Bản vẽ autocad xi măng Pooclăng sản xuất theo phương pháp khô lò đứng

Nhà máy xi măng Pooclăng sản xuất theo phương pháp khô lò đứng công suất 80.000 tấn clankenămBÀI TOÁN PHỐI LIỆU Thành phần hoá của nguyên liệu cho trước Bảng thành phần hoá học của nguyên liệu đã nung quy về 100% Xác định lượng tro đọng lại trong Clinke Xác định hệ số bão hoà, môđun Silicat và môđun aluminat theo thành phần khoáng yêu cầu Tính cấp phối cho phối liệu Chuyển thành phần phối liệu đã nung sang chưa nung Tính tít phối liệu và hàm lượng pha lỏng Kiểm tra lại giá trị KH và n theo thành phần hoáTÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT Chế độ làm việc của nhà máy Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng lò nung Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng chuẩn bị phối liệu Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng xi măng Chọn giải pháp đồng đều phối liệuTÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO PHÂN XƯỞNG LÒ NUNG Chọn hệ thống xylô Chọn xylô chứa clinke Tính và chọn thiết bị cho gầu nâng, gầu tải, băng tải xích và băng tải vận chuyển Tính và chọn gầu nâng phối liệu đồng nhất lên bunke Tính chọn băng tải vận chuyển Tính chọn vít tải vận chuyển Chọn băng tải vận chuyển clinke vào xilô clinke Chọn băng tải xích vận chuyển clinke Chọn lò nung Clinke Chọn kết cấu vỏ lò Chọn máy vê viên Chọn máy kẹp hàm

Xi măng Pooclăng sản xuất theo phương pháp khô lò đứng công suất 80.000 tấn clanke/năm

1

10

CHƯƠNG I TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Cân bằng vật chất là tỷ số giữa nguyên liệu đưa vào trong sản xuất

và số lượng sản phẩm thu được trong quá trình sản xuất Qua số liệu cânbằng vật chất cho ta biết được số lượng nguyên liệu hay sản phẩm cầnthiết ở mỗi công đoạn Trên cơ sở đó lựa chọn thiết bị máy móc cho cảdây chuyền sản xuất, hoạch toán giá thành và làm cho dây chuyền côngnghệ cân đối, đồng bộ Phương pháp tính căn cứ vào sản lượng yêu cầu,tính lượng nguyên liệu theo từng khâu của quá trình sản xuất

I Chế độ làm việc của nhà máy.

1.) Đặc điểm sản xuất xi măng theo phương pháp lò đứng:

Quá trình sản xuất tối ưu nhất là phải thường xuyên, liên tục, đặcbiệt với công đoạn nung luyện và sấy thùng quay ( bởi vì mỗi khi dừnghoạt động thì khi hoạt động trở lại phải nhóm lại lò rất tốn kém và mấtthời gian ) Tuy nhiên lò cũng không thể hoạt động thường xuyên trongmột thời gian dài Bởi vì trong một thời gian làm việc các thiết bị máymóc bị hỏng hóc cần được sửa chữa và bảo dưỡng, đặc biệt ở đôn nungnung lớp gạch chịu lửa thường bị ăn mòn, với đôn xây bằng gạch Cr-Mgbình quân 3  5 tháng thì phải thay lớp gạch chịu lửa khác

Với dây chuyền sản xuát xi măng nhất thiết phải có hệ thống dựtrữ nguyên liệu ở khâu trung gian, cũng như ở các khâu mà phổ biến là

hệ thống xylô Như vậy giúp cho các phân xưởng làm việc độc lập vớinhau trong một khoảng thời gian nhất định Tuy nhiên để tận dụng tối đa

17

khả năng làm việc của máy móc thiết bị thì các máy móc nên chọn đúngcông suất và chế độ làm việc của chúng nên chọn đồng bộ

Để cho nhà máy xi măng lò đứng làm việc thuận lợi ta chia nhàmáy làm 3 phân xưởng:

