đồ án thiết kế nhà máy sản xuất xi măng Pooclang hỗn hợp theo phương pháp khô

Website: Email : Tel (: 0918.775.368

PhÇn I. më đầu
I.1.Giới thiệu và biện luận đề tài
I.1.1.Giới thiệu đề tài.
Xi măng là loại vật liệu xây dựng quang trọng không thể thiếu đợc trong các
công trình xây dựng. Sự phát triển của nghành xi măng sẽ thúc đẩy sự phát triển của
nền kinh tế quốc dân.
Theo thống kê mới nhất thì hiện nay nớc ta có khoảng 14 nhà máy xi măng lò
quay với tổng công suất là 21,5 triệu tấn/năm, 55 cơ sở xi măng lò đứng tổng công
suất 5 triệu tấn/ năm và một số trạm nghiền khoảng 6 triệu tấn/năm.
Nguyên liệu chính để sản xuất xi măng là clinker, tuy nhiên nguồn sản xuất
clinker trong nớc cha đủ đáp ứng nhu cầu và vẫn phải nhập khẩu tuy nhiên việc này
gặp phải nhiều khó khăn. Để hạn chế nhập khẩu và giảm giá thành các Doanh nghiệp
sản xuất clinker phải sản xuất vợt công suất thiết kế do đó việc đầu t thêm những nhà
máy sản xuất xi măng công nghệ hiện đại, năng suất lớn là hết sức cần thiết.
Dới đây là bản đồ án thiết kế nhà máy sản xuất xi măng Pooclang hỗn hợp
theo phơng pháp khô hiện đại tự động hóa hoàn toàn với năng suất thiết kế là 5.800
tấn/ngày.
I.1.2.Biện luận đề tài.
Giới thiệu xi măng PCB.
ã Xi măng Pooclăng hỗn hợp ( XM PC_B ) là chất kết dính vô cơ bền nớc, là sản
phẩm nghiền mịn của hỗn hợp gồm clinker xi măng Pooclăng với (3ữ5%) thạch
cao , phụ gia xi măng (15%) và phụ gia công nghệ (nếu có).
ã Clinker xi măng Pooclăng là sản phẩm nung đến kết khối của hỗn hợp đá vôi, đất
sét và cấu tử điều chỉnh (nếu có), thành phần chủ yếu chứa các khoáng
SilicatCanxi ( C2S, C3S ) có hàm lợng vôi cao ngoài ra còn có các khoáng
Aluminat Canxi ( C3A ) và Alumô Frerit Canxi ( C4AF ).
Lợc sử phát triển của xi măng thế giới
Từ xa loài ngời đà biết dùng các loại nguyên liệu thiên nhiên có tính kết dính để
xây dựng các công trình, nhng nói chung các chất kết dính này có cờng độ thấp

không đáp ứng đợc nhu cầu sử dụng ngày cao của con ngời. MÃi đến năm 1825,
XMP mới đợc phát hiện, XMP đà đợc phát triển qua gần hai thế kỷ nên công nghệ
sản xuất ngày càng cao. Trớc đây xi măng đợc sản xuất chủ yếu theo phơng pháp ớt
rồi phơng pháp bán khô, phơng pháp khô chỉ là thứ yếu, sản lợng xi măng sản xuất
theo phơng pháp ớt chiếm 70 ữ 80% sản lợng xi măng sản xuất ra. Ngày nay để tiết
kiệm nhiên liệu, nhiệt lợng, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ thì công
nghệ sản xuất xi măng theo phơng pháp khô chiếm vị trí chủ đạo. Hiện nay công
nghệ sản xuất xi măng trên thế giới đạt đến trình độ cao, sản lợng tăng, chất lợng tốt,
phong phú về chủng loại. đứng đầu là các nớc có nền công nghiệp tiên tiến nh Mỹ,
Nhật và các nớc Tây âu.

Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

1


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

Lợc sử phát triển của xi măng Việt Nam
ã Cuối thế kỷ XIX thực dân Pháp đà xây dựng nhà máy xi măng Hải Phòng vào
năm 1899 chủ yếu để phục vụ xây dựng cầu cống, công trình quân sự. Năm
1899 đến 1922 xây dựng 5 hệ thống lò đứng có năng suất 12 vạn tấn, năm
1928 ữ 1939 xây 5 lò quay có năng suất 30 vạn tấn.
ã Sau hoà bình lập lại 1954 các nớc XÃ hội chủ nghĩa giúp ta khôi phục và cải
tạo nhà máy xi măng Hải Phòng đa tổng công suất 70 vạn tấn.
ã Năm 1960 ữ 1970 xây dựng thêm hàng chục nhà máy xi măng lò đứng.
ã Năm 1963 xây dựng nhà máy Hà Tiên I (theo phơng pháp ớt).
ã Năm 1976 ữ 1982 xây dựng nhà máy xi măng Bỉm Sơn theo phơng pháp ớt có
năng suất 1,2 triệu tấn và nhà máy xi măng Hoàng Thạch với năng suất 1,1
triêu tấn theo phơng pháp khô.

ã Năm 1991 ữ 1992 xây dựng nhà máy Hà Tiên II theo phơng pháp khô với
năng suất 1,1 ữ 1,2 triệu tấn.
ã Năm 1993 ữ 1996 xây dựng nhập hơn 40 dây chuyền xi măng lò đứng của
Trung Quốc: Năm 1994 đạt 914 nghìn tấn, năm1995 đạt 1.200.000 tấn, năm
1995 đạt 2,384 triệu tấn.
ã Năm 1998 xây dựng Hoàng Thạch II với năng suất 1,2 triệu tấn, năm 1999 xây
dựng Bút Sơn với năng suất 1,4 triệu tấn. Ngoài ra còn xây dựng thêm 3 cơ sở
liên doanh: Chinh Poong năng suất 1,4 triệu tấn, Sao Mai 1,7 triệu tấn, Nghi
Sơn 2,3 triệu tấn.
I.2. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy. (IX_tr.154)
I.2.1.Các yêu cầu khi xây dựng nhà máy xi măng công suất lớn
Để lựa chọn đợc địa điểm xây dựng nhà máy một cách hợp lý thì địa điểm đợc chọn
phải thỏa mÃn các yêu cầu sau:
1. Yêu cầu về tổ chức sản xuất.
Địa điểm phải gần các nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, điện, nớc và
gần nơi tiêu thụ sản phẩm hoặc thuận tiện cho việc di chuyển sản phẩm đi nơi khác
tiêu thụ.
2. Yêu cầu hạ tầng kỹ thuật.
Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông quốc gia bao gồm đờng bộ,
đờng thuỷ, đờng sắt. Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống mạng lới cấp điện, thông
tin liên lạc.
3. Yêu cầu về quy hoạch.
Phù hợp quy hoạch lÃnh thổ, quy hoạch vùng, quy hoạch cụm kinh tế công
nghiệp, nhằm tạo điều kiện phát huy tối đa công suất nhà máy và khả năng hợp tác
với các nhà máy khác ở lân cận.
4. Yêu cầu về xây lắp và vận hành nhà máy.
Thuận tiện trong việc cung cấp vật liệu, vật t, xây dựng nhằm giảm chi phí
vận chuyển, giảm tối đa lợng vận chuyển từ xa đến. Thuận tiện trong việc cung cấp
nhân công cho nhà máy trong quá trình xây dựng cũng nh vận hành nhà máy sau
này.

Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

2


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

5. Yêu cầu về kỹ thuật xây dựng.
Về địa hình khu đất có kích thớc hình dạng thuận lợi trong việc xây dựng trớc mắt cũng nh mở rộng diện tích nhà máy sau này và thuận lợi cho việc thiết kế bố
trí dây truyền công nghệ sản xuất. Khu đất phải cao r¸o, tr¸nh ngËp lơt vỊ mïa ma lị,
cã mùc níc ngầm thấp tạo điều kiện cho việc thoát nớc. Độ dốc tự nhiên thấp hạn
chế việc san lấp mặt bằng. Về địa chất, địa điểm phải không đợc nằm trên các vùng
có mỏ khoáng sản hoặc địa chất không ổn định. Cờng độ khu đất xây dựng từ 1,5
2kg/cm2.
Nhận xét:
Trong điều kiện thực tế thì khó có địa điểm nào có thể thoả mÃn đợc hầu hết
các yêu cầu trên. Do đó sau khi cân nhắc mọi mặt, thấy hết đợc những khó khăn,
thuận lợi nhà máy xi măng dự định xây dựng tại xà Thanh Sơn, Huyện Kim Bảng,
Tỉnh Hà Nam.
I.2.2.Giới thiệu địa điểm xây dựng. (X_tr.47)
Nguồn nguyên nhiên liệu
Đá vôi: gồm các mỏ sau:
ã Mỏ Hồng Sơn: Trữ lợng 61,4 triệu tấn, cách nhà máy 1km về phía Đông,
thành phần hoá tơng đối ổn định, độ cứng < 4 (theo thang Mohs).
ã Mỏ Bút Phong: Trữ lợng 130,75 triệu tấn, cách nhà máy 3 km về hớng Tây
Bắc. Thành phần hoá ổn định, thành phần khoáng vật chủ yếu là canxit,
đôlômit, hạt thạch anh, hydroxit sắt.
ã Mỏ Núi Bùi: Trữ lợng 6 8 triệu tấn, cách nhà máy khoảng 1,5 km, chất lợng đá tốt.
Thành phần hoá của đá vôi có thể lấy để tính toán phèi liÖu nh sau:

S
A
F
C
M
R2O
SO3
CK MKN
Σ
3,76 1,10 0,66 52,46 1,23 0,40 0,01
40,38 100
Đất sét : gồm các mỏ sau:
ã Mỏ sét Khả Phong: Trữ lợng 12,84 triệu tấn, cách nhà máy 9,5 km về phía Tây
Bắc, sau khi khai thác đợc vận chuyển về nhà máy bằng ôtô. Thành phần chủ
yếu là sét kết bột có xen kẽ các vỉa mỏng.
ã Mỏ sét Ba Sao: Trữ lợng khoảng 25 triệu tấn, cách nhà 12 km. Thành phần hoá
ổn đỉnh nhng hàm lợng SiO2 không cao.
Thành phần lấy để tính toán phối liÖu nh sau:
S
A
F
C
M
R2O
SO3
CK MKN
Σ
60,1 18,00 18,2 0,80 0,20 0,25 3,80
6,75 100,35
Cấu tử bổ xung:

ã Xỉ Quặng sắt : đợc mua từ nhà máy SupePhotphat Lâm Thao đợc vận chuyển
về nhà máy bằng đờng sắt với khoảng cách 170 km. Thành phần hoá:
S
A
F
C
M
R2O
SO3
CK MKN

13,2
5,1 73,80 1,5
3,2
3,2
100

Sinh viên : Lê Anh Hảo – CNVL K49

3


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

• SÐt cao silic : Khe Non: Trữ lợng khoảng 450 triệu tấn cách nhà máy 20 km đợc vận chuyển về bằng đờng bộ. Thành phần chủ yếu là cát và bột kết. Thành
phần hoá:
S
A
F
C

M
R2O
SO3
CK MKN

92,6
3,8
1,1
0,5
0,2
1,4
99,6
ã Thạch cao : Mua từ công ty kinh doanh thạch cao và xi măng tại Đông Hà.
Vận chuyển về nhà máy bằng đờng sắt có độ dài 575 km.
Thành phần hoá:
MKN SiO2 Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3 CaSO4.H2O
20,3
2
1
0,3
36
0,5
39
34
Tính chất lí học: Độ ẩm 3 6%
Kích thớc: nhỏ hơn 30mm

ã Phụ gia xi măng :
o Phụ gia trơ : Dùng đá vôi lấy từ mỏ Hồng Sơn.
o Phụ gia thuỷ : Dùng diệp thạch sét đen An LÃo Bình Lục Nam Hà cách
nhà máy 40km, trữ lợng khoảng 2 triệu tấn, độ hút vôi 36 - 65 mg/g
CaO vận chuyển bằng đờng bộ.
ã Nhiên liệu :
o Dùng than cám 3 Quảng Ninh, đợc vận chuyển bằng đờng thuỷ về cảng
Kiện Khê với cự ly: 250km sau đó bốc lên ô tô chuyển về nhà máy.
Thành phần hoá:
S
A
F
C
M
R2O
SO3
CK MKN

60,50 27,20 5,00
6,60
0,80
0,2
100,03
o Dầu FO nhập từ Singapo vận chuyển về nhà máy từ cảng Hải Phòng
bằng đờng sắt (170 km).
ã Nguồn năng lợng, nớc:
o Điện: nguồn cung cấp lấy từ lới điện quốc gia tuyến 110kV Hà Đông
Ninh Bình.
o Nớc: lấy từ sông Đáy cách nhà máy 6km về phía bắc.
Địa hình, địa chất và khí hậu:

ã Địa hình : Xây dựng nhà máy tơng đối bằng phẳng, đô cao trung bình là 50m,
thấp nhất là 46m. Địa hình không có nguy cơ tác động của một số quá trình
ngoại sinh nh sói mòn sụt lở.
ã Địa chất công trình : Có lớp đệ tứ dày 15m thuận tiện cho việc san lấp mặt
bằng, dới có tầng đá vôi chịu tải cao.
ã Khí hậu : Nằm trong vùng có đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa khô từ
tháng 10 đến tháng 4 năm sau và mùa ma từ tháng 5 đến tháng 9. Lợng ma
trung bình 1700mm. Nhiệt độ trung bình 23,50C, độ ẩm trung bình 80%. Hớng gió chủ đạo về mùa hè là gió đông nam, về mùa lạnh là đông bắc.

Sinh viên : Lê Anh Hảo – CNVL K49

4


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

Ngn tiªu thơ sản phẩm.
ã Sản phẩm xi măng nói chung đợc tiêu thụ tập trung vào các thành phố lớn, các
khu công nghiệp tập trung: nhà máy cách Hà Nội 64km về phía nam tiếp giáp
với các mạng lới giao thông sắt, bộ chính của cả nớc. Cách quốc lộ 1A là 8km,
cách ga Phủ Lý 11km, sát quốc lộ 21 đi Hoà Bình. Từ nhà máy xi măng có thể
toả đi khắp các miền đất nớc, nhng trớc tiên là thị trờng Hà Nội, Nam Hà, Hà
Tây, Hoà Bình... thuộc đồng bằng và trung du bắc bộ. Nếu chỉ tính riêng thị trờng Hà Nội thì nhu cầu xi măng năm 1995 là 1,5 triệu tấn còn năm 2000 là 2
triệu tấn. Vì vậy từ nhà máy xi măng sẽ đợc chuyển bằng bao và các phơng
tiện xe lửa và ô tô về Hà Nội phục vụ các nhu cầu về xây dựng một cách thận
lợi.
I.2.3.Phơng án công nghệ.
Hiện nay đang sử dụng phổ biến là hai phơng pháp sản xuất: phơng pháp khô
và phơng pháp ớt dựa theo cơ sở phơng pháp gia công chế biến phối liệu, đối với mỗi
phơng pháp đều có những u và nhợc điểm riêng.

Ta so sánh một số chỉ tiêu giữa hai phơng pháp này:
Phơng pháp Phơng pháp ớt
Chỉ tiêu
khô
Nhiệt bay hơi ẩm phối liÖu (Kcal/kgcl)
2,7 (W = 1%)
54 (W = 36%)
NhiÖt mÊt ra môi trờng xung quanh (Kcal/kgcl)
52
207
Tiêu hao điện (KWh/tấn xi măng)
100 ữ 110
145 ữ 165
Tiêu hao gạch chịu lửa (Kg/tấn xi măng)
1,0 ữ 1,5
2 ữ 2,5
Tiêu hao bi đạn nghiền (Kg/tấn xi măng)
0,6 ữ 0,8
1,5 ữ 2
Mức độ tự động hoá sản xuất (%)
90 ữ95
10 ữ 15
Năng suất lao động (tấn xi măng/ngời/năm)
800 ữ 1200
250 ữ 450
Ngoài ra trong quá trình thi công lắp đặt thì thiết bị về kim loại của phơng
pháp khô ít hơn phơng pháp ớt do đó lắp đặt nhanh hơn, đơn giản hơn. Tổng mặt
bằng của nhà máy sản xuất theo phơng pháp khô nhỏ hơn so với phơng pháp ớt cùng
năng suất.
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ thì công

nghệ sản xuất xi măng nhất là phơng pháp khô đà có những bớc tiến vợt bậc, khắc
phục đợc khó khăn trớc đây đà gặp phải. Phơng pháp khô với các thiết bị hiện đại,
công đoạn đồng nhất phối liệu đợc thực hiện bằng cách đồng nhất sơ bộ, đồng nhất
trong quá trình vận chuyển khí nén, đồng nhất trong các silô chứa và đồng nhất trong
tháp trao đổi nhiệt. Bột liệu đảm bảo khi vào lò sẽ đợc đồng nhất nh phơng pháp ớt.
Mặt khác phơng pháp khô có thiết bị trao đổi nhiệt Caxinơ cho nên tiết kiệm nhiên
liệu, tiêu hao nhiệt giảm và kích thớc lò cũng giảm đáng kể.
ã Kết luận : Qua sự so sánh giữa hai phơng pháp sản xuất trên, kết hợp với vùng
nguyên liệu của nhà máy (có độ ẩm đá vôi 5%, đất sét 10%, độ cứng 4 theo
thang Mohs) nhà máy thiết kế sẽ sản xuất theo phơng pháp khô, cùng với các thiết bị
tiên tiến hiện đại. Đảm bảo sản xuất đợc các chủng loại xi măng chất lợng cao, thoả
mÃn các yêu cầu về xây dựng.

Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

5


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

I.2.4. Lùa chän dây chuyền công nghệ.
Phân xởng lò nung là phân xởng trọng tâm của nhà máy. Bởi vì nó quyết định
chất lợng sản phẩm, sản lợng của nhà máy và hiệu quả kinh tế trong sản xuất. Vì vậy
hệ thống lò nung phải đợc lựa chọn và cân nhắc kỹ càng sao cho hợp lý nhất.
Kể từ năm 1928 khi lò Lêpol xuất hiện với vai trò tiền thân của các lò quay
phơng pháp khô, cho tới nay đà có nhiều thế hệ lò mới ra đời với không ít những cải
tiến. Hiện nay trên thế giới đang phổ biến các hệ thống lò có các tầng Cyclon trao
đổi nhiệt và bng tiỊn nung (Canxin¬). Cã thĨ kĨ ra mét sè hƯ thèng nh sau: SF cđa
IXI, RSP cđa Onada Cement Company, hệ thống trao đổi nhiệt của F.L.Smidth.
Với các u điểm trên ta chọn hệ thống lò nung của F.L.Smidth với hệ thống

trao đổi nhiệt 5 tầng 2 nhánh và Canxinơ kiểu SLC D (Separste Line Calciner
Downdraft).
Đặc điểm hệ thống:
Sơ đồ hệ thống: (bản vẽ)
Năng suất: 6.000 tấn/ngày.
Hệ cyclone 5 tầng 2 nhánh.
Buồng tiền nung (Canxinơ) SLC_D:
Chiều cao hiệu quả : 31 m
 §êng kÝnh trong : 6,2 m
 DiƯn tÝch giêng liệu sôi : 7,2 m2
Tầng
Cyclone
C5
C4
C3
C2
C1

Số lợng
Cyclone
4
2
2
2
2

Đờng kính trong
(mm)
6500
7000

7000
7000
7200

Lò quay:
§êng kÝnh : 5,00 m
 ChiỊu dµi : 78 m
 Độ nghiêng : 4%

Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

6


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

Phần Ii. công nghệ
II.1.tóm tắt lý thuyết công nghệ sản xuất xi măng
pooclang theo phơng pháp khô hiện đại .
II.1.1.Các khái niệm cơ bản về sản phẩm xi măng Pooclăng hỗn hợp.
ã Xi măng Pooclăng hỗn hợp là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp gồm clinker xi
măng Pooclăng với (3ữ5%) thạch cao , phụ gia xi măng (15%) và phụ gia công
nghệ (nếu có).
ã Clinker xi măng Pooclăng là sản phẩm nung đến kết khối của hỗn hợp đá vôi, đất
sét và cấu tử điều chỉnh (nếu có), thành phần chủ yếu chứa các khoáng
SilicatCanxi ( C2S, C3S ) có hàm lợng vôi cao ngoài ra còn có các khoáng
Aluminat Canxi ( C3A ) và Alumô Frerit Canxi ( C4AF ).
ã Chất lợng Clinker phụ thuộc hàm lợng các khoáng SilicatCanxi ( C2S, C3S ),
Aluminat Canxi ( C3A ) và Alumô Frerit Canxi ( C4AF ) và chúng đợc điều chỉnh
theo các modul hệ số.

ã Hệ số bÃo hòa vôi LSF : Đối với xi măng Pooclăng thờng LSF = 92 - 98

LSF =
ã

Modul silíc MS : Đối với xi măng Pooclăng thêng MS = 2,0 – 2,6

MS =
•

100C
2,8S + 1,18 A + 0, 65 F

S
A+ F

Modul nhôm MA : Đối với xi măng Pooclăng thờng MA = 1,2 1,7

MA =

A
F

II.1.2.Phân xởng nguyên liệu
Phân xởng nguyên liệu bao gồm từ các máy gia công nguyên liệu thô đến gia
công nguyên liệu tinh và đồng nhất tinh bột liệu. Thiết bị trong công đoạn gia công
nguyên liệu thô gồm : Máy đập búa gia công đá vôi, máy đập trục loại gia công sét
cho đến các kho đồng nhất sơ bộ. Công đoạn gia công nguyên liệu tinh gồm máy
nghiền liệu tinh, sau đó bột liệu sản phẩm đợc đa vào 2 silo đồng nhất.
Nguyên liệu sản xuất xi măng poóc lăng

Thành phần phối liệu sản xuất ra Clinker gồm bốn ôxit chính là CaO, SiO2,
Al2O3, Fe2O3.
Oxit canxi do nhóm nguyên liÖu cacbonat canxi cung cÊp.
 Oxit SiO2, Al2O3, Fe2O3 n»m trong các khoáng sét do đất sét cung cấp.
Để điều chỉnh các môđun cho hợp lý ta phải thêm vào một số phụ gia điều
chỉnh nh quặng sắt, bôxit.

Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

7


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

Nhãm nguyªn liƯu chứa cacbonat canxi chủ yếu là đá vôi, đôlômit. Quá trình tạo
ra CaO có thể hiểu đơn giản qua phản øng sau:
700 −10000 C
CaCO 3 →    
CaO   +  CO 2

Ca ( OH ) 2 
→
CaO   +  H 2O
Trong đó Ca(OH)2 là tốt nhất vì có độ phân tán cao , hoạt tính. Khi chọn nguyên
liệu nếu đá vôi có lẫn hàm lợng sét mà hàm lợng sét > 20% là tốt nhất. Cho clinker
tốt, công nghệ đơn giản, ít tốn năng lợng.
Nhóm nguyên liệu chứa SiO2 , Al2O3 , Fe2O3 Đất sét chứa các thành phần sau:
Khoáng sét
Muối khoáng
Tạp chất hữu cơ

Cát, trờng thạch
Trong đó khoáng sét là chủ yếu để sản xuất xi măng pooclăng thì đất sét phải có
hàm lợng khoáng sét >70 ữ 75%. Trong đó khoáng caolinit là chủ yếu. Khi tỷ lệ
môđun, hệ số cha hợp lý ta phải dùng các cấu tử điều chỉnh giầu SiO 2, Al2O3, Fe2O3
để điều chỉnh.
Nhiên liệu để nung clinker xi măng Poóc lăng :
Quá trình tạo khoáng clinker xi măng Poóc lăng thu nhiệt và chỉ xảy ra hoàn
toàn ở nhiệt độ cao 1400 ữ 15000C trong thời gian nhất định. Vì vậy, phải cung cấp
nhiên liệu để nung chín đợc clinker.
Trong công nghệ sản xuất xi măng Poóc lăng hiện đang sử dụng 3 loại nhiên
liệu chính sau:
Nhiên liệu rắn( Than )
Nhiên liệu lỏng( Dầu MFO )
Nhiên liệu khí (khí thiên nhiên)
Nhiên liệu rắn : hiện nay các nhà máy xi măng chủ yếu dùng loại than đá lửa
dài, nhiều chất bốc để pha hỗn hợp than bụi hoặc than Atraxit phân loại theo số cám
1, 2, 3, 4, 5 làm nhiên liệu.
Yêu cầu kỹ thuật của than dùng trong lò quay:
Nhiệt trị: QH 5500 Kcal/Kg than .
Chất bốc: V = 15 ữ30 %
Nhiên liệu lỏng: Dầu MFO nhiệt năng cao, ít tro, dễ điều chỉnh khi nung nhng
giá thành cao gấp 2 -3 lần than và phải gia nhiệt trớc khi phun vào lò (90 ữ1000C).
Dầu MFO sử dụng làm nhiên liệu cho sản xuất xi măng Poóc lăng phải thoả mÃn
những yêu cầu kỹ thuật sau:
Nhiệt lợng 9200 Kcal/Kg dầu
Lợng níc lÉn ≤ 1%
 Tû träng ë 200C ≤ 0,98 Tấn/m3
Hàm lợng lu huỳnh 2,1%

Sinh viên : Lê Anh H¶o – CNVL K49

8


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

Nhiªn liƯu khÝ : Dùng khí thiên nhiên rất sạch,dễ điều chỉnh, không có tro,dùng
để sản xuất xi măng trắng rất tốt. Sử dụng không phải gia công.
II.1.3.Phân xởng lò nung
Phân xởng lò nung là hệ thống lò quay phơng pháp khô có tháp trao đổi nhiệt 2
nhánh 5 tầng cyclone và thiết bị làm lạnh, năng suất lò quay 6000 tấn/ngày nhiên
liệu đốt lò 100% than cám 3 sử dụng dầu FO làm mồi. Than đợc nghiền trong máy
nghiền đứng. Clinker sau khi qua máy làm lạnh đợc đa tới 2 silo chính phẩm và 1
silo thứ phẩm. Quá trình hóa lý khi nung trải qua 8 giai đoạn có thể tóm tắt nh sau:
GĐ1 - Mất nớc lý học, to = 100oC.
GĐ2 - Mất nớc hoá học, phân huỷ khoáng caolinit thành Al2O3 và SiO2 dới dạng
vô định hình (khoáng sét) to = 200ữ700oC.
Al 2O 3 .2SiO 2 .2H 2O   → Al 2O 3 vdh +SiO 2 vdh


 G§3 - Phân huỷ magiê cacbonat (MgCO3) to = 700oC.
o

MgCO 3 700 MgO +
C
CO 2
GĐ4 - Phân huỷ canxi cacbonat (CaCO3) to = ( 700oC ÷1000oC).
o
700
CaCO 3  −1000 C O +

Ca

CO 2
GĐ5 - Phản ứng pha rắn xảy ra quá trình khuếch tán bề mặt, khuếch tán thể tích.
Tạo các khoáng Clinker ( C2S, C3A, C4AF ) ở nhiệt độ thấp và các khoáng trung
gian, to > 600oC.
 G§6 - Xt hiƯn pha láng do các khoáng dễ nóng chảy. Qúa trình khuếch tán hoà
tan CaOtd, C2S quá bÃo hoà kết tinh ra C3S do tơng tác của CaOtd và C2S .
GĐ7 - Làm lạnh clinker từ 1450oC xuống 1100oC. Phân hủy một phần C3S, hình
thành pha thủy tinh, tái kết tinh C2S
GĐ8 - Clinker ra khỏi dàn làm lạnh nhiệt độ từ 1100oC xuống 100oC. Biến đổi
thù hình C2S C2S trong khoảng nhiệt độ 6750C nên cần làm lạnh nhanh
trong giai đoạn này.
Các giai đoạn này đợc tách ra chỉ là tơng đối nhằm phản ánh quá trình cơ bản nhất
mà ở khoảng nhiệt độ đó tạo ra. Giữa các giai đoạn có tính chất liên tục, phản ứng
hay quá trình diễn ra ở cuối giai đoạn này thì là đầu của giai đoạn tiếp theo.

II.1.4.Phân xởng nghiền xi măng
Phân xởng nghiền xi măng bao gồm máy nghiền đứng sơ bộ và máy nghiền bi với hệ
thống phân ly và các silo chứa xi măng .
Quá trình gia công và bảo quản clinker xi măng Poóc lăng
Nhiệt độ clinker ra khỏi máy làm lạnh khoảng 100 ữ1500C không thể đa vào
máy nghiền ngay đợc vì ở nhiệt độ cao thạch cao sẽ bị mất nớc biến thành thạch cao
khan làm mất tác dụng điều chỉnh thời gian đông kết của xi măng :
CaSO4.H2O CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O
Gây nên hiện tợng ninh kết giả. Trong clinker còn có CaO tự do và MgO tự do sẽ
gây ra tác hại không ổn định thể tích xi măng, hay sinh nứt nở cấu kiện xây dựng.
Hơn nữa, lúc nghiền sự va đập cơ năng biến thành nhiệt năng làm cho máy nóng,
giảm tuổi thọ máy nghiền. Do đó, clinker ra lò bắt buộc phải ủ trong silô từ 7 ữ 15
ngày nhằm mục đích:

t 0C

Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

9


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

 §Ĩ clinker hút ẩm không khí làm cho CaO Ca(OH)2 nở thể tích phát sinh vết
nứt rạn trong clinker làm clinker dòn, dễ nghiền hơn. Vết nứt càng sâu, ứng
suất nội trong viên clinker càng lớn dẫn đến clinker càng dễ đập nghiền. Năng
suất máy nghiền tăng, hao mòn tấm lót, bi đạn ít.
Tiếp tục làm lạnh clinker xuống gần nhiệt độ thờng trớc khi nghiền

Nghiền clinker xi măng Poóc lăng
Để nghiền xi măng các loại ngời ta thờng dùng máy nghiền bi nhiều ngăn hoặc
nghiền đứng chu trình kÝn cã hƯ thèng ph©n ly trung gian thu håi sản phẩm nghiền
mịn, tránh hiện tợng bột xi măng đà đạt độ mịn yêu cầu còn bị nghiền lại làm giảm
khả năng nghiền của bi đạn.
Trong quá trình nghiền đập, cơ năng biến thành nhiệt năng. Nhiệt độ vách ngăn
của máy nghiền bi phải đợc khống chế trong khoảng 105 ữ1150C đảm bảo không làm
mất tác dụng của thạch cao, không xảy ra sự vón két khô trong máy nghiền, ảnh hởng đến năng suất máy nghiền. Một trong những biện pháp tích cực là bơm nớc là
mát bên trong máy nghiền.Việc bơm nớc có thể thực hiện ở 2 đầu máy nghiền.
II.1.5.Phân xởng đóng bao
Phân xởng đóng bao gồm hệ thống máy đóng bao, hệ thống băng tải vận chuyển
đến nơi xuất xi măng bao. Xi măng sau khi nghiền đợc vận chuyển về các silo chứa
và đợc tháo vào các két của máy đóng bao, nhờ hệ thống này xi măng bột đợc đóng
vào các gói nhỏ có trọng lợng nhất định.

Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

10


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

II.2. sơ đồ dây chuyền công nghệ toàn nhà máy.
Đá vôi

Đất sét

Pirit

Sét caosilic

Máy đập

Máy đập

Máy đập

Máy đập

Kho đồng nhất sơ bộ

Két đá vôi

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

Két chứa

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

Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

11


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

II.3.ThuyÕt minh d©y chuyền.
II.3.1.Công đoạn gia công chuẩn bị nguyên liệu :
Đá vôi : Đợc khai thác ở mỏ bằng phơng pháp khoan nổ mìn cắt tầng rồi đợc vận
chuyển bằng ô tô về trạm đập sơ bộ. Máy đập đá vôi là loại máy đập búa một trục,
kích thớc đá vôi trớc khi vào máy đập búa < 1500 mm, và đợc ®Ëp nhá xng kÝch
thíc ≤ 75mm råi ®ỵc tËp trung vào kho đồng nhất sơ bộ bằng hệ thống băng tải. Tại
kho đồng nhất sơ bộ, đá vôi đợc đồng nhất theo phơng pháp rải liệu Chervon ( hình
mái ) rồi đợc máy dỡ liệu và hệ thống băng tải vËn chun vỊ kÐt chøa tríc khi
nghiỊn.

§Êt sÐt : Sau khai thác vận chuyển bằng ô tô về trạm đập, ®Ëp xng kÝch thíc ≤
50mm råi ®a vµo kho ®ång nhất sơ bộ. Tại kho, đất sét cũng đợc đồng nhất theo phơng pháp rải liệu Windrow ( kiểu lớp ) rồi đợc máy dỡ liệu và hệ thống băng tải vận
chuyển về két chứa trớc khi nghiền.
Xỉ Quặng sắt: Nhập về bằng đờng sắt rồi tập chung vào kho chứa tổng hợp. Trớc khi
vận chuyển về két chứa Quặng sắt cũng đợc qua máy đập sơ bộ.
Sét caosilic : Sau khai thác đợc vận chuyển về kho chứa bằng ô tô rồi qua máy đập
sơ bộ và vận chuyển về két chứa.
II.3.2.Công đoạn nghiền
Đá vôi, đất sét, quặng sắt, sét caosilic đợc tháo từ két chứa, qua hệ thống cân
định lợng theo tỷ lệ bài phối liệu và đợc băng tải tổng hợp vận chuyển về máy sấy
nghiền liên hợp con lăn kiểu đứng làm việc theo chu trình kín có hệ thống phân ly
khí động hiệu quả cao, sử dụng tác nhân sấy là khói lò. Trong máy nghiền nguyên
liệu bị nghiền nhỏ và sấy đến độ ẩm 1%. Dòng khí nóng có chức năng sấy và cuốn
các hạt liệu nhỏ, dòng khí và bột liệu qua hệ thống phân ly tĩnh và động của máy
nghiền, những hạt thô đợc hồi lu lại bàn nghiền còn các hạt mịn bị dòng khí cuốn ra
khỏi máy nghiền và ®ỵc thu håi nhê hƯ thèng cyclone thu håi liƯu. Tại máy sấy
nghiền chúng đợc nghiền đến độ mịn có độ sót sàng 10% trên sàng No008, độ ẩm
1% rồi vận chuyển về silô đồng nhất CF bằng hệ thống máng khí động và gầu nâng.
II.3.3.Công đoạn nung luyện và làm lạnh Clinker :
Phối liệu từ silo đợc qua két cân định lợng rồi vận chuyển về hệ thống cyclôn
trao đổi nhiệt bằng hệ thống gầu nâng và máng khí động. Liệu vào ống nối giữa
cyclone tầng 4 và tầng 5, liệu đợc chia vào 2 dÃy cyclone theo tû lƯ 1:1. Trong hƯ
thèng cyclone, liƯu vµ khÝ chun động cùng chiều và thực hiện quá trình trao đổi
nhiệt, nhờ đợc gia nhiệt bột liệu xảy ra các quá trình tách hơi ẩm và phân hủy
caolinit. Phối liệu xuống cyclone tÇng 2 sÏ qua van chia liƯu: 65% liƯu vào ống nối
giữa canciner và ống nối gió 3, còn lại 35% liệu đợc rơi vào ống đứng nối từ lò lên
cyclone tầng 1. Phần liệu vào canciner theo phơng tiếp tuyến và chuyển động xoáy
xuống dới, nhờ nhiệt trị của than nhiệt độ của canciner khoảng 900 1100 0C. Phần
liệu vào ống đứng đợc gia nhiệt nhờ gió 2, hai phần liệu này đợc trộn lẫn trong ống
đứng và bị cuốn vào 2 cyclone tầng 1. Do có nhiệt độ cao và hành trình dài nên phối

liệu bị phân hủy 95%, xuống lò quay phối liệu sẽ thực hiện các phản ứng hóa lý tạo
thành các khoáng cần thiết của clinker. Clinker đợc làm lạnh nhờ hệ thống làm lạnh
kiểu ghi và đập sơ bộ rồi đợc vận chuyển về silo chứa.
Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

12


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

II.3.4. Công đoạn nghiền xi măng
Clinker, thạch cao, phụ gia từ silô chứa đợc vận chuyển lên các két chứa của
máy nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng, từ các két cân này clinker và phụ
gia đợc cấp vào hệ thống nghiền xi măng. Tại hệ thống nghiền này clinker và phụ gia
đợc nghiền mịn và qua thiết bị phân ly rồi đợc tập trung vào hệ thống silô chứa xi
măng.
II.3.5. Công đoạn đóng bao
Xi măng từ silo có thể đợc xuất trực tiếp qua hệ thống xuất xi măng rời hoặc
có thể đợc vận chuyển về hệ thống đóng bao. Tại đây xi măng đợc đóng bao rồi xuất
theo hệ thống xuất xi măng bao hay có thể đợc tập chung về kho chứa.

phần III. tính toán kỹ thuật
iii.1.Tính toán bài phối liệu nhiều cấu tử lẫn tro
Các ký hiệu viết tắt
Ký tự
Ký hiệu
Ký tự
Ký hiệu
CaO
C

CaO tự do
Ctd
SiO2
S
Clinker
CL
S
Al2O3
A
SO3
Fe2O3
F
Na2O + K2O
R2O
MgO
M
Điều kiện tiêu chuẩn
đktc
Đá vôi
ĐV
Tổng

Đất sét
ĐS
Mất khi nung
MKN
Quặng sắt
QS
Xi măng pooclăng hỗn hợp
PCB

Cao silíc
CSL
Độ tro
n
3CaO.SiO2
C3S
2CaO.SiO2
C2S
3CaO.Al2O3
C3A
4CaO.Al2O3.Fe2O3
C4AF
III.1.1.Chọn thành phần khoáng
Chất lợng clinker phụ thuộc trớc hết vào thành khoáng mà thành phần khoáng lại phụ
thuộc các hệ số chế tạo. Hiện nay các nhà máy thờng lựa chọn các hệ số trong
khoảng sau :
Hệ số bÃo hoà vôi LSF = 92 98.
100.CK
LSF  =  
= 93
2,8.SK + 1,18. AK + 0, 65.FK
 M«dul aluminat MA = 1,2 – 1,7.

MA  =  
 M«dul silicat

MS  =  

AK
= 1,3

FK
MS = 2,0 – 2,6.

SK
= 2,5
FK + AK

Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

13


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

III.1.2. Lùa chän nguyên liệu - cấu tử điều chỉnh nhiên liệu:
1. Nguyên liệu:
Thành phần hoá nguyên liệu khô:
Ngliệu
Đá vôi
Đất sét

S
0,73
61,01

A
F
C
0,31 0,25 53,95
18,31 7,54 2,6

M
0,84
0,32

R2O
0,04
1,65

SO3
0,12
0,55

CK
0
0

B¶ng 1
MKN
Σ
43,02
99,26
8,06
100

NhËn xÐt:
Ads 18,31
=
= 2, 43 >> 1,3
Fds 7,54

S ds
61, 01
MSds =
=
= 2,36 < 2,5
Fds + Ads 18,31 + 7,54
MA ds =

Ta phải dùng hai cấu tử điều chỉnh cả hàm lợng Fe2O3 và SiO2 .
2. Chọn cấu tử điều chỉnh:
Chọn Sét caosilic (Sét CSL) và Quặng sắt với thành phần hoá của cấu tử điều chỉnh
khô:
Bảng 2
Cấu tử
S
A
F
C
M
R2O SO3 CK MKN

Sét caosilic 92,6 3,8
1,1
0,5
0,2
0
0
1,4
0
99,6

Quặng sắt
15,7 3,8 68,7
2
0,4
0
0
0
8,56 99,16
3. Nhiên liệu:
Theo hệ thống lò, nhiên liệu sử dụng sÏ lµ 100% than antraxit (Hång Gai). Sau khi
nhËp vµ trớc khi sử dụng than phải đạt các yêu cầu kỹ thuật sau:
ã Độ ẩm ban đầu 8% đợc sấy đến độ ẩm 1%.
ã Độ mịn sau khi nghiền: 15% trên sàng N2008.
Bảng thành phần làm việc của than nh sau:
Bảng 3
l
l
l
l
l
l
l
Thành phần
W
A
S
C
H
N
O

Vl

Than cám 3
8,0
15,0
2,0
71,0
1,6
0,8
1,5
99,9
8
Bảng thành phần hoá học của tro than:
Thành phần
Than cám 3

S
60,5

A
27,2

F
5,0

C
6,6

M
0,8

R2O
0,0

SO3
0,2

CK
0,0

Bảng 4
MKN

0,0
100,3

III.1.3.Tính bài phối liệu.
1. Nhiệt trÞ thÊp cđa than QH : tÝnh theo Mendeleev.
QH = 81*Cl + 246*Hl – 26*(Ol - Sl) – 6*Wl (Kcal/kgthan).
Thµnh phần
Wl
Al
Sl
Cl
Hl
Nl
Ol
Than cám 3 1,000 16,159 2,155 76,485 1,724 0,862 1,616
Thay sè trªn ta cã:
QH = 6627,323(KCal/kg).

Sinh viªn : Lª Anh H¶o – CNVL K49

Σ
100

14


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

2. Xác định lợng tro than lẫn trong CL:
t=

B. A.n
.100%
100.100

với

B=

q
QH

Với:
q: Nhiệt tiêu tốn riêng cho 1kgCL ( Với lò hiện đại q = 680 - 780 )
 Gi¶ thiÕt q = 720KCal/kgCL)
 B: lợng than cần để nung 1kgCL (kg/kgCL)
A: hàm lợng tro của than (A = 16,16%)
n: hàm lợng tro lắng lại trong lò (chọn n = 100%)

Thay số :
720
B=
= 0,109( kgthan / kgCL)
6627,323
0,109 *16,19 *100
t=
*100 = 1, 756%
100 *100
3. Quy đổi về nguyên liệu khô với tổng các oxit là 100%.
a) Bảng thành phần nguyên liệu khô cha nung:
Cấu tử
Đá vôi
Đất sét
Sét caosilic
Quặng sắt
Tro than

S
A
F
C
M
0,74 0,31 0,25 54,35 0,85
60,99 18,30 7,54 2,60 0,32
92,97 3,82 1,10 0,50 0,20
15,83 3,83 69,28 2,02 0,40
60,32 27,12 4,99 6,58 0,80

R2O

0,04
1,65
0,00
0,00
0,00

SO3
0,12
0,55
0,00
0,00
0,20

CK
0,00
0,00
1,41
0,00
0,00

b) Bảng thành phần nguyên liệu, nhiên liệu khô đà nung:
Cấu tử
Đá vôi
Đất sét
Sét caosilic
Quặng sắt
Tro than

S
A

F
C
M
R2O SO3
1,298 0,551 0,445 95,928 1,494 0,071 0,213
66,330 19,907 8,197 2,827 0,348 1,794 0,598
92,972 3,815 1,104 0,502 0,201 0,000 0,000
17,329 4,194 75,828 2,208 0,442 0,000 0,000
60,321 27,119 4,985 6,580 0,796 0,000 0,198

B¶ng 5
MKN
Σ
43,34 100
8,06 100
0,00 100
8,63 100
0,00 100
B¶ng 6
CK

0,000 100
0,000 100
1,406 100
0,000 100
0,000 100

4. Lập hệ phơng trình giải:
Gọi Xi (i = 1 ữ 5) là phần trăm các cấu tử: Đá vôi, Đất sét, Quặng sắt, Sét
Caosilíc, tro.

Phơng trình 1:
5

X
i =1

4

i

= 100 X i = 100 − 1, 756 = 98, 244
→
i =1

 Ph¬ng trình 2:
Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

15


Website: Email : Tel (: 0918.775.368
5

LSF =

100.∑ C ik X i
i =1
5

5

5

2,8.∑ S ik X i + 1,18.∑ Aik X i + 0,65.∑ Fik X i
i =1

i =1

i =1

Trong ®ã: Cik, Sik, Fik, Aik : % CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 cđa cÊu tư i cã trong CL.
5

⇔

∑[ LSF (2,8* S
i =1

ik

+ 1, 48* Aik + 0, 65* Fik ) − 100* Cik ]* xi = 0

Thay sè b¶ng 6 ta có phơng trình:
91,675*x1 196,696*x2 246,451*x3 -93,358*x4 = 321,733
Phơng trình 3:
5

MA =

A

Xi

F

Xi

i =1
5

i =1

ik

ik

5

( MA.Fik − Aik ) = 0
i =1

Thay sè ta cã phơng trình:
0,027*x1 9,25*x2 2,38*x3 94,382*x4 = -36,231
Phơng trình 4:
5

MS =

∑S
i =1

ik

Xi

5

5

i =1

5

⇔ ∑[ MS .(Aik + Fik ) − S ik ]. X i = 0

i =1

∑ Aik X i + ∑ Fik X i

i =1

Thay sè ta có phơng trình:
-1,191*x1 3,93*x2 +80,673*x3 182,726*x4 = 35,005
Giải hệ 4 phơng trình trên ta có:
% Đá vôi
= X1 = 68,619%
 % §Êt sÐt
= X2 = 19,241%
 % Sét caosilic = X3 = 7,934%
% Quặng sắt = X4 = 2,45 %

 % Tro than = X5 = 1,756%
5. Tính kiểm tra:
Tính thành phần hoá học của từng cấu tử trong CL:
Bảng thành phần hoá của CL:
S
22,514
K

A
5,090
K

F
3,915
K

C
66,578
K

M
1,133
K

R2O
0,394
K

SO
0,265

K
3

Bảng 7
CK
Tổng
100
0,112
K

TÝnh kiĨm tra c¸c hƯ sè:
100* Ck
100*66,578
=
≈ 93
2,8S k + 1,8. Ak + 0, 65.Fk 2,8* 22,514 + 1,8*5, 09 + 0, 65*3,915
Sk
22,514
MS =
=
= 2,5
Ak + Fk 5, 09 + 3,915
LSF =

Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

16


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

MA =

Ak
5, 09
=
≈ 1,3
Fk 3,915

Nhận xét: các kết quả tính toán phù hợp với lựa chọn ban đầu, sai số không đáng kể.
Tính thành phần khoáng CL:
C3S
= 4,07*CK 7,6*SK 6,72*AK – 1,43*FK = 59,879%
C2S
= - 3,07*CK + 8,6*SK + 5,07*AK + 1,083*FK = 19,443%
Tæng (C2S + C3S) = 79,323%
C3A
= 2,65.AK - 1,69.FK = 6,848%
C4AF = 3,04.FK
= 11,903%
Tæng (C3A + C4AF) = 18,751%
Tỉng 4 kho¸ng chÝnh: 79,323 + 18,751 = 98,074%
 Tính lợng pha lỏng theo thành phần khoáng :
L = 1,12*C3A + 1,35*C1AF = 23,74 %
 TÝnh lỵng pha láng theo thành phần ôxit có trong clinker :
L=3,00*x+2,25*y+a+b = 25,606 %
6. TÝnh chun vỊ bµi phèi liƯu cha nung:
TÝnh thµnh phần % khối lợng các cấu tử trớc khi nung.
100.x ik
100-MNK i

Xi = 4
100.x ik
100-MNK
i=1
i
ã xik: % hàm lợng cấu tử i (không kể tro) trớc khi nung.
ã Xi: % hàm lợng cấu tử i trớc khi nung.
ã MKNi: lỵng mÊt khi nung cđa cÊu tư i.
Thay sè ta có:
ã Đá vôi
X1 = 79,336 %
ã Đất sét
X2 = 13,709 %
ã Sét Caosilic X3 = 5,198 %
ã Quặng sắt X4 = 1,757 %
Bảng thành phần hoá của phối liệu khô cha nung
Bảng 8
MKNo Tổng
34,385 79,336
1,105 13,709
0,000 5,198
0,152 1,757
35,641 100

TPH
S
A
F
C
M

R
SO3 CK
Đá vôi 0,583 0,248 0,200 43,121 0,671 0,032 0,096 0,000
Đất sÐt 8,361 2,509 1,033 0,356 0,044 0,226 0,075 0,000
SÐt CSL 4,832 0,198 0,057 0,026 0,010 0,000 0,000 0,073
Q s¾t
0,278 0,067 1,217 0,035 0,007 0,000 0,000 0,000
Tæng 14,055 3,023 2,508 43,539 0,733 0,258 0,171 0,073
TÝnh tÝt phèi liÖu : T = 1,785*C + 2,09*M = 79,287
TÝt phèi liÖu tháa m·n trong giới hạn cho phép ( 791 )
7.Tính cờng độ clinker
Kiềm tan đợc tính từ tổng hàm lợng của K2O và Na2O so với SO3 trong clinker, giả
thuyết hàm lợng 2 chất này trong clinker là nh nhau.
Ký hiệu các chất:
o

o

o

o

Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

o

o

o

o

17


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

K2O = K;

Na2O = N;

SO3 = S

K =K + ,52.N
1

MS =

S
0,85.K

K =1,18.S
M S ≤0,5 .
•
khi
K = 0,2.K +0,7.S
0,5 < M S ≤1 .
•
khi
K = 0,8.K

M S >1 .
ã
khi
Theo giả thiết trên và từ bảng 8 ta có: Na2O = K2O = 0,129% và SO3 = 0,171%
s

s

s

Thay sè vµo ta cã: . K = 0,129 +1, 52 * 0,129 = 0, 325%

MS =

S
0,85* K

=

0,171
= 0,62 .
0,85*0,325

VËy : 0,5 < M S < 1 ⇒ K s = 0, 2* K + 0, 7 * S = 0, 202 .
Cêng ®é lý thut cđa clinker lµ:
28
Rn = 52 − 10.K s + 0,15* C3 S = 58,961( N / mm 2 ) .
iii.2.TÝnh c©n b»ng vật chất toàn nhà máy
III.2.1. Số liệu ban đầu :
Cấu tử nguyên liệu

Đá vôi (1)
Đất sét (2)
Sét caosilic (3)
Quặng sắt (4)
Phèi liÖu

MÊt khi nung
MKN1 = 34,385
MKN2 = 1,105
MKN3 = 0,000
MKN4 = 0,152
MKNc = 35,641

B¶ng 9
W
1,5%
9%
8%
5%

Tû lƯ % trong phèi liƯu
79,336
13,709
5,198
1,757

 Chän tỉn thÊt nguyªn liƯu:
- Tỉn thÊt khi vËn chun :
- Tổn thất khi gia công chuẩn bị phối liệu :
Năng suất lò : 5800 (t/ngày) hay 241,67 (tấn/giờ)

III.2.2. Các ký hiệu và đơn vị tính : (kg/kgCL)

1
p tt

p

2
tt

= 1%
= 2%
Bảng 10

Nguyên liệu
Đá vôi
Đất sét
Sét caosilic
Quặng sắt
Tổng
ã

Nguyên liệu khô
Lý thuyết
Thực tế
1
Ac
A1H
A2c
A2H

A3c
A3H
A4c
A4H
ATc
AH(Ac)

Nguyên liệu ẩm
Lý thuyết
Thực tế
1
Bb
B1H
B2b
B2H
B3b
B3H
B4b
B4H
Bb
BH

Tiêu hao nguyên liệu khô lý thuyÕt cho 1kg CL :

Sinh viªn : Lª Anh H¶o – CNVL K49

18


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

T
G T = Ac =

ã

( kg / kgCL )

Tiêu hao nguyên liệu khô chỉ kể đến tổn thất trong nhà máy 2% :
Ac' =

•

100 − n * B * AT 100 − 1, 0*16,14*0,1085
=
= 1,527
100 − MKN C
100 − 34, 26

T
Ac *100 1,527 *100
=
= 1,558
2
100 − ptt
100 − 2

( kg / kgCL )

Tiªu hao nguyên liệu khô kể cả tổn thất do vận chuyÓn 1% :
Ac' *100 1,558*100

"
( A H ) = Ac = 100 − p1 = 100 − 1 = 1,573 ( kg / kgCL )
tt

1. Tiêu hao các cấu tử nguyên liệu theo lý thuyết :
a.Nguyên liệu khô :
T
Ac * a1
= 1, 211 ( kg / kgCL )
100
AT * a2
Ac2 = c
= 0, 209 ( kg / kgCL )
+ §Êt sÐt :
100
AT * a
Ac3 = c 3 = 0, 079 ( kg / kgCL )
+ Sét caosilc
100
T
A *a
+ Quặng sắt : Ac4 = c 4 = 0, 027 ( kg / kgCL )
100
1
Tæng céng : Ac=A c+A2c+A3c+A4c= 1,527 ( kg / kgCL )

+ Đá vôi :

1
Ac =

Lợng CL thu đợc khi nung 1kg phèi liƯu kh« :
1
kc =
= 0, 655
( kgCL )
1,527
b. Nguyên liệu ẩm :
+ Đá vôi :

1
Bb =

1
Ac *100
= 1, 23
100 − w1

( kg / kgCL )

+ §Êt sÐt :

Bb2 =

Ac2 *100
= 0, 23
100 − w2

( kg / kgCL )

3
+ SÐt caosilic: Bb =

Ac3 *100
= 0, 086 ( kg / kgCL )
100 w3

4
+ Quặng sắt : Bb =

Ac4 *100
= 0, 028 ( kg / kgCL )
100 − w4

Tæng céng : Bb = B1b+B2b+B3b+B4b = 1,574 ( kg / kgCL )
Lợng CL thu đợc khi nung 1kg phối liƯu Èm :
1
kb =
= 0, 635
( kgCLK )
1,574
2. Tiªu hao các cấu tử nguyên liệu theo thực tế :
a. Nguyên liệu khô :
+ Đá vôi :

1
AH =

"
Ac * a1

= 1, 249
100

Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

( kg / kgCL )
19


Website: Email : Tel (: 0918.775.368
"
Ac * a2
= 0, 216 ( kg / kgCL )
100
A" * a
3
+ SÐt caosilic: AH = c 3 = 0, 082 ( kg / kgCL )
100
"
A *a
4
+ Quặng sắt : AH = c 4 = 0, 028 ( kg / kgCL )
100

+ §Êt sÐt :

2
AH =

Tỉng céng : AH = ∑AiH = 1,574

Lỵng CL thu đợc khi nung 1kg phối liệu thực tế :
1
kH =
= 0, 635 ( kgCLK )
1,574
b. Nguyªn liƯu Èm :
+ Đá vôi :
+ Đất sét :

1
AH *100
B =
= 1, 268 ( kg / kgCL )
100 − w1
1
H

2
BH =

3
+ SÐt caosilic : BH =

4
+ Quặng sắt : BH =

2
AH *100
= 0, 237 ( kg / kgCL )
100 − w2

3
AH *100
= 0, 089 ( kg / kgCL )
100 − w3

4
AH *100
= 0, 029 ( kg / kgCL )
100 − w4

Tæng céng : BH = BiH = 1,623 (kg)
Bảng tổng hợp các chỉ tiêu nguyên liệu cho 1kg CL
Bảng 11
Tiêu hao nguyên liệu
CL thu đợc
Cấu tử
Nguyên liệu khô
Nguyên liệu ẩm
Lý thuyết Thực tế Lý thuyết Thực tế Lý thuyết Thực tế
Đá vôi
1,211
1,249
1,230
1,268
Đất sét
0,209
0,216
0,230
0,237

Sét caosilc
0,027
0,028
0,029
0,030
Quặng sắt
0,079
0,082
0,084
0,086
Tổng
1,527
1,574
1,572
1,621
0,636
0,617
3. Tiêu hao nhiên liệu cho nhà máy :
+ Tiªu hao nhiªn liƯu cho 1kgCL B = 0,109 (kg/kgCL)
+ Tiêu hao nhiên liệu có độ ẩm tự nhiên 8%
X T *100 0,1085*100
Xw =
=
= 0,118(kg / kgCL)
100 − 8
100 − 8
+ Tiªu hao nhiªn liƯu thùc tÕ cã kĨ ®Õn tæn thÊt
X *100 0,1085*100
T
Xw = w

=
= 0,119(kg / kgCL )
100 1
100 1

Sinh viên : Lê Anh Hảo – CNVL K49

20


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

4. Tiªu tèn phụ gia cho 1kg CL:
Nhà máy sản xuất xi măng mác PCB 40 do đó cần trộn thêm phụ gia vào để tăng sản
lợng cho nhà máy.Ta chọn lợng thạch cao thêm vào là 3% và phụ gia hỗn hợp là 17%
( trong đó có 10% phụ gia đầy và 7% phụ gia hoạt tính).
Cờng độ xi măng sau khi trộn thêm thạch cao và phụ gia là:
R 28 =R 28 - (%TC + %PG).R 28
xm
n
n
=58,961 – (3+17)%*58,961 = 47,169 N/mm2
Nh vậy xi măng nhà máy bán ra có cờng độ 47,169(N/mm2) đảm bảo mác PCB40.
+ Tiêu tốn thạch cao cho 1 kgCL theo lý thuyÕt
Th¹ch cao =

3
= 0, 038kg / kgCL
80

+ Tiªu tèn phơ gia cho 1 kgCL theo lý thuyết
Phụ gia =

17
= 0, 213kg / kgCL
80

(Giả thiết thạch cao và phụ gia tổn thất không đáng kể)
5. Tiêu tốn gạch chịu lửa
+ Tiêu tốn gạch chịu lửa cho 1kg CL là : 10-3 (kg/kgCL)
6. Tiêu tốn bi đạn tấm lót
+ Tiêu tốn bi đạn tấm lót cho 1kg CL là : 5*10-4 (kg/kgCL)

7. Tiêu tốn hao nguyên liệu toàn nhà máy
Tiờutn
Danh Mc
ỏvụikhụ
ỏvụim
ỏsộtkhụ
ỏsộtm
Qungstkhụ
Qungstm

riờng
(Tn/TCL)
1,249
1,268
0,216
0,237
0,082

0,089

Bảng 12

Tiờuhaonguyờn,nhiờnliu
Tn/nm
Tn/gi
Tn/ngy
(theolũ)
301,729
7.241
2.281.069
306,324
7.352
2.315.806
52,138
1.251
394.163
57,294
1.375
433.146
19,768
474
149.447
21,487
516
162.442

Sinh viên : Lê Anh Hảo – CNVL K49

21


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

Đá cao silic khơ
Đá cao silic ẩm
Than cám khơ
Than cám ẩm
Thạch cao khơ
Thạch cao ẩm
Phụ gia khơ
Phụ gia ẩm
Gạch chịu lửa
Bi đạn, tấm lót
Vỏ bao (cái)
Tiêu hao điện
Tiêu hao nước

0,028
0,029
0,109
0,119
0,038
0,039
0,213
0,231
0,001
0,0005
27,000

125,333
1,067

Sinh viªn : Lê Anh Hảo CNVL K49

6,681
7,033
26,255
28,826
9,063
9,539
51,354
55,820
0,242
0,114
6525,000
30288,889
257,778

160
169
630
692
218
229
1.233
1.340
6
3
156.600

726.933
6.187

50.511
53.169
198.487
217.926
68.513
72.118
388.238
421.997
1.827
859
49.329.000
228.984.000
1.948.800

22


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

* TÝnh cho Cyclone tÇng I :
- Trë lùc cơc bé :
∆HMI =

0,3 *

∆HIms =

λ*

22 2 * 0,32
= 2,366
2 * 9,81

(mmH2O)

- Trë lùc ma s¸t :
l * ω2 * γ
d *2*g

λ = 0,03 * (1+ 0,3347) = 0,04
∆HIms =

0,04 *

7 * 22 2 * 0,32
= 0,819
2,7 * 2 * 9,81

(mmH2O)

22 2 * 0,32
= 2,821
2 * 9,81

(mmH2O)

- Trë lùc ®éng häc :

∆H ®h =
I

0,3574 *

Tỉng trë lùc cđa hƯ thèng èng dÉn khÝ vµo CI :
∆HI = ∆HIM + ∆HIms + ∆H®hI = 6,006 (mmH2O)
* Tính tơng tự cho các tầng Cyclone khác ta đợc bảng sau :
Bảng trở lực trong đờng ống dẫn khí vào các Cyclone (mmH2O)
CV
H(mmH2O)

CIV

CIII

CII

CI

6,642

5,402

4,862

4,293

Bảng 29
Calcine

r

6,006

10,47

Vậy : tổng trở lực của toàn hệ thống là :
H = Hlò + Hi + ∆Hcal + ∆Hbk + Σ∆P
∆H = 1,872 + 27,285 + 10,47 + 13 + 356,36 = 408,987 (mmH2O)
iii.4.TÝnh vµ lựa chọn thiết bị toàn bộ nhà máy
III.4.1.Phân xởng nguyên liệu
Phân xởng nguyên liệu bắt đầu từ trạm đập đá vôi, đá sét và kết thúc tại silô đồng
nhất phối liệu.
III.4.1.1.Nhiệm vụ phân xởng
1. Tiếp nhận nguyên liệu thô ban đầu từ xởng khai thác, phải đảm bảo đủ nguyên liệu
cho hệ thống lò hoạt động đạt năng suất thiết kế
2. Tiến hành gia công nguyên liệu và đồng nhất các cấu tử nguyên liệu thành bột
phối liệu đạt tiêu chuẩn theo yêu cầu kỹ thuật sau:
Đảm bảo thành phần hoá của nguyên liệu ban đầu.
Đảm bảo tít phối liệu nằm trong khoảng (79 1) %.
Đảm bảo độ mịn của phối liệu 10% trên sàng N008.
Đảm bảo độ đồng nhất: M = 10 : 1
Đảm bảo độ ẩm phối liệu trớc khi vào lò: W 1%

Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

23


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

III.4.1.2.TÝnh vµ chän các thiết bị chính trong phân xởng.
1.Tính và chọn máy đập sơ bộ
Đá vôi, đá sét sau khi khai thác ở mỏ về có kích thớc lớn, vì vậy, cần phải đập
sơ bộ chúng trớc khi đa vào nghiền. Để đập đá vôi, đá sét có thể dùng máy đập hàm,
đập nón, đập trục, đập búa. Căn cứ vào hiệu quả các loại máy đập và bản chất của
nguyên liệu (độ ẩm của đá vôi 3%, đá sét 10%) nên chọn máy đập búa để đập sơ
bộ đá vôi, đá sét.
Ưu điểm của máy đập búa:
Cấu tạo đơn giản, trọng lợng nhỏ, kích thớc gọn.
Làm việc liên tục, chắc chắn và có độ tin cậy cao.
Năng suất cao, mức độ đập nghiền lớn.
Có hệ thống ghi sàng phân loại trong khi đập mà các máy đập khác không có
do đó giảm đợc công vô ích, nâng cao hiệu quả làm việc.
Tuy nhiên máy đập búa có nhợc điểm sau:
Các chi tiết của máy nhất là búa và ghi mau bị mài mòn.
Không đập đợc các vật liệu có độ ẩm > 15% vì khi đó khe ghi sẽ bị bết kín.
Khi có dị vật cứng rơi vào thì máy sẽ bị phá huỷ.
a.Chọn máy đập đá vôi:
Chọn 1 máy đập búa EV của hÃng F.L.Smidth để đập đá vôi tõ kÝch thíc ≤ 1500 mm
xng cßn ≤ 50 mm. Máy đập búa EV là loại máy búa một rôto nhiều dÃy búa, tác
động va đập phản hồi. Ngoài những u điểm kể trên, máy đập búa EV còn có một số u
điểm vợt trội các máy đập búa cùng loại là:
Mức độ đập nghiền lớn (i = 1 : 100), kích thớc sản phẩm đồng đều.
Chỉ cần diện tích mặt bằng lắp đặt nhỏ, chiều cao nhà thấp do đó sẽ giảm đợc
giá thành xây dựng cơ bản.
Bảo dỡng, sửa chữa dễ dàng.
Các quả búa sử dụng đợc đến khi mòn 25% và có thể điều chỉnh ghi xả tơng
ứng với độ mài mòn của quả búa.

Các đặc trng kỹ thuật cơ bản của máy đập búa EV:
ã Cờng độ chịu nén của nguyên liƯu
: ≤ 2500 kG/ cm2
 §é cøng theo thang Moos
:≤4
 Độ ẩm tự nhiên
: 3%
Hàm lợng thạch anh
: 10%
Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

24


Website: Email : Tel (: 0918.775.368

Hàm lợng sÐt
: ≤ 12%
 KÝch thíc vËt liƯu vµo
: ≤ 1500 mm
 KÝch thíc vËt liƯu ra
: ≤ 50 mm (chiÕm 95%)
Chi phí năng lợng khi đập đến độ lín : ≤ 25 mm b»ng 0,9 ÷ 1,1 kwh/ t
Xác định năng suất máy đập:
(II - tr. 109 )
Thời gian bảo dỡng, sửa chữa máy trong năm lµ:
T1 = 30 ngµy = 30*24 = 720 giê
 HƯ số dự trữ sửa chữa, bảo dỡng theo kế hoạch là:

P=

1

T1
720
=
= 8, 22%
87, 6 87, 6



Máy làm việc 1 ca/ ngày (có kho dự trữ) nên hệ số dự trữ cho phân xởng lò
làm việc liên tục P2 = 0
Hệ số dự trữ d năng suất:
P3 = P (P1 + P2) = P − (8,22 + 0) = P 8,22 (%)
Vậy phải chọn máy sao cho hệ số dự trữ năng suất tổng P > 8,22%
+ Năng suất yêu cầu của máy đập:
G = G0*BH*K
+ G0 : Năng suất của phân xởng lò: G0 = 241,667 tấnCLK/ h
+ BH : Tiêu hao đá vôi ẩm thực tế cho 1 tÊn clinke, BH = 1,268 tÊn/ tÊnCLK
+ K : Hệ số ca làm việc của máy, 1 ca/ ngµy → K = 3
G1 = 241,667*1,268*3 = 918,971 (t/ h)
Chọn máy đập búa có năng suất G0 = 1000 t/ h
Theo tài liệu của hÃng FLSmidth thì ta sẽ chọn máy đập búa loại EV250x250

ã Máy đập loại EV 250ì250
Sinh viên : Lê Anh Hảo CNVL K49

25