Thiết kế nhà máy sản xuất xi măng poóc lăng lò quay phương pháp khô, công suất 1,9 triệu tấn xi măngnăm với cơ cấu sản ph

PHẦN 1 :GIỚI THIỆU CHUNG TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH CÔNG NGHỆ XI MĂNG VIỆT NAM CHƯƠNG 2 : ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ NHIÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG CỦA NHÀ MÁY CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU PHẦN 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG CHƯƠNG 2: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHƯƠNG 4: TÍNH NHIỆT CHO HỆ THỐNG LÒ NUNG PHẦN 3 :KIẾN TRÚC XÂY DỰNG NHÀ MÁY VÀ CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 7

PHẦN 1 :GIỚI THIỆU CHUNG TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH CÔNG NGHỆ XI MĂNG VIỆT NAM 8

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XI MĂNG POÓC LĂNG 10

I Những đặc trưng cơ bản của clinker xi măng Pooc lăng .11

1 Thành phần khoáng của clinker xi măng poóc lăng 11

2. Thành phần hoá của clinker xi măng poóc lăng: 12

3 Đặc trưng của clinker xi măng poóc lăng: 14

II Các phụ gia trong sản xuất xi măng: 15

1 Phụ gia thạch cao: 15

2 Phụ gia sử dụng trong xi măng có hai loại: 15

3 Phụ gia cải thiện tính chất đặc biệt cho chất kết dính: 15

4 Phụ gia hoạt tính bề mặt: 15

5 Phụ gia cải thiện một số tính chất của chất kết dính 16

6 Phụ gia công nghệ: 16

III Các tính chất cơ bản của xi măng pooc lăng 16

1 Khối lượng riêng và khối lượng thể tích .16

2 Độ nghiền mịn của xi măng 16

3 Lượng nước yêu cầu và độ dẻo tiêu chuẩn của hồ xi măng .16

4 Thời gian đông kết của xi măng poóc lăng .16

5 Cường độ của xi măng .17

6 Tính ổn định thể tích của xi măng .17

7 Lượng nhiệt sinh ra trong quá trình thuỷ hoá 22

8 Độ bền chống ăn mòn của đá xi măng .17

CHƯƠNG 2 : ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY 18

I Các yêu cầu khi xây dựng nhà máy xi măng có công suất lớn 18

II Giới thiệu về địa điểm xây dựng nhà máy xi măng .18

1 Vị trí địa lý .18

2 Điều kiện tự nhiên .18

3 Đặc điểm địa chất công trình .20

4 Về giao thông vận tải .20

5 Về nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy .20

6 Vai trò địa điểm xây dựng nhà máy: 21

CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ NHIÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG CỦA

NHÀ MÁY 22

I Nguyên liệu 22

1 Đá vôi .22

2 Đá sét .22

3 Phụ gia điều chỉnh .23

II Nhiên liệu: 23

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU 25

I Nguyên vật liệu lựa chọn cho sản xuất: 25

1 Thành phần hóa của các nguyên liệu 25

2 Thành phần hóa học của các nguyên liệu đã quy về 100% 25

3 Chuyển thành phần hóa của nguyên liệu chưa nung về nguyên liệu đã nung .26

II Tính hàm lượng tro lẫn .26

III Tính toán phối liệu .27

IV Kiểm tra các hệ số lựa chọn theo thành phần hoá của clinker đã tính toán 30

V Tính tít phối liệu và hàm lượng pha lỏng 35

VI Chi phí nguyên liệu cho 1 Kg clinker 31

PHẦN 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG 32

CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG 32

I Giới thiệu công nghệ sản xuất xi măng poóclăng 32

1 Công nghệ sản xuất xi măng Poóclăng 32

2 Các công đoạn chính 32

II Lựa chọn công nghệ sản xuất 33

1 Sơ đồ công nghệ sản xuất của toàn nhà máy 33

2 Quá trình công nghệ sản xuất xi măng poóclăng lò quay phương pháp khô 39

CHƯƠNG 2: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 43

I Chọn chế độ làm việc cho nhà máy .43

1 Phân xưởng chuẩn bị phối liệu .43

2 Phân xưởng lò nung .43

3 Phân xưởng nghiền và đóng bao xi măng .43

II Tính cân bằng vật chất .44

1 Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng nghiền và đóng bao .44

2 Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng lò nung .51

3 Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng nguyên liệu .54

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ 63

I Thiết kế phân xưởng nguyên liệu .63

1 Tính toán và chọn thiết bị máy móc gia công nguyên liệu .63

2 Tính toán và chọn thiết bị máy rải liệu và máy dỡ liệu .66

3 Tính toán và chọn thiết bị băng tải, gầu nâng và máng khí động .67

4 Tính toán và chọn thiết bị định lượng cho phân xưởng .71

5 Tính hệ thống bunke sử dụng trong phân xưởng .72

6 Tính chọn hệ thống kho nguyên liệu .74

II Thiết kế phân xưởng nung 78

1 Tính Silô đồng nhất phối liệu .78

3 Băng tải xích vận chuyển clinker lên Silô ủ .79

4 Gầu nâng 2 nâng phối liệu đưa lên tháp trao đổi nhiệt .80

5 Thiết bị trao đổi nhiệt, buồng phân giải: 80

6 Lò nung clinker 80

7 Hệ thống ghi làm lạnh ( Coolax Cooler ) 81

8 Tuyến gia công và vận chuyển than .81

III Thiết kế phân xưaởng xi măng .83

1 Chọn máy nghiền bi nghiền xi măng .83

2 Tính chọn thiết bị băng tải, gầu tải, máng khí động .84

3 Tính hệ thống bunke và két chứa dùng trong phân xưởng .87

4 Chọn silô chứa xi măng 88

5 Chọn máy đóng bao 89

CHƯƠNG 4: TÍNH NHIỆT CHO HỆ THỐNG LÒ NUNG 90

I Các số liệu ban đầu 90

1 NHIỆT TIÊU TỐN 91

2 Nhiệt thu được khi tạo clanhke 92

II Tính cháy nhiên liệu 93

1 Thành phần hóa của nhiên liệu than cám 93

2 Nhiệt trị của than cám 93

3 Tính lượng không khí cần thiết 93

4 Tính lượng không khí thực tế 93

5 Xác định hàm lượng và thành phần của sản phẩm cháy 93

6 Xác định các thông số sản phẩm cháy 94

7 Tính nhiệt độ cháy lý thuyết của nhiên liệu và nhiệt độ cháy thực tế .95

III Tính cân bằng vật chất cho tháp trao đổi nhiệt 96

1 Lượng khí cháy tạo thành tử nguyên liệu: 96

2 Lượng bụi đi qua thiết bị: 97

IV Tính cân bằng nhiệt cho toàn thiết bị 99

1 Tính lượng vào 99

2 Nhiệt lượng ra 100

1 Nhiệt làm bay hơi nước vật lý trong nguyên liệu 102

2 Nhiệt lý học do nhiên liệu mang vào: 102

2 Nhiệt lý thuyết tạo clanhke: 102

3 Nhiệt lý học do nguyên liệu mang vào: 102

4 Nhiệt lý học của không khí: 102

5 Nhiệt vật lý do lượng bụi thu hồi đưa trở lại: .102

6 Tổn thất nhiệt do không khí dư ra khỏi thiết bị làm lạnh : 102

7 Tổng tổn thất nhiêt ra môi trường xung quanh: 102

8 Lượng không khí cần thiết để đốt cháy nhiên liệu và lượng khí cháy tạo thành: .102

V Tính cân bằng vật chất cho hệ thống lò quay: 104

1 Lượng vật chất thu hồi vào: 104

2 Lượng sản phẩm ra kể cả mất mát: 104

VI Tính cân bằng nhiệt cho tháp trao đổi nhiệt: 105

1 Nhiệt độ của khí thải ở đầu ra của xiclon bậc II được xác định theo phương trình cân bằng nhiệt của xiclon bậc I: 105

2 Nhiệt độ của khí thải ở đầu ra của xiclon bậc III được xác định theo phương trình cân bằng nhiệt của xiclon bậc II: 106

3 Nhiệt độ của khí thải ở đầu ra của xiclon bậc IV được xác định theo phương trình cân bằng nhiệt của xiclon bậc III: 108

4 Nhiệt độ của khí thải ở đầu ra của xiclon bậc V được xác định theo phương trình cân bằng nhiệt của xiclon bậc IV: 109

5 Nhiệt độ của khí thải ở đầu ra của Canxiner được xác định theo phương trình cân bằng nhiệt của xiclon V: 110

VII Tính cân bằng cho thiết bị làm lạnh: 111

1 Nhiệt vào 112

2 Nhiệt ra 112

PHẦN 3 :KIẾN TRÚC XÂY DỰNG NHÀ MÁY VÀ CÁC CHỈ TIÊU KINH

TẾ 113

CHƯƠNG 1 :KIẾN TRÚC XÂY DỰNG NHÀ MÁY 113

I Bố trí mặt bằng xây dựng nhà máy 113

1 Vùng trước nhà máy 113

2 Vùng sản xuất chính: 118

3 Vùng các công trình phụ trợ 118

4 Vùng mở rộng nhà máy: 113

II Diện tích xây dựng nhà máy 114

1 Nhà hành chính 114

2 Hệ thống kho sản xuất 115

III Các giải pháp kiến trúc xây dựng 115

IV Các giải pháp kết cấu hạng mục công trình 116

CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN ĐIỆN NƯỚC NHÀ MÁY 118

I Tính lượng nước dùng trong nhà máy 118

II Tính lượng điện tiêu thụ trong nhà máy 118

CHƯƠNG 3 :KIỂM TRA SẢN XUẤT AN TOÀN LAO ĐỘNG 123

I Các biện pháp phòng chống cháy nổ .123

II Vệ sinh công nghiệp .123

III Kiểm tra sản xuất .123

CHƯƠNG 4 :CÔNG TÁC MÔI TRƯỜNG VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG 125

