Tính phối liệu sản xuất clinker xi măng pooclang

Chương 5: Tính phối liệu sản xuất
clinker xi măng pooclang


Mục đích:
Mục đích của việc tính phối liệu là để xác định tỉ lệ pha
trộn giữa các cấu từ khi nung luyện để có clinker chất lượng
đúng yêu cầu.
Các phương pháp tính toán:
+ Phương pháp toán học dựa vào hệ số cơ bản KH, n, p,
và thành phần hóa học của nguyên liệu (Cơ sở tính phối liệu
của phương pháp này là các hệ số cơ bản KH, n, p và thành
phần hóa học của các cấu tử nguyên liệu đã được phân tích)
+ Phương pháp hiệu chỉnh
+ Phương pháp đô thị.


TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN CỤ THỂ
(Phương Pháp Toán Học)

Nguyên tắc tính toán:
1. Chọn số hệ số
Số các cấu tử nguyên liệu bao gìơ cũng lớn hơn số các
hệ số đã lựa chon.
Ví dụ: số các cấu tử là n thì số các hệ số là ( n -1) cụ thể như
sau:
+ Nếu tính phối liệu 2 cấu tử thì sử dụng 1 hệ số cơ bản là KH.
+ Nếu tính phối liệu 3 cấu tử thì sử dụng 2 hệ số cơ bản là KH
và p hoặc KH và n.
+ Nếu tính phối liệu 4 cấu tử thì sư dụng cả 3 hệ số cơ bản là
KH, n, p.

2. Chọn các cấu tử phụ:
+ Trường hợp tính phối liệu 2 cấu tử thì bao giờ cũng sử dụng
2 nguyên liệu chính là đá vôi và đất sét.
+ Trường hợp tính phối liệu 3 cấu tử thì ngoài 2 nguyên liệu
chính là đá vôi và đất sét ra còn 1 nguyên liệu phụ nữa là
quăng săt (nếu 2 cấu tử chính có hàm lượng ôxit sắt nhỏ) là
Trepen hay điatomit ... nếu 2 cấu tử chính có hàm lượng ôxit
Silic nhỏ)
+ Trường hợp tính phối liệu 4 cấu tử thì ngoài 2 nguyên liệu
chính là đá vôi và đất sét còn dùng 2 nguyên liệu phụ nữa là
quặng sắt và Trepen hay điatomit, cat ... nếu các cấu tử chính
có hàm lượng ôxit sắt và ôxit Silíc nhỏ.


3. Tro nhiên liệu:
a. Đối với phương pháp ướt lò quay :
- Nếu L/D = 30 - 50 lần có mắc xích trao đổi nhiệt thì
tro lẫn vào clinker là 100%.
- Nếu L/D < 30 lần có mắc xích trao đổi nhiệt thì tro
lẫn vào là 80%, không có xích trao đổi nhiệt thì tro lẫn
vào clinker 50%.
- Với lò quay có thiết bị cô đặc bùn ( bốc hơi ẩm ) của
bùn thì tro lẫn vào là 70%.


b. Đối với phương pháp khô lò quay:

- Loại không có thiết bị tận dụng nhiệt khí thải, tro lẫn

vào clinker là 30 - 40%.
- Có thiết bị tận dụng nhiệt khí thải, tro lẫn vào clinker
là 100%
- Lượng tro nhiên liệu lẫn vào clinker ximăng được
xác định theo công thức sau:


P: Lượng nhiên liệu tiêu tốn riêng ( % ) và
P = q’/Q t (kg nhiên liệu/kg clinker)
A: Hàm lượng tro có trong nhiên liệu x7 ( % )
n : lượng tro lẫn vào clinker so với tổng hàm lượng
tro trong nhiên liêu, phụ thuộc vào loại lò, phương
pháp sản xuất.
Thaìn h pháön cuía than nhæ sau:
C
x1

d

H

d

x2

O
x3

d

N
x4

d

S

d

x5

W
x6

d

A
x7

TÄN
G
100%


Thuờng ta choün: q’ = 730 kcal/kg clinker
n = 80
Cäng thæïc tênh nhiãût trë tháúp cuía nhiãn liãûu:

Qt = 81.Cd+246.Hd-26(Od - Sd) - 6.Wd

(kcal/kg clinker)


Chỳ ý: óứ dóự daỡn g trong khi tờnh toùa n
quy õởnh 1 sọỳ kyù hióỷu nhổ sau:
CU Tặ

SiO2

Cỏu tổ 1

S1

A1

F1

C1

Cỏu tổ 2

S2

A2

F2

C2

Cỏu tổ 3

S3

A3

F3

C3

Cỏu tổ 4

S4

A4

F4

C4

S0

A0

F0

C0

S

A

F

C

Họn hồp phọi lióu
Clinker

Al2O3

Fe2O3

CaO


2. Trình tự tính toán:
Bước 1: Căn cứ vào chất lượng xi măng dựa vào thực
tế để chọn hàm lượng bốn khoáng cho hợp lí và tổng
của chúng luôn nhỏ hơn 100%. Sau đó dùng công thức
thực nghiệm của Bút để tính KH, n, p.
Bước 2: Thành phần hóa học của các nguyên liệu cần
tính toán đa phân tích, nếu tổng thành phần hóa học
chưa đủ 100% hay lớn hơn 100% phải quy đổi về
100%.
Bước 3: Ấn định số hệ số cơ bản KH, n, p, (dựa vào
yêu cầu bài tính phối liệu có mấy cấu tử mà chọn số
các hệ số).


Bước 4: Thiết lập các phương trình và tiến hành tính

theo các công thức hướng dẫn.
Bước 5: Giải hệ phương trình tìm tỉ lệ% của các cấu
tử chính, phụ. Tính thành phần % các ôxít có trong
phối liệu, trong clinker, hàm lượng các khoảng chính,
lượng pha lỏng trong clinker và tít phối liệu.
Bước 6: Tính xong phải kiểm tra lại các hệ số đã ấn
định ban đầu như KH, n, p, hàm lượng các khoảng
chính có sai số trong giới hạn quy định (< 1%).


Tờt phọỳi lióỷu (T):
Tờt phọỳi lióỷu laỡ thọng sọỳ õỷc trổng cho quaù
trỗnh õọửng nhỏỳt phọỳi lióỷu. Thọng qua noù ngổồỡi ta
bióỳt õổồỹc quaù trỗnh õọửng nhỏỳt õaỷt hay khọng õaỷt.
Tờt phọỳi lióỷu õổồỹc xaùc õởnh bũng tọứng haỡm
lổồỹng hai ọxit CaO vaỡ MgO coù trong phọỳi lióỷu :
T = ( CaO + MgO)
Trong õoù : % CaO vaỡ % MgO laỡ thaỡnh
phỏửn hoaù coù trong phọỳi lióỷu.


Cọng thổùc xaùc õởnh:
Hay sổớ duỷng:
T =1.785 CaO + 2.09MgO
Trong õoù: Caùc hóỷ sọỳ 1.785vaỡ 2.09 laỡ hũng
sọỳ chuỏứn õọỹ axit:
Giồùi haỷn : 78 < T < 80


3. Tiến hành tính toán cụ thể:

- Hệ 2 cấu tử không lẫn tro nhiên liệu.
- Hệ 3 cấu tử không lẫn tro nhiên liệu.
- Hệ 4 cấu tử không lẫn tro nhiên liệu.
- Hệ 2, 3,4 cấu tử có lẫn tro nhiên liệu.


DẠNG TOÁN HỆ CẤU TỬ
KHÔNG LẪN TRO NHIÊN LIỆU


Bài toán 2: Hệ 3 cấu tử không lẫn tro:
+ Quy đổi thành phần hóa học của nguyên liệu
về 100%.
+ Ấn định các hệ số KH, n hoặc KH, p.
+ Thiết lập các phương trình tính toán:
Cứ 1 phần trọng lượng cấu tử thứ 3 cần
phối hợp với x0 phần trọng lượng cấu tử thứ 1
và y0 phần trọng lượng cấu tử thứ 2:


x0C1 +y0C2 +C3
C0 =
(7)
x0 +y0 +1
x0 F1 +y0 F2 +F3
F0 =
x0 +y0 +1

(8)

x0 S1 +y0 S 2 +S3
S0 =
x0 +y0 +1

(9)

x0 A1 +y0 A 2 +A3
A0 =
(10)
x0 +y0 +1
C0 −1, 65 A0 +0, 35F0
KH =
(11)
2, 8S 0
S0
n=
A0 +F0
A0
p=
(13)
F0

(12)


Thay các trị số của C0, F0, A0, S0, ở phương trình (7,8
,9,10) vào (11,12) hoặc (11,13) sẽ có
x0[(2,8S1KH + 1,65A1+ 0,35F1) - C1] + y0[(2,8S2KH +
1,65A2+ 0,35F2) - C2]
= C3- (2,8S3KH + 1,65A3 + 0,35F3)

(14)

Và
x0[n(A1 + F1) - S1] + y0[n(A2 + F2) - S2]
= S3 - n(A3 + F3)

(15)

Hay
x0(pF1 – A1) + y0(pF2 - A2) = A3 – pF3S

(15’)


Đặt :
a1 = (2,8KHS1 + 1,65A1 + 0,35F1) - C1
b1 = (2,8KHS2 + 1,65A2 + 0,35F2 ) - C2
c1 = C3 - (2,8KHS3 + 1,65A3 + 0,35F3)
a2 = n(A1 + F1) - S1
b2 = n(A2 + F2 ) - S2
c2 = S3 - n(A3 + F3)
hay

a2 = pF1 - A1
b2 = pF2 - A2
c2 = A3 - pF3


Thay a1; a2; b1; b2; c1; c2; vào phương trình (14,15) có

hệ phương trình bậc nhất 2 ẩn số:

a1x 0 + b1 y 0 = c1
(16)

a 2 x 0 + b 2 y 0 = c 2
Giải hệ phương trình (16) ta có x0, y0 tính ra phần
trọng lượng:
c1b2 − c2 b1
(phần trọng lượng) x0 = a b − a b
1 2

2 1

a1c 2 − a 2 c1
(phần trọng lượng) y 0 =
a1b2 − a 2 b1


Đổi x0, y0 ra (%) ta có:

y 0 × 100
x0 × 100
% cấu tử 1 =
(%) % cấu tử 2 =
(%)
x0 + y 0 + 1
x0 + y 0 + 1
1× 100
(%)

% cấu tử 3 =
x0 + y 0 + 1
+ Kiểm tra lại các hệ số KH, n , p .
+Tính thành phần khoáng, lượng pha lỏng trong clinker.

Tít phối liệu: T = 1,785C + 2,09 MgO


Baìi 2:

BAÌI TÊNH PHÄÚI LIÃÛU 3 CÁÚU TÆÍ KHÄNG LÁÙN
TRO
BAÍN G 1: Thaìn h pháön hoaï cuía nguyãn liãûu chæa nung
Ng.liã
u

SiO2

Al2O Fe2O CaO MgO MKN TÄN
3
3
G

Âa
väi

0.79

0.85

Âát
set
Âa
ong

0.54

53.4
0

0.45 42.40 98.43

63.34 15.44 5.56

5.33

0.07 10.11 99.85

70.45 1.50

0.65 3.20 94.10

13.20
5.10


Choün caïc thaình pháön khoaïng:
KH
0.85 ÷ 0.95

n
1.7 ÷ 3.5

p
1÷ 3

Thaình pháön khoaïng:
C3S

C2S

56.300 19.500

C3A

C4AF

TÄNG

9.650

12.900

98.350


3. Hệ 4 cấu tử không lẫn tro:
+ Quy đổi thành phần hóa học của nguyên liệu về
100%.
+ Ấn định các hệ số cơ bản KH, n, p.

+ Thiết lập các phương trình tính toán :
Cứ 1 phần trọng lượng cấu tử thứ 4 cần phối hợp
với
x0 phần trọng lượng cấu tử thứ 1 và
y0 phần trọng lượng cấu tử thứ 2 và
z0 phần trọng lượng cấu tử thứ 3, ta sẽ có các
phương trình tính toán sau:


x0 C1 + y 0 C 2 +z 0 C 3 +C 4
C0 =
x0 + y 0 +z 0 +1
S0

x0 S1 + y 0 S 2 +z 0 S 3 +S 4
=
x0 + y 0 +z 0 +1

(17)
(18)

x0 A1 + y 0 A2 +z 0 A3 + A4
A0 =
x0 + y 0 +z 0 +1

(19)

x0 F1 + y 0 F2 +z 0 F3 +F4
F0 =
x0 + y 0 +z 0 +1

(17)

C 0 (1,65 A0 +0,35F0 )
KH =
2,8S 0

( 21)

S0
n=
A0 +F0

( 22)

A0
p=
F0

( 23)