THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG COSEVCO SÔNG GIANH TRÊN NỀN CÔNG NGHỆ PLC

Đồ án tốt nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
Đối với một Quốc gia nói chung và nước ta nói riêng thì những ngành đóng
vai trò then chốt của nền kinh tế là: Điện, than, dầu khí và ngành công nghiệp
ximăng cũng không nằm ngoài chiến lược phát triển kinh tế. Công nghiệp
ximăng góp phần thúc đẩy quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước,
xây dựng cơ sở hạ tầng phục vụ dân sinh.
Để nâng cao chất lượng sản phẩm, số lượng sản phẩm cũng như hổ trợ cho
con người những công việc phức tạp, nghành tự động hoá đã ra đời và mang lại
hiệu quả rất cao đáp ứng hoàn toàn những yêu cầu đó của con người.
Tự động hoá là một lĩnh vực đã được hình thành và phát triển rộng lớn trên
phạm vi toàn thế giới, nó đem lại một phần không nhỏ cho việc tạo ra các sản
phẩm có chất lượng và độ phức tạp cao phục vụ nhu cầu thiết yếu trong cuộc
sống. Ở nước ta, lĩnh vực tự động hoá đã được Đảng và Nhà nước quan tâm và
đấu tư rất lớn, cùng với các lĩnh vực công nghiệp chuyển dịch nền kinh tế theo
định hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước.
Nói đến tự động hoá ngày nay không thể không nhắc đến các thiết bị điều
khiển có lập trình. Trong đó PLC (Programmable Logic Controler) là một thiết
bị điển hình. Với những tính năng ưu việt như dể dàng lập trình thông qua nhiều
kiểu ngôn ngữ (LADDER, STL, FBD), có thể thay đổi chương trình điều khiển
một cách đơn giản, khả năng truyền thông mạnh với môi trường bên ngoài (với
1 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
PC, PLC ), gọn nhẹ, làm việc tin cậy trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt
đã làm cho mọi quá trình sản xuất trở nên đơn giản và hiệu quả. Tạo nên mối
liên kết giữa điều khiển quá trình sản xuất và quản lý kinh doanh (hệ điều khiển
giám sát thu thập số liệu - SCADA).
Tại nhà máy ximăng Sông Gianh hầu hết các công đoạn chính trên dây
chuyền sản xuất đều dùng PLC AC800M, các công đoạn sau đây có dùng PLC
S7-200: Máy rút liệu trong các kho đá vôi, đá sét, phụ gia, kho than, cụm đóng
bao và cảng nhà máy.

SIMATIC S7-200 là một thiết bị lập trình với những tính năng mạnh,
nhanh, linh hoạt thể hiện ở tập lệnh đầy đủ, khả năng kết nối đa điểm (MPI), tốc
độ xử lý lệnh cực nhanh, nhiều modul mở rộng với phạm vi ứng dụng cao. Cùng
với tiện ích HMI và phần mềm STEP 7 đã tạo nên mối hệ ngày càng thân thiện
giữa con người và các thiết bị công nghiệp.
Với thời gian và kiến thức có hạn chắc hẳn trong đồ án không tránh
được những sai sót em mong các thầy, các cô giúp đỡ và chỉ dẫn thêm để đồ án
của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong trường cũng như
khoa điện nói chung và các thầy, các cô trong bộ môn tự động hoá - đo lường
nói riêng đã giúp đỡ em nhiều kiến thức trong những năm qua và đặc biệt là sự
hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Hoàng Mai đã giúp em hoàn thành đồ
án này.
2 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp

Đà nẵng, ngày tháng năm
2014
Sinh viên thực hiện


3 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XIMĂNG COSEVCO SÔNG GIANH
1.1. Vài nét vét nền ngành công nghiệp ximăng Việt Nam.
 Trong giai đoạn công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước, để hội nhập với
nền kinh tế đầy biến động của thế giới, đòi hỏi nước ta phải nhanh chóng nâng cấp,
hoàn thiện cơ sở hạ tầng và kiến trúc thượng tầng. Vì thế nên nhu cầu sử dụng các
sản phẩm của ngành vật liệu xây dựng nói chung và các sản phẩm của ngành