I Công tác môi trường 313

II Công tác an toàn lao động .126

CHƯƠNG 5 :LAO ĐỘNG VÀ TIỀN LƯƠNG 128

I Lao động trong nhà máy .128

1 Bố trí nhân lực trên dây chuyền sản xuất .128

2 Bố trí lao động gián tiếp: 129

II Quĩ lương cán bộ công nhân viên .131

1 Quỹ lương cho công nhân lao động trực tiếp : 131

2 Quĩ lương cho lao động gián tiếp: 131

3 Quỹ lương cho công nhân đi học nghề 131

4 Quỹ lương của nhà máy 132

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ 133

I Chỉ tiêu vốn đầu tư .133

1 Chi phí mua thiết bị .133

2 Chi phí xây dựng và kiến trúc : 136

II Chi phí vận hành máy sản xuất 138

1 Chi phí điện, nước 138

2 Chi phí tiền lương và các chế độ cho người lao động 138

3 Chi phí mua nguyên vật liệu .138

4 Chi phí mua sắm, bảo dưỡng, thay thế thiết bị: 138

5 Chi phí khấu hao tài sản cố định: 139

6 Chi phí vận chuyển khai thác đá vôi và đá sét 139

7 Chi phí bảo hiểm xã hội và quỹ phúc lợi 139

III Giá bán sản phẩm và thời gian hoàn vốn đầu tư .140

1 Chi phí xí nghiệp .140

2 Thuế giá trị gia tăng đầu ra .140

3 Chi phí ngoài sản xuất .140

4 Tổng chi phí giá thành .140

5 Tính lãi suất ròng hàng năm .140

6 Thuế thu nhập doanh nghiệp .140

7 Lãi suất hàng năm .141

8 Xác định thời gian thu hồi vốn .141

KẾT LUẬN 142

TÀI LIỆU THAM KHẢO 143

MỞ ĐẦU

Vật liệu xây dựng là một lĩnh vực rất rộng lớn và giữ vai trò đặc biệt quantrọng, nó quyết định đến tốc độ phát triển của ngành công nghiệp hóa xây dựngcũng như ảnh hưởng rất lớn đến nền kinh tế quốc dân Xi măng là loại vật liệu xâydựng quan trọng không thể thiếu được trong các công trình xây dựng Nó luôn làloại vật liệu xây dựng cơ bản và thông dụng nhất được sử dụng rộng rãi trong xâydựng cơ sở hạ tầng

Tất cả các ngành nghề kinh tế đều cần tới xi măng và sự phát triển của ngànhcông nghiệp xi măng kéo theo nhiều ngành nghề sản xuất dịch vụ khác phát triển nhưxây lắp, sản xuất thiết bị phụ tùng, bê tông, bao bì và các dịch vụ tư vấn khảo sát thiết kế,thăm dò chất lượng và trữ lượng Bên cạnh đó ngành công nghiệp xi măng Việt Namđóng góp một phần quan trọng vào sự tăng trưởng của tổng sản phẩm quốc nội (GDP) Trong những năm gần đây Đảng và nhà nước ta đang rất chú trọng đến việc côngnghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, do đó việc xây dựng nhà máy xi măng với công nghệhiện đại năng suất cao là việc làm cần thiết nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu sử dụng ximăng và nhu cầu công nghiệp hóa đất nước, đồng thời tận dụng được nguồn nguyênliệu và nhân lực dồi dào tại địa phương

Với những kiến thức thực tế đã được tiếp nhận qua đợt thực tập cán bộ kỹ thuật tạinhà máy cùng với những kiến thức đã được các thầy cô trong Khoa Vật Liệu Xây Dựng

và trường đại học Xây Dựng truyền giảng, đặc biệt là sự hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ

nhiệt tình của thầy giáo PGS.TS Vũ Đình Đấu em xin trình bày nội dung thiết kế đồ án

tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất xi măng poóc lăng lò quay phương pháp khô, công suất 1,9 triệu tấn xi măng/năm với cơ cấu sản phẩm 45%PC 40, 55% PCB 40.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS VŨ ĐÌNH ĐẤU và các thầy cô

giáo trong Khoa Vật Liệu Xây Dựng đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ em hoàn thànhđược đồ án tốt nghiệp này

PHẦN 1 :GIỚI THIỆU CHUNG TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH CÔNG NGHỆ XI MĂNG VIỆT NAM

Việt Nam là một nước đang phát triển xây dựng cơ sở hạ tầng ngày càng hiệnđại và hứa hẹn sẽ gặt hái nhiều thành công trong thời gian tới Để đáp ứng kịp thời nhucầu xây dựng và phát triển của đất nước, ngành sản xuất vật liệu xây dựng đã có nhữngbước phát triển không ngừng và đang dần đi lên cả về mặt chất lượng, sản lượng lẫncông nghệ Trong ngành sản xuất vật liệu xây dựng ngành công nghiệp sản xuất ximăng phải được chú trọng phát triển để không những đáp ứng nhu cầu sử dụng ximăng của đất nước mà còn có hướng xuất khẩu

Ngành công nghiệp xi măng của Việt Nam đã có lịch sử phát triển trên 100 năm,bắt đầu từ Nhà máy xi măng Hải Phòng được thành lập năm 1899 Từ năm 1991 đến

2010 là giai đoạn phát triển mạnh nhất của ngành xi măng Việt Nam Sau 19 năm, tổngcông suất thiết kế đã gấp 13 lần và Việt Nam trở thành nước đứng đầu khối ASEAN

về sản lượng xi măng Năm 2012, tổng công suất thiết kế các nhà máy xi măng đạt 68.5triệu tấn, năng lực sản xuất 63 triệu tấn, về cơ bản cung đã vượt cầu Sáu tháng đầu năm

2013, tình hình tiêu thụ xi măng có những tín hiệu khá lạc quan, tăng so với cùng kỳnăm ngoái Cụ thể cả nước đã tiêu thụ 29.5 triệu tấn sản phẩm, trong đó tiêu thụ nội địađạt 22.7 triệu tấn, xuất khẩu 6.8 triệu tấn Tiêu thụ nội địa giảm 4% so với cùng kỳ tuynhiên xuất khẩu lại tăng 21% Tình hình tiêu thụ trong nước khó khăn nên nhiều doanhnghiệp xi măng đẩy mạnh tìm kiếm thị trường xuất khẩu Thị trường xuất khẩu xi măngchủ yếu như Đài Loan, Singapore, Indonesia, Campuchia  với giá xuất khẩu từ 40-42USD/tấn Xuất khẩu tăng giúp lượng xi măng tồn kho tháng 6 giảm so với tháng 5-

2013, lượng tồn kho hiện chỉ còn khoảng 2.6 triệu tấn, chủ yếu là clinke

Hiện nay trình độ công nghệ của ngành lạc hậu cũ kỹ thừa hưởng của Nga,Pháp, Trung Quốc những năm 50 của thế kỷ trước vẫn còn được sử dụng Hiện nay vớicác dự án dây chuyền, nhà máy xi măng lớn sẽ thay thế công nghệ cũ, giúp năng lực sảnxuất được tăng lên gấp nhiều lần Cung vượt cầu là tình trạng mà ngành xi măng đangphải đối mặt Vì vậy xuất khẩu xi măng được coi là giải pháp giúp ngành vượt qua giaiđoạn khó khăn này Tuy nhiên để nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao khả năngcạnh tranh chính là tăng chất lượng sản phẩm Chủ trương của chính phủ, đến năm

2015 chấm dứt hoạt động của tất cả hệ thống xi măng lò đứng và chuyển sang xi măng

lò quay và đến năm 2015 tất cả các nhà máy phải tự túc ít nhất 20% năng lượng điện từviệc tận dụng nguồn nhiệt khí thải thừa

Ngành công nghiệp sản xuất xi măng đã và đang đáp ứng nhu cầu sử dụng ximăng của đất nước nhưng bên cạnh đó nhà nước cần hỗ trợ tích cực về mặt cơ chế,chính sách tạo điều kiện cho ngành sản xuất xi măng phát triển ổn định, bền vững gópphần vào công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Nhu cầu xi măng của nước

ta dự kiến đưa ra trong bảng 1

Bảng1: Nhu cầu tiêu thụ xi măng của nước ta một số năm gần đây và định hướng tiêu

45,2-55,6

50,6-60,9

55,4-66,7

60,7-73,1

66,4-80,0

72,7-87,6

79,7-111,8

Để đảm bảo sản xuất phát triển và đạt hiệu quả cao, ngành công nghệ sản xuất ximăng cẩn phải phát triển có kế hoạch, sử dụng các công nghệ tiên tiến, tận dụng tối đanhiệt khí thải trong sản xuất Vì thế ngành công nghệ xi măng cần có chiến lược pháttriển phù hợp với tình hình thực tế ở nước ta

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XI MĂNG POÓC LĂNG

Xi măng poóc lăng là chất kết dính có khả năng đông kết, rắn chắc và phát triểncường độ trong môi trường không khí và môi trường nước, thường được gọi là chất kếtdính rắn trong nước hay chất kết dính thuỷ lực

Để sản xuất xi măng poóc lăng người ta nghiền mịn clinker xi măng với thạchcao và có thể có một số phụ gia khác

Clinker là thành phần chính trong xi măng poóc lăng Clinker xi măng poóc lăngđược sản xuất bằng cách nung đến thiêu kết hỗn hợp nguyên liệu đồng nhất, phân tánmịn của đá vôi, đá sét là nguyên liệu chính và một số nguyên liệu khác đóng vai tròđiều chỉnh như : xỉ pyrít, quặng sắt và trêpen

Để điều chỉnh tốc độ đóng rắn và một số tính chất khác của xi măng khi nghiềnclinker xi măng người ta pha thêm thạch cao

Trong quá trình nghiền có thể sử dụng một số phụ gia công nghệ nhưng khôngquá 1% so với khối lượng clinker Khi nghiền xi măng có cho thêm các phụ gia trơ hayphụ gia khoáng hoạt tính sẽ cho ta sản phẩm là xi măng poóc lăng hỗn hợp (PCB)

TCVN 2682 – 2009 và TCVN 6260 – 2009 quy định các chỉ tiêu kỹ thuật của ximăng như đưa ra ở bảng 2

* Bảng2: Các chỉ tiêu kỹ thuật của xi măng (TCVN 6260 – 2009)

2 Thời gian đông kết, min

- Bắt đầu, không nhỏ hơn

5. Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %,

2 Thời gian đông kết, min

- Bắt đầu, không nhỏ hơn

5 Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %,

I Những đặc trưng cơ bản của clinker xi măng Pooc lăng.

