BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CÔNG TY XI MĂNG HÀ TIÊN I – TRẠM NGHIỀN PHÚ HỮU pptx

Phụ gia khoáng hoá: Để giảm nhiệt độ nung clinker nhằm tiết kiệm nhiên liệu và tăng khả năngtạo khoáng, tăng độ hoạt tính của các khoáng clinker, có thể sử dụng thêm một sốloại phụ gia

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CÔNG TY XI MĂNG HÀ TIÊN I – TRẠM NGHIỀN

PHÚ HỮU

PHẦN I:

TỔNG QUAN VỀ TRẠM NGHIỀN

I Lịch sử hình thành công ty cổ phần xi măng Hà Tiên I:

Hình 1: Công ty xi măng Hà Tiên trước đâyCông ty xi măng Hà Tiên 1 tiền thân là nhà máy xi măng Hà Tiên do hãngVENOT.PIC của cộng hòa Pháp cung cấp thiết bị

Công ty xi măng Hà Tiên 1 là đơn vị chủ lực của Tổng Công Ty Xi MăngViệt Nam tại Miền Nam Hơn 40 năm qua, công ty đã cung cấp cho thị trường trên33.000.000 tấn xi măng các loại với chất lượng cao, ổn định, phục vụ các côngtrình trọng điểm cấp quốc gia, các công trình xây dựng công nghiệp và dân dụng

Năm 1964, Nhà máy chính thức đưa vào hoạt động với công suất ban đầu

là 240.000 tấn clinker/năm tại Kiên Lương, 280.000 tấn xi măng/năm tại nhà máyThủ Đức

Năm 1974, nhà máy xi măng Hà Tiên đã ký thỏa ước tín dụng và hợp tác

với hãng POLYSIUS (Pháp) để mở rộng nhà máy, nâng công suất thiết kế từ300.000 tấn xi măng/năm lên đến 1.300.000 tấn xi măng/năm Thỏa ước này saugiải phóng được chính quyền Cách Mạng trưng lại vào năm 1977

Năm 1981, nhà máy xi măng Hà Tiên được tách ra thành nhà máy xi măng

Kiên Lương và nhà máy xi măng Thủ Đức Và đến năm 1983, hai nhà máy đượcsáp nhập và đổi tên là nhà máy liên hợp xi măng Hà Tiên

Ngày 19/08/1986, máy nghiền số 3 chính thức đi vào hoạt động và đến

tháng 2/1991 dây chuyền nung clinker ở Kiên Lương cũng được đưa vào hoạtđộng đưa công suất của toàn nhà máy lên 1.300.000 tấn xi măng/năm

Năm 1993, nhà máy lại tách thành hai công ty là nhà máy xi măng Hà

Tiên 2 (Cơ sở sản xuất tại Kiên Lương) với công suất là 1.100.000 tấn clinker/năm

3

và 500.000 tấn xi măng/năm, nhà máy xi măng Hà Tiên 1 (cơ sở sản xuất tại ThủĐức - Tp HCM) với công suất là 800.000 tấn xi măng/năm.

Ngày 01/04/1993, công ty cung ứng vật tư số 1 được sáp nhập vào Nhà

máy xi măng Hà Tiên 1 theo quyết định số 139/BXD – TCLĐ của Bộ Xây Dựng

Ngày 30/09/1993, nhà máy xi măng Hà Tiên 1 được đổi thành công ty xi

măng Hà Tiên 1 theo quyết định số 441/BXD-TCLĐ của Bộ Xây Dựng

Ngày 03/12/1993, công ty xi măng Hà Tiên 1 đã ký hợp đồng liên doanh

với tập đoàn Holderbank - Thụy Sĩ thành lập công ty liên doanh xi măng Sao Mai

có công suất là 1.760.000 tấn xi măng/năm Tổng vốn đầu tư 441 triệu USD, vốnpháp định 112,4 triệu USD trong đó công ty xi măng Hà Tiên 1 đại diện 35%tương đương 39,34 triệu USD

Tháng 04/1995, được thừa ủy nhiệm liên doanh giữa tổng công ty xi măng

Việt Nam với Supermix Asia Pte Ltd (Malaysia và Singapore), công ty tham giaLiên Doanh Bê Tông Hỗn Hợp Việt Nam (SPMV) với công suất thiết kế100.000m3 bê tông /năm Vốn pháp định là 1 triệu USD trong đó công ty xi măng