ximăng nói riêng đã tăng lên một cách nhanh chóng.
 Để đáp ứng nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng, nhà nước ta đã có các dự án
đầu tư và xây dựng các nhà máy ximăng có công suất lớn và công nghệ sản xuất
hiện đại như nhà máy ximăng Phúc Sơn, nhà máy ximăng Tây Ninh, nhà máy
ximăng Bút Sơn và nhà máy ximăng Hoàng Mai Đặc biệt dự án xây dựng nhà
máy ximăng Cosevco Sông Gianh hiện nay sắp đưa vào hoạt động . Đây là nhà
máy sản xuất ximăng theo công nghệ tiên tiến của Cộng hòa liên bang Đức với
phương pháp sản xuất ximăng lò quay, bằng những trang thiết bị mang tính tự động
hóa cao, cải thiện điều kiện làm việc nhằm nâng cao năng suất , đảm bảo về môi
trường và đạt chất lượng sản phẩm.
1.2. Tổng quan về nhà máy ximăng Sông Gianh.
4 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
 Do sự yêu cầu từ thị trường và đất nước ta đang trong giai đoạn xây dựng cơ
sở hạ tầng . Sau thời gian khảo sát địa hình, địa chất, trữ lượng đá vôi ở các mỏ lớn,
điều kiện giao thông tốt nên dự án xây dựng nhà máy ximăng COSEVCO Sông
Gianh đã được đầu tư và xây dựng
 Vốn đầu tư: 200 triệu USD.
 Các thông số chính của nhà máy :
 Diện tích mặt bằng: 33 hecta.
 Công suất: 1,4 triệu tấn/năm.
 Công suất lò nung : 4000 tấn clinke/ngày
 Chủng loại sản phẩm :
* Xi măng bao : 1.275.000 tấn /năm ( 50 kg/bao )
Trong đó :
- Xi măng PCB30 : 325.000 tấn /năm
- Xi măng PCB40 : 750.000 tấn /năm
- Xi măng PC50 : 200.000 tấn /năm
 Trang thiết bị và công nghệ của POLYSIUS CHLB Đức, với quá trình sản
xuất được tự động hoàn toàn

5 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp

6 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG II
QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG TẠI NHÀ MÁY XI MĂNG COSEVCO
SÔNG GIANH
2.1. Khái niệm:
Xi măng là chất kết dính vô cơ bền nước, sản xuất bằng cách nghiền clinker
xi măng pooclăng với thạch cao và phụ gia ( ≤ 40% )
Clinker xi măng pooclăng là sản phẩm nung đến kết khối hỗn hợp nguyên
liệu đá vôi, đất sét và một số nguyên liệu khác với tỷ lệ sao cho tạo ra đủ các
khoáng silicát, aluminat, alumô fezit can xi
2.2. Thành phần hoá học của Clinker xi măng pooclăng
Là yếu tố quan trọng đánh giá chất lượng clinker, nó gồm 4 ôxit chính:
1) CaO: chiếm (63÷67)%. Là ôxit quan trọng nhất. Để xi măng có chất
lượng cao CaO phải liên kết với các ôxit khác. Lượng CaO tự do còn lại ở
dạng quá lửa làm cho đá xi măng không ổn định thể tích gây hại
Lượng CaO liên kết lớn- xi măng có cường độ cao. Đóng rắn nhanh, khi
đóng rắn toả nhiệt nhiều, không bền hoá
2) SiO
2
: chiếm (21÷24)%. Liên kết với CaO tạo khoáng SLC, các khoáng
này có khả năng đóng rắn. SiO
2
tự do không ảnh hưởng gì đến chất lượng xi măng.
7 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp

Lượng SiO
2
liên kết lớn xi măng có cường độ sau 28 ngày lớn, đóng rắn chậm, toả
nhiệt nhỏ khi đóng rắn, bền hoá hơn
3) Al
2
O
3
: chiếm (4÷8)%. Liên kết với CaO tạo thành khoáng Aluminát và
Alumô fezit can xi. Al
2
O
3
liên kết lớn-xi măng có cường độ phát triển lúc đầu cao
sau chậm, thời gian đóng rắn nhanh, toả nhiệt nhiều khi đóng rắn, kém bền hoá
4) Fe
2
O
3
: chiếm (2.5÷5)%. Liên kết với CaO tạo fezit can xi. Fe
2
O
3
lớn
nhiệt độ kết khối của phối liệu giảm, độ nhớt pha lỏng nhỏ dễ tạo khoáng trong
clinker. Nếu Fe
2
O
3
quá lớn xi măng có tỷ trọng cao, cường độ thấp, đóng rắn chậm,

toả nhiệt thấp,bền hoá
5) MgO (< 5%). Khi MgO > 5% làm xi măng không ổn định thể tích khi
đóng rắn vì nó ở dạng dung dịch rắn, thuỷ tinh, periclaz
6) Kiềm: chiếm (0.1÷1)%. Là thành phần không mong muốn vì nó làm
giảm độ nhớt pha lỏng, tăng dính bết, thay đổi tốc độ đóng rắn xi măng, tạo những
vết loang trên cấu trúc. Tác dụng với SiO
2
tạo gel silicát kiềm có thể tích lớn gây
mất ổn định, không bền nước
Ngoài ra còn có các ôxit khác như TiO
2
, Mn
2
O
3
, P
2
O
5
.v.v…có ảnh hưởng
nhỏ, không đáng kể đến chất lượng xi măng
2.3. Thành phần khoáng của Clinker xi măng pooclăng
8 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
1) Alít: chiếm (45÷65)%. Là khoáng quan trọng nhất, là dung dịch rắn của
C
3
S (3CaO.SiO
2
) có tan lẫn (2÷4)% các ôxit khác. Alít (C

3
S) tạo thành ở nhiệt độ
1250
0
c
C + C
2
S = C
3
S
Và chủ yếu tạo thành khi có mặt pha lỏng. Nó bền ở nhiệt độ 1250
0
C÷1900
0
C. Khi
nhiệt độ < 1250
0
C thì C
3
S = C + C
2
S
Sự biến đổi này phụ thuộc vào chế độ làm lạnh và sự có mặt các hợp chất hoà tan
trọng C
3
S
Tính chất của Alít trong xi măng:
• Cho xi măng có cường độ cao nhất sau 28 ngày
• Thời gian đông kết nhanh, đóng rắn nhanh
• Toả nhiệt nhiều khi đóng rắn

• Không bền trong môi trường sulfat
2) Belít: chiếm (10÷30)%. Là dung dịch rắn của C
2
S (2CaO.SiO
2
) có tan lẫn
(1÷3)% các ôxit khác. C
2
S có nhiều dạng thù hình αC
2
S, βC
2
S, γC
2
S. Nhưng chỉ có
dạng βC
2
S là chất có tính kết dính dạng mong muốn có
Tính chất của Belít trong xi măng:
• Thời gian đông kết chậm
• Toả nhiệt ít khi đóng rắn
9 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
• Bền trong môi trường sulfat
3) Aluminát can xi: chiếm (5÷15)%. Là dung dịch rắn của C
3
A
(CaO.3Al
2
O

3
) có tan lẫn (1÷2)% CaO,v.v. Tuỳ theo lượng CaO, T
0
, và chế độ làm
lạnh clinker mà Aluminát can xi có thể ở dạng C
3
A, C
5
A
3
. Trong clinker xi măng
pooclăng chủ yếu là C
3
A
Tính chất của Aluminát can xi trong xi măng:
• Cho xi măng có cường độ phát triển nhanh nhưng sau chậm
• Thời gian đông kết nhanh nhất
• Toả nhiệt nhiều khi đóng rắn
• Không bền trong môi trường sulfat
4) Celít: chiếm (5÷12)%. Là dung dịch rắn của C
4
AF (4CaO.Al
2
O
3
.Fe
2
O
3
) có

các phần khác nhau phụ thuộc vào phối liệu và điều kiện nung luyện: C
8
A
3
F, C
4
AF,
C
2
AF,… Chủ yếu là C
4
AF
Tính chất của C
4
AF:
• Cho xi măng có cường độ thấp nhất
• Thời gian đông kết chậm
• Toả nhiệt ít nhất khi đóng rắn
• Bền trong môi trường sulfat
5) Pha thuỷ tinh trong Clinker
10 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
Do C
3
A, C
4
AF ở nhiệt độ cao lỏng làm lạnh thuỷ tinh
• Pha thuỷ tinh có lẫn MgO và các tạp chất khác
• Tuỳ chế độ làm lạnh mà pha thuỷ tinh nhiều hay ít
• Pha thuỷ tinh nhiều, xi măng khi đóng rắn toả nhiệt nhiều

2.4. Các hệ số cơ bản của Clinker xi măng pooclăng
1) Hệ số bão hoà vôi LSF

LSF = (2-1)
LSF biểu hiện mối quan hệ giữa CaO và tổng lượng CaO cần thiết để bão
hoà hoàn toàn các ôxit khác. Chủ yếu là cần có đủ lượng CaO để liên kết hoàn toàn
các ôxit SiO
2
, Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
mặt khác phải tránh thừa CaO tự do gây hại cho xi
măng. LSF có ảnh hưởng lớn đến khả năng nung của Clinker
2)Mô đun silic SM
SM = (2-2)
< 2: Dễ nung, thường pha lỏng quét lớp cola gây hại gạch, khó tạo clinker,
lò kém ổn định. Cường độ xi măng thấp
11 | P a g e
100. (CaO + 0.75M)
2.8.SiO
2
+ 1.18.Al
2
O
3

+ 0.65.Fe
2
O
3
= (90÷98)%
SiO
2
Al
2
O
3
+ Fe
2
O
3
= 1.7÷3.5
Đồ án tốt nghiệp
> 3: Khó nung, ít pha lỏng, cần nhiều nhiệt, ít cola, clinker bột, vôi tự do
cao, lò kém ổn định, cường độ xi măng cao, đóng rắn chậm
Sự tăng SM làm giảm khả năng nung clinker do sự giảm hàm lượng pha
lỏng và giảm xu hướng hình thành lớp cola trong lò, sự tăng SM cũng dẫn tới sự
đóng rắn và cường độ xi măng phát triển chậm. Sự giảm SM dẫn đến sự pha lỏng
tăng điều này cải thiện khả năng nung của clinker và hình thành lớp cola trong lò
3)Mô đun nhôm AM
AM = (2-3)
AM lớn có nghĩa là C
3
A lớn, xi măng có xu hướng đóng rắn nhanh. AM nhỏ
tức là C
4

AF lớn, xi măng đóng rắn chậm, toả nhiệt thấp khi đóng rắn
2.5. Nguyên liệu để sản xuất xi măng
2.5.1. Các nguyên liệu
1) Nhóm nguyên liệu cung cấp CaO
CaO được cấp chủ yếu từ đá vôi và đá sét. Đá vôi thường có CaCO
3
>
90% và MgCO
3
< 5%, thường CaCO
3
yêu cầu là > 92%. CaCO
3
phân huỷ thành
CaO ở 600
0
c÷700
0
c mạnh nhất là ở 900
0
c÷1000
0
c. Khi ở nhiệt độ > 1000
0
c CaO tạo
thành có cấu trúc sít đặc kém hoạt tính ( gây hại )
12 | P a g e
Al
2
O

3
Fe
2
O
3
= 1.5 ÷ 2.5
Đồ án tốt nghiệp
2) Nhóm nguyên liệu khoáng sét
Lấy từ đất sét các loại. Cung cấp từ (65÷75)% SiO
2
, (10÷20)% Al
2
O
3
,
(4÷10)% Fe
2
O
3
3) Các nguyên liệu điều chỉnh
Khi chọn các cấu tử nguyên liệu để tính phối liệu không thể bảo đảm các
hệ số AM, SM là chuẩn xác, có thể nguyên liệu có ít Al
2
O
3
hoặc Fe
2
O
3
hoặc SiO

2
khi đó ta phải dùng các nguyên liệu điều chỉnh. Thiếu Al
2
O
3
ta dùng boxit, thiếu
Fe
2
O
3
ta dùng quặng sắt, thiếu SiO
2
ta dùng đá silíc, sét có nhiều silíc hoặc cát, cát
có đặc điểm là khó nghiền mịn nên ít dùng
Ngoài các chất phụ gia điều chỉnh thành phần như đá bazal, thạch cao, đá
đen, đá cao silíc, sắt, người ta còn đưa một số phụ gia khoáng hoá vào nhằm giảm
quá trình nung như: muối HF, CaF
2
, HCl.v.v. các chất đó tuỳ theo từng loại có thể
làm:
• Xuất hiện pha lỏng sớm
• Giảm độ nhớt pha lỏng
• Phá huỷ mạng tinh thể, tăng phản ứng tạo khoáng
• Ngăn sự hoà tan ngược của các khoáng có lợi
• Xúc tác phản ứng, v.v.
2.5.2. Chuẩn bị và hỗn hợp nguyên liệu
13 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất xi măng là đá vôi và đá sét, ngoài ra còn
có một số nguyên liệu phụ bổ xung như sỉ sắt, boxit, cát,v.v.

1) Đá vôi: được khai thác bằng khoan nổ mìn vận chuyển tới máy đập đá vôi.
Sau khi được đập nhỏ trong máy đập, kích thước đá vào D = (1÷2)m giảm còn d =
(25÷70)mm, độ ẩm ≈1%, đá được vận chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ, được máy
đánh đống rải đồng nhất. Máy đập đá vôi là loại máy đập xung lực làm việc với
năng suất 750 tấn/h
2) Đá sét: thường được khai thác bằng máy xúc, ủi, được vận chuyển tới
máy cán sét. Trong công nghiệp xi măng thường dùng máy cán 2 trục có răng làm
việc với năng suất 200 tấn/h với vật liệu vào có kích thước D
max
= 800 mm, độ ẩm
W
max
=(25÷30)%, kích thước liệu ra d
max
= 70 mm sau đó vật liệu được vận chuyển
tới kho đồng nhất sơ bộ
3) Các chất phụ gia: như đá bazal, thạch cao, đá đen, đá cao silíc, sắt, sỉ,
boxit.v.v. lượng ít hơn thường được khai thác vận chuyển riêng tới nhà máy và
được chứa vào các kho, két riêng
Các nguyên liệu đá vôi, đá sét được cầu xúc cấp liệu lên các két chứa riêng,
và chúng được định lượng theo tỷ lệ tính toán phối liệu và cấp vào máy nghiền. Sau
khi nghiền, bột liệu phải đạt tiêu chuẩn về thành phần, độ mịn, độ ẩm. Bột liệu
được đồng nhất trong các silo đồng nhất. Có nhiều phương pháp đồng nhất, người
14 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
ta đánh giá mức độ đồng nhất qua sự giao động giữa hàm lượng CaCO
3
của vật liệu
đầu vào và vật liệu đầu ra
2.6. Nhiên liệu để nung clinker xi măng pooclăng

Nhiệt năng là một trong các thông số quan trọng đánh giá chất lượng nhiên
liệu, đơn vị đo là Cal/g, Kcal/g. Người ta phân biệt giữa nhiệt trị tổng Hs và nhiệt
trị thực Hi
Nhiệt trị tổng Hs của nhiên liệu xác định trong nhiệt lượng kế là số nhiệt toả
ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 đơn vị khối lượng nhiên liệu trong bom kín có chứa đầy
oxi ở áp suất (20÷30)kg/cm
2
Nhiệt trị thực Hi khác Hs ở hàm lượng nước của nhiên liệu trước và sau khi
đốt có trong sản phẩm ở dạng hơi (Hs ở dạng lỏng)
Hi đánh giá chính xác hơn về nhiệt trị của nhiên liệu, từ Hi có thể tính được
lượng nhiên liệu cần cho quá trình đốt. Hàm lượng khoáng và ẩm của nhiên liệu
ảnh hưởng đến Hi. Hi không ảnh hưởng đến khả năng đốt cháy của nhiên liệu
2.6.1. Đặc tính của nhiên liệu
1)Nhiên liệu rắn : dùng than anthracit
Độ ẩm < 3%. Độ ẩm cao làm giảm nhiệt trị của than, nếu quá cao làm
giảm sự bốc cháy, giảm nhiệt độ ngọn lửa, tăng thời gian cháy hết, tăng tính bất ổn
15 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
định của than, gây ra sự bám dính trong thiết bị, gây ra hiện tượng cháy bất ngờ
.v.v.Tuy nhiên cần có một lượng ẩm nhất định để tránh nguy cơ nổ
Chất bốc ≈ (5÷8)%. Là đặc tính quan trọng đánh giá khả năng đốt cháy
của than, độ bền dài ngọn lửa
Tro trong than :chiếm (10÷20)%. Khi đốt than thì C và các thành phần
hữu cơ sẽ cháy và tạo thành CO
2
, SO
2
và NO
2
(nếu có), lượng tro còn lại phụ thuộc

vào hàm lượng khoáng trong than. Hàm lượng tro trong than ảnh hưởng tới khả
năng cháy của than : làm thấp nhiệt trị, giảm nhiệt độ ngọn lửa và ảnh hưởng tới
thành phần khoáng hoá clinker
Độ mịn : để đạt được sự đốt cháy hoàn toàn trong lò, canciner, tạo ngọn
lửa mong muốn, độ mịn của bột than là rất quan trọng, độ mịn tối ưu tỷ lệ nghịch
với hàm lượng chất bốc, do điều kiện đốt, nhiệt độ đốt cháy khác nhau. Thường
than dùng cho canciner được nghiền mịn hơn
Nhiệt trị: than ≥ 6600 Kcal/kg
2) Nhiên liệu lỏng : Dầu
Trong công nghiệp xi măng thường dùng dầu năng chứa khoảng 86%C,
(11÷17)%H và (1÷3)% sulfua. Lượng sulfua ảnh hưởng lớn trong hệ thống lò nung,
1 phần tạo sulfat kiền, 1 phần tạo sulfat can xi (CaSO
4
) ở tháp trao đổi nhiệt và đến
16 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
zôn nung thì phân huỷ thành SO
2
, chu kỳ đó làm tăng SO
2
dễ tạo bám dính không
cần thiết trong tháp trao đổi nhiệt
Dầu năng thường có nhiệt trị cao (9800÷10000) Kcal/kg. Sự khác biệt
giữa các loại dầu là nhiệt độ dầu cần để có độ nhớt phù hợp từ (2÷2.5)E (độ Engler)
hoặc (12÷18) CSt cần thiết đối với phần lớn các vòi đốt để phun dầu
Cần phải sấy nóng dầu để dầu có độ nhớt mong muốn thuận lợi cho việc vận
chuyển dầu, tạo giọt dầu phun phù hợp. Nếu giọt dầu nhỏ quá khó hoà trộn với
không khí, nếu to quá dầu cháy chậm dễ tạo CO, tăng chu kỳ SO
2
ảnh hưởng xấu

đến chất lượng clinker, giảm tuổi thọ của vật liệu lót lò
2.6.2. Qúa trình gia công chế biến và đốt nhiên liệu
1)Than :
Than nhập phải phù hợp với các đặc tính kỹ thuật cho phép như:
• Độ ẩm : W < 11.5%
• Kích thước hạt : từ (0÷15)mm
• Chất bốc : (5÷8)%
• Hàm lượng S < 0.6%
• Nhiệt trị từ (6600÷7480)Kcal/kg
• Độ cứng từ 35÷70
17 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
Than thô thông thường được nghiền, sấy trong các máy nghiền sấy liên hợp.
Dù nghiền trong máy nghiền đứng hoặc nghiền bi, bột than phải đạt các chỉ tiêu về
độ mịn
Than mịn được đưa vào đốt ở canciner và trong lò nung. Cháy trong
canciner thì nhiệt lượng toả ra khi đốt được bột liệu hấp thụ ngay trong phản ứng :
Nhiệt + CaCO
3
CaO + CO
2
. Nhiệt độ tạm thời chỉ vượt quá nhiệt độ cân bằng
điển hình 850
0
c ÷ 900
0
c, ở nhiệt độ thấp này than khó cháy hết nhanh, để than ở
đây cháy nhanh thì bột than cần mịn hơn hoặc cần tạo ra một khu vực có nhiệt độ
cao hơn nhiệt độ cân bằng. Đây chính là lý do tại sao đốt ở canciner dễ bị sự cố hơn
ở lò nung. Ở lò nung thường được trang bị với vòi đốt nhiều kênh, hiện đại để dễ

điều chỉnh ngọn lửa, ít sự cố, trong lò nhiệt độ nung cao than dễ cháy hết như mong
muốn
2) Dầu năng: dầu được dự trữ trong các bể chứa và được bơm tới các bể tiếp
liệu, được bơm với áp lực cao tới tháp trao đổi nhiệt và trạm vòi đốt đến các vòi đốt
Nhiệt hâm sấy dầu có thể thực hiện bằng : hơi nước, điện, và truyền nhiệt
thông qua dầu. Khi xử lý dầu không cần đề phòng đặc biệt vì điểm bốc cháy của nó
cao tới 110
0
c, tuy nhiên nhiệt độ sấy không được quá cáo. Khi đốt dầu cần phải xử
lý như sau :
• Làm nóng tới nhiệt độ không đổi và độ nhớt mong muốn
18 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
• Tạo áp lực cần thiết để phun mù
• Điều chỉnh lưu lượng dầu thích hợp cho vòi đốt
• Chỉnh góc phun dầu thích hợp
2.7. Quy trình công nghệ sản xuất xi măng
2.7.1. Nghiền nguyên liệu và đồng nhất
Đá vôi, đá sét, đá cao silic và sắt từ các kho chứa được đưa tới 4 bunker
tương ứng nhờ hệ thống băng tải. Các bunker chứa liệu được lắp đặt các sensor báo
mức và loadcell để giám sát mức liệu có trong bunker. Tại đáy hình côn của mỗi
bunker được gắn thiết bị điều chỉnh lưu lượng khi liệu được tháo ra. Từ 4 bunker,
liệu được tháo xuống hệ thống cân định lượng để xác định thành phần phần trăm
các chất theo tỷ lệ tiêu chuẩn. Tỷ lệ các chất được xác định nhờ hệ thống băng tải
cấp liệu tấm và thiết bị loadcell đặt trên hệ thống cân băng. Tỷ lệ của các loại
nguyên liệu có thể được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh tốc độ băng tải thông qua
điều chỉnh tốc độ động cơ băng tải hoặc điều chỉnh độ mở của cửa van cấp liệu. Để
giám sát tốc độ động cơ thì trên trục động cơ được đặt thiết bị đo tốc độ Encoder để
đưa tín hiệu về thiết bị điều khiển
Sau khi xác định tỷ lệ phần trăm của các chất, liệu được đưa đến trạm

nghiền, trước khi đến trạm nghiền thì hỗn hợp các chất sẽ đi qua hệ thống máy dò
19 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
và tách kim loại để loại bỏ các thành phần kim loại lẫn trong các chất ra khỏi băng
tải
Trong máy nghiền, liệu được cung cấp ở dạng hỗn hợp và được sấy khô tới
1%. Máy nghiền nguyên liệu là loại máy nghiền con lăn trục đứng PFEIFFER MPS
4750 có năng suất 320 tấn/h. Qua máy nghiền, liệu được tán nhỏ nhờ hai cơ cấu
con lăn. Để sấy khô bột liệu đồng thời thì trong quá trình nghiền, khí nóng được
dẫn đến từ tháp trao đổi nhiệt của lò nung. Lượng khí nóng cung cấp cho máy
nghiền phụ thuộc vào độ ẩm của hỗn hợp phối liệu trong máy. Máy tính của quá
trình sẽ nhận tín hiệu từ các thiết bị phân tích độ ẩm của hỗn hợp phối liệu có trong
máy, từ đó điều chỉnh lưu lượng và nhiệt độ của dòng khí nóng cung cấp vào cho
máy nghiền sao cho nhiệt độ của hỗn hợp phối liệu ra khỏi máy nghiền đạt 90
0
c, độ
ẩm không quá 1%
Trong máy nghiền, khí thải sẽ mang bột liệu đến thiết bị phân ly động.
Trong bộ phân ly, các hạt có kích thước lớn được tách ra và đưa trở lại bàn nghiền,
các hạt có độ mịn đạt yêu cầu được đưa về 4 cyclone lắng hiệu suất cao. Thông qua
các van gió quay, liệu được tháo ra theo máng khí động đến silo đồng nhất để
chuẩn bị đưa vào lò nung.
Liệu sau khi được gom lại ở 4 cyclone lắng (hiệu suất đạt 90%), qua các van
gió kiểu quay theo máng khí động đến gầu nâng. Tại đầu vào gầu nâng, bột liệu sẽ
20 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
được lấy mẫu nhờ thiết bị lấy mẫu tự động với tần suất lấy mẫu 1 lần/h. Mẫu sẽ
được phân tích các thành phần hoá học và so sánh với giá trị đặt trước. Nếu không
thoả mãn giá trị đặt trước thì các chất sẽ được điều chỉnh nhờ hệ thống cân băng
định lượng. Bột liệu sau khi nghiền có độ mịn đạt yêu cầu sẽ được vận chuyển bằng

gầu tải theo máng khí động vào silo chứa qua hệ thống phân phối song song, silo có
sức chứa 20000 tấn. Silo đồng nhất bột liệu làm việc theo nguyên tắc đồng nhất và
tháo liên tục. Việc đồng nhất bột liệu được thực hiện trong quá trình tháo bột liệu ra
khỏi silo. Mức độ đồng nhất của silo là 10:1. Đáy silo có hệ thống khí nén, khí
được sục vào trong silo để đồng nhất phối liệu và tạo ra sự linh động cho phối liệu
khi tháo được dễ dàng
Buồng trộn và cửa tháo của silo được liên thông với nhau để đảm bảo liệu từ
silo nạp vào buồng trộn diễn ra đồng thời với nhau bằng dòng khí nén áp suất cao
theo cụm thiết bị tháo và máng khí động. Liệu sau khi được tháo từ buồng trộn đưa
xuống gầu nâng để đến tháp trao đổi nhiệt. Để phân tích thành phần hoá học và
chất lượng của hỗn hợp phối liệu sau khi đồng nhất, thiết bị lấy mẫu tự động được
đặt ở đáy gầu nâng, tần suất lấy mẫu ở công đoạn này được quy định cụ thể trong
quá trình vận hành và sản xuất. Dòng liệu theo máng khí động xuống van gió kiểu
quay và cửa tấm lật vào tháp trao đổi nhiệt theo hai luồng riêng biệt
2.7.2. Tháp trao đổi nhiệt
21 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
Tháp trao đổi nhiệt gồm 2 nhánh 5 tầng. Tầng 5 có 2 cyclone, tầng 4 đến
tầng 1, mỗi tầng có một cyclone lắng. Tháp trao đổi nhiệt có chức năng thực hiện
quá trình canxi hoá, sấy khô và gia nhiệt cho bột liệu theo nguyên tắc đối lưu. Liệu
được dòng khí nóng đưa vào cyclone tầng 5 đến khi lượng liệu lắng được nhiều thì
van đối lưu mở, hỗn hợp liệu được dòng khí nóng thổi vào cyclone tầng 4, tiếp tục
như vậy khi liệu đến cyclone tầng 1 thì bột liệu đã được sấy khô và gia nhiệt đạt
mức độ yêu cầu thì đưa sang lò nung. Bột liệu sau khi được gia nhiệt ở tháp trao
đổi nhiệt đạt nhiệt độ 850
0
c÷900
0
c sẽ được đưa vào lò nung
2.7.3. Hệ thống lò nung và thiết bị làm lạnh clinker

Lò nung của nhà máy xi măng Sông Gianh có đường kính là 4.5m, chiều dài
70m với hệ thống sấy sơ bộ 2 nhánh 5 tầng cùng hệ thống calciner, buồng trộn.
Năng suất của lò là 4000 tấn clinker/ngay và tốc độ quay (0.7÷3.5)v/p, nhiệt lượng
tiêu hao cho 1 kg clinker là 720 Kcal, trong đó hàm lượng vôi tự do không vượt
quá 1%. Lò nung clinker là loại lò quay. Trước khi hỗn hợp bột liệu được nung
thành clinker trong lò quay, chúng được đưa qua 5 tầng cyclone của tháp trao đổi
nhiệt, nhiệt từ lò nung được đẩy từ tầng thứ nhất đến tầng thứ năm, liệu hấp thụ
nhiệt từ trên xuống dưới. Mỗi tầng cyclone được kết nối với một ống dẫn khí và
một máng rót liệu. Toàn bộ chiều dài lò được chia thành các zone với các vùng
nhiệt độ khác nhau :
22 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
• Zone chuẩn bị gồm sấy + nung nóng, chiếm (50÷60)% chiều dài
lò. Làm khô vật liệu (36÷40)% ẩm, tiêu tốn gần 35% tổng lượng nhiệt
• Zone phân huỷ : chiếm (20÷30)% chiều dài lò, nhiệt độ từ
650
0
c÷1200
0
c. Có CaCO
3
CaO + CO
2
. CaO lại tác dụng với Al
2
O
3
, SiO
2
do sét

phân huỷ tạo CF, CA và C
2
S
• Zone phản ứng toả nhiệt : chiếm (5÷7)% chiều dài lò, nhiệt độ
1200
0
c÷1300
0
c, tạo C
4
AF, C
5
A
3
C
3
A và SiO
2
C
2
S và CaO
• Zone kết khối : chiếm (11÷15)% chiều dài lò, nhiệt độ t
0
= 1300
0
c-
1450
0
c-1300
0

c. Ở cuối zone toả nhiệt đã có CaO, các khoáng C
2
S, C
3
A, C
4
AF và
một phần pha lỏng ở nhiệt độ 1280
0
c, tại 1380
0
c các khoáng C
3
A, C
4
AF chảy lỏng
tạo pha lỏng có sự hoà tan C, C
2
S và phản ứng tạo C
3
S, quá trình tạo C
3
S mạnh nhất
ở t
0
= 1450
0
c÷1470
0
c phụ thuộc vào lượng, bản chất linh động của pha lỏng. Ở t

0
=1450
0
c-1300
0
c có sự kết tinh và tái kết tinh trong pha lỏng của C
3
S và C
2
S, quá
trình tạo khoáng kết thúc ta có 4 khoáng chính C
3
S, C
2
S, C
3
A, C
4
AF
• Zone làm lạnh : chiếm (2÷4)% chiều dài lò, nhiệt độ t
0
= 1300
0
c-
1000
0
c, sau đó clinker rơi vào thiết bị làm lạnh nhiệt độ giảm < 100
0
c
Lò quay được kéo bởi một động cơ một chiều công suất lớn cùng với các hệ

thống truyền động phụ khác. Tốc độ quay của lò được điều khiển đảm bảo đủ thời
gian cho quá trình kết khối clinker xẩy ra hoàn toàn. Lò được thiết kế sử dụng vòi
23 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
đốt than đa kênh ROTAFLAM đốt 100% than antraxit, trong đó đốt tại calciner là
(55÷60)%, phần còn lại đốt trong lò
Clinker sau khi ra khỏi lò được đưa xuống giàn ghi làm nguội gồm 10 quạt
gió làm mát công suất lớn làm nhiệt độ clinker giảm từ 1400
0
c xuống khoảng 60
0
c.
Clinker sau khi được làm nguội sẽ được đưa tới máy đập búa. Clinker thu được sau
thiết bị làm lạnh được vận chuyển tới 2 silo để chứa và ủ clinker, có tổng sức chứa
là 2x20000 tấn. Bột tả hoặc clinker phế phẩm được đổ vào silo bột tả có sức chứa
2000 tấn
2.7.4.Nghiền sơ bộ clinker và nghiền xi măng
Clinker, thạch cao và các loại phụ gia (nếu có) sẽ được vận chuyển lên két
máy nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng. Từ két máy nghiền, clinker và phụ
gia sẽ được đưa qua máy nghiền sơ bộ CKP 200 nhằm làm giảm kích thước và làm
nứt vỡ cấu trúc để phù hợp với điều kiện làm việc của máy nghiền bi xi măng. Sau
đó, clinker, phụ gia (đã qua nghiền sơ bộ) và thạch cao sẽ được cấp vào máy nghiền
xi măng để nghiền mịn. Máy nghiền xi măng là loại máy nghiền bi 2 ngăn làm việc
theo chu trình kín có phân ly trung gian kiểu O’SEPA. Xi măng bột được vận
chuyển tới 4 silo chứa xi măng bột, có tổng sức chứa là 4x10000 tấn bằng hệ thống
máng khí động và gầu nâng. Trong trạm nghiền, clinker được trộn đều với các chất
24 | P a g e
Đồ án tốt nghiệp
phụ gia như đá đen, đá bazal, thạch cao theo đúng tỷ lệ để được các loại xi măng
khác nhau (trạm nghiềm được thiết kế với công suất 210 tấn/h)

Các loại xi măng được sản xuất tại nhà máy xi măng Sông Gianh với hàm
lượng các chất được liệt kê dưới đây :
Loại
Chất
PCB 30 PCB 40 PC 40
Clinker
Thạch cao
Đá bazal
Đá đen
72%
3%
12.5%
12.5%
81.6%
3.4%
7.5%
7.5%
96%
4%
0%
0%
Trong đó :
• Xi măng PCB 30 : 325000 tấn/năm
• Xi măng PCB 40 : 750000 tấn/năm
• Xi măng PC 40 : 200000 tấn/năm
25 | P a g e