Tùy thuộc vào công nghệ và dạng lò nung mà cho ta clinker xi măng có nhữngtính chất khác nhau về kích thước, hình dạng, chất lượng, năng suất

Theo cấu trúc vi mô clinker xi măng là hỗn hợp các hạt nhỏ của nhiều pha tinhthể và một lượng nhỏ pha thuỷ tinh

Chất lượng của clinker phụ thuộc chủ yếu vào: Thành phần phối liệu cũng nhưphương pháp công nghệ và dạng lò nung

1 Thành phần khoáng của clinker xi măng poóc lăng

Trong clinker xi măng poóc lăng gồm chủ yếu là các khoáng silicát canxi chiếmkhoảng (70  80)% (các khoáng này là alít (C3S), bêlít (C2S)) và các khoáng tricanxialuminat (C3A) và tetracanxi aluminat ferit (C4AF)

+ Khoáng Alít (3CaO.SiO2 ký hiệu là C3S) là khoáng quan trọng nhất củaclanhke xi măng, tạo cho xi măng có cường độ cao, tốc độ đông kết rắn chắc nhanh

và khoáng này có ảnh hưởng nhiều đến các tính chất của xi măng Trong clinker ximăng khoáng C3S chiếm từ (45  60)% Alít là một dung dịch rắn của 3CaO.SiO2

và một lượng nhỏ các chất khác có hàm lượng nhỏ từ (2  4)% như MgO, P2O5,

Cr2O3, Khoáng C3S ở dạng tinh khiết bền vững trong khoảng nhiệt độ (1200 

1250)0C đến (1900  2070)0C Nhiệt độ lớn hơn 20700C thì C3S bị nóng chảy, nhỏhơn 12000C thì bị phân huỷ thành C2S (C3S = C2S + CaO tự do)

+ Khoáng bêlít (2CaO.SiO2 ký hiệu C2S ) Trong clinker xi măng C2S chiếmkhoảng (2030)%, là thành phần quan trọng của clinker, có đặc tính là

đông kết rắn chắc chậm nhưng cường độ cuối cùng tương đối cao Bêlít là dung dịchrắn của 2CaO.SiO2 với một lượng nhỏ các ôxít khác như Al2O3, Fe2O3, Cr2O3

- Khoáng C2S được tạo thành trong clinker ở 4 dạng thù hình C2S, ’CC2S, 

C2S,  C2S

-  C2S: bền vững ở điều kiện nhiệt độ cao từ (14252130)0C, ở nhiệt độ lớnhơn 21300C,  C2S bị chảy lỏng, ở nhiệt độ nhỏ hơn 14250C khoáng  C2S chuyển sangdạng ’C C2S

- ’CC2S bền vững ở nhiệt độ (8301425)0C, khi nhiệt độ nhỏ hơn 8300C và làmlạnh nhanh thì ’CC2S chuyển sang dạng C2S, còn khi làm nguội chậm bị chuyển sangdạng C2S

- C2S không bền luôn có xu hướng chuyển sang dạng C2S đặc biệt là ở

nhiệt độ nhỏ hơn 5000C Khi C2S chuyển thành C2S làm tăng thể tích khoảng 10%

và bị phân rã thành bột

- C2S thì hầu như không tác dụng với nước và không có tính chất kết dính, chỉtrong điều kiện hơi nước bão hoà và khoảng nhiệt độ (150200)0C thì C2S mới cókhả năng dính kết

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

+ Pha canxi Aluminat tồn tại trong clinker ở hai dạng C3A, C5A3 Do trongclinker lượng CaO dư nên pha Canxi Aluminat thường nằm chủ yếu ở dạng C3A Đặcđiểm của C3A là đông kết rắn chắc nhanh, dễ tạo nên các ứng suất làm nứt, tách cấutrúc đá xi măng hàm lượng khoáng này (xi măng thuỷ công lượng C3A < 5%, xi măngbền sunfat lượng C3A < 8%)

+ Pha Aluminôferit là dung dịch rắn của các khoáng canxi Alumôferit Khoáng

canxi Aluminôferit có thành phần khác nhau phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu banđầu, điều kiện nung luyện, Trong clinker chúng thường tồn tại dưới dạng sau: C6A2F,

C4AF, C2F, nhưng thành phần chính là C4AF và trong đó hoà tan khoảng 1% MgO vàTiO2

+ Pha thuỷ tinh có trong clinker xi măng poóc lăng với hàm lượng từ (5

10)% Thành phần của pha thuỷ tinh bao gồm một số loại ôxít như CaO, Fe2O3, Na2O,

K2O, Hàm lượng của pha thuỷ tinh phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp nguyên liệuban đầu và điều kiện làm lạnh clinker Sự có mặt của pha này trong clinker xi măngpoóc lăng làm ảnh hưởng đến tính chất của các khoáng khác và đặc biệt là làm thay đổinhiệt độ tạo khoáng chính

- Ngoài ra trong clinker xi măng poóc lăng còn tồn tại một lượng CaO và MgO

tự do, chúng thường là các hạt già lửa nên tác dụng với nước rất chậm khi xi măng đãđông kết rắn chắc chúng mới thuỷ hoá gây nên ứng suất phá hoại cấu trúc của sản phẩmnhư bị nứt, rữa, làm thay đổi thể tích của sản phẩm và làm giảm cường độ của đá ximăng

2 Thành phần hoá của clinker xi măng poóc lăng:

Thành phần hoá của clinker xi măng poóclăng gồm các ôxít chính là : Al2O3,

Fe2O3, CaO, SiO2 chúng chiếm từ (95 – 97)% trong clinker Ngoài ra trong clinker ximăng poóc lăng còn có các ôxít khác như : MgO, TiO2, K2O, Na2O, P2O5, SO3 vớihàm lượng rất nhỏ

Hàm lượng các ôxít trong clinker xi măng poóclăng dao động trong khoảngrộng:

CaO = 6366%

độ của xi măng Khi hàm lượng CaO càng lớn thì khả năng tạo thành các hợp chấtdạng khoáng canxi silicat có độ bazơ cao (C3S) trong clinker càng nhiều, cho xi măngđông kết rắn chắc nhanh cường độ cao nhưng xi măng lại kém bền trong môi trườngxâm thực sunfat Hàm lượng CaO nhiều đòi hỏi nhiệt độ nung phải lớn khó nungluyện và để lại trong clinker một lượng canxi ôxít tự do nhiều, có hại cho xi măng Vìvậy, trong clinker xi măng người ta phải khống chế hàm lượng CaO hợp lý khoảng(6366)% Tuy nhiên, khả năng phản ứng CaO với các ôxít khác để tạo thành cáckhoáng trong clinker còn phụ thuộc vào bản chất của các ôxít trong nguyên liệu, chế

độ gia công hỗn hợp nguyên liệu và chế độ nung

- Silic điôxít (SiO2): Ôxít này chủ yếu có trong nguyên liệu đá sét, trong quátrình nung luyện clinker, SiO2 sẽ tác dụng với CaO tạo thành các hợp chất dạngkhoáng canxi silicat Khi hàm lượng SiO2 càng nhiều thì ngoài việc tạo thành khoáng

C3S ra, khoáng canxi silicat có độ bazơ thấp (C2S) được hình thành sẽ tăng lên Hàmlượng khoáng C2S tăng làm xi măng đông kết rắn chắc chậm và cường độ phát triểnchậm ở thời kỳ đầu của quá trình rắn chắc đá xi măng Tuy nhiên loại xi măng có hàmlượng C2S cao lại có khả năng bền trong nước và môi trường xâm thực sunfat Khihàm lượng SiO2 trong clinker ít, khoáng C3S được tạo thành nhiều, sẽ làm cho ximăng đông kết rắn chắc nhanh, cường độ cao song quá trình nung luyện khó, để lạilượng vôi (CaO) tự do lớn Vì vậy trong clinker xi măng thì ôxít SiO2 cần phải khốngchế ở một tỉ lệ thích hợp (thường chiếm khoảng 2124% khối lượng clinker) Ngoài

ra, độ hoạt tính của SiO2 cũng ảnh hưởng đến quá trình công nghệ sản xuất ximăng Khi SiO2 có độ hoạt tính càng cao thì quá trình tạo khoáng khi nung càngnhanh và càng triệt để

- Nhôm ôxít (Al2O3): Nằm ở dạng khoáng C3A và C4AF trong clinker xi măng.Ôxít này được đưa vào chủ yếu từ đá sét, khi nung luyện ôxít nhôm tham gia vào quátrình tạo nên các khoáng nóng chảy canxi Aluminat với alumisufat canxi Khi hàmlượng Al2O3 càng nhiều thì khoáng C3A tạo thành càng lớn, khả năng xuất hiện phaloãng trong clinker càng sớm và càng nhiều, còn đối với xi măng nó có khả năng tạocho xi măng đông kết rắn chắc nhanh nhưng cường độ thấp và kém bền trong môitrường sunfat Trong clinker hàm lượng ôxít nhôm thấp chiếm khoảng (48)% Khihàm lượng Al2O3 thấp, trong xi măng có thể không tạo C3A mà chỉ tạo C4AF

- Sắt ôxít (Fe2O3): Có tác dụng làm giảm nhiệt độ thiêu kết của quá trình nungluyện và tham gia vào quá trình tạo khoáng tetracalcium Aluminôferit (C AF) Hàm

lượng ôxít này trong clinker xi măng càng lớn thì nhiệt độ nung được hạ thấp, khoáng

C4AF được tạo thành nhiều nên nâng cao được độ bền trong môi trường xâm thực Vìvậy trong quá trình nung luyện clinker 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 nung luyện, nếu quá nhiều phalỏng xuất hiện trong clinker sẽ lớn, gây nên hiện tượng bám dính lò đặc biệt trongcông nghệ xi măng lò đứng Thông thường tổng hàm lượng ôxít Fe2O3 chiếm khoảng(24)% khối lượng clinker

Ngoài các ôxít chính tham gia vào quá trình tạo khoáng còn có một hàm lượngnhỏ các ôxít khác cũng hoà tan trong đó nên ảnh hưởng lớn đến tính chất và chấtlượng của xi măng:

- 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 Thường trong sản xuấtclinker xi măng, lượng ôxít MgO được khống chế với hàm lượng nhỏ hơn 5%