Hà Tiên 1 đại diện 30% tương đương 0,3 triệu USD Để xử lý triệt để tình trạng ônhiễm môi trường, công ty đã xây dựng dự án đầu tư cải tạo môi trường và nângcao năng lực sản xuất

Tháng 11/1994 dự án đã được Chính Phủ phê duyệt với tổng kinh phí là

23.475.000 USD, công trình đã khởi công ngày 15/06/99 và đã hoàn tất đưa vàohoạt động từ 2001, nâng công suất sản xuất của công ty thêm 500.000 tấn ximăng/năm (tổng công suất là 1.300.000 tấn xi măng/năm)

Ngày 21/01/2000, công ty xi măng Hà Tiên 1 đã thực hiện cổ phần hoá Xí

nghiệp Vận tải trực thuộc công ty thành công ty cổ phần vận tải Hà Tiên, trong đócông ty xi măng Hà Tiên 1 nắm giữ 30% cổ phần tương đương 14,4 tỷ đồng

Ngày 06/02/2007, công ty xi măng Hà Tiên 1 đã chính thức làm lễ công bố

chuyển từ doanh nghiệp Nhà nước thành Công ty cổ phần theo quyết định số1774/QĐ-BXD của Bộ Xây Dựng về việc điều chỉnh phương án cổ phần vàchuyển công ty xi măng Hà Tiên 1 thành công ty cổ phần xi măng Hà Tiên 1 vàchính thức hoạt động theo giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 4103005941của Sở Kế Hoạch – Đầu Tư TP.HCM cấp ngày 18/01/2007 với vốn điều lệ banđầu là 870 tỷ đồng

II Trạm nghiền Phú Hữu:

Trạm nghiền Phú Hữu thuộc tổng công ty cổ phần Hà Tiên 1:

Dự án động thổ ngày: 10-9-2004.

Dự án khởi công ngày: 29-3-2007

Area: 20 ha

Bắt đầu sản xuất dây chuyền 1 ngày 5-5-2009, kết thúc 31-8-2009

Bắt đầu sản xuất thử dây chuyền 2 ngày 22-7-2010, kết thúc 15-10-2010

Ngày thành lập TNPH 20-7-2009

Trạm nghiền Phú Hữu: Tổ 8, Khu Phố 4, P.Phú Hữu, Quận 9, Tp HCM XN Xây Dựng Hà Tiên 1: Km 8, đường Hà Nội, Tp.Hcm.

Hình 2: Trạm nghiền Phú Hữu

Vị trí địa lý của Phú Hữu thuận lợi về giao thông cả đường thủy và đường

bộ Phú Hữu nằm bên cạnh cảng Bến Nghé rất thuận lợi cho việc nhập khẩunguyên liệu cũng như xuất hàng Hệ thống giao thông đường bộ dày đặc tẻ đinhiều hướng đều này rất thuận lợi

III Các loại xi măng:

Xi Măng Hà Tiên 1 PCB.40

+ TCVN: 6260:2009

+ Tương đương tiêu chuẩn: ASTM C150 Type I

+ Công dụng: Dùng cho các công trình thông dụng, đúc bê tông, đà kiềng

Xi măng Hà Tiên 1 PC.40, PC.50

+ TCVN: 2682:2009

+ Tương đương tiêu chuẩn: ASTM C150

+ Công dụng: Xây nhà cao tầng, trụ cầu, bến cảng, sân bay

Xi măng Hà Tiên 1 ít tỏa nhiệt

+ TCVN: 6069:1995

5

+ Tương đương tiêu chuẩn: ASTM C150, type II, IV

+ Công dụng: Dùng trong các công trình thủy điện, bê tông khối lớn

Xi măng Hà Tiên 1 chống xâm thực (bền Sulfate)

+ TCVN: 6067:1995

+ Tương đương tiêu chuẩn: ASTM C150 type II, type V

+ Công dụng: Đặc biệt dùng trong môi trường nhiễm mặn như cầu cảng biển

PHẦN II:

NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG

GVHD: Nguyễn Thị Hồng Anh Nhóm SVTH: 08CDHH

7

I Nguyên liệu Clinker:

1 Khái niệm:

Clinker bán sản phẩm trong quá trình sản xuất bằng cách nung kết hợpnguyên liệu đá vôi, đất sét và quặng sắt với thành phần xác định đã được địnhtrước Clinker có dạng cục sỏi nhỏ, kích thước 10 -50mm Clinker được nhà máy

xi măng Hà Tiên 1 nhập từ Thái Lan và Trung Quốc, ngoài ra còn nhập từPhilipine, Indonesia và Tam Điệp

