tài liệu về công đoạn nghiền nhà máy Xi Măng Bỉm Sơn

 Xưởng tạo nguyên liệu: Thiết bị chính là máy đập, máy nghiền và các thiết bị phụ trợ khác làm nhiệm vụ nghiền đá vôi, đất sét để tạo ra hỗn hợp nguyên liệu sản xuất Clanker.. Quá trình

Nhóm thực hiện:

TRÌNH

TÌM HIỂU VỀ QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH NHÀ

MÁY XI MĂNG BỈM SƠN

M c ục L c ục

I Tổng quan về đề tài 2

1 Quá trình phát triển của ngành xi măng Việt Nam 2

2 Nhà máy xi măng Bỉm Sơn. 3

3 Giới thiệu về đề tài tìm hiểu 3

II Qui trình sản xuất xi măng tại nhà máy Bỉm Sơn 3

1 Mặt bằng tổng thể dây chuyền sản xuất 3

2 Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất xi măng 4

III Công đoạn nghiền 8

1 Yêu cầu kĩ thuật. 8

2 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của máy nghiền 10

3 Chi tiết quá trình. 11

4 Một số loại máy nghiền được sử dụng 14

IV Kết luận 15

Reference 15

I Tổng quan về đề tài

1 Quá trình phát triển của ngành xi măng Việt Nam

Xi măng là một trong những ngành công nghiệp hình thành sớm nhất và cũng có vị trí hết sức quan trọng trong ngành công nước ta hiện nay Lịch sử hình thành xi măng nước ta được chia thành 4 giai đoạn phát triển: [1]

 Giai đoạn 1899 - 1975: Giai đoạn sơ khai, quy mô sản xuất hạn chế.

 Giai đoạn 1975 – 2000: Khôi phục sản xuất sau chiến tranh & lần đầu xây dựng khung pháp lý ngành.

 Giai đoạn 2000 - 2010: Nhu cầu tiêu thụ và công suất toàn ngành xi măng tăng trưởng nóng.

 Giai đoạn 2010 – nay: Chính phủ siết chặt phát triển các nhà máy xi măng giúp ổn định tình hình cung cầu trong nước.

Vị thế trong ngành xi măng thế giới: Năm 2019, ngành xi măng Việt Nam có sản lượng sản

xuất đạt 99 triệu tấn, đứng thứ 3 thế giới và tiêu thụ xi măng đạt 98 triệu tấn, đứng thứ 4 thế giới Kể từ năm 2018, Việt Nam dẫn đầu thế giới về sản lượng xuất khẩu với hơn 30 triệu tấn

xi măng xuất khẩu hàng năm (chiếm ~11% thị phần xuất khẩu thế giới), chủ yếu xuất khẩu sang các thị trường Trung Quốc và Đông Nam Á Với vị thế hiện tại, ngành xi măng Việt Nam được coi là có quy mô và sức ảnh hưởng đáng kể tới các thị trường xi măng trong khu vực [1]

Vị thế trong nền kinh tế Việt Nam: Ngành xi măng năm 2019 có tổng doanh thu đạt 119

nghìn tỷ đồng, đóng góp 1,9% vào tổng GDP cả nước và 5,5% GDP khối công nghiệp và xây dựng Trong đó, nhiều doanh nghiệp sở hữu quy mô lớn trong khu vực Đông Nam Á, nổi bật

là Tổng công ty Xi măng Việt Nam (VICEM) đang là doanh nghiệp có quy mô sản xuất lớn nhất tại Việt Nam và lớn thứ hai tại Đông Nam Á, bao gồm 10 công ty con trực thuộc nắm giữ tổng cộng 16 dây chuyền sản xuất ở cả 3 miền Việt Nam với năng lực sản xuất đạt 30 triệu tấn/năm [1]

Một số nhà máy xi măng tiêu biểu: Xi măng Bỉm Sơn, Xi măng VICEM Hà Tiên, Xi măng

VICEM Bút Sơn, Xi măng Nghi Sơn,…

2 Nhà máy xi măng Bỉm Sơn.

Được thành lập vào ngày 4/3/1980 tại phường Ba Đình, thị xã Bỉm Sơn tình Thanh Hóa Từ một nhà máy với 2 dây chuyền công nghệ sản xuất theo phương pháp ướt với công suất 1,2 triệu tấn 1 năm do liên xô xây dựng, đến nay Công ty đã có 2 dây chuyền sản xuất tiên tiến, thiết bị hiện đại (Công nghệ Nhật Bản), công suất 4,5 triệu tấn sản phẩm/năm; 01 trạm nghiền xi măng, công suất 250.000 tấn xi măng/năm, đặt tại Quảng Trị và mua Cổ phần chi phối Công ty Cổ phần Xi măng Miền Trung tại Quảng Ngãi, công suất 500.000 tấn/năm [2]

Xi măng Bỉm Sơn đã xây dựng Thủy điện Hòa Bình, cầu Thăng Long, Bảo tàng Hồ Chí Minh và nhiều công trình trọng điểm Quốc gia, xây dựng các công trình công nghiệp và dân dụng khắp đất nước

3 Giới thiệu về đề tài tìm hiểu

Trong giới hạn nội dung của báo cáo này, chúng em tìm hiểu về qui trình sản xuất xi măng tại nhà máy xi măng Bỉm Sơn cũng như sơ đồ cấu trúc thiết bị nghiền xi măng của nhà máy

II Qui trình sản xuất xi măng tại nhà máy Bỉm Sơn

1 Mặt bằng tổng thể dây chuyền sản xuất

Ảnh 1: Tổng quan nhà máy xi măng Bỉm Sơn – nguồn : Internet

Nhà máy xi măng Bỉm Sơn gồm 6 phân xưởng sản xuất chính, 5 phân xưởng sản xuất phụ Các phân xưởng sản xuất chính bao gồm : [2]

 Xưởng mỏ nguyên liệu: Với dụng cụ máy móc thiết bị phục vụ cho việc khai thác đá vôi và đất sét tại các mỏ nằm cách nhà máy khoảng 3km

 Xưởng ô tô vật tư: Bao gồm các ô tô vận tải trọng lượng lớn để vận chuyển đá vôi và đất sét về công ty

 Xưởng tạo nguyên liệu: Thiết bị chính là máy đập, máy nghiền và các thiết bị phụ trợ khác làm nhiệm vụ nghiền đá vôi, đất sét để tạo ra hỗn hợp nguyên liệu sản xuất Clanker

 Xưởng lò nung: Có thể nói đây là phân xưởng quan trọng nhất của công ty Tại đây xảy ra quá trình nung hỗn hợp nguyên liệu để tạo ra clanker Hoạt động của lò nung

có ảnh hưởng trực tiếp rất quan trọng trong quá trình sản xuất của công ty Với 2 loại

xi măng đang sản xuất của công ty thì cũng có 2 loại lò nung phù hợp

 Xưởng nghiền xi măng: Thiết bị chính là máy nghiền chuyên dùng và các thiết bị phụ trợ khác có nhiệm vụ nghiền hỗn hợp clanker, thạch cao và các chất phụ gia thành xi măng

 Xưởng đóng bao: Dùng máy đóng bao có nhiệm vụ đưa xi măng bột vào đóng bao thành phẩm

Các phân xưởng sản xuất phụ bao gồm:

 Phân xưởng điện tự động: Phân xưởng điện có chức năng đảm bảo cung cấp điện năng liên tục cho quá trình sản xuất

 Phân xưởng cấp thoát nước: Có nhiệm vụ cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt cho công nhân viên đồng thời cũng cung cấp nước cho một bộ phận dân cư lân cận Ngoài ra còn có một số phân xưởng: sửa chữa thiết bị, sửa chữa công trình, xưởng cơ khí Các phân xưởng đều mang tính chất phục vụ cho phân xưởng chính

2 Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất xi măng

Dây chuyền sản xuất xi măng tại nhà máy Bỉm Sơn được tóm gọn trong sơ đồ khối dưới đây:

Ảnh 2: Sơ đồ khối cấu trúc dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng tại Bỉm Sơn

Sơ đồ công nghệ về qui trình sản xuất:

Ảnh 3: Qui trình công nghệ sản xuất xi măng tại Bỉm Sơn - nguồn Internet

Giải thích về qui trình công nghệ:

Quá trình sản xuất xi măng được mô tả qua 3 giai đoạn cụ thể như sau:

a) Quá trình chuẩn bị nguyên nhiên liệu:

Đưa nhiên liệu đá vôi đổ vào máy đập búa (1) để nhiên liệu kích thước nhỏ hơn sau đó đưa vào máy rải liệu (2) để rải liệu chất thành đống trong kho (đồng nhất sơ bộ) Tương tự với đất sét và phụ gia (3) sau khi qua máy đập búa (1) thì đưa vào máy rải liệu (2) Than đá thô sau khi qua máy đập búa (1) sẽ cho qua máy rải liệu (4) và chất vào kho

Tại kho chứa, mỗi loại sẽ được máy cào liệu (5) và (6) cào từng lớp (đồng nhất lần hai) đưa lên băng chuyền để nạp vào từng Bin chứa liệu (7) theo từng loại đá vôi, đất sét, quặng sắt Than Đá thô từ kho chứa sẽ được đưa vào máy nghiền đứng (20) để nghiền, với những kích thước hạt đạt yêu cầu sẽ được đưa vào Bin chứa (21) còn những hạt chưa đạt sẽ hồi về máy nghiền nghiền lại đảm bảo hạt than nhiên liệu cháy hoàn toàn khi cấp cho lò nung và tháp trao đổi nhiệt

b) Quá trình sản xuất Clinker thành phẩm:

Từ các Bin chứa liệu (7), từng loại nguyên liệu được rút ra và chạy qua hệ thống cân định lượng theo đúng tỷ lệ cấp phối đưa ra từ nhân viên vận hành điều khiển (tỷ lệ phối liệu được quyết định từ phòng thí nghiệm) Tất cả nguyên liệu đó sẽ được gom vào một băng tải chung

và đưa vào máy nghiền đứng (8) để nghiền về kích thước yêu cầu, tại đây nguyên liệu đã được đồng nhất một lần nữa Bột liệu sau khi nghiền được chuyển lên Silo đồng nhất (9) chuẩn bị để cấp cho lò nung, dưới Silo đồng nhất có hệ thống sục khí nén liên tục vào Silo để tiếp tục đồng nhất lần nữa

Để có một sản phẩm Clinker ổn định chúng ta thấy nguyên liệu phải qua ít nhất 4 lần đồng nhất :

 Tháp trao đổi nhiệt (11) là một hệ thống gồm từ 3-5 tầng, mỗi tầng có 1 hoặc 2 Cyclone có cấu tạo để tăng thời gian trao đổi nhiệt của bột liệu Bột liệu được cấp từ trên đỉnh tháp và đi xuống, nhiệt nóng từ than được đốt cháy từ Calciner và lò nung đi lên sẽ tạo điều kiện cho phản ứng tạo khoáng bên trong bột liệu Mặc dù bột liệu đi

xuống và khí nóng đi lên nhưng thực chất quá trình này là trao đổi nhiệt cùng chiều

do cấu tạo đặc biệt của các Cyclon trao đổi nhiệt

 Lò nung (12) có dạng hình trụ tròn đường kính từ 3 - 5 mét và dài từ 30 - 80 mét tùy vào công suất của lò Vỏ lò nung được làm băng thép chịu nhiệt, bên trong có lót một lớp vật liệu chịu lửa Góc nghiêng của lò từ 3% - 5% để tạo độ nghiêng cho dòng nguyên liệu chảy bên trong Tại đầu ra của Clinker sẽ có một dàn quạt thổi gió tươi làm nguội nhanh Clinker

 Than mịn được rút từ Bin chứa trung gian (21) cấp cho các vòi đốt ở tháp trao đổi nhiệt và lò nung để được đốt cháy nung nóng bột liệu

 Phối liệu được rút ra từ Silo chứa (9), qua cân định lượng và được đưa lên đỉnh tháp trao đổi nhiệt bằng thiết bị chuyên dùng Từ trên đỉnh tháp (11), liệu từ từ đi xuống qua các tầng Cyclone kết hợp với khí nóng từ lò nung đi lên được gia nhiệt dần lên khoảng 800-9000C trước khi đi vào lò nung (12) Trong lò, ở nhiệt độ 14500C các oxit CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 có trong nguyên liệu kết hợp với nhau tạo thành một

số khoáng chính quyết định chất lượng của Clinker như: C3S, C2S, C3A và C4AF Viên Clinker ra khỏi lò sẽ rơi xuống dàn làm lạnh (13), hệ thống quạt cao áp đặt bên dưới sẽ thổi gió tươi vào làm nguội nhanh viên Clinker về nhiệt độ khoảng 50 ÷ 900C, sau đó Clinker sẽ được chuyển lên Silo chứa Clinker

c) Quá trình sản xuất xi măng và đóng bao thành phẩm:

Clinker sẽ được rút từ Silo, cấp vào Bin chứa (15) để chuẩn bị nguyên liệu cho quá trình nghiền xi măng Tương tự Thạch Cao và Phụ Gia từ kho cũng được chuyển vào Bin chứa riêng theo từng loại

Dưới mỗi Bin chứa, nguyên liệu được qua cân định lượng theo đúng khối lượng của đơn phối liệu, xuống băng tải chính đưa vào máy cán (16) để cán sơ bộ, sau đó được đưa vào máy nghiền xi măng (17) Bột liệu ra khỏi máy nghiền được đưa lên thiết bị phân ly (18), tại đây những hạt chưa yêu cầu sẽ được hồi lưu về máy nghiền để nghiền tiếp còn những hạt đạt kích thước yêu cầu được phân ly tách ra, đi theo dòng quạt hút đưa lên lọc bụi (19) thu hồi toàn bộ

và đưa vào Silo chứa xi măng (22)

Quá trình nghiền sẽ diễn ra theo một chu trình kín và liên tục

Từ Silo chứa (22) xi măng sẽ được cấp theo 2 cách khác nhau:

 Rút xi măng cấp trực tiếp cho xe bồn nhận hàng dạng xá/rời

 Và cấp qua máy đóng bao (23), để đóng thành từng bao 50kg giao đến từng phương tiện nhận hàng

III Công đoạn nghiền

1 Yêu cầu kĩ thuật.

Đá vôi:

 Được khai thác bằng phương pháp khoan nổ, cắt tầng

 Được xúc và vận chuyển (oto) tới máy đập búa : được đập nhỏ thành đá dăm cỡ 25 x 25

 Vận chuyển bằng băng tải về kho đồng nhất sơ bộ rải thành 2 đống riêng biệt, mỗi đống khoảng 15.000 tấn

Đất sét:

 Được khai thác bằng phương pháp cày ủi hoặc khoan nổ mìn

 Bốc xúc vận chuyển (oto, băng tải) về máy đập búa: Đá sét được đập bằng máy đập búa xuống kích thước 75 mm (đập lần 1) và đập bằng máy cán trục xuống kích thước 25 mm (đập lần 2)

 Vận chuyển về rải thành 2 đống riêng biệt trong kho đồng nhất sơ bộ, mỗi đống khoảng 6.600 tấn

Phụ gia điều chỉnh: Các nguyên liệu điều chỉnh :

 Quặng sắt (giàu hàm lượng ô xít Fe2O3)

 Quặng bôxit (giàu hàm lượng ô xít Al2O3)

 Đá Silíc ( giàu hàm lượng SiO2)…

Nghiền nguyên liệu :

 Đá vôi, đá sét và phụ gia được phối trộn bằng hệ thống cân DOSIMAT

 Các bộ điều khiển tự động khống chế (hệ QCS) tỷ lệ % của đá vôi, đá sét, bô xít và quặng sắt cấp vào nghiền được điều khiển bằng máy tính điện tử thông qua các số liệu phân tích của hệ thống QCX

 Nguyên liệu thô được nạp vào máy nghiền bi

 Máy nghiền nguyên liệu bi (sấy nghiền liên hợp có phân ly trung gian)

 Bột liệu sau máy nghiền được vận chuyển đến các xilô đồng nhất, bằng hệ thống gầu nâng, máng khí động

Ảnh 4: Máy nghiền đứng - Nguồn Internet

Máy nghiền đứng : Đồng nhất sơ bộ

 Yêu cầu :

 Đồng đều nguyên liệu vào

 Đánh đống và dự trữ cho sản xuất liên tục

 Nguyên liệu đầu vào : Khai thác từ mỏ và được đập kích thước < 25 mm

 Thiết bị trong kho đồng nhất :

 Máy rải (Stracker) : rải liệu thành đống

 Máy cào (Scraper/Reclaimer): Rút liệu từ đống đưa lên băng tải đến cân băng định lượng

 Kho LHO : Đống dọc với kiểu chất đống Chevron (Chữ V ngược)

 Liệu được dải từng lớp dọc theo chiều dài đống Đống liệu dạng mái nhà

 Rải kiểu đống dài với Tỉ lệ chiều dài/chiều cao : 4/1

Ảnh 5 : Kho LHO

2 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của máy nghiền

Ảnh 6 : Cấu tạo máy nghiền [3]

Máy nghiền xi măng là loại máy móc có thiết kế kích thước to lớn và cồng kềnh bởi nó được kết cấu từ rất nhiều bộ phận chi tiết máy lớn nhỏ khác nhau Các bộ phận chính của máy nghiền xi măng :

 Vỏ máy nghiền: Bao gồm phần hình trụ và hình côn, bên trên vỏ máy được lắp động cơ phân ly và đường ống thoát Vỏ máy nghiền dùng để tạo khoang nghiền vầ bao che các

bộ phận bên trong máy nghiền

 Bàn nghiền: Có tiết diện hình chữ Y, mặt bàn được lót bởi 12 tấm lót tạo thành hình đĩa, được làm bằng hợp kim chống mài mòn và được cố định bằng các bulong Bàn nghiền thường có đường kính 3400mm và được nâng bởi một bệ đỡ thủy lực

 Con lăn: Máy nghiền xi măng sử dụng đến 4 con lăn có đường kính 1900 Các con lăn được lót bởi vành lót chống mòi mòn hình lốp, cho phép đảo ngược vị trí khi mòi mòn quá nhiều

 Hộp giảm tốc: Là cơ cấu chấp hành dạng thẳng đứng, bao gồm các bánh răng dẫn động

và bánh răng truyền động Thông thường máy nghiền đứng sử dụng hộp giảm tốc lớn

 Bộ phận nạp nhiên liệu: dùng để cung cấp đều vật liệu nghiền vào bàn nghiền

 Vành phun khí: Dùng để phân bố dòng khi xung quanh mép bàn nghiền, để cuốn vật liệu nghiền tràn ra từ vành chắn trên phân ly

 Phân ly: Được liên kết chặt chẽ với mặt bích vào phần vỏ máy, gồm hệ thống cánh động

và cánh tĩnh, cho phép điều chỉnh độ mịn của sản phẩm bằng cách thay đổi tốc độ của phân ly và lưu lượng khí qua máy nghiền

3 Chi tiết quá trình.

Sơ đồ cấu trúc của quá trình :

Ảnh 7: Sơ đồ khối quá trình nghiền xi măng

Nguyên lí hoạt động của hệ thống nghiền xi măng:

• Nguyên liệu được định lượng và vận chuyển vào máy nghiền xi măng nhờ hệ thống băng tải công nghiệp Ở đó, các nguyên liệu sẽ được xử lí qua hệ thống tách kim loại từ tính và phi

từ tính

• Tiếp theo, nguyên liệu sẽ được đưa đến bàn nghiền và được xử lí qua hệ thống nghiền, sấy, làm khô để tạo ra xi măng

Sơ đồ nguyên lí của hệ thống nghiền:

Ảnh 8: Nguyên lí hoạt động hệ thống nghiền [3]

Giải thích sơ đồ nguyên lí :

 Bin chứa liệu: Rải các nguyên liệu đầu vào (1) đã dc sơ chế (đá vôi, đất sét, quặng sắt, thạch cao và các phụ gia…) theo một tỉ lệ nhất định và đưa vào máy nghiền

 Máy nghiền: nghiền các nguyên liệu thô Các hạt rơi ra khỏi cối nghiền sẽ được thu hồi bằng băng tải (19) Khi cối quá nhiệt, van cấp nước (10) sẽ phun nước vào cối để

hạ nhiệt độ

 Hệ thống gió: được bộ sấy (17) đưa vào máy nghiền để sấy liệu khi nghiền, những hạt nhỏ hơn sẽ bay lên và lắng lại ở Si lô lắng(12) Sau đó đi qua lọc bụi(27) để thu hồi lại những hạt không lắng lại ở si lô lắng

Nguyên liệu được đưa vào máy nghiền thông qua bộ phận nạp nhiên liệu Sau đó chúng được đưa đến bàn nghiền để tiền hành công đoạn nghiền với 4 con lăn hoạt động Bao quanh bàn nghiền là vành chắn và kim phun, vành chắn xung quanh bàn nghiền có tác dụng dàn đều vật liệu thành một lớp có bề dày nhất định và kim phun có tác dụng phân bố dòng khí xung quanh mép bàn nghiền để cuốn vật liệu tràn ra khỏi vành chắn để đưa lên vùng phân ly Tại

bộ phận phân ly, sản phẩm đầu ra của giai đoạn nghiền được lọc để đưa ra sản phảm với chất