Phân tich công nghệ lò nung của công ty cổ phần xi măng Hoàng Mai-Xuan phong

1
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
HÀ NỘI

VIỆN KINH TẾ VÀ QUẢN LÝ

BÀI TẬP NHÓM MÔN HỌC
QUẢN TRỊ CHIẾN LƯỢC CÔNG NGHỆ

PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ LÒ NUNG
CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN XI MĂNG
HOÀNG MAI

Nghệ An, tháng 12/2013


2

Bài tập lớn môn học: Quản trị chiến lược công nghệ
Lớp: 12BQTKD - VH

Thời gian thực hiện: 08/12/2013 – 31/12/2013
STT

Họ và tên

Mã số học viên

1

Phạm Văn Hởi

CB121309

2

Hoàng Thị Nhân Tâm

CB121330

3

Hồ Xuân Phong

CB121325

4

Võ Quang Hưng

CB121314

5

Trần Trọng Đồng

CB121297

6

Nguyễn Ngọc Phong

CB121326

I. Tổng quan về công ty cổ phần xi măng Hoàng Mai
1.1 Lịch sử hình thành và phát triển
Công ty cổ phần xi măng Hoàng Mai tiền thân là Công ty xi măng Nghệ An (trực
thuộc Ủy ban nhân dân tỉnh Nghệ An) được thành lập theo Quyết định số
2629/QĐ.UBND-CN ngày 07 thang 10 năm 1995 của Ủy bán nhân dân tỉnh Nghệ


3

An. Công ty được hình thành để làm chủ đầu tư dự án xi măng Hoàng Mai được
Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 216/TTg ngày 15/4/1996. Nhà
máy xi măng có công suất 1,4 triệu tấn xi măng/năm với tổng mức đầu tư 238 triệu
USD từ nguồn vốn vay trong và ngoài nước.
Ngày 09/6/1999 dự án xi măng Hoàng Mai tiến hành khởi công đồng loạt các
hạng mục công trình chính thuộc dây chuyền sản xuất và sau 32 tháng khởi công
xây dựng, ngày 06/3/2002, Nhà máy đã cho ra đời những tấn clinker đầu tiên đạt
chất lượng tốt.
Trước những đòi hỏi về nhu cầu nhân lực nhằm đáp ứng quá trình vận hành nhà
máy và công tác sản xuất kinh doanh lâu dài, được sự chấp thuận của Chính phủ,
ngày 30/12/2000, Ủy ban nhân dân tỉnh Nghệ An và Tổng công ty xi măng Việt
Nam đã ký Biên bản bàn giao Công ty xi măng Nghệ An thuộc Ủy ban nhân dân
tỉnh Nghệ An trở thành thành viên hạch toán độc lập trực thuộc Tổng công ty Xi
măng Việt Nam và đổi tên là Công ty xi măng Hoàng Mai.
Ngày 09/3/2007 Bộ Xây dựng ban hành Quyết định số 367/QĐ-BXD về việc
thực hiện cổ phần hóa các công ty thành viên hạch toán độc lập thuộc Tổng công ty
xi măng Việt Nam.
Ngày 30/11/2007 Công ty xi măng Hoàng Mai đã tổ chức bán đấu giá cổ phần

lần đầu ra công chúng tại trung tâm giao dịch chứng khoán Hà Nội.
Ngày 27/02/2008 Hội đồng quản trị Tổng công ty công nghiệp xi măng Việt Nam
ban hành Quyết định số 219/QĐ-XMVN về việc điều chỉnh phương án cổ phần hóa
và chuyển Công ty xi măng Hoàng Mai thành Công ty cổ phần xi măng Hoàng Mai.
Ngày 01/4/2008 Công ty cổ phần xi măng Hoàng Mai đã chính thức đi vào hoạt
động với số vốn điều lệ 720 tỷ đồng, trong đó vốn nhà nước chiếm 510,918 tỷ đồng
tương đương 70,96%.
Ngày 09/7/2009 Công ty cổ phần xi măng Hoàng Mai chính thức niêm yết
72.000.000 cổ phiếu trên sàn giao dịch chứng khoán của Sở giao dịch chứng khoán
Hà Nội với mã chứng khoán HOM.
Ngày 18/8/2011, Đại hội cổ đông Công ty cổ phần xi măng Hoàng Mai đã ra
Quyết định số 02/QĐ.ĐHCĐ về việc đổi tên Công ty thành Công ty cổ phần xi
măng Vincem Hoàng Mai (Vicem Hoang Mai Cenment join stock company).
Tên công ty: Công ty cổ phần xi măng Vicem Hoàng Mai
Tên giao dịch quốc tế: Vincem Hoang Mai Cenment Join Stock Company.
Địa chỉ: Thị trấn Hoàng Mai, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An.
Website:
1.2 Đặc điểm hoạt động kinh doanh
Là một công ty cổ phần khá non trẻ trong hoạt động sản xuất, cung ứng vật liệu
xây dựng trên thị trường, Công ty cổ phần xi măng Hoàng Mai đã xác định hoạt
động sản xuất kinh doanh của mình trong các lĩnh vực sau:
- Sản xuất xi măng và clinker;
- Xuất nhập khẩu xi măng, clinker, thiết bị, phụ tùng, vật tư công nghiệp;


4

- Khai thác, chế biến khoáng sản;
- Sản xuất, kinh doanh các loại vật liệu xây dựng;
- Xây lắp công trình dân dụng, công nghiệp, giao thông, thủy lợi;

- Kinh doanh đầu tư bất động sản, nhà hàng, khách sạn, du lịch, thể thao;
- Vận tải hàng hóa;
- Đầu tư tài chính;
- Kinh doanh các ngành nghề khác phù hợp với quy định của pháp luật.
Là đơn vị đầu tiên trong Tổng Công ty công nghiệp xi măng Việt Nam áp dụng
mô hình tiêu thụ sản phẩm qua Nhà phân phối chính, Xi măng Hoàng Mai đã tận
dụng được năng lực của xã hội trong tiêu thụ sản phẩm và xác lập lợi ích hài hòa
giữa nhà sản xuất và nhà phân phối. Hiện nay, công ty có 33 nhà phân phối chính
trên toàn quốc, trong đó có 3 nhà phân phối dự án.
Sản phẩm của Công ty không những tham gia xây dựng công trình của các tầng
lớp dân cư mà còn tham gia các dự án lớn như: cầu Vĩnh Tuy (Hà Nội), thủy điện
Bản Vẽ (Nghệ An), thủy điện Hương Sơn (Hà Tĩnh), Trung tâm hội nghị Quốc gia
(Hà Nội), dự án thủy lợi - thủy điện Cửa Đạt (Thanh Hóa), thủy điện Hố Hô (Quảng
Bình),
thủy
điện
Buôn
Kơup
(Đắc
Lắc)...
Từ tháng 8 năm 2004, Công ty đã được Trung tâm chứng nhận phù hợp tiêu
chuẩn thuộc Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng cấp Giấy chứng nhận phù
hợp tiêu chuẩn ISO 9001 và ISO 14001. Sản phẩm của công ty đã đạt nhiều huy
chương vàng tại các Hội chợ, Triển lãm tổ chức tại Hà Nội, Thành phố Vinh, Nha
Trang, thành Phố Hồ Chí Minh; Giải thưởng Sao vàng đất Việt năm 2004; giải
thưởng chất lượng Việt Nam năm 2004; giải thưởng hàng Việt Nam chất lượng cao
do người tiêu dùng bình chọn năm 2005; giải thưởng vàng chất lượng năm 2005 và
Bằng khen của Thủ tướng Chính phủ.
Quan điểm phát triển của Công ty:
- Về đầu tư: Các dự án đầu tư ới phải đảm bảo hiệu quả kinh tế- xã hội, sản

phẩm có sức cạnh tranh cao trong điều kiện hội nhập kinh tế khu vực và thế giới; sử
dụng tài nguyên hợp lý, bảo vệ môi trường sinh thái, di tích lịch sử, cảnh quan môi
trường, an ninh quốc phòng và thuận lợi giao thông.
- Về công nghệ: Sử dụng công nghệ tiên tiến của thế giới, tự động hóa ở mức
cao, nâng cao chất lượng sản phẩm, tiết kiệm tối đa nhiên liệu, nguyên liệu, điện
năng; tận dụng tối đa năng lực của ngành cơ khí trong nước để phát triển nội lực,
giảm nhập khẩu, đa dạng hóa sản phẩm xi măng, đảm bảo các tiêu chuẩn về chất
lượng sản phẩm và bảo vệ môi trường theo tiêu chuẩn Việt Nam và quốc tế.
- Về nguồn vốn: Huy động tối đa các nguồn vốn trong nước để đầu tư. Đa dạng
hóa các phương thức huy động vốn, kể cả hình thức đầu tư để các thành phần kinh
tế tham gia đầu tư sản xuất xi măng.
1.3 Đặc điểm tổ chức bộ máy quản lý công ty
Bộ máy quản trị của Công ty được tổ chức theo kiểu trực tuyến chức năng, cấp


5

dưới thực hiện nhiệm vụ từ cấp trên trực tiếp, các cấp quản lý khác nhau, các
phòng ban khác nhau đều có mối quan hệ tương hỗ nhau để hoạt động sản xuất
kinh doanh luôn được vận hành thông suốt. Đồng thời các cấp quản lý dưới, ngoài
chức năng và nhiệm vụ chuyên môn thì cũng phải có nhiệm vụ cung cấp thông tin
về công việc và tình hình hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty cho cấp trên
để làm cơ sở cho việc ra quyết định quản trị.
Cơ cấu tổ chức, quản lý công ty:
Ban quản trị: gồm Hội đồng quản trị
Ban điều hành: gồm Giám đốc và các Phó Giám đốc
Ban kiểm soát: gồm Trưởng Ban và các Ủy viên
Hệ thống phòng, ban: phòng Tổ chức; phòng Tài chính- Kế toán;
phòng Thí nghiệp KCS, phòng Kỹ thuật sản xuất, phòng Vật tư, phòng Đầu
tư xây dựng, phòng Cơ điện, phòng Bảo vệ; Văn phòng.

Các xưởng, xí nghiệp: xưởng Khai thác mỏ; xưởng Clinker; xưởng
Xi măng; xưởng Xây dựng dịch vụ; xưởng Điện tự động hóa; xưởng Cơ
khí.
Trung tâm tiêu thụ sản phẩm.
1.4 Sản phẩm chính của công ty:
a) Xi măng Pooclăng, Pooclăng hỗn hợp (PCB, PC)
- Xi măng PC40
Sản phẩm PC 40 có ưu điểm đáp ứng được cho xây dựng mọi công trình như: cầu
đường, nhà dân dụng, nhà cao tầng, xây dựng thủy điện, và các công trình đặc
biệt, ... chống xâm thực trong các môi trường, có cường độ nén cao, cường độ uốn,
độ bền hóa học cao, phù hợp với khí hậu Việt Nam.
- Xi măng PCB 40
Sản phẩm PCB 40 có ưu điểm đáp ứng được cho xây dựng mọi công trình như:
cầu đường, dân dụng, nhà cao tầng, xây dựng thủy điện, và các công trình đặc
biệt, ... chống xâm thực trong các môi trường, có cường độ nén cao, cường độ uốn
uốn, độ bền hóa học cao, phù hợp với khí hậu Việt Nam.
- Xi măng PCB 30
Sản phẩm PCB 30 có ưu điểm đáp ứng được cho xây dựng mọi công trình như:
nhà dân dụng, nhà cao tầng, cầu đường, xây dựng thủy điện, ... với giá thành sản
phẩm thấp, chống xâm thực trong các môi trường, độ bền cao, có hệ số dư mác cao,
độ dẻo lớn, phù hợp với khí hậu Việt Nam.
b) Xi măng chịu mặn
Xi măng Pooclăng hỗn hợp chịu mặn là xi măng có khả năng chịu tác động ăn
mòn của môi trường xâm thực. Được sản xuất phù hợp theo tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 7711-2007, xi măng được sản xuất bằng cách nghiền mịn hỗn hợp clinker
Portland, thạch cao với các loại phụ gia xi măng có tác dụng tăng cường khả năng
chống xâm thực bởi sulfat cho xi măng. Xi măng Portland hỗn hợp bền sulfat được


6

sử dụng cho những công trình chịu tác động của nước biển, vùng đất nhiễm mặn,…
giúp tăng cường khả năng chống ăn mòn của các ion sulfat, clo cho bê tông, bảo vệ,
tăng độ bền của công trình.
II. Phân tích thực trạng công nghệ của công ty trước khi đổi mới.
2.1 Mô tả công nghệ sản xuất xi măng lò đứng
Xi măng là một trong những loại vật liệu được con người sử dụng từ rất
lâu.Ngành xi măng thế giới liên tục phát triển và hoàn thiện.Xi măng được
sử dụng rất nhiều trong xây dựng và trở lên rất phổ biến
− Thành phần xi măng chủ yếu gồm oxit: CaO :59-67%; SiO2 :1626% ; Al2O3 :4-9% ,Fe2O3 :2-6% ; MgO :0.3-3%
− Xi măng được cấu tạo bởi 4 thành phần chính
1) C3S = 61,53 (3 CaO.SiO2 )
1) C2S =14,86 (2 CaO.SiO2 )
2) C4AF =11.,43 ( 4CaO.Al2O3 .Fe2O3 )
3) C3A =8,41 ( 3 CaO.Al2O3 )
− Bụi xi măng chứa bụi silicat  độc  bệnh hô hấp
Công nghệ sản xuất
a)
Nguyên liệu
− Đá vôi : một trong những nguyên liệu chính để cung cấp CaO cho
sản xuất xi măng.Gồm 3 loại:
+
Đá vôi Dvon Trung D2: hạt rất nhỏ ,mịn,đồng nhất . Thành
phần hỗn hợp CaO >= 50% ; MgO< 1,5%
+
Đá vôi Carbon Trung Pecni :hạt rất nhỏ mịn màu xám
sáng,hạt nhỏ. Thành phần hỗn hợp :CaO > 48,8-54% ;MgO =0,42,83%
− Đất sét (dễ khai thác ) : cung cấp Al2O3 ,Fe2O3 ,SiO2
− Phụ gia điều chỉnh :cung cấp đủ các thành phần oxit mà trong đất
sét chưa đủ .Nếu thiếu Al2O3  dùng quặng Boxit ; nếu thiếu Fe2O3 

dùng xir quặng đốt lò cao ; nếu thiếu SiO2  dùng các loại quặng bị
phong hóa;
− Phụ gia khoáng hóa :dùng chủ yếu trong xi măng lò đứng ,sử dụng
các chất có chứa Flo .Ví dụ :Cà2 ; Na2SiF6 .
− Thạch cao :nhằm điều chỉnh thời gian đông kết của xi măng
− Phụ gia xi măng : trộn thêm nhằm sản xuất các loại xi măng có mác
khác nhau
− Nhiên liệu : phụ thuộc lò nung,có thể sử dụng nhiên liệu ở các dạng
rắn ( than đá ),lỏng (dầu FO ), khí ( khí thiên nhiên ).


7

b) Quy trình công nghệ xi măng lò đứng

Đá vôi

Than

Đất sét

Đập ,cán

Bụi

ồn

Than

Sấy

Khói lò

Phụ gia CaF2 (xi

Trộn ,nghiền

Bụi ,ồn

̉,pirit,apatit )

H2O

Làm ẩm,vê viên

Nung clinke

Khói lò (HF,SO2
,CO,CO2,NOx,bụi ..
)

Ủ clinke
Thạch cao
Xi
hoạ
t tính
Phụ
gia

Đập,

Sấy

Đậ
Đóng
pTrộ
,nghiền
nbao

Bụi
Bụi ,ồn
,ồn


8

Nung clinke : quyết định chất lượng sản phẩm ,quyết định chất lượng
môi trường.
•Ủ clinke : nhằm tạo sản phẩm cơ bản ,có độ xốp ,tăng độ kết dính .
•Nhiệt độ cao  tăng độ đông kết  đập,nghiền  sản phẩm mịn.
− Gia công nguyên liệu :đá vôi,đất sét,thạch cao,phụ gia xi măng
được dập,cán,sấy,đạt tiêu chuẩn yêu cầu (150-300 mm) vào xilo hoặc kho
chứa.
− Nghiền phối liệu : nguyên liệu được trộn theo đơn phối liệu ,sau đó
được nghiền mịn ,đạt đến kích thước 0,06 -0,07 mm. Nếu sản xuất theo
phương pháp ướt ,bột liệu sẽ được trộn với nước và nghiền trong máy
nghiền bi ướt.
− Nung clinke: phối liệu sau khi được nghiền mịn ,được đưa vào
nung trong lò nung.
+
Phối liệu vào nung trong lò quay theo phương pháp ướt là

dạng bùn.
+
Phối liệu vào nung trong lò quay theo phương pháp khô là
dạng bột khô.
+
Phối liệu vào nung trong lò đứng là dạng cầu viên  bột liệu
phải qua máy vê viên tạo viên 8-12mm.
Trong quá trình nung ,dưới tác dụng của nhiệt độ cao,các cấu tử trong
phối liệu phản ứng với nhau tạo thành các phần oxit của xi măng.
Ở nhiệt độ khác nhau ,các quá trình hóa học thuận nghịch xảy ra khác
nhau ( nhiệt độ cao nhất :1450 0 C )
Các quá trình hóa lý xảy ra khi nung :
+
Ở 200 0C ,tách nước liên kết,sự tách nước nay kết thúc ở 950
0
C:
CaCO3
9100C
CaO + CO2
MgCO3
CaSO4 + C
+