- Phân xưởng xi măng

- Phân xưởng nung luyện

- Phân xưởng chuẩn bị phối liệu

2.) Lập chế độ làm việc của nhà máy:

a.) Lập chế độ làm việc cho phân xưởng nung luyện :

Ở phân xưởng này yêu cầu phải làm việc liên tục không nghỉ chủnhật và những ngày lễ trong năm, chỉ nghỉ 6 ngày tết nguyên đán và 49ngày sữa chữa, một ngày làm việc 3 ca và mỗi ca làm việc 8 tiếng

Vậy số ngày làm việc trong năm :

365 – ( 49 + 6 ) = 310 ngày

b.) Phân xưởng chuẩn bị phối liệu :

Số ngày trong năm: 365 ngày

Số ngày dừng sửa chữa: 45 ngày

Số ngày nghỉ các ngày lễ, tết: 10 ngày

Vậy số ngày làm việc là: 365 - ( 45 + 10 ) = 310 ngày

 Riêng với phân xưởng gia công đá và phân xưởng phụ gia xỷ lòcao làm việc 2 ca trong ngày, chỉ sấy thùng quay làm việc 3 ca,mỗi ca 8 tiếng

 Tổng số ngày làm việc trong năm : 310 ngày

c.)Phân xưởng xi măng:

 Công đoạn đóng bao:

- Số ngày trong năm: 365 ngày

- Số ngày chủ nhật: 51 ngày

- Các ngày lễ công nhân được nghỉ: 10 ngày

- Thời gian sửa chữa: 9 ngày

18

- Tổng thời gian công nhân được nghỉ: 70 ngày.

- Tổng thời gian công nhân làm việc trong năm: 295 ngày

- Ở công đoạn này công nhân làm việc một ngày 2 ca, mỗi

ca 8 tiếng

- Số ca làm việc trong năm là: 295x2 = 590 ca

- Số giờ làm việc là: 4720 giờ

 Công đoạn nghiền ủ:

- Ở công đoạn này công nhân không nghỉ chủ nhật, mỗingày làm việc 2 ca, mỗi ca 8 tiếng

- Trong năm sửa chữa, bảo dưỡng là: 55 ngày

Nghỉchủ nhật

Cácngày lễ

Ngàylàm việc

Nghỉchủ nhật

Cácngày lễ

Ngàylàm việc

Nghỉchủ nhật

Cácngày lễ

Ngàylàm việc

Ca/năm Giờ/năm

 Phân xưởng chuẩn bị phối liệu:

Sửachữa

làm việc

Ca/năm Giờ/năm

19

Phân xưởng sấy 45 10 310 930 740

II TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT.

1.) Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng lò nung:

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ :

Xylô phối liệu đồng nhất

Cấp liệu vít

Vít tải phối liệu đồng nhất

Gỗu nâng phối liệu đồng nhất

Bunke

Vít định lượng

Trộn hai trục làm ẩm

Máy vê viên

Băng tải cao su

Nứoc

Nứoc

20

Máy rải liệu

Theo yêu cầu thiết kế công suất nhà máy là 80000 T clinke/năm.Đây chính là lượng Clinke trong xylô clinke Q = 10800 ( T/n ) Gọi KI làlượng hao hụt ở khâu thứ i thì lượng vật liệu đưa vào trước khâu i là:

1 Khối lượng Clinke trước băng tải cào ( hao hụt ở băng tải cào là

5 Khối lượng viên phối liệu cho vào nung:

Trong đó: K5 : hao hụt trong lò nung

MKN = 41,6397%

6 Khối lượng phối liệu trước băng tải cao su ( hao hụt ở băng tảicao su là k6 = 0,05% ):

7 Khối lượng bột phối liệu ẩm đưa vào máy vê viên

Trong đó: k7 : Hao hụt ở máy vê viên, lấy k7 = 0,1%

w : Lượng ẩm đưa vào máy vê viên

Có: độ ẩm viên liệu = 13%; độ ẩm bột liệu đưa vào tai thiết

bị trộn 2 trục, bột liệu được làm ẩm tới 8,5%

w = 13 – 8,5 = 4,5%

8 Khối lượng bột phối liệu khô đưa vào máy trộn 2 trục làm ẩm:

Trong đó: k8 : hao hụt ở máy trộn 2 trục làm ẩm, k8 = 0,1%

w : lượng ẩm đưa cho vào máy; w = w1 – w2

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

w2 : độ ẩm phối liệu;

