Thiết kế nhà máy sản xuất xi măng poóc lăng lò quay phương pháp khô, công suất 1,9 triệu tấn xi măngnăm với cơ cấu sản ph
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.3 MB, 150 trang )
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
MỤC LỤC
PHẦN 1 :GIỚI THIỆU CHUNG 3
TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH CÔNG NGHỆ XI MĂNG VIỆT
NAM 3
I. Các yêu cầu khi xây dựng nhà máy xi măng có công suất lớn. 13
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
MỞ ĐẦU
Vật liệu xây dựng là một lĩnh vực rất rộng lớn và giữ vai trò đặc biệt quan
trọng, nó quyết định đến tốc độ phát triển của ngành công nghiệp hóa xây dựng
cũng như ảnh hưởng rất lớn đến nền kinh tế quốc dân. Xi măng là loại vật liệu xây
dựng quan trọng không thể thiếu được trong các công trình xây dựng. Nó luôn là
loại vật liệu xây dựng cơ bản và thông dụng nhất được sử dụng rộng rãi trong xây
dựng cơ sở hạ tầng.
Tất cả các ngành nghề kinh tế đều cần tới xi măng và sự phát triển của ngành
công nghiệp xi măng kéo theo nhiều ngành nghề sản xuất dịch vụ khác phát triển như
xây lắp, sản xuất thiết bị phụ tùng, bê tông, bao bì và các dịch vụ tư vấn khảo sát thiết kế,
thăm dò chất lượng và trữ lượng. Bên cạnh đó ngành công nghiệp xi măng Việt Nam
đóng góp một phần quan trọng vào sự tăng trưởng của tổng sản phẩm quốc nội (GDP)
. Trong những năm gần đây Đảng và nhà nước ta đang rất chú trọng đến việc công
nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, do đó việc xây dựng nhà máy xi măng với công nghệ
hiện đại năng suất cao là việc làm cần thiết nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu sử dụng xi
măng và nhu cầu công nghiệp hóa đất nước, đồng thời tận dụng được nguồn nguyên
liệu và nhân lực dồi dào tại địa phương.
Với những kiến thức thực tế đã được tiếp nhận qua đợt thực tập cán bộ kỹ thuật tại
nhà máy cùng với những kiến thức đã được các thầy cô trong Khoa Vật Liệu Xây Dựng
và trường đại học Xây Dựng truyền giảng, đặc biệt là sự hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ
nhiệt tình của thầy giáo PGS.TS Vũ Đình Đấu em xin trình bày nội dung thiết kế đồ án
tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất xi măng poóc lăng lò quay phương pháp khô,
công suất 1,9 triệu tấn xi măng/năm với cơ cấu sản phẩm 45%PC 40, 55% PCB 40.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS VŨ ĐÌNH ĐẤU và các thầy cô
giáo trong Khoa Vật Liệu Xây Dựng đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ em hoàn thành
được đồ án tốt nghiệp này.
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
PHẦN 1 :GIỚI THIỆU CHUNG
TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH CÔNG NGHỆ XI MĂNG VIỆT NAM
Việt Nam là một nước đang phát triển xây dựng cơ sở hạ tầng ngày càng hiện
đại và hứa hẹn sẽ gặt hái nhiều thành công trong thời gian tới. Để đáp ứng kịp thời nhu
cầu xây dựng và phát triển của đất nước, ngành sản xuất vật liệu xây dựng đã có những
bước phát triển không ngừng và đang dần đi lên cả về mặt chất lượng, sản lượng lẫn
công nghệ. Trong ngành sản xuất vật liệu xây dựng ngành công nghiệp sản xuất xi
măng phải được chú trọng phát triển để không những đáp ứng nhu cầu sử dụng xi
măng của đất nước mà còn có hướng xuất khẩu.
Ngành công nghiệp xi măng của Việt Nam đã có lịch sử phát triển trên 100 năm,
bắt đầu từ Nhà máy xi măng Hải Phòng được thành lập năm 1899. Từ năm 1991 đến
2010 là giai đoạn phát triển mạnh nhất của ngành xi măng Việt Nam. Sau 19 năm, tổng
công suất thiết kế đã gấp 13 lần và Việt Nam trở thành nước đứng đầu khối ASEAN
về sản lượng xi măng. Năm 2012, tổng công suất thiết kế các nhà máy xi măng đạt 68.5
triệu tấn, năng lực sản xuất 63 triệu tấn, về cơ bản cung đã vượt cầu. Sáu tháng đầu năm
2013, tình hình tiêu thụ xi măng có những tín hiệu khá lạc quan, tăng so với cùng kỳ
năm ngoái. Cụ thể cả nước đã tiêu thụ 29.5 triệu tấn sản phẩm, trong đó tiêu thụ nội địa
đạt 22.7 triệu tấn, xuất khẩu 6.8 triệu tấn. Tiêu thụ nội địa giảm 4% so với cùng kỳ tuy
nhiên xuất khẩu lại tăng 21%. Tình hình tiêu thụ trong nước khó khăn nên nhiều doanh
nghiệp xi măng đẩy mạnh tìm kiếm thị trường xuất khẩu. Thị trường xuất khẩu xi măng
chủ yếu như Đài Loan, Singapore, Indonesia, Campuchia … với giá xuất khẩu từ 40-42
USD/tấn. Xuất khẩu tăng giúp lượng xi măng tồn kho tháng 6 giảm so với tháng 52013, lượng tồn kho hiện chỉ còn khoảng 2.6 triệu tấn, chủ yếu là clinke.
Hiện nay trình độ công nghệ của ngành lạc hậu cũ kỹ thừa hưởng của Nga,
Pháp, Trung Quốc những năm 50 của thế kỷ trước vẫn còn được sử dụng. Hiện nay với
các dự án dây chuyền, nhà máy xi măng lớn sẽ thay thế công nghệ cũ, giúp năng lực sản
xuất được tăng lên gấp nhiều lần. Cung vượt cầu là tình trạng mà ngành xi măng đang
phải đối mặt. Vì vậy xuất khẩu xi măng được coi là giải pháp giúp ngành vượt qua giai
đoạn khó khăn này. Tuy nhiên để nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao khả năng
cạnh tranh chính là tăng chất lượng sản phẩm. Chủ trương của chính phủ, đến năm
2015 chấm dứt hoạt động của tất cả hệ thống xi măng lò đứng và chuyển sang xi măng
lò quay và đến năm 2015 tất cả các nhà máy phải tự túc ít nhất 20% năng lượng điện từ
việc tận dụng nguồn nhiệt khí thải thừa.
Ngành công nghiệp sản xuất xi măng đã và đang đáp ứng nhu cầu sử dụng xi
măng của đất nước nhưng bên cạnh đó nhà nước cần hỗ trợ tích cực về mặt cơ chế,
chính sách... tạo điều kiện cho ngành sản xuất xi măng phát triển ổn định, bền vững góp
phần vào công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Nhu cầu xi măng của nước
ta dự kiến đưa ra trong bảng 1
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
∗ Bảng1: Nhu cầu tiêu thụ xi măng của nước ta một số năm gần đây và định hướng tiêu
thụ xi măng đến năm 2020:
Đơn vị: Triệu tấn
Nhu
cầu
tiêu
thụ
xi
măng
2009
45,249,7
2010
50,655,6
2011
55,460,9
năm
2012
2013
60,766,466,7
73,1
2014
72,780,0
2015
79,787,6
2020
101,7111,8
Để đảm bảo sản xuất phát triển và đạt hiệu quả cao, ngành công nghệ sản xuất xi
măng cẩn phải phát triển có kế hoạch, sử dụng các công nghệ tiên tiến, tận dụng tối đa
nhiệt khí thải trong sản xuất. Vì thế ngành công nghệ xi măng cần có chiến lược phát
triển phù hợp với tình hình thực tế ở nước ta.
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XI MĂNG POÓC LĂNG
Xi măng poóc lăng là chất kết dính có khả năng đông kết, rắn chắc và phát triển
cường độ trong môi trường không khí và môi trường nước, thường được gọi là chất kết
dính rắn trong nước hay chất kết dính thuỷ lực.
Để sản xuất xi măng poóc lăng người ta nghiền mịn clinker xi măng với thạch
cao và có thể có một số phụ gia khác.
Clinker là thành phần chính trong xi măng poóc lăng. Clinker xi măng poóc lăng
được sản xuất bằng cách nung đến thiêu kết hỗn hợp nguyên liệu đồng nhất, phân tán
mịn của đá vôi, đá sét là nguyên liệu chính và một số nguyên liệu khác đóng vai trò
điều chỉnh như : xỉ pyrít, quặng sắt và trêpen...
Để điều chỉnh tốc độ đóng rắn và một số tính chất khác của xi măng khi nghiền
clinker xi măng người ta pha thêm thạch cao.
Trong quá trình nghiền có thể sử dụng một số phụ gia công nghệ nhưng không
quá 1% so với khối lượng clinker. Khi nghiền xi măng có cho thêm các phụ gia trơ hay
phụ gia khoáng hoạt tính sẽ cho ta sản phẩm là xi măng poóc lăng hỗn hợp (PCB).
TCVN 2682 – 2009 và TCVN 6260 – 2009 quy định các chỉ tiêu kỹ thuật của xi
măng như đưa ra ở bảng 2.
* Bảng2: Các chỉ tiêu kỹ thuật của xi măng (TCVN 6260 – 2009)
Các chỉ tiêu
Mức
PCB40
1. Cường độ nén, MPa, không nhỏ hơn:
- 3 ngày ± 45 min
- 28 ngày ± 8 h
2. Thời gian đông kết, min
- Bắt đầu, không nhỏ hơn
- Kết thúc, không nhỏ hơn
3. Độ mịn, xác định theo:
- Phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09mm, %,
không lớn hơn
- Bề mặt riêng, xác định theo phương pháp Blaine,
cm2/g, không nhỏ hơn
4. Độ ổn định thể tích, xác định theo phương pháp Le
Chatelier, mm, không lớn hơn
5. Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %,
không lớn hơn
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
22
40
45
420
10
2800
10
3,5
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
* Bảng: TCVN 2682 – 2009
Các chỉ tiêu
Mức
PC40
1. Cường độ nén, MPa, không nhỏ hơn:
- 3 ngày ± 45 min
- 28 ngày ± 8 h
2. Thời gian đông kết, min
- Bắt đầu, không nhỏ hơn
- Kết thúc, không nhỏ hơn
3. Độ mịn, xác định theo:
- Phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09mm, %,
không lớn hơn
- Bề mặt riêng, xác định theo phương pháp Blaine,
cm2/g, không nhỏ hơn
4. Độ ổn định thể tích, xác định theo phương pháp Le
Chatelier, mm, không lớn hơn
5. Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %,
không lớn hơn
21
40
45
375
10
2800
10
3,5
I. Những đặc trưng cơ bản của clinker xi măng Pooc lăng.
Tùy thuộc vào công nghệ và dạng lò nung mà cho ta clinker xi măng có những
tính chất khác nhau về kích thước, hình dạng, chất lượng, năng suất....
Theo cấu trúc vi mô clinker xi măng là hỗn hợp các hạt nhỏ của nhiều pha tinh
thể và một lượng nhỏ pha thuỷ tinh.
Chất lượng của clinker phụ thuộc chủ yếu vào: Thành phần phối liệu cũng như
phương pháp công nghệ và dạng lò nung...
1. Thành phần khoáng của clinker xi măng poóc lăng
Trong clinker xi măng poóc lăng gồm chủ yếu là các khoáng silicát canxi chiếm
khoảng (70 ÷ 80)% (các khoáng này là alít (C3S), bêlít (C2S)) và các khoáng tricanxi
aluminat (C3A) và tetracanxi aluminat ferit (C4AF).
+ Khoáng Alít (3CaO.SiO 2 ký hiệu là C 3S) là khoáng quan trọng nhất của
clanhke xi măng, tạo cho xi măng có cường độ cao, tốc độ đông kết rắn chắc nhanh
và khoáng này có ảnh hưởng nhiều đến các tính chất của xi măng. Trong clinker xi
măng khoáng C3S chiếm từ (45 ÷ 60)%. Alít là một dung dịch rắn của 3CaO.SiO 2
và một lượng nhỏ các chất khác có hàm lượng nhỏ từ (2 ÷ 4)% như MgO, P 2O5,
Cr2O3,... Khoáng C3S ở dạng tinh khiết bền vững trong khoảng nhiệt độ (1200 ÷
1250)0C đến (1900 ÷ 2070)0C. Nhiệt độ lớn hơn 2070 0C thì C3S bị nóng chảy, nhỏ
hơn 12000C thì bị phân huỷ thành C 2S (C3S = C2S + CaO tự do).
+ Khoáng bêlít (2CaO.SiO2 ký hiệu C2S ). Trong clinker xi măng C2S chiếm
khoảng (20 ÷ 30)%, là thành phần quan trọng của clinker, có đặc tính là
đông kết rắn chắc chậm nhưng cường độ cuối cùng tương đối cao. Bêlít là dung dịch
rắn của 2CaO.SiO2 với một lượng nhỏ các ôxít khác như Al2O3, Fe2O3, Cr2O3...
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
- Khoáng C2S được tạo thành trong clinker ở 4 dạng thù hình αC2S, α’C2S, β
C2S, γ C2S
- α C2S: bền vững ở điều kiện nhiệt độ cao từ (1425 ÷ 2130)0C, ở nhiệt độ lớn
hơn 21300C, α C2S bị chảy lỏng, ở nhiệt độ nhỏ hơn 14250C khoáng α C2S chuyển sang
dạng α’ C2S.
- α’C2S bền vững ở nhiệt độ (830 ÷ 1425)0C, khi nhiệt độ nhỏ hơn 8300C và làm
lạnh nhanh thì α’C2S chuyển sang dạng βC2S, còn khi làm nguội chậm bị chuyển sang
dạng γC2S.
- βC2S không bền luôn có xu hướng chuyển sang dạng γC2S đặc biệt là ở
nhiệt độ nhỏ hơn 5000C. Khi βC2S chuyển thành γC2S làm tăng thể tích khoảng 10%
và bị phân rã thành bột.
- γC2S thì hầu như không tác dụng với nước và không có tính chất kết dính, chỉ
trong điều kiện hơi nước bão hoà và khoảng nhiệt độ (150 ÷ 200)0C thì γC2S mới có
khả năng dính kết.
Chất trung gian phân bố giữa khoáng Alít và Bêlít là các pha Aluminôferit, pha
canxi Aluminat và pha thuỷ tinh.
+ Pha canxi Aluminat tồn tại trong clinker ở hai dạng C3A, C5A3. Do trong
clinker lượng CaO dư nên pha Canxi Aluminat thường nằm chủ yếu ở dạng C 3A. Đặc
điểm của C3A là đông kết rắn chắc nhanh, dễ tạo nên các ứng suất làm nứt, tách cấu
trúc đá xi măng hàm lượng khoáng này (xi măng thuỷ công lượng C 3A < 5%, xi măng
bền sunfat lượng C3A < 8%).
+ Pha Aluminôferit là dung dịch rắn của các khoáng canxi Alumôferit.
Khoáng canxi Aluminôferit có thành phần khác nhau phụ thuộc vào thành phần nguyên
liệu ban đầu, điều kiện nung luyện,... Trong clinker chúng thường tồn tại dưới dạng sau:
C6A2F, C4AF, C2F, nhưng thành phần chính là C4AF và trong đó hoà tan khoảng 1%
MgO và TiO2.
+ Pha thuỷ tinh có trong clinker xi măng poóc lăng với hàm lượng từ (5 ÷
10)%. Thành phần của pha thuỷ tinh bao gồm một số loại ôxít như CaO, Fe 2O3, Na2O,
K2O,... Hàm lượng của pha thuỷ tinh phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp nguyên liệu
ban đầu và điều kiện làm lạnh clinker. Sự có mặt của pha này trong clinker xi măng
poóc lăng làm ảnh hưởng đến tính chất của các khoáng khác và đặc biệt là làm thay đổi
nhiệt độ tạo khoáng chính.
- Ngoài ra trong clinker xi măng poóc lăng còn tồn tại một lượng CaO và MgO
tự do, chúng thường là các hạt già lửa nên tác dụng với nước rất chậm khi xi măng đã
đông kết rắn chắc chúng mới thuỷ hoá gây nên ứng suất phá hoại cấu trúc của sản phẩm
như bị nứt, rữa,... làm thay đổi thể tích của sản phẩm và làm giảm cường độ của đá xi
măng.
2. Thành phần hoá của clinker xi măng poóc lăng:
Thành phần hoá của clinker xi măng poóclăng gồm các ôxít chính là : Al 2O3,
Fe2O3, CaO, SiO2 chúng chiếm từ (95 – 97)% trong clinker. Ngoài ra trong clinker xi
măng poóc lăng còn có các ôxít khác như : MgO, TiO 2, K2O, Na2O, P2O5, SO3...với
hàm lượng rất nhỏ.
Hàm lượng các ôxít trong clinker xi măng poóclăng dao động trong khoảng
rộng:
CaO
= 63 ÷ 66%
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
SiO2
= 21 ÷ 24%
Al2O3
= 4 ÷ 9%
Fe2O3
= 2 ÷ 4%
SO3
= 0,3 ÷ 1%
P2O5
= 0,1 ÷ 0,3%
K2O + Na2O = 0,4 ÷ 1%
TiO2 + Cr2O3 = 0,2 ÷ 0,3%
Hàm lượng các ôxít trên thay đổi sẽ làm cho tính chất của xi măng cũng
thay đổi theo.
- Canxi ôxít (CaO): Ôxít này chủ yếu có trong nguyên liệu đá vôi. Trong quá
trình nung luyện tạo thành clinker ở các điều kiện nhất định chúng sẽ liên kết với các
ôxít khác tạo nên các hợp chất hoá học quyết định tốc độ đông kết rắn chắc và cường
độ của xi măng. Khi hàm lượng CaO càng lớn thì khả năng tạo thành các hợp chất
dạng khoáng canxi silicat có độ bazơ cao (C 3S) trong clinker càng nhiều, cho xi măng
đông kết rắn chắc nhanh cường độ cao nhưng xi măng lại kém bền trong môi trường
xâm thực sunfat. Hàm lượng CaO nhiều đòi hỏi nhiệt độ nung phải lớn khó nung
luyện và để lại trong clinker một lượng canxi ôxít tự do nhiều, có hại cho xi măng. Vì
vậy, trong clinker xi măng người ta phải khống chế hàm lượng CaO hợp lý khoảng
(63 ÷ 66)%. Tuy nhiên, khả năng phản ứng CaO với các ôxít khác để tạo thành các
khoáng trong clinker còn phụ thuộc vào bản chất của các ôxít trong nguyên liệu, chế
độ gia công hỗn hợp nguyên liệu và chế độ nung.
- Silic điôxít (SiO2): Ôxít này chủ yếu có trong nguyên liệu đá sét, trong quá
trình nung luyện clinker, SiO2 sẽ tác dụng với CaO tạo thành các hợp chất dạng
khoáng canxi silicat. Khi hàm lượng SiO 2 càng nhiều thì ngoài việc tạo thành khoáng
C3S ra, khoáng canxi silicat có độ bazơ thấp (C2S) được hình thành sẽ tăng lên. Hàm
lượng khoáng C2S tăng làm xi măng đông kết rắn chắc chậm và cường độ phát triển
chậm ở thời kỳ đầu của quá trình rắn chắc đá xi măng. Tuy nhiên loại xi măng có hàm
lượng C2S cao lại có khả năng bền trong nước và môi trường xâm thực sunfat. Khi
hàm lượng SiO2 trong clinker ít, khoáng C 3S được tạo thành nhiều, sẽ làm cho xi
măng đông kết rắn chắc nhanh, cường độ cao song quá trình nung luyện khó, để lại
lượng vôi (CaO) tự do lớn. Vì vậy trong clinker xi măng thì ôxít SiO2 cần phải khống
chế ở một tỉ lệ thích hợp (thường chiếm khoảng 21 ÷ 24% khối lượng clinker). Ngoài
ra, độ hoạt tính của SiO 2 cũng ảnh hưởng đến quá trình công nghệ sản xuất x i
măng. Khi SiO2 có độ hoạt tính càng cao thì quá trình tạo khoáng khi nung càng
nhanh và càng triệt để.
- Nhôm ôxít (Al2O3): Nằm ở dạng khoáng C3A và C4AF trong clinker xi măng.
Ôxít này được đưa vào chủ yếu từ đá sét, khi nung luyện ôxít nhôm tham gia vào quá
trình tạo nên các khoáng nóng chảy canxi Aluminat với alumisufat canxi. Khi hàm
lượng Al2O3 càng nhiều thì khoáng C3A tạo thành càng lớn, khả năng xuất hiện pha
loãng trong clinker càng sớm và càng nhiều, còn đối với xi măng nó có khả năng tạo
cho xi măng đông kết rắn chắc nhanh nhưng cường độ thấp và kém bền trong môi
trường sunfat. Trong clinker hàm lượng ôxít nhôm thấp chiếm khoảng (4 ÷ 8)%. Khi
hàm lượng Al2O3 thấp, trong xi măng có thể không tạo C3A mà chỉ tạo C4AF.
- Sắt ôxít (Fe2O3): Có tác dụng làm giảm nhiệt độ thiêu kết của quá trình nung
luyện và tham gia vào quá trình tạo khoáng tetracalcium Aluminôferit (C 4AF). Hàm
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
lượng ôxít này trong clinker xi măng càng lớn thì nhiệt độ nung được hạ thấp, khoáng
C4AF được tạo thành nhiều nên nâng cao được độ bền trong môi trường xâm thực. Vì
vậy trong quá trình nung luyện clinker cần đặc biệt chú ý thành phần ôxít này ở một tỷ
lệ hợp lý mới có tác dụng tốt cho việc giảm nhiệt độ nung luyện, nếu quá nhiều pha
lỏng xuất hiện trong clinker sẽ lớn, gây nên hiện tượng bám dính lò đặc biệt trong
công nghệ xi măng lò đứng. Thông thường tổng hàm lượng ôxít Fe 2O3 chiếm khoảng
(2 ÷ 4)% khối lượng clinker.
Ngoài các ôxít chính tham gia vào quá trình tạo khoáng còn có một hàm lượng
nhỏ các ôxít khác cũng hoà tan trong đó nên ảnh hưởng lớn đến tính chất và chất
lượng của xi măng:
- Magiê ôxít (MgO): Là thành phần có hại cho xi măng, là nguyên nhân gây
sự mất ổn định thể tích khi xi măng đã đông kết rắn chắc. Thường trong sản xuất
clinker xi măng, lượng ôxít MgO được khống chế với hàm lượng nhỏ hơn 5%.
- Titan ôxít (TiO2): Thành phần ôxít này gây ảnh hưởng tới xi măng tuỳ thuộc
vào hàm lượng của nó trong clinker. Nếu hàm lượng của nó từ (0,1 ÷ 0,5)% thì sẽ làm tốt
cho quá trình kết tinh các khoáng, ngược lại khi hàm lượng từ (2 ÷ 4)% thì TiO2 sẽ
thay thế một phần SiO2 trong xi măng, nếu hàm lượng lớn hơn 4% thì làm giảm cường
độ của xi măng.
- Crôm ôxít (Cr2O3) và phốt pho ôxít (P2O5): Khi hàm lượng của các ôxít này
nằm vào khoảng (0,1 ÷ 0,3)% sẽ có tác dụng tốt là thúc đẩy quá trình đông kết ở thời
kỳ đầu, tăng cường độ cho xi măng. Nhưng với hàm lượng lớn (1 ÷ 2)% có tác dụng
ngược lại làm chậm thời gian đông kết rắn chắc và làm suy giảm cường độ của đá xi
măng.
- Ôxít kiềm kali và kiềm natri (K2O + Na2O): do đá sét đưa vào trong clinker
với hàm lượng khoảng 0,5 ÷ 1%. Khi hàm lượng các ôxít này lớn hơn 1% sẽ gây nên sự
mất ổn định thể tích của xi măng đặc biệt là gây nên sự tách, nứt trong bê tông thuỷ công
do các ôxít kiềm này có khả năng tác dụng với CaO, Al2O3 tạo nên các khoáng trương nở
thể tích là Na2O.8CaO.3Al2O3(NC8A3), K2O.8CaO.3Al2O3 (KC8A3).
3. Đặc trưng của clinker xi măng poóc lăng:
Chất lượng của clinker xi măng được đánh giá qua thành phần hoá học và thành
phần khoáng. Để đánh giá một cách tổng quát hơn thành phần của xi măng người ta
thường đánh giá chúng thông qua các hệ số đặc trưng.
- Các hệ số đặc trưng của clinker xi măng là:
a. Hệ số bazơ (kýhiệu m):
%CaO
m = % SiO + % Fe O + % Al O
2
2 3
2 3
Thông thường hệ số bazơ vào khoảng
m = 1,7 ÷ 2,4.
b. Hệ số Silicat (ký hiệu n):
% SiO2
n =
% Al 2 O3 + % Fe2 O3
Đối với xi măng poóc lăng thường hệ số n = 1,7 ÷ 3,5.
Khi tăng n thì làm giảm khả năng nung của clinker, giảm hàm lượng pha
lỏng, giảm sự đông kết rắn chắc của xi măng.
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
c. Hệ số Alumin (p):
p =
% Al 2 O3
% Fe2 O3
Thông thường hệ số p = 1 ÷ 2,5.
Khi p giảm thì nhiệt hydrat hóa thấp.
d. Hệ số bão hoà KH:
KH =
( CaO
tong
− CaOtudo ) − 1,65 × Al 2O3 − 0,35 × Fe2 O3 − 0,7 × SO3
(
2,8 × SiO2 tong − SiO2tudo
)
Hệ số KH thích hợp thường dao động trong khoảng 0,85 ÷ 0,95.
KH càng cao thì clinker xi măng có C3S lớn, KH=1 thì khi CaO liên kết hoàn
toàn với SiO2 chỉ tạo ra C3S.
II. Các phụ gia trong sản xuất xi măng:
Trong công nghệ sản xuất chất kết dính vô cơ người ta sử dụng nhiều loại phụ
gia nhằm mục đích:
+ Cải thiện các tính chất kỹ thuật của chất kết dính.
+ Điều chỉnh mác chất kết dính, giảm giá thành xi măng (phụ gia đầy).
+ Nâng cao hiệu suất của thiết bị công nghệ (phụ gia công nghệ).
1. Phụ gia thạch cao:
Phụ gia thạch cao là phụ gia bắt buộc phải đưa vào khi nghiền cùng với clinker
xi măng. Thạch cao có tác dụng điều chỉnh tốc độ đông kết và đóng rắn của xi măng.
Thạch cao có thành phần khoáng chủ yếu là CaSO 4.2H2O. Yêu cầu kỹ thuật của thạch
cao dùng để sản xuất xi măng đưa ra theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD 168-1989.
2. Phụ gia sử dụng trong xi măng có hai loại:
a) Phụ gia khoáng hoạt tính: là loại phụ gia làm tăng khả năng chịu lực và độ bền
trong môi trường nước cho sản phẩm. Phụ gia hoạt tính gồm phụ gia có nguồn gốc tự
nhiên: trêpen, điatômít... và phụ gia có nguồn gốc nhân tạo bao gồm các phế thải công
nghiệp như xỉ bazơ (thải phẩm của nhà máy thép), tro xỉ axít ...
b) Phụ gia đầy: là loại phụ gia không có khả năng kết hợp với vôi ở nhiệt độ
thường, nhưng ở môi trường hơi nước bão hoà và có nhiệt độ áp suất cao chúng có khả
năng kết hợp với Ca(OH)2 theo các phản ứng silicát nâng cao khả năng chịu lực và rắn
chắc cho sản phẩm. Phụ gia đầy thường là cát thạch anh và đá vôi nghiền mịn, đá
bazan... Trong xi măng loại phụ gia đầy không vượt quá 20% so với khối lượng xi
măng – theo TCVN6260-2009.
3. Phụ gia cải thiện tính chất đặc biệt cho chất kết dính:
Các phụ gia này có khả năng tăng độ bền nhiệt, bền kiềm và bền axít cho chất
kết dính. Các chất loại này thường là các vật liệu chịu nhiệt, chịu axít, chịu kiềm có
trong tự nhiên hoặc nhân tạo.
4. Phụ gia hoạt tính bề mặt:
Loại phụ gia này có khả năng hoạt tính bề mặt cao, khi chất kết dính thuỷ hoá
chúng sẽ tạo thành một màng mỏng trên bề mặt hạt chất kết dính làm thay đổi trạng thái
bề mặt hạt chất kết dính khi thấm nước, giảm ma sát trượt tăng độ dẻo của hỗn hợp nên
thường được gọi là các chất phụ gia tăng dẻo hay phụ gia siêu dẻo. Một số phụ gia
thuộc loại này là bã rượu sunfit, nước thải bã giấy, các loại axít béo tổng hợp.
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
5. Phụ gia cải thiện một số tính chất của chất kết dính :
Loại phụ gia này làm tăng nhanh hay làm chậm thời gian đông kết của chất kết
dính, phụ gia gây mầm tinh thể thúc đẩy quá trình kết tinh rắn chắc của chất kết dính...
6. Phụ gia công nghệ:
Để nâng cao hiệu suất của thiết bị công nghệ trong quá trình sản xuất xi măng
có thể sử dụng các phụ gia công nghiệp nhằm nâng cao hiệu suất nghiền Clinker xi
măng, phụ gia kéo dài thời gian bảo quản xi măng.
III. Các tính chất cơ bản của xi măng pooc lăng
1. Khối lượng riêng và khối lượng thể tích.
Khối lượng riêng (γa) là tỷ số giữa khối lượng của xi măng với thể tích của xi
măng, phụ thuộc vào thành phần khoáng clinker xi măng và thành phần phụ gia trong
nó. Xi măng poóc lăng thông thường có khối lượng riêng từ 3,0 ÷ 3,2 g/cm3. Khối
lượng riêng của xi măng được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 4030 – 85.
Khối lượng thể tích đổ đống (γđ) là tỷ số giữa khối lượng của xi măng với thể tích
đổ đống của nó. Khối lượng thể tích đống phụ thuộc vào thành phần khoáng, độ mịn
của xi măng và hàm lượng phụ gia trong xi măng, khả năng lèn chặt của xi măng. Xi
măng poóc lăng thường có khối lượng thể tích xốp từ (900 ÷ 1100) kg/m3, ở trạng thái
lèn chặt từ 1400 ÷1600 kg/m3.
2. Độ nghiền mịn của xi măng.
Độ mịn của xi măng ảnh hưởng đến chất lượng xi măng. Hạt xi măng càng
mịn tốc độ thuỷ hoá càng nhanh đạt đến triệt để, do đó cường độ xi măng sẽ phát
triển nhanh. Để đánh giá độ mịn của hạt xi măng người ta dùng một đại lượng
gọi là tỷ diện tích, đó là tổng diện tích bề mặt các hạt của một đơn vị trọng lượng
xi măng. Theo tiêu chuẩn TCVN 6260 – 2009 và TCVN 2682 – 2009 độ mịn xi
măng được xác định bằng hai phương pháp: phương pháp độ mịn theo sàng 0,09
mm và độ mịn theo bề mặt riêng (phương pháp Blaine).
3. Lượng nước yêu cầu và độ dẻo tiêu chuẩn của hồ xi măng.
Lượng nước yêu cầu (lượng nước tiêu chuẩn) là lượng nước cần thiết để hyđrat hoá
các khoáng của clinker xi măng và đảm bảo cho hồ xi măng có độ lưu động cần thiết
khi thi công. Ứng với lượng nước tiêu chuẩn cho ta hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn.
Lượng nước yêu cầu của xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng của clinker, độ mịn
của xi măng và loại phụ gia cho vào khi nghiền clinker xi măng. Lượng nước tiêu
chuẩn của xi măng được xác định bằng dụng cụ kim Vica theo TCVN 4031-1985 .
Lượng nước tiêu chuẩn xi măng PC thường từ (21 ÷ 29)%, và của xi măng PCB thường
từ (24 ÷ 32)%.
4. Thời gian đông kết của xi măng poóc lăng.
Quá trình một hỗn hợp xi măng với nước tương đối linh động dần dần đặc lại và có
cường độ ban đầu nào đó gọi là quá trình đông kết. Thời gian đông kết phụ thuộc vào
thành phần khoáng của clinker, độ nghiền mịn của xi măng, phụ gia trong xi măng, điều
kiện môi trường và lượng nước tiêu chuẩn khi đưa vào nhào trộn.
Thời gian đông kết cũng được xác định bằng dụng cụ Vica theo TCVN 6017-1995.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2682 – 2009 yêu cầu về thời gian đông kết của xi
măng PC như sau:
- Thời gian bắt đầu đông kết không sớm hơn 45 phút.
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
- Thời gian kết thúc đông kết không chậm hơn 375 phút.
5. Cường độ của xi măng.
Là độ bền của đá xi măng khi chịu tác động của các lực cơ học mà không bị phá
hoại. Đây là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng xi măng, là chỉ tiêu để phân
loại cho xi măng (mác xi măng). Do vậy người ta đã qui định mác của xi măng là
cường độ nén của những mẫu thí nghiệm với cấp phối X:C = 1:3 và đã được dưỡng hộ
28 ngày trong môi trường có nhiệt độ 18 ± 50C và độ ẩm 90 ÷ 100%. Cường độ của xi
măng được xác định theo TCVN 6016 – 1995.
6. Tính ổn định thể tích của xi măng.
Khi xi măng đông kết rắn chắc cần phải ổn định thể tích. Sự thay đổi thể tích
trong quá trình đông kết rắn chắc của xi măng có thể sẽ làm giảm cường độ của bê tông
khi đóng rắn, gây các vết nứt, rạn hoặc phá hoại sản phẩm. Nguyên nhân chính của sự
thay đổi thể tích là do trong xi măng có chứa một lượng CaO và MgO tự do, các hạt này
ở dạng hạt già lửa nên tác dụng với nước rất chậm, sau khi xi măng đã đông kết rắn
chắc, chúng mới tham gia phản ứng thuỷ hoá làm tăng thể tích, phá hoại cấu trúc sản
phẩm.
Chỉ tiêu độ ổn định thể tích quy định đối với xi măng PC tại TCVN 2682 -2009
và PCB tại TCVN 6260 - 2009 là không lớn hơn 10mm khi thử theo phương pháp
khuôn Le Chatelier.
7. Lượng nhiệt sinh ra trong quá trình thuỷ hoá
Nhiệt thuỷ hoá của xi măng là nhiệt lượng sinh ra của một đơn vị khối lượng xi
măng khi thuỷ hoá. Nhiệt thuỷ hoá xác định tại những thời điểm nhất định . Nhiệt thuỷ
hóa được xác định bằng nhiệt kế theo TCVN 6070 – 1995. Xi măng poóc lăng PC có
lượng nhiệt thuỷ hoá sau 7 ngày là 80 ÷ 90 cal/g và sau 28 ngày có thể lên đến 100
cal/g.
Lượng nhiệt sinh ra khi thủy hóa các khoáng xi măng sẽ làm ảnh hưởng đến việc
thi công bê tông, thúc đẩy nhanh quá trình đông kết rắn chắc của vữa xi măng, nếu khối
bê tông có thể tích lớn thì tính chất này sẽ gây ra nội ứng suất trong khối bê tông đó và
sinh ra nứt rạn và phá hủy kết cấu công trình.
8. Độ bền chống ăn mòn của đá xi măng.
Độ bền ăn mòn của đá xi măng là khả năng bền vững của đá xi măng trong môi
trường xâm thực. Đá xi măng trong các môi trường có tác nhân xâm thực bị ăn mòn theo
thời gian và trở nên kém bền, các tác đông ăn mòn chính gồm ăn mòn sun phát, ăn mòn
muối, ăn mòn rửa trôi.
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
CHƯƠNG 2 : ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY
I. Các yêu cầu khi xây dựng nhà máy xi măng có công suất lớn.
Để lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy một cách hợp lý thì địa điểm chọn phải
đảm bảo các yêu cầu sau.
-Yêu cầu về tổ chức sản xuất
Địa điểm phải gần các nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, điện, nước và gần
nơi tiêu thụ sản phẩm hoặc thuận tiện cho việc di chuyển xi măng đi nơi khác tiêu thụ.
- Yêu cầu hạ tầng kỹ thuật
Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông quốc gia bao gồm đường bộ, đường
thuỷ, đường sắt. Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống mạng lưới cấp điện và thông tin
liên lạc.
- Yêu cầu về quy hoạch
Phù hợp với quy hoạch vùng, lãnh thổ, quy hoạch cụm kinh tế công nghiệp, nhằm
tạo điều kiện phát huy tối đa công suất nhà máy và khả năng hợp tác với các nhà máy
lân cận.
- Yêu cầu về xây lắp và vận hành nhà máy
Thuận tiện trong việc cung cấp vật liệu, vật tư, xây dựng nhằm giảm chi phí vận
chuyển và giảm tối đa cước vận chuyển từ nơi xa đến.
Thuận tiện trong việc cung cấp nhân công cho nhà máy trong quá trình xây dựng
cũng như vận hành nhà máy sau này.
- Yêu cầu về kỹ thuật xây dựng
Về địa hình có khu đất có kích thước hình dạng thuận lợi trong việc xây dựng trước
mắt cũng như mở rộng diện tích nhà máy sau này và thuận tiện cho việc bố trí dây
chuyền công nghệ sản xuất. Khu đất phải cao ráo, tránh ngập lụt về mùa mưa l ũ, có
mực nước ngầm thấp tạo điều kiện cho việc thoát nước khi có mưa, lũ. Độ dốc tự nhiên
thấp hạn chế việc san lấp mặt bằng. Về địa chất địa điểm phải không được nằm trên các
vùng có mỏ khoáng sản hoặc địa chất không ổn định. Cường độ khu đất xây dựng từ
1,5 ÷ 2 kg/cm2
Nhận xét: Để lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy hợp lý phải căn cứ vào các
yêu cầu trên. Nhưng trong thực tế rất khó khăn cho việc lựa chọn địa điểm mà nó thoả
mãn đủ các yêu cầu đó. Sau khi xem xét những thuận lợi và khó khăn từng mặt trong đồ
án này nhà máy xi măng em dự định xây dựng tại xã Thanh Thủy-Huyện Thanh LiêmTỉnh Hà Nam. Địa điểm này thoả mãn được các điều kiện xây dựng một nhà máy sản
xuất xi măng Póoclăng hỗn hợp với năng suất 1,9 triệu tấn xi măng/năm.
II. Giới thiệu về địa điểm xây dựng nhà máy xi măng.
1.Vị trí địa lý.
Nhà máy xi măng thiết kế được bố trí tại xã Thanh Thủy-Huyện Thanh LiêmTỉnh Hà Nam.
2. Điều kiện tự nhiên.
a. Đặc điểm khí hậu tỉnh Hà Nam
Hà Nam có điều kiện thời tiết, khí hậu mang đặc trưng của khí hậu nhiệt đới gió
mùa, nóng và ẩm ướt. Đặc điểm khí hậu thời tiết được tổng hợp tại bảng 3:
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
Bảng 3. Số liệu quan trắc thời tiết khí hậu năm 2007
Tháng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
TB
năm
Nhiệt độ TB
(0C)
16,5
21,3
20,9
22,8
26,4
29,8
29,9
28,5
26,6
24,5
20,7
20,1
Số giờ nắng
(h)
62,9
46,2
9,3
82,6
145,9
232,2
233,9
126,2
125,5
88,8
114,6
31,7
Lượng mưa
(mm)
1,6
59,6
47,9
51,7
329,5
53
269,3
228,9
231,8
285,4
11,6
11,8
Độ ẩm
(%)
72
87
92
85
83
80
80
86
85
83
73
83
Tốc độ gió
(m/s)
1,9
1,7
2
1,7
1,6
1,5
1,9
1,2
1,7
1,8
2,1
1,6
24
1300
132
82,42
1,73
(Nguồn: Trung Tâm dự báo khí tượng thuỷ văn tỉnh Hà Nam 2007)
Hướng gió thịnh hành là gió Đông Bắc về mùa Đông, gió Đông Nam về mùa hè,
số giờ nắng trong năm khoảng 1300 giờ, nhiệt độ trung bình năm 24 0C. Chế độ mưa
thay đổi nhiều trong năm, mưa tập trung vào mùa hè bắt đầu từ tháng 5 kéo dài đến
tháng 10, tổng lượng mưa trong năm là 1582mm. Độ ẩm trung bình cũng như nhiều khu
vực khác ở đồng bằng sông Hồng khoảng 72 - 92%.
b. Đặc điểm chế độ thủy văn tỉnh Hà Nam
Hà Nam có lượng mưa trung bình cho khối lượng tài nguyên nước rơi khoảng
1,602 tỷ m3. Dòng chảy mặt từ sông Hồng, sông Đáy, sông Nhuệ hàng năm đưa vào
lãnh thổ khoảng 14,050 tỷ m3 nước. Chảy qua lãnh thổ Hà Nam là các sông lớn như
sông Hồng, sông Đáy, sông Châu và các sông do con người đào đắp như sông Nhuệ,
sông Sắt, Sông Châu Giang…
Sông Hồng là ranh giới phía đông của tỉnh với các tỉnh Hưng Yên và Thái
Bình. Trên lãnh thổ tỉnh, sông có chiều dài 38,6 km. Sông Hồng có vai trò tưới tiêu
quan trọng và tạo nên những bãi bồi màu mỡ với diện tích gần 10.000 ha.
Sông Đáy là một nhánh của sông Hồng bắt nguồn từ Phú Thọ chảy vào lãnh
thổ Hà Nam. Sông Đáy còn là ranh giới giữa Hà Nam và Ninh Bình. Trên lãnh thổ Hà
Nam sông Đáy có chiều dài 47,6 km. Sông Nhuệ là sông đào dẫn nước sông Hồng từ
Thụy Phương, Từ Liêm, Hà Nội và đi vào Hà Nam với chiều dài 14,5 km, sau đó đổ
vào sông Đáy ở Phủ Lý.
Sông Châu Giang khởi nguồn trong lãnh thổ Hà Nam. Tại Tiên Phong (Duy
Tiên) sông chia thành hai nhánh, một nhánh làm ranh giới giữa huyện Lý Nhân và
Bình Lục và một nhánh làm ranh giới giữa huyện Duy Tiên và Bình Lục. Sông Sắt là
chi lưu của sông Châu Giang trên lãnh thổ huyện Bình Lục.
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
Điều kiện khí hậu, thủy văn trên đây rất thuận lợi cho phát triển một nền nông
nghiệp sinh thái đa dạng, thích hợp với các loại vật nuôi cây trồng nhiệt đới, các loại
cây vụ đông có giá trị hàng hóa cao và xuất khẩu như cà chua, dưa chuột... Điều kiện
thời tiết khí hậu cũng thuận lợi cho phát triển các ngành công nghiệp, thương mại, du
lịch, dịch vụ cũng như các hoạt động văn hóa xã hội và đời sống sinh hoạt của dân cư.
3. Đặc điểm địa chất công trình.
Địa tầng trong khu vực bao gồm các lớp như sau :
Lớp 1 : Đất lấp.
Lớp 2 : Sét Pha.
Lớp 3 : Sét bột kết , phong hoá từ mạnh đến vừa.
Lớp 4 : Sét bột kết , cát kết phong hoá yếu đến không phong hoá .
Lớp 5 : Đá vôi .
4. Về giao thông vận tải.
Với vị trí nằm cách thành phố Phủ Lý Tỉnh Hà Nam gần 40 km theo đường
bộ,cách đường quốc lộ 1A khoảng 5 km về phía đông,đây là một vị trí rất thuận lợi cho
việc xây dựng một nhà máy sản xuất xi măng.
* Đường thuỷ :
Nhà máy sẽ thiết kế nằm gần khu vực sông Đáy có hướng chảy về thành phố
Phủ Lý và nối ra sông Châu Giang chảy về phía nam tỉnh Hà Nam rất thuận lợi cho việc
lưu thông và tiêu thụ sản phẩm
* Đường Sắt :
Có tuyến đường sắt thống nhất bắc nam chạy men theo quốc lộ 21A qua huyện
Bình Lục và xuống Nam Định tạo điều kiện lưu thông sản phẩm sang các tỉnh lân cận
* Đường Bộ
Thuận lợi do có 2 tuyến đường quốc lộ lớn chạy qua, đó là quốc lộ 1A chạy theo
hướng bắc nam qua Phủ Lý sang Ninh Bình,và quốc lộ 21A cắt qua vùng đông bắc
huyện theo hướng tây bắc đông nam từ Phủ Lý sang huyện Bình Lục
5. Về nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy.
a. Đá vôi
Khu vực nhà máy được xây dựng gần mỏ đá vôi Thanh Thủy trên địa bàn huyện
Thanh Liêm chủ yếu ở 2 núi chính là núi Mốc và núi Đá Giãi.
Nguồn đá vôi còn được thu mua từ các mỏ đá vôi do các công ty khai thác đá tư
nhân quản lý đủ đáp ứng nhu cầu cho sản xuất .
Thành phần của các loại đá vôi có gần khu vực nhà máy có thể khai thác chia
làm 3 loại:
+ Tập đá vôi sạch : thành phần chủ yếu là canxit với hàm lượng CaCO 3 = 97÷98
% , MgCO3 ≤ 1.5% , các hợp chất khác ≤ 0.5%.
+ Tập đá vôi silic : hàm lượng CaCO 3 = 80.0 ÷ 95.33% , MgCO 3 = 1.13÷
6.25%.
+ Tập đá vôi dolomit hoá : hàm lượng CaCO3 = 87÷90% , MgCO3 ≤ 10%
+ Tập đá vôi dolomit (phi nguyên liệu ) : hàm lượng CaCO3 thấp ,MgCO3 ≥ 10%
.
b. Đá sét
- Đá sét làm nguyên liệu sản xuất xi măng: mỏ sét ở huyện Thanh Liêm (9 mỏ)
có trữ lượng 330,31 triệu tấn.Trong đồ án thiết kế sử dụng loại đá sét được khai thác tại
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
16
N TT NGHIP
TRNG I HC XY DNG
ch m sột Thanh Tõn ,Thanh Liờm ,H Nam cú thnh phn v cht lng m bo cho
sn xut xi mng.
c. Cỏc loi nguyờn liu b sung v ph gia khỏc
- Qung St. Thỏi Nguyờn.
- Ph gia sn xut xi mng l ỏ Bazan.
6. Vai trũ a im xõy dng nh mỏy:
Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy có vai trò hết sức quan trọng. Nó ảnh
hởng đến vốn đầu t ban đầu, tuổi thọ của nhà máy cũng nh vấn đề kinh tế, duy trì
hoạt động và phát triển của nhà máy. Việc lựa chọn dựa trên nguyên tắc:
- Gần nguồn cung ứng nguyên vật liệu chính.
- Xa khu vực dân c để tránh ô nhiễm.
- Giao thông đờng thuỷ, đờng sắt, đờng bộ thuận lợi.
- Gần khu vực tiêu thụ sản phẩm.
- Khu vực chọn để xây dựng nhà máy cần có nền đất ổn định để thuận lợi
cho việc xây dựng, lắp đặt trang thiết bị.
Dựa vào các điều kiện trên ta chọn nơi xây dựng nhà máy sản xuất xi măng
tại a bn xó Thanh Thy Huyn Thanh Liờm Tnh H Nam. Địa điểm này có
các u điểm sau :
a. Din tớch s dng
Xó Thanh Thy cú nhiều quỹ đất để xây dựng các nhà máy công nghiệp, đặc
biệt là nhà máy sản xuất xi măng. Mặt bằng xây dựng đợc lựa chọn theo sự quy hoạch
của chính quyền địa phơng và kết quả khảo sát địa hình. Tổng diện tích dùng để xây
dựng nhà máy là 19ha.
Mặt bằng xây dựng nhà máy có độ dốc nhỏ, hớng thoải ra sông nên rất thuận lợi
cho việc thoát nớc ra sông vào mùa ma, mặt khác nhà máy xi măng trên đất đồi ổn
định, ít có mạch nớc ngầm nên thuận tiện cho việc tạo móng xây dựng công trình trọng
tải lớn.
Khi nhà máy đi vào hoạt động sẽ thuộc quy hoạch phân vùng kinh tế khu
vực cụm khu công nghiệp xi măng tỉnh Ha Nam. Với mạng l ới giao thông đờng thuỷ, đờng bộ, đờng sắt cũng nh mạng thông tin liên lạc thuận lợi, khả năng đáp ứng vật liệu
xây dựng, các điều kiện sinh hoạt xã hội cũng nh bệnh viện, trờng học và nhu cầu nhân
lực đảm bảo.
b. Ti nguyờn
Đối với sản xuất xi măng thì thành phần nguyên liệu chủ yếu là đá vôi và
ỏ sét, việc có các mỏ đá vôi và ỏ sét đợc phân bố đều về phía đông nam đối với
mỏ đá vôi cách nhà máy >2 Km về phía tây nam, đối với mỏ ỏ sét cách nhà máy
>1,5 Km thì việc khai thác nguồn nguyên liệu và vận chuyển về cho nhà máy hết
sức thuận lợi. Bên cạnh đó cũn có một số mỏ đá vôi và đá sét của t nhân cũng
đóng góp một phần nguyên liệu cho nhà máy trong quá trình sản suất, tạo điều
kiện cho nhà máy có thể dự trữ nguồn nguyên liệu phục vụ cho công tác sản xuất
lâu dài.
Kt lun: Nh vy thụng qua tt c cỏc vn ó xem xột v a ra thỡ ta thy
a im ti xó Thanh Thy ,Thanh Liờm, H Nam m bo iu kin xõy dng nh
mỏy cụng sut 1,9 triu tn xi mng/nm.
SVTH: Lờ ỡnh Honh
Lu ỡnh Lc
GVHD: PGS.TS V ỡnh u
17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ NHIÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG CỦA
NHÀ MÁY
I. Nguyên liệu.
Hai nguyên liệu chính để sản xuất clinker xi măng bao gồm đá vôi, đá sét. Đá
vôi là nguồn cung cấp CaO và đá sét là nguồn cung cấp SiO 2, Al2O3, Fe2O3. Tuy nhiên
để đủ đảm bảo các ôxít theo đúng tỉ lệ yêu cầu nhằm thoả mãn các hệ số KH, n, p thì
trong sản xuất thường phải sử dụng thêm phụ gia quặng sắt, bôxít, đất giầu silíc để bổ
xung thêm các thành phần hoá khi đá vôi và đá sét không đảm bảo theo yêu cầu. Các
nguồn nguyên liệu sử dụng phải theo tiêu chuẩn Việt Nam như sau.
1. Đá vôi.
Hàm lượng cấu tử đá cacbonat trong hỗn hợp nguyên liệu sản xuất xi măng
poóclăng thường từ (76-80)%, vì vậy tính chất lý học và hóa học của nó ảnh hưởng
quyết định việc lựa chọn công nghệ sản xuất xi măng.
Đá dùng để sản xuất xi măng poóclăng phải đảm bảo yêu cầu về hàm lượng các
ôxít như sau:
CaCO3 ≥ 90%;
MgO≤2% ;
SO3 ≤1%;
SiO2 ≤8% ;
Fe2O3 ≤1%;
Al2O3 ≤2%
Thông thường đá vôi thường sử dụng tại các nhà máy xi măng ở nước ta có hàm
lượng CaCO3 = 90 ÷ 98%, MgO ≤ 3 %, ngoài ra có thể sử dụng đá vôi san hô, đá phấn,
đá mác nơ vỏ...
Theo TCVN 6072 - 1996, yêu cầu kỹ thuật của đá vôi để sản xuất xi măng poóc
lăng như sau:
Hàm lượng cacbonat (CaCO3),% không nhỏ hơn: 85
Hàm lượng magiê cacbonat (MgCO3),% không lớn hơn: 5
Đá vôi sử dụng cho sản xuất là đá lấy tại xã Thanh Thủy huyện Thanh Liêm tỉnh Hà
Nam, như đưa ra ở bảng 4
*Bảng 4: Thành phần hóa học của mỏ đá vôi trên địa bàn xã Thanh Thủy -Thanh Liêm
như sau:
Thành phần
SiO2
Al2O3 Fe2O3
CaO
MgO
MKN
Đá vôi
0,81
0,14
0,12
54,8
0,64
43,1
Như vậy đá vôi này đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 6072-1996 để sản xuất xi
măng.
2. Đá sét.
Đá sét là nguyên liệu quan trọng sử dụng để sản xuất clinker xi măng nhằm
cung cấp các ôxít SiO2, Al2O3, Fe2O3 bao gồm đất sét, đất hoàng thổ, phiến thạch sét.
Tùy từng mỏ tùy từng khu vực mà thành phần của đá sét khác nhau nhưng thành
phần khoáng chủ yếu của đá sét là khoáng Alumô silicát ngậm nước tồn tại ở dạng
Al2O3.2SiO2.2H2O. Ngoài ra trong đá sét còn có lẫn các hợp chất khác như cát, tạp chất
hữu cơ, Fe2O3 và các ôxít kiềm,...
Đất sét sử dụng để sản xuất thuộc loại đất sét dễ chảy, thành phần hóa học dao
động lớn.Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6071 – 1995 hỗn hợp sét dùng làm sản
xuất xi măng poóc lăng phải có hàm lượng ôxít trong khoảng sau:
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
SiO2 = 55 ÷ 70%;
Fe2O3 ≤ 1%
K2O + Na2O ≤3%;
Al2O3 =5 ÷ 24%
Sét không được lẫn vật sắt thép và các vật có hại.
Trong đồ án này chúng em chọn nguồn nguyên liệu đá sét khai thác tại chỗ có
thành phần hoá học như ở bảng 5:
* Bảng 5: Thành phần hóa học của đất sét mỏ Thanh Tân, Thanh Liêm
Thành phần
SiO2
Al2O3 Fe2O3
CaO
MgO
MKN
Đá sét
64,12 18,02
6,83
2,11
1,11
7,31
Như vật đất sét này đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 6071-1995 để sản xuất xi
măng.
3. Phụ gia điều chỉnh.
Phụ gia điều chỉnh đưa vào sản xuất xi măng khi thành phần hóa học của phối liệu
chưa đảm bảo yêu cầu đã định. Để tăng cường hàm lượng ôxít SiO2 trong phối liệu thường
dùng phụ gia điều chỉnh là cát, trepen, điatômit. Khi hàm lượng Fe2O3 trong phối liệu thấp
thì dùng quặng sắt làm phụ gia điều chỉnh.Trong phạm vi đồ án em sử dụng Quặng Sắt làm
phụ gia điều chỉnh. Quặng Sắt mua từ công ty cung ứng nguyên vật liệu của Thái Nguyên
có thành phần hóa học đưa ra ở bảng 6.
* Bảng 6: Thành phần hoá của quặng sắt Thái Nguyên:
Thành phần
Quặng sắt
SiO2
15
Al2O3
4,2
Fe2O3
69,0
CaO
1,6
MgO
2,5
MKN
7
II. Nhiên liệu:
Để sản xuất xi măng poóc lăng có thể sử dụng hầu hết các loại nhiên liệu ở cả ba
dạng rắn, lỏng và khí. Trong đó nhiên liệu khí và lỏng là tốt nhất vì chúng có nhiệt trị
cao không có tro và dễ điều chỉnh chế độ nung.
Khí thiên nhiên được sử dụng để nung luyện clinker xi măng poóc lăng có nhiệt trị
8000-9000 kCal/kgCLK. Nhiên liệu lỏng thường sử dụng là dầu ma dút có nhiệt trị
8000-1100 kCal/kgCLK. Hiện nay nước ta thường sử dụng nhiên liệu rắn là than, đây
cũng là nhiên liệu để nung clanhke phổ biến trong sản xuất xi măng ở nước ta. Đối với
lò quay thường sử dụng nhiên liệu rắn là than cám, nhiệt trị của than ≥ 5500
kCal/kgCLK. Than có chất lượng càng cao thì chất lượng clinker càng tốt.
Chọn nhiên liệu là than cám 4a Hòn Gai có thành phần hoá của tro than như ở
bảng 7:
*Bảng 7: Thành phần hóa của tro than:
Thành phần
Tro than
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
SiO2
61,1
Al2O3
28,2
Fe2O3
4,6
CaO
4,1
MgO
0,9
SO3
0,8
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
* Bảng 8: Thành phần của Than cám 4a Hòn gai:
W0
A0
S0
C0
H0
N0
O0
8
16,2
2,1
70
1,6
0,9
1,5
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU
I. Nguyên vật liệu lựa chọn cho sản xuất:
- Đá vôi : mỏ đá vôi Thanh Thủy huyện Thanh Liêm
- Đá sét : Thanh Tân, Thanh Liêm
- Phụ gia :Quặng sắt Thái Nguyên
- Nhiên liệu : Than cám 4a – Hòn Gai
1. Thành phần hóa của các nguyên liệu
* Bảng 9: Thành phần hóa học của nguyên liệu
Thành
phần
Đá vôi
Đất sét
Quặng sắt
Tro than
SiO2
0,81
64,12
15
61,1
Al2O3
0,14
18,02
4,2
28,2
Fe2O3
0,12
6,83
69,0
4,6
CaO
54,8
2,11
1,6
4,1
MgO
0,64
1,11
2,5
0,9
SO3
0,8
MKN
43,1
7,31
7
-
Tổng
99,51
99,5
99,3
99,7
*Bảng thành phần của than cám 4a Hòn gai
W0
A0
S0
C0
H0
N0
O0
Tổng %
8
16,2
2,1
70
1,6
0,9
1,5
100,3
*Thành phần của than cám 4a Hòn gai quy về 100% như sau
W0
A0
S0
C0
H0
N0
O0
Tổng %
7,98
16,15
2,09
69,79
1,6
0,9
1,49
100
*Thành phần của than cám 4a Hòn gai quy về thành phần làm việc khi W0= 0,5%
Wlv
Alv
Slv
Clv
Hlv
Nlv
Olv
Tổng %
0,5
17,46
2,26
75,47
1,73
0,97
1,61
100
2.Thành phần hóa học của các nguyên liệu đã quy về 100%
- Nếu tổng thành phần < 100% và chênh lệch nhỏ ( 1-2%) thì đưa phần chênh lệch đó
vào cột chất khác cho đủ 100%
+ Nếu chênh lệch >2% thì ta dùng hệ số chuyển đổi R i . Ta quy về 100% bằng cách
nhân trị số hàm lượng từng ôxít với hệ số chuyển đổi Ri
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
Ri =
1
× 100
Σi
Trong đó:
- Ri: hệ
số chuyển đổi.
- i: hàm lượng ôxít thứ i
* Bảng 10: Thành phần nguyên liệu quy về 100%
Thành phần
Đá vôi
Đất sét
Quặng sắt
Tro than
SiO2
0,81
64,44
15,11
61,28
Al2O3
0,14
18,11
4,23
28,29
Fe2O3
0,12
6,86
69,49
4,61
CaO
54,98
2,12
1,61
4,11
MgO
0,64
1,12
2,52
0,9
SO3
0,81
MKN
43,31
7,35
7,04
-
Tổng
100%
100%
100%
100%
3. Chuyển thành phần hóa của nguyên liệu chưa nung về nguyên liệu đã nung.
- Từ bảng số liệu của bảng thành phần hóa đã quy về 100% ta tính được thành phần hóa
học của nguyên liệu đã nung bằng cách nhân thành phần hóa thứ i với hệ số Ki
100
100 − MKN
100
100
=
= 1,76
- Với đá vôi: K ĐV =
100 − MKN 100 − 43,31
100
100
=
= 1,08
- Với đất sét: K ĐS =
100 − MKN 100 − 7,35
100
100
=
= 1,08
- Với quặng sắt: K QS =
100 − MKN 100 − 7,04
Ki =
* Bảng 11: Thành phần phối liệu sau nung
Thành phần
Đá vôi
Đất sét
Quặng sắt
SiO2 Al2O3
1,43
0,25
69,6 19,56
16,32
4,57
Fe2O3
0,21
7,41
75,05
CaO
96,77
2,29
1,74
MgO
1,34
1,14
2,32
SO3
-
Tổng
100%
100%
100%
II. Tính hàm lượng tro lẫn.
-Hàm lượng tro lẫn trong clinker được tính:
+ Tính hàm lượng tro đọng lại trong clinker theo công thức:
q =
P × A× B
100 × 100
- q : Hàm lượng tro lẫn trong clinker.
- A: Hàm lượng tro than: A = 17,46%
- B: Mức độ hấp thụ tro của clinker (lò quay phương pháp khô: B = 90%).
- P: lượng than tiêu tốn để nung 1 kg clinker.
tt
Q : Lượng nhiệt tiêu tốn để điều chế l kg clinker. Chọn Q tt = 850 (Kcal/kg)
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
Q lvc : Nhiệt trị cao của than Q lvc = 81 × C + 300 × H – 26 × ( O – S )
=81 × 75,47 + 300 × 1,73 – 26 × (1,61 – 2,26)
= 6648,97 (Kcal/kg)
lv
lv
lv
lv
Q th : Nhiệt trị thấp của than Q th = Q lvc – 6 × (9 × H + W ) (Kcal/kg)
= 6648,97 – 6 × (9 × 1,73 + 05)
= 6552,55 (Kcal/kg)
Ta tính được lượng than tiêu tốn cho 1 kg clinker là:
Q tt
850
P = lv =
= 0,13 (Kg than/kg clinker)
Qth 6552,55
+ Thay vào công thức tính hàm lượng tro ta có:
lv
q=
lv
lv
lv
0,13 × 17,46 × 90 × 100
= 2,04%
100 × 100
III. Tính toán phối liệu.
Ta kí hiệu các ôxít của mỗi cấu tử như sau :
* Bảng 12: Ký hiệu các ô xit của các cấu tử trong phối liệu
Thành
phần hoá
CaO
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Của
Clinker
C
S
A
F
Của phối
liệu
C0
S0
A0
F0
Của đá
vôi (1)
C1
S1
A1
F1
Của đá
sét (2)
C2
S2
A2
F2
Của quặng
sắt(3)
C3
S3
A3
F3
Của tro
than
C4
S4
A4
F4
Gọi:
+ x là phần khối lượng của cấu tử đá vôi (1),
+ y là phần khối lượng của cấu tử đá sét (2)
+ z là phần khối lượng của cấu tử sắt quặng (3)
kết hợp với lượng tro than đọng lại là q tạo nên Clinker xi măng.
Ta có
x + y + z + q = 100
- Thành phần các ôxít trong Clinker được tính như sau:
x.C1 + y.C2 + z.C3 + q.C 4
100
x. A1 + y. A2 + z. A3 + q. A4
A =
100
x.S1 + y.S 2 + z.S 3 + q.S 4
S =
100
x.F1 + y.F2 + z.F3 + q.F4
F =
100
C=
+ Thế các giá trị trên vào công thức của các hệ số bài toán 3 cấu tử:
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KH =
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
C − (1,65. A + 0,35.F
)
2,80.S
S
A+ F
x + y + z + q = 100
+ Xác định các hệ số:
Chọn KH = 0,90; n = 2,2
n =
a 1 x + b1 y + c1 z = d 1
Để tìm x , y , z ta giải hệ phương trình sau: 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 phương trình được xác định như sau:
a1 = (2,8 × KH × S1 + 1,65 × A1+ 0,35 × F1) – C1
= (2,8 × 0,9 × 1,43 + 1,65 × 0,25 + 0,35 × 0,21) – 96,77
= – 92,68
b1 = (2,8 × KH × S2 + 1,65 × A2 + 0,35 × F2) – C2
= (2,8 × 0,9 × 69,6 + 1,65 × 19,56 + 0,35 × 7,41) – 2,29
= 210,26
c1 = (2,8 × KH × S3 + 1,65 × A3 + 0,35 × F3) – C3
= (2,8 × 0,9 × 16,32 + 1,65 × 4,57 + 0,35 × 75,05 ) – 1,74
= 73,19
d1 = [C4 – (2,8 × KH × S4 + 1,65 × A4 + 0,35 × F4)] × q
= [4,11 – (2,8 × 0,9 × 61,28 + 1,65 × 28,29 + 0,35 × 4,61) ] × 2,04
= – 405,16
a2 = n × (A1+ F1 ) – S1 =2,2 × (0,25 + 0,21) – 1,43 = – 0,418
b2 = n × (A2+ F2 ) – S2 =2,2 × (19,56 + 7,41) – 69,6 = –10,27
c2 = n × (A3+ F3 ) – S3 =2,2 × (4,57 + 75,05) – 16,32= 158,84
d2 = q × [S4 – n × (A4+ F4 )] = 2,04 × [61,28 – 2.2 × (28,29 + 4,61)]= –22,64
a3 = b3 = c3 = 1.
d3 = 100 – q = 100 – 2,04 = 97,96
Thay các giá trị trên vào hệ phương trình ta được:
− 92,68 x + 210,26 y + 73,19 z = −405,16
− 0,42 x − 10,27 y + 158,84 z = −22,64
x + y + z = 97,96
Giải hệ phương trình ta được:
x = 68,5
y = 27,63
z = 1,83
Như vậy, trong clinker (phối liệu đã nung) sẽ có:
+ 68,5 % cấu tử đá vôi
+ 27,63 % cấu tử đá sét
+ 1,83 % cấu tử quặng sắt
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
+ kết hợp với 2,04 % tro than.
* Ta lập bảng thành phần hoá của các cấu tử trong clinker bằng cách nhân các giá trị
x,y,z với hàm lượng thành phần hóa của từng cấu tử sau nung:
* Bảng 13: Thành phần hoá của các cấu tử trong clinker
Thành phần
Đá vôi
Đá sét
Quặng sắt
Tro than
Tổng
SiO2
0,98
19,23
0,30
1,25
21,76
Al2O3
0,17
5,40
0,08
0,58
6,23
Fe2O3
0,14
2,05
1,37
0,09
3,65
CaO
66,29
0,63
0,03
0,08
67,03
MgO
0,92
0,32
0,05
0,02
1,31
SO3
0,02
0,02
Tổng
68,50
27,63
1,83
2,04
100
- Quy các thành phần về phối liệu chưa nung (hàm lượng nguyên liệu trong phối liệu),
ta phải nhân với hệ số quy đổi Ki
100
100 − MKN
100
100
=
= 1,76
- Với đá vôi: K ĐV =
100 − MKN 100 − 43,31
100
100
=
= 1,08
- Với đá sét: K ĐS =
100 − MKN 100 − 7,35
100
100
=
= 1,08
- Với quặng sắt: K QS =
100 − MKN 100 − 7,04
Ki =
Vậy ta quy các thành phần cấu tử về phối liệu chưa nung (phần khối lượng )
x0 = 68,5 × 1,76 = 120,56
y0 = 27,63 × 1,08 = 29,84
z0 = 1,83 × 1,08 = 1,98
Ta thấy x0 + y0 + z0 = 152,38
Tổng hàm lượng nguyên liệu trong phối liệu bằng 100%. Do vậy % của các nguyên liệu
trong phối liệu sẽ là:
120,56 ×100
= 79,12%
152,38
29,84 × 100
Y0 =
= 19,58%
152,38
1,98 × 100
Z0 =
= 1,3%
152,38
X0 =
Từ đó ta tính được thành phần hoá học của phối liệu bằng cách nhân các giá trị X 0,Y0,Z0
với hàm lượng của từng cấu tử trong bảng thành phần hóa các nguyên liệu đã chuyển về
100%
* Bảng 14: Thành phần hoá của phối liệu theo %
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
25
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thành
phần
Đá vôi
Đất sét
Quặng sắt
Phối liệu
SiO2
0,64
12,62
0,20
13,46
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
Al2O3
0,11
3,55
0,05
3,71
Fe2O3
0,09
1,34
0,90
2,33
CaO
43,50
0,42
0,02
43,94
MgO
0,51
0,22
0,03
0,76
MKN
34,27
1,43
0,10
35,8
Tổng
79,12
19,58
1,30
100%
IV. Kiểm tra các hệ số lựa chọn theo thành phần hoá của clinker đã tính toán
- Hàm lượng các khoáng trong Clinker:
C3S =4,07 × CaO – 7,6 × SiO2 – 6,72 × Al2O3 -1,43 × Fe2O3
=4,07 × 67,03 – 7,6 × 21,76 – 6,72 × 6,23 - 1,43 × 3,65
= 60,35 %
C2S =8,60 × SiO2 – 3,07 × CaO + 5,07 × Al2O3 + 1,07 × Fe2O3
=8,60 × 21,76 – 3,07 × 67,03 + 5,07 × 6,23 + 1,07 × 3,65
= 16,85 %
C3A =2,65 × ( Al2O3 – 0,64 × Fe2O3 )
=2,65 × 6,23 – 0,64 × 3,65)
= 10,32%
C4AF = 3,043 × Fe2O3= 3,043 × 3,65
= 11,11 %
Ta có
C3S + C2S + C3A + C4AF = 60,35+16,85+10,32+11,1 1= 98,63%
C3S + C2S = 60,35+16,85 =77,2%
C3A + C4AF = 10,32+11,1 1 =21,42%
Ta thấy hàm lượng các khoáng trong Clanhke đảm bảo yêu cầu:
C3S + C2S = 77,2% (70 ÷ 78)%
C3A + C4AF =21,42% (21 ÷ 25)%
+ Kiểm tra các hệ số:
* Hệ số bão hoà vôi (KH = 0,85 ÷ 0,95)
C2 S + 0,89C2 S
60,35 + 0,89 × 16,85
=
= 0,9
C3S + 1,33 × C 2S 60,35 + 1,33 × 16,85
* Môđun Silícát n (n = 1,7 ÷ 3,5):
SiO2
21,76
n=
=
= 2,2
Al 2 O3 + Fe2 O3 6,23 + 3,65
* Môđun Aluminát p (p =1 ÷ 2,5):
1,15 × C3 A
1,15 × 10,32
p=
+ 0,64 =
+ 0,64 = 1,71
C 4 AF
11,11
KH =
V. Tính tít phối liệu và hàm lượng pha lỏng.
+ Tính tít phối liệu:
T = 1,785 × CaO + 2,09 × MgO
= 1,785 × 43,94 + 2,09 × 0,76
= 80%
SVTH: Lê Đình Hoành
Lưu Đình Lực
GVHD: PGS.TS Vũ Đình Đấu