5000C
14500C

Phân hủy nguyên liệu :
2Na2SO4 + C
8840C
2K2SO4 +C

10740C
2CaSO4 + C 14500C

MgO + CO2
2CaO +2 SO2

+ CO2

2Na2O + SO2 +CO2
2K2O +SO2 + CO2
2K2O + SO2 + CO2


9

CS2 + 3O2

CO2 + SO2

S+ O2
SO2
Nếu sử dụng các hợp chất hoạt hóa có chưa Flo  tạo khí HF rất độc
hiện nay đã hạn chế sử dụng.
Xảy ra quá trình đốt than  khói lò.
−Ủ clinke : sau khi qua giai đoạn làm lạnh ,clinke được ủ trong kho hoặc
trong xilo trong khoảng 10- 15 ngày để các CaO tự do còn lại trong clinke
phản ứng với nước trong không khí tạo Ca(OH)2 nở thể tích làm cho
clinke dễ nghiền và làm cho xi măng không nở nữa  tăng chất lượng xi
măng.
−Nghiền xi măng :clinke được phối trộn với các hạt phụ gia xi măng và

thạch cao theo công thức phối liệu của xi măng và được nghiền để đạt độ
mịn nhất định.
+ Bột được nghiền đạt độ mịn yêu cầu sẽ cho qua thiết bị phân
ly.Bột được nghiền không đạt độ mịn yêu cầu cho quay trở lại
máy nghiền.
+ Bột đạt độ mịn được gầu tải đưa vào các xilo chứa .Trong các
xilo, xi măng được đảo trộn để đồng nhất ,tránh hiện tượng vón cục.
−Đóng bao xi măng : cho xi măng vào các túi 50Kg,hạt xi măng
mịn,nhỏ,dễ phát tán trong không khí  bụi.
2.2 Nguyên nhân dẫn đến đổi mới
a) Vấn đề ô nhiễm bụi và kiểm soát xử lý ô nhiễm bụi trong sản xuất xi măng lò
đứng
Bụi là một tập hợp nhiều hạt vật chất vô cơ hoặc hữu cơ có kích thước nhỏ
bé.Tồn tại trong không khí dưới dạng bụi bay, bụi lắng,và các hệ khí dung gồm
hơi ,khói mù
Tuỳ theo kích thước mà bụi được chia thành: Bụi lắng và bụi lơ lửng
Bụi có kích thước từ:0.1 đến 10µm gây ảnh hưởng tới phổi.Bụi có nhiều tác hại
tới sức khoẻ con người:Gây các bệnh về đường hô hấp,ung thư,các bệnh ngoài
da,bệnh về mắt….
Bụi xi măng mang tính chất cộng hợp : chứa nhiều bụi silicat (trơ,tác động kiểu
cơ học ) và chất kiềm tan(tác động kiểu hoá học).
Kích thước của bụi xi măng (4 – 100µm)
Từ quy trình công nghệ sản xuất xi măng lò đứng.Có thể nhận thấy bụi phát sinh
từ hầu hết các công đoạn : đập cán.trộn, nghiền ,nung clinke, đóng bao quá trình
vận chuyển,…Do tiêu tôn nhiều nhiên liệu hơn xi măng lò quay nên lượng bụi của
các nhà máy xi măng lò đứng thải ra là lớn hơn.Bụi từ các nhà máy xi măng không
chỉ làm ô nhiễm nhà máy mà con phát tán gây ảnh hưởng lớn tới các khu vực dân
cư xung quanh.Với đặc tính của bụi xi măng chứa nhiều bụi silicat, đây là loại bụi

10

rất độc,có ảnh hưởng rất lớn đến phổi.Trên thực tế có nhiều người lao động tại các
nhà máy xi măng bị các bệnh về đường hô hấp.Không chỉ có các người làm việc
trong các nhà máy mà cả người dân xung quanh cũng đang là những nạn nhận của ô
nhiễm bụi xi măng.Ngoài ra bụi xi măng con ảnh hưởng tới các công trình ,cây
cối,mùa màng.Trong nhiều hội thảo gần đây về ô nhiễm không khí đã có rất nhiều
báo cáo nói về ô nhiễm bụi xi măng lò đứng ví dụ như tại hội thảo “ô nhiễm không
khí ,biến đổi khí hậu và các ảnh hưởng sức khẻo tại Việt Nam” tiến sĩ Dương
Hoàng Tùng giám đốc trung tâm quan trắc thuộc tổng cục môi trường cho biết tại
một số nhà máy xi măng lò đứng tại Hải Dương tình trạng ô nhiễm do bụi xi măng
đang ở mức trầm trọng ,bụi mù mịt,làm cho nhiều người cảm thấy khó thở.Nồng độ
chì đo được tại một số nơi cao hơn 10 lần tiêu chuẩn cho phép và đã xuất hiện
những bệnh về đường hô hấp và ngoài da.Tại nhiều tỉnh thành cũng xuất hiện tình
trạng ô nhiễm tương tự ,gây bức xúc lớn trong nhân dân như ở huyện Kiên Lương
– Kiên Giang, Hải Phòng,thành phố Hồ Chí Minh….
Hiện tại ở Việt Nam vẫn còn khá nhiều các máy sản xuất xi măng lò
đứng,phần lớn các máy này có công suất nhỏ,công nghệ lạc hậu
III. Phân tích công nghệ mới - Phương pháp lò quay khô:
3.1 Giới thiệu chung:
Sự khác biệt nung clinker theo phương pháp khô ở trong thiết bị lò quay là
không có vùng bay hơi ẩm phối liệu, bởi vì phối liệu đưa vào lò ở dạng bột khô
hoặc có độ ẩm rất thấp. Vì vậy mà chi phí nhiệt cho khâu nung clinker giảm tới
40%.
Lò quay theo phương pháp khô khác nhau về kích thước, dạng hệ thống trao
đổi nhiệt ngoài lò. Vật liệu được đưa vào hệ thống dạng bột khô.
Hệ thống trao đổi nhiệt kiểu treo đóng vai trò quyết định trong việc tiết kiệm
năng lượng nhiệt của lò nung clinker XMP phương pháp khô.
3.2 Hệ thống trao đổi nhiệt:
Hệ thống tháp trao đổi nhiệt kiểu treo gồm hệ thống xyclon nhiều tầng

(hoặc bậc) mắc nối tiếp. Mỗi tầng có một hoặc nhiều xyclon (ban đầu chỉ một hoặc
hai tầng, nay thường bốn hoặc năm, sáu tầng) phía trong các xyclon thường được
lắp gạch chịu lửa cao nhôm. Bột phối liệu đã nghiền mịn đi vào các xyclon ở trạng
thái lơ lửng có khả năng trao đổi nhiệt rất mạnh với khí nóng do hầu như toàn bộ bề
mặt hạt tham gia trao đổi nhiệt. Hạt phối liệu rắn theo dòng khí nóng đi vào xyclon
theo hướng tiếp tuyến, chuyển động xoáy vòng theo hướng từ trên xuống dưới, đi từ
xyclon này vào xyclon khác có nhiệt độ cao hơn.
Chuyển vận phối liệu và khí nóng trong hệ thống trao đổi nhiệt kiểu treo
SP


11

Sau đây chúng ta sẽ phân tích chuyển vận hệ phối liệu _ khí nóng và
những biến đổi hoá lý cơ bản trong các xyclon hệ bốn bậc.
Xyclon bậc I:
Phối liệu (nhiệt độ khoảng 500C_ 600 C) chuyển tới đổ vào ống giữa
xyclon bậc I và xyclon bậc II. Khí nóng từ xyclon
bậc II ( nhiệt độ khoảng 500 C ) thổi từ dưới lên
cuốn bột phối liệu vào theo phương tiếp tuyến với
các xyclon bậc I. Bột phối liệu ở trạng thái lơ lửng
nhận nhiệt từ khí nóng tăng nhiệt độ rất nhanh, các
phản ứng hoá lý (sấy, mất nước hoá học của đất sét)
xảy ra tương ứng với nhiệt độ của bột phối liệu làm
khối lượng riêng hạt bột phối liệu thay đổi. Đồng
thời, hạt bột phối liệu chuyển động xoáy trong
xyclon, liên tục va chạm với thành xyclon, va chạm
với nhau mất dần động năng, rơi xuống đáy xyclon,
theo ống dẫn rơi xuống xyclon tầng dưới (xyclon bậc
II), lúc này nhiệt độ phối liệu khoảng 250 0C, nhiệt độ

giảm dần, theo ống dẫn khí thoát ra ngoài (nhiệt độ
khí thải ra khỏi xyclon khoảng 3000C )
Quá trình chủ yếu trong xyclon bậc I là sấy
( bay hơi ẩm ), bắt đầu đốt nóng bột phối liệu. Khí
thải nhiều hơi ẩm H2O đi vào các hệ thống lọc bụi
và thoát ra ngoài.
Xyclon bậc II:
Bột phối liệu từ xyclon bậc I (nhiệt độ 250 0C)
rơi xuống ống nối giữa xyclon bậc II và xyclon bậc
II. Gặp dòng khí nóng từ xyclon bậc III (nhiệt độ
khoảng 6500C) thổi từ dưới lên, phối liệu bị cuốn theo vào xyclon bậc II theo
phương tiếp tuyến. Tương tự như trên, hạt phối liệu có nhiệt độ tăng từ 250 0C lên
tới 5000C và rơi xuống ống dẫn khí thải giữa xyclon bậc III và xyclon bậc IV. Khí
nóng giảm nhiệt độ tự 650oC xuống còn 5000C đi vào xyclon bậc I.
Quá trình hoá lý chủ yếu trong xyclon bậc II là mất nước hoá học của đất
sét, cháy các tạp chất hữu cơ lẫn trong phối liệu, phân hủy MgCO 3 và bắt đầu
phân hủy CaCO3.
Xyclon bậc III:


12

Bột phối liệu từ xyclon bậc II rơi xuống ống nôí giữa hai xyclon bậc III và
IV, gặp khí nóng từ xyclon bậc IV thoát ra (nhiệt độ khoảng 8000C), bị cuốn theo
khí nóng đi vào xyclon bậc III theo phương tiếp tuyến. Trong xyclon bậc III,
nhiệt độ bột phối liệu tăng từ 500 0C lên tới 6500C và rơi vào ống nối giữa xyclon
bậc IV và lò quay nung clinker, gặp khí thải từ lò nung hoặc từ máy làm nguội
clinker (nhiệt độ khoảng 11000C) cuốn vào xyclon bậc IV theo phương tiếp
tuyến.
Quá trình chính trong xyclon bậc III là đất sét mất nước hoá học, phân hủy

hầu hết MgCO3 và tăng cường sự phân huỷ CaCO3. Xyclon bậc IV:
Bột phối liệu từ xyclon bậc III rơi vào ống nối giữa xyclon bậc IV và khí
thải từ lò quay. Nhiệt độ khí đầu vào của xyclon bậc IV khoảng 1100 0C (là nhiệt
độ khí thải từ lò quay, hoặc nhiệt độ khí làm nguội clinker từ thiết bị làm nguội
(còn gọi là gió ba); và ra khoảng 800 0C đi vào xyclon bậc III. Nhiệt độ bột phối
liệu tương ứng đầu vào 650 0C và đầu ra khoảng 8000C đi vào lò quay nung
clinker.
Quá trình chủ yếu trong các xyclon này là tận dụng nhiệt khí thải từ lò
nung đốt nóng bột phối liệu. Mặc dù nhiệt độ khí thải cao:1000 – 1100 0C, nhưng
quá trình cácbônát hoá trong xyclon bậc IV rất nhỏ (khoảng 10 – 15%). Như vậy,
để tăng hiệu quả quá trình phân hủy cácbônát phải thiết kế thiết bị riêng (calciner)
.
Phân bố nhiệt trong hệ thống xyclon

Các
thống
đỗi

hệ
trao
nhiệt:

ILC - Dạng buồng calciner tận dụng gió 3


13

SLC - D Dạng buồng calciner lắp độc lập có dòng gió 3 từ trên xuống:

14

SLC – Dạng buồng calciner lắp độc lập


15

SLC – I Dạng buồng calciner kết hợp:


16

Lò nung:
Thân lò quay :

Lò quay sẽ được giới thiệu là loại lò quay của Polysius, là loại lò quay tự
chỉnh gồm các cơ cấu chính như bệ tự chỉnh, hệ thống dẫn động trực tiếp, đồ gá
vành lăn răng.


17

Để bảo vệ lò nung giảm bớt tác động của các yếu tố như nhiệt,ăn mòn hóa
học thì lò cần có lớp gạch chịu lửa.
Lò nung có thiết bị trao đổi nhiệt thường được thiết kế quy ước với tỉ lệ L/D
là 14:1 đến 17:1.Những lò này chịu áp lực của quá trình kết khối lớn hơn so với lò
nung có tỉ lệ L/D từ 15:1 đến 19:1.Lò nung ngắn có tỉ lệ L/D từ 10:1 đến 13:1
thường dùng 2 bệ đỡ.
Phần liệu vào:
Đầu bịt đầu lò được trang bị vòng

cung ngăn bụi thoát ra ngoài.
Đầu bịt đầu lò sẽ bị hỏng trong điều
kiện chịu áp lực trong thời gian dài, khí
nóng và bụi có thể vào, gây ảnh hưởng xấu
đến đầu bịt của lò. Vì vậy, đầu bịt cần tăng
cường để duy trì áp suất âm bên trong hệ
thống.
Phần liệu ra:
Phía trước bộ phận làm lạnh, đầu bịt lò
nung được lắp giữa ống chụp và lò quay.Bảo
đảm áp suất âm bên trong lò nung vẫn được
giữ ổn định, không tiêu hao nhiều.
• Thiết bị làm lạnh dạng ghi được nối
với đầu bịt bằng ống chụp, có thể chịu được
sự chênh lệch giữa áp suất dương ở thiết bị
làm nguội, và áp suất âm ở trong lò nung
• Đầu bịt và ống chụp được làm nguội
bằng quạt.
Đồ gá vành lăn răng.
Đồ gá vành lăn răng bao bọc xung quanh vỏ lò có tác dụng truyền moment
xoay từ bộ truyền động con lăn tới vỏ lò, dưới tác dụng của lực ma sát, làm cho lò
có thể quay. Đồ gá vành lăn răng này bao gồm các then bên trong kết nối với vỏ lò
và bao bọc toàn bộ thân lò. Khi con lăn quay, nhờ ma sát, vành lăn răng sẽ quay
theo, kéo theo các then bên trong tác dụng lực theo phương tiếp tuyến với lò, làm
cho lò chuyển động cùng chiều với vành lăn răng.


18

Để tránh mài mòn vỏ lò và xảy ra tình trạng trượt giữa vành lăn răng và vỏ

lò, các vành lăn này được lắp đặt sao cho có lớp đệm và khoảng trống, giữa nó với
lò

Ưu điểm
Tiếp nối tối ưu giữa vành răng và vỏ lò, do đó không có tình trạng trượt giữa
vỏ lò và đồ gá vành lăn răng.
• Khoảng trống lớp lớn, nên vỏ lò được tự do hơn trong việc co giãn lúc
vận hành.
• Điểm quyết định cho việc dẫn động trực tiếp các trục quay là sự tiếp nối
tối ưu giữa lò và vành lăn, ngăn ngừa tình trạng trượt giữa vành lăn và đồ
gá.
• Do lực ma sát thấp nên gần như không phải bão dưỡng.
• Khoảng trống lớn của vành lăn làm cho có thể đốt nóng lò nhanh.
• Hao mòn vật liệu chịu lửa ít.


19

Vòng răng:
Bộ phận truyền động của lò nung
là bánh răng truyền và vòng răng

Để lò chuyển động hiệu quả và an
toàn cần có những yếu tố cơ bản sau:
• Kích thước chính xác
• Phân bố tải trọng đồng đều trên sườn răng,không tập trong ở đỉnh.
• Vòng răng và bánh răng truyền được bọc kín tránh bụi,được bôi trơn
bằng dầu
Đối với lò 2 bệ đỡ,tải trọng phân bố đều 2 bệ đỡ này.Do đó có thể không sử
dụng truyền động bằng vòng răng thay vào đó là bệ đỡ con lăn để truyền momen

quay đến vòng đai.
Hệ thống bánh răng truyền
Dẫn động một trục lăn với 2 động cơ điện.

Trụ đỡ:
 Đối với lò 3 bệ đỡ
Trụ đỡ roller được bố trí một góc 30 0 với trục
thẳng đứng của tiết diện lò
Để chống lại độ võng của lò nung khi xoay,trục roller của lò nhỏ được đặt một
góc nhỏ dọc theo trục lục lò nung.
Trong các lò nung lớn hiện nay,trục lò nung được đặt song song. Do đó lò
nung có thể:
- Duy trì chuyển động lên xuống của lò
- Tăng sự vững chắc do khối lượng lò phân bố trên bề mặt trụ đỡ
Nhờ
đó
tốc
độ
lò
nung
cao
hơn.


20

 Đối với lò 2 bệ đỡ
Cấu tạo gồm:
• Bệ tự điều chỉnh:
Để đảm bảo các đặc điểm tiếp xúc mặt luôn được tốt giữa vành lăn răng và

con lăn đỡ trong mọi điều kiện vận hành của lò quay, các trục đỡ con lăn đã được sử
dụng.
Trong bố trí ổ tâm bệ, ở mỗi trục
lăn có 2 ổ trục và được xếp song song với
vành lăn. Bố trí ổ như thế đảm bảo tính
linh hoạt của trạm trục lăn trong điều
chỉnh hàng tự động.
Các trục lăn đỡ tự chỉnh cũng được
làm cho chi phí bão dưỡng thấp do thủ tục
bão trì hàng năm trong việc đo lò và chỉnh
cặn kẽ các trục lăn đỡ được biết là không cần thiết nữa.
• Độ tin cậy dẫn động chống ép vuốt:
Độ tin cậy dẫn động chống ép vuốt được xác định ở ma sát tối đa sử dụng
được và hệ số lực dẫn động với lực tải giữa trục lăn đỡ và vỏ lò, lực tải là do trọng
lượng lò, và lực dẫn động là do moment lò liên quan đến điều kiện vận hành.
Việc đo dữ liệu tạo ma sát tối đa sử dụng được cho thấy dẫn động ma sát có
thể chuyển 8-9 lần lực vận hành của lò quay. Vì trị số của lò quay này vượt quá rất
nhiều moment động cơ tối đa, tình trạng ép vuốt của trục lăn dẫn động được loại trừ
trong những điều kiện có thể vận hành được.
• Cơ cấu dẫn động trực tiếp:
Lò quay tự chỉnh dẫn động trực tiếp
qua các trục quay, thay thế cho việc truyền
năng lượng qua cơ cấu bánh răng truyền. Các
bộ dẫn động được nối trực tiếp với các trục
lăn tự chỉnh. Việc loại bỏ những bộ phận chịu
ứng lực cao (cơ cấu bánh răng và bánh răng
truyền) tạo nên ưu điểm về tính khả dụng cao
của lò với bảo dưỡng thấp.
Có thể sử dụng hệ thống dẫn động thủy
điện hoặc động cơ điện.

• Hệ thống dẫn động thủy lực:
Trong trường hợp hệ thống dẫn động thủy lực, áp lực kiểm soát moment
động cơ và thể tích kiểm soát vận tốc động cơ. Sự tạo thành liên kết ngang của các


21

động cơ thủy lực với bơm đảm bảo là mọi động cơ dẫn động luôn nhận được
moment như nhau.
Dẫn động thủy điện là dẫn động 2 trục lăn với 4 động cơ.
 So sánh 2 quan niệm dẫn động:
• Độ tin cậy của 2 quan niệm là như nhau
• Với hệ thống dẫn động thủy lực, bản kê phụ tùng thay thế khống lớn vì
không đòi hỏi bộ cơ cấu. Hơn nữa, nhà cung cấp cơ cấu thủy lực có dịch
vụ tại chỗ 24/24 giờ trên toàn thế giới và ngay cả Việt Nam.
• Hệ thống thủy lực phát sinh tiếng ồn ít hơn nhiều.
• Hiệu quả của hệ thống dẫn động cơ điện từ đầu vào nguồn điện tới đầu
chuyển giao nguồn điện ở lò tốt hơn.
• Nếu một bộ phận dẫn động bị hư, thì lò có dẫn động thủy lực có thể tiếp
tục đạt khoảng 70% công suất thiết kế. Lò có dẫn động cơ điện phải
ngừng.
• Tổng chi phí về vốn của 2 quan niệm dẫn động gần như nhau.

Gạch chịu lửa:
Các loại gạch chịu lửa sử dụng trong lò quay.

Gạch Magnesia-Crome HDB – 70 :
Thành phần gạch MgO – Cr2O3 (gạch chịu lửa cao)
Có các đặc điểm kỹ thuật sau :

22

Độ chịu lửa (SK)
Độ rỗng bề mặt (%)
Khối lượng riêng (kg/m3)
Cường độ nghiền (KG/cm2)
Độ chịu lửa dưới tải trọng (2KG/cm2, T2)
Thay đổi chiều dài tại 1500oC x 2h (%)
Độ dãn nở nhiệt tại 1000oC (%)
Thành phần hóa (%)

: 40
: 18
: 3.03
: 450
: 1700
: +0.1
:1
: MgO : 70
Cr2O3 : 12
: chống nứt
: lót gạch lò quay xi măng

Đặc tính
Ứng dụng

Gạch có hàm lượng alumina cao H-1, H-2:
Các đặc điểm kỹ thuật sau :

Đặc điểm kỹ thuật

Loại gạch
H–1

H–2

Độ chịu lửa (SK)

38

37

Độ rỗng bề mặt (%)

24

24

Khối lượng riêng

2.4

2.25

Cường độ nghiền (KG/cm2)

300

250

Độ chịu lửa dưới tải trọng
(2KG/cm2, T2)

1550

1450

Thay đổi chiều dài tại
1500oC x 2h (%)

¾ 0.3

¾ 0.3

Độ dãn nở nhiệt tại 1000oC

0.7

0.6

Thành phần hóa (%)
MgO
Cr2O3

70
2

60
2.5

Đặc tính

chống nứt

chống nứt

(%)

Gạch Magnesia-Crome HDB -78:
Thành phần gạch MgO – Cr2O3 (gạch chịu lửa cao)
Có các đặc điểm kỹ thuật sau :
Độ chịu lửa (SK)
: 40


23

Độ rỗng bề mặt (%)
Khối lượng riêng
Cường độ nghiền (KG/cm2)
Độ chịu lửa dưới tải trọng (2KG/cm2, T2)
Thay đổi chiều dài tại 1500oC x 2h (%)
Độ dãn nở nhiệt tại 1000oC (%)
Thành phần hóa (%)

: 17
: 3.0
: 400
: 1700

: +0.1
: 1.2
: MgO : 78
Cr2O3 : 8.5
: chống rạn
: lót gạch lò quay xi măng

Đặc tính
Ứng dụng
Gạch block đơn WSC – 19 :
Các đặc điểm kỹ thuật :
Khối lượng riêng (300oC x 24h)
Thành phần hóa (%)

: 3.15
: Al2O3 : 88
SiO2 : 7
o
Thay đổi chiều dài tại 1500 C x 3h (%)
: +0.7
2
o
Cường độ nghiền (KG/cm ) (300 C x 24h)
: 400
Đặc tính
: chống rạn,chống ăn mòn
Gạch có hàm lượng alumina cao HACT – 165 :
Đặc điểm kỹ thuật :
Khả năng chịu được nhiệt độ cực đại (oC)
: 1650

Cường độ vật liệu dự đoán (KG/cm2)
: 2200
o
Thay đổi độ dài tại 110 C x 24h (%)
: -0.1
o
1350 C x 3h
: -0.3
o
500 C x 3h
: -0.6
Độ dẫn nhiệt (kcal/m.h.oC)
:260oC : 0.65
:540oC : 0.75
:800oC : 0.86
Thành phần hóa (%)
:Al2O3 : 58
:SiO2 : 20

Gạch lót lò quay


24

Gạch lót lò quay dạng hình cung
Phương pháp lót gạch chịu lửa trong lò quay:
Lắp đặt gạch lót chịu lửa trong lò quay theo 3 cách :
• Lót gạch lò với vữa
• Lót gạch lò theo phương pháp khô
• Phương pháp dính bám; phương pháp này có thể thi công theo phương

pháp khô cũng như phương pháp sử dụng vữa.
Thiết bị làm nguội :
Thiết bị làm nguội kiểu thùng quay :
Là ống thép hình trụ đượng kính 2-5m, chiều dài 60-90m, lắp nghiêng4-7%,
ngay sau lò quay. Trong lò có lắp thêm những cánh thép để tăng cường quá trình
trao đổi nhiệt. Lò chuyển động quay độc lập với lò nung. Nhiệt độ clinker đầu vào
là 1300-1350oC, nhiệt độ clinker đầu ra là 150-300 oC. Năng suất riêng khoảng 2.53.5 tấn clinker/ngày đêm. Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh50-80 kcal/kg.
Để đạt mức trao đổi nhiệt cao nhất, tốc độ gió đầu vào khoảng 3.8-4.3 m/s, hệ số
không khí dư 1.1
Thiết bị làm nguội kiểu thùng quay chỉ tồn tại ở các nhà máy cũ.

Thiết bị làm nguội kiểu hành tinh :
Thiết bị làm nguội kiểu hành tinh là một hệ thống nhiều ống thép hình trụ
gắn liền với lò nung (lò con). Khi lò nung quay, những ống này quay theo lò nung


25

như các hành tinh. Để tăng hiệu quả làm nguội, phía trong các lò con cũng lắp
những cánh nâng clinker hoặc xích sắt.
Clinker từ lò nung đi vào các lò con và được làm nguội bởi không khí lạnh
thổi ngược chiều. Các lò kiểu hành tinh được ứng dụng trong công nghiệp lần đầu
tiên vào name 1910, liên tục cải tiến cho tới ngày nay. Số lượng lò con xung quanh
lò lớn là 10 hoặc 11 lò. Đường kính 2.6m, năng lượng tiêu tốn riêng 0.6-1.3kWh/tấn
clinker, năng suất tối đa 500-700 tấn/ngày đêm. Đây là thiết bị tương đối phổ biến
trong công nghệ sản xuất clinker theo phương pháp ướt, và giai đoạn đầu của những
lò nung phương pháp khô.
Việc lắp đặt thiết bị làm nguội kiểu hành tinh làm xuất hiện một số vấn đề
nan giải như: tính toán tải trọng cơ học, ứng suất cơ vùng tiếp giáp có thể dẫn tới
nứt lò, một phần clinker dính vào lò con rơi xuống ống phun, chế độ khí động của

dòng khí qua các lò con không ổn định, khó điều chỉnh lửa, ồn ào khi làm việc…
kinh phí đầu tư cho thiết bị làm nguội kiểu hành tinh và kiểu ghi được xem là tương
đương.

Thiết bị làm nguội kiểu ghi
Hiện nay, phổ biến là các thiết bị làm nguội độc lập kiểu ghi đo có tốc độ
làm nguội nhanh hơn, nhờ vậy, chất lượng clinker được cải thiện rất nhiều. So với
các thiết bị làm nguội các kiểu khác, thiết bị làm nguội kiểu ghi kín, dễ đảm bảo vệ
sinh môi trường hơn. Trong đó, không khí chuyển động vuông góc với chiều
chuyển động của clinker, dòng khí chuyển động ngang rất ít, tránh được hiện tượng
truyền nhiệt lẫn nhau trong khối clinker, nhờ vậy tốc độ làm nguội rất cao và nhiệt
độ của clinker có thể từ nhiệt độ khá cao( 13000C ) xuống còn rất thấp ( 65- 1000C)
Clinker di chuyển trên các tấm ghi,truyền nhiệt cho không khí, hạ nhiệt độ
rất nhanh xuống còn 100 _ 150 0C, thậm chí chỉ còn 650C. Nhiệt độ clinker thấp rất
thuận lợi cho những công đoạn sau (ủ và nghiền). Năng suất các thiết bị làm nguội
kiểu ghi cũng rất cao, có thể tới 10000 tấn clinker / ngày đêm.