w2 = wđá.%đá + wđất.%đất + wthan.%than + wquặng.%quặng

wđá : độ ẩm của đá = 1%

wđất : độ ẩm của đất = 2%

wquặng : độ ẩm của quặng = 2,5%

wthan : độ ẩm của than = 1,5%

%đá, %đất, %than, %quặng: là % khối lượng của đá,đất, than, quặng trong phối liệu

23

w2 = 1.0,70597+ 2.0,14809 +2,5.0,2563 + 1,5.0,12031 = 1,24728%

9 Khối lượng bột phối liệu trước thiết bị định lượng trong bunke( hao hụt ở đây là k9 = 0,05% ):

10 Khối lượng bột phối liệu trước gầu nâng ( hao hụt ở gầu nâng

là k10 = 0,05% ):

11 Khối lượng bột phối liệu trước vít tải ( hao hụt k11 = 0,05% ):

12 Khối lượng bột phối liệu trong xylô đồng nhất ( hao hụt ở cấpliệu vít là k12 = 0,05%):

2.) Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng chuẩn bị phối liệu:

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ:

Xylô đá Cấp liệu rung

Cấp liệu rung

Cân băng định

lượng Cân băng địnhlượng Cân băng địnhlượng Cân băng địnhlượng

Băng tải cao su

Khối lượng phối liệu trong xylô đồng nhất Q = Q121 = 149990,8 (T/n)

1 Khối lượng bột phối liệu trước gầu tải ( hao hụt ở gầu tải là k1 =0,05% ) :

2 Khối lượng bột phối liệu trước vít tải (1) ( hao hụt ở vít tảI là k2

5 Khối lượng bột phối liệu đưa vào máy phân ly: do ở máy phân

ly chỉ được 80% bột liệu mịn và 20% bột liệu thô, hao hụt ở máy phân ly

là k5 = 0,3%

6 Khối lượng phối liệu sau gầu nâng (3) ( hao hụt ở gầu nâng (3)+ vít (3) = 0,05%)

Do phối liệu thô = 20/80 phối liệu mịn

7 Khối lượng phối liệu trước gầu nâng (4) ( hao hụt ở gầu nâng(4) là k7 = 0,05% ) :

8 Khối lượng phối liệu đưa vào máy nghiền bi ( hao hụt ở máynghiền bi là k8 = 0,3% ) :

27

Khối lượng phối liệu đưa vào máy nghiền bi do hỗn hợp nguyênliệu thô:

- Phối liệu thô do máy phân ly đưa sang là Q6 = 47154,5(T/n)

- Vậy khối lượng nguyên liệu đem đi nghiền là:

Q8T = Q8 – Q6 = 189185,5 – 47154,5 = 142031 (T/n)

9 Khối lượng hỗn hợp nguyên liệu trước băng tải cao su ( hao hụt

ở băng tải cao su là k9 = 0,05% ) :

Trong khối lượng của nguyên liệu gồm có: đá vôi + đất sét + quặng sắt +than

* Khối lượng đá vôi là:

Với: wDv : Độ ẩm của đá vôi = 1%

wn : Độ ẩm của phối liệu = 1,24728%

QDv : Khối lượng của đá vôi

* Khối lượng đất sét là:

* Khối lượng quặng là:

*Khối lượng than là:

Đối với mỗi loại nguyên liệu ta lại có các công đoạn gia công khácnhau Vậy ta cần lập cân bằng vật chất cho từng nguyên liệu

28

a.) Cân bằng vật chất cho tuyến đá vôi:

