Thiết kế khu nung nhà máy sản xuất clinker PCB 40 (thuyết minh)

Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Lời Cảm Ơn:
Qua những năm học tại trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, được sự giúp
đỡ của các thấy cô và bạn bè trong trường mà đặc biệt là các thấy cô trong bộ môn Vật
liệu và Cấu kiện xây dựng đã dìu dắt em từ bài học cơ bản về vật liệu xây dựng đầu
tiên, qua từng đồ án môn học trong chương trình học, qua những chuyên đề hữu ích…
Với sự tận tụy của thầy cô, qua từng bài học hôm nay em đã làm được luận văn tốt
nghiệp này. Em xin gởi đến thầy cô mà đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Vật liệu
và Cấu kiện xây dựng lời cảm ơn chân thành.
Qua đây, em cũng xin gởi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Ngọc Thành đã tận tình
hướng dẫn em từng bước để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Trong luận văn này, tuy em đã cố gắng hết sức nhưng không thể tránh khỏi các thiếu
sót em mong thầy cô có thể hướng dẫn thêm về những thiếu sót đó của em.
Một lần nữa em chân thành cám ơn thầy cô đã tận tình hướng dẫn em trong những
năm qua học tại trường.
Chúc thầy cô sức khỏe để có thể dìu dắt thêm nhiều thế hệ sinh viên hơn nữa.
Đề tài luận văn em xin trình bày là:
Thiết kế định hình dây chuyền công nghệ khu nung nhà máy sản xuất clinker xi
măng Portland PCB 40 với năng suất 2,5 triệu tấn/năm.
Tp Hcm tháng 12 năm 2007
Sinh viên:
Tạ Thanh Tâm.

SVTH: Tạ Thanh Tâm

1

MSSV:80102311

Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn: ....................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................

Nhận xét của giáo viên phản biện: ......................................

SVTH: Tạ Thanh Tâm

2

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................

............................................................................................

Lời Nói Đầu:
Từ xa xưa người ta đã biết sử dụng các loại đất đá có khả năng kết dính như: đất sét,
đất bùn, đá vôi, thạch cao,… như một loại chất kết dính để liên kết các thành phần
gạch đá lại với nhau thành khối để xây dựng nhà cửa.

SVTH: Tạ Thanh Tâm

3

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Khi con người phát hiện ra xi măng năm 1750 nhưng loại xi măng này chưa hoàn
chỉnh. Sau nhiều năm phát triển và hình thành, công nghệ sản xuất xi măng đã không
ngừng phát triển, với nhiều phát minh các loại xi măng khác nhau có tính chất khác
nhau. Mặc khác, chất lượng của xi măng cũng như độ bền vững của đá xi măng sau
khi rắn chắc không ngừng được cải thiện và cho đến hiện tại xi măng vẫn còn là một
loại chất kết dính chưa thể thay thế hoàn toàn vì chất lượng tương đối tốt, dể thi công,
mà đặt biệt là giá thành rẻ hơn các loại chất kết dính mới phát minh sau này.
Xi măng hiện là chất kết dính rất quang trọng trong xây dựng. Công nghệ sản xuất
xi măng đã có nhiều tiến bộ trên thế giới với bằng chứng là có rất nhiều chủng loại
hiện được sản xuất như: PC, PCB, PCS, PCHS, OPC…Các chủng loại trên có các tính
chất khác nhau cho các mục đích xây dựng khác nhau.
• PC: viết tắt của chữ Portland Cement: xi măng portland.

• PCB: Portland Cement Blended: xi măng portland hỗn hợp (có pha trộn thêm
phụ gia họat tính, phụ gia trơ).
Với tốc độ đô thị hóa như hiện nay của Thành Phố Hồ Chí Minh mà đặc biệt các
quận vùng ven thành phố như Q9,Q2,Q12,… các tỉnh lân cận như Bình Dương,Bà Rịa
Vũng Tàu và các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long cùng với chủ trương công nghiệp
hóa đất nước của nhà nước và Đảng ta thì chúng ta cần phải hoàn chỉnh hạ tầng cơ sở
như: đường sá,điện nước,cầu cống…vì vậy, nhu cầu sử dụng xi măng trong xây dựng
ngày càng cao cho nên rất cần thiết phải có nhiều nhà máy sản xuất xi măng để đáp
ứng nhu cầu đó.Với nhiều chủng loại xi măng như thế nhưng thông dụng nhất và có
khả năng vượt trội hơn hẵn phải kể đến xi măng PCB (còn gọi là xi măng Portland
hỗn hợp). Bởi vì xi măng PCB có một lượng khá cao phụ gia hoạt tính thủy lực điều
này làm cho vữa xi măng PCB dẽo hơn, và sau khi đóng rắn có tính chịu nước cao
hơn PC.
Qua những nhu cầu như thế cùng với tính năng nổi bật của xi măng PCB nên việc
xây dựng một nhà máy xi măng là việc rất cần thiết hiện nay nhằm đáp ứng các nhu
cầu đã nêu trên.

Chương 1: Tổng Quan Về Tình Hình Phát Triển Của
Công Nghiệp Sản Xuất Xi Măng:
A. Nhu cầu sử dụng xi măng trên thế giới:
Năm 2002, nhu cầu xi măng toàn thế giới đạt 1,7 tỉ tấn.
Năm 2004, là 2,16 tỉ tấn.
SVTH: Tạ Thanh Tâm

4

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Nhu cầu xi măng toàn thế giới năm 2020 (dự kiến) là 3,06 tỉ tấn (riêng như cầu các
nước đang phát triển sẽ chiếm 84%).
Đến 2004, toàn thế giới có 163 nước sản xuất xi măng với 1655 nhà máy và 344 cơ
sở nghiền xi măng với tổng công suất là 2,1 tỉ tấn với gần 900.000 người làm việc.
Nhu cầu xi măng từ nay đền năm 2020, tăng hằng năm là 3,6%/năm (nhu cầu ở các
nước đang phát triển tăng 4,3%/năm, riêng Châu Á 5%, các nước phát triển chỉ tăng
1%).

B. Nhu cầu sử dụng xi măng tại Việt Nam:
Nước ta hiện đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ trong mọi lĩnh vực kinh tế xã
hội, trong đó lĩnh vực xây dựng được coi là phát triển nhanh nhất, mạnh về quy mô
lẫn tốc độ. Theo các số liệu thống kê qua các năm cho thấy lượng xi măng tiêu thụ
hằng năm luôn tăng cụ thể là từ năm 1991 ÷ 1997 thì tốc độ phát triển 15 ÷ 18%. Năm
1999 tăng 16,2%; năm 2000 tăng 16,5%. Mới đây nhất từ đầu năm 2005 đến nay theo
Trưởng phòng Thị trường Tổng công ty xi măng Việt Nam (VNCC) Nguyễn Anh
Quân cho biết, từ đầu năm đến nay, VNCC tiêu thụ khoảng 4 triệu tấn xi măng, đạt
35% mức kế hoạch năm, tăng 7% so cùng kỳ năm ngoái, trung bình tiêu thụ từ 36 đến
37 nghìn tấn/ngày và có dự đoán sẽ tiếp tục tăng trong những năm sau.
Năm 2011 (dự báo) nhu cầu tiêu thụ 50 triệu tấn xi măng (tăng xấp xỉ 10%).
Năm 2015 là 64 triệu tấn (bình quân 650kg/người).
- Xi măng Việt Nam phải đương đầu với sức ép về khả năng cạnh tranh gay gắt
không những giữa các Doanh nghiệp trong nước, các liên doanh mà cả với các
nguồn xi măng nhập khẩu từ phía các nước thành viên ASEAN, Trung Quốc.
- Giai đoạn 2007 ÷ 2011 là thời kỳ hội nhập đầy đủ vào khu vực mậu dịch tự do
ASEAN (AFTA) và WTO, cạnh tranh sẽ gay gắt hơn, đòi hỏi tính chuyên
nghiệp cao hơn trên một sân chơi bình đẳng và thực sự khẳng định vị thế cạnh
tranh của mỗi thành viên.

- Giá xăng dầu, than dự kiến sẽ tiếp tục tăng, chi phí vận tải Quốc tế tăng, chi phí
nguyên liệu đầu vào có nguồn gốc nhập khẩu cũng sẽ tăng theo, hệ quả là giá
thành xi măng tăng trong khi giá bán phải tính tới khả năng cạnh tranh với các
nước khác trong khu vực.
- Dự báo mức tăng thêm trong cung ứng xi măng cả nước trong giai đoạn từ 2007
đến 2011 bình quân mỗi năm tăng 8,3 triệu tấn/năm. Nhu cầu cả nước dự báo
tăng bình quân 3,5 triệu tấn/năm. Năm 2010 ÷ 2012, sản lượng xi măng trong
nước sẽ đạt trên 60 triệu tấn, cung sẽ vượt cầu khoảng 10 ÷ 12 triệu tấn. Năm

SVTH: Tạ Thanh Tâm

5

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

2010, Việt Nam sẽ trở thành nước có công suất và sản lượng xi măng lớn nhất
trong khối các nước ASEAN.
DỰ BÁO CUNG CẦU XI MĂNG CẢ NƯỚC GIAI ĐOẠN 2007 ÷ 2011
Trieäu TXM
51.80
26.90

36.10

2007

34.20

40.10

2008

2009
Cung C?u

57.20

49.40

44.80 44.50

50.00

2011Năm

2010

DỰ BÁO CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ NGÀNH XI MĂNG GIAI ĐOẠN 2007 ÷ 2011
CHỈ TIÊU
Nhu cầu xi măng

2007

ĐVT

Triệu tấn

2008

2009

2010

2011

36,1

40,1

44,5

49,4

50

11

11

11

11

1,2

Tăng trưởng tiêu thụ xi măng

%/năm

Năng lực sản xuất trong nước

Triệu tấn

26,9

34,2

44,8

51,8

57,2

Thừa (+), thiếu (-)

Triệu tấn

-9,2

-5,8

0,4

2,4

7,2

(Nguồn: Quyết định số 108/2005/QĐ-TTg ngày 16/05/2005 của Chính phủ v/v phê duyệt quy hoạch
phát triển ngành xi măng đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020)

Theo số liệu thống kê như trên ta thấy rằng sản lượng, tiêu thụ tăng hằng năm,
những năm đầu lúc nào cầu cũng vượt cung nên chúng ta năm nào cũng phải nhập
khẩu xi măng vì thế chính phủ đã phê duyệt quy hoạch phát triển ngành xi măng để
Việt Nam từ một nước nhập khẩu xi măng thành một nước xuất khẩu xi măng nhất là
ta có thể xuất sang các nước trong khu vực đang có tình hình phát triển hạ tầng cơ sở
cao như Lào và Campuchia.
Nhằm đáp ứng nhu cầu đó thì việc xây dựng nhà máy sản xuất xi măng là một tất
yếu. Một trong các loại xi măng phổ biến hiện nay là xi măng Porland hỗn hợp còn
gọi là PCB, nó đươc cải tiến từ xi măng Porland với các thành phần là: clinker nghiền
mịn với phụ gia thạch cao (3 ÷ 5%) và phụ gia thủy puzzoland ( 20 ÷ 40%) với phụ
gia thủy puzzoland này làm cho xi măng PCB có tính bền nước hơn PC nên rất được
ưa chuộng trong các đất nước nhiệt đới ẩm quanh năm như nước ta.
SVTH: Tạ Thanh Tâm

6

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Chương 2: Khái Niệm Chung Về Xi Măng PCB:
Khái niệm cơ bản về xi măng PCB:

Xi măng Porland là chất kết dính vô cơ rắn trong môi trường nước, chứa
khoảng 70 ÷ 80% silicat canxi. Nó là sản phẩm nghiền mịn của clinker với phụ gia
thạch cao (3 ÷ 5%).

SVTH: Tạ Thanh Tâm

7

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Mặc dù mới được sản xuất từ đầu thế kỉ 19, nhưng do có những ưu điểm nổi bật
(cường độ cao, rắn nhanh,… giá thành rẻ) nên xi măng Porland đã trở thành chất kết
dính quang trọng nhất trong xây dựng cơ bản.
Như đã nói ở trên xi măng PCB có khả năng quang trọng là bền nước và tăng
độ bền theo thời gian, các tính chất này có được là do trong xi măng PCB có thành
phần phụ gia puzzoland có các SiO2* và Al2O3* phản ứng với các sản phẩm của quá
trình hydrat hóa mà chủ yếu là Ca(OH)2 tạo thành hợp chất có tính bền nước theo
phương trình phản ứng sau:
ySiO2* + xCa(OH)2 + (z-x)H2O
xCaO.ySiO2.zH2O
*
nAl2O3 + mCa(OH)2 + (p-m)H2O
mCaO.nSiO2.pH2O
xCaO.ySiO2.zH2O và mCaO.nSiO2.pH2O là các hợp chất cao phân tử bền trong
môi trường nước.

Như vậy, ta đã thấy rõ PCB khác so với PC chủ yếu ở giai đoạn nghiền clinker
thành xi măng còn về quá trình sản xuất ra clinker là giống nhau.
Tính chất kỹ thuật của xi măng PCB:
Xi măng PCB có các tiêu chí kỹ thuật như sau:
Tên chỉ tiêu

PCB
(TCVN 6260:1997)

Cường độ nén:
3 ngày + 45 phút
28 ngày ± 8 giờ
Thời gian ninh kết (phút):
Bắt đầu không sớm hơn:
Kết thúc không muộn hơn:
Độ nghiền mịn:
Phần trên sàn 0,08mm; không lớn hơn (%)
Bề mặt riêng (phương pháp Blaine) không nhỏ
hơn (cm2/g)
Độ ổn định thể tích theo phương pháp Lơ sa tơ
liê không lớn hơn (mm)
Hàm lượng SO3 nhỏ hơn (%)
Hàm lượng mất khi nung nhỏ hơn (%)

14
30

18
40
45

600
12
2700
10
3,5
1,5

Nguyên liệu sản xuất xi măng PCB:
Muốn sản xuất ra xi măng chúng ta cần thành phần nguyên liệu chính là đất sét, đá vôi
nghiền mịn sau đó nung đến nhiệt độ kết khối để thành clinker. Sau đó đem nghiền
mịn clinker với một lượng nhỏ đá vôi để tạo thành xi măng PC. Cho thêm phụ gia
hoạt tính từ 10 ÷ 15% thành xi măng PCB. Ngoài ra, còn có các phụ gia trơ < 10%
nhằm tăng hàm lượng xi măng.
SVTH: Tạ Thanh Tâm

8

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Đá vôi trong tự nhiên vôi tồn tại ở dưới dạng rắn gọi là đá vôi với thành phần chủ yếu
là CaCO3 chiếm khoảng 90 ÷ 98% khối lượng.
Khoáng sét tồn tại trong tự nhiên với 3 dạng:
• Kaolinite Al2O32SiO2.2H2O _ Al4[Si4O10] [OH]8.
• Montmorillonit: 2[Al2O3.4Sio2.H2O]nH2O _ Al4[Si8O20][OH]4.nH2O.
• Illite K2Al4[Al2Si6O20][OH]4 .

Dùng để sản xuất xi măng thì cần khoáng sét không lẫn kiềm và SiO2 > 58%.
Các oxyt chính của clinker xi măng porland:
• Cao: (chiếm 40 ÷ 60%) về cơ bản nó phản ứng với các oxit SiO 2, Al2O3, Fe2O3
để tạo thành những khoáng chính của clinker, nếu nó nằm ở trạng thái tự do với
điều kiện nung nhiệt độ cao chuyển thành CaO quá già phản ứng hydrat với
nước rất chậm, sau khi vữa xi măng đã đóng rắn lúc đó CaO mới bắt đầu phản
ứng với nước tạo thành Ca(OH)2: nở thể tích gây tác hại không ổn định thể tích
của xi măng, phá vỡ cấu kiện xây dựng, clinker chứa nhiều CaO tạo thành nhiều
khoáng C3S làm cho xi măng phát triển cường độ nhanh, mác sẽ cao nhưng nếu
có nhiều CaO quá trong clinker sẽ gây cho xi măng kém bền trong môi trường
nước và các môi trường xăm thực khác → cần khống chế hàm lượng CaO vừa
đủ.
• SiO2: (chiếm 21 ÷ 24%) tác dụng chủ yếu với CaO để tạo thành khoáng silicat
canxi (C3S và C2S) nếu quá nhiều SiO2 thì khoáng C2s sẽ tăng lên xi măng đóng
rắn chậm nhưng thời gian lâu dài nó sẽ phát triển cường độ và đảm bảo mác xi
măng. Đặc biệt, nhiều SiO2 xi măng có độ bền vĩnh cữu cao trong môi trường
xăm thực.
• Al2O3: (chiếm 4 ÷ 7%) chủ yếu phản ứng với CaO và Fe 2O3 tạo khoáng họ
aluminat caxi và alumopherit canxi. Xi măng chứa nhiều Al 2O3 thì ninh kết,
đóng rắn nhanh nhưng tỏa nhiều nhiệt và kém bền trong môi trường sunfat và
nước biển → ít dùng trong thi công bê tong khối lớn, các công trình thủy lợi,
thủy điện…
• Fe2O3: (chiếm 2 ÷ 4%) làm giảm nhiệt độ pha lỏng, tác dụng với CaO tạo thành
alumopherit canxi làm cho xi măng bền trong môi trường xăm thực của nước
biển và sunfat, tỏa ít nhiệt.
• MgO: (chiếm < 5%) hầu hết nằm ở dạng tự do pericolado phản ứng rất chậm
với nước. Nhiều MgO sẽ làm cho xi măng không ổn định thể tích, gây rạn nứt
cấu kiện.
• R2O: có được là do kiềm trong đất sét đưa vào, ở nhiệt độ cao một phần chúng
thăng hoa bay theo bụi, một phần tan trong pha lỏng tạo thủy tinh hay tham gia

phản ứng tạo khoáng chứa kiềm của C 3A và C2S. Nếu trong clinker có nhiều
kiềm sê làm cho xi măng giảm cường độ, gây mất ổn định thể tích.
Đăc trưng thành phần của clinker xi măng porland:
SVTH: Tạ Thanh Tâm

9

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Các oxit chính trên phản ứng tạo nên các loại khoáng chính trong clinker xi măng.
Clinker xi măng porland là một hỗn hợp nhiều khoáng khác nhau tạo thành, clinker
thường ở dạng hạt có đường kính 10 ÷ 40 mm, cấu trúc phức tạp (có nhiều khoáng ở
dạng tinh thể và một số khoáng ở dạng vô định hình). Chất lượng của clinker phụ
thuộc vào thành phần khoáng vật, hóa học và công nghệ sản xuất. Tính chất của xi
măng do chất lượng của clinker quyết định. Trong đó, có các khoáng chính cần chú ý
như: Alite, Belite, Celite, Aluminate…
• Alite: là khoáng quang trọng nhất trong xi măng nó chiếm khối lượng lớn nhất
khoảng từ 45 ÷ 60%. Là khoáng cho cường độ cao nhất nhưng nếu hàm lượng
cao thì khó nung luyện vì nhiệt độ kết khối của alite cao. Là hỗn hợp nhiều
khoáng mà khoáng chủ yếu là C3S. Ngoài ra, Alite còn có chứa 4% C 3A, một
hàm lượng nhỏ MgO cháy tạo thành dung dịch rắn. Alite có thể kết tinh ở 6
dạng thù hình khác nhau. Trong clinker tinh thể alite thường có hình 6 cạnh
hoăc hình chữ nhật với kích thước 3 ÷ 20μk. Alite là khoáng quang trọng nhất
của clinker, nó quyết định cường độ và các tính chất khác của xi măng. Xi
măng mác cao là xi măng alite.

• Belit: là khoáng quang trọng thứ hai trong thành phần clinker xi măng, nó
chiếm khoảng từ 20 ÷ 30% khối lượng clinker. Trong khoảng nhiệt độ từ nhiệt
độ thường đến 15000C belite tồn tại ở nhiều dạng hình thù khác nhau gồm có:
α-C2S; α’-C2S (trong đó có hai dạng là: α’L-C2S và α’H –C2S); β-C2S (trong đó có
βH-C2S và βL-C2S); và γ-C2S. Trong đó đáng chú ý nhất là γ-C 2S không có khả
năng kết dính và không có khả năng hydrat hóa → không tạo nên được cường
độ cho xi măng sau này khi đóng rắn, do đó trong sản xuất clinker người ta phải
hạn chế sự tạo thành γ-C2S bằng cách làm nguội nhanh clinker sau khi nung.
Belite có cấu trúc dạng hạt đặc tròn, kích thước 20 ÷ 50μK. Belite đóng rắn
chậm hơn alite nhưng cường độ sẽ tăng dần theo thời gian, là khoáng bền trong
môi trường xăm thực.
• Celite: chiếm khoảng 5 ÷ 15% khối lượng trong clinker xi măng, là khoáng có
khối lượng riêng nặng nhất, cường độ phát triển thấp nhất trong 4 khoáng, tốc
độ đóng rắn nhanh ( nhưng nhỏ hơn alite), khoáng bền trong môi trường xăm
thực, nó đóng vai trò trong nung luyện vì nó giúp hạ thấp nhiệt độ kết khối khi
nung.
• Aluminate: chiếm khoảng 7 ÷ 15% trọng lượng clinker là khoáng có tốc độ
đóng rắn nhanh nhất, tỏa nhiều nhiệt nhất, cường độ không cao.
Ngoài ra còn có các hợp chất khác như:
• Hợp chất trung gian (chất đệm): là những hợp chất nằm xen kẽ giữa các tinh thể
alite và belite. Thành phần chủ yếu là các khoáng: alunminate canxi và
alumoferite canxi khi nung ở nhiệt độ cao sẽ tạo thành pha lõng.

SVTH: Tạ Thanh Tâm

10

MSSV:80102311

Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

• Hợp chất chứa kiềm: Tồn tại trong clinker xi măng dưới dạng một sản phẩm
thay thế của C2S; một phân tử CaO được thay bằng một phân tử K 2O. Hợp chất
kiềm trong quá trình đóng rắn gây trương nở thể tích làm cho kết cấu xi măng
không ổn định → cần khống chế hàm lượng kiềm <1%.
• CaO tự do: có được là trong quá trình nung t >1450oC → vôi già lửa → khó hấp
thu nước vì có cấu trúc mạng tinh thể khó hydrat hóa. Khi tiếp xúc với nước
chưa phản ứng liền thời gian sao phản ứng → trương nở thể tích → gây nức cho
cấu kiện. Vì vậy trong xi măng cần khồng chế lượng vôi tự do là < 1%.
• Thành phần khoáng clinker xi măng phụ thuộc nhiệt độ và tốc độ làm lạnh như
sau:
Tên khoáng
C3S
C2S
C3A
C4AF
Thủy tinh

Thành phần % các khoáng clinker khi làm lạnh với tốc độ
Chậm
Trung bình
Nhanh
Rất nhanh
59,8
65,2
65,2
70

18,5
14,5
9,2
3÷4
12,8
8
0
0
6,1
6,1
0
0
0
0
22,4
20,6

Phân loại clinker xi măng:
Clinker xi măng có hai nhóm chính là nhóm khoáng silicat (C 3S, C2S) và nhóm nóng
chảy (C3A và C4AF) vì thế ta có thể phân loại clinker theo 2 nhóm khoáng như sao:
 Phân loại clinker theo nhóm khoáng silicat:

Loại XM

C3S/ C2S

KH

C3S + C2S = 75%
%C3S

%C2S

XM Alit

>4

> 0,92

> 60

< 15

XMP thường

4÷1

0.81 ÷ 0,92

37,5 ÷ 60

15 ÷ 37,5

XM Belit

<1

< 0,81

< 37,5

> 37,5

 Phân loại clinker theo nhóm khoáng nóng chảy:

Loại XM
SVTH: Tạ Thanh Tâm

C3A/ C4AF

p
11

C3A + C4AF =25%

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

%C3A

%C4AF

XM Aluminat

> 1,5

> 2,3

> 15

< 10

XMP thường

1,5 ÷ 0,4

2,3 ÷ 1,11

7 ÷ 15

10 ÷ 18

XM Celit

< 0,4

< 1,1

<7

> 18

 Ngoài ra còn có nhiều loại clinker xi măng khác như:
-

Xi măng cho bê tông mặt đường (C3A < 8%).

-

Xi măng bền sunfat (C3S + C3A < 58%, C3A < 5%).

-

Xi măng cho bê tông khối lớn (C3A< 8%, C4AF > 15%).

-

Xi măng trắng, xi măng màu (Fe2O3 < 1%),

-

Xi măng giếng dầu (%C2S và C3A cao)

-

Xi măng kỵ nước.

-

Xi măng chịu băng giá.

-

Xi măng cho bê tông bơm.

Những yếu tố ảnh hưởng quá trình nung luyện và chất lượng clinker xi măng:

• Ảnh hưởng của thành phần hóa của phối liệu:
Nếu hàm lượng CaO cao → tít phối liệu lớn, hệ số bão hòa KH lớn → CaO kết
hợp với tất cả các oxýt để tạo những khoáng cần thiết đòi hỏi nhiệt độ nung luyện của
lò cao → ảnh hưởng đến thiết bị, độ bền của lò.
Nếu hàm lượng SiO2 cao, khoáng silicat C3S, C2S nhiều → pha lỏng nhiều →
sự kết khối của phối liệu khó khăn.
Al3O3 thể hiện qua chỉ số p; p tăng thì Al 3O3 tăng Fe2O3 giảm → pha lỏng ít →
độ nhớt pha lỏng lớn → C3S3 khó tạo thành → dư nhiều CaO * → làm giảm chất lượng
xi măng.
Khống chế các thành phần hóa học thể hiện qua việc khống chế các hệ số KH,
n, p như sau:
KH (0,85 ÷ 0,92)
n (1,7 ÷ 2,5)
p (1,2 ÷ 1,8) chú ý nếu p < 1,4: thì ta có xi măng bền sunfat.
• Ảnh hưởng của độ mịn phối liệu:
Độ mịn phối mịn phối liệu có liên quan chặc chẽ đến phản ứng quá trình tạo clinker
khi nung luyện vì khi phối liệu có độ mịn càng cao thì động học phản ứng tạo clinker
càng dễ dàng và càng nhanh → chất lượng clinker càng tốt.

SVTH: Tạ Thanh Tâm

12

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Độ mịn phối liệu 5 ÷ 7% sót lại trên sàn 4900 lỗ/cm2, kích thước hạt phối liệu <
100μm, phối liệu to → quá trình kết khối khó khăn.
• Ảnh hưởng của chế độ nung:
Nhiệt độ nung và thời gian nung có một ý nghĩa hết sức quang trọng đối với chất
lượng clinker.
Thời gian nung trong zone kết khối với nhiệt độ từ 1300 ÷ 1450 oC, thời gian nung 20
÷ 30 phút đủ để tạo thành clinker. Nếu nhiệt độ thấp, thời gian nung vật liệu trong
zone kết khối ngắn → quá trình tạo khoáng xãy ra không hoàn toàn và sẽ có nhiều
CaO*. Ngược lại, nếu nung ở nhiệt độ cao và thời gian nung trong zone kết khối lâu
thì sẽ có một số khoáng bị nhiệt độ làm phân hũy lại→ clinker ra lò sẽ có độ sít đặc
cao → khó nghiền thành xi măng → ảnh hưởng đến năng suất và máy nghiền.
• Ngoài những yếu tố trên chất lượng clinker còn phụ thuộc vào:
Chế độ vận hành lò.
Phương pháp sản xuất.
Chế độ làm lạnh.
Loại nguyên liệu sản xuất.

Chương 3: Tổng Quan Về Nơi Xây Dựng Nhà Máy Và
Lựa Chọn Công Nghệ Sản Xuất Xi Măng PCB40:
A.Địa điểm xây dựng nhà máy:
Địa điểm đặt nhà máy cần có các tiêu chuẩn sau:
Gần nguồn nguyên liệu.
Gần nguồn tiêu thụ.
Xa khu dân cư nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường.
Giao thông thuận lợi.
Đảm bảo cơ sở hạ tầng kỹ thuật vững chắc như điện, nước, an ninh…
SVTH: Tạ Thanh Tâm

13

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Tuy nhiên để đáp ứng tối ưu các tiêu chuẩn này thì rất khó vì thế ta lựa chọn vài tiêu
chuẩn cần thiết nhất.
Dựa vào những điều kiện trên và dựa vào đặc điểm loại xi măng PCB nhà máy sẽ
sản xuất, phục vụ trong xây dựng dân dụng nên chúng ta sẽ xây dựng nhà máy tại
Quãng Bình vì ở đó có nhiều thuận lợi như:
• Theo khảo sát, Quảng Bình là tỉnh có nguồn nguyên liệu dồi dào để phát triển
công nghiệp xi măng với trữ lượng đá vôi 1,5 tỷ m3, sét 360 triệu m3 ... Nếu mỗi
năm Quảng Bình sản xuất 10 triệu tấn xi măng, thì nguồn nguyên liệu này đủ
cung cấp khoảng từ 120 đến 130 năm... Chất lượng nguyên liệu làm xi măng ở
đây vào loại tốt, sản phẩm xi măng Sông Gianh tuy mới ra đời nhưng đã được
sử dụng cho các công trình lớn.
• Với lợi thế mà thiên nhiên ban tặng, thời gian gần đây, Quảng Bình đã nỗ lực
trong việc quy hoạch, phát triển công nghiệp xi măng trở thành một trong
những địa phương sản xuất xi măng lớn của cả nước.
• Ngoài ra, việc sản xuất xi măng của Quảng Bình còn có lợi thế về giao thông
thuận lợi, như có cảng nước sâu Hòn La, quốc lộ 1A, đường xuyên Á, đường
sắt... Ðây là lợi thế quan trọng để các nhà đầu tư lựa chọn đầu tư phát triển xi
măng thị trường các vùng còn thiếu xi măng, nhất là khu vực các tỉnh Trung
Trung Bộ.
• Từ năm 2000 về trước, Quảng Bình chỉ có ba nhà máy xi măng địa phương theo
công nghệ lò đứng, sản xuất ít, và bị ô nhiễm môi trường, đến năm 2005, Nhà
máy xi măng Sông Gianh, công suất 1,4 triệu tấn/năm chính thức đi vào hoạt
động, hiện đang xúc tiến đầu tư giai đoạn 2, nâng công suất lên gấp hai lần. Nhà

máy xi măng Thanh Hà, công suất 4 triệu tấn/năm đang trong quá trình chuẩn bị
đầu tư giai đoạn 1; một số dự án đầu tư khác đang trong quá trình tìm hiểu...
• Theo quy hoạch phát triển xi măng của tỉnh đến năm 2010, Quảng Bình có bốn
nhà máy, trong đó có hai nhà máy chuyển đổi từ lò đứng sang lò quay với công
suất khoảng 3,1 triệu tấn; năm 2015 trở đi, có sáu nhà máy với công suất
khoảng 7 ÷ 8 triệu tấn/năm... Với tiềm năng và lợi thế Quảng Bình có thể điều
chỉnh quy hoạch, sản xuất ổn định 10 triệu tấn xi măng và clinker vào năm
2015. Các nhà máy xi măng khi đi vào hoạt động ổn định sẽ đóng góp cân đối
nhu cầu clinker và xi măng cho đất nước; đồng thời góp phần phát triển kinh tế
của tỉnh, nộp ngân sách hàng trăm tỷ đồng/năm, giải quyết việc làm cho hàng
nghìn lao động và phát triển các dịch vụ vận tải, xếp dỡ...
Vị trí địa lý:
Tỉnh Quãng Bình nằm ở Bắc Trung Bộ, Việt Nam, với diện tích tự nhiên 8037,6
km2, dân số theo khảo sát năm 2004 là 829800 người.
Tọa độ địa lý ở phần đất liền là
Điểm cực Bắc là 18005’12” vĩ độ Bắc.

SVTH: Tạ Thanh Tâm

14

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Điểm cực Nam là 17005’02” vĩ độ Bắc
Điểm cực Đông là 106059’37” kinh độ Đông

Điểm cực Tây là 105036’55” kinh độ Đông
Tỉnh có bờ biển dài 116,04 km ở phía Đông và có chung biên giới với Lào
201,87km ở phía Tây thuận lợi cho xuất khẩu bằng đường bộ.
Có cảng Hàng La, quốc lộ 1A và đường Hồ Chí Minh, đường sắt Bắc Nam, quốc lộ
12 và tỉnh lộ 20, 16 chạy từ Đông sang Tây qua cửa khẩu quốc tế Cha Lo và một số
cửa khẩu phụ khác nối liền với CHDCND Lào.
Đia hình:
Địa hình tỉnh Quãng Bình hẹp và dốc từ phía tây sang phía đông. Có vùng núi
cao, vùng đồi và trung du. Địa chất ổn định, vững chắc.
Khí hậu thủy văn:
Quãng Bình nằm ở khu vực nhiệt đới gió mùa và luôn bị tác động bởi khí hậu của
phía Bắc và phía Nam và được chia làm hai mùa rõ rệt:
Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau. Lượng mưa trong năm trung bình từ 2000
÷ 2300 mm. Thời gian mưa tập trung vào tháng 9, 10 và 11.
Mùa khô từ tháng 4 đến tháng 8, với nhiệt độ trung bình vào khoảng 24 ÷ 250C. Ba
tháng có nhiệt độ cao nhất là 6, 7 và 8.
Tài nguyên nước:
Tỉnh Quãng Bình có hệ thống sông suối khá lớn với mật độ 0,8 ÷ 1,1km/km2.Có
năm sông chính là sông Roòm, sông Gianh, sông Lý Hòa, sông Dinh và sông Nhật
Lệ. Có các trục lộ giao thông quang trọng như: quốc lộ 1, quốc lộ 13, đường sắt Bắc
Nam, tuyến đường Xuyên Á.
Tài nguyên khoáng sản:
Quãng Bình có nhiều khoáng sản như vàng, sắt, titan, pyrit, chì, kẽm… và một
số khoáng sản phi kim loại như cao lanh, cát thạch anh, đá vôi, đá mable, đá granit,
trong đó đá vôi và cao lanh có trữ lượng lớn.
Dân số:
Quãng Bình có dân số 829800 người, trong đó nguồn lao động khoảng 433618
chiếm khoảng 52,26%. Về chất lượng lao động theo điều tra dân số thời điểm
1/4/1999 có 10720 người có trình độ từ cao đẳng trở lên, trong đó có 4676 cao đẳng,
6042 đại học và trên đại học. Lực lượng lao động qua đào tạo gần 33000 người chiếm

8% dân số.

B.Lựa chọn công nghệ sản xuất cho nhà máy:
Trên thế giớ hiện nay tồn tại hai phương pháp sản xuất xi măng là sản xuất xi măng
theo phương pháp khô và sản xuất xi măng theo phương pháp ướt với các đặc tính và
ưu khuyết điểm như sau:
Các chỉ tiêu kỹ thuật:
Tiêu tốn nhiệt năng riêng
SVTH: Tạ Thanh Tâm

Phương pháp ướt
1350 ÷ 1600
15

Phương pháp khô
700 ÷ 1350
MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

kcal/kg clinker
Tiêu tốn điện năng riêng
kWh/tấn clinker
Độ đồng nhất phối liệu
Chất lượng sản phẩm
Mặt bằng sản xuất
Số lượng thiết bị
Năng suất

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

55

79 ÷ 83

Cao
Tốt
Lớn
Ít
Thấp

Thấp hơn
Thấp
Nhỏ
Nhiều
Cao

Dựa vào bảng so sánh trên cho ta thấy mỗi phương pháp có các ưu và khuyết điểm
khác nhau, không có phương pháp nào hoàn toàn vượt trội hơn. Tuy phương pháp ướt
cho sự đồng nhất phối liệu cao hơn phương pháp khô nhờ nguyên liệu vào lò dưới
dạng huyền phù nhưng lại tiêu tốn rất nhiều nhiên liệu cho quá trình nung.
Phương pháp khô thích hợp với đá vôi và đất sét có độ ẩm thấp (10 ÷ 15%), thành
phần và cấu trúc đồng nhất. Chi phí nhiên liệu trong phương pháp khô ít hơn phương
pháp ướt từ 1,5 ÷ 2 lần.
Phương pháp ướt sữ dụng cho những nguyên liệu mềm và có độ ẩm lớn (đá phấn,
đất sét). Đất sét được máy khuấy tạo huyền phù sét, đá vôi đập nhỏ rồi cho vào nghiền
chung với đất sét ở trạng thái lỏng (lượng nước chiếm khoảng 35 ÷ 45%) trong máy
nghiền bi cho đến độ mịn yêu cầu (lượng sót lại trên sàng No 008 là 8 ÷ 10%). Từ máy
nghiền bi hỗn hợp được bơm vào bể bùn để kiểm tra và điều chỉnh thành phần trước

khi đưa vào lò nung.
Nếu sản xuất xi măng làm theo phương pháp ướt sẽ tiêu hao nhiên liệu và chi phí
khá cao. Trong phương pháp ướt, việc nghiền các thành phần nguyên liệu và làm đồng
nhất chúng tiến hành trong nước. Nước sẽ bay hơi đi, bởi vì nung clinke diễn ra ở
nhiệt độ nung kết 1350 ÷ 16500C. Để nước bay hơi phải cần tới trên 30% chi phí nhiên
liệu. Phương pháp ướt đã thịnh hành nhiều năm cho tới đầu những năm 1930.
Tuy nhiên, ngày nay tình hình đã hoàn toàn khác. Phương pháp khô tiên tiến đã đạt
đến sự hoàn thiện. Không phải ngẫu nhiên mà nhiều nước đã hoàn toàn chuyển sang
công nghệ khô. Các nhà máy xi măng ở nhiều nước trên thế giới có thiết bị hiện đại
công suất lớn, điều khiển các quá trình công nghệ bằng máy tính. Bởi vậy, cho phép
tiết kiệm được trên 30% các chi phí cho việc chuẩn bị nguyên liệu và cho ra sản phẩm,
hầu như giảm được 2 lần suất tiêu hao nhiên liệu, điện năng. Lò nung phương pháp
khô công suất 3000 tấn/ngày đã trở nên thông dụng, còn mức kỷ lục có nhà máy đã
đạt tới công suất 12 triệu tấn xi măng/năm.
Đặc biệt, sản xuất xi măng ở Việt Nam đã có bước nhảy vọt trong việc giảm định
mức tiêu hao năng lượng. Trước đây, sản xuất 1 tấn clinhker đối với phương pháp ướt
phải tiêu tốn 350 kg than, nay giảm chỉ còn 150 kg (đối với các nhà máy xi măng lớn
sản xuất theo phương pháp khô); mức tiêu hao điện từ 145 ÷ 165 KWh/tấn xuống còn
95 ÷ 110 KWh/tấn (xi măng Hải Phòng và Bỉm Sơn cũ). Suất đầu tư cho 1 tấn xi
SVTH: Tạ Thanh Tâm

16

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

măng từ 220 USD/tấn (xi măng Sao Mai) giảm dần xuống còn 144 USD/tấn (xi măng
Sông Gianh) và chỉ còn 125 ÷ 130 USD/tấn hiện nay (xi măng Thăng Long, Hạ Long,
Cẩm Phả)... Các nhà máy xi măng lò quay hiện đều đã phát huy tối đa công suất, có
nhà máy còn vượt công suất từ 30 ÷ 50% (xi măng Chinfon Hải Phòng, Hoàng Thạch,
Hà Tiên 1) và sản xuất, kinh doanh có lãi (trừ xi măng Hoàng Mai vẫn còn lỗ theo kế
hoạch vì mới vận hành).
Các chỉ tiêu KTKT của nhà máy thuộc loại tiên tiến hiện nay. Cụ thể:
+ Sử dụng 100 % than cám antraxit có chất bốc £ 8%.
+ Tiêu tốn nhiệt năng: £ 820 Kcal/kg clinker.
+ Tiêu tốn điện năng £ 97KWh/tấn xi măng.
+ Nồng độ bụi trong khí thải sau các thiết bị lọc bụi £ 50mg/Nm3.
+ Các thành phần SO2, NOx, CO… trong khí thải của lò nung clinker được khống chế
chặt chẽ theo tiêu chuẳn của Việt Nam và quốc tế.
Do vậy, ta chọn sản xuất xi măng theo phương pháp khô vì chúng ta cần các ưu
điểm của phương pháp này là chi phí nhiên liệu sẽ giãm do đó tạo được lợi thế cạnh
tranh cho sản phẩm.

C. Giới thiệu sơ lược sơ đồ công nghệ lò quay theo phương pháp khô:

SVTH: Tạ Thanh Tâm

17

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

1. Drill = khoan cắt.
2. Loading shovel = máy xúc.
3. Dump-trucks = xe xúc.
4. Crusher = máy nghiền thô.
5. Hoppers = phiễu chứa.
6. Grinders = máy nghiền mịn.
7. Blending and storage silos = silo trộn và trữ.
8. Conditioning tower = tháp không khí.
9. Electrostatic precipitator = lọc bụi điện.
10. Kiln = lò nung
11. Cooler = ghi làm lạnh
12. Coal silos = silo chứa than đá.
13. Clinker storage = silo chứa clinker.
14. Bag-filters = lọc bụi túi
15. Cement silos = silo chứa xi măng.
16. Rotary bagging machines = máy đóng bao.
17. Bagged-cement despatch = bao xi măng.
18. Bulk cement dispatch =
19. Palettisation (palettes or packet-packed - plastic packing) =

SVTH: Tạ Thanh Tâm

18

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

D. Thuyết minh sơ lược sơ đồ công nghệ lò quay theo phương pháp
khô:
Khai thác nguyên liệu:

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất xi măng là đá vôi và đất sét. Ngoài ra, người ta
còn dùng quặng sắt hay laterit để làm nguyên liệu điều chỉnh.
Đá vôi có kích thước tối đa 350mm từ nguồn cung cấp được qua máy va đập phản hồi
xuống kích thước £ 25mm. Sau đó, được vận chuyển bằng băng tải về thẳng kho của
nhà máy và được băng tải vận chuyển và đánh đống trong kho chứa và đồng nhất sơ
bộ. Đá vôi mua về nhà máy có thể dự trữ ngoài cảng hoặc trong bãi chứa với khối
lượng không hạn chế để dự trữ ổn định cho sản xuất mà không cần phải đầu tư thêm
diện tích kho chứa có mái che.
Đá vôi khai thác tại mỏ đá bằng phương pháp khoan nổ mìn cắt lớp được bốc xúc lên
ô tô có trọng tải lớn để vận chuyển tới máy đập. Mỏ đá với trữ lượng 132646000 tấn
đủ nguyên liệu cho nhà máy hoạt động có hàm lượng CaCO3 cao chất lượng ổn định
thành phần các tạp chất lẫn có hại nhỏ.
Sau khi đập nhỏ sẽ vận chuyển về nhà máy bằng hệ thống băng tải cao su đưa về kho
đồng nhất sơ bộ.

Phụ gia các loại được khai thác và vận chuyển về cảng của nhà máy bằng sà lan và
được bốc lên bãi chứa hoặc trực tiếp lên ô tô bằng cần cẩu bánh xích di động có ben
ngoạm. Dung tích ben 1,5m3, công suất 100 tấn/h.
SVTH: Tạ Thanh Tâm

19

MSSV:80102311

Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Đất sét từ bãi chứa được đưa qua máy cán xuống kích thước £ 40mm (nếu độ ẩm lớn
hơn 8%) được chuyển vào máy sấy quay để giảm độ ẩm xuống còn 4 ÷ 6% mục đích
tránh bị tắc trong silô chứa. Nếu đất sét nhập vào kho chứa có độ ẩm tự nhiên £ 6%
sau khi qua máy cán sẽ được băng tải và thiết bị rải liệu chuyển vào kho chứa và đồng
nhất sơ bộ. Lượng đất sét dư có thể chứa tại bãi chứa ngoài cảng hoặc trong nhà máy.
Sau đó, đất sét được vận chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ. Tại kho đất sét có hệ thống
cầu rãi liệu và có một cầu xúc liệu để cấp nguyên liệu cho máy nghiền.
Nếu đất sét có độ ẩm lớn hơn 8% (khai tác về mùa mưa) cần thiết phải đưa qua hệ
thống sấy quay để giảm độ ẩm xuống dưới 5% và nạp vào silô định lượng thông qua
hệ thống vận chuyển bằng băng tải về kho chứa của nhà máy.

Máy đánh đống và hòa trộn nguyên liệu
Nghiền và sấy nguyên liệu:

SVTH: Tạ Thanh Tâm

20

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Một hệ thống cân băng có bộ điều tốc biến tần dưới các silô định lượng để định lưọng

phối liệu được điều khiển bằng máy tính cho thiết bị kiểu sấy nghiền liên hợp.
Một hệ thống thiết bị vận chuyển gồm băng tải và gầu tải vận chuyển hỗn hợp phối
liệu dưới các cân băng về máy sấy nghiền liên hợp .
Căn cứ vào các tính chất lý học của vật liệu, trong phương án này nguyên liệu có độ
cứng trung bình nên chọn máy nghiền bi (máy sấy nghiền liên hợp) với độ mịn £ 10%
còn lại trên sàng 0,08mm (4900lỗ/cm2). Độ ẩm cho phép của hỗn hợp nguyên liệu vào
máy nghiền không vượt quá 10%. Cấp nhiệt cho máy sấy nghiền liên hợp được lấy từ
khí thải từ tháp trao đổi nhiệt của lò nung clinker thông qua một quạt thổi khí thải
nóng có lưu lượng khoảng 140000 ÷ 150000m3/h (khí thải có nhiệt độ khoảng 300 ÷
330oC).
Một tổ hợp thiết bị lọc bụi công nghệ kiểu cyclon lọc sơ cấp và lọc bụi thứ cấp kiểu
lọc bụi tĩnh điện có công suất từ 250000 đến 280000 m3/h đảm bảo cho máy nghiền
hoạt động ổn định về năng suất và độ mịn yêu cầu.
Nồng độ bụi trong khí thải sau khi đi qua tổ hợp lọc bụi không vượt quá giới hạn
50mg/Nm3.
Đá vôi, sét, và phụ gia điều chỉnh được đưa vào các két chứa trung gian. Từ đó, qua
hệ thống cân băng định lượng, nguyên liệu được cấp vào máy nghiền qua băng tải
chung.
Máy nghiền nguyên liệu là loại máy nghiền bi. Tỷ lệ cấp liệu cũng như chất lượng bột
liệu được điều khiển tự động qua hệ thống QCX bột liệu đạt yêu cầu theo bài phối liệu
được tính toán trước, được vận chuyển tới silô đồng nhất qua hệ thống máng khí động
và gầu nâng. Silô đồng nhất bột liệu với hệ thống sục khí được điều khiển tự động.
Việc đồng nhất phối liệu được thực hiện trong quá trình nạp và tháo liệu ra khỏi silô,
với mức độ đồng nhất là 10:1. Với độ đồng nhất cao bột liệu trước khi đưa vào nung
luyện luôn đồng đều và ổn định.
Chứa và đồng nhất bột phối liệu.
Bột phối liệu sau khi nghiền được các thiết bị (máng khí động và gầu tải) vận chuyển
vào silô chứa và đồng nhất có sức chứa dự trữ cho 2,5 ngày sản xuất.
Hệ thống chứa và đồng nhất phối liệu được thực hiện đồng thời trong cùng một silô
vừa đảm bảo tiết kiệm vốn đầu tư xây dựng, tiết kiệm năng lượng vận chuyển bột phối

liệu lại vừa đáp ứng được yêu cầu về mức độ đồng nhất của phối liệu (hệ số đồng nhất

SVTH: Tạ Thanh Tâm

21

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

H đạt giá trị trung bình 10:1, tuơng đương với độ chính xác của thành phần CaCO3
trong bột phối liệu có độ sai lệch = ± 0,2 % so với tính toán).
Một máy phân tích X-Ray có khả năng phân tích nhanh và liên tục từ 6 đến 8 thành
phần cơ bản nhất của bột phối liệu (SiO2, Fe2O3, CaO, MgO, TiO2 Na2O,K2O, MnO2).
Việc lấy mẫu phân tích được thực hiện bằng bán tự động. Kết quả phân tích mẫu bằng
thiết bị X-Ray được máy tính truyền dữ liệu về hệ thống điều chỉnh các thiết bị định
lượng các cấu tử vào máy sấy nghiền liên hợp. Chu kỳ lấy mẫu bột phối liệu sau thiết
bị thu hồi sản phẩm của hệ thống nghiền và sau silô đồng nhất được thực hiện 30
phút/lần.
Nhiên liệu:
Than cám 3CHG theo TCVN 1790: 1999 được vận chuyển từ các mỏ than của Quảng
Ninh về cảng nhà máy bằng sà lan và bốc lên bãi chứa. Than có độ ẩm V ≤ 10% được
chuyển vào kho chứa bằng ô tô và được xe xúc lật đánh đống và đồng nhất sơ bộ
trong kho chứa.
Nhu cầu dự trữ than trong kho là 1600 tấn/ngày × 5 ngày = 8000 tấn.
Theo nhu cầu trên thì ta có than cần nghiền trong một ngày là 67 tấn/ngày; ta có thể
chọn máy nghiền bi hay đứng ở đây ta chọn máy nghiền đứng có bảng thông số kỹ

thuật của máy nghiền đứng (theo trang web: www.benconq.com) như sau:
Moder

Max
input(mm)

Final Size
(mm)

Capacity
(t/h)

Power (kw) Overall
demission (mm)

ZTM86

Ф20

0÷2,8

6÷15

37÷45

2500×1500×2760

STM125

Ф25

3÷0,044

15÷55

90÷110

Ф2300×5600

STM165

Ф35

3÷0,044

30÷120

185÷200

Ф3600×8200

Nhiên liệu ở nhà máy sử dụng than antraxit và dầu FO. Dầu được tập kết tại các két
chứa, qua hệ thống gia nhiệt đạt nhiệt độ 110 ÷ 120oC, được hệ thống phân phối cung
cấp cho các vòi phun của lò và các máy nghiền. Than từ kho tổng hợp được vận
chuyển vào các két chứa trung gian trước khi cấp vào máy nghiền.
Dự vào năng suất than cần nghiền và độ mịn than sau nghiền ta chọn máy nghiền than
SVTH: Tạ Thanh Tâm

22

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

là loại máy nghiền đứng chu trình kín có moder là STM165. Bột than mịn được chứa
trong hai két cấp cho lò nung và canciner.
Lò nung:

Lò nung của nhà máy xi măng có kích thước Φ5m × 90m, với hệ thống cyclon trao
đổi nhiệt 2 nhánh 6 tầng cùng hệ thống canciner kiểu đặc trưng dễ vận hành và dễ hiệu
chỉnh nhiệt. Lò được thiết kế sử dụng vòi phun than đa kênh ROTAELAM của hãng
PILAR cung cấp đốt 100% than Antraxit, dầu chỉ được sử dụng trong trường hợp sấy
và khi lò chưa ổn định.
Đây là loại vòi đốt hiện đại nhất thế giới hiện nay với tính năng ưu việt là dễ vận hành
nhiên liệu dễ bắt cháy và cháy tốt. Lượng nhiên liệu đốt trong canciner là 55 ÷ 60%
trong tổng lượng nhiên liệu, phần còn lại đốt trong lò.
Hổn hợp phối liệu sau đó được cho vào lò nung gọi là lò quay và sẽ trải qua các quá
trình lý hoá phức tạp như: bay hơi ẩm, phân hũy cacbonnat, tạo silicat, tạo pha lỏng,
phản ứng tạo khoáng và kết khối.
Để clinker có thành phần khoáng ổn định cần thiết thì clinker sau khi ra khỏi lò
được đưa vào giàn làm nguội kiểu ghi BMH SA. Hiệu suất thu hồi nhiệt cao (nhiệt độ
gió 3 > 900o C) khả năng làm nguội nhanh, làm cho chất lượng clinker luôn ổn định.
Sản phẩm nung luyện khi ra khỏi lò nung ở dạng tảng lớn sẽ được máy đập búa đập
nhỏ sơ bộ. Sản phẩm đó được gọi là clinker.
Ủ clinker:
Sau khi qua máy đập để đập nhỏ sơ bộ, clinker được đưa vào các silo để ủ khoảng 7
÷ 10 ngày. Ủ chính là giai đoạn hoàn thiện nốt quá trình làm nguội clinker trước khi

nghiền mịn với các phụ gia thành xi măng PCB. Công đoạn ủ là cần thiết nhằm:
• Giảm lượng CaO tự do: một phần CaO tự do phản ứng với hơi nước trong
không khí, phân rã thuận lợi cho quá trình nghiền tiếp sau.

SVTH: Tạ Thanh Tâm

23

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Khoáng γ - C2S phản ứng với hơi nước phân rã trước không làm hại xi măng.
• Giảm nhiệt độ clinker, giúp dể dàng cho quá trình nghiền.
• Clinker ở nhiệt độ cao dể làm phụ gia thạch cao CaSO4.2H2O mất nước và do
đó làm mất tác dụng làm chậm thời gian đóng rắn của xi măng.
•

Clinker sau khi qua thiết bị làm nguội đến nhiệt độ 85oC thì được vận chuyển bằng
gầu tải tới kho chứa dạng silo với sức chứa dự trữ clinker cho 11 ngày sản xuất để ủ
clinker. Bột tả hoặc clinker thứ phẩm đổ vào silô thứ phẩm sức chứa 1538 tấn được
tháo ra ngoài.
Phụ gia:
Phụ gia cho xi măng.
Các loại phụ gia cho xi măng bao gồm phụ gia công nghệ và phụ gia khoáng thiên
nhiên hoặc phế thải công nghiệp để tăng sản lượng và cải thiện các tính chất của xi
măng.

Phụ gia công nghệ
Thạch cao là phụ gia công nghệ pha vào xi măng để điều chỉnh thời gian đông kết
của vữa xi măng với tỷ lệ khoảng 4%. Thạch cao có thể nhập của Trung Quốc, Lào
hoặc Thái Lan. Nhu cầu dự trữ trong bãi chứa của nhà máy khoảng hai tháng.
Phụ gia hoạt tính và phụ gia đầy:
Được pha vào xi măng để cải thiện các tính chất và mác của xi măng với tỷ lệ khoảng
16%. Phụ gia loại này được khai thác từ thiên nhiên như Điatomít Pháp Cổ, Quỳ khê,
đá bazan, hoặc các nguồn phế thải công nghiệp như xỉ nhiệt điện, công nghiệp luyện
kim… Nhu cầu dự trữ trong bãi chứa của nhà máy khoảng 1 tháng.
Nghiền xi măng:

SVTH: Tạ Thanh Tâm

24

MSSV:80102311


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:Th.S Nguyễn Ngọc Thành

Clinker ra khỏi lò nung chưa phải là chất kết dính, mặc dù trong thành phần có đủ
những khoáng cần thiết cho sự kết dính. Cần phải nghiền mịn clinker để tạo thành
dạng bột mịn có bề mặt riêng cần thiết cho phản ứng hydrat hoá tạo cường độ cho xi
măng sau này. Quá trình này được thực hiện bằng máy nghiền đứng hay máy nghiền
bi. Nhưng trước khi nghiền thì clinker cần được ủ, tức làm nguội tiếp clinker trong
silo nhằm làm giảm lượng vôi tự do và giảm nhiệt độ.
Một hệ thống cân băng có bộ điều tốc biến tần thông qua hệ thống điều khiển bằng
máy tính để định lượng chính xác thành phần clinker và phụ gia cho hệ thống nghiền

xi măng.
Clinker từ các silô, thạch cao và phụ gia từ kho chứa tổng hợp được vận chuyển lên
két máy nghiền bằng hệ thống băng tải. Từ két máy nghiền, clinker được cấp vào máy
nghiền bằng các cân cấp liệu được điều chỉnh tự động. Clinker được cấp vào máy
nghiền cùng với thạch cao và phụ gia.
Máy nghiền xi măng là loại máy nghiền đứng làm việc theo chu trình kín có hệ thống
phân ly hiệu suất cao với độ mịn xi măng đạt 3200cm2/g. Xi măng thành phẩm được
vận chuyển tới 4 silô chứa xi măng bột bằng hệ thống bơm hòm khí nén.
Đóng bao và xuất hàng:

SVTH: Tạ Thanh Tâm

25

MSSV:80102311