- Titan ôxít (TiO2): Thành phần ôxít này gây ảnh hưởng tới xi măng tuỳ thuộcvào hàm lượng của nó trong clinker Nếu hàm lượng của nó từ (0,10,5)% thì sẽ làm tốtcho quá trình kết tinh các khoáng, ngược lại khi hàm lượng từ (24)% thì TiO2 sẽthay thế một phần SiO2 trong xi măng, nếu hàm lượng lớn hơn 4% thì làm giảm cường

- Ôxít kiềm kali và kiềm natri (K2O + Na2O): do đá sét đưa vào trong clinkervới hàm lượng khoảng 0,51% Khi hàm lượng các ôxít 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 tông thuỷ công

do các ôxít kiềm này có khả năng tác dụng với CaO, Al2O3 tạo nên các khoáng trương nởthể tích là Na2O.8CaO.3Al2O3(NC8A3), K2O.8CaO.3Al2O3 (KC8A3)

3 Đặc trưng của clinker xi măng poóc lăng:

Chất lượng của clinker xi măng được đánh giá qua thành phần hoá học và thànhphần khoáng Để đánh giá một cách tổng quát hơn thành phần của xi măng người tathường đánh giá chúng thông qua các hệ số đặc trưng

- Các hệ số đặc trưng của clinker xi măng là:

a Hệ số bazơ (kýhiệu m):

m =

3 2 3

Fe SiO

CaO



Thông thường hệ số bazơ vào khoảng m = 1,72,4

b Hệ số Silicat (ký hiệu n):

n =

3 2 3

Al

SiO



Đối với xi măng poóc lăng thường hệ số n = 1,73,5

Khi tăng n thì làm giảm khả năng nung của clinker, giảm hàm lượng phalỏng, giảm sự đông kết rắn chắc của xi măng

c Hệ số Alumin (p):

p =

3 2

3 2

%

%

O Fe

O Al

Thông thường hệ số p = 12,5

Khi p giảm thì nhiệt hydrat hóa thấp

d Hệ số bão hoà KH:

 

tudo tong

SiO SiO

SO O

Fe O

l CaO

CaO KH

2 2

3 3

2 3

2

8,2

7,035

,0A

Hệ số KH thích hợp thường dao động trong khoảng 0,850,95

KH càng cao thì clinker xi măng có C3S lớn, KH=1 thì khi CaO liên kết hoàn toàn với SiO2 chỉ tạo ra C3S

II Các phụ gia trong sản xuất xi măng:

Trong công nghệ sản xuất chất kết dính vô cơ người ta sử dụng nhiều loại phụgia nhằm mục đích:

+ Cải thiện các tính chất kỹ thuật của chất kết dính

+ Điều chỉnh mác chất kết dính, giảm giá thành xi măng (phụ gia đầy)

+ Nâng cao hiệu suất của thiết bị công nghệ (phụ gia công nghệ)

1 Phụ gia thạch cao:

Phụ gia thạch cao là phụ gia bắt buộc phải đưa vào khi nghiền cùng với clinker

xi măng Thạch cao có tác dụng điều chỉnh tốc độ đông kết và đóng rắn của xi măng.Thạch cao có thành phần khoáng chủ yếu là CaSO4.2H2O Yêu cầu kỹ thuật của thạch

cao dùng để sản xuất xi măng đưa ra theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD 168-1989

2 Phụ gia sử dụng trong xi măng có hai loại:

a) Phụ gia khoáng hoạt tính: là loại phụ gia làm tăng khả năng chịu lực và độ bềntrong môi trường nước cho sản phẩm Phụ gia hoạt tính gồm phụ gia có nguồn gốc tựnhiên: trêpen, điatômít và phụ gia có nguồn gốc nhân tạo bao gồm các phế thải côngnghiệp như xỉ bazơ (thải phẩm của nhà máy thép), tro xỉ axít

b) Phụ gia đầy: là loại phụ gia không có khả năng kết hợp với vôi ở nhiệt độthường, nhưng ở môi trường hơi nước bão hoà và có nhiệt độ áp suất cao chúng có khảnăng kết hợp với Ca(OH)2 theo các phản ứng silicát nâng cao khả năng chịu lực và rắnchắc cho sản phẩm Phụ gia đầy thường là cát thạch anh và đá vôi nghiền mịn, đábazan Trong xi măng loại phụ gia đầy không vượt quá 20% so với khối lượng ximăng – theo TCVN6260-2009

3 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 chấtkết dính Các chất loại này thường là các vật liệu chịu nhiệt, chịu axít, chịu kiềm cótrong tự nhiên hoặc nhân tạo

5 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 gây mầm tinh thể thúc đẩy quá trình kết tinh rắn chắc của chất kết dính

6 Phụ gia công nghệ:

Để nâng cao hiệu suất của thiết bị công nghệ trong quá trình sản xuất xi măng

có thể sử dụng các phụ gia công nghiệp nhằm nâng cao hiệu suất nghiền Clinker ximăng, phụ gia kéo dài thời gian bảo quản xi măng

III Các tính chất cơ bản của xi măng pooc lăng

1 Khối lượng riêng và khối lượng thể tích.

Khối lượng riêng (a) là tỷ số giữa khối lượng của xi măng với thể tích của ximăng, phụ thuộc vào thành phần khoáng clinker xi măng và thành phần phụ gia trong

nó Xi măng poóc lăng thông thường có khối lượng riêng từ 3,0  3,2 g/cm3 Khốilượng riêng của xi măng được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 4030 – 85

Khối lượng thể tích đổ đống (đ) là tỷ số giữa khối lượng của xi măng với thể tích

đổ đống của nó Khối lượng thể tích đống phụ thuộc vào thành phần khoáng, độ mịncủa xi măng và hàm lượng phụ gia trong xi măng, khả năng lèn chặt của xi măng Ximăng poóc lăng thường có khối lượng thể tích xốp từ (900  1100) kg/m3, ở trạng tháilèn chặt từ 1400 1600 kg/m3

2 Độ nghiền mịn của xi măng

Độ mịn của xi măng ảnh hưởng đến chất lượng xi măng Hạt xi măng càng mịn tốc độ thuỷ hoá càng nhanh đạt đến triệt để, do đó cường độ xi măng sẽ phát triển nhanh Để đánh giá độ mịn của hạt xi măng người ta dùng một đại lượng gọi là tỷ diện tích, đó là tổng diện tích bề mặt các hạt của một đơn vị trọng lượng

xi măng Theo tiêu chuẩn TCVN 6260 – 2009 và TCVN 2682 – 2009 độ mịn xi măng được xác định bằng hai phương pháp: phương pháp độ mịn theo sàng 0,09

mm và độ mịn theo bề mặt riêng (phương pháp Blaine).

3 Lượng nước yêu cầu và độ dẻo tiêu chuẩn của hồ xi măng.

Lượng nước yêu cầu (lượng nước tiêu chuẩn) là lượng nước cần thiết để hyđrat hoácác khoáng của clinker xi măng và đảm bảo cho hồ xi măng có độ lưu động cần thiếtkhi thi công Ứng với lượng nước tiêu chuẩn cho ta hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn.Lượng nước yêu cầu của xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng của clinker, độ mịncủa xi măng và loại phụ gia cho vào khi nghiền clinker xi măng Lượng nước tiêu chuẩncủa xi măng được xác định bằng dụng cụ kim Vica theo TCVN 4031-1985 Lượngnước tiêu chuẩn xi măng PC thường từ (21  29)%, và của xi măng PCB thường từ (24

 32)%

4 Thời gian đông kết của xi măng poóc lăng.

Quá trình một hỗn hợp xi măng với nước tương đối linh động dần dần đặc lại và cócường độ ban đầu nào đó gọi là quá trình đông kết Thời gian đông kết phụ thuộc vàothành phần khoáng của clinker, độ nghiền mịn của xi măng, phụ gia trong xi măng, điềukiện môi trường và lượng nước tiêu chuẩn khi đưa vào nhào trộn

Thời gian đông kết cũng được xác định bằng dụng cụ Vica theo TCVN 6017-1995.Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2682 – 2009 yêu cầu về thời gian đông kết của ximăng PC như sau:

- Thời gian bắt đầu đông kết không sớm hơn 45 phút

- Thời gian kết thúc đông kết không chậm hơn 375 phút

5 Cường độ của xi măng.

Là độ bền của đá xi măng khi chịu tác động của các lực cơ học mà không bị pháhoại Đây là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng xi măng, là chỉ tiêu để phânloại cho xi măng (mác xi măng) Do vậy người ta đã qui định mác của xi măng là cường

độ nén của những mẫu thí nghiệm với cấp phối X:C = 1:3 và đã được dưỡng hộ 28ngày trong môi trường có nhiệt độ 1850C và độ ẩm 90 100% Cường độ của ximăng được xác định theo TCVN 6016 – 1995

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 thể tíchtrong quá trình đông kết rắn chắc của xi măng có thể sẽ làm giảm cường độ của bê tôngkhi đóng rắn, gây các vết nứt, rạn hoặc phá hoại sản phẩm Nguyên nhân chính của sựthay đổi thể tích là do trong xi măng có chứa một lượng CaO và MgO tự do, các hạt này

ở dạng hạt già lửa nên tác dụng với nước rất chậm, sau khi xi măng đã đông kết rắnchắc, chúng mới tham gia phản ứng thuỷ hoá làm tăng thể tích, phá hoại cấu trúc sảnphẩm

Chỉ tiêu độ ổn định thể tích quy định đối với xi măng PC tại TCVN 2682 -2009

và PCB tại TCVN 6260 - 2009 là không lớn hơn 10mm khi thử theo phương phápkhuôn Le Chatelier

7 Lượng nhiệt sinh ra trong quá trình thuỷ hoá

Nhiệt thuỷ hoá của xi măng là nhiệt lượng sinh ra của một đơn vị khối lượng ximăng khi thuỷ hoá Nhiệt thuỷ hoá xác định tại những thời điểm nhất định Nhiệt thuỷhóa được xác định bằng nhiệt kế theo TCVN 6070 – 1995 Xi măng poóc lăng PC cólượng nhiệt thuỷ hoá sau 7 ngày là 80  90 cal/g và sau 28 ngày có thể lên đến 100 cal/g

Lượng nhiệt sinh ra khi thủy hóa các khoáng xi măng sẽ làm ảnh hưởng đến việcthi công bê tông, thúc 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 và phá hủy kết cấu công trình

8 Độ bền chống ăn mòn của đá xi măng.