2 Nguyên liệu sản xuất Clinker:

2.1 Đá vôi:

Theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN 6072:1996, đá vôi dùng làm nguyên liệu

để sản xuất xi măng poóc lăng phải thoả mãn yêu cầu về hàm lượng của các chấtlà: CaCO3  85%; MgCO3  5%; K2O + Na2O  1%

Thông thường, các nhà máy xi măng ở nước ta đều sử dụng đá vôi có hàmlượng CaCO3 = 90  98% (CaO = 50  55%), MgO < 3% và ô xit kiềm khôngđáng kể

Ngoài đá vôi ra, ở một số nơi hiếm đá vôi có thể sử dụng đá vôi san hôhoặc vỏ sò nhưng phải khai thác và để lâu ngày cho mưa rửa trôi hết muối NaCl

Đá phấn có chứa CaCO3 98  99%, có cấu trúc tơi xốp có thể thay cho đá vôi và

là nguyên liệu thích hợp để sản xuất xi măng trắng

2.2 Nguyên liệu Sét:

Theo TCVN 6071:1996, hỗn hợp sét dùng làm nguyên liệu để sản xuất ximăng poóclăng phải có hàm lượng các ôxit trong khoảng sau:

SiO2 = 55  70%, Al2O3 = 10  24%, K2O + Na2O  3%

Các nhà máy xi măng ở nước ta hầu hết đều sử dụng sét đồi có hàm lượng SiO2=58  66%, Al2O3 = 14  20%, Fe2O3= 5  10 %, K2O+Na2O = 2 2,5%

Ngoài sét đồi, ở một số nơi có thể dùng sét ruộng hoặc sét phù sa Nhữngloại sét này thường có hàm lượng SiO2 thấp hơn, Al2O3 và kiềm cao hơn, nên phải

có nguồn phụ gia cao silic để bổ sung SiO2 Việc này trở nên khó hơn khi cần sảnxuất xi măng yêu cầu hàm lượng kiềm thấp

2.3 Phụ gia điều chỉnh:

2.3.1 Phụ gia giàu silic: Để điều chỉnh mô đun silicat (n = S / A + F)

trong trường hợp nguồn sét của nhà máy có hàm lượng SiO2 thấp, có thể sử dụngcác loại phụ gia cao silic Các phụ gia thường sử dụng là các loại đất hoặc đá cao

silíc có hàm lượng SiO2 > 80% Ngoài ra, ở những nơi không có nguồn đất caosilic có thể sử dụng cát mịn nhưng khả năng nghiền mịn sẽ khó hơn và SiO2 trongcát nằm ở dạng quăczit khó phản ứng hơn nên cần phải sử dụng kèm theo phụ giakhoáng hoá để giảm nhiệt độ nung clinker.

2.3.2 Phụ gia giàu sắt: Để điều chỉnh mô đun aluminat (p = A / F) nhằm

bổ sung hàm lượng Fe2O3 cho phối liệu, vì hầu hết các loại sét đều không có đủlượng Fe2O3 theo yêu cầu Các loại phụ gia cao sắt thường được sử dụng ở nước talà: Xỉ pirit Lâm Thao (phế thải của công nghiệp sản xuất H2SO4 từ quặng pyrit sắt)chứa Fe2O3: 55  68%, quặng sắt (ở Thái Nguyên, Thanh Hoá, Quảng Ninh, LạngSơn) chứa Fe2O3: 65  85% hoặc quặng Laterit (ở các tỉnh miền Trung, miềnNam) chứa Fe2O3: 35  50%

2.3.3 Phụ gia giàu nhôm: Cũng dùng để điều chỉnh mô đun aluminat (p)

nhằm bổ sung hàm lượng Al2O3 cho phối liệu trong trường hợp nguồn sét của nhàmáy quá ít nhôm Nguồn phụ gia cao nhôm thường là quặng bôxit (ở Lạng Sơn,Cao Bằng, Lâm Đồng) có chứa Al2O3 44  58% Cũng có thể sử dụng cao lanhhoặc tro xỉ nhiệt điện làm phụ gia bổ sung nhôm, nhưng tỷ lệ dùng khá cao vàhiệu quả kinh tế thấp hơn do phải vận chuyển khối lượng lớn đi xa

2.4 Phụ gia khoