Đồ án thiết kế hệ thống xử lý bụi nghiền xi măng

Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử
xi măng nhà máy xi

măng Hoàng Thạch

Mở đầu..................................................................................................................... 4
Phần I: Tổng quan...................................................................................................5
Chương I: Giới thiệu chung về sản xuất xi măng.................................................5
I. Tóm tắt sự phát triển ngành sản xuất xi măng....................................................5
II. Các loại nguyên liệu, nhiên liệu và phụ gia dùng sản xuất xi măng..................7
1. Nguyên liệu và phụ gia...................................................................................7
2. Nhiên liệu dùng trong công nghiệp sản xuất xi măng...................................11
III. Thành phần khống hóa của Clinker và xi măng...........................................12
IV. Quy trình cơng nghệ sản xuất xi măng cơng nghiệp.......................................13
1. Q trình gia cơng ngun, nhiên liệu..........................................................13
2. Q trình nung ủ Clinker..............................................................................13
3. Q trình nghiền và đóng bao xi măng.........................................................14
4. Dây chuyền công nghệ.................................................................................15
5. So sánh ba sơ đồ...........................................................................................22
V. Q trình đóng rắn của xi măng.......................................................................22
Chương II. Những đặc trưng cơ bản của quá trình nghiền Clinker xi măng...23
I. Nghiền Clinker xi măng...................................................................................23
1. Máy nghiền xi măng.....................................................................................23
2. Bi đạn trong máy nghiền..............................................................................23
3. Tấm lót.........................................................................................................24
II. Cơng suất tiêu thụ của máy nghiền..................................................................24
III. Đối tượng nghiền...........................................................................................24
1. Clinker.......................................................................................................... 24

2. Thạch cao.....................................................................................................25
3. Đá bazan.......................................................................................................25
4. Các phụ gia khác..........................................................................................25
Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

1


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hoàng Thạch
Chương III. Vấn đề ô nhiệm bụi xi măng và các phương pháp xử lý................26
I. Các nguồn bụi...................................................................................................26
II. Ơ nhiệm khí thải và bụi trong sản xuất xi măng..............................................27
III. Tác hại của bụi và khí thải trong sản xuất xi măng........................................28
1. Đối với môi trường.......................................................................................28
2. Đối với con người........................................................................................28
IV. Các phương pháp xử lý bụi trong sản xuất xi măng.......................................29
1. Phương pháp lắng bụi bằng trọng lực...........................................................30
2. Phương pháp lắng bụi bằng quán tính..........................................................31
3. Phương pháp ly tâm.....................................................................................31
4. Phương pháp lọc bụi bằng vật liệu lọc.........................................................32
5. Phương pháp lọc bụi bằng điện....................................................................35
Phần 2: Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi.........................................................38
Chương I. Tính tốn thiết kế xyclon....................................................................38

I. Xác định các thống số ban đầu cho việc tính tốn............................................38
1. Khối lượng riêng của khí chứa bụi...............................................................38
2. Độ nhớt động học của mơi trường................................................................39
II. Tính tốn xyclon.............................................................................................39
1. Đường kính của xyclon................................................................................39
2. Tính lại vận tốc quy ước trong xyclon.........................................................40
3. Tính lại trở lực.............................................................................................40
4. Các kích thước cơ bản của xyclon...............................................................41
5. Xác định các thơng số làm việc của xyclon..................................................42
6. Tính hiệu suất làm sạch khí của xyclon........................................................47
7. Tính nồng bụi ra khỏi xyclon.....................................................................48
Chương II: Tính tốn thiết kế thiết bị lọc túi......................................................51
I. Tính tốn bề T
bề

Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

2


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hoàng Thạch
mặt lọc.................................................................................................................51
II. Tính tốn số túi ( ống tay áo)...........................................................................51

III. Tính trở lực của thiết bị lọc túi.......................................................................52
IV. Tính vít tải tháo bụi cho thiết bị lọc túi..........................................................52
Chương III: Tính tốn hệ thống đường ống........................................................54
I. Sơ đồ bố trí.......................................................................................................54
II.Tính tốn đường ống cho thiết bị xyclon và lọc túi..........................................55
1. Tính đường kính các ống..............................................................................55
2. Chiều dài các ống.........................................................................................56
Chương IV: Tính tốn thiết kế quạt ly tâm.........................................................57
I. Tính tốn quạt hút sau xyclon (Qu1)................................................................57
1. Xác định trở lực thủy lực của đường ống....................................................57
2. Chọn quạt.....................................................................................................63
II. Tính tốn quạt hút sau thiết bị lọc túi (Qu2)....................................................64
1. Xác định trở lực thủy lực của đường ống....................................................64
2. Chọn quạt.....................................................................................................65
Chương V: Tính tốn cơ khí.................................................................................67
I.Tính chiều dày của xyclon.................................................................................67
II. Chọn mặt bích.................................................................................................69
III. Chọn tai treo cho xyclon................................................................................70
1. Xác định khối lượng phần hình trụ GHT của xyclon....................................70
2. Xác định khối lượng phần hinh nón Ghn.....................................................70
3. Xác định Gống tâm......................................................................................71
4. Xác định Gbunke..........................................................................................71
Kết luận.................................................................................................................. 74
Tài liệu tham khảo...................................................................................................76
Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

3

Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử
xi măng nhà máy xi

măng Hoàng Thạch

Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

4


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử
xi măng nhà máy xi

măng Hoàng Thạch
Mở đầu

Để đáp ứng được nhu cầu cuộc sống ngày tăng, con người ln mong muốn phát
triển nền kinh tế của mình. Công nghiệp sản xuất xi măng (XM) đối với nhiều nước
là một trong những ngành công nghiệp mũi nhọn, đặc biệt đối với nước ta là một
nước đang trong quá trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì nhu cầu về xây
dựng cơ bản là rất lớn do đó nhu cầu về xây dựng xi măng cũng tăng theo. Xi măng
là vật liệu thông dụng nhất trong ngành cơng nghiệp xây dựng vì chúng là chất kết
dính rẻ tiền hơn so với các loại chất kết dính khác. XM đã có mặt trong đời sống

của con người hàng nghìn năm qua và cho đến nay con người vẫn sử dụng nó trong
hầu hết các cơng trình xây dựng. Theo những dự đốn thì XM vẫn là chất kết dính
chủ lực trong thế kỷ tới.
Bên cạnh những lợi ích to lớn do nền cơng nghiệp mang lại, nó cịn kéo theo
một số vấn đề tiêu cực mà chúng ta cần phải giải quyết. Ơ nhiễm mơi trường là một
trong những vấn đề lớn mà nước ta cần phải quan tâm sâu sắc bởi nó tác động rất
lớn đến sự phát triển bền vững của đất nước. Do đó ơ nhiễm môi trường trong công
nghiệp sản xuất xi măng là một vấn đề cấp bách cần giải quyết, đặc biệt với các nhà
máy xi măng có cơng nghệ lạc hậu được xây dựng trong thời kỳ trước đây thì trình
trạng ô nhiễm môi trường là rất phổ biến.
Nhiệm vụ thiết kế Đồ án tốt nghiệp của em được giao với đề tài “ Thiết kế hệ
thống xử lý bụi cho khu vực nghiền xi măng của nhà máy xi măng Hồng Thạch”.
Đây là đề tài có tính ứng dụng rất lớn. Mục tiêu của đề tài đặt ra là:
- Đánh giá hiện trạng ô nhiễm bụi tại các nhà máy sản xuất xi măng
- Đề ra phương án khả thi để giải quyết tình trạng ơ nhiễm bụi tại khu vực
nghiền xi măng của Nhà máy xi măng Hoàng Thạch.

Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

5


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử
xi măng nhà máy xi

măng Hoàng Thạch

Phần I: Tổng quan

Chương I: Giới thiệu chung về sản xuất xi măng
I. Tóm tắt sự phát triển ngành sản xuất xi măng
Q trình phát triển của xã hội lồi người ln gắn liền với ngành xây dựng.
Trong ngành xây dựng thì cơng nghiệp sản xuất xi măng đóng vai trị hết sức quan
trọng, nó cung cấp nguyên liệu chủ yếu cho xây dựng và góp phần nâng cao chất
lượng của cơng trình. Hiện nay trong các cơng trình xây dựng xi măng luôn là
nguyên vật liệu chủ yếu. Công nghệ sản xuất xi măng pooclang ra đời vào năm
1812, trải qua nhiều thay đổi lớn lao với sự kiện đáng chú ý nhất là sự xuất hiện của
lò quay vào thế kỷ 19. Việc xuất hiện công nghệ nung luyện bằng lò quay đã thực
sự tạo ra cuộc cách mạng trong mọi công đoạn sản xuất, bắt đầu từ khai thác nguyện
liệu, vận chuyển, bảo quản, đồng nhất đến đóng bao, xuất xưởng. Sản lượng xi
măng trên thế giới hiện nay đã vượt 1,3 tỷ tấn/ năm với rất nhiều chủng loại khác
nhau. Xu hướng phát triển những dây chuyền sản xuất xi măng mới hiện vẫn gắn
liền với mơ hình một nhà máy xi măng chỉ có một dây chuyền công xuất lớn. Lý do
của xu hướng này là do chúng tạo được chi phí sản xuất cố định cũng như biến đổi
thấp. Tuy nhiên, việc tăng công suất các dây chuyền sẽ bị khống chế bởi độ tin cậy
về cơ khí. Chính vì vậy, trong tương lai các nhà máy xi măng sẽ chỉ có một dây
chuyền sản xuất với quy mô gần giống nhau và sản lượng đáp ứng nhu cầu xi măng
tại địa phương, xu thế hướng tới là các nhà máy xi măng công suất 1-2 triệu
tấn/năm và được tự động hóa gần như hồn tồn với số lượng lao động thấp dưới
100 người/ nhà máy. Trong tương lai có thể nhận thấy xu hướng các nhà máy xi
măng sử dụng nhiều sản phẩm phế thải hơn để giảm nguyên liệu và phụ gia khai
thác từ mỏ. Các phế thải hiện đang được sử dụng rộng rãi là: tro bay từ các nhà máy
nhiệt điện, xỉ hạt, xỉ thép và thạch cao công nghiệp.
Ngành công nghiệp sản xuất xi măng Việt Nam đã ra đời cách đây hơn 100 năm.
Từ cơ sở sản xuất thô sơ ban đầu của một số cơ sở sản xuất như: Xi măng Sài Sơn
của Tổng cục hậu cần, xi măng Cần đước(Nghệ an), xi măng 3/2(Thanh hóa), xi
măng Hà Tiên I… Ngày nay nền công nghiệp xi măng Việt Nam đã bước sang một

Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

6


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hoàng Thạch
giai đoạn phát triển mới. Rất nhiều nhà máy với công suất lớn đã ra đời với công
nghệ sản xuất hiện đại như: xi măng Bỉm sơn, xi măng Hoang thạch và nhiều các
nhà máy xi măng lò đứng ở các tỉnh thành trong cả nước. Trong những năm gân
đây, sản lượng xi măng liên tục tăng, năm 1990 tổng sản lượng xi măng sản xuất
được là 2.608.127 tấn, năm 1995 là 6.000.000 tấn, năm 2000 sản lượng xi măng đạt
20.000.000 tấn. Đến năm 2004 sản lượng xi măng trên toàn quốc đạt 26,219 triệu
tấn, dự kiến từ 2005- 2010 tăng trưởng bình quân sẽ là 5-7% và dự kiến đến năm
2010 sản lượng xi măng sẽ đạt được vào khoảng 44 triệu tấn/năm.
Tuy ngày càng được nâng cao cả về sản lượng và chất lượng, nhưng so với các
nước trên thế giới thì xi măng Việt Nam vẫn chưa đủ năng lực cạnh tranh để chiếm
lĩnh thị trường. Hiện nay, một số cơ sở sản xuất của ta vẫn ở dạng lò đứng lạc hậu
với năng suất thấp, nguyên vật liệu – nhiên liệu sử dụng trong ngành vẫn chủ yếu là
loại truyền thống, được khai thác từ tự nhiên, hệ thống quản lý lạc hậu, vì thế rất tốn
kém nhưng chất lượng lại khơng cao. Trong khi đó trên thế giới, các nhà máy xi
măng được hiện đại hóa với công suất lớn 1-2 triệu tấn / năm, với tự động hóa cao
và hệ thống quản lý tiên tiến chỉ cần 100 người/ 1 nhà máy. Mặt khác, các thiết bị
cũng được hiện đại hóa như: máy nghiền đứng với năng suất 500-600 tấn/h, thậm

chí 800 tấn/h, các nhà máy trên thế giới hiện đang có xu hướng sử dụng nhiên liệu
rẻ tiền như: than cốc dầu lửa và than cám là những nhiên liệu khó cháy hơn, và tận
dụng các nguyên liệu phế thải để giảm nguyên liệu và phụ gia khai thác từ mỏ. Các
phế thải hiện đang được sử dụng rộng rãi là: tro bay từ các nhà máy nhiệt điện, xỉ
hạt, xỉ thép và thạch cao trong cơng nghiệp. Chính vì thế trong tương lai, muốn xi
măng tồn tại và phát triển thì vấn đề mở rộng, hiện đại hóa nâng cao năng suất, áp
dụng kỹ thuật tiên tiến, nâng cao hệ thống quản lý chất lượng là vấn đề sống còn
của xi măng Việt Nam.
Hội nhập Quốc tế và tồn cầu hóa là xu hương tất yếu của mọi nền kinh tế trong
đó có Việt Nam. Hiện nay, Việt Nam là thành viên của Hiệp hội các quốc gia Đông
Nam á(ASEAN), là thành viên của diễn đàn hợp tác kinh tế châu á Thái Bình
Dương(APEC), là thành viên của tổ chức thương mại thế giới WTO, đã ký kết hiệp
định thương mại Việt – Mỹ. Hội nhập với khu vực và thế giới với nền kinh tế thị
Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

7


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hoàng Thạch
trương sẽ tạo ra những cơ hội to lớn giúp các doanh nghiệp Việt nam mở rộng thị
trường tiêu thụ sản phẩm, có cơ hội tiếp thu cơng nghệ và kỹ năng quản lý mới…
Nhưng kèm theo đó là những thách thức mà lớn nhất là về năng lực cạnh tranh và
hiệu quả hoạt động. Theo đánh giá của diễn đàn kinh tế thế giới(WEF), năm 1999,

xếp hạng về khả năng cạnh tranh của Việt nam đứng thứ 48 trong số 59 nước được
xét.

Năng lực, sản lượng và nhu cầu xi măng khu vực ASEAN từ
năm 2001-2005
Sản phẩm
Clinker
2001
2005
Xi măng
2001
2005

Năng lực Nhu cầu
(triệu tấn)
(triệu tấn)

Sản xuất
(triệu tấn)

Dư thừa so Dư thừa so
vớisản xuất vớinăng lực
(triệu tấn)
(triệu tấn)

144
150

88
116

102
130

14
14

56
34

180
185

89
123

101
131

15
7

106
62

II. Các loại nguyên liệu, nhiên liệu và phụ gia dùng sản xuất xi măng
Chất lượng xi măng Póoclăng phụ thuộc vào chất lượng Clinker ( thành phần
khống hóa, độ cứng, hoạt tính cường độ), chế độ nghiền… Đối với xi măng
Pooclang hỗn hợp chất lượng phụ gia cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng xi
măng.

Chất lượng Clinker quyết định bởi thành phần khống hóa, hoạt tính của ngun
liệu sản xuất và đặc biệt là cơng nghệ sản xuất.
1. Nguyên liệu và phụ gia
Nguyên liệu để sản xuất xi măng gồm có 2 loại chính là đất sét và đá vơi, ngồi
ra cịn sử dụng các phụ gia để tăng cường hàm lượng oxyt trong nguyên liệu hoặc
bổ xung tính chất nào đó của xi măng.
a/ Đá vơi
Hồng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

8


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hồng Thạch
Đá vơi là nguyên liệu cung cấp CaO cho phối liệu sản xuất xi măng. CaCO 3
trong đá vôi tồn tại dưới dạng Canxit. Cịn một dạng thù hình khác của CaCO 3 là
aragonit nhưng nó chủ yếu có trong thành phần của đá San hô và các loại thạch nhũ
trong hang động. Đối với chất lượng đá vôi để sản xuất xi măng chúng ta chủ yếu
quan tâm đến độ cứng, độ tinh khiết (mức độ lẫn tạp chất) và đặc biệt là hàm lượng
MgO. Nhiều mỏ đá vơi có lẫn tạp chất Donomit, đây là nguồn chủ yếu đưa MgO
vào Clinker. Với hàm lượng MgO trong Clinker thấp(<4%) khi được làm nguội
nhanh MgO đi vào dung dịch rắn với C 4AF, C2S và pha thủy tinh nên không ảnh
hưởng đến độ ổn định của xi măng. Nhưng khi vượt quá giới hạn 5%, MgO dư được
thiêu kết và tồn tại dưới dạng tự do- khống Periclaz. Sau khi bê tơng đóng rắn

MgO mới phản ứng với nước tạo thành Mg(OH) 2 làm trương nở thể tích gây nứt bê
tơng. Chính vì vậy trong các tiêu chuẩn đều quy đinh hàm lượng MgO trong Clinker
không lớn hơn 5%. Ở một số nơi để tận dụng nguyên liệu, người ta có thể sản xuất
loại Clinker xi măng Pooclang có hàm lượng MgO cao ( tới 10%), nhưng trong
trường hợp này phải đưa thêm các loại phụ gia ổn định, mục đích đưa MgO vào pha
thủy tinh và dung dịch rắn với các khống để hạn chế tác hại của nó, mặt khác điều
bắt buộc là xi măng xuất xưởng phải được thử nghiệm độ ổn định thể tích bằng thiết
bị hấp mẫu trong autoclave, như vậy mới có thế yên tâm cho xi măng xuất xưởng.
Về độ cứng và tạp chất sét trong đá vơi có thể giải quyết dễ dàng hơn bằng cách
lựa chọn thiết bị đập phù hợp, đồng thời điều chỉnh bằng bài tốn phối liệu. Nhìn
chung các khó khăn về chất lượng đá vôi đối với các nhà máy xi măng Việt Nam
chưa phải là vấn đề lớn. Tuy nhiên trữ lượng đá vôi cho sản xuất xi măng ở Việt
Nam không phải là vô tận, vấn đề đặt ra trong công tác khai thác là cần phải tiết
kiệm, sử dụng hợp lý khơng lãng phí, tận dụng tối đa khối lượng đá sau khi nổ mìn
để nâng cao hiệu quả khai thác.
Trong quá trình phản ứng tạo khống, ở nhiệt độ 800-900 oC CaCO3 trong đá vơi
phân hủy thành CaO và CO2 , sau đó cùng với nhiệt độ tăng lên CaO tiếp tục phản
ứng với Al2O3, Fe2O3 và SiO2 để tạo thành C3A, C4AF, C2S và C3S. Nhìn chung đá
vơi ảnh hưởng khơng nhiều đến hoạt tính của phối liệu, trừ khi các tạp chất có hại
nằm ngoài giới hạn cho phép.
Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

9


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi

măng Hoàng Thạch
b/ Đất sét và các nguyên liệu khác

Nguyên liệu đất sét cung cấp cho các nhà máy xi măng Việt nam nhiều chủng
loại:
Đất sét ruộng khai thác xuống sâu như ở : công ty xi măng Hà tiên 2 và Sao
mai.
Đất sét bồi phù sa: cơng ty xi măng Hải phịng
Đất sét bồi dưới dạng đá sét: có phần lớn ở các cơng ty xi măng Hồng thạch,
Bút sơn, Bỉm sơn, Tam điệp, Hoàng mai và Chinfon.
Nguyên liệu đất sét chủ yếu cung cấp oxyt SiO 2, sau đó đến Al2O3, Fe2O3 cho
phối liệu xi măng. Trong khi đá vơi ít ảnh hưởng đến hoạt tính của phối liệu thì
ngun liệu đất sét lại có tính quyết định đến hoạt tính của phối liệu. Với các giá trị
hệ số chế tạo nằm trong vùng xi măng Pooclăng thông dụng, phối liệu dễ nung hoặc
khó nung chủ yếu phụ thuộc vào bản chất đất sét. Bản chất và hoạt tính của đất sét
lại phụ thuộc vào dạng của SiO2 tồn tại trong nguyên liệu đất sét.
Dạng SiO2 trong đất sét bao gồm 3 dạng chính : SiO 2 nằm trong hợp
chất( Caolinit Al2O3 .2SiO2.2H2O, Muscovit K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O… ), SiO2 tự
do dưới dạng  - thạch anh ẩn tinh và vi tinh, cuối cùng là SiO 2 tự do dưới dạng
tinh thể lớn (cát). Trong q trình nâng nhiệt trong lị nung, các hợp chất của đất sét
mất nước tạo thành dạng giả bền có hoạt tính cao dễ phản ứng với CaO tạo thành
các khống Clinker. Silic dạng tinh thể hồn chỉnh như cát thạch anh cho dù có
được nghiền mịn cũng khó phản ứng nhất. Điều đó giải thích tại sao khi dùng loại
đất sét bồi lẫn nhiều cát phối liệu rất khó nung.
Kiềm là thành phần có hại cho Clinker và xi măng. Xi măng có hàm lượng kiềm
cao khi gặp phối liệu có chứa SiO2 hoạt tính như các loại đá phun trào (Bazan,
gabro…) xảy ra phản ứng kiềm- cốt liệu gây trương nở thể tích làm nứt bê tơng.
Kiềm đưa vào Clinker chủ yếu từ đất sét. Đá sét có nguồn gốc phong hóa chưa triệt

để từ các sản phẩm phun trào núi lửa hoặc đất sét trong vùng nhiễm mặn thường có
kiềm cao. Nhìn chung các mỏ sét trầm tích có hàm lượng kiềm thấp. Trong cơng
nghệ sản xuất nếu khơng có hệ thống tách kiềm, kiềm bay hơi và phần lớn hồi lưu,
Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

10


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hoàng Thạch
đọng lại trong Clinker, do vậy chỉ tiêu về hàm lượng kiềm trong đất sét là điều đáng
quan tâm, khi khảo sát và phân tích phục vụ sản xuất cần chụ ý đến vấn đề này.
Về hàm lượng SiO2 các công ty phải bổ sung nguồn thiếu hụt bằng đá phiến
silic( xi măng Hải phòng, Bỉm sơn ), hoặc cát ( xi măng Hà Tiên 2, Nghi sơn). SiO2
trong đá phiến silic tồn tại chủ yếu dưới dạng Error! Objects cannot be created
from editing field codes.- thạch anh ẩn tinh và vi tinh, có lẫn SiO2 vơ định hình
( keo Opal ) có hoạt tính phản ứng cao trong khi cát chủ yếu chứa Error! Objects
cannot be created from editing field codes. - thạch anh dạng tinh thể hồn chỉnh
khó phản ứng hơn nên cần phải nghiền càng mịn càng tốt.
Thành phần Booxxit gồm Hydragilit Al(OH)3, Diaspore HAlO2 và Boehmit
AlO(OH)3. khi nâng nhiệt độ chúng mất nước kết tinh tạo thành dạng Al2O3 hoạt
tính dễ phản ứng nên là nguyên liệu bổ sung Al2O3 khá tốt cho phối liệu xi măng.
Sau đá vôi và đất sét, ở tất cả các nhà máy hiện nay đều phải dùng nguyên liệu
thứ 3 bổ sung cho sự thiếu hụt Fe2O3 đó là xỉ pirit hoặc quặng sắt.

c/ Các loại phụ gia sử dụng trong sản xuất xi măng
Xi măng sản xuất tại nước ta hiện nay thường chứa 18-22% phụ gia nên bên
cạnh chất lượng Clinker thì chất lượng phụ gia cũng đóng vai trị rất quan trọng
trong việc tạo nên chất lượng của xi măng.
Một số loại phụ gia được sử dụng để điều chỉnh thành phần hóa học của phối
liệu khi thành phần hóa học của phối liệu khơng đủ tiêu chuẩn quy định. Tùy theo
sự thiếu hụt các oxyt mà sử dụng các phụ gia khác nhau.
- Phụ gia điều chỉnh modul aluminat thường sử dụng là các phụ gia cao silic như
cát mịn, đất đá. Phụ gia cao nhôm như quặng booxxit, cao lanh,…Phụ gia cao sắt
như xỉ pirit Lâm thao, quặng sắt Thái ngun…
- Phụ gia khống hóa thường được sử dụng trong nhà máy xi măng lò đứng
nhằm làm giảm nhiệt độ phân hủy nguyên liệu ban đầu thành các oxyt có hoạt tính c
ao. Loại phụ gia thường được sử dụng phổ biến hiện nay là hợp chất của florua như:
CaF2 tinh khiết, khoáng thiên nhiên, đá bazan, các phế thải công nghiệp …
- Thạch cao thường dùng làm phụ gia điều chỉnh thời gian đông kết cho xi
măng, hàm lượng thạch cao tùy thuộc vào yêu cầu tính chất của sản phẩm.
Hồng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

11


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hoàng Thạch
Ngoài ra nhiều loại phụ gia khác nữa được sử dụng để sản xuất các loại xi măng

khác nhau. Hoạt tính Puzolan của phụ gia chỉ được biểu hiện sau thời gian dài đóng
rắn, thơng thường ở tuổi 6 tháng trở lên. Ở tuổi 28 ngày bất cứ loại phụ gia nào khi
tăng tỷ lệ cũng có tác dụng làm suy giảm cường độ so với xi măng gốc. Để giảm giá
thành sản phẩm cần nghiên cứu sử dụng các loại phụ gia gần nhà máy càng tốt.
Muốn tăng được tỷ lệ phụ gia so với hiện nay nhất thiết phải nâng cao chất lượng
Clinker, đặc biệt là hoạt tính cường độ. Muốn đạt được điều này cần phải tiếp tục
nghiên cứu, áp dụng các kỹ thuật tiên tiến.

2. Nhiên liệu dùng trong công nghiệp sản xuất xi măng
Chất lượng nhiên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình nung Clinker trong sản
xuất xi măng, vì vậy phải lựa chọn nhiên liệu đảm bảo đáp ứng được nhu cầu nung
luyện Clinker.
Nhiên liệu trong các nhà máy xi măng dùng để:
-

Vận hành lò nung: đối với phương pháp khô là 83%, phương pháp ướt là
96%

-

Sấy nguyên liệu: đối với phương pháp khô là 11%, phương pháp ướt là 1%

Trong công nghiệp sản xuất xi măng ở nước ta hiện nay vẫn chỉ sử dụng các
nhiên liệu truyền thống là than, dầu mỏ và khí thiên nhiên.
-

Than chứa khoảng 60-90% là cacbon, cịn lại là hydro, oxy, nito… có nhiệt

lượng riêng là 5300-7400kcal/kg. Khi than cháy thì để lại một lượng tro chiếm
khoảng 10-30%, do thành phần của tro than gần giống với đất sét đã nung do đó

nó cũng được coi là một cấu tử trong nguyên liệu và cần khống chế theo đúng tỷ
lệ. Khi sử dụng than làm nhiên liệu thì cần phải sấy và nghiền nhỏ rồi phun vào
lò( đối với lò quay ), nghiền cùng phối liệu ( đối với lò đứng ).
*Bảng đặc trưng của các loại than dùng nung cliker
Loại than
Na dương
Fin A
Cám 3
Cám 4A

Độ tro A(%)
< 36
7,5
<15
15 - 20

Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

Chất bốc V (%)
 30
8
6-8
6-8
12

QH (Kcal/kg)
4200
7852
>6740

5360


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử
xi măng nhà máy xi

măng Hoàng Thạch
-

Dầu là một loại nhiên liệu có nhiệt lượng cao, khơng có tro chứa 85-90%

cacbon, 5-10% hydro. Tuy nhiên muốn sử dụng dầu làm nhiên liệu bắt buộc phải
có thiết bị đốt, hầm sấy và bộ lọc dầu, do đó mà ở Việt nam ít sử dụng loại nhiên
liệu này.
-

Khí thiên nhiên chứa thành phần chính là khí Metan và Etan. Ưu điểm của

loại nhiên liệu này là khơng có tro và thiết bị đốt thì đơn giản hơn nhiều so với
thiết bị đốt dầu. Tuy nhiên ở nước ta do việc khai thác khí thiên nhiên cịn gặp
nhiều khó khăn nên nhiên liệu loại này ít được sử dụng.
Ngày nay trên thế giới xuất hiện xu hướng thay thế ngày càng nhiều các loại
nhiên liệu truyền thống bằng các nhiên liệu phế thải như: lốp cao su, dầu thải, đá
xít, các dung môi và chất dẻo. Việc này đem lại hiệu quả kinh tế rất cao vì vừa
giảm được giá thành sản phẩm lại giảm được độc hại cho môi trường.

III. Thành phần khống hóa của Clinker và xi măng

Clinker và xi măng Pclang là sản phẩm đa khống. Bốn thành phần chính của
clinker là: C3S, C2S, C3A và C4AF, trong thực tế khơng bao giờ tồn tại các khống
tinh khiết, chúng ln bị thay thế đồng hình bởi các oxyt có mặt trong phối liệu
nung luyện nên được gọi là alit, belit, xelit1 và xelet2. Choán lấp giữa các khe hở
của pha kết tinh là pha thủy tinh. Hàm lượng pha thủy tinh trong clinker phụ thuộc
vào tốc độ làm nguội của clinker, khi làm nguội đột ngột lượng pha thủy tinh lên tới
22-24%. Nhưng nếu làm nguội từ từ nó chỉ chiếm khoảng 3% vì có đủ thời gian cho
khống kết tinh, tinh thể khống có kích thước lớn hồn chỉnh.
Về tốc độ thủy hóa, C3A có tốc độ phản ứng với nước nhanh nhất, kế tiếp là C 3S,
sau đến C4AF và C2S có tốc độ thủy hóa thấp nhất. Về cường độ chịu nén của các
đơn khoáng tinh khiết, nếu lấy mốc tuổi 28 ngày thì C 3S có cường độ cao nhất
( 46,6 MPa ), sau đó đến C4AF (38,4 MPa), C3A (12,4 MPa), C2S (4,2MPa). Sau
thời gian dài cường độ của C2S mới đuổi gần kịp C3S. Trong clinker xi măng do có
sự đồng hình gây khuyết tật mạng cộng thêm có sự ảnh hưởng tương hộ của các
Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

13


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hồng Thạch
khống trong q trình hydrat hoasneen khi có cùng thành phần các khống, clinker
xi măng pooclang có hoạt tính cường độ cao hơn nhiều so với các hỗn hợp cơ học
của các khoáng tinh khiết.

Ở nhiệt độ thường C3S và C2S phản ứng với nước tạo pha hydro silicat gần vơ
định hình C-S-H và thải ra một lượng đáng kể Ca(OH) 2. Khi có mặt thạch cao C3A
phản ứng với nước tạo thành ettringit C3A.3CaSO4.12H2O
Xi măng có hàm lượng C 3S càng cao thì cường độ của đá xi măng càng lớn. Về
vai trị của C3A và C4AF, do có tốc độ hydrat hóa cao, trong giai đoạn đầu đóng rắn
sớm hình thành các tinh thể ettringit hình kim đan xen nhau, bởi vậy C 3A và C4AF
góp phần nâng cao cường độ ban đầu của xi măng.

IV. Quy trình cơng nghệ sản xuất xi măng công nghiệp
Hiện nay ở nước ta áp dụng 3 loại dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng chính
là:
- Cơng nghệ sản xuất xi măng lị đứng( phương pháp bán khô )
- Công nghệ sản xuất xi măng lị quay phương pháp ướt
- Cơng nghệ sản xuất xi măng lị quay phương pháp khơ
Mỗi loại cơng nghệ đều mang các đặc điểm khác nhau từ đó mà mang các ưu
nhược điểm riêng. Nhưng nói chung về cơ bản 3 loại cơng nghệ trên đều có các
bước thực hiện tương đối giống nhau.

1. Q trình gia cơng nguyên, nhiên liệu
Các phối liệu đá vôi, đất sét, thạch cao, các loại phụ gia, than…
Được gia công sơ bộ đến kích thước và độ ẩm u cầu sau đó được định lượng và
nghiền mịn thành phối liệu.

Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

14


Đồ án tốt nghiệp

lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hoàng Thạch
Đối với công nghệ sản xuất xi măng theo phương pháp khô và bán khô : Phối
liệu đưa vào nghiền không chỉ có :đá vơi , đất sét, phụ gia điều chỉnh mà nhiên liệu
than cũng được nghiền mịn và phun vào lị trong q trình nung.
Đối với cơng nghệ sản xuất xi măng theo phương pháp ướt thì bột phối liệu được
trộn với nước và nghiền trong máy nghiền bi ướt.

2. Q trình nung ủ Clinker
Cơng đoạn nung Clinker là cơng đoạn rất quan trọng và quyết định đến chất
lượng sản phẩm.
Phối liệu sau khi đã được nghiền mịn được đưa vào nung trong lò nung. Đối với
lò quay phương pháp ướt thì bột liệu đi vào lị ở dạng bùn, với phương pháp khơ thì
bột liệu sau khi nghiền được đi qua hệ thống xyclon trao đổi nhiệt nhằm gia nhiệt
phối liệu trước khi vào lò nhiệt độ phối liệu lúc này lên tới 700 0C như vậy phối liệu
trước khi vào lị ở dạng bột khơ và được nung trong lò quay với nhiệt độ khoảng
1350 – 14500C. Sau khi nung xong Clinker được làm nguội nhanh bằng nước và
khơng khí sau đó vận chuyển vào silơ chứa. Với hệ thống lị nung clinker theo
phương pháp bán khơ sử dụng lị đứng hoặc lị quay thì phối liệu trước khi nạp vào
lò được trộn đến độ ẩm 12 – 14% và được vê thành viên có kích thước 8 – 12mm
sau đó mới đưa đi nung.
Q trình nung phối liệu trong lò dưới tác dụng của nhiệt độ cao các cấu tử trong
phối liệu sẽ phản ứng với nhau tạo thành các khống chính có trong thành phần
clinker xi măng đó là: 3CaO.Al 2O3 ( C3A ), 2CaO.SiO2 ( C2S ), 3CaO.SiO2 ( C3S )
và 4CaO.Al2O3.Fe2O3 ( C4AF ). Để tăng nhanh q trình nung clinker các biện pháp
có hiệu quả hay được dùng như: Dùng chất khoáng hoá, giảm độ ẩm của bùn pát,

hồi lưu bụi trở lại lò quay, dùng thiết bị làm lạnh, tăng tốc độ quay của lò nung, sử
dụng thiết bị đốt nhiên liệu hiện đại cháy hoàn toàn cho nhiệt lượng tối đa.
Sau khi qua giai đoạn làm lạnh, nhiệt độ clinker trong khoảng 50 – 150 0C
clinker được ủ trong kho hoặc silo chứa trong khoảng 10 – 15 ngày để CaO tự do
còn lại trong clinker phản ứng với nước trong khơng khí tạo thành Ca(OH) 2 nở thể
Hồng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

15


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hồng Thạch
tích làm cho clinker dễ nghiền và xi măng không nở nữa, như vậy sẽ làm tăng chất
lượng của xi măng.
3. Quá trình nghiền và đóng bao xi măng
Clinker được phối trộn với các loại phụ gia xi măng như đá bazan, đá vôi,
thạch cao...theo công thức phối trộn tuỳ thuộc vào u cầu và tính chất của xi măng
mà cơng thức phối trộn sẽ khác nhau. Thông thường pha thêm 3 – 4% thạch cao để
điều chỉnh thời gian đông kết và khoản 15 – 20% phụ gia khác để tăng sản lượng và
cải thiện tính chất của xi măng. Độ nghiền mịn thường đạt 12% lượng còn lại trên
sàng 0,08mm hoặc bề mặt riêng 2900 – 3200cm2 /g rồi qua thiết bị phân ly, phần
chưa đạt độ mịn cho quay lại vào máy nghiền. Sau khi nghiền xong xi măng được
gầu tải đưa vào các silo chứa và được đảo trộn để đồng nhất tránh hiện tượng vón
cục. Xi măng sau đó được đóng bao ( thơng thường bao có trọng lượng 50kg ) rồi

được các xe chuyên chở đi tiêu thụ.
4. Dây chuyền công nghệ
Nhà máy xi măng được sản xuất theo phương pháp khô với các thiết bị công
nghệ, thiết bị điều khiển thuộc thế hệ mới,tiên tiến trên thế giới. Mức độ cơ giới hoá
và tự động hoá cao,định mức tiêu hao nguyên nhiên vật liệu thấp. Việc vận hành
thiết bị được thực hiện tại phòng điều khiển trung tâm và một số trung tâm cục

a.

Sơ đồ cơng nghệ dây chuyền sản xuất xi măng lị quay phương pháp khơ:

Hồng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

16


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế h thng x
xi mng nh mỏy xi

mng Hong Thch
Đá vôi

Đất sét

Pirit

Máy đập

Máy đập

Máy đập

Kho đồng nhất sơ bộ

Két đá vôi

Sét caosilic

Máy đập

Kho chứa phụ gia

Két đất sét

Két sét
caosilic

Két pirit

Máy sấy
nghiền

Than

Silô đồng nhất

Đồng nhất

Hệ xyclon trao
đổi nhiệt

Máy sấy
nghiền

Phụ gia
lời

Phụ gia
hoạt tính

Thạch cao

Lò quay

Máy đập

Máy đập

Máy đập

Máy làm lạnh

Xilo CL
thứ phẩm

Két phụ

gia lời

Két phụ gia
hoạt tính

Két thạch
cao

Xilo CL chính
phẩm

Xuất CL
rời

Máy nghiền xi
măng

Xilo xi
măng

Xuất xi
măng rời

Xilô xi măng

Đóng bao

Xuất xi
măng bao

Hong Vn Triu
Lp QTTB-K47

17

KÐt chøa


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

măng Hoàng Thạch
* Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ

xi măng nhà máy xi

Đá vôi được khai thác tại mỏ và được vận chuyển về phễu tiếp liệu. Nhờ băng
tải xích đá vơi được vận chuyển vào máy đập búa một trục có va đập phản hồi để
đập đá vơi đến kích thước  25 mm.
Đất sét được khai thác tại mỏ vận chuyển về phễu tiếp liệu. Nhờ băng tải xích,
đất sét chuyển vào máy đập búa hai trục, và máy cán trục để đập đá sét .Đá vơi, đá
sét sau khi đập đến kích thước theo yêu cầu, được vận chuyển vào kho đồng nhất sơ
bộ. Kho đồng nhất sơ bộ thực hiện việc đồng nhất riêng rẽ từng cấu tử, đồng nhất
kiểu đống tròn.
Quặng sắt, sét cao silic (cát non) được đưa vào kho chứa sau đó được hệ thống
băng tải cao su đưa đến silô chứa.
Từ kho đồng nhất sơ bộ đá vôi và đá sét được cào xích cào vào máng liệu, liệu
được đổ vào băng tải qua hệ thống cân định lượng theo tỷ lệ bài phối liệu. Đồng

thời quặng sắt, sét cao silic cũng được tháo xuống băng tải qua hệ thống cân định
lượng. Sau đó cả 4 cấu tử được băng tải vận chuyển đến máy nghiền đứng trên
đường đi phối liệu đi qua máy dò sắt và dò kim loại để loại bỏ các cấu tử cứng khó
nghiền.
Máy nghiền liệu là máy sấy nghiền liên hợp kiểu con lăn trục đứng, làm việc
theo chu trình kín, có hệ thống phân ly khí động hiệu suất cao. Độ ẩm của vật liệu ra
khỏi máy sấy nghiền liên hợp  1%. Để xác định lượng liệu có trong máy sấy
nghiền này có đầy hay khơng, máy có thiết bị đo độ dung của máy.
Bột liệu ra khỏi máy nghiền vào xyclơn lắng, khí thải thải ra ngồi qua hệ thống
lọc bụi điện, thải ra ngồi qua ống khói của nhà máy, cịn bột liệu sau xyclơn lắng
hệ thống gầu nâng, máng khí động đổ vào đỉnh silơ đồng nhất liên tục bột liệu. Đáy
silơ có hệ thống khí nén thổi qua các cửa ở đáy silô để đồng nhất phối liệu và tạo sự
linh động cho phối liệu để tháo dễ dàng.
Bột liệu sau khi đã được đồng nhất đạt yêu cầu được tháo khỏi silô xuống két
chứa tại két chứa có cân định lượng, liệu được cân định lượng rồi chảy vào vít tải
chuyển tới gầu nâng đổ vào cân định lượng, đổ vào máng khí động rồi đổ vào két
trung gian, từ két trung gian này liệu được cấp vào van quay rồi qua phễu tán liệu
Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

18


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hoàng Thạch

đổ vào hệ thống xyclôn trao đổi nhiệt. Trong hệ xyclôn trao đổi nhiệt bột liệu đi từ
trên xuống, khí nóng đi từ dưới lên, do có sự chênh lệch nhiệt độ giữa khí thải và
bột liệu nên có sự trao đổi nhiệt khí thải lạnh đi cịn bột liệu tăng lên, sau khi liệu
vào canxinơ và vào lò, bột liệu đã được decacbonat 95%.
Clinker sau khi ra khỏi lò quay sẽ được làm lạnh bằng máy làm lạnh kiểu ghi
sau khi Clinke ra khỏi máy làm lạnh những hạt có kích thước lớn hơn 25 mm sẽ
được đập nhỏ đến kích thước  25 mm rồi được băng tải xích đưa vào silơ ủ chứa
Clinker trước khi vào máy nghiền XM.
Khí thải từ hệ lò qua hệ thống quạt hút, một phần khí nóng vào máy sấy nghiền
liệu liên hợp, phần khí dư sẽ đi qua tháp làm lạnh vào máy lọc điện, thải ra ngồi
qua ống khói.
Nhiên liệu sử dụng cho hệ thống lò nung là than cám từ kho chứa được băng
xích cào đưa vào két chứa và đổ vào phễu tiếp liệu qua cân định lượng vào máy sấy
nghiền than liên hợp kiểu con lăn trục đứng có hệ thống phân ly hiệu suất cao, có
vịi phun nước để làm mát khí thải và tạo cho than có độ sít vào nhau tạo điều kiện
cho q trình nghiền. Tác nhân sấy là khí thải của máy làm lạnh. Than mịn sau khi
sấy nghiền có độ ẩm 1%, lượng sót sàng N009  5% được đưa vào két chứa. Tại
các két chứa than có các hệ thống bơm khí CO 2 và đo nhiệt độ của két để tránh hiện
tượng cháy nổ. Than từ hệ thống két chứa được bơm khí nén đến các vịi phun với
áp suất cao vào trong lị nung và canxinơ. Ngồi ra dầu và khí đốt cũng được sử
dụng cho sấy, và khởi động lò, dầu trước khi đốt cần được sấy và chuyển vào vòi
đốt đa kênh.
Xỉ than, đá đen từ kho được cào xích cào đưa đến két trung gian trước khi đổ
vào máy nghiền qua cân định lượng. Thạch cao chứa trong kho chứa trước khi
nghiền được đập nhỏ đến kích thước  25 mm.
Clinker từ két chứa tháo xuống băng cân định lượng theo tỷ lệ xác định đổ đến
băng tải cao su đến máy nghiền đứng nghiền sơ bộ, sau khi Clinke được nghiền sơ
bộ có kích thước  1 mm. Sản phẩm sau khi ra khỏi máy nghiền đứng được sàng
dung hạt không qua sàng sẽ hồi lưu lại máy nghiền. Hạt nhỏ cùng với các phụ gia
Hoàng Văn Triều

Lớp QTTB-K47

19


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hoàng Thạch
khác bao gồm thạch cao, phụ gia đầy và xỉ than, các phụ gia này cũng được cân
định lượng vào máy nghiền bi hai ngăn hoạt động theo chu trình kín sản phẩm sau
khi nghiền mịn ra khỏi máy nghiền bi được hệ thống máng khí động, gầu nâng đưa
lên máy phân ly, hạt mịn sẽ vào xyclơn lắng, cịn hạt thơ quay trở lại máy nghiền.
Trong máy nghiền bi có vịi phun nước có tác dụng làm mát khơng khí tránh hiện
tượng thạch cao chết do trong quá trình nghiền nhiệt độ máy nghiền tăng.
Xi măng từ xyclơn lắng có độ mịn xác định được máng khí động vận chuyển
đến gầu nâng đưa vào silơ chứa, tại silơ chứa có hệ thống khuấy trộn XM bằng khí
nén đến độ đồng nhất nhất định. Tại đây XM có thể được xuất rời hoặc đóng bao,
máy đóng bao có nhiện vụ đóng bao và vận chuyển bao vào kho chứa và xuất hàng
theo các con đường: thuỷ, sắt, bộ.

Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

20

Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hoàng Thạch
b.Sơ đồ sản xuất xi măng theo phương pháp ướt lò quay:

Đá vơi
Đất sét

Đập hàm
Máy cán
Than

Bể chứa
Bể chứa
Đập búa

Nước

bựn
Đập

Máy
nghiền bi
Lũ quay

Hồng Văn Triều

Lớp QTTB-K47

Ủ clinker

Nghiền

21

Chứa

Sấy


điều chỉnh

thuỷ
Đất sột
Mỏy cỏn
Bể chứaThiết kế hệ thống xử

Đồ án tốt nghiệp Xilo chứa
lý bụi cho khu vực xinghiền
măng

bựn
xi măng nhà máy xi
Nước
măng Hồng Thạch
Than
Đóngphương

bao
c. Sản xuất xi măng theo
pháp khơ lị Đập
đứng
Mỏy nghiền
Đá vơi
Đất sét bi
Than
Lũ quay
Kho chứa
Nghiền
sản phẩm
Chứa
Đập hàm
Máy cán Sấy
Mỏy đập
đất Ủ clinker
Phụ gia
Két chứa
Két chứa
Két chứa
Máy sấy

Máy sấy

Máy sấy

Két chứa

Két chứa

Két chứa

Máy
nghiền
Làm ẩm,
đóng bánh

Nước

Lị đứng

Kho ủ clk

Máy
nghiền bi
Đóng bao

Kho sản
phẩm

Hồng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

22

Phụ gia


Đồ án tốt nghiệp

lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử
xi măng nhà máy xi

măng Hoàng Thạch
5. So sánh ba sơ đồ

Mỗi phương pháp sản xuất đều có ưu và nhược điểm riêng,tuy nhiên trong sản
xuất ta chọn phương pháp nào là tối ưu và hợp lý nhất,mang lại hiệu quả kinh
tế,chất lượng và tính thực thi của nó.
-Phương pháp ướt lị quay tiêu tốn năng lượng cho đập và nghiền ít nhưng nhiên
liệu tiêu hao để nung luyện lại nhiều hơn so với phương pháp khơ lị quay.
-Phương pháp khô năng lượng tiêu tốn cho nghiền , đập nhiều hơn nhưng diện
tích sản xuất được thu hẹp và lò quay dạng này ngắn hơn.
Tuy nhiên chất lượng của phương pháp ướt tốt hơn,xi măng có độ đồng nhất
cao, điều kiện vệ sinh sản xuất tốt hơn.
Trên thế giới 85% sản lượng xi măng được sản xuất bằng phương pháp ướt lị
quay.

V. Q trình đóng rắn của xi măng
Q trình đóng rắn của xi măng xảy ra rất phức tạp trải qua nhiều q trình
hydrat hóa của các khống. Có nhiều thuyết để giải thích sự đóng rắn của xi măng
theo các quan điểm khác nhau như thuyết Bai cốp…để đơn giản ta coi q trình
đóng rắn gồm các giai đoạn sau:
-

Hòa trộn xi măng với nước

-

Thực hiện hydrat hóa các khống trong xi măng

-

Thực hiện các q trình vật lý liên kết chặt chẽ các hạt sản phẩm

Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

23


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử

xi măng nhà máy xi
măng Hoàng Thạch
Chương II. Những đặc trưng cơ bản của quá trình nghiền Clinker xi măng
I. Nghiền Clinker xi măng
Nghiền clinker xi măng là công đoạn giải quyết các thao tác cuối cùng trong q
trình sản xuất xi măng, nó ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của xi măng.
Đối tượng nghiền của quá trình này là clinker và một lượng rất nhỏ phụ gia, do
đó q trình này phụ thuộc chủ yếu vào clinker, nên có thể coi q trình này là q
trình nghiền clinker.
1. Máy nghiền xi măng
Có rất nhiều loại máy có thể dùng để nghiền xi măng như: máy nghiền bi, máy
nghiền thanh, máy nghiền rung, máy nghiền con lăn…nhưng phổ biến ở nước ta

hiện nay dùng rộng rãi là loại máy nghiền bi thùng quay.
Máy nghiền bi có thể phân loại thành nhiều loại khác nhau:
+ Phân loại theo cấu tạo của thùng: có các loại hình trụ, hình nón cụt.
+ Phân loại theo phương pháp tháo sản phẩm: có loại tháo qua trục rỗng, tháo
qua sàng chắn ngang thùng, tháo qua sàng hình trụ và loại máy nghiền kèm theo
thiết bị phân loại đặt riêng biệt bên ngoài.
Cấu tạo của máy nghiền bi gồm các tang quay bằng thép, có đường kính 1-3m,
dài 10-15m máy được đặt nằm ngang và quay quanh trục của nó, nhờ động cơ và
bánh xe truyền động. Trong các tang quay này chứa một phần bi, đạn bằng kim loại
hay bằng sứ, quá trình nghiền vật liệu xảy ra khi bi, đạn trong máy nghiền chuyển
động. Khi quay tang hỗn hợp bi, đạn và vật liệu nghiền được nâng lên một đoạn
theo hướng quay, khi góc nâng lớn hơn góc rơi tự nhiên thì bi, đạn và vật liệu bị
trượt xuống phía dưới. Như vậy vật liệu bị nghiền là do sự chà sát hay vừa đập vừa
chà sát của bi, đạn với nhau hay bi, đạn với thành thùng.
2. Bi đạn trong máy nghiền
Bi, đạn nghiền thường được chế tạo bằng thép hợp kim gồm cacbon, mangan,
phootpho, lưu huỳnh… Bi của máy nghiền có đường kính từ 20-100mm, đạn
thường có kích thước từ 15-20mm,20-30mm.
Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

24


Đồ án tốt nghiệp
lý bụi cho khu vực nghiền

Thiết kế hệ thống xử
xi măng nhà máy xi

măng Hoàng Thạch
3. Tấm lót

Để tránh va đập, vỏ máy nghiền bên trong được lót bằng những tấm lót kim
loại. Tấm lót máy nghiền thường có gân trên bề mặt và được thiết kế theo các hình
dạng khác nhau để làm giảm độ mịn, chiều dày tấm lót phụ thuộc vào đường kính
máy nghiền và kích thước vật thể nghiền ở giới hạn 30-63mm.
II. Công suất tiêu thụ của máy nghiền
Khi nạp bi, đạn tối ưu và tần số quay hợp lý có thể công suất tiêu thụ của máy
nghiền được xác định theo công thức thực nghiệm P= 12,5.G hoặc công thức của
Blank P = C.G. D .
Trong đó :
- P: cơng suất của máy nghiền
-

G: tổng trọng lượng bi, đạn

-

C: hệ số nạp

III. Đối tượng nghiền
1. Clinker
Clinker sau khi được làm nguội xuống cịn nhiệt độ 50-150 0C khơng thể đưa vào
nghiền ngay được vì lúc nghiền sự va đập cơ năng biến thành nhiệt năng làm cho
máy nghiền nóng làm giảm khả năng nghiền đập của máy, làm tăng hệ số mịn bi,
đạn, tấm lót. Ở 50-1500C cho vào máy lúc đó nhiệt độ tăng lên, thạch cao sẽ mất
nước gây hiện tượng ninh kết giả. Trong clinker xi măng nhất là xi măng lò đứng
chứa một lượng CaO tự do và MgO tự do sẽ gây tác hại không ổn định thể tích xi
măng hay sinh nứt nổ cấu kiện xây dựng. Do đó clinker ra lị bắt buộc phải ủ trong

kho từ 7-15 ngày để : Clinker hút ẩm khơng khí làm cho CaO chuyển thành
Ca(OH)2 nở thể tích phát sinh những vết nứt dạn do đó sẽ dễ nghiền hơn. Trước khi
đưa vào máy nghiền clinker có dạng hình cầu và có kích thước 8-12mm. Nếu
clinker q cứng thì q trình nghiền sẽ khó khăn hơn, ngược lại clinker chin đều và
xốp thì quá trình nghiền sẽ dễ dàng hơn.

Hoàng Văn Triều
Lớp QTTB-K47

25