Độ bền ăn mòn của đá xi măng là khả năng bền vững của đá xi măng trong môitrường xâm thực Đá xi măng trong các môi trường có tác nhân xâm thực bị ăn mòn theothời gian và trở nên kém bền, các tác đông ăn mòn chính gồm ăn mòn sun phát, ăn mònmuối, ăn mòn rửa trôi

CHƯƠNG 2 : ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY

I Các yêu cầu khi xây dựng nhà máy xi măng có công suất lớn.

Để lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy một cách hợp lý thì địa điểm chọn phảiđảm bảo các yêu cầu sau

-Yêu cầu về tổ chức sản xuất

Địa điểm phải gần các nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, điện, nước và gầnnơi tiêu thụ sản phẩm hoặc thuận tiện cho việc di chuyển xi măng đi nơi khác tiêu thụ

- Yêu cầu hạ tầng kỹ thuật

Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông quốc gia bao gồm đường bộ, đườngthuỷ, đường sắt Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống mạng lưới cấp điện và thông tinliên lạc

- Yêu cầu về quy hoạch

Phù hợp với quy hoạch vùng, lãnh thổ, quy hoạch cụm kinh tế công nghiệp, nhằmtạo điều kiện phát huy tối đa công suất nhà máy và khả năng hợp tác với các nhà máylân cận

- Yêu cầu về xây lắp và vận hành nhà máy

Thuận tiện trong việc cung cấp vật liệu, vật tư, xây dựng nhằm giảm chi phí vậnchuyển và giảm tối đa cước vận chuyển từ nơi xa đến

Thuận tiện trong việc cung cấp nhân công cho nhà máy trong quá trình xây dựngcũng như vận hành nhà máy sau này

- Yêu cầu về kỹ thuật xây dựng

Về địa hình có khu đất có kích thước hình dạng thuận lợi trong việc xây dựng trướcmắt cũng như mở rộng diện tích nhà máy sau này và thuận tiện cho việc bố trí dâychuyền công nghệ sản xuất Khu đất phải cao ráo, tránh ngập lụt về mùa mưa lũ, cómực nước ngầm thấp tạo điều kiện cho việc thoát nước khi có mưa, lũ Độ dốc tự nhiênthấp hạn chế việc san lấp mặt bằng Về địa chất địa điểm phải không được nằm trên cácvùng có mỏ khoáng sản hoặc địa chất không ổn định Cường độ khu đất xây dựng từ1,5  2 kg/cm2

Nhận xét: Để lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy hợp lý phải căn cứ vào các

yêu cầu trên Nhưng trong thực tế rất khó khăn cho việc lựa chọn địa điểm mà nó thoảmãn đủ các yêu cầu đó Sau khi xem xét những thuận lợi và khó khăn từng mặt trong đồ

án này nhà máy xi măng em dự định xây dựng tại xã Thanh Thủy-Huyện Thanh Tỉnh Hà Nam Địa điểm này thoả mãn được các điều kiện xây dựng một nhà máy sảnxuất xi măng Póoclăng hỗn hợp với năng suất 1,9 triệu tấn xi măng/năm

Liêm-II Giới thiệu về địa điểm xây dựng nhà máy xi măng.

1.Vị trí địa lý.

Nhà máy xi măng thiết kế được bố trí tại xã Thanh Thủy-Huyện Thanh Tỉnh Hà Nam

Liêm-2 Điều kiện tự nhiên.

a Đặc điểm khí hậu tỉnh Hà Nam

Hà Nam có điều kiện thời tiết, khí hậu mang đặc trưng của khí hậu nhiệt đới giómùa, nóng và ẩm ướt Đặc điểm khí hậu thời tiết được tổng hợp tại bảng 3:

Bảng 3 Số liệu quan trắc thời tiết khí hậu năm 2007

Tháng Nhiệt độ TB ( 0 C) Số giờ nắng (h) Lượng mưa (mm)

Độ ẩm (%)

Tốc độ gió (m/s)

(Nguồn: Trung Tâm dự báo khí tượng thuỷ văn tỉnh Hà Nam 2007)

Hướng gió thịnh hành là gió Đông Bắc về mùa Đông, gió Đông Nam về mùa hè,

số giờ nắng trong năm khoảng 1300 giờ, nhiệt độ trung bình năm 240C Chế độ mưathay đổi nhiều trong năm, mưa tập trung vào mùa hè bắt đầu từ tháng 5 kéo dài đếntháng 10, tổng lượng mưa trong năm là 1582mm Độ ẩm trung bình cũng như nhiều khuvực khác ở đồng bằng sông Hồng khoảng 72 - 92%

b Đặc điểm chế độ thủy văn tỉnh Hà Nam

Hà Nam có lượng mưa trung bình cho khối lượng tài nguyên nước rơi khoảng1,602 tỷ m3 Dòng chảy mặt từ sông Hồng, sông Đáy, sông Nhuệ hàng năm đưa vàolãnh thổ khoảng 14,050 tỷ m3 nước Chảy qua lãnh thổ Hà Nam là các sông lớn nhưsông Hồng, sông Đáy, sông Châu và các sông do con người đào đắp như sông Nhuệ,sông Sắt, Sông Châu Giang…

Sông Hồng là ranh giới phía đông của tỉnh với các tỉnh Hưng Yên và Thái

Bình Trên lãnh thổ tỉnh, sông có chiều dài 38,6 km Sông Hồng có vai trò tưới tiêuquan trọng và tạo nên những bãi bồi màu mỡ với diện tích gần 10.000 ha

Sông Đáy là một nhánh của sông Hồng bắt nguồn từ Phú Thọ chảy vào lãnh

thổ Hà Nam Sông Đáy còn là ranh giới giữa Hà Nam và Ninh Bình Trên lãnh thổ Hà

Nam sông Đáy có chiều dài 47,6 km Sông Nhuệ là sông đào dẫn nước sông Hồng từ

Thụy Phương, Từ Liêm, Hà Nội và đi vào Hà Nam với chiều dài 14,5 km, sau đó đổvào sông Đáy ở Phủ Lý

Sông Châu Giang khởi nguồn trong lãnh thổ Hà Nam Tại Tiên Phong (Duy

Tiên) sông chia thành hai nhánh, một nhánh làm ranh giới giữa huyện Lý Nhân và

Bình Lục và một nhánh làm ranh giới giữa huyện Duy Tiên và Bình Lục Sông Sắt là

Điều kiện khí hậu, thủy văn trên đây rất thuận lợi cho phát triển một nền nôngnghiệp sinh thái đa dạng, thích hợp với các loại vật nuôi cây trồng nhiệt đới, các loạicây vụ đông có giá trị hàng hóa cao và xuất khẩu như cà chua, dưa chuột Điều kiệnthời tiết khí hậu cũng thuận lợi cho phát triển các ngành công nghiệp, thương mại, dulịch, dịch vụ cũng như các hoạt động văn hóa xã hội và đời sống sinh hoạt của dân cư

3 Đặc điểm địa chất công trình.

Địa tầng trong khu vực bao gồm các lớp như sau :

Lớp 1 : Đất lấp

Lớp 2 : Sét Pha

Lớp 3 : Sét bột kết , phong hoá từ mạnh đến vừa

Lớp 4 : Sét bột kết , cát kết phong hoá yếu đến không phong hoá

Lớp 5 : Đá vôi

4 Về giao thông vận tải.

Với vị trí nằm cách thành phố Phủ Lý Tỉnh Hà Nam gần 40 km theo đườngbộ,cách đường quốc lộ 1A khoảng 5 km về phía đông,đây là một vị trí rất thuận lợi choviệc xây dựng một nhà máy sản xuất xi măng

* Đường thuỷ :

Nhà máy sẽ thiết kế nằm gần khu vực sông Đáy có hướng chảy về thành phốPhủ Lý và nối ra sông Châu Giang chảy về phía nam tỉnh Hà Nam rất thuận lợi cho việclưu thông và tiêu thụ sản phẩm

5 Về nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy.

+ Tập đá vôi dolomit hoá : hàm lượng CaCO3 = 87÷90% , MgCO3 ≤ 10%

+ Tập đá vôi dolomit (phi nguyên liệu ) : hàm lượng CaCO3 thấp ,MgCO3 ≥ 10%

b Đá sét

- Đá sét làm nguyên liệu sản xuất xi măng: mỏ sét ở huyện Thanh Liêm (9 mỏ)

có trữ lượng 330,31 triệu tấn.Trong đồ án thiết kế sử dụng loại đá sét được khai thác tại

chỗ mỏ sột Thanh Tõn ,Thanh Liờm ,Hà Nam cú thành phần và chất lượng đảm bảo chosản xuất xi măng.

c Cỏc loại nguyờn liệu bổ sung và phụ gia khỏc

- Quặng Sắt Thỏi Nguyờn

- Phụ gia để sản xuất xi măng là đỏ Bazan

6 Vai trũ địa điểm xõy dựng nhà mỏy:

Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy có 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 Việc lựa chọn dựa trên nguyên tắc:

- Gần nguồn cung ứng nguyên vật liệu chính.

- Xa khu vực dân c để tránh ô nhiễm.

- Giao thông đờng thuỷ, đờng sắt, đờng bộ 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 sản xuất xi măng tại địa bàn xó Thanh Thủy Huyện Thanh Liờm Tỉnh Hà Nam Địa điểm này có các u điểm sau :

a Diện tớch sử dụng

Xó Thanh Thủy cú nhiều quỹ đất để xây dựng các nhà máy công nghiệp, đặcbiệt là nhà máy sản xuất xi măng Mặt bằng xây dựng đợc lựa chọn theo sự quy hoạchcủa chính quyền địa phơng và kết quả khảo sát địa hình Tổng diện tích dùng để xâydựng nhà máy là 19ha

Mặt bằng xây dựng nhà máy có độ dốc nhỏ, hớng thoải ra sông nên rất thuận lợicho việc thoát nớc ra sông vào mùa ma, mặt khác nhà máy xi măng trên đất đồi ổn

định, ít có mạch nớc ngầm nên thuận tiện cho việc tạo móng xây dựng công trình trọngtải lớn

Khi nhà máy đi vào hoạt động sẽ thuộc quy hoạch phân vùng kinh tế khu

vực cụm khu công nghiệp xi măng tỉnh H Nam Với mạng là Nam Với mạng l ới giao thông đờng thuỷ, ờng bộ, đờng sắt cũng nh mạng thông tin liên lạc thuận lợi, khả năng đáp ứng vật liệuxây dựng, các điều kiện sinh hoạt xã hội cũng nh bệnh viện, trờng học và nhu cầu nhânlực đảm bảo

đ-b Tài nguyờn

Đối với sản xuất xi măng thì thành phần nguyên liệu chủ yếu là đá vôi và

đỏ sét, việc có các mỏ đá vôi và đỏ sét đợc phân bố đều về phía đông nam đối với

mỏ đá vôi cách nhà máy >2 Km về phía tây nam, đối với mỏ đỏ sét cách nhà máy

>1,5 Km thì việc khai thác nguồn nguyên liệu và vận chuyển về cho nhà máy hết sức thuận lợi Bên cạnh đó cũn có một số mỏ đá vôi và đá sét của t nhân cũng

đóng góp một phần nguyên liệu cho nhà máy trong quá trình sản suất, tạo điều kiện cho nhà máy có thể dự trữ nguồn nguyên liệu phục vụ cho công tác sản xuất lâu dài.

Kết luận: Như vậy thụng qua tất cả cỏc vấn đề đó xem xột và đưa ra thỡ ta thấy

địa điểm tại xó Thanh Thủy ,Thanh Liờm, Hà Nam đảm bảo điều kiện xõy dựng nhàmỏy cụng suất 1,9 triệu tấn xi măng/năm

CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ NHIÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG CỦA

1 Đá vôi.

Hàm lượng cấu tử đá cacbonat trong hỗn hợp nguyên liệu sản xuất xi măngpoóclăng thường từ (76-80)%, vì vậy tính chất lý học và hóa học của nó ảnh hưởngquyết định việc lựa chọn công nghệ sản xuất xi măng

Đá dùng để sản xuất xi măng poóclăng phải đảm bảo yêu cầu về hàm lượng cácôxít như sau:

Hàm lượng cacbonat (CaCO3),% không nhỏ hơn: 85

Hàm lượng magiê cacbonat (MgCO3),% không lớn hơn: 5

Đá vôi sử dụng cho sản xuất là đá lấy tại xã Thanh Thủy huyện Thanh Liêm tỉnh HàNam, như đưa ra ở bảng 4

*Bảng 4: Thành phần hóa học của mỏ đá vôi trên địa bàn xã Thanh Thủy -Thanh Liêm

Al2O3.2SiO2.2H2O Ngoài ra trong đá sét còn có lẫn các hợp chất khác như cát, tạp chấthữu cơ, Fe2O3 và các ôxít kiềm,

Đất sét sử dụng để sản xuất thuộc loại đất sét dễ chảy, thành phần hóa học daođộng lớn.Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6071 – 1995 hỗn hợp sét dùng làm sảnxuất xi măng poóc lăng phải có hàm lượng ôxít trong khoảng sau:

SiO = 55  70%; Fe O ≤ 1%

K2O + Na2O ≤3%; Al2O3 =5  24%

Sét không được lẫn vật sắt thép và các vật có hại

Trong đồ án này chúng em chọn nguồn nguyên liệu đá sét khai thác tại chỗ cóthành phần hoá học như ở bảng 5:

* Bảng 5: Thành phần hóa học của đất sét mỏ Thanh Tân, Thanh Liêm

Thành phần SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN

có thành phần hóa học đưa ra ở bảng 6

* Bảng 6: Thành phần hoá của quặng sắt Thái Nguyên:

Thành phần SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN

II Nhiên liệu:

Để sản xuất xi măng poóc lăng có thể sử dụng hầu hết các loại nhiên liệu ở cả badạng rắn, lỏng và khí Trong đó nhiên liệu khí và lỏng là tốt nhất vì chúng có nhiệt trịcao không có tro và dễ điều chỉnh chế độ nung

Khí thiên nhiên được sử dụng để nung luyện clinker xi măng poóc lăng có nhiệt trị8000-9000 kCal/kgCLK Nhiên liệu lỏng thường sử dụng là dầu ma dút có nhiệt trị8000-1100 kCal/kgCLK Hiện nay nước ta thường sử dụng nhiên liệu rắn là than, đâycũng là nhiên liệu để nung clanhke phổ biến trong sản xuất xi măng ở nước ta Đối với

lò quay thường sử dụng nhiên liệu rắn là than cám, nhiệt trị của than  5500kCal/kgCLK Than có chất lượng càng cao thì chất lượng clinker càng tốt

Chọn nhiên liệu là than cám 4a Hòn Gai có thành phần hoá của tro than như ởbảng 7:

*Bảng 7: Thành phần hóa của tro than:

Thành phần SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3

* Bảng 8: Thành phần của Than cám 4a Hòn gai:

W0 A0 S0 C0 H0 N0 O0

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU

I Nguyên vật liệu lựa chọn cho sản xuất:

- Đá vôi : mỏ đá vôi Thanh Thủy huyện Thanh Liêm

- Đá sét : Thanh Tân, Thanh Liêm

- Phụ gia :Quặng sắt Thái Nguyên

- Nhiên liệu : Than cám 4a – Hòn Gai

1 Thành phần hóa của các nguyên liệu

* Bảng 9: Thành phần hóa học của nguyên liệu

2.Thành phần hóa học của các nguyên liệu đã quy về 100%

- Nếu tổng thành phần < 100% và chênh lệch nhỏ ( 1-2%) thì đưa phần chênh lệch đóvào cột chất khác cho đủ 100%

+ Nếu chênh lệch >2% thì ta dùng hệ số chuyển đổi Ri Ta quy về 100% bằng cáchnhân trị số hàm lượng từng ôxít với hệ số chuyển đổi Ri

Trong đó: - Ri: hệ

số chuyển đổi

- i: hàm lượng ôxít thứ i

* Bảng 10: Thành phần nguyên liệu quy về 100%

Thành phần SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 MKN Tổng

3 Chuyển thành phần hóa của nguyên liệu chưa nung về nguyên liệu đã nung.

- Từ bảng số liệu của bảng thành phần hóa đã quy về 100% ta tính được thành phần hóahọc của nguyên liệu đã nung bằng cách nhân thành phần hóa thứ i với hệ số Ki

MKN

K i



 100 100

31 , 43 100

100 100

100 100

100 100

* Bảng 11: Thành phần phối liệu sau nung

Thành phần SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Tổng

II Tính hàm lượng tro lẫn.

-Hàm lượng tro lẫn trong clinker được tính:

+ Tính hàm lượng tro đọng lại trong clinker theo công thức:

- q : Hàm lượng tro lẫn trong clinker

- A: Hàm lượng tro than: A = 17,46%

- B: Mức độ hấp thụ tro của clinker (lò quay phương pháp khô: B = 90%)

- P: lượng than tiêu tốn để nung 1 kg clinker

= 6648,97 (Kcal/kg)

100 i

1





= 6552,55 (Kcal/kg)

Ta tính được lượng than tiêu tốn cho 1 kg clinker là:

13 , 0 55 , 6552

(Kg than/kg clinker) + Thay vào công thức tính hàm lượng tro ta có:

% 04 , 2 100

100

100 90 46 , 17 13 , 0

III Tính toán phối liệu.

Ta kí hiệu các ôxít của mỗi cấu tử như sau :

* Bảng 12: Ký hiệu các ô xit của các cấu tử trong phối liệu

Thành

phần hoá

CủaClinker

Của phốiliệu

Của đávôi (1)

Của đásét (2)

Của quặngsắt(3)

Của trothan

+ x là phần khối lượng của cấu tử đá vôi (1),

+ y là phần khối lượng của cấu tử đá sét (2)

+ z là phần khối lượng của cấu tử sắt quặng (3)

kết hợp với lượng tro than đọng lại là q tạo nên Clinker xi măng

C1 y C2 z C3 q C4

A =

100

.

A1 y A2 z A3 q A4

S =

100

.

S1 y S2 z S3 q S4

x   

F =

100

.

F1 y F2 z F3 q F4

C

.80,2

.35,0.65,



n = A F

S

x + y + z + q = 100+ Xác định các hệ số:

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 phương trình được xác định như sau:

9 7

6 4 , 22 84

, 158

2 7 , 10 42

,

0

16 , 405 19

,

7 3 26

,

21 0

92 ,68

z y

x

z y

x

z y

x

Giải hệ phương trình ta được: 







83 , 1

63 , 27

5 , 68

z y

Như vậy, trong clinker (phối liệu đã nung) sẽ có:

+ 68,5 % cấu tử đá vôi

+ 27,63 % cấu tử đá sét

+ 1,83 % cấu tử quặng sắt

+ kết hợp với 2,04 % tro than

* Ta lập bảng thành phần hoá của các cấu tử trong clinker bằng cách nhân các giá trị x,y,z với hàm lượng thành phần hóa của từng cấu tử sau nung:

* Bảng 13: Thành phần hoá của các cấu tử trong clinker

Thành phần SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Tổng

Tổng 21,76 6,23 3,65 67,03 1,31 0,02 100

- Quy các thành phần về phối liệu chưa nung (hàm lượng nguyên liệu trong phối liệu),

ta phải nhân với hệ số quy đổi Ki

100

31 , 43 100

100 100

100 100

100 100

, 152

100 56 , 120

X

% 58 , 19 38

, 152

100 84 , 29

% 3 , 1 38 , 152

100 98 , 1

Từ đó ta tính được thành phần hoá học của phối liệu bằng cách nhân các giá trị X0,Y0,Z0

với hàm lượng của từng cấu tử trong bảng thành phần hóa các nguyên liệu đã chuyển về100%

* Bảng 14: Thành phần hoá của phối liệu theo %

IV Kiểm tra các hệ số lựa chọn theo thành phần hoá của clinker đã tính toán

- Hàm lượng các khoáng trong Clinker:

85 , 16 89 , 0 35 , 60 S C 1,33 + S C

89 , 0

2 3

76 , 21

3 2 3 2

SiO

* Môđun Aluminát p (p =12,5):

71 , 1 64 , 0 11

, 11

32 , 10 15 , 1 64 , 0 15

, 1

A C p

V Tính tít phối liệu và hàm lượng pha lỏng.

VI Chi phí nguyên liệu cho 1 Kg clinker.

100 Kg clinker sau nung sẽ có (100 – q) Kg clinker

1 Kg clinker sau nung sẽ có 100 q100 Kg clinker

100 (Kg) nguyên liệu khô sẽ cho 100 – MKN (Kg) clinker

04 2 100 8 35 100

100 100

100 100

100

Kg MKN

PHẦN 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG

I Giới thiệu công nghệ sản xuất xi măng poóclăng

1 Công nghệ sản xuất xi măng Poóclăng

Đối với các nhà máy sản xuất xi măng việc lựa chọn dây chuyền sản xuất là hết sứcquan trọng, nó quyết định đến phương pháp sản xuất cũng như chất lượng sản phẩm.Việc lựa chọn dây chuyền sản xuất phải căn cứ vào tính chất của nguyên nhiên liệu, vàokhả năng kinh tế kỹ thuật của đất nước và công suất yêu cầu của nhà máy Nếu lựa chọnđược dây chuyền sản xuất hợp lý cho phép nâng cao chất lượng sản phẩm, hạ giá thànhsản phẩm, nâng cao hiệu quả kinh tế Hiện nay ta đang có 3 phương pháp sản xuất ximăng đó là phương pháp ướt, phương pháp khô và phương pháp liên hợp

+ Phương pháp khô sản xuất xi măng: Là phương pháp nghiền và trộn nguyên

liệu ở dạng khô, vì vậy nguyên liệu khó nghiền mịn, độ đồng nhất của phối liệu khôngcao bằng phương pháp ướt Nhưng tiêu tốn ít nhiên liệu, kích thước lò nung nhỏ, hệthống trao đổi nhiệt phức tạp, hệ thống làm sạch nguyên liệu cũng phức tạp, mức độ cơgiới hoá và tự động hoá cao hơn phương pháp ướt, hệ số sử dụng thiết bị theo thời gianthấp hơn

+ Phương pháp ướt sản xuất xi măng: Đã được sử dụng từ lâu đây là phương pháp

nghiền và trộn nguyên vật liệu trong nước Phương pháp này có ưu điểm dễ nghiền, độđồng nhất của phối liệu cao nhưng tiêu tốn nhiên liệu khi nung lớn, kích thước lò nungdài và diện tích xây dựng lớn

+ Phương pháp liên hợp: Là phương pháp trung gian, nó có thể dựa trên cơ sở

phương pháp ướt hay phương pháp khô Khi sử dụng phương pháp này thì bùn phốiliệu được khử nước trong thiết bị lọc chân không hay máy ép lọc đến độ ẩm (12

15)%, sau đó đưa vào tạo thành hạt trong thiết bị tạo hạt Nung hỗn hợp nguyên liệu sảnxuất theo phương pháp khô thì phải làm ẩm phối liệu đến độ ẩm (1215)% khi tạo hạt

Lò nung phương pháp liên hợp là lò đứng, lò quay có canxinat và phối liệu vào lò ởdạng hạt

2 Các công đoạn chính

a Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu

Đây là một công đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất xi măng poóclăng, nóquyết định chất lượng sản phẩm và quá trình công nghệ

Có nhiều phương pháp chuẩn bị nguyên vật liệu khác nhau như phương phápkhô, phương pháp ướt, phương pháp kết hợp giữa khô và ướt để chuẩn bị nguyên vật liệutùy thuộc vào tình hình thiết bị và dạng lò nung

Giai đoạn chuẩn bị nguyên vật liệu được chia ra làm các bước sau:

+ Gia công sơ bộ nguyên vật liệu, đá sét

+ Nghiền nhỏ hỗn hợp nguyên liệu trong máy nghiền nghiền liệu (máy nghiền bi,nghiền đứng…) và đưa qua hệ thống silô đồng nhất để kiểm nghiệm lại thành phần hoáhọc và thành phần hạt cho đạt yêu cầu trước khi đưa vào nung

Trong công đoạn chuẩn bị nguyên vật liệu độ nghiền mịn và đồng nhất là quantrọng Nguyên liệu càng nghiền nhỏ, phản ứng khi nung càng nhanh, đỡ tốn nhiên

năng phản ứng triệt để với CaO, làm giảm bớt lượng CaO tự do sau này trong xi măng

do đó chất lượng xi măng càng được nâng cao

b Giai đoạn nung

Để nung hỗn hợp nguyên liệu thành clinker xi măng người ta có thể sử dụng lòquay hoặc lò đứng Chất lượng của clinker không những phụ thuộc vào thành phần hóahọc của nguyện liệu mà còn phụ thuộc vào dạng lò nung, dạng nhiên liệu sử dụng, tìnhtrạng trang thiết bị

Nung là giai đoạn kế tiếp theo việc chuẩn bị nguyên liệu, gồm có các quá trìnhchính xảy ra: sấy và đốt nóng (làm bay hơi nước tự do), phân hủy các thành phần,phảnứng vật chất trạng thái rắn,thiêu kết và làm nguội Clanhke

Tốc độ nung clinker không những phụ thuộc vào thành phần hoá học mà cònphụ thuộc vào độ mịn và mức độ trộn đều của hỗn hợp nguyên liệu

c Giai đoạn nghiền xi măng

Đây là công đoạn nghiền clinker với thạch cao và phụ gia với tỷ lệ đã được xácđịnh để tạo ra xi măng yêu cầu.Công đoạn nghiền xi măng cũng rất quan trọng và nóảnh hưởng nhiều đến chất lượng cũng như độ hoạt tính của xi măng Xi măng càng mịnthì độ hoạt tính càng cao

Để điều chỉnh thời gian ninh kết của xi măng cho phù hợp với điều kiện thi côngkhi nghiền clinker, người ta thường pha trộn thêm (25)% thạch cao sống (CaSO4.2H2O)

Ngoài ra còn trộn thêm vào xi măng poóc lăng dưới 20% chất phụ gia hoạt tínhhoặc dưới 20% chất phụ gia trơ, hàm lượng phụ gia không quá 40% do với khối lượngclinker, vừa để cải thiện tính chất của xi măng poóc lăng, vừa để tăng sản lượng và hạgiá thành

II Lựa chọn công nghệ sản xuất

1 Sơ đồ công nghệ sản xuất của toàn nhà máy

Dây truyền công nghệ của nhà máy được chia thành ba phân xưởng chính gồm:

+ Phân xưởng chuẩn bị hỗn hợp phối liệu

+ Phân xưởng nung hỗn hợp phối liệu

+ Phân xưởng nghiền clinker và đóng bao xi măng

a. Sơ đồ dây chuyền công nghệ phân xưởng nguyên liệu.

Kho chứa Phễu tiếp liệu 1

Bunke chứa 1

lượng 2 Kho đồng nhất sơ bộ

Cầu xúc liệu

Cầu rải liệu

Phễu tiếp liệu 2

Băng tải xích 2

Kho đồng nhất sơ bộ

Bunke chứa 2 Cầu xúc liệu

Cân băng định lượng 2

Băng tải cao su 2

Cân băng định lượng 1

Băng tải cao su chung 1

b. Sơ đồ dây chuyền công nghệ phân xưởng lò nung.

Két cân

Gầu nâng 2

c Sơ đồ dây chuyền công nghệ phân xưởng nghiền và đóng bao.

Băng tải cao su 7

Phễu tiếp liệu 6

Băng tải cao su 8

Két chứa phụ gia Phễu tiếp liệu 5

Máy phân ly

Lọc bụi điện

Máng khí động 6 Cyclon lắng 3

B Máng khí động 4

Lọc bụi tay áo

B Gầu nâng 5

Cầu kiểm tra khối lượng

Cửa xả xi Máng khí động

Xe téc

Cầu kiểm tra khối lượng

2 Quá trình công nghệ sản xuất xi măng poóclăng lò quay phương pháp khô

Nhà máy sản xuất xi măng theo phương pháp khô được chia thành 3 công đoạnsản xuất riêng:

+ Công đoạn chuẩn bị nguyên vật liệu

+ Công đoạn nung luyện clinker

+ Công đoạn nghiền và đóng bao xi măng

Các dây chuyền này tuy riêng rẽ nhưng liên tục với nhau, sản phẩm của công đoạn phíatrước là nguyên liệu đầu vào của công đoạn sau

a Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu:

Đá vôi, đất sét, phụ gia được khai thác và vận chuyển tới khâu tiếp nhận nguyênliệu ban đầu vào nhà máy cho tới silô đồng nhất phối liệu

Bột phối liệu là sản phẩm cuối cùng của công đoạn chuẩn bị nguyên liệu đãđược đồng nhất và là đầu vào của công đoạn nung clinker Bột phối liệu phải đảm bảođồng nhất, có các hệ số chế tạo ( KH, n, p) theo tính toán, có độ mịn nhỏ hơn 10 % tínhtheo lượng còn lại trên sàng có kích thước mắt sàng 0,09 mm

Nhiên liệu cấp cho lò nung là bột than mịn cũng phải đảm bảo đồng nhất và có

độ mịn nhỏ hơn 5 % tính theo lượng còn lại trên sàng 0,09 mm

* Chuẩn bị nguyên liệu.

+ Quá trình công nghệ của dây chuyền chuẩn bị đá vôi: Đá vôi được đổ vào

phễu tiếp liệu của băng tải tấm để chuyển đến máy đập búa Đá vôi được vận chuyển vềnhà máy có kích thước 1500 mm Tại máy đập búa, đá vôi được đập nhỏ tới kíchthước 70 mm Sau khi ra khỏi máy đập búa, đá vôi được các băng tải cao su vậnchuyển đến máy rải liệu Máy rải liệu được đặt trong kho đồng nhất sơ bộ đá vôi cónhiệm vụ rải đá thành nhiều lớp (theo thiết kế đá vôi được rải theo kho dài)

Sau khi được đồng nhất sơ bộ, đá vôi được cầu dỡ liệu lấy ra khỏi kho, qua băngtải đổ vào bunke chứa Đá vôi được tháo ở phía dưới đáy bunke xuống băng tải cao su(có cân băng định lượng) rồi được đổ vào băng tải đến máy nghiền sấy liên hợp

+ Quá trình công nghệ của dây chuyền chuẩn bị đá sét: Đá sét được khai thác và

vận chuyển về nhà máy có kích thước  300 mm được đổ vào phễu tiếp liệu để chuyểntới máy đập búa Tại máy đập búa, đá sét được đập nhỏ tới kích thước  50 mm Saukhi ra khỏi máy đập búa, đá sét được băng tải cao su vận chuyển đến máy rải liệu Máyrải liệu được đặt trong kho đồng nhất sơ bộ đất sét có nhiệm vụ rải thành nhiều lớp dọctheo kho dài

+ Quá trình công nghệ chuẩn bị quặng sắt: quặng sắt đưa về nhà máy đã đạt yêu

cầu về chất lượng và kích thước nên không cần đập mà đưa thẳng vào kho đồng nhất sơ

bộ Tại kho đồng nhất sơ bộ quặng sắt được máy ủi, ủi đến phễu tiếp liệu xuống băngtải xích rồi đến băng tải cao su đưa lên bunke chứa Quặng sắt được tháo ở phía dướiđáy bunke xuống băng tải cao su (có cân băng định lượng) rồi được đổ vào băng tải đếnmáy nghiền sấy liên hợp

*Nghiền phối liệu và đồng nhất.

Sau khi nguyên liệu được định lượng theo tỷ lệ cấp phối nhất định và được đưaxuống băng tải chung Tỷ lệ phối liệu được điều khiển tự động thông qua việc điềuchỉnh năng suất của các cân băng căn cứ vào kết quả phân tích nhanh thành phần hóahọc của nguyên liệu đầu vào và bột phối liệu sau khi nghiền Băng tải chung đưa phốiliệu đến máy nghiền con lăn đứng, tại đây phối liệu được nghiền và sấy đồng thời

Hỗn hợp nguyên liệu ẩm và thô sau khi ra khỏi máy nghiền sấy đồng thời đượcsấy khô và nghiền thành bột mịn Sản phẩm ra khỏi máy nghiền là hỗn hợp bột phốiliệu gồm hạt thô và hạt mịn, được cuốn lên tháp phân ly nhờ áp lực của dòng khí sựchênh lệch áp suất giữa đầu ra của máy nghiền và đầu vào của tháp phân ly là do cácquạt hút áp lực cao Bột liệu được phân ly thành 2 loại:

+ Loại hạt thô có kích thước lớn hơn 90 m được tách ra khỏi dòng khí và nhờmáng khí động đưa xuống máy nghiền để nghiền lại

+ Loại hạt mịn có kích thước nhỏ hơn 90 m theo dòng khí đi ra các cyclon bênngoài của máy phân ly và được tách ra khỏi dòng khí, từ đó chúng được đưa xuốngmáng khí động, gầu nâng và máng khí động đổ vào si lô bột liệu

Khí nóng cung cấp cho máy nghiền sấy liên hợp được lấy từ hệ thống tháp traođổi nhiệt cyclon của lò nung có nhiệt độ (350-370) 0C nhờ quạt chịu nhiệt độ cao Trongtrường hợp khí nóng không đủ cấp cho máy nghiền sấy liên hợp( hoặc độ ẩm nguyênliệu cao hơn mức cho phép khoảng 10 %) thì buồng đốt phụ đốt bằng dầu sẽ được đưavào hoạt động để cấp thêm khí nóng cho máy nghiền sấy liên hợp

Khí nóng sau khi đi qua hệ thống sấy nghiền liên hợp và máy phân ly có mangtheo một lượng bụi cỡ hạt nhỏ hơn 10 được đưa đến tháp phun ẩm nhờ quạt chịu nhiệt

độ cao Tại tháp phun ẩm, nhiệt độ khí nóng giảm xuống dưới 1500C nhờ điều chỉnhlượng nước phun vào ở dạng sương mù, sau đó được đưa sang lọc bụi tĩnh điện để táchnốt lượng bụi còn lại Bụi tách ra được hệ thống vít tải chuyển đến gầu nâng để đưa lên

si lô phối liệu cùng với bột liệu mịn tách ra từ máy phân ly, còn khí thải sạch được quạthút khí thải đẩy ra ngoài ống khói

Đáy của silô đồng nhất bột phối liệu có lắp hệ thống dỡ liệu từ đó qua hệ thốngvít tải, gầu nâng để cấp cho hệ thống nạp liệu của lò nung

Trong quá trình sản xuất, bụi sinh ra được thu hồi nhờ các lọc bụi tay áo ở cáckhu vực tương ứng

b Công đoạn nung clinker.

Công đoạn này có nhiệm vụ là nung phối liệu dạng bột trong hệ thống lò quay cótháp trao đổi nhiệt xyclon và thiết bị tiền nung canxinater tới nhiệt độ kết khối (1450 –

14700C) để tạo thành các khoáng clinker theo yêu cầu

Bột liệu sau khi đã được đồng nhất đảm bảo thành phần hóa sẽ được tháo xả qua

hệ thống máng khí động vào hệ thống cân cấp liệu rồi xuống vít tải Từ vít tải bột liệuđược vận chuyển đổ xuống gầu nâng lên đỉnh tháp Bột liệu nhờ máng khí động đổ vàoống khí ra của cyclon tầng 2 để cùng khí nóng đi vào cyclon tầng 1

Tại xyclon tầng 1, quá trình trao đổi nhiệt giữa khí nóng và bột liệu được xảy ra(bột liệu sẽ tăng nhiệt độ còn khí nóng sẽ giảm nhiệt độ), bột liệu được lắng xuống và đitheo ống dẫn qua các van đối trọng xuống ống khí ra của cyclon tầng 3 để cùng khínóng đi vào cyclon tầng 2 Quá trình trao đổi nhiệt và lắng bụi cứ tiếp tục với sự traođổi nhiệt ngược dòng (trong toàn hệ thống bột liệu đi từ trên xuống, khí nóng từ lò vàcanxinater đi lên)

Khí thải sau khi ra khỏi cyclon tầng 1 nhờ quạt hút có nhiệt độ 350 – 3700C, mộtphần được sử dụng cho sấy nguyên liệu trong máy sấy nghiền liên hợp của công đoạnnghiền phối liệu, một phần đến tháp phun ẩm để điều chỉnh nhiệt độ xuống < 1500C vàcuối cùng đi qua lọc bụi tĩnh điện nhờ quạt đẩy ra ngoài khí quyển qua ống khói Bụi

thu hồi từ tháp phun ẩm và lọc bụi tĩnh điện được đưa về silô đồng nhất nhờ hệ thốngvít tải bụi

Bột liệu sau khi ra khỏi cyclon tầng 4 được chia làm 2 đường nhờ van 2 ngả: mộtđường đi vào ống đứng buồng khói đầu lò, một đi vào canxinater Sự phân chia nàynhằm mục đích điều chỉnh nhiệt độ tại canxinater và giảm khả năng dính kết của bộtliệu tại buồng khói Bột liệu từ ống đứng buồng khói và canxinater đến cyclon tầng 5qua ống cong với hành trình dài để tiếp tục trao đổi nhiệt với dòng khí nóng 9000C.Sau khi ra khỏi tầng 5 bột liệu chảy xuống lò quay, lúc này đã đạt mức độ phân hủycacbonat 90% Do lò có độ dốc (3,5%) và quay liên tục với tốc độ 2,5 – 3 vòng/phút,vật liệu được dịch chuyển từ đầu lò đến cuối lò

Cùng với quá trình trao nhiệt giữa dòng khí nóng với bột liệu trong tháp trao đổinhiệt, canxinater và lò quay, trong bột liệu xảy ra các quá trình hóa lý như sấy khô bộtliệu, phân hủy khoáng sét, phân hủy cácbonát, phản ứng pha rắn, phản ứng tạo khoáng

C3S trong pha lỏng dưới tác dụng nhiệt của vòi đốt trung tâm của lò quay tạo nênkhoáng clinker

Clinker sau khi ra khỏi lò quay được đưa vào thiết bị làm lạnh kiểu ghi đẩy quamáy đập búa xuống gầu xích vận chuyển lên silô clinker Bụi sinh ra khi đổ clinkerxuống silô được thu hồi nhờ lọc bụi tay áo

Khí thải nóng của hệ thống làm lạnh clinker được thu hồi cho quá trình cháy củavòi đốt trung tâm (gió 2) và các vòi đốt của thiết bị canxinater qua ống gió 3, phần cònlại sau khi qua lọc bụi tĩnh điện nhờ quạt hút khí thải đẩy ra ống khói có trích một phầnkhí nóng sử dụng cho máy nghiền sấy than ở công đoạn chuẩn bị bột than

* Công đoạn chuẩn bị bột than

Than cám được sấy và nghiền đến độ mịn và độ ẩm yêu cầu để cấp cho vòi đốtcủa lò quay và thiết bị canxinater

- Độ ẩm của bột than 0,5-1,5 %

- Độ mịn của bột than ≤ 5 % trên sàng 0,09 mm thông thường lò quay càngngắn thì than càng phải mịn

Than được đưa về nhà máy bằng sà lan hoặc ô tô, từ đó được đưa vào kho chứa

và đồng nhất sơ bộ bằng cách rải thành nhiều lớp theo kho dài

Từ kho than được chuyển tới két than thô nhờ hệ thống máy xúc, phễu cấp liệu

và băng tải cao su Từ két chứa than thô, than được cấp liệu băng tải cào cấp vào máynghiền sấy liên hợp theo năng suất yêu cầu Mặt khác khí nóng thu hồi từ việc làm lạnhclinker sau khi qua lọc bụi tĩnh điện được đưa vào máy sấy nghiền liên hợp

Từ máy sấy nghiền liên hợp các hạt than mịn có kích thước đạt yêu cầu được hútlên hệ thống cyclon lắng nhờ quạt hút khí thải Quá trình này không qua thiết bị phânloại hạt vì theo sự điều chỉnh của trung tâm điều hành sẽ thay đổi được lưu lượng củaquạt hút, nhờ đó thay đổi được vận tốc của dòng khí mang theo bột than mịn Sản phẩmbột than mịn được thu hồi xuống vít tải chuyển đến két than mịn

Khí thải sau khi qua cyclon lắng vào lọc bụi tĩnh điện, tại đây lượng bụi thanđược thu hồi xuống vít tải chuyển đến két than mịn

Việc cấp than mịn cho vòi đốt của lò quay và của canxinater được thực hiện nhờ

hệ thống hộp đệm, cân than mịn, quạt root và bơm than mịn