Thiết kế phân xưởng chuẩn bị phối liệu sản xuất xi măng lò quay (thuyết minh+bản vẽ)

Phần II: Tính toán phối liệu
I. Nguyên vật liệu và nhiên liệu đợc lựa chọn cho sản xuất:
1. Đá vôi:
Nguồn nguyên liệu đá vôi khai thác tại chỗ.Thành phần hoá học nh sau:
Thành
SiO2
CaO
Fe2O3
Al2O3
MgO
MKN
phần
54.4
0.2
0
0.2
0.8
43.4
Đá vôi
2. Đất sét:
Đất sét lấy từ mỏ sét có thành phần hoá là:
Thành
SiO2
Al2O3
Fe2O3
MgO
CaO
MKN
phần
56.8
18.95

8.35
0.91
1.86
9.57
Hàm lợng
3.Quặng sắt:
Thành phần hoá của quặng sắt:
SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

MKN

13.2

5.1

73.8

1.5

3.2

0

4. Nhiên liệu:
Chọn nhiên liệu là than cám Quảng Ninh, vận chuyển về bằng đờng sông
(than cám 3).
Than sử dụng là than cám B có độ tro A= 13 %


II. Lập bảng thành phần phối liệu:
Nguyên liệu dùng cho sản xuất clanhke gồm có 3 cấu tử:
- Đá vôi
- Đất sét
- Quặng sắt
Bảng 1. thành phần hoá học của nguyên liệu.
Đá vôi
Đất sét
Quặng
sắt

CaO
54.4
1.86

SiO2
0.2
56.8

Fe2O3
0
8.35

Al2O3
0.2
18.95

MgO
0.8
0.91

SO3
0
0

MKN
43.4
9.57

Tổng
99
96.44

1.5

13.2

73.8

5.1

3.2

0

0

95.8

Trong tính toán phối liệu thì tông hàm lợng các thành phần phải bằng 100%. Vì vậy ta
phải quy về 100% bằng cách:
- Nếu tổng hàm lợng các thành phần nhỏ hơn 100% và chênh lệch nhỏ(< 2%)
thì ta cho phần chênh lệch đó vào cột chất khác để tổng hàm lợng bằng 100%.
- Nếu tổng hàm lợng các ôxít nhỏ hơn 100% và chênh lệch lớn (> 2%), hay tổng
hàm lơng các ôxít lớn hơn 100% ta phải qui về 100% bằng cách nhân trị số hàm lợng
từng ôxít với hệ số chuyển đổi Ri :
1
R i = ì 100
i
trong đó:
- Ri : hệ số chuyển đổi
- i : hàm lợng ôxít thứ i.
Sau khi qui về 100% ta có bảng sau:
Bảng 2. thành phần nguyên liệu qui về 100%:
Chất
CaO SiO2 Fe2O3 Al2O3 MgO SO3
MKN Tổng
khác
54.4
0.2
0
0.2
0.8

0
1
43.4
100
Đá vôi
1.93 58.9 8.66 19.65 0.94
0
0
9.92
100
Đất sét
Quặng
1,55 13.64 76.24 5.27
3.3
0
0
0
100
sắt
Trong qúa trình nung ta phải dùng nhiên liệu là than, nên trong thành phần sản
phẩm thu đợc phải kể đến hàm lợng các ôxít trong than đọng lại. Qui tất cả thành phần
các ôxít của các khoáng về sau khi nung.
Bảng 3. Thành phần phối liệu sau khi nung:
Đá vôi
Đất sét

CaO

SiO2

Fe2O3

Al2O3

MgO SO3 Chất khác

96.113
2.143

0.353
65.386

0
9.613

0.353
21.814

1.413
1.044

0
0

1.767
0

Tổng
100
100

Quặng sắt
Tro than

1,55
1.35

13.64
63.6

76.24
4.6

5.27
29.6

3.3
0

0
0.85

0
0

100
100

III. Xác định lợng tro đọng lại trong clanhke:

Theo trên ta chọn nhiên liệu là than cám trung bình (tham cám Quảng Ninh).
Than có cỡ hạt là 0,1 ữ 15mm.
Chất bốc: 7%
Độ tro : 13%.
Thành phần hoá của tro than:
SiO2
61

Al2O3
28.4

Fe2O3
4.4

CaO
1.3

MgO
0

SO3
0.8

Tổng
100

* Tính hàm lợng tro đọng lại trong clanhke :
PìAìB
áp dụng công thức: q =
100 ì 100

Trong đó: - q: hàm lợng tro lẫn trong clanhke.
- A: hàm lợng tro than, A = 13%.
- B: mức hấp thụ tro của clanhke, đối với lò quay phơng pháp khô
chon B = 55 %
- P: lợng than tiêu tốn nung 1kg clanhke .
Q tt
P đợc xác định bằng công thức: P = lv
Qt
Q tt : Nhiệt trị cần tiêu tốn để nung 1kg clanhke. Đối với lò quay theo phơng
pháp khô Q tt = 800 900 Kcal/kg.
Chọn :

Q tt = 900 Kcal/kg
Qtlv = 6600 Kcal/kg`: Nhiệt trị thấp làm việc của than.

Tính đợc: P =

900
= 0.1364 (kg than/kg clanhke).
6600

Thay các giá trị vừa tính đợc ở trên vào công thức tính hàm lợng tro ở trên,
ta đợc hàm lợng tro trong clanhke là:
q=

0.1364 ì 13 ì 55
= 0.00975 = 0.975%
100 ì100

IV. Xác định các hệ số bão hoà vôi, môđun Silicát, môđun Aluminát theo

thành phần khoáng:


Theo yêu cầu thiết kế xi măng mác 300 có thành phần hoá của clanhke nh sau:
C3S
65

C2S
13

C3A
7

C4AF
15

Tổng
100

* Hệ số bão hoà vôi ( KH = 0,85 ữ 0,95 ):
KH =

C 3 S + 0.89 ì C 2 S
C 3 S + 1.33 ì C 2 S

65 + 0,89 ì 13
65 + 1,33 ì 13
= 0.93
=

* Mô đun Silícát n (n = 1,7 ữ 3,5):
n=

C 3 S + 1.33 ì C 2 S
1.44 ì C 3 A + 2.05 ì C 4 AF

65 + 1,33 ì13
1,44 ì 7 + 2,05 ì15
= 2.015
=

* Mô đun Aluminát p (p =1 ữ 1,5):
p=
=

1,15 ì C 3 A
+ 0,64
C 4 AF

1,15 ì 7
+ 0,64 = 1,177
15

Ta thấy các hệ số KH, n, p đều nằm trong giá trị cho phép để sản xuất xi măng.
V. Tính cấp phối cho phối liệu:
Đây là bài toán tính hàm lợng các thành phần (hay tính tỉ lệ) các khoáng để phối
hợp với nhau đợc phối liệu dùng cho sản xuất clanhke xi măng. Do trong clanhke xi
măng sau khi nung có lẫn tro nên ta phải tính hàm lợng các khoáng tạo thành phối liệu
theo bảng thành phần hoá của nguyên liệu qui về 100% sau khi nung (bảng 3).
Gọi: - Phần trọng lợng của đá vôi là x , %

- Phần trọng lợng của đất sét là y , %
- Phần trọng lợng của quặng sắt là z , %
- Phần trọng lợng của tro than là q , %
Ta ký hiệu các cấu tử, thành phần hoá của các ô xít trong mỗi cấu tử tơng ứng nh sau:
Quặng
Đá vôi
Đất sét
Tro than Clanhke
Ô xít Cấu
sắt
Cấu Cấu
tử 1 Cấu tử 2
tử 4
tử 3
SiO2

S1

S2

S3

S4

S

Al2O3
Fe2O3

A1

F1

A2
F2

A3
F3

A4
F4

A
F


CaO

C1

C2

C3

C4

C

Các giá trị S, A, F, C đợc tính bằng các công thức sau:
C=

xC1 + yC 2 + zC 3 + qC 4
x+ y+z+q

F=

xF1 + yF2 + zF3 + qF4
x+ y+z+q

A=

xA1 + yA2 + zA3 + qA4
x+ y+z+q

S=

xS 1 + yS 2 + zS 3 + qS 4
x+ y+z+q

trong đó: x + y + z + q = 100.
Theo tính toán trên ta đã tính đợc hàm lợng tro lẫn trong clanhke là
q =0.975 %.
Để tìm x, y, z ta giải hệ phơng trình sau:
a 1 x + b1 y + c1z = d1

a 2 x + b 2 y + c 2 z = d 2
a x + b y + c z = d
3
3
3
3

Trong đó các hệ số trong các phơng trình đợc xác định nh sau:
a1=(2,8ì KHì S1 + 1,65ì A1+ 0,35ì F1) C1
= (2,8ì 0.93ì 0,353 + 1,65ì 0,353 + 0,35ì 0) 96.113 = - 94.611
b1 =(2,8ì KHì S2 + 1,65ì A2+ 0,35ì F2) C2
= (2,8ì 0,93ì 65.386 + 1,65ì 21.814 + 0,35ì 9,613) 2.143
=207.48
c1 = (2,8ì KHì S3 + 1,65ì A3 + 0,35ì F3) C3
= (2,8ì 0,93ì 13,64 + 1,65ì 5,27 + 0,35ì 76,24) 1,55 = 69.348.
d1 = [-(2,8ì KHì S4 + 1,65ì A4 + 0,35ì F4) + C4] ì q
= [-(2,8ì 0,93ì 63,6 + 1,65ì 29,6 + 0,35ì 4,6) + 1,35] ì 0.975 = - 209.346
a2 = nì (A1 + F1) - S1 = 2.015ì (0.353 + 0) 0,353 = 0,358
b2 = nì (A2 + F2) - S2 = 2.015ì (21,814 + 9.613) 65.386 = -2.061
c2 = nì (A3 + F3) - S3 = 2.015ì (5,27 + 76,24) 13,64 = 150.6
d2 = qì [S4 nì (A4 + F4)] = 0.975ì [63,6 2.015ì (29,6 + 4,6)] = -5.18
a3 = b3 = c3 = 1
d3 = 100 - q = 100 0.975= 99.025
Thay các giá trị trên vào hệ phơng trình ta đợc:


94.611x + 207.48 y + 69.348 z = 255.51

0,358 x 2.061y + 150.603 z = - 5.18

x + y + z = 99.025


Giải hệ phơng trình ta đợc:
x = 68.7599

y = 30.0517

z = 0.21341


Vậy ta có bảng thành phần hoá của các cấu tử trong phối liệu ( quy về đã nung):
Bảng 4. Thành phần hoá của phối liệu sau nung quy về 100:
Chất
CaO SiO2 Fe2O3 Al2O3 MgO SO3
MKN
khác
54.4
0.2
0
0.2
0.8
0
1
43.4
Đá vôi
1.93 58.9 8.66 19.65 0.94
0
0
9.92
Đất sét
Quặng
1,55 13.64 76.24 5.27
3.3
0
0
0
sắt

Thành
phần
Đá vôi
Đất sét
Quặng sắt
Tổng

CaO

SiO2

Fe2O3

Al2O3

MgO

SO3

65.943
0.643
0.032
66.634

0.242
19.61
0.029
20.638

0

2.883
0.16
3.098

0.242
6.542
0.011
7.147

0.969
0.313
0.007
1.289

0
0
0
0.01

Chất
khác
1.212
0
0
1.212

* Thành phần khoáng của Clanke:
C3S = 4.071*CaO 7.6* SiO 2 1.43* Fe2O3 - 6.718* Al2O3
= 4.071*66.634 7.6*20.638 1.43*3.098 6.718*7.147
= 61.98

C2S = 8.602* SiO2 -3.071*CaO +1.078* Fe2O3 + 5.063* Al2O3
= 8.602*20.638- 3.071*66.634 + 1.078*3.098+ 5.063*7.147
= 12.42
C3A = 2.65* Al2O3 - 1.692* Fe2O3
= 2.65*7.147 1.692 *3.098
= 13.7
C4AF = 3.04* Fe2O3
= 3.04*3.098
= 9.42
* Tính kiểm tra lại giá trị KH và n theo thành phần khóang của Clanke:
Hệ số bão hòa vôi KH:

Tổng
100
100
100
Tổng
68.61
29.99
0.21
100


KH =

C 3 S + 0.89 ì C 2 S
C 3 S + 1.325 ì C 2 S

61.98 + 0,89 ì12.42
61.98 + 1,33 ì12.42

= 0.93
=

Ta thấy hệ số KH tính toán và hệ số KH đã chọn là hoàn toàn phù hợp.
Mô đun Silícát n :
n=

C 3 S + 1.33 ì C 2 S
1.44 ì C 3 A + 2.05 ì C 4 AF

61.98 + 1,33 ì12.42
1,44 ì13.7 + 2,05 ì 9.42
= 2.011
=

Ta thấy hệ số n tính toán và hệ số n đã chọn là hoàn toàn phù hợp.
VI Tính thành phần hoá của phối liệu:
Để nung đợc 100 kg clanhke thì cần:
* Khối lợng đá vôi là:
X=

100 x
100 ì 68.61
=
= 121.22 < kg >
100 MKN 100 43.4

Với MKN = 43.4 kg là lợng mất khi nung của đá vôi.
* Khối lợng đất sét là:
Y=

100 y
100 ì 29.99
=
= 33.3 < kg >
100 MKN 100 9.92

Lợng mất khi nung của đất sét là : MKN = 9.92 kg.
* Khối lợng quặng sắt là:
Z=

100 z
100 ì 0.21
=
= 0.21 < kg >
100 MKN
100

Lợng mất khi nung của quặng sắt(MKN) là: 0 kg.
* Khối lợng của than là: Q =

100q
100 ì1.19
=
= 9.15 < kg >
100 MKN 100 87

Lợng mất khi nung( MKN) của than là : 100 13 = 87 kg.
( Có độ tro than là 13%).
Vậy tổng thành phần khối lợng của các khoáng hợp thành phối liệu là:

X + Y + Z + Q = 121.22 + 33.3 + 0.21 + 9.15 = 163.88 < phần khối lợng>
Lấy tròn là: X+Y+Z+Q =163.88
Qui thành phần khối lợng của các khoáng về 100 phần khối lợng phối liệu ta đợc:
Đá vôi =

100 X
100 ì121.22
=
= 74 < kg >
X +Y + Z +Q
163.88


Đất sét =

100Y
100 ì 33.3
=
= 20.32 < kg >
X +Y + Z +Q
163.88

Quặng sắt =
Than =

100 Z
100 ì 0.21
=
= 0.131.46 <kg >
X +Y + Z +Q

163.88

100Q
100 ì 9.15
=
= 5.58 < kg >
X +Y + Z +Q
163.88

Từ thành phần khoáng của phối liệu ta lập đợc bảng sau:
Bảng 5. Thành phần hoá của phối liệu
Đá vôi
Đất sét
Quặng
sắt
Tro
Than
Tổng

MKN

Tổng

0
0

Chất
khác
0.69
0

29.78
2.98

68.61
29.99

0.007

0

0

0

0.21

0.352

0

0.01

0

0

1.19

6.393

0.837

0.01

0.69

32.76

100

CaO

SiO2

Fe2O3

Al2O3

MgO

SO3

37.31
0.58

0.14
17.66

0

2.6

0.14
5.89

0.55
0.28

0.003

0.029

0.16

0.011

0.016

0.76

0.055

37.909

18.589

2.815

VII . Tính tít phối liệu và hàm lợng pha lỏng:
* Tính tít phối liệu:

T = 1,785 ì CaO + 2,09 ì MgO
= 1,785 ì 37,909 + 2,09 ì 0.837
= 69.42

theo qui phạm thì T = 65 ữ 75. Vậy tít phối liệu phù hợp.
* Hàm lợng pha lỏng xác định theo công thức:
L = 1,12 ì C3A + 1,35 ì C 4 AF
= 1,12 ì 13.7 + 1,35 ì 9.42
= 20.061

Phần III
Tính cân bằng vật chất


Tính cân bằng vật chất là việc tính toán để đa ra đợc tỉ sốgiữa lợng nguyên vật
liệu đa vào và lợng sản phẩm thu đợc trong quá trình sản xuất. Qua số liệu cân bằng
vật chất ta biết đợclợng nguyên liệu hay sản phẩmcần thiết ở mỗi công đoạn. Trên cơ
sở đó lựa chọn thiết bị máy móc cho toàn bộ dây chuyền sản xuất, hoạch toán giá
thành và làm cho dây chuyền công nghệ đợc cân đối, đồng bộ.
I. định chế độ làm việc của nhà máy:
Đặc điểm của nhà máy sản xuất xi măng theo phơng pháp khô, lò quay là quá
trình sản xuất đợc thực hiện thờng xuyên, liên tục, đặc biệt là phân xởng nung Clanke.
Tuy nhiên các thiết bị cũng không thể hoạt động tốt đợc mãi, do vậy: tùy thuộc mỗi
phân xởng, mỗi công đoạn ta định ra chế độ làm việc , thời gian nghỉ sửa chữa, bảo dỡng cho hợp lý.
Với dây chuyền sản xuất xi măng, nhất thiết phải có hệ thông dự trữ nguyên
liệu ở khâu trung gian cũng nh ở đầu các khâu mà phổ biến là hệ thống các xi lô,
bunke, kho bãi. Nh vậy giúp cho các phân xởng có thể làm việc độc lập với nhau trong
một khoảng thời gian nhất định. Tuy vậy, để tận dụng khả năng làm việc của máy móc
thiết bị thì các máy móc nên chọn đúng công suất và chế độ làm việc hợp lý, nên chọn
đồng bộ.

Để dễ dàng cho việc quản lý và điều hành nhà máy, ta chia nhà máy thành ba
phân xởng:
+, Phân xởng chuẩn bị phối liệu.
+, Phân xởng nung Clanke.
+, Phân xởng nghiền và đóng bao xi măng.
1.Lập chế độ làm việc cho phân xởng nghiền và đóng bao:
Số ngày sửa chữa bảo dỡng máy móc : 50 ngày.
Số ngày nghỉ lễ ,tết
: 5 ngày.
Số ngày nghỉ chủ nhật
: 0 ngày.
Tổng số ngày làm việc trong năm là : 310 ngày.
Mỗi ngày làm việc: 3 ca, mỗi ca : 8 giờ.
2.Lập chế độ làm việc cho phân xởng nung:
Số ngày sửa chữa bảo dỡng máy móc : 50 ngày.
Số ngày nghỉ lễ ,tết
: 5 ngày.
Số ngày nghỉ chủ nhật
: 0 ngày.
Tổng số ngày làm việc trong năm là : 310 ngày.
Mỗi ngày làm việc: 3 ca, mỗi ca : 8 giờ.
3.Lập chế độ làm việc cho phân xởng chuẩn bị phối liệu:
Số ngày sửa chữa bảo dỡng máy móc : 50 ngày.
Số ngày nghỉ lễ ,tết
: 5 ngày.
Số ngày nghỉ chủ nhật
: 0 ngày.
Tổng số ngày làm việc trong năm là : 300 ngày.
Mỗi ngày làm việc: 3 ca, mỗi ca : 8 giờ.
Riêng ở công đoạn đập và vận chuyển về kho thì làm việc 2 ca.

Số
ngày
trong
năm

Số ngày
nghỉ sửa
chữa
trong
năm

Số ngày
nghỉ lẽ
và tết
trong
năm

Số ngày Số ngày
nghỉ chủ
làm
nhật
việc
trong
trong
năm
năm

Số ca
làm
việc

trong
năm

Số giờ
làm
việc
trong
năm


Phân
xởng
nghiền
và
đóng
bao
Phân
xởng
nung

Phân
xởng
chuẩn
bị
phối
liệu

365

50

5

0

310

930

7440

365

50

5 (không
nghỉ
ngày lễ)

0

310

930

7440

365

50

5

0

310

930

7440

II.tính cân bằng vật chất:
1.Tính cân bằng vật chất cho phân xởng nghiền và đóng bao:
Sơ đồ dây chuyền công nghệ: (dây chuyền chỉ sản xuất xi măng PC ).
Silô ủ Clanke

Kho Thạch Cao

Cấp liệu tang 1

Máy xúc

Băng tải cao su 1

Phễu chứa liệu

Gầu nâng 1

Cấp liệu tấm

Bunke chứa1

Băng tải cao su 2

Máy nghiền CKP

Bun ke chứa 3

Gầu nâng 2

Cân băngđịnh lợng 2

Bun ke chứa 2
Cân băng định lợng 1

Băng tải cao su 3


Máy nghiền bi (nghiền kín)
Máng khí động
Gầu nâng 2
Si lô ủ xi măng

Xuất rời

Bơm khí nén
Gầu nâng 3
Bun ke chứa 4
Cân định lợng 3
Máy đóng bao

Kho chứa
Theo yêu cầu thiết kế, công suất của nhà máy là: Q=1.4 triêu tấn xi măng Pooc
lăng một năm.
Gọi Ki là lợng hao hụt ở khâu thứ I, thì lợng vật liệu đa vào ttrớc khâu thứ I là
Qi đợc tính theo công thức sau:
Qi =

Q( i 1) ì100
100 K i

1. Khối lợng xi măng poóc lăng cần sản xuất là: 1,4 triệu tấn /năm,
hay : 188.2 (T/h).
Khối lợng xi măng trớc kho chứa là :
Với độ hao hụt tai kho chứa là: 0.1%
Q1 =

Q ì 100
100 K 1

= 188.4 (t/h).

2. Khối lợng xi măng trớc máy đóng bao là:
Với lợng hao hụt ở máy đóng bao là: 0.1%.
Q2 =

Q1 ì100

100 K 2

= 188.6 (t/h).

3. Khối lợng xi măng trớc cân định lợng 3 là:
Với lợng hao hụt tại cân định lợng 3 là: 0.05%
Q3 =

Q 2 ì100
= 188.7 (t/h).
100 K 3

4. Khối lợng xi măng trớc bun ke 4 là:
Với lợng hao hụt tại bunke 4 khi cho qua phễu là: 0.05%
Q4 =

Q3 ì 100
= 188.8 (t/h).
100 K 4

5. Khối lợng xi măng trớcgầu nâng 3 là:
Với lợng hao hụt tại gầu nâng 3 là: 0.05%


Q 4 ì100
=
100 K 5

Q5 =

188.9 (t/h).

6. Khối lợng xi măng trớc bơm khí nén là:

Với lợng hao hụt tại bơm khí nén là: 0.05%

Q5 ì 100
=
100 K 6

Q6 =

189 (t/h).

7. Khối lợng xi măng trớc silô ủ là:
Với lợng hao hụt tại si lô ủ là: 0.05%
Q5 =

Q6 ì 100
=
100 K 7

189.1 (t/h).

8. Khối lợng xi măng trớc gầu nâng 2 là:
Với lợng hao hụt tại gầu nâng 2 là: 0.08%
Q8 =

Q7 ì 100
=
100 K 48

189.25(t/h).

9. Khối lợng xi măng trớc máng khí động là:
Với lợng hao hụt tại máng khí động là: 0.1%
Q9 =

Q8 ì 100
=
100 K 9

189.44 (t/h).

10.Khối lợng clanke và thạch cao trớc máy nghiền bi là:
Với lợng hao hụt tại máy nghiền bi là: 0.5%
Q9 ì100
=
100 K 10

Q10 =

190.4 (t/h).

11. Khối lợng clanke và thạch cao trớc băng tảI 3 là:
Với lợng hao hụt tại băng tảI 3 là: 0.05%
Q11 =

Q10 ì 100
=
100 K 11

190.5 (t/h).

với lợng thạch cao chiếm : 4% ta có:
TC = Q11x0.04 = 7.62 (t/h).
Với lợng clanhke chiếm : 96%. Ta có:
CL = Q11x0.96 = 182.88 (t/h).
*, Tính cân bằng vật chất cho tuyến thạch cao:
1, Khối lợng thạch cao trớc cân băng định lợng 2 là:
Với lợng hao hụt tai cân băng định lợng là : 0.08%
TC1 =

TC ì100
=
100 K

7.63 (t/h).

2, Khối lợng thạch cao trớc buke 3 là:
Với lợng hao hụt tại bun ke là:0.05%
TC 2 =

TC1 ì 100
= 7.64 (t/h).
100 K

3, Khối lợng thạch cao trớc băng tai cao su 2 là:
Với lợng hau hụt tại băng tảI cao su :0.05%


TC 2 ì 100
TC 3 =

100 K

= 7.644(t/h).

4,Khối lợng thạch cao khô là:
Với lợng hao hụt tai tang cấp liệu là: 0.08%
TC 4 =

TC 3 ì 100
= 7.65 (t/h).
100 K

*,Tính cân bằng cho tuyến clanke:
1, Khối lợng Clanke trớc cân băng định lợng 1 là:
Với hệ số hao hụt tại cân băng định lợng 1 là: 0.05%.
CL ì 100
CL =
= 182.97 (t/h).
1

100 K

2, Khối lợng Clanke trớc bun ke chứa 2là:
Với hệ số hao hụt tai bu ke 2 là: 0.05%.
CL 2 =

CL1 ì100
=
100 K

183.1 (t/h).

3, Khối lợng Clanh ke trớc gầu nâng 2 là:
Với hệ số hao hụt tại gầu nâng 2 là: 0.08%.
CL3 =

CL2 ì 100
= 183.21 (t/h).
100 K

4, Khối lợng Clanke trớc máy nghiền bi là:
Với hệ số hao hụt tại máy nghiền là: 0.1%
CL 4 =

CL3 ì 100
= 183.4 (t/h).
100 K

5, Khối lợng Clanke trớc bunke 1 là:
Với hệ số hao hụt tại bun ke 1 là: 0.08%
CL5 =

CL 4 ì100
= 183.54 (t/h).
100 K

6, Khối lợng Clan ke trớc gầu nâng 1 và băng tải 1là:
Với hệ số hao hụt tại gầu nâng 1 và băng tải 1là: 0.1%
CL 6 =

CL5 ì 100
= 183.72 (t/h).
100 K

7, Khối lợng Clan ke tại silô ủ là:
Với hệ số hao hụt của cấp liệu tang là: 0.05%
CL7 =

CL6 ì 100
= 183.82 (t/h).
100 K

2, Tính cân bằng vật chất cho phân xởng nung clanke:
Sơ đồ dây chuyền công nghệ của phân xởng:


Silô đồng nhất phối liệu

Kho than

Bơm khí nén

Máy xúc

Bun ke chứa

Phễu chứa

Cấp liệu rung

Cấp liệu tấm

Gầu nâng

Băng tảI cao su

Tháp trao đổi nhiệt

Vòi phun 2

Máy nghiền sấy trục đứng

Khí lò

Lò nung

Định lợng

Bun ke than

Khí nóng

Thiết bị làm lạnh
(kiểu ghi)

Định lợng

Máy đập hàm

Vòi phun 1

Băng tải xích

Khí nóng

Silô ủ Clanke

1, Khối lợng Clanke tại si lô ủ là:
Với hệ số hao hụt tại si lô ủ là: 0.08%
CL8 =

CL7 ì 100
= 183.97 (t/h).
100 K

2, Khối lợng Clanke trớc băng tải xích là:
Với hệ số hao hụt tại băng tải là : 0.1%
CL9 =

CL8 ì100
= 184.2 (t/h).
100 K

3,Khối lợng Clanke trớc máy đập hàm là:
Với hệ số hao hụt tại máy đập hàm là: 0.2%
CL10 =

CL9 ì100
= 184.52(t/h).
100 K

4, Khối lợng Clanke trớc thiết bị làm lạnh kiểu ghi là:
Với hệ số hao hụt tại thiết bilàm lạnh là: 0.5%
CL11 =

CL10 ì100
= 185.45 (t/h).
100 K

5, Khối lợng phối liệu trớc lò nung và thiết bị trao đổi nhiệt là:
Với hệ số hao hụt khi qua lò nung và tháp trao đổi nhiệt là: 1%
PL12 = (1 q )

với:

CL11 ì100 x100 x100 x100
=
(100 K ) x(100 MKN ) x(100 W ) x (100 f )

q: hàm lợng tro than lẫn vào : q= 1.19%


W: độ ẩm của phối liệu trớc khi vào tháp trao đổi nhịêt: W=0.5%
f : lợng phế phẩm khi nung : f =2%
PL11 = 282.3 (t/h).
6, Khối lợng phối liệu trớc gầu nâng là:
Với hệ số hao hụt tại gầu nâng là: 0.08%
PL12 =

PL11 ì 100

= 282.53(t/h).
100 K

7, Khối lợng phối liệu trớc bun ke chứa phối liệu là:
Với hệ số hao hụt tại bunke chứa là: 0.08%
PL13 =

PL12 ì100
= 282.75 (t/h).
100 K

8, Khối lợng phối liệu trớc bơm khí nén là:
Với lợng hao hụt tại bơm khí nén là: 0.05%
PL14 =

PL13 ì100
= 282.9 (t/h).
100 K

* Tính cân bằng cho tuyến gia công than:
Lợng tro than trong Clanke trong mỗi giờ là:
Với lợng Clanke sau nung là: 185.45 (t/h)
Và: độ tro của than là: 1.19%.
TT= (1.19*185.45)/100 = 2.21 (t/h)
Tuy nhiênmức hấp thụ tro than của clanke trong phơng pháp khô là: 55% còn 45% bị
thảI ra ngoài. Vởy tổng lợng tro than thực tế có trong quá trình nung clanke là:
TTtt = TT +45*TT/55 = 4.02 (t/h)
Với : TTtt là lợng tro than thực tế.
Theo đầu bài ta có: than ta dùng là loại than có độ tro chiếm 13% khối lợng. Nên lợng
than cần để sản xuất Clanke trong một giờ là:

Th = (TTtt*100*100)/13*(100-0.5) = 31.1 (t/h)
Với độ ẩm của than sau nghiền sấy là: W = 0.5 %
1, Lợng than trớc bunke than là:
Với độ hao hụt tại bunke là: 0.08%
Th1 =

Th ì100
= 31.26 (t/h).
100 K

2, Lợng than trớc máy nghiền trục đứng là:
Với độ hao hụt tại máy nghiền trục đứng là: 1%,
và độ ẩm của than trớc nghiền là: 5%
Th2 =

Th1 ì 100 ì100
=
(100 K )(100 W )

3, Khối lợng than trớc băng tảI cao su là:
Với độ hao hụt tại băng tảI là: 0.05%
Th3 =

Th2 ì 100
=
100 K

33.25 (t/h).

4, Khối lợng than trớc cấp liệu tấm là:

Với độ hao hụt tại cấp liệu tấm là: 0.05%

33.24 (t/h).


Th4 =

Th3 ì 100
=
100 K

33.27 (t/h).

3. Tính cân bằng cho phân xởng chuẩn bị phối liệu
Khối lợng bột phối liệu tại si lô đồng nhất là: PL14 = 282.9 (t/h)
1, Khối lợng bột phối liệu trớc xilô đồng nhất là:
Với độ hao hụt tại xilô đồng nhất là : 0.1%
PL15 =

PL14 ì100
= 283.2(t/h).
100 K

2, Khối lợng bột phối liệu trớc gầu nâng 4 là:
Vói độ hao hụt tai gầu nâng 4 là: 0.1%.
PL16 =

PL15 ì100
= 283.5(t/h).
100 K

3, Khối lợng bột phối liệu trớc vít tảI là:
với độ hao hụt tại vít tảI là: 0.05%
PL17 =

PL16 ì100
= 283.63 (t/h).
100 K

4, Khối lợng bột phối liệu trớc máng khí động và thiết bị lọc bụi là:
Với độ hao hụt tại máng khí động là: 0.05%
PL18 =

PL17 ì100
= 283.8 (t/h).
100 K

Sơ đồ dây chuyền công nghệ:
Mỏ đá vôi

Mỏ đất sét

Kho quặng sắt

Máy nghiền má

Máy đập búa

Cấp liệu thùng

Máy đập búa

Băng tải 3

Máy đập búa

Băng tải 1

Máy dải liệu 2

Băng tảI 5

Máy dảI liệu 1
Kho đồng nhất đá

Gầu nâng 3
Kho đồng nhất đất sét

Máy rỡ đá

Máy rỡ đất sét

Băng tải 2

Băng tải 4

Gầu nâng 1

Gầu nâng2

Bunke chứa 1

Bun ke chứa 2

Cân định lợng 1

Cân định lợng 2
Băng tảI cao su 6
Máy nghiền sấy trục đứng
Máng khí động và lọc bụi

Bunke chứa 3

Cân định lợng 3


Vít tải
Gầu nâng 4
Si lô phối liệu
5, Khối lợng bột phối liệu trớc máy nghiền sấy trục lăn là:
Với độ hao hụt tại máy nghiền là: 1%
độ ẩm phối liệu trớc khi nghiền sấy là: W1=2%
độ ẩm phối liệu sau khi nghiền - sấy là:W2 =0.5%
PL19 =

PL18 ì 100 ì100
=
(100 K ) ì [100 (2 0.5)]

291(t/h).

6, Khối lợng bột phối liệu trớc băng tải cao su 6 là:
Với độ hao hụt tại băng tải 6 là: 0.05%
PL20 =

PL19 ì100
= 291.2 (t/h).
100 K

*, Tính cân bằng cho tuyến gia công đá vôi:
Khối lợng đá sau cân băng định lợng 1 là:
Tỉ lệ đá vôi trong thành phần phối liệu là: Đ = 68.61%
Vậy: Đ1 = X*PL20 = 68.61*291.2/100 = 199.8 (t/h)
1, Khối lợng đá trớc cân định lợng 1 là:1
Với độ hao hụt tại cân định lợng là: 0.05%
D2 =

D1 ì100
=
100 K

2, Khối lợng đá vôI trớc bunke chá 1 là:
với độ hao hụt tại baunke chứa 2 là: 0.08%
D3 =

D 2 ì 100
=
100 K

200.1 (t/h).

3, Khối lợng đá vôI trớc gầu nâng 1 là:
với độ hao hụt tại gầu nâng 1 là: 0.08%
D4 =

D3 ì 100
=
100 K

200.26 (t/h).

4, Khối lợng đá vôI trớc băng tảI 2 là:
Với độ hao hụt tại băng tảI 2 là: 0.05%
D5 =

D4 ì 100
=
100 K

200.36 (t/h).

5, Khối lợng đá vôI trớc máy rỡ đá là:
Với độ hao hụt tại mấy rỡ đá là: 0.05%
D6 =

D5 ì100
=
100 K

200.46 (t/h).

6, Khối lợng đá vôI trớc kho đồng nhất đá là:
Với độ hao hụt tại kho đá là: 0,5% .

199.9(t/h).


D7 =

D6 ì100
=
100 K

201.47 (t/h).

7, Khối lợng đá vôI trớc máy dảI đá là:
Với độ hao hụt tại máy dảI đá là : 0.1%
D8 =

D7 ì 100
=
100 K

201.7 (t/h).

8, Khối lợng đá vôI trớc băng tải cao su 1 là:
với độ hao hụt tại băng tảI 1 là : 0.05%
D9 =

D8 ì100

=
100 K

201.8 (t/h).

9, Khối lợng đá vôI trớc máy đập búa 1 là:
Với độ hao hụt tảI máy đập búa là: 2%
D10 =

D9 ì100
=
100 K

206 (t/h).

10, Khối lợng đá vôI trớc máy nghiền má là:
Với độ hao hụt tại máy nghiền là: 2%
D9 =

D8 ì 100
=
100 K

210.1 (t/h).

11, Khối lợng đá vôI cần khai thác là:
Với độ hao hụt là: 5%
D10 =

D9 ì100

=
100 K

221.2 (t/h).

*, Tính cân bằng cho tuyến gia công đất sét:
Khối lợng phối liệu trớc băng tảI cao su 6 là: PL20 = 291.2 (t/h)
Đất sét chiếm : 29.99% trong thành phần phối liệu
Khối lợng đất sét sau cân định lợng 2 là:
DS = 29.99*291.2/100 = 87.33 (t/h).
1, Khối lợng đất sét trớc cân băng định lợng 2 là:
Với độ hao hụt tại cân băng định lơng là : 0.05%
DS 1 =

DS ì 100
=
100 K

87.37 (t/h).

2, Khối lợng đất sét trớc bun ke chứa 2 là:
Với độ hao hụt tại bunke chứa 3 là; 0.08%
DS 2 =

DS 1 ì100
= 87.44 (t/h).
100 K

3, Khối lợng đất sét trớc gầu nâng 2 là:
Với độ hao hụt tại gầu nâng 2 là: 0.08%

DS 3 =

DS 2 ì 100
= 87.51 (t/h).
100 K

4, Khối lợng đất sét trớc băng tải cao su 4 là:
Với độ hao hụt tai băng tải cao su 4 là; 0.05%


DS 4 =

DS 3 ì 100
= 87.56 (t/h).
100 K

5, Khối lợng đất sét trớc mấy rỡ đất là:
Với độ hao hụt tại máy rỡ đất là; 0.05%
DS 5 =

DS 4 ì100
= 87.6 (t/h).
100 K

6, Khối lợng đất sét trớc kho đồng nhất đất sét là:
Với độ hao hụt tại kho đồng nhất là: 0.5 %
DS 6 =

DS 5 ì 100
= 88.04 (t/h).

100 K

7, Khối lợng đất sét trớc máy dảI đất là:
Với độ hao hụt tai máy dảI đất là : 0.1%
DS 7 =

DS 6 ì 100
= 88.13 (t/h).
100 K

8, Khối lợng trớc băng tải cao su 3 là:
Với độ hao hụt tại băng tảI 3 là: 0.05%
DS 8 =

DS 7 ì100
= 88.17 (t/h).
100 K

9, Khối lợng đát sét trớc máy đập búa 2 là:
Với độ hao hụt tại máy đập búa 2 là: 2%
DS 9 =

DS 8 ì100
= 89.97 (t/h).
100 K

10, Khối lợng đất sét cần khai thác tại mỏ là:
Với độ hao hụt là :5%
DS 8 =

DS 7 ì 100
= 94.71 (t/h).
100 K

*, Tính cân bằng cho tuyến gia công quặng sắt:
Số lợng quặng sau cân băng định lợng 3 là:
Hàm lợng quặng trong thành phần phối liệu là: 0.21%
Lợng quặng sắt là: QS = 0.21*291.2/100 = 0.61 (t/h)
1, Khối lợng quặng sắt trớc cân băng định lợng 3 là:
Với độ hao hụt tai cân băng định lợng 3 là: 0.05%
QS 1 =

QS ì 100
=
100 K

0.611 (t/h).

2, Khối lợng quặng sắt trớc bunke chứa 3 là:
Với độ hao hụt tại bunke chứa 1 là: 0.08%
QS 2 =

QS 1 ì100
= 0.612 (t/h).
100 K

3, Khối lợng quặng sắt trớc gầu nâng 3 là:


Với độ hao hụt tại gầu nâng 3 là: 0.08%

QS 3 =

QS 2 ì100
= 0.6125 (t/h).
100 K

4, Khối lợng quặng sắt trớc băng tảI cao su 5 là:
Với độ hao hụt tại băng taỉ cao su 5 là: 0.05%
QS 4 =

QS 3 ì 100
= 0.6128 (T/h).
100 K

5, Khối lợng quặng sắt trớc máy đập búa 3 là:
Với độ hao hụt tại máy đập búa 3 là: 2%
QS 5 =

QS 4 ì100
= 0.625 (T/h).
100 K

6, Khối lơng quặng sắt trớc cấp liệu thùng là:
Với độ hao hụt tại cấp liệu thùng là: 0.08%
QS 6 =

QS 5 ì100
= 0.626 (t/h).
100 K

4, Bảng thống kê cân bằng vật chất cho toàn nhà máy:
Tên phân xởng

Tên thiết bị

Chuẩn bị phối liệu

Máy nghiền má
Máy đập búa 1
Băng tảI 1
Máy dảI đá
Kho đồng nhất đá
Máy rỡ đá
Băng tảI 2
Gầu nâng 1
Bunke chứa 1
Cân băng định lợng 1
Máy đập búa 2
Băng tảI 3
Máy dảI đất sét
Kho đồng nhất đất sét
Máy rỡ đất
Băng tảI 4
Gầu nâng 2
Bunke chứa 2
Cân băng định lợng 2
Cấp liệu thùng
Máy đập búa 3
Băng tảI 5
Gầu nâng 3

Bunke chứa 3
Cân băng định lợng 3
Băng tảI 6
Máy ngiền sấy trục đứng
Máng khí động và lọc bụi
Vít tảI

Năng
suất( t/h)
210.1
206.0
201.8
201.7
201.47
200.46
200.36
200.26
200.1
199.9
89.97
88.17
88.13
88.04
87.6
87.56
87.51
87.44
87.37
0.626
0.625

0.6128
0.6125
0.612
0.611
291.2
291
283.8
283.63


Phân xởng nung
Clanke

Nghiền và đóng bao

Gầu nâng 4
Silô đồng nhất phối liệu
Bơm khí nén
Bun ke chứa
Cấp liệu rung
Gầu nâng
Tháp trao đổi nhiệt
Thiết bị làm lạnh
Máy đập hàm
Băng tảI xích
Si lo ủ clanke
Cấp liệu tấm
Băng tảI cao su
Máy nghiền sấy trục đứng
Bun ke than

Cấp liệu tang 1
Gầu nâng 1
Bun ke chứa 1
Máy nghiền CKP
Gầu nâng 2
Bun ke chứa 2
Cân băng định lợng 1
Cấp liệu tấm
Băng tảI cao su 2
Bun ke chứa 3
Cân băng định lợng 2
Băng tảI cao su 3
Máy nghiền bi
Máng khí động
Gầu nâng 3
Si lô ủ xi măng
Bơm khí nén
Gầu nâng 4
Bun ke chứa 4
Cân băng đinh lợng 3
Máy đóng bao
Kho chứa

283.5
283.2
282.9
282.75
282.75
282.53
282.3

185.45
184.52
184.2
183.97
33.27
33.25
33.24
31.26
183.82
183.72
183.54
183.4
183.21
183.1
182.97
7.65
7.644
7.64
7.63
190.5
190.4
189.44
189.25
189.1
189.0
188.9
188.8
188.7
188.6
188.4

Phần IV: tính toán và lựa chọn thiết bị
Tính toán và lựa chọn thiết bị là khâu rất quan trọng trong quá trình thiết kế một
nhà máy. Việc tính toán và lựa chọn thiết bị có hợp lý thì mới đảm bảo yêu cầu của
nhà máy. Mặt khác nếu lựa chọn thiết bị có công suất quá lơn so với năng suất yêu cầu
thì sẽ gây lãng phí, ảnh hởng không tốt đến giá thành sản phẩm.
1. Chọn thiết bị cho công đoạn đập đá vôi:
Đá vôi có kích thớc sấp sỉ 1000 mm đợc vận chuyển từ mỏ về trạm đập đá bằng
ô tô đá vôi đợc đổ vào phễu chứa của máy đập đá.
Đờng kính lớn nhất của đá vào là: Dmax = 1000 mm
Đờng kính lớn nhất của đá ra là: dmax = 25 mm.
Theo số liệu trên ta thấy tỉ số nghiền của công đoạn này là: I = 40 là rất lớn, nên
để đảm bảo cho dây chuyền hoạt động có hiệu quả cao ta chọn quá trình nghiền đá


theo hai công đoạn: Công đoạn một dùng máy nghiền má, công đoạn hai dùng máy
nghiền búa.
a, chọn máy nghiền má
Với năng suất yêu cầu của công đoạn này là:
Qyc = D10/K*Ktg
Trong đó: D10 là lợng đá cần đa vào máy nghiền má để đảm bảo năng
suất của dây chuyền: D10 = 210.1 (t/h)
K: là hệ số chất tảI của máy: K = 0.87-0.91, chon K=0.89
Ktg: hệ số sử dụng thời gian: Ktg =0.9-.095, chọn Ktg=0.92
Qyc = 256.6 (t/h)
Ta chọn máy nghiền có các thông số sau:
Kích thớc cửa nạp: 1300X1500
Công suất động cơ: 250 kw
Kích thớc bao:
DàI: 7500 mm

Rộng: 7000 mm
Cao: 6000 mm
Năng suất: 350 (t/h)
b, Chọn máy đập búa
Qyc tính tơng tự nh máy nghiền má nhng thay D10 bằng D9
Ta có Qyc = 261.2 (t/h)
Ta chọn máy nghiền có các thông số sau:
Năng suất : 350 (t/h)
Công suất động cơ: 500 kw
Kích thớc máy đập:
DàI: 4000 mm
Rộng: 4000 mm
Cao: 3000 mm
c, Chọn băng tảI cao su cho công đoạn đập này:
Năng suất yêu cầu của băng tảI là: 256,6 (t/h)
Tính chiều rộng của băng theo công thức:
Công thức tính năng suất Q= 3600.B.h.v.. (t/giờ).
B:chiều rộng băng tải (m)
h :chiều cao lớp vật liệu trên băng tải,

chọn: h =0,1 m.
v : vận tốc băng tải lấy v=0,15 m/s
: hệ số điền đầy băng (chọn=0,7)
B0
Q
B
B=
Từ công thức trên ta có :
( m)
3600.h.v. .

Thay các kết quả ta đợc: B =

256.6
=0,65 (m)
3600 ì 0,1 ì 1,2 ì 0,7 ì 1,4

Ta tính đợc B=65 (cm) phù hợp với điều kiện: B > 2h .
Để thông dụng và bảo đảm an toàn lâu dài có thể chọn chiều rộng băng tải
B= 70 cm.