Thiết kế nhà máy sản xuất xi măng Poóclăng lò quay, phương pháp khô năng suất 1,6 triệu tấn PCB30/năm

Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Mở Đầu
Xi măng (XM) là vật liệu thông dụng nhất trong ngành công nghiệp xây
dựng vì chúng là chất kết dính rẻ tiền hơn so với các loại chất kết dính khác.
Mặc khác khi sử dụng XM lại cho cờng độ chịu nén, chịu uốn cao. XM đã có
mặt trong đời sống của con ngời hàng nghìn năm qua và cho đến nay con ngời
vẫn sử dụng nó trong hầu hết các công trình xây dựng.
Đất nớc ta trải qua 2 cuộc chiến tranh tàn phá cơ sở hạ tầng còn thấp
kém. Do vậy nhu cầu sử dụng XM ngày càng tăng khi nớc ta bớc vào thời kỳ
đổi mới tiến tới công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc. Hàng loạt các công
trình xây dựng: thuỷ điện, cầu cống, đờng xá, các công trình thuỷ lợi, nhà ở. .,
sẽ tiêu thụ một lợng XM rất lớn. Mặc dù, sản lợng XM sản xuất trong nớc
ngày càng tăng nhanh nhng vẫn không đủ nhu cầu sử dụng trong nớc. Vì vậy
việc tăng sản lợng XM nhằm cân đối giữa cung - cầu trong nớc, một phần
tham gia xuất khẩu đang là mục tiêu của ngành công nghiệp XM Việt Nam.
Để góp phần thúc đẩy sự tăng trởng kinh tế của đất nớc đồng thời thực hiện đợc mục tiêu trên thì việc xây dựng các nhà máy XM là rất cần thiết.
Qua sự phân tích đánh giá tình hình nhu cầu tiêu thụ XM trong nớc và đợc sự tín nhiệm của thày, cô trong bộ môn hóa Silicát. Em đợc giao đồ án với
nhiệm vụ thiết kế nhà máy sản xuất xi măng Poóclăng lò quay, phơng pháp
khô năng suất 1,6 triệu tấn PCB30/năm ( hàm lợng phụ gia hỗn hợp là 25% ).
Nhà máy sẽ đợc áp dụng công nghệ tiên tiến và hiện đại, trình độ tự động
hoá ở mức cao nhằm tiếp kiệm nhiên liệu, điện năng và các vật t sản xuất,
đảm bảo chất lợng clinke ra lò, đồng thời giảm bớt đợc lực lợng lao động trực
tiếp trong nhà máy.

Bản đồ án này em hoàn thành với các nội dung sau:

1

Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

1. Giới thiệu tình hình phát triển ngành công nghiệp xi măng thế giới và
Việt Nam.
2. Các yêu cầu khi lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy xi măng công

3.

4.
5.
6.
7.
8.

suất lớn (> 1 triệu tấn xi măng/ năm). Phân tích u nhợc điểm của địa
điểm xây dựng nhà máy xi măng Tam Điệp.
Xây dựng sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng theo phơng
pháp khô, lò quay. Thuyết minh và nêu u, nhợc điểm của dây chuyền
công nghệ đã chọn.
Tính bài phối liệu.
Tính cân bằng vật chất của nhà máy.
Tính cân bằng vật chất của hệ lò nung.
Nhiệt lý thuyết tạo clinker và tính cân bằng nhiệt hệ thống lò.
Tính và chọn một số thông số chính (năng suất, công suất, kích thớc)
của hệ thống lò và các thiết bị chính.

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô giáo trong bộ môn hóa Silíccát

và đặc biệt là các thày:
PGS - TS: Nguyễn Đăng Hùng
PGS - TS: Đào Xuân Phái
TS: Tạ Ngọc Dũng
Đã tận tình giúp đỡ và hớng dẫn em hoàn thành đồ án này. Do thời gian
có hạn và kiến thức thực tế còn hạn chế nên bản đồ án này không thể tránh
khỏi những thiếu sót. Em rất mong đợc tiếp thu những ý kiến đóng góp, bổ
xung của các thày cô giáo trong bộ môn để bản đồ án của em đợc hoàn thiện
hơn.
Sinh viên
Lê Minh Hải

2


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

chơng I
I. Giới thiệu về xi măng Poóclăng.

Ximăng poóclăng (XMP) là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp clinker
ximăng poóclăng, khoảng 35% thạch cao và phụ gia công nghệ ( nếu có ).
Clinke xi măng poóclăng là sản phẩm sau khi nung đến kết khối của hỗn
hợp gồm đá vôi, đất sét và một số nguyên liệu phụ (nếu cần) nh quặng sắt, bô
xít, sét cao si líc...
II. Lợc sử phát triển của xi măng.

1. Sự phát triển của nghành ximăng ở nớc ta:

Trong giai đoạn thực dân Pháp xâm lợc cuối thế kỷ 19, để đáp ứng nhu
cầu xây dựng các công trình nh quân sự, cầu cống nhằm khai thác và bóc
lột nớc ta, nên năm 1899 chúng đã cho xây dựng nhà máy xi măng Hải Phòng,
từ năm 1899ữ1922 xây dựng thêm 5 hệ thống lò đứng có năng suất 12 vạn tấn,
và từ năm 1928 ữ 1939 xây thêm 5 hệ thống lò quay có năng suất 30 vạn tấn.
Sau năm 1954, miềm bắc đợc giải phóng, nên trong khoảng những năm
1960ữ1970 ta có điều kiên xây thêm nhiều nhà máy xi măng lò đứng, còn ở
miền nam cũng xây nhà máy xi măng Hà Tiên I sản suất theo phơng pháp ớt.
Từ những năm 1986 1990 đã xây dựng thêm nhà máy ximăng Bỉm Sơn
công suất 1,2 triệu tấn với 2 lò nung 1.750 tấn clinker/ngày sản suất theo phơng pháp ớt, ximăng Hoàng Thạch I 1,1 triệu tấn/năm lò 3.300 tấn/ngày sản
suất theo phơng pháp khô, đa tổng công suất toàn nghành xi măng lên
4.400.000 tấn/năm.
Bớc vào thời kỳ đổi mới, do nhù cầu xi măng tăng mạnh nên nhà nớc đã có
chính sách đầu t phát triển nghành xi măng, một loạt nhà máy xi măng đợc xây
dựng, nhà máy xi măng Hoàng Thạch II năng suất 1,2 triệu tấn/năm, xi măng Bút
Sơn 1,4 triệu tấn/năm, xi măng Hoàng Mai 1,4 triệu tấn/năm, cải tạo nhà máy xi
măng Bỉm Sơn I từ ớt sang khô, đồng thời nhờ gọi đợc vốn đầu t nớc ngoài, liên
doanh xây dựng nhà máy ChinFon Hải Phòng 1,5 triệu tấn/năm, xi măng Vân Xá
0, 5 triệu tấn/năm 2 lò, xi măng Sao Mai 1,760 triệu tấn/năm, xi măng Nghi Sơn
2,15 triệu tấn/năm với lò nung 5.800 tấn clinker/ngày.

3


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Nhờ cải tạo đợc công nghệ nên đến cuối năm 2002 đã đa tổng công suất
toàn nghành xi măng lên 15 triệu tấn clinker tơng ứng với 17,610 triệu tấn xi

măng/năm.
Dới đây là bảng các nhà máy xi măng đang sản suất đến năm 2002:
Bảng sổ1:Công suất các nhà máy xi măng đang sản suất đến năm 2002
TT

Tên công ty

công suất

công suất

Clinke

Xi măng

(triệu tấn) (triệu tấn)
I

Tổng công ty Xi
măng việt nam

7, 750

8, 800

Hãng cung cấp thiết
bị

1

Xi măng Hải Phòng

0, 324

0, 400

Rumani

2

XM Bỉm Sơn

1, 650

1, 800

Liên xô

3
4

XM Hoàng Thạch
XM Hà Tiên

2, 016
1, 240

2, 300
1, 500

FLS. Đan Mạch
Vernot, Polysius

5

XM Bút Sơn

1, 260

1, 400

Cle, Technip
FCB

6

XM Hoàng Mai

1, 260

1, 400

II

XM liên doanh

4, 750

5, 810

7

XM Chin Fon Hải
Phòng

1, 260

1, 500

Nhật

8

XM Sao Mai

1, 260

1, 760

Kobe Nhật

9

XM Vân Xá

0, 400

0, 500

Trung Quốc

10

XM Nghi Sơn

1, 830

2, 150

Mitsubishi Nhật

III

Xi Măng lò đứng

2, 500

3, 000

Việt nam,
Quốc

Tổng cộng

15, 000

17, 610

Trung

Hiện nay đang tiếp tục xây dựng 3 nhà máy xi măng mới đó là xi măng
Tam Điệp, xi măng Hải Phòng mới, xi măng Sông Gianh, sản xuất theo
phơng pháp khô lò nung có công suất 4.000 tấn Clinker/ngày .

Bảng số 2: Các nhà máy xi măng đang xây dựmg mới
TT

Tên nhà máy

Công suất

4

Công suất

Hãng cung cấp


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp
Cl (triệu

thiết kế

tấn)

XM

thiết bị

1

XM Tam Điệp

1, 260

1, 400

FLS Đan Mạch

2

XM Hải Phòng
mới

1, 260

1, 400

FLS Đan Mạch

3

XM Sông Gianh

1, 260

1, 400

Krupp Polysius

3, 780

4, 200

Tổng

Đến năm 2005 năng lực sản xuất xi măng toàn ngành sẽ lên 18,780 triệu
tấn clinker tơng ứng với 21, 810 triệu tấn xi măng trong nớc sản xuất
(không tính đến trạm nghiền xi măng phải nhập Clinker).
2 . Tình hình sản suất và tiêu thụ xi măng từ 1990 ữ 2002:
Nhu cầu xi măng từ năm 1990 đến năm 2002 tăng liên tục, năm 1990 là
2,75 triệu tấn thì năm 1995 là 7,2 triệu tấn tăng 2,8 lần. Năm 1998 lên tới 10,1
triệu tấn, năm 1999 là 11,1 triệu tấn, năm 2000 là 13,621 triệu tấn, năm 2001
là 16, 748 triệu tấn, năm 2002 là 19,5 triệu tấn, tăng khoảng 7,8 lần so với
năm 1990.
Bình quân trong 12 năm từ 1990 đến 2002 tốc độ tăng trởng trong tiêu
thụ ximăng đạt 18,5% năm, trong đó, trong giai đoạn từ năm 1990 đến 1995
đạt bình quân 23% năm, còn giai đoạn 1996 đến 2002 tốc độ tăng tởng bình
15% năm.
Bảng số3: sản lợng ximăng sản suất và tiệu thụ thời kỳ 1993 đến 2002
(đơn vị triệu tấn)
Năm

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

Sản lợng

4, 22

4, 62

5, 24

6, 1

7, 6

9, 53

11, 1

12, 7

14, 8

16

L.Tiêu thụ

4, 85

6, 16

7, 20

8, 2

9, 3

10, 1

11, 1

13, 6

16, 7

19, 5

Nhập khẩu

0, 53

1, 54

2, 63

1, 88

1, 46

0, 3

0, 3

0, 5

1, 33

3, 3

Tỷ lệ %

86, 9

75

72, 8

72, 8

84, 7

99, 4

99, 6

92, 9

87, 4

82, 5

3 . Sự phát triển của ngành xi măng trong tơng lai:
Theo dự báo trong giai đoạn từ nay đến năm 2005 tốc độ tăng trởng trong
tiêu thụ xi măng ở nớc ta vào khoảng 13 ữ15%, nhu cầu xi măng cho thị trờng nội địa là 29 triệu tấn, điều đó đợc thể hiện ở bảng sau:
5


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Bảng số 4: Dự báo nhu cầu xi măng 2002 ữ 2005
Năm
Tốc độ tăng trởng tiêu thụ %
Nhu cầu ximăng (triệu tấn)

2002

2003

2004

2005

16, 5

15

14

13

19, 5

21, 8

24, 9

28, 1

Nhu cầu xi măng 2005 là 28 triệu tấn, nhng khả năng khai thác từ trong nớc chỉ đợc khoảng 21 triệu tấn còn phải nhập khoảng 8 triệu tấn .
Trong giai đoạn 2006 ữ 2010, dự báo tăng trởng hàng năm trong tiêu thụ
xi măng nớc ta từ 9 ữ 12%, và vào năm 2010 nhu cầu tiêu thụ xi măng vào
khoảng 42 ữ 45 triệu tấn tăng 1, 5 ữ 1, 6 lần so với năm 2005. Trong giai
đoạn từ năm 2011 ữ 2015 dự báo tốc độ tăng trởng tiêu thụ xi măng vào
khoảng 5 ữ 8%, nhu cầu xi măng sẽ là 60 ữ 62 triệu tấn.
Trong giai đoạn từ 2016 ữ 2020 dự báo vào khoảng 2 ữ 3% nhu cầu xi
măng sẽ vào khoảng 66 ữ 68 triệu tấn .

Bảng số5: Tổng hợp dự báo nhu cầu xi măng từ 2005 ữ 2020
Năm

2005

2010

2015

2020

Tốc độ tăng trởng tiêu thụ %

13 ữ 18

9 ữ 12

5ữ8

2ữ3

Nhu cầu Xi măng (triệu tấn)

28 ữ 29

42 ữ 46

60 ữ 62

66ữ68

Để đáp ứng nhu cầu xi măng trên thị trờng trong nớc từ năm 2005 ữ 2020
thì đòi hỏi phải xây dựng một loạt các nhà máy xi măng. Sau đây là bảng
số liệu các dự án xi măng sẽ đợc xây dựng trong thời gian tới.

6


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Bảng số 6: Các nhà máy xi măng sẽ đầu t xây dựng
TT
1
2
3

Tên nhà máy

Côngsuất

Thời gian

thiếtkế(tr.Tấn)

xây dựng

XM. TháI Nguyên
XM. Hạ Long

XM. Tuyên Quang

Ghi chú

1, 5

2002 ữ 2006

Dự án đợc duyệt

2, 0

2002 ữ 2006

Dự án đợc duyệt

1, 4

2006 ữ 2009

4

XM.Thăng Long

2, 3

2002 ữ 2006

Dự án đợc duyệt

5

XM. Cẩm Phả

2, 3

2003 ữ 2006

Dự án đợc duyệt

6

XM. Bình Phớc

2, 0

2003 ữ 2007

Dự án đợc duyệt

7

XM. Phúc Sơn

1, 8

2003 ữ2005

Dự án đợc duyệt

8

XM.Hoàng Thạch 3

1, 2

2003 ữ 2005

Dự án đợc duyệt

9

XM. Bút Sơn 2

2, 3

2003 ữ 2006

10

XM. Bỉm Sơn 2

2, 3

2003 ữ 2006

11

XM. Chin Fon HP 2

1, 5

2005 ữ 2008

12

XM. Thạch Mỹ

2, 5

2003 ữ 2007

13

XM. Hà Tiên 3

1, 2

2004 ữ 2007

14

XM. Mỹ Đức

2, 3

2010 ữ 2014

15

XM. Đồng Lâm

2, 3

2004 ữ 2008

16

XM. Nghi Sơn 2

3, 0

2007 ữ 2010

17

XM. Đồng Bánh

1, 5

2004 ữ 2008

18

XM. Sông Gianh 2

2, 3

2007 ữ 2010

19

XM. Hạ Long 2

3, 0

2010 ữ 2013

20

XM. Cẩm Phả 2

3, 0

2009 ữ 2012

21

XM. Yên Bái

1, 4

2010 ữ 2015

22

XM. Thăng Long 2

3, 0

2008 ữ 2012

Đang trình duyệt
Đang lập dự án

Với các nhà máy đang và sẽ xây dựng sẽ đáp ứng đủ nhu cầu Xi măng
xây dựng của nớc ta trong tơng lai gần đây, góp một phần vào công cuộc
xây dựng đất nớc.
4. Lợc sử phát triển Xi măng thế giới:

7


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Từ lâu loài ngời đã 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 càng cao của con ngời.
Mãi đến những năm 1812 ữ1825 XMP mới đợc phát hiện, XMP đã 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 bán khô, phối liệu đợc vê viên
trong lò đứng, phơng pháp ớt lò quay, còn 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. Khu vực Đông Nam á hàng năm sản xuất ra một lợng xi măng cũng tơng

đối lớn.
Sản lợng xi măng của một số nớc Đông Nam á trong những năm đầu
và cuối thập kỷ 90 nh sau (triệu tấn).
Bảng số 7: Sản lợng ximăng của một số nớc Đông Nam á
Năm

Thái lan

Inđônêxia

Malaixia

Philipin

1990

18, 044

16, 298

6, 732

6, 6,32

1991

18, 890

16, 238

7, 738

7, 536

1998

22, 829

22, 314

11, 722

12, 888

1999

25, 700

33, 212

15, 840

13, 394

2000

26, 700

43, 983

8

18, 050

15, 039


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Nhận xét: Sản lợng xi măng tăng nhanh, sau 10 năm sản lợng tăng gần
gấp ba nh Indônêxa, Malaixia, Philipin. Riêng Thái Lan do chịu khủng hoảng
tài chính những năm cuối của thập kỷ nên sản lợng tăng chậm hơn. So sánh
bình quân xi măng trên một đầu ngời của nớc ta và một số nớc trong khu vực
(kg/ngời/năm).
Bảng số 8: lợng xi măng trên đầu ngời của các nớc trong khu vực
Năm

Hàn
quốc

Malaixia

Thái
lan

Philipphi
n

Indonexia

Việt
nam

1990

772

321

330

112

87

45

1997

1205

690

655

235

140

125

Nhận xét: Bình quân xi măng trên đầu ngời của nớc ta còn rất thấp, chứng
tỏ cùng với sự phát triển của xã hội thì nhu cầu xi măng của nớc ta còn
tăng cao.
Năm 2003 vừa qua nớc ta đã sản suất ra một lợng xi măng tơng đối lớn,
tuy nhiên vẫn không đáp ứng đủ nhu cầu, chính vì vậy mà trong tơng lai
cần phải đẩy mạnh hơn nữa việc xây dựng nhiều nhà máy xi măng để đáp
ứng nhu cầu trong nớc và xuất khẩu.
III. Nhiệm vụ thiết kế.

Nhiệm vụ của đồ án là thiết kế một nhà máy sản suất ximăng poóclăng
có công suất thiết kế là 1,6 triệu trấn xi măng/năm. Do phải thiết kế nhà
máy nên cần phải tính toán những phần sau:
1. Lựa chọn đợc địa điểm để xây dựng nhà máy.
2. Tính toán bài phối liệu.
3. Tính cân bằng vật chất cho toàn nhà máy.
4. Tính cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt cho hệ thống lò.
5. Tính và lựa chọn thiết bị cho nhà máy .
6. Thiết lập và tính toán các công đoạn phụ trợ cho sản suất.
7. Thiết lập các biện pháp an toàn lao động và kiểm tra sản xuất

9


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

IV. Cơ sở lý thuyết của xi măng

Ximăng poóclăng là chất kết dính vô cơ bền nớc, là sản phẩm nghiền mịn
của clinker XMP với 3ữ5% thạch cao và 1% phụ gia khác (nếu cần).
Clinke XMP là sản phẩm nung đến kết khối của hỗn hợp gồm đá vôi, đất
sét và một số nguyên liệu phụ(nếu cần) nh quặng sắt, bôxít, sét cao silíc..
v. Thành phần hoá học clinker.
Gồm hai nhóm oxyt.
* Nhóm chính gồm 4 oxyt: CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3.
* Nhóm còn lại bao gồm các oxyt: R2O, MgO, Cr2O3, TiO2, P2O3, Mn2O3,
SO3.
Mỗi oxyt dù ít hay nhiều đều ảnh hởng tới thành phần khoáng cũng nh tính
chất của clinker XMP.
1.Oxyt CaO:
Hàm lợng 62 ữ 69%.
- Oxyt caxni tác dụng với các oxyt khác tạo thành 4 khoáng chính và một số
khoáng phụ
- Tạo khoáng: Oxit Can xi tác dụng với các oxit còn lại tạo ra 4 khoáng
chính và một số khoáng phụ trong clinker XMP.
- Phần CaO không tham gia phản ứng tạo khoáng gọi là oxit canxi tự do hay
vôi tự do.CaO tác dụng gây mất ổn định thể tích của XM.
CaOtd + H2O Ca(OH)2 + V
Caotd: ít gây ứng suất nội, nhiều đủ lớn gây nứt, gẫy (do nở V)
Nếu nhiều CaO, clinker có mác thấp đóng rắn nhanh, nhng không bền trong
môi trờng xâm thực.
2. Oxit silic (SiO2):
- Hàm lợng: 17 ữ 26%.
- Tạo khoáng: Chủ yếu tác dụng với oxit canxi tạo khoáng Silicat.
- Nếu nhiều SiO2 tạo khoang đóng rắn châm. nhng vẵn đảm bảo mác XM và
tăng độ bền trong môi trờng xâm thực.

3. Oxit nhôm (Al2O3):
- Hàm lợng: 4 ữ 10%.
10


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

- Tạo khoáng chủ yếu tác dụng với CaO, Fe 2O3 tạo các khoáng Aluminat
Canxi, Alumoferit Canxi.
4. Oxit sắt (Fe2O3):
- Hàm lợng: 0,1 ữ 5%.
- Tạo khoáng: chủ yếu tác dụng với oxit canxi và oxit nhôm để tạo khoáng
Alumoferit canxi.
- Nếu nhiều sắt thì thì nhiệt độ nung thấp nhng bền trong môi trờng xâm
thực và môi trờng băng giá nhng cờng độ về lâu về dài không cao.
Việc tăng hàm lợng: CaO, SiO2, Al2O3, đều làm cho quá trình nung luyện khó
khăn hơn (nhiệt độ tăng). Oxit Fe2O3 đa vào hợp lý thì nung luyện dễ hơn.
5. Oxit manhe (MgO):
- Hàm lợng: 0 ữ 4%
- Hầu nh tồn tại ở dạng tự do klhoáng Periclaz.
- Nếu tồn tại trong dung dịch rắn hoặc pha thuỷ tinh, tinh thể rất nhỏ không
nguy hiểm còn ở dạng Periclaz nhiều nguy hiểm hơn vôi tự do
6. Oxit kiềm (R2O)
- Hàm lợng: 0,3 ữ 2% (quy định < 1%)
- Tạo khoáng: Tham gia tạo một số khoáng chứa kiềm mà gốc là các
khoáng chính của clinker XMP
- ở nhiệt độ cao một phần kiềm bay hơi tạo nên vòng tuần hoàn trong và
ngoài của kiềm.

- Kiềm nhiều làm giảm cờng độ của XM, XM không ổn định thể tích gây
loang mầu trên các bề mặt trang trí gây ăn mòn cốt thép. Trong lò quay phơng
pháp khô rất nguy hiểm gây ách tắc trên đờng xẩy ra phản ứng.
R2O + SO3 R2SO4(lỏng)Chất nguy hiểm gây ách tắc cyclon
7. Oxit lu huỳnh (SO3):
- Hàm lợng: 0 ữ 1%
- Oxit SO3 tham gia tạo một số khoáng và làm giảm một số khoáng chính
của clinler XM.
- Oxit SO3 dễ bị bay hơi ở vùng nhiệt độ cao sau đó dẽ dàng tác dụng với
kiềm để tạo ra các hợp chất nóng chảy ở nhiệt độ thấp dẫn đến lò vận hành
không ổn định (lò quay phơng pháp khô có hệ thống cyclon trao đổi nhiệt)
- Nhiều SO3 làm dảm cờng độ lâu dài của XM sau này.
11


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

vi. Thành phần khoáng của clinker.
Gồm 4 khoáng chính: C3S, C2S, C3A, và C4AF.
- C3S, C2S: Khoáng silicat khó nóng chảy chiếm 75 ữ 80%
- C3A, C4AF: Khoáng khó nóng chảy chiếm 16 ữ 25%
Các khoáng khác: CS, C3S2, CAS2, C2AS, KC23S12, NC8A3, C2S3
Ngoài ra còn pha thuỷ tinh do phần lỏng nóng chảy và các oxit tự do CaO,
MgO.
1. Khoáng C3S (Alít) thực tế là dung dịch rắn mà nền là C3S:
- Công thức hoá học: 3CaSiO2
- Hàm lợng: 40 ữ 60% khối lợng.
- Khối lợng riêng: 3,28 g/cm3

- C3S tinh khiết chỉ tồn tại trong phòng thí nghiệm.Trong công nghiệp
clinker XMP, C3S chỉ tồn tại dới dạng dung dịch rắn mà nền là C3S.
- C3S bền trong vùng t = 12500C ữ 19000C. Dới 12500C thì C3S bị phân huỷ
tạo (C2S + Ctd), trên 19000C bị nóng chảy.
- C3S có dạng lục giác đều.
- C3S đóng rắn nhanh toả nhiều nhiệt khi hydrat hoá, không bền tong môi trờng xâm thực.
2. Khoáng C2S (bêlít)
- công thức hoá học: 2CaO.SiO2.
- C2S tinh khiết chỉ tồn tại trong phòng thí nghiệm trong công nghiệp chỉ tồn
có dung dịch rắn mà nền là C2S
- C2S có dạng thù hình: , , và .
- Khối lợng riêng lần lợt là: 3,04, 3,40, 3,28, 2,98 (g/cm3).
- Trong 4 dạng thù hình trên thì dạng là quan trọng nhất trong CL XMP
* Dạng tồn tại trong nhiệt độ t0 = 14250C ữ 21200C
* Dạng tồn tại trong t0 = 830 ữ 14250C
* Dới 8300C nếu làm lạnh nhanh chuyển về dạng ngợc lại làm lạnh chậm
chuyển về dạng (kèm theo tăng 10% thể tích)
* Dạng kém bền về mặt nhiệt động (năng lợng cao) tồn tại trong vùng
nhiệt độ 675 ữ 8300C.

12


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Trong 4 dạng thù hình: , , và thì khả năng kết dính và cho cờng độ
cao giảm dần từ dạng
Để làm ổn định dạng ngời ta thực hiện bằng hai cách:

. Làm lạnh nhanh qua vùng nhiệt độ 6750C.
. Tạo dung dịch rắn bền (C2S)
C2S có tốc độ đóng rắn vừa phải ít toả nhiệt khi đóng rắn, bền trong môi trờng xâm thực.
3. Khoáng C3A:
- Trong hệ hai cấu tử CaO và Al 2O3 ta có một dãy hợp chất C3A, C5A3,
C12A7, CA, CA2, CA6, trong đó chứa chủ yếu là C3A.Trong thực tế mạng lới
C3A còn hoà tan rất nhiều oxit khác.
- Công thức hoá học: 3CaO.Al2O3
- Hàm lợng: 5 ữ 5%
- Khối lợng riêng: 3,04 g/cm3
- C3A có cấu trúc xốp phản ứng nhanh với nớc toả nhiều nhiệt, không bền
trong môi trờng xâm thực.
4. Khoáng C4AF:
- Công thức hoá học: 4CaO.Al2O3.Fe2O3
- Hàm lợng: 10 ữ 18%
- Khối lợng riêng: 3,77 g/cm3 (nặng nhất trong các khoáng)
- C4AF là khoáng chủ yêú trong dãy dung dịch rắn bền trong môi trờng xâm
thực và môi trờng băng giá.
5. Khoáng khác:
Gồm hai khoáng chứa kiềm:
* KC23S2 (gốc C2S)
* NC8A3 (gốc C3A)
- Sự hình thành các khoáng chứa kiềm làm giảm các khoáng silicat:
12C3 + K K23C12K12 + 13C

(1)

12C2S + K KC23S12 + C

(2)

3C3A + K NC8A3 + C
(3)
Theo phơng trình (1), (2) cứ khoảng 10% oxit kali (K 2O) tạo ra 20% khoáng
KC23S12 và làm giảm 20% tổng khoáng C3S, C2S.

13


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Theo phơng trình (3) khoảng 1% Natri (N 2O) tạo ra 10% NC8A3 và làm
giảm 10% khoáng C3A. Các khoáng chứa kiềm tự phân huỷ khi có mặt CaSO 4
trong khi nung
Khoáng chứa kiềm làm cho XMP đóng rắn không ổn định.
6. Các oxit tự do: CaO, MgO, SiO:
- Không nằm trong các khoáng mà nằm ở dạng tự do.
7. Pha thuỷ tinh:
- Hàm lợng 5 ữ 10%
- Lợng và thành phần thuỷ tinh phụ thuộc vào tốc độ làm lạnh, thành phần
hoá của pha lỏng nóng chảy.
Vii. Các môđun hệ số:
1. Hệ số bão hoà vôi:
1.1 Hệ số bão hoà vôi KH:
KH =

(C C td ) 1,65 * A 0,35 * F 0,7 * S
2,8 * ( S S td )

Trong đó :
C, S, A, F, S lần lợt là ký hiệu của các oxit CaO, SiO, Al2O3, Fe2O3, SO3
- Công thức đơn giản (coi: Ctd, Std và S bằng 0)
KH =

C 1,65 * A 0,35 * F
2,8 * S

- Giá trị KH = 0,85 ữ 0,95 (thờng KH = 0,82 ữ 0,92)
- Định nghĩa: Hệ số bão hoà vôi KH là tyôs giữa lợng vôi còn lại sau khi
phản ứng hết với oxit nhôm và oxit sắt để tạo khoáng C 3A và C4AF trên lợng
vôi tối đa cần thiết để bão hoà toàn bộ oxit silicthành khoáng C3S.
1.2 Hệ số bão hoà vôi LSF:
- Công thức đầy đủ:
LSF =

100 * (C C td 0,7 * S )
2,8 * S + 1,18 * A + 0,65 * F

- Công thức đơn giản:
LSF =

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

- Giá trị: LSF = 90 ữ 100 (thờng 92 ữ 98)

14

Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

- Định nghĩa: Hệ số bão hoà vôi LSF là tỉ số giữa lợng vôi hiệu quả và lợng
vôi tiêu chuẩn.
2. Môđun Silic: n (MS)
- Công thức: n(MS) =

S
A+ F

- Giá trị: n = 1 ữ 3, thờng 2 ữ 2,6
- ý nghĩa: n (MS) tỷ lệ

%(C 3 S + C 2 S )
%(C 3 A + C 4 AF )

3. Môđun Alumin p (MA)
- Công thức: p (MA) =

A
F

- Giá trị: p (MA) = 1 ữ 3, thờng 1 ữ 1,7
- ý nghĩa: p (MA) tỉ lệ với

C3 A
, độ nhớt pha lỏng nóng chảy.

C 4 AF

viii. Các giản đồ biểu thị quan hệ giữa các mô đun hệ
0

số.

75

20

80

15

85

10

90

5

95

Hình 1: Biểu 2đồ 3biểu4 thị 5sự thay
6 đổi

70
60

50
40
30
20
10
0

Xi măng Alít
Xi măng pooclăng thường

Xi măng Bêlít

1

0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7

5
15
25
35
45
55
65
75

%C2S

25

%C3S

70

%[C3S + C2S]

%[C3A + C4F]

30

Hình 1: Biểu đồ biểu thị sự thay đổi

hàm lợng tổng khoáng silicát và khoáng

hàm lợng C3S và C2S trong clinker

nóng chảy phụ thuộc mô đun Hình 1:

XMP phụ thuộc vào KH.

Biểu đồ biểu thị sự thay đổi hàm lợng
tổng khoáng silicát và khoáng nóng
chảy phụ thuộc mô đun silíc(n).

15


Đồ án tốt nghiệp

Hàm lượng khoáng C3A hoặc C4AF

Trờng ĐHBK Hà Nội

22
20
18
16
CA
Hệ số mô đun
p
14
Hình 3: Biểu12đồ biểu thị sự thay đổi hàm lợng C3A và C4
phụ10thuộc trị số mô đun p.
8
C AF
*Nhận xét:
6
- Từ biểu đồ hình4 1 cho thấy nếu ta chọn hệ số p không thay đổi còn hệ số
2 số KH thì ta sẽ tìm ra tỷ lệ khoáng silicát và khoáng dễ
n thay đổi tuỳ theo hệ
0
nóng chảy.
- Từ biểu đồ hình 2 cho ta chọn đợc tỷ lệ khoáng silicát ứng với loại
ximăng cần sản xuất.
- Từ biểu đồ hình 3 ta có thể tìm ra tổng khoáng C 3S C2S và tìm ra tổng
khoáng dễ chảy C3A ,C4AF và thành phần các khoáng dễ chảy trong CLinke
XMP.
3

3

ix. Quá trình nung luyện clinker trong lò công
nghiệp.
1. Mất nớc lý học (ẩm trong phối liệu)
2. Mất nớc hoá học phân huỷ (caolinit)
3. Phân huỷ MgCO3 (7000C)
4. Phân huỷ CaCO3.
5. Phân huỷ pha rắn
6. Xuất hiện pha lỏng, kết khối có mặt pha lỏng
7. Làm lạnh 14500C 11000C
8. Làm lạnh 11000C + (50 ữ 800C) so với nhiệt độ môi trờng
16


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

* Theo chiều dài lò nung clinker xẩy ra các quá trình:
1. Dôn sấy và dôn đốt nóng (phơng pháp khô thực hiện ở cyclon trao đổi
nhiệt)
2. Dôn canxi hoá (phơng pháp khô có thể canxi hoá 100% ở canxiner)
3.Dôn toả nhiệt.
4. Dôn kết khối
5. Dôn làm lạnh
X. Quá trình hydrat hoá và đóng rắn của XMP.
1. Quá trình hoá học.
XMP tác dụng với nớc cho ta các sản phẩm phản ứng thuỷ phân hoặc phản
ứng hydrat hoá:
* Phản ứg thuỷ phân
X + H2O Y + Z

* Phản ứng hydrat hoá:
X + H2O Y
Sau đó các sản phẩm này tác dụng với nhau hoặc với thành phần hoạt tính
của phụ gia (nếu có), để tạo ra các hợp chất mới làm tăng cờng độ đá XM
cũng nh tăng độ bền nớc hoặc bền trong môi trờng ăn mòn.
Quá trình hoá học chia ra làm hai giai đoạn.
Giai đoạn 1: Gồm các phản ứng sơ cấp chủ yếu thuỷ phân và hydrat hoá
các khoáng clinker
Giai đoạn 2: Gồm các phản ứng thứ cấp các sản phẩm của phản ứng sơ cấp
tác dụng tơng hỗ lẵn nhau hoặc tác dụng phần hoạt tính phụ gia.
2. Quá trình lý học:
Theo thuyết chia quá trình đóng rắn làm 3 giai đoạn
Giai đoạn 1: Giai đoạn chuẩn bị, khi XM cho vào nớc ngay lập tức sẩy ra
các phản ứng hoá học tạo ra các sản phẩm:
- Hydro silicat canxi
17


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

- Hydro aluminat canxi
- Hydro alumoferit canxi
Các phản ứng này hình thành ngay trên bề mặt hạt XM. Các sản phẩm đợc
tạo thành sau đó đợc tan vào dung dịch hay hồ XM nhng không bị phân
huỷ, lớp sản phẩm tiếp theo lại tiếp tục đợc hoà tan, cho đến khi môi trờng
bão hoà hoàn toàn các sản phẩm. Do vậy giai đoạn này đợc gọi là giai đoạn
phản ứng hoá học hay giai đoạn hào tan.
Giai đoạn 2: là giai đoạn keo hoá hay còn gọi là chu kỳ ninh kết các sản

phẩm giai đoạn 1 quá bão hoà chuyển thành dạng gel. Trong suốt giai đoạn
2 vữa hay hồ XM vẵn dẻo nhng độ linh động giảm dần, cũng trong giai
đoạn này mmọt phần nớc tự do chuyển thành nớc liên kết hoá học, các lỗ
xốp gel và lõ xốp mao quản xuất hiện. Giai đoạn 2 vữa (hồ XM) bị ninh kết
hay là cha có cờng độ.
Giai đoạn 3: Giai đoạn đóng rắn các hạt gel dần dần mất nớc và suy giảm
hẳn, bắt đầu có cờng độ nhng yếu. Các gel mất nớc trở thành mầm kết tinh
và theo thời gian mầm này lớn lên thành tinh thể, kèm theo đó là sự phát
triển cờng độ. Khi khối XM kết tinh toàn bộ kết thúc quá trình đóng rắn.
Xi. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy.

1. Các yêu cầu đối với địa điểm xây dựng nhà máy:
Việc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy là rất quan trọng bởi vì nó
ảnh hởng trực tiếp đến hiệu quả kinh tế, khả năng cạnh tranh sản phẩm trên
thị trờng. Chính vì vậy, một địa điểm để xây dựng nhà máy xi măng phải
thoả mãn đợc những yêu cầu sau:
1.1- Yêu cầu về tổ chức sản xuất:
Địa điểm phải gần các nguồn cung cấp nguyên liệu, đặc biệt là nguồn
nguyên liệu chính, nh đá vôi, đá sét, còn các loại nhiên liệu khác nh là sét
cao silic, quặng sắt, hàm lợng của nguyên liệu này có trong phối liệu là thấp,
cho nên nguồn cung cấp nguyên liệu này có thể xa địa điểm xây dựng nhà
máy, song tốt nhất là ở gần địa điểm xây dựng nhà máy. Nguồn cung cấp năng
lợng phải thuận tiện, nớc cung cấp cho nhà máy là nguồn nuớc tự nhiên khi
phải sử lý phải đơn giản không quá phức tạp. Nơi tiêu thụ sản phẩm phải thuận
tiện trong quá trình vận chuyển, gần trung tâm tiêu thụ với số lợng lớn.
18


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

1.2- Yêu cầu hạ tầng kỹ thuật, và quy hoạnh của vùng xây dung nhà
máy:
Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông quốc gia bao gồm: Cầu
cảng, đờng thuỷ, đờng biển (nếu có) đờng sắt, đờng bộ. Tận dụng đợc cơ sở hạ
tầng kỹ thuật của khu vực nh hệ thống điện, nớc, mạng lới thông tin liên lạc.
Phù hợp quy hoạch lãnh thổ, quy hoạch vùng, quy hoạch cụm kinh tế công
nghiệp, nhằm tạo điều kiện phát huy lợi thế của việc khuyến khích đầu t của
ngành, của địa phơng để giảm tối đa chi phí đầu t ban đầu. Phát huy tối đa
công suất của nhà máy khi đa nó vào hoạt động, và khả năng hợp tác với các
nhà máy khác ở vùng lân cận.
1.3 - 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.
1.4 - 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 chuyền công nghệ sản xuất. Khu đất phải cao ráo, tránh
ngập lụt về mùa ma lũ, có mực nớc 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 vùng địa chất
không ổn định. Cờng độ khu đất xây dựng từ 1, 5 2 kg/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 xem xét , nhà máy xi măng dự định xây
dựng tại xã Quang Sơn, thị xã Tam Điệp, tỉnh Ninh Bình.

19

Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Chơng II
địa điểm xây dựng nhà máy xi măng tam điệp
I. vị trí địa lí:
Nhà máy xi măng Tam Điệp đợc xây dung trên một khu đồi canh tác và
trồng cây lâm nghiệp thuộc xã quang sơn thị xã Tam Điệp ninh bình
có toạ độ địa lí:
10505205 đến 10505429 Kinh độ đông
280820 đến 200851 Vĩ độ bắc
- Phía bắc giáp cánh đồng canh tác nông nghiệp của xã Quang Sơn
- Phía nam giáp dãy núi Đồng giao Yên Duyên
- Phía đông giáp đờng sắt xuyên việt cách ga Đồng Giao khoảng 01 Km
và cách quốc lộ 1A khoảng 2Km
- Phía tây giáp phần đất cao của chân dãy núi Tam Điệp
II. Đặc điểm khí hậu:
Nhà máy xi măng Tam Điệp nằm trong vùng có đặc điểm khí hậu
nhiệt đới gió mùa và đợc phân làm hai mùa rõ rệt.
- Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau
- Lợng ma trung bình hành năm là 1800 mm.
- Năm có lợng ma lớn nhất đo đợc là 2800 mm (1973)
- Năm có lợng ma nhỏ nhất đo đợc là 1166 mm (1969)
- Ngày có lợng ma lớn nhất là 750 mm (9/1994)
- Nhiệt độ cao nhất trung bình nhiều năm là 28,70C
- Nhiệt độ thấp nhất trung bình nhiều năm là 100C
- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối trong mùa hè tới 410C

- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối trong mùa đông là 50C
- Độ ẩm trung bình 90%
- Độ ẩm cao nhất 95% (tháng 2)
- Độ ẩm thấp nhất 60% (tháng 10)
Hớng gió chủ đạo về mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 4 là gió mùa Đông
Bắc. Hớng gió chủ đạo về mùa hè là gió Đông Nam.
- Tháng có ngày ma ít nhất (mùa khô) 5 ngày.
20


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

- Tháng có ngày ma lớn nhất (mùa ma) 18 ngày.
- Thời gian thờng có nhiều giông bão từ tháng 7 đến tháng 10.
- Sức gió mạnh nhất 120ữ130Km/h.
III. Phân tích về vị trí địa lý của nhà máy xi măng Tam Điệp
Vị trí của nhà máy xi măng Tam điệp có rất nhiều thuận lợi
- Địa hình khu vực xây dng nhà máy tơng đối bằng phẳng, độ cao trung
bình là +50, thấp nhất là +48, cao nhất là 52m. Địa hình không có nguy cơ
tác động của một số quá trình ngoại sinh khác nh sói mòn, trợt lở vv
Qua kết quả khảo sát địa chất công trình của khu vực xây dựng nhà máy
của Đoàn 47 thuộc liên đoàn II địa chất thuỷ văn cho thấy:
- Lớp phủ đệ tứ tơng đối dầy, trung bình 10m thuận lợi cho việc san lấp
mặt bằng. Tuy không đông nhất về thành phần và bề dày nhng vẫn có
khả năng chịu mức tải khá(khả năng chịu tải ở mức thấp từ 1,3 ữ
1,5Kg/cm2 và ở mức cao 1,8ữ2,0 Kg/cm2)
- Dới lớp đệ tứ là tầng đá vôi có khả năng chịu tải, còn phần thạch học
biến đổi không đáng kể theo bề mặt và độ sâu.

Mực nớc ngầm sâu, không cản trở đến việc thi công và đào đắp gây ảnh hởng đến tính chất cơ lí của đất, đá và các liệu khác. nớc ngầm thuộc loại siêu
nhạt kiểu Bicacbonat canxi hầu nh không có tính ăn mòn với các kết cấu bê
tông thép, thoả mãn yêu cần cung cấp cho sinh hoạt tới cho cây trồng và phục
vụ cho công nghiệp. Tuy nhiên nớc dùng cho nồi hơi phải khử độ cứng
1. Về tài nguyên:
Nhà máy xi măng Tam Điệp nằm gần các nguồn nguyên liệu chính có trữ
lợng rất lớn, bao gồm:
- Gần dãy núi đá vôi Tam Điệp - Đồng Giao có trữ lợng hàng trăm triệu
m3, trong đó có các mỏ nh Đồng Giao, Hang Nớc đã đợc thăm dò khảo
sát tỉ mỉ với trữ lợng mỗi mỏ hàng trăm triệu tấn chất lợng tốt đảm bảo
cho nhà máy hoạt động trên 50 năm
- Mỏ sét Quyền cây cách nhà máy chừng 5Km có trữ lợng hàng trăm
triệu tấn trong đó đã tiến hành thăm dò tỉ mỉ đên cấp độ B + C 1 đạt trữ
lợng 22 triệu tấn, chất lợng yêu cần để sản xuất xi măng mác cao.
- Các nguồn nguyên liệu bao gồm: Phụ gia cho xi măng, có thể khai thác
ngay tại vùng Đồng Giao, nguồn đá vôi hoặc đo lô mít có màu đen có
21


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

cờng độ cao, đá bọt bazan Nông Cống Thanh Hoá hoặc Bazan Nghĩa
Đàn Nghệ An chuyển về nhà máy bằng tàu hoả hoặc ôtô rất thuận
tiện.
- Ngay tại vùng Đồng Giao gần nhà máy có vùng quặng laterit vón kết
có hàm lợng Fe2O3 từ 40%ữ50% và trữ lợng hàng chục ngàn tấn có thể
dùng làm phụ gia trợ dung cho nhà máy.
2. Về cơ sở hạ tầng:

Nhà máy cách trung tâm thi xã Tam Điệp khoảng 5Km nên trong quá trình
xây dựng có thể tận dụng các cơ sở dịch vụ của thị xã nh khách sạn, bệnh xá,
các cơ sở văn hoá để phục vụ các chuyên gia đồng thời tận dụng lực lợng lao
động tại chỗ nhằm hạn chế tối đa cất lán trại và khu dịch vụ tại công trờng xây
dựng.
3. Về giao thông vận tải:
Đờng sắt:
Nhà máy cách ga Đồng Giao khoảng 0,7Km- từ ga Đồng Giao tới Ninh
Bình qua ga ghềnh, ga Cầu Yên chiều dài ba khu trung gian là 20Km. Ga
Ninh Bình đã đợc duyệt nâng cấp cải tạo. Hiện tại năng lực thông qua của đờng sắt Bắc Nam vẫn còn d dôi 10 ữ 15 đội tàu/ngày đêm. Để hoà vào mạng
vận chuyển đờng sắt quốc gia, phải mở tuyến đờng sắt nối tờ nhà máy ra ga
Đồng Giao.
- Đoạn đờng sắt nối ra ga Đồng Giao khoảng 2,5Km. Tuyến đờng quốc
gia này đang đợc nâng cấp cải tạo trong dự án đầu t 158 triệu USD cho
đoạn đờng Hà Nội Vinh và Sài Gòn Cần thơ, mở ra triển vọng
thuận lợi cho vận tải xi măng bằng ôtô từ nhà máy tới các vùng lân cận.
Để hoà vào mạng lới vận chuyển bộ từ nhà máy phải mở đờng ôtô ra
quốc lộ 1A.
-

Nối từ nhà máy với quốc lộ 1A gồm 2 đờng chính :

*Đờng Chi Lăng nối từ quốc lộ 1A ở phía bắc nhà máy với chiều dài
khoảng 2,5Km. Đoạn đờng này mới hoàn toàn.
*Đờng Ngô Thì Sỹ nối từ quốc lộ 1A ở phía nam nhà máy. đoạn đờng này
nâng cấp nền đờng đã có sẵn và mở rộng. Phải làm mới một cầu qua suối chảy
qua dốc xây có chiều sài 8Km cho xe tải trọng 20 tấn đi qua.

22

Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

- Đờng nối từ nhà máy lên mỏ đá vôi dài khoảng 3Km. đờng này làm cấp
phối vì lu lợng xe ít. Các xe vận tải cỡ lớn (120ữ300 tấn) chủ yếu hoạt
động trong khu vực từ mở đá vôi và đất sét đến trạm đập nguyên liệu.
Các tuyến đờg này phải đợc xây dựng theo tiêu chuẩn đờng cấp I mặt
đờng đỏ bê tông mác 200 dày 40cm
4. về đờng thuỷ:
Nhà máy xi măng Tam Điệp có điều kiện đặc biệt thuận lợi về giao thông
đờng thuỷ :
- Cách nhà máy 15Km về phía bắc có cảng cầu yên trên sông vân. hiện
nay cảng này đợc sử dụng để bốc dỡ than với năng lực bốc dỡ khoảng
100ngàn tấn/năm. Có thể cung cấp một phần than cho nhà máy sau này.
- Cảng Ninh Phúc cách nhà máy khoảng 18ữ20Km là cảng quốc gia.
Cảng này sau khi đã đợc nạo vét có thể đón tàu phà sông biển co trọng
tải 1000 tấn ra vào quanh năm. Dự kiến đến năm 2000 Bộ giao thông
vận tải có quy hoạch đầu t nâng năng lực bốc xếp của cảng từ 1,5 triệu
tấnđến 2 triệu tấn/năm phục vụ kịp cho nhà máy phát triển kinh tế của
khu vực. Cảng này là cửa ngõ chính của nhà máy để tiếp nhận vật t,
thiết bị để phục vụ cho giai đoạnthi công và vào các tỉnh phía nam băng
đờng thuỷ.
*Tuy nhiên có những điểm không thuận lợi bao gồm:
- Địa điểm xây dựng nằm trong vùng có họat tính địa chất cao (cấp 8 theo
thang quốc tế 12 cấp MSK-64)kèm theo tình trạng nứt nẻ tuy nhỏ nhng phổ
biến đến độ sâu 70m vẫn cha chấm rứt .ở một số lỗ khoan đã phát hiện ra hang
hốc caclơ(kasxt) phân bố ở độ sâu khác nhau.
Theo đánh giá của đề án khảo sát địa chất công trình của Đoàn 47 liên

đoàn II, Địa chất thuỷ văn là hoàn toàn có khả năng xây dựng một nhà máy xi
măng có công suất từ 1 triệu tấn/năm trở lên trên địa điểm đã khảo sát. Tuy
nhiên để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình xây dựng phải tiến hành xử
lí nền móng nhng chỉ ở mức độ ít, trung bình không đòi hỏi phải tốn kém nh
các công trình khác đặt trên nền đá vôi bi cactơ hoá ở nớc ta.

IV. Lựa chọn phơng pháp sản xuất.
23


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Đối với bất kỳ nhà máy sản suất nào khi thiết kế xây dựng thì vấn đề về
hiệu quả kinh tế phải đợc đặt lên hàng đầu. Chính vì vậy mà vấn đề lựa trọn
phơng án sản xuất là khâu quan trọng nhất trong khi thiết kế, vì nó ảnh hởng
trực tiếp đến hiệu quả kinh tế của toàn nhà máy.
Trong đồ án này ta xây dựng sơ đồ dây chuyền công nghệ nhà máy xi
măng sản xuất theo phơng pháp khô. Vì ta nhận thấy rằng lò nung theo phơng
pháp khô có canxinơ có các u điểm nổi bật nh: Có năng suất cao, tiêu hao
nhiệt năng thấp, tiết kiệm đợc tối đa điện năng, đảm bảo một số chỉ tiêu kỹ
thuật nh nồng độ bụi, tiếng ồn, nhiệt độ đúng tiêu chuẩn. Chất lợng Clinke ra
lò ổn định, và có chất lợng tốt.
Do đặc điểm nhà máy có nguồn nguyên liệu có độ ẩm tự nhiên thấp nên
em lựa chọn phơng pháp sản xuất theo phơng pháp khô có hệ thống trao đổi
nhiệt và có canxinơ. Với phơng pháp sản xuất này sẽ đảm bảo nhà máy xây
dựng là đạt trình độ tiên tiến trên thế giới. Sản phẩm có tính cạnh tranh trên thị
trờng trong nớc cũng nh thị trờng trong khu vực Đông Nam á .
V. Lựa chọn hệ thống lò nung.

Phân xởng lò nung là phân xởng trọng tâm của nhà máy, bởi vì tại phân
xởng lò nung có hệ thống lò, nơi mà các quá trình hoá học xẩy ra. Các quá
trình hoá học này ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng clinke, Clinke có chất lợng
tốt hay xấu nó sẽ phản ánh trực tiếp đến hiệu quả sản xuất của nhà máy. Do
vậy khi lựa chọn dây chuyền sản xuất thì lò nung đợc đặt lên hàng đầu để đảm
bảo hiệu quả kinh tế của nhà máy.
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hãng cung cấp thiết bị cho các nhà
máy ximăng, mỗi một hãng có các thiết bị có đặc trng riêng, tính năng kỹ
thuật phù hợp với dây chuyền của nó. Mặc dù vậy trong nớc ta hiện nay có
một số hãng cung cấp thiết bị đã để lại uy tín thiết bị hoạt động tốt nh hãng F.
L. Smith (Đan Mạch), Kobe, Mitsubishi (Nhật), FCB (Pháp) ..
Qua việc tìm hiểu, lò nung và Canxinơ dạng SLC-D của hãng F. L. Smith đợc
lựa chọn cho hệ thống lò. Hệ thống này bao gồm một canxinơ, có tổn thất áp
lực thấp, Xyclôn làm việc với áp suất âm, có hiệu suất lắng cao. Hệ thống này
có u điểm là có thể đốt đợc nhiên liệu có phẩm chất thấp trong đó có than cám
3.
- Bộ Canxinơ có đặc tính nh sau:
24


Trờng ĐHBK Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

+ Đờng kính canxinơ : = 7, 5 m
+ Chiều cao canxinơ : L = 15 m
+ Thời gian lu trong canxinơ : t =2, 7 s
+ Tốc độ khí trong canxinơ : v = 4, 5ữ5, 5 m/s
VI. Thiết lập dây chuyền sản xuất.
+Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ.

Đấ vôi đợc khai thác tại mỏ theo phơng pháp nổ mìn, cắt tầng, kích thớc
vật liệu < 1500 mm, sau khi khai thác ở mỏ vật liệu đợc ô tô có năng suất lớn
vận chuyển về phễu tiếp liệu. Nhờ băng tải xích, đá vôi đợc vận chuyển vào
máy đập búa một trục, để đập đá vôi đến kích thớc 25 mm.
Đất sét đợc khai thác tại mỏ vận chuyển về phễu tiếp liệu bằng xe tải có
công suất lớn. Nhờ băng tải xích, đất sét chuyển vào máy đập búa một trục, để
đập đá sét từ kích thớc 800 mm xuống kích thớc 25 mm.
Đá vôi, đá sét sau khi đập đến kích thớc theo yêu cầu, đợc vận chuyển
vào kho đồng nhất sơ bộ. Kho đồng nhất sơ bộ thực hiện việc đồng nhất riêng
rẽ từng cấu tử, đồng nhất kiểu luống.
Quặng sắt, bôxít đợc nhập về nhà máy bằng đờng bộ và đờng sắt của hệ
thống giao thông quốc gia và của nhà máy, vào kho chứa sau đó đợc hệ thống
băng tải cao su đa đến silô chứa.
Từ kho đồng nhất sơ bộ, đá vôi và đá sét đợc xích cào, cào vào máng
liệu, liệu đợc đổ vào băng tải qua hệ thống cân định lợng theo tỷ lệ bài phối
liệu. Đồng thời quặng sắt, bôxít cũng đợc tháo xuống băng tải qua hệ thống
cân định lợng. Sau đó cả 4 cấu tử đợc băng tải vận chuyển đến máy nghiền
đứng trên đờng đi phối liệu đi qua máy dò sắt và dò kim loại để loại bỏ các
cấu tử cứng khó nghiền.
Máy nghiền liệu là máy sấy nghiền liên hợp kiểu con lăn trục đứng, làm
việc theo chu trình kín, có hệ thống phân ly khí động hiệu suất cao, kích thớc
vật liệu vào máy nghiền 25 mm, vật liệu ra 10% trên sàng N008. Độ ẩm của
vật liệu ra khỏi máy sấy nghiền liên hợp 1%. Để xác định lợng liệu có trong
máy sấy nghiền này có đầy hay không, máy có thiết bị đo độ dung của máy.
Bột liệu ra khỏi máy nghiền vào xyclôn lắng, khí thải, thải ra ngoài qua
hệ thống lọc bụi điện, thải ra ngoài qua ống khói của nhà máy, còn bột liệu
sau xyclôn lắng nhờ hệ thống gầu nâng, máng khí động đổ vào đỉnh silô đồng

25