1 Khối lượng đá vôi trong xylô ( hao hụt ở cân bằng k1 = 0,05% )

2 Khối lượng đá trước băng tải ( hao hụt ở gầu tải + băng tải k2 =0,05% ) :

3 Khối lượng đá trước máy đập hàm ( hao hụt ở máy đập hàm k3 =0,3% ) :

4 Khối lượng đá vôi trước băng tải cao su ( hao hụt k4 = 0,05%)

5 Khối lượng đá vôi trước máy đập búa ( hao hụt k5 = 0,3%)

6 Khối lượng đá vôi trước băng tải xích( hao hụt k6 = 0,2%)

 Đây chính là lượng đá vôi trong kho đá vôi

b.) Tính cân bằng vật chất cho tuyến đất sét:

1 Khối lượng đất sét trong xylô đất ( hao hụt ở cân bằng k1 =0,05% )

2 Khối lượng đất sét trước gầu nâng ( hao hụt k2 = 0,05% )

29

3 Khối lượng đất sét trước băng tải chịu nhiệt (hao hụt k3 =0,05%)

4 Khối lượng đất sét ẩm trước sấy thùng quay ( k4 : hao hụt ở sấythùng quay = 1,2%, w : lượng ẩm bay hơi khi sấy

5 Khối lượng đất sét trước băng tải cao su ( hao hụt ở băng tải cao

su là k5 = 0,05%)

6 Khối lượng đất sét trước máy đập búa ( hao hụt k6 = 0,2%)

 Đây chính là khối lượng đất sét trong kho

c.) Tính cân bằng vật chất cho tuyến than:

1 Khối lượng than trong xylô than ( hao hụt ở định lượng băng tải

là k1 = 0,05% ) :

2 Lượng than trước gầu nâng ( hao hụt ở gầu nâng k2 = 0,05% )

3.Khối lượng than trước băng tải chịu nhiệt ( hao hụt băng tảI chịunhiệt k3 = 0,05% ) :

4 Khối lượng than ẩm đem đi sấy ( hao hụt tai máy sấy k4 = 1,2%,w: lượng ẩm bay hơi do sấy w = 7 – 1,5 = 5,5%) :

30

5.Khối lượng than ở trước băng tải cao su ( hao hụt ở băng tải cao

su k5 = 0,05% ) :

 Đây chính là lượng than trong kho than

d.) Tính cân bằng vật chất cho tuyến quặng sắt:

1 Khối lượng quặng sắt trong bunke ( hao hụt k1 = 0,05% ) :

2 Khối lượng quặng trước gầu nâng quặng ( hao hụt ở gầu nâng là

k2 = 0,05% ) :

3 Khối lượng quặng trước khi đem đập hàm ( hao hụt ở đập hàm

là k3 = 0,3% ) :

3.) Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng xi măng:

*Sơ đồ dây chuyền công nghệ:

Kho xỷ lò cao Xylô clinke Kho thạch cao

Cân băng định lượng định lượngCân băng Cân băng định lượng

1 Khối lượng Clike sau thiết bị định lượng ( định lượng hao hụt k1

= 0,05% ) :

Như ta đã biết khối lượng thạch cao trong xi măng từ 3%  5%, tachọn 3,5% Khối lượng phụ gia hoạt tính ( xỷ lò cao ) < 10%, ta chọn5% Với hàm lượng thạch cao và xỷ lò cao đã chọn như trên thì:

Khối lượng thạch cao sau định lượng thạch cao là:

Khối lượng xỷ lò cao sau định lượng là

Vậy tổng khối lượng đưa vào băng tải cao su là:

Q1T = 79960,02 + 2798,6 + 3998 = 86756,62 (T/n)

2 Khối lượng hỗn hợp sau băng tải ( hao hụt k2 = 0,05% ) :

Như ta đã biết máy nghiền bi chỉ nghiền được  80% theo tiêuchuẩn , còn  20% được máy phân ly loại ra cho quay ngược trở lại máynghiền Vậy khối lượng hỗn hợp đưa vào máy nghiền là:

