

 100 5 2 100

079 , 2

 100 5 , 1 100

263 , 12

12,45Tổng :71,164 + 15,22 + 2,13 + 12,45 = 100,964

Độ ẩm phối liệu

% 242 , 1 13 , 2 964 , 100

5 , 2 45 , 12 964 , 100

5 , 1 22 , 15 964 , 100

2 164

, 71 964

W

Q W

 100

.

242 , 1 100

26 , 543402

242 , 1

w h

Q Q

100

8

731 , 554373 242

, 1 100

100 0,2

100

-100 543402,26

10 Công suất bun ke chứa phối liệu :

66 , 554928 1

, 0 100

100 731

, 554373 100

100

9 9

h9 = 0,1% : hao hụt tại máy trộn hai trục và làm ẩm

11 Công suất tại gầu nâng phối liệu lên bunke:

Q11 = Q10 = 554928,66 < tấn/năm>

Hao hụt tại bun ke nhỏ nên có thể bỏ qua

12 Công suất xy lô phối liệu đồng nhất :

1438 , 555484 1

, 0 100

100 66

, 554928 100

100

11 11

h11 = 0,1% : hao hụt tại gầu nâng phối liệu

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

Sơ đồ dây chuyền công nghệ: