Thiết kế nhà máy sản xuất xi măng sử dụng lò quay phương pháp khô với công suất 14 triệu tấn xi măng PCB 40 trên năm

Tính cường độ xi măng 40Phần V : Tính cân bằng vật chất của toàn nhà máy 41 Phần VI : Tính cân bằng vật chất của hệ thống lò 46 Phần VII : Tính nhiệt lý thuyết tạo clinker và cân bằng nh

Phần II : Lược giới thiệu tình hình phát triển của ngành công nghiệp xi

I Sự phát triển của xi măng và phương hướng chung của thế giới 18

II Sự phát triển của xi măng Việt Nam và định hướng của ngành đến năm 2010

Phần III : Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy

23

III Ưu nhược điểm của địa điểm xây dựng nhà máy xi măng Tam Điệp 27

III Quy về nguyên liệu khi đã nung 100 % và tính lượng tro trong clinker 34

VI Tính thành phần hoá phối liệu, thành phần đóng góp của nguyên liệu trong

VIII Tính cường độ xi măng 40

Phần V : Tính cân bằng vật chất của toàn nhà máy 41 Phần VI : Tính cân bằng vật chất của hệ thống lò 46

Phần VII : Tính nhiệt lý thuyết tạo clinker và cân bằng nhiệt của hệ thống

Phần VIII : Tính và lựa chọn một số thiết bị chính trong dây chuyền sản

MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang trong thời kỳ đổi mới, từng bước xoá bỏ lạc hậu nghèo nàn

do vậy Đảng và Chính phủ đã định rõ đường lối phát triển kinh tế theo hướngCông nghiệp hoá, Hiện đại hoá vận động theo cơ chế thị trường Để tạo tiền đềvững chắc đưa đất nước tiến lên CNXH trong tương lai gần, chúng ta phải có cơ

sở hạ tầng và thượng tầng kiến trúc đảm bảo cho các ngành nghề phát triển Ngay sau ngày nước nhà thống nhất, để khôi phục kinh tế, nhiều cơ sở hạtầng được xây dựng, nhiều công trình hiện đại mọc lên đáp ứng bước đầu quátrình phát triển đất nước Song song với tiến trình đó, nhu cầu về các chất kếtdính phục vụ xây dựng các công trình như : thuỷ điện, cầu cống, đường xá, thuỷlợi, nhà ở…ngày càng tăng Đến nay, cùng với sự tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ,tốc độ đô thị hoá ngày càng lớn đòi hỏi một lượng không nhỏ sản phẩm các chấtkết dính, trong đó có xi măng Mặc dù sản lượng và chất lượng xi măng được cảithiện nhiều trong thời gian qua nhưng vẫn không đáp ứng nhu cầu sử dụng trongnước Để tiến tới cung cấp đủ lượng xi măng phục vụ cho phát triển kinh tế xãhội, một phần tham gia xuất khẩu nhằm tăng tỷ trọng của ngành thì việc đầu tưxây dựng các nhà máy mới và cải tạo các nhà máy hiện có là cần thiết

Với nội dung đó, em được giao thiết kế nhà máy sản xuất xi măng sử dụng lòquay phương pháp khô với công suất 1,4 triệu tấn xi măng PCB 40/ năm(10%phụ gia đầy, 11% phụ gia khoáng hoạt tính)

PHẦN I : LƯỢC GIỚI THIỆU VỀ XI MĂNG POÓC

LĂNG

I CÁC KHÁI NIỆM :

1 Xi măng Poóc lăng (XMP) :

Là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp gồm clinker XMP và thạch cao(CaSO4.2H2O) (35%) Ngoài ra có thể có phụ gia công nghệ (phụ gia trợnghiền, phụ gia bảo quản).

2 Xi măng Poóc lăng hỗn hợp (PCB) :

Là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp gồm clinker XMP, thạch cao (3

5%) và phụ gia hỗn hợp (< 40%).Trong đó, phụ gia đầy(lười) không vượt quá20% Ngoài ra có thể còn có phụ gia công nghệ

3 Clinker XMP :

Là sản phẩm thu được sau khi nung đến kết khối hỗn hợp nguyên liệu chủyếu gồm đá vôi và đất sét Trong sản phẩm này, khoáng chính là các khoángsilicát canxi có độ bazơ cao

+ Phụ gia khoáng hoạt tính : là các loại phụ gia đưa vào nhằm cải thiệnmột hoặc một số tính chất nào đó của xi măng Phụ gia này tham gia một phầnvào các phản ứng sau này trong quá trình đóng rắn xi măng

4.2 Phụ gia công nghệ : có tác dụng cải thiện tính chất xi măng nhằm đáp ứngcác yêu cầu sử dụng hoặc có phụ gia tăng cường quá trình nghiền, vận chuyển,đóng bao và bảo quản (hàm lượng < 1%)

II THÀNH PHẦN KHOÁNG HOÁ CỦA CLINKER XMP :

II.1 Thành phần hoá :

Các ôxit chính : CaO, SiO2, Fe2O3, Al2O3

Các ôxit khác : MgO, R2O, Cr2O3, MnO, TiO2, SO3,…

Các ôxit chính chiếm 9597 %.

1 Ôxit canxi CaO :

+ Hàm lượng trong clinker : 6269%

+ Tham gia tác dụng với các ôxit chính khác tạo khoáng chính trongclinker XMP (C3S, C2S, C3A, C4AF)

+ Nếu sau khi hình thành clinker mà CaO vẫn tồn tại ở dạng tự do (khôngtạo khoáng với ôxit khác) thì CaO tự do sẽ gây mất ổn định thể tích

của đá xi măng hoặc bê tông do có phản ứng sau :

CaOtd + H2O = Ca(OH)2 + V

+ Nhiều CaO ta thu được clinker cho XMP đóng rắn nhanh, toả nhiềunhiệt và kém bền trong môi trường xâm thực

2 Ôxit Silic SiO2 :

+ Hàm lượng trong clinker : 1726%

+ Chủ yếu tác dụng với CaO tạo các khoáng Silicat Canxi(C3S, C2S)

+ Nếu trong clinker tồn tại SiO2 tự do sẽ kéo theo CaO tự do tăng

+ Nếu trong clinker có nhiều SiO2 sẽ cho XMP đóng rắn chậm, toả ítnhiệt, bền trong môi trường xâm thực, cường độ về lâu dài là cao

3 Ôxit nhôm Al2O3 :

+ Hàm lượng trong clinker : 410%

+ Chủ yếu tác dụng với Fe2O3 và CaO tạo các khoáng nóng chảy(C3A,C4AF)

+ Nếu trong clinker có nhiều ôxit nhôm thì sẽ cho XMP đóng rắn nhanh,toả nhiều nhiệt, kém bền trong môi trường xâm thực

4 Ôxit sắt Fe2O3 :

+ Hàm lượng trong clinker : 0,15%

+ Tham gia phản ứng với CaO, Al2O3 tạo các khoáng alumo feritcanxi(CF, C4AF)

+ Nếu trong clinker có nhiều ôxit sắt sẽ làm cho nhiệt độ nung hạ thấp,cho XMP bền trong môi trường xâm thực và băng giá Cường độ về lâu dàikhông cao.

5 Ôxit magiê MgO :

+ Hàm lượng trong clinker : 04%

+ Có mặt trong một số dung dịch rắn hoặc nằm trong pha thuỷ tinh, hoặc ởdạng ôxit tự do Tinh thể MgO tự do nguy hiểm hơn CaOtd (tinh thể periclazơ)

6 Ôxit kiềm R2O :

+ Hàm lượng trong clinker : 0,22% Yêu cầu Na2O + K2O < 1%

+ Tham gia tạo một số khoáng chứa kiềm hoặc gốc là các khoáng chínhcủa clinker XMP

+ Kiềm nhiều trong clinker sẽ cho XMP cường độ thấp, không ổn định vềmặt thể tích, gây khó khăn trong vận hành lò nhất là lò quay phương pháp khô cócyclone trao đổi nhiệt Ngoài ra xi măng đi từ clinker này gây ăn mòn cốt thép,loang màu trên các bề mặt trang trí

7 Ôxit lưu huỳnh SO3 :

+ Hàm lượng trong clinker : 01%

+ Làm giảm số khoáng chính của clinker XMP

+ Dễ bay hơi trong vùng nhiệt độ cao, sau đó dễ dàng tác dụng với kiềmtạo hợp chất nóng chảy ở nhiệt độ thấp dẫn đến vận hành lò không ổn

định

+ Nhiều SO3 làm giảm cường độ lâu dài của XMP

II.2 Thành phần khoáng :

Trong clinker có 9597 % là 4 khoáng chính Bốn khoáng đó chia làm 2 nhóm :

+ Khoáng khó nóng chảy : C3S (3CaO.SiO2), C2S (2CaO.SiO2) chiếm 72

85 %

+ Khoáng nóng chảy : C3A(3CaO.Al2O3), C4AF(4CaO.Al2O3.Fe2O3)

Có 35 % khoáng khác và các ôxit tự do.

Trong clinker có 2 dạng tồn tại : tinh thể và vô định hình (pha thuỷ tinh) :

_Pha tinh thể : C3S, C2S, CaOtd, MgOtd,…

_Pha thủy tinh : C3A, C4AF,…

1 Khoáng C3S (3CaO.SiO2) :

+ Hàm lượng trong clinker : 4060%

+ Khối lượng riêng : 3,28 (g/cm3)

+ C3S tinh khiết chỉ tồn tại trong phòng thí nghiệm Trong điều kiện côngnghiệp, C3S tồn tại dưới dạng dung dịch rắn (bền trong vùng nhiệt độ thấp) gọi làAlít với công thức gần đúng : C54S16AM

+ C3S bền trong vùng nhiệt độ 125019000C Trên 19000C, C3S nóngchảy Dưới 12500C, C3S phân huỷ theo phản ứng sau :

C3S 12500C C2S + CaO

+ C3S tinh khiết có dạng lục giác đều

+ C3S là khoáng đóng rắn nhanh, toả nhiều nhiệt khi hydrat hoá, choXMP có mác cao nhưng không bền trong môi trường xâm thực

+ Nhiều C3S , quá trình nung luyện trở nên khó khăn hơn

2 Khoáng C2S (2CaO.SiO2) :

+ Hàm lượng trong clinker : 2532%

+ C2S tinh khiết chỉ tồn tại trong phòng thí nghiệm Trong công nghiệp,C2S tồn tại ở dạng dụng dịch rắn bền gọi là Bêlít

* Dạng  : tồn tại trong vùng nhiệt độ 6758300C Khối lượng riêng3,28 (g/cm3) Tuy nhiên, quá trình chuyển  , thành  phụ thuộc tốc độ làmlạnh Dưới 8300C, nếu làm lạnh nhanh thì chuyển về dạng , ngược lại làm lạnhchậm chuyển về dạng  kèm theo tăng thể tích 10% gây tả clinker.

* Dạng  : tồn tại trong vùng nhiệt độ < 6750C Khối lượng riêng

+ Hàm lượng trong clinker : 5 15%

+ Khối lượng riêng : 3,04 (g/cm3)

+ Là khoáng chủ yếu trong dãy dung dịch rắn : C3A, C5A3,C12A8, CA, CA2,CA6

+ C3A có cấu trúc xốp, phản ứng nhanh với nước, toả nhiều nhiệt khôngbền trong môi trường xâm thực

4 Khoáng C4AF(4CaO.Al2O3.Fe2O3) :

+ Hàm lượng trong clinker : 10 18%

+ Khối lượng riêng : 3,77 (g/cm3)

+ Là khoáng chủ yếu trong dãy các dung dịch rắn các khoáng từ C6A2Fđến C6AF2

+ Khoáng C4AF đóng rắn chậm, toả ít nhiệt khi đóng rắn, cho XMP cócường độ thấp nhưng sản phẩm đóng rắn bền trong môi trường xâm thực, bănggiá.

5 Khoáng chứa kiềm :

K2O.23CaO.12SiO2 (KC23S12)  12C2S

Na2O.8CaO.3Al2O3 (NC8A3)  3C3A

Việc tạo ra các khoáng này làm giảm đáng kể hàm lượng các khoáng chính.Chúng sẽ bị phân huỷ khi có mặt CaSO4 trong hệ nung :

Na2O.8CaO.3Al2O3 + CaSO4 = NaSO4 + 9C3A

K2O.23CaO.12SiO2 + CaSO4 = K2SO4 + 12C2S

6 Các ôxit tự do : CaO có thể không nằm trong các khoáng mà nằm ở dạng tựdo

7 Pha thuỷ tinh :

+ Hàm lượng trong clinker : 4 10% phụ thuộc tốc độ làm lạnh và thànhphần hoá của phối liệu

+ Pha thuỷ tinh chủ yếu chứa phức silic ngoài ra còn có ôxit kim loại Làmlạnh nhanh có nhiều thành phần hơn làm lạnh chậm

II.3 Quan hệ giữa thành phần hóa và thành phần khoáng của clinker XMP

Nhiệt độ Quá trình Phản ứng

< 1000C Tách nước tự do H2OL  H2Oh

100  4000C Bay hơi nước hấp phụ H2OL  H2Oh

400 750 0C Mất nước hoá học (phân huỷ

1250 14500C Tạo khoáng C3S C2S + Ctd  C3S

Trong hệ thống lò cũng diễn ra đủ tất cả các quá trình trên :

Tại cyclone tầng 1 : Mất nước lý học

Tại cyclone tầng 2,3 : Phân huỷ Caolinit

Tại cyclone tầng 4,5 : Phân huỷ một phần đá vôi (< 15%)

Phối liệu ở cyclone tầng 4 vào calciner, sau đó vào cyclone tầng 5 rồi được đưavào lò quay Vật liệu can xi hoá tới 90 95% trước khi vào lò Có một lượng nhỏkhoáng đã tạo ra trong calciner và cyclone tầng 5 Tại Calciner, 80% đá vôi đượcphân huỷ, sau đó bột liệu phân huỷ nốt trong lò và xảy ra quá trình tạo khoáng

Lò quay được chia làm 3 khu vực chính :

* Phần đầu lò : tạo khoáng C2S, C3A, C4AF (zôn phản ứng toả nhiệt)

* Phần giữa lò : tạo khoáng C3S (zôn nung)

* Phần cuối lò : zôn làm nguội

IV CÁC TÍNH CHẤT CỦA XMP :

1 Khối lượng thể tích :

Đối với XMP, khối lượng thể tích dạng tơi là 900 1100 (g/l) Còn ở

có S = 2500 3000 cm2/g.

3 Lượng nước tiêu chuẩn :

Lượng nước tiêu chuẩn còn gọi là độ nhão tiêu chuẩn, cho vào xi măngtính theo % trọng lượng xi măng là lượng nước cần thiết để thực hiện quá trìnhban đầu của sự đóng rắn : quá trình hoà tan, quá trình hydrat hoá các khoáng tạonên hồ xi măng, vữa xi măng có độ linh động để tạo khuôn dễ dàng

Nếu cho quá nhiều nước thì lượng nước dư sau phản ứng hoá học sẽ giữlại trong mẫu vữa xi măng ở các lỗ rỗng làm giảm cường độ nén xi măng Khigiải phóng khuôn mẫu, bảo dưỡng ngoài trời, nước thoát ra dưới dạng bốc hơitạo nên hiện tượng biến dạng co vật liệu Vì vậy, lượng nước tiêu chuẩn nhỏ màvẫn cho vữa có độ linh động cao dễ đổ khuôn thì xi măng mác cao, chất lượngtốt

Lượng nước tiêu chuẩn đối với XMP khoảng 24 29%, nó phụ thuộc vào

độ mịn thành phần khoáng, điều kiện môi trường và phụ gia hoạt tính KhoángC3S và C3A đòi hỏi lượng nước tiêu chuẩn cao còn C2S cần lượng nước tiêuchuẩn ít nhất

4 Thời gian đông kết :

Quá trình đông kết là đặc tính quan trọng của XMP Nếu xi măng đông kếtquá nhanh thì việc chuẩn bị vữa hay bê tông phải tạo hình nhanh Nếu vữa khôngkịp dễ sinh ra phế liệu

Với XMP, tốc độ đông kết bắt đầu không sớm quá 45 phút, kết thúc khôngsớm quá 10 giờ Nó phụ thuộc vào lượng thạch cao có trong xi măng,

thành phần khoáng, điều kiện môi trường, độ mịn và phụ gia

5 Độ ổn định thể tích : xác định bằng dụng cụ Le Chatelier với V 10 cm

Nó phụ thuộc thành phần khoáng và độ mịn của XMP

6 Cường độ uốn và nén của XMP :

Người ta đánh giá XMP bằng cường độ chịu nén (KG/ cm2) gọi là mác.Mác xi măng là cường độ chịu nén của mẫu vữa 1 xi măng 3 cát tiêu chuẩn sauthời gian bảo dưỡng kể từ ngày tạo mẫu là 28 ngày Mác xi măng

phụ thuộc vào thành phần khoáng của clinker, điều kiện môi trường, thời gianđông kết, độ mịn, đặc biệt mác xi măng còn phụ thuộc vào phương pháp thửmẫu

7 Độ giảm mác lúc lưu kho :

Xi măng nghiền mịn lưu kho lâu mới sử dụng, do ẩm và CO2 không khíxâm nhập gây ra các phản ứng cacbônat và hydrat hoá làm cho xi măng kéo dàithời gian đông kết và giảm mác Trung bùnh độ giảm mác như sau :

Sau 3 tháng lưu kho giảm : 10 20%

Sau 6 tháng lưu kho giảm : 15 30%

Sau 12 tháng lưu kho giảm : 25 40%

8 Tính chịu lửa :

Về lý thuyết thì XMP không chịu lửa vì các hợp chất tạo thành khi đóngrắn xi măng là những hợp chất hoá học không bền ở nhiệt độ không cao lắm.Cấu trúc xi măng, bê tông ở 2000C , cường độ giảm 50% Đến 5470C thì ximăng, bê tông tan ra Muốn cho bê tông, xi măng chịu lửa được ta phải dùng phụgia như Quartz, samôt, đất sét chịu lửa 25 35% Bê tông như vậy có thể chịutới 12500C và sử dụng như vật liệu chịu lửa

V QUÁ TRÌNH HYĐRAT HOÁ VÀ ĐÓNG RẮN :

1 Quá trình hyđrát hoá và đóng rắn của các khoáng :

1.1 Khoáng C3S : đóng rắn phụ thuộc nồng độ CaO trong môi trường đóngrắn :

C2S + nH2O  Ca(OH)2 + SiO2(n-1).H2O

Khi đủ nước, C2S đóng rắn cho ta CSH(B có cường độ :

C2S + nH2O  CSH(B) + Q

Như vậy, C2S đóng rắn không cho Ca(OH)2 nên C2S bền trong các môi

trường ăn mòn, muối khoáng

Mức độ hyđrat hoá : Sau 1 ngày : 5 10%

C3A + nH2O  C3AH6 : bền

C5A3 + nH2O C3AH6 + Al(OH)3

Trong môi trường đóng rắn bao giờ cũng có Ca(OH)2 và H2O, chúng tác dụngvới Al(OH)3 tạo thành C3AH6

Khoáng C3A phản ứng nhanh với nước Sau 1 ngày nó hyđrat hoá được 70 

800% Việc điều chỉnh thời gian đông kết nhờ thạch cao chính là nhờ thúc đẩytốc độ hyđrat hoá của C3A

1.4 Khoáng C4AF :

C4AF + H2O  C4AFH13

C4AFH13   t0 C3(A,F)H6 + CH + Fe2O3.nH2O

Khoáng C4AF sau 3 ngày hyđrat hoá được 50 70%

1.5 Các khoáng chứa kiềm : khi tác dụng với nước thì kiềm tan vào trongmôi trường nước để lại các gốc khoáng Các gốc khoáng này phản ứng với nướcnhư các khoáng gốc

1.6 Pha thuỷ tinh và các ôxit tự do :

+ Pha thuỷ tinh gồm CaO, SiO2(7%), Fe2O3, Al2O3,…khi tác dụng vớinước tạo ra Granat : CxAySzHt Thường gặp C3(A,F).Sx.(6-2x).H

+ Các ôxit tự do : khi hyđrat hoá tạo ra các hyđroxit :

CaO + H2O  Ca(OH)2 + V

MgO + H2O  Mg(OH)2 + V

2 Quá trình hyđrat hoá và đóng rắn khi có mặt phụ gia :

Sau khi đóng rắn, đá xi măng gồm 4 phần :

độ xi măng

Ngoài ra, một số phụ gia hoạt tính bề mặt kéo theo một số vi bọt khí(chúng làm giảm sự tiếp xúc giữa các hạt xi măng với nhau) làm tăng độ linhđộng của vữa xi măng hoặc giảm lượng nước tự do mà vẫn giữ nguyên độ linhđộng

2.2 Phụ gia khoáng hoạt tính : tác động đến gel và lỗ xốp

Xi măng khi đóng rắn có Ca(OH)2, C2SH2, C3AH6 khi đó phụ gia khoánghoạt tính như : SiO2 hoạt tính, mêtacaolinit hoạt tính, …sẽ chuyển :

Ca(OH)2 + SiO2   H 2O CSH(B)

C2SH2 + SiO2   H 2O CSH(B)

C3AH6 + SiO2   H 2O C3(A,F)SxH6-2x

Ca(OH)2 + AS2 H   2O CxAySzHt

3 Cơ chế điều chỉnh thời gian đông kết của thạch cao :

Giữa hai hạt C3A, CaSO4 tồn tại một građien nồng độ, xung quanh hạt C3A

có nhiều ion alumin( Al3 ), xung quanh hạt CaSO4 có nhiều ion sunphat (SO2 

4 )

Do quá trình khuếch tán ion alumin tiến đến bề mặt thạch cao, ion sunphat tiếnđến bề mặt C3A Xung quanh thạch cao nhiều ion sunphat nên tạo thành sảnphẩm cao sunphat C3A.3CaSO4.31H2O Xung quanh C3A nhiều ion alumin nêntạo thành sản phẩm mono sunphat C3A.CaSO4.12H2O Dạng mono sunphat làcác tinh thể lục giác tạo ra một màng mỏng sít chặt quanh hạt làm kìm hãm quátrình phản ứng của C3A với nước Dạng cao sunphat có tinh thể hình kim tạo nênlớp màng xốp bao quanh hạt thạch cao Lớp màng này chỉ hạn chế chứ khôngngăn cản được quá trình hoà tan của hạt thạch cao Do đó, các ion sunphat vẫntiếp tục thoát ra và khuếch tán về phía hạt C3A.

Sản phẩm C3A.CaSO4.12H2O trên bề mặt C3A tác dụng với ion sunphat tạothành C3A.3CaSO4.31H2O Lớp màng sít chặt được thay thế bằng lớp màng xốp,quá trình phản ứng giữa C3A và nước lại tiếp tục Do tốc độ chuyển ion sunphattới bề mặt C3A chậm hơn tốc độ ion alumin sang thạch cao nên lớp màng caosunphat trên bề mặt hạt C3A lại chuyển thành lớp màng mono sunphat Quá trìnhthụ động và huỷ thụ động luân phiên cho phép kéo dài thời gian đông kết của ximăng Quá trình lặp đi lặp lại đến khi một trong hai chất (C3A hoặc thạch cao)hết

Thạch cao nhiều thì nồng độ ion sunphat tăng nên càng khuếch tán sangC3A nhiều làm cho thời gian tồn tại của mono sunphat ngắn, nhanh hết C3A Do

đó, ngoài vai trò điều chỉnh thời gian đông kết, khi đưa thạch cao vào còn làmcho hồ xi măng dẻo hơn

Thạch cao còn tham gia vào tăng cường độ sớm của đá xi măng nhờ tạoC3A.3CaSO4.31H2O có thể tích lớn hơn chèn vào lỗ xốp đồng thời tránh

mất nước tạo khung cấu trúc ban đầu:

C3AH6 + CaSO4  C3A.3CaSO4.31H2O

4 Quá trình lý học của sự đóng rắn xi măng : thuyết Baicốp

+ Giai đoạn 1 (giai đoạn chuẩn bị) : nước tiếp xúc với các hạt xi măng thìngay tức khắc tham gia phản ứng hoá học với vật chất trên lớp bề mặt của hạt.Những sản phẩm hoà tan của phản ứng (kiềm, vôi,thạch cao, khoáng clinkerkhông bền bị phân huỷ) ngay tức khắc chuyển vào dung dịch và những lớp tiếptheo của hạt xi măng lại tiếp tục phản ứng với nước Phản ứng xảy ra liên tục chotới khi pha lỏng trở nên bão hoà bởi sản phẩm phản ứng.

+ Giai đoạn 2 (giai đoạn keo hoá hay còn gọi là chu kỳ ninh kết) : trực tiếp tạothành sản phẩm phản ứng ở trạng thái rắn không thông qua sự hoà tan trung giancủa vật chất ban đầu Sản phẩm của phản ứng nằm ở trạng thái rắn không thể tanđược trong pha lỏng đã bão hoà vì vậy chúng trực tiếp tách ra thành sản phẩmdạng vật chất rắn có kích thước hạt vô cùng nhỏ – trạng thái phân tán mịn tạonên hệ keo dưới dạng các gel Trong suốt quá trình thứ hai hồ nhão của xi mănggiảm dần tính linh động nhưng chưa tạo cho hồ xi măng có cường độ

+ Giai đoạn 3 (chu kỳ đóng rắn) : những hạt keo dạng gel dần mất nước, sítchặt lại tạo nên vữa bắt đầu phát triển cường độ nhưng còn yếu Từ gel mất nướctrở thành tâm của những mầm tinh thể vật chất mới bị kết tinh và phát triển kíchthước, lúc đó tạo cho xi măng có cường độ phát triển theo thời gian và sự kếttinh toàn khối vật liệu Khi vật liệu kết tinh hết, kết thúc quá trình đóng rắn làmcho xi măng hoá đá có tính bền cao

PHẦN II: LƯỢC GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH CÔNG NGHIỆP XI MĂNG THẾ GIỚI

Các chất kết dính đó đã có từ lâu và ngày càng phát triển mạnh mẽ từ thô sơđến giờ với nhiều loại chất kết dính đặc biệt, chất lượng cao.Từ John Smeatonkhám phá ra vai trò rất quan trọng của đất sét trong tính chất đóng rắn của vôithuỷ, cái mà được tạo ra từ hỗn hợp tự nhiên của đá vôi và đất sét đến năm 1843khi William Aspdin bắt đầu sản xuất xi măng Porland trong xưởng của ông ấy ởRotherhithe gần Luân Đôn Từ Wihelm Michaelis đóng vai trò quan trọng khi cómột bước tiến xa hơn với cuốn sách ”Hồ thuỷ lực” công bố lần đầu tiênnăm1868, đã đưa ra chi tiết thành phần tối ưu của hỗn hợp vật liệu thô đếnnhững chiếc lò quay đầu tiên được vận hành ở Mỹ năm 1895 và ở Đức năm

1896 Sau đó, năm 1929 hệ lò gia nhiệt kiểu ghi đầu tiên được giới thiệu ở Đức

và hệ lò trao đổi nhiệt dạng huyền phù năm 1950

Đầu tiên, xi măng được sản xuất chủ yếu bằng phương pháp bán khô : nguyênliệu hỗn hợp được vê viên trong lò đứng, lò theo phương pháp ướt hoặc khô chỉ

chiếm một lượng nhỏ Sản lượng xi măng phương pháp ướt chiếm 7080%.Ngày nay trên thế giới người ta đang sản xuất xi măng với lò quay phương phápkhô là chủ yếu vì nó có nhiều điểm tốt Hệ lò quay này với hệ thống can xi hoá

sơ bộ (calciner) và cyclone đạt mức độ can xi hoá tới hơn 90% trước khi và lò

Để tiết kiệm nhiên liệu và nhiệt, với sự phát triển của khoa học và công nghệthì công nghệ sản xuất xi măng trên thế giới đã đạt tới mức độ cao, sản lượngtăng, chất lượng tốt, phong phú về chủng loại Các nước đứng đầu về phát triển

xi măng đó là Mỹ, Nhật Bản, Tây Âu…

Quốc gia Sản lượng Xi măng hàng năm (triệu tấn)

Năm 1937 Năm 1950 Năm 1965 Năm 1980 Năm 1985

1997 là 140 (triệu tấn), năm 1998 là 165 (triệu tấn)

Phương hướng phát triển của ngành công nghiệp xi măng trên thế giới là:tăng quy mô, công suất của các nhà máy mới để đạt tới chất lượng cao, máy mócđược tự động hoá cao, sử dụng máy tiết kiệm năng lượng, vận hành tốt và đảmbảo tạo ra môi trường trong lành, phát triển nhiều loại xi măng mới

II SỰ PHÁT TRIỂN CỦA XI MĂNG VIỆT NAM VÀ ĐỊNH HƯỚNG

PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH ĐẾN NĂM 2010.

Ngành công nghiệp xi măng Việt Nam đã tồn tại khoảng 100 năm với sự rađời của nhà máy xi măng Hải Phòng năm 1899 trên cơ sở những lò đứng đầutiên

Khoảng 30 năm sau(1926-1936), hệ lò quay đầu tiên sản xuất theo phươngpháp ướt được xây dựng ở đây, thay thế cho hệ lò đứng đã quá cũ Nhà máy gồm

3 dây chuyền lò quay 2,781 m và 3100 m do hãng FLS cung cấp Nhiên liệu

sử dụng để đốt là 100% than hỗn hợp Mức độ cơ giới hoá chỉ khoảng 70% Trong những năm 60, nhà máy được tiếp tục mở rộng thêm lò quay phươngpháp ướt thế hệ 2 gồm dây chuyền 3100 m được cung cấp bởi Rumania(thiết kế

và cung cấp thiết bị) Nhiên liệu cũng là 100% than hỗn hợp Mức độ tự độnghoá đạt tới 80-85%

Sau khi đất nước thống nhất, Chính phủ đã quyết định xây dựng thêm các nhàmáy công suất lớn, hiện đại để đáp ứng nhu cầu xi măng cho tái thiết đất nướcsau chiến tranh Kết quả là 2 nhà máy (công suất trên 1 triệu tấn ở miền Bắc)được xây dựng Đó là nhà máy xi măng Bỉm Sơn ở Thanh Hoá và Hoàng Thạch

ở Hải Hưng Dây chuyền 1 của Hoàng Thạch công suất 1,1 triệu tấn/năm đượcđưa vào vận hành cuối năm 1983 Đây là một nhà máy hiện đại với hệ lò quayphương pháp khô đầu tiên ở Việt Nam Lò dài 89m, đường kính 5,5 m, hệ thốngtrao đổi nhiệt 4 tầng cyclone, 2 nhánh, làm lạnh kiểu hành tinh Nhiên liệu là85% than đá và 15% dầu Mức độ tự động hoá của dây chuyền đạt tới 95% Tại miền Nam, những năm 60 đã có 2 nhà máy sản xuất xi măng theo phươngpháp ướt Cho tới năm 1990, một trong số đó đã được mở rộng với hệ lò quayphương pháp khô hiện đại có L D = 4,864 m Nó chỉ có một nhánh 4 tầng,làm lạnh theo kiểu hành tinh và được cung cấp bởi hãng Polysius (Pháp)

Từ năm 1991 đến năm 1995, nhu cầu xi măng cho xây dựng và dân dụng tăngcao, trung bình 20%/năm Trong năm 1995, lượng xi măng đã bán là 6,8 (triệutấn), năm 1999 là 1,1 (triệu tấn), năm 2002 là 20 (triệu tấn) Để đáp ứng từngbước nhu cầu đó và giảm lượng clinker, xi măng phải nhập khẩu, Nhà nước cóchủ trương đẩy nhanh tốc độ đầu tư, cải tiến, nâng cấp những nhà máy hiện có vàxây dựng các nhà máy mới công suất trên 1,4(triệu tấn/năm), thiết bị hiện đạinhất để theo kịp công nghệ của thế giới như Hoàng Mai_Nghệ An (1,4 triệu tấn/năm), Tam Điệp_Ninh Bình (1,4 triệu tấn/năm), Làng Bang_Quảng Ninh(2,0

triệu tấn/năm), ChinFon_Hải Phòng(1,4 triệu tấn/năm)…Đây là những hệ lòquay phương pháp khô năng suất cao, điều khiển tự động, hiệu quả cao, nănglượng tiêu tốn thấp, chỉ số bảo vệ môi trường cao.

Theo dự đoán của Nhà nước, năm 2005 nhu cầu là 29,1(triệu tấn), sản lượngđạt được là 22(triệu tấn) nghĩa là cầu luôn cao hơn cung Năm 2010, nhu cầu là40-45(triệu tấn) đáp ứng mọi loại xi măng cho xây dựng công nghiệp, nôngnghiệp, giao thông và dân dụng

Một loạt các nhà máy mới, quy mô lớn do Tổng công ty Xi măng Việt Nam

tự đầu tư hoặc liên doanh với các đối tác nước ngoài đã và đang được xây dựngnhư :

thiết kế (triệutấn/năm)

Vốn đầu tư(triệuUSD)

4 Liên doanh Sao Mai Hòn Chông 1,76 280

5 Liên doanh Nghi Sơn Thanh Hoá 2,27 350

* Khai thác, quản lý và sử dụng ,nguyên liệu thô trên máy vi tính

* Sử dụng các loại máy nghiền, hệ thống nghiền mới tiết kiệm điện năng

* Tiết kiệm nhiệt năng trong nung luyện và làm lạnh clinker

* Sử dụng các thiết bị phụ trợ tiên tiến, hiệu suất cao, tiết kiệm điện năng

* Nghiên cứu sử dụng nguồn phế thải làm phụ gia hoặc nhiên liệu thay thế rẻtiền và góp phần bảo vệ môi trường.

* Sử dụng các thiết bị điện-tự động hoá mới, hiện đại, công suất lớn

* Sản xuất các chủng loại xi măng mới

* Phát triển lĩnh vực cơ khí phục vụ sản xuất xi măng

PHẦN III : LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY

2 Về điều kiện tổ chức sản xuất :

Địa điểm xây dựng phải gần với các nguồn cung cấp nguyên liệu cho sản xuất

và gần nơi tiêu thụ sản phẩm nhà máy Gần các nguồn cung năng lượng, nhiênliệu như : điện, nước, hơi, khí nén, than, đầu…, như vậy sẽ hạn chế tối đa các chiphí cho vận chuyển, hạ giá thành sản phẩm góp phần thúc đẩy sự phát triển củanhà máy

3 Về điều kiện hạ tầng kỹ thuật :

Địa điểm xây dựng phải đảm bảo được sự hoạt động liên tục của nhà máy dovậy cần chú ý các yếu tố sau :

* Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông quốc gia bao gồm đường

bộ, đường sắt, đường sông, đường biển kể cả đường hàng không

* Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống mạng lưới cung cấp điện, thông tin liênlạc và các mạng lưới kỹ thuật khác

* Nếu ở địa phương chưa có sẵn các điều kiện hạ tầng kỹ thuật trên thì phảixét đến khả năng xây dựng nó trước mắt, cũng như trong tương lai.

Nhiều nhà máy riêng khối lượng vận chuyển chiếm tới 40-60% giá thành của sảnphẩm

4 Về điều kiện xây lắp và vận hành nhà máy : cần lưu ý tới các điều kiệnsau :

* Khả năng nguồn cung cấp vật liệu, vật tư xây dựng Để giảm chi phí giáthành đầu tư xây dựng cơ bản của nhà máy, hạn chế tối đa lượng vận chuyển vật

tư xây dựng từ nơi xa đến

* Khả năng cung ứng nhân công trong quá trình xây dựng nhà máy cũng nhưvận hành nhà máy sau này Do vậy, trong quá trình thiết kế cần chú ý xác định sốnhân công của nhà máy và khả năng cung cấp nhân công ở địa phương, ngoài racòn tính tới khả năng cung cấp nhân công ở các địa phương khác trong quá trình

* Khu đất phải cao ráo tránh ngập lụt trong mùa mưa lũ, có mực nước ngầmthấp tạo điều kiện tốt cho việc thoát nước thải và nước mặt dễ dàng

* Khu đất phải tương đối phẳng và có độ dốc tự nhiên tốt nhất là i = 0,5-1%

để hạn chế tối đa kinh phí cho việc san lấp mặt bằng (thông thường chi phí nàychiếm từ 10-15% giá trị công trình)

2 Về địa chất :

Khu đất được lựa chọn cần lưu ý các yêu cầu sau :

* Không được nằm trên các vùng có mỏ khoáng sản hoặc địa chất không ổnđịnh(như có hiện tượng động đất, xói mòn hay hiện tượng cát chảy…)

* Cường độ xây dựng khu đất là 1,5-2,5 KG/cm2 Nên xây dựng trên nền đấtsét, sét pha cát, đất đá ong, đất đồi… để giảm tối đa chi phí gia cố nền móng củacác hạng mục công trình nhất là các hạng mục có tải trọng bản thân và tải trọngđộng lớn

I.3 Các yêu cầu về môi trương vệ sinh công nghiệp :

Khi địa điểm xây dựng được chọn cần xét đến mối mật thiết giữa khu dân cư đôthị và khu công nghiệp Điều đó không tránh khỏi là trong quá trình sản xuất cácnhà máy thường thải ra chất độc hại như : Khí độc, nước bẩn, khói bụi, tiếngồn… Hoặc các yếu tố bất lợi khác như dễ cháy nổ, ô nhiễm môi trường…Để hạnchế tối đa ảnh hưởng xấu của môi trường công nghiệp tới khu dân cư, các khuvực có di tích lịch sử và danh thắng của địa phương cần phải thoả mãn các điềukiện sau :

* Đảm bảo các khoảng cách bảo vệ vệ sinh công nghiệp thích hợp :

Địa điểm xây dựng phải thoả mãn các yêu cầu quy phạm, quy định về mặtbảo vệ môi trường vệ sinh công nghiệp Chú ý khoảng cách bảo vệ vệ sinh côngnghiệp tuyệt đối không được xây dựng các công trình công cộng hoặc công viên,phải trồng cây xanh để hạn chế tác hại của khu công nghiệp gây nên

* Vị trí xây dựng nhà máy :

Thường ở cuối hướng gió chủ đạo, nguồn nước thải của nhà máy đã được xử

lý phải ở hạ lưu và cách bến dùng nước của khu dân cư tối thiểu > 500 m

Tóm lại, để lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy hợp lý phải căn cứ vào cácyêu cầu trên Nhưng trong thực tế rất khó khăn khi lựa chọn được địa điểm thoảmãn các yêu cầu trên, do vậy sau khi nghiên cứu cân nhắc, ưu tiên đến đặc điểm

sản xuất riêng của nhà máy em dự định đặt nhà máy ở xã Quang Sơn-thị xã TamĐiệp- tỉnh Ninh Bình.

II GIỚI THIỆU VỀ ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY :

* Điatômít cũng được nhập về nhà máy đủ đáp ứng nhu cầu sản xuất lâu dàicủa nhà máy.

2.4 Thạch cao :

Thạch cao mua của Thái Lan hoặc của Lào được vận chuyển về nhà máyqua cảng Ninh Phúc bằng xà lan và vận chuyển về nhà máy bằng ôtô hoặc tàuhoả

2.5 Các loại phụ gia xi măng :

Đá bazalt Nghĩa Đàn –Nghệ An cách nhà máy khoảng 250 km được vậnchuyển về nhà máy bằng tàu hoả

Có thể sử dụng đá vôi đen hoặc đôlômít có cường độ cao pha vào xi măng

3 Nguồn cung cấp nhiên liệu :

m3/ngày Mỏ thứ hai cách nhà máy khoảng 3 km Lưu lượng nước khai thác cóthể đạt tới 10000 m3/ngày.

III ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY XI MĂNGTAM ĐIỆP :

1 Ưu điểm :

* Nhà máy đặt ở vị trí rất gần nguồn cung cấp đá vôi, đất sét, phụ gia, nhiênliệu, điện, nước Chúng đều có thể được khai thác và vận chuyển về nhà máymột cách dễ dàng

_Mỏ đá vôi Hang Nước cách nhà máy khoảng 3 km với trữ lượng khoảng

200 triệu tấn, chất lượng tốt đảm bảo cho nhà máy hoạt động trên 50 năm

_Mỏ đất sét Quyền Cây cách nhà máy khoảng 5 km trữ lượng khoảng 22triệu tấn đảm bảo cho nhà máy có thể sản xuất được xi măng mác cao theo yêucầu

_Xỷ pirít do nhà máy Supephotphat Lâm Thao-Phú Thọ cung cấp trữ lượnglớn, vận chuyển về nhà máy bằng tàu hoả là kinh tế nhất

_Phụ gia cho xi măng có thể khai thác ngay tại vùng Đồng Giao Nguồn đávôi đen có cường độ cao khai thác tại đây có thể pha vào xi măng với hàm lượngkhoảng 5-10% Đá bọt bazalt (Nông Cống hoặc Nghĩa Đàn-Thanh Hoá) chuyển

về nhà máy bằng tàu hoả hoặc ôtô rất thuận tiện Gần nhà máy cũng có nguồnquặng Laterit vón kết trữ lượng lớn có thể sử dụng làm phụ gia trợ dung cho nhàmáy

_Thạch cao nhập từ Đồng Hến-Nam Lào vận chuyển bằng đường thuỷ quacảng Ninh Phúc, vận chuyển về nhà máy bằng tàu hoả

_Than cám 3 và 4A của Quảng Ninh vận chuyển về cảng sông Ninh Phúc hoặc Cầu Yên, sau đó vận chuyển về nhà máy bằng tàu hoả hoặc ôtô Dầu FOnhập ở nước ngoài và được vận chuyển về nhà máy bằng tàu hoả

_Nhà máy được cung cấp nguồn điện có điện áp 110 KV qua đường dây nhánh

kép AC-150 với chiều dài khoảng 20,5 km từ trạm biến áp Ninh Khánh 220/110KV.

_Hai nguồn nước cung cấp nước ngầm cách nhà máy 800 m và 3 km

* Hệ thống giao thông thuận lợi cho vận chuyển nguyên, nhiên vật liệu về vàvận chuyển sản phẩm đi đến các vùng khác nhau vì nhà máy Xi măng Tam Điệpnằm về phía trái Tây Bắc cách quốc lộ 1A khoảng 1,5 km, cách ga xe lửa ĐồngGiao 0,7 km Xe lửa qua khu vực này hàng ngày có 10-15 chuyến dôi dư (cả tàuhàng và tàu khách) Phía Nam nhà máy có đường ôtô nền rộng, lượng xe khôngđáng kể Cách nhà máy 20 km có cảng Ninh Phúc tạo nên thuận lợi đáng kể vềgiao thông đường thuỷ cho nhà máy

* Nhà máy cách trung tâm thị xã Tam Điệp khoảng 4 km nên trong quá trìnhxây dựng có thể tận dụng các cơ sở dịch vụ của thị xã như : khách sạn, bệnh xá,các cơ sở văn hoá phục vụ cho chuyên gia đồng thời tận dụng được lực lượng laođộng tại chỗ nhằm hạn chế tối đa việc xây cất lán trại và các khu dịch vụ tại côngtrình xây dựng

* Địa hình khu vực xây dựng nhà máy tương đối bằng phẳng, không có nguy

cơ tác động của một số quá trình ngoại sinh khác như xói mòn, trượt lở…Lớpphủ Đệ tứ tương đối dày, trung bình 10 m thuận lợi cho san lấp mặt bằng Khảnăng chịu tải ở mức khá 1,5-2,0 KG/cm2

* Hướng gió thịnh hành trong mùa khô lạnh là gió Đông Bắc, trong mùa hè

là gió Đông Nam không gây ảnh hưởng bụi và khí thải từ nhà máy tới các khuvực thị xã cũng như các vùng dân cư lân cận

* Nước ngầm sâu không cản trở việc thi công và đào đắp, không gây ảnhhưởng đến các tính chất cơ lý của đất đá và các vật liệu khác

* Nhà máy đặt ở vị trí khu đất thuận lợi cho mở rộng dây chuyền 2 sau này vìdiện tích chiếm đất hiện tại của nhà máy là không lớn và khu đất ngay sát hàngrào tương đối bằng phẳng lại không có dân cư sinh sống

2 Nhược điểm :

+ Địa điểm xây dựng nhà máy nằm trong khu vực có hoạt tính địa chấn cao(cấp 8 theo thang quốc tế 12 cấp MSK-64) Kèm theo tình trạng nứt nẻ tuy nhỏnhưng phổ biến đến độ sâu 70 m vẫn chưa chấm dứt Thêm nữa là ở độ sâu khácnhau còn có hang hốc Cactơ phân bố.Do đó phải tiến hành sử lý nền móng đểđảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình

+ Nhà máy nằm trong khu vực có đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa có mùamưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 thường nóng và mưa rào, hay có bão sẽ ảnhhưởng đến hoạt động khai thác nguyên liệu ngoài mỏ

+ Khó khăn lớn nhất là việc chiếm lĩnh thị trường tiêu thụ sản phẩm của nhàmáy Cách 10 km về phía Nam có nhà máy xi măng Bỉm Sơn công suất 2,4 triệutấn/năm và cách 50 km về phía Bắc có nhà máy xi măng Bút Sơn công suất 1,4triệu tấn/năm là các nhà máy gần Tam Điệp nhất đã đi vào sản xuất trong thờigian dài Họ đã có thị phần phân phối sản phẩm và cũng đã

chiếm được lòng tin của khách hàng bởi chất lượng sản phẩm đã được trảinhgiệm Thứ đến là việc vân chuyển xi măng vào miền Trung, từ Đà Nẵng đếnBình Thuận sẽ khó thực hiện bằng đường sắt và đường bộ vì rất khó cạnh tranhvới các nhà máy ở phía Nam như Bỉm Sơn, Nghi Sơn, Hoàng Mai, Vân Xá… vềgiá cước vận chuyển Do đó, để cạnh tranh được trên thị trường trong nước vàkhu vực, vấn đề chính đặt ra cho nhà máy Xi măng Tam Điệp phải quan tâmgiải quyết đó là chất lượng xi măng và giá cả cũng như chính sách tiếp thị củanhà máy sau này

PHẦN IV : TÍNH TOÁN BÀI PHỐI LIỆU

I CHỌN MOĐUN HỆ SỐ :

1 Một số ký hiệu, quy ước :

S = SiO2 M = MgO F = Fe2O3 A = Al2O3

C = CaO K= K2O N = Na2O S  SO3

CK = chất khác R = R2O MKN = mất khi nung

Nguyên liệu chưa nung i : S0

Với i = ( 1số nguyên liệu)

2 Các modun, hệ số đặc trưng cho thành phần clinker :

2.1 Hệ số bão hoà vôi KH :

) (

8 , 2

7 , 0 35 , 0 65 , 1

td

td

S S

S F A

C C KH

S

S C

C

65 , 0 18 , 1 8 , 2

) 7 , 0 (

2.3 Mô đun Silicát :

F A

S MS

p 

Theo lý thuyết p 1 3, thực tế p 1 1 , 7

Để phối liệu vừa đảm bảo thành phần hoá, thành phần khoáng của clinker saunung vừa đảm bảo hàm lượng pha lỏng phù hợp cho việc tạo khoáng chính, chọnLSF = 95, p = 1,55, n = 2,5

II CHỌN SỐ NGUYÊN LIỆU :

66 , 2

82 , 0

92 , 59

3 , 030

67 , 5

18 , 17

Ta bổ sung thêm quặng sắt để giảm modun alumin

Khi cố định modun alumin

F F

A MA

030 , 3

92 , 59 955

A

S

MS ds

MSđs =2,121 < 2,5 do đó ta phải bổ sung cả diatômit để tăng hàm lượng SiO2

Bảng 3_Thành phần cấu tử điều chỉnh : thành phần nguyên liệu khô chưa nung100% (II-51)

2 Nhiên liệu : sử dụng 100% than altracite_loại cám 3

Bảng 4_Thành phần hoá học của than cám 3 (II-96)

Hệ số sử dụng của than : 1 , 066

092 , 7 100

1 100 100

Vậy ta sẽ chọn bài phối liệu 4 cấu tử có lẫn tro than

III QUY VỀ NGUYÊN LIỆU KHÔ ĐÃ NUNG 100% VÀ TÍNH LƯỢNG TROTRONG CLINKER :

1 Nguyên lỉệu khô đã nung 100% và các modun, hệ số :

Bảng 8_Nguyên liệu khô đã nung 100%

trong đó n : hệ số lắng tro trong clinker Chọn n = 100%

A : độ tro của than A = 15,12%

B : lượng than tiêu tốn cho 1 kg clinker, kg/kgCL

6678

1 6 ) 15 , 2 62 , 1 ( 26 512 , 1 246 763 ,

77

.

81

6 ) (

26 246

81

kgthan kg

W S

O H

730

kgCL kg

Vậy, t% = 1.0,1512.0,109.100% = 1.648%

IV DỰNG VÀ GIẢI HỆ PHƯƠNG TRÌNH :

Gọi x1, x2, x3, x4 lần lượt là tỷ lệ của đá vôi, đất sét, quặng sắt và điatomittrong clinker Ngoài ra, xtro = t% = 1,648%

0 ) (

0 ) (

i i i

x S

Ta được hệ sau :

100 648 , 1

0 648 , 1 893 , 19 495 , 61 889

, 158 006

, 3 816 , 0

0 648 , 1 379 , 19 887

, 3 81 , 102 193

, 9 24 , 0

0 648 , 1 55 , 187 85

, 233 219

, 96 367

, 195 144

, 76

4 3 2 1

4 3

2 1

4 3

2 1

4 3

2 1

x x

x x

x x

x x

x x

x x

Giải hệ phương trình bằng phương pháp Gauss ta có :

x1= 72,0012% x3 = 2,29176% xtro = 1,648%

x2 = 17,5049% x4 = 6,55414%

V TÍNH KIỂM TRA :

1 Tính kiểm tra thành phần hoá của clinker :

Thay giá trị trong bảng 7 và 8 vào các công thức sau :

k k

.

,

0

100

.

.

k k

,

90

100

.

.

k k

k C x C x C x C x C x

C

(%) 7738

,

0

100

648 , 1 79 , 0 5049 , 17 93 , 0 0012 , 72 84 , 0 100

.

K M x M x M x

M

(%) 4392 , 0 100

5049 , 17 96 , 1 0012 , 72 12 , 0 100

k 

100

5049 , 17 22 , 1 0012 , 72 02 ,

= 0 , 215 (%).

2

100

.

.

k k

65 , 0 18 , 1 8 , 2

100

S

C LSF

3943 , 3

3286 , 5

8319 , 21

S MS

3 Tính kiểm tra thành phần khoáng của clinker :

(%).

047 , 63 3943 , 3 42 , 1 3286 , 5 72 , 6 8319 , 21 6 , 7 2401 , 66

VI TÍNH THÀNH PHẦN HOÁ PHỐI LIỆU, THÀNH PHẦN ĐÓNG GÓPCỦA NGUYÊN LIỆU TRONG PHỐI LIỆU VÀ TÍT PHỐI LIỆU :

1 Phần đóng góp của nguyên liệu trong phối liệu :

+Đá vôi :

% 239 , 81

% 100 6841 , 151

2264 , 123 36

, 5 100

55414 , 6 100 69

, 2 100

29176 , 2 100 72

, 8 100

5049 , 17 100 57

0012 , 72 100

100

100 100

100 100

100 100

100

% 100 100

100

0 4

4 0

3

3 0

2

2 0

1 1

0 1 1 1

x MKN

x MKN

x

MKN

x X

+Đất sét :

% 643 , 12 6841

, 151

% 100 72 , 8

100

5049 ,

, 151

% 100 69 , 2

, 151

% 100 36 , 5

2 Thành phần hoá của phối liệu :

Thay số ở bảng 1 vào các công thức sau ;

% 739 , 13 100

565 , 4 04 , 81 553 , 1 5 , 19 643 , 12 92 , 59 239

.

4 3

0 3 2

0 2 1

% 220 , 3 100

565 , 4 7 553 , 1 03 , 4 643 , 12 18 , 17 239

.

4 3

0 3 2

0 2 1

565 , 4 14 , 2 553 , 1 26 , 65 643 , 12 67 , 5 239

.

4 3

0 3 2

0 2 1

565 , 4 45 , 3 553 , 1 08 , 3 643 , 12 20 , 4 239 , 81 75 , 52

100

.

.

4 3

0 3 2

0 2 1

0 1 0

643 , 12 85 , 0 239 , 81 49 , 0 100

.

2 1

643 , 12 79 , 1 239 , 81 07 , 0 100

.

2 1

643 , 12 11 , 1 239 , 81 01 , 0 100

. 1 02 2

565 , 4 01 , 1 553 , 1 44 , 5 643 , 12 56 , 0 239

.

4 3

0 3 2

0 2 1

565 , 4 36 , 5 553 , 1 69 , 2 643 , 12 72 , 8 239

.

4 3

0 3 2

0 2 1

0 1 0

+ Bài phối liệu có đưa tro than vào nhưng số phương trình không đổi Vế tráikhông đổi nhưng vế phải thay đổi Mặc dù vậy, các thông số của tro than đưavào đều tính được ngay nên hệ vẫn giảibình thường được bằng phương phápGauss.

+ Hàm lượng pha lỏng L = 24,836 % là phù hợp cho quá trình tạo khoáng diễn

ra theo yêu cầu

+ Tít phối liệu T = 78,886 % là phù hợp

VIII TÍNH CƯỜNG ĐỘ CỦA CLINKER :

Giả sử tổng hàm lượng kiềm có trong clinker gồm 2 loại là K2O và Na2O Giảthiết hàm lượng của chúng là như nhau Ta có :

2

4392 , 0 2 2

k

R O K

O

Na

Suy ra K K2O 1 , 52 Na2O 0 , 2196  1 , 52 0 , 2196  0 , 5534 %

5 , 0 457 , 0 5534 , 0 85 , 0

215 , 0

Bảng 10_Tiêu chuẩn xi măng PCB 40 của Việt Nam