Sau khi đóng bao có thể coi là không có hao hụt nữa.

a.) Cân bằng vật chất cho thạnh cao:

Khối lượng thạch cao sau định lượng thạch cao là QTC = 2798,6(T/n)

1 Khối lượng thạch cao trong bunke ( hao hụt ở định lượng k1 =0,05% ) :

2 Khối lượng thạch cao sau đập hàm ( hao hụt ở đập hàm là k2 =0,05% ) :

3.Khối lượng thạch cao trước máy đập hàm ( hao hụt ở máy đậphàm là k3 = 0,3% ) :

 Đây chính là lượng thạch cao trong kho thạch cao

b.) Cân bằng vật chất cho tuyến xỷ lò cao:

1 Khối lượng xỷ lò cao trong bunke xỷ lò cao ( hao hụt ở địnhlượng xỷ là k1 = 0,05% ) :

2 Khối lượng xỷ lò cao trước gầu tải ( hao hụt ở gầu tải là k2 =0,05% ) :

 Đây chính là lượng xỷ trong kho

III Chọn giải pháp đồng đều phối liệu:

35

a.) Mục đích , ý nghĩa của việc làm đồng đều phối liệu:

- Như ta đã biết phối liệu để sản xuất ximăng bao gồm có cácnguyên liệu : đất sét + đá vôi + xỷ pirit , ngoài ra để nung luyện Clinkethì nhiên liệu là than cũng được nghiền cùng với nguyên liệu trong máynghiền bi Thành phần các cấu tử chèn đã được tính toán với một tỷ lệhợp lýđể khi nung luyện Clinke, thu được các khoáng chất C3S, C2S,

C3A, C4AF theo yêu cầu chất lượng của ximắng sau này Nếu như cáccấu tử trên không được trộn đồng đều, thì khi nung luyện Clinke cácphản ứng giữa các pha rắn xảy ra không hoàn toàn Nguyên nhân dophối hợp liệu không đều nên trong phối liệu có chỗ nhiều cấu tử này mà

ít cấu tử khác dẫn đến hỗn hợp phối liệu có thành phần hoá mà ta đã tínhtoán sẽ không cho ta được các thành phần khoáng với hàm lượng tamong muốn

- Mặt khác than cũng được nghiền cùng trong phối liệu , nên khiphối liệu không đều dẫn đến hàm lượng trong than phối liệu không đềukhông đều, đây là một nguyên nhân quan trọng làm cho mức nhiệt trong

lò nung không đều , chỗ quá chín, chỗ không đủ nhiệt làm cho Clinkekhông chín đều, trở thành phế phẩm sau này

- Tóm lại : Hỗn hợp càng được làm đồng nhất thì quá trình nungluyện Clinke càng được tiến hành thuận lợi phẩm chất Clinke càng tốt

và lượng phế phẩm giảm đi rõ rệt

b) Chọn giải pháp làm đồng đều phối liệu

- Hiện nay trong công nghệ sản xuất ximăng, người ta đã áp dụngnhiều biện pháp khác nhau để làm đồng đều phối liệu Tuỳ thuộc vàođiều kiện kinh tế và quy mô sản xuất mà ta sử dụng phương pháp nàocho hợp lý Nhìn chung các phương pháp này là dùng cơ học hay vật lý

để đảo lộn bột phối liệu

Trong đề tài này là phương pháp sản xuất ximăng lò đứng, quy môsản xuất nhỏ , điều kiện trang bị hạn chế cho nên quá trình đảo lộn phối

36

liệu được thực hiện trong máy nghiền bi khi nghiền phối liệu Ngoài rathì bột phối liệu được đảo, chộn, vận chuyển qua lại nhiều lần qua hệthống vít tải ở dưới xilô, giúp cho phối vào xì lộ phối liệu đồng nhất.

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO PHÂN XƯỞNG LÒ NUNG

Xylô

phối

liệu

Xylô phối liệu

Xylô phối liệu

Xylô phối liệu đồng nhất

37

1.) Tính, chọn xylô bột liệu đồng nhất:

Xylô bột liệu là khâu trung gian giữa các phân xưởng chuẩ bị vàphân xưởng nung luyện Ngoài ra xylô bột liệu còn là kho dự trữ bột liệu

để kiểm tra thành phần phối liệu

Ta chọn số xylô phối liệu là 3 cái như nhau và có các thông số cơbản là: a1 = 6m, a2 = 0,3m, h2 = 3m

Vậy thể tích của 1 xylô là:

Vậy thể tích của cả 3 xylô là:

V = 3.Vxl = 3.(29,7+28,3h1) = 89,1 + 84,6h1

Chọn các xylô phối liệu đồng nhất cho 6 ca sản xuất tương đươngvới 3 ngày làm việc theo bảng cân bằng vật chất năng suất toàn nhà máycảu xylô là 242,04 T/ca

Khối lượng của bột phối liệu  = 1,4 T/m3

Vậy năng suất của xylô bột phối liệu là: 242,04/1,4 = 172,9 m3/caVậy thể tích của phối liệu trong 6 ca sản xuất là:

VPl = 6.172,90 = 1037,40 ( m3 )

Thể tích của phối liệu trong 3 xylô là:

VPl = V.k

38

Trong đó: k: hệ số chứa của xylô, k = 0,9

VPl = ( 89,1 + 84,6.h1 ).0,9 = 80,19 + 76,14.h1

Vậy chiều cao của thân xylô là:

Chọn chiều cao thân xylô phối liệu đồng nhất là h1 = 13m

Vậy thể tích của một xylô là V = 397,60 ( m3 ) còn của 3 xylô bộtphối liệu là VPl = 3.V = 1192,80 ( m3 )

2.) Chọn xylô chứa clinke.

Xylô clinke là khâu trung gian giữa các phân xưởng nung luyện vàphân xưởng Clinke, xylô có tác dụng để ủ clinke sau khi ra lò và dự trữclinke phân xưởng nghiền xi măng đảm bảo cho máy nghiền sàng làmviệc liên tục Ở trong xylô, clinke có thời gian để ổn định thành phầnkhoáng

Do yêu cầu cần phải ủ cảu clinke từ 7  10 ngày, nên ta chọnclinke ủ 7 ngày trong xylô.

Ta chọn 3 xylô giống nhau để ủ clinke và thay nhau tháo clike đem

đi nghiền xi măng

Vậy thể tích của cả 3 xylô là:

V = 3.Vxl = 3.(29,7+28,3h1) = 89,1 + 84,6h1

Theo bảng cân bằng vật chất năng suất toàn nhà máy, năng suấtnạp vào xylô clinke là 258,06 (T/ngày) do khối lượng thể tích của clinke

là  = 1,8 T/m3  năng suất quy về thể tích là:

Thể tích clinke chứa trong xylô trong 7 ngày là:

Vậy chiều cao của thân xylô là:

Chọn chiều cao thân xylô clinke là h1 = 13m

Vậy thể tích của 1 xylô chứa clinke là: 397,60 (m3)

Thể tích của 3 xylô là:

V = 397,6.3 = 1192,8 (m3)

Như vậy vượt so với yêu cầu là 15%

II Tính và chọn thiết bị cho gầu nâng, gầu tải, băng tải xích và băng tải vận chuyển.

40

1.) Tính và chọn gầu nâng phối liệu đồng nhất lên bunke:

Do chọn máy cho phân xưởng nung luyện, nên ta chọn gầu nâng

có năng suất bé nhất là 20,15 (T/h)

a.) Ta chọn gầu nâng như sau:

- Kích thước bên trong của gầu như hình vẽ

D = 4000

H = 150

- Công suất động cơ: 7,5 kW

- Năng suất của gầu: 20 T/h

- Vận tốc nâng gầu: 1,1 m/s

- Bước gầu: t = 0,45m

- Bước gầu: t = 0,45m

b.) Kiểm tra năng suất của gầu:

Năng suất của gầu xác định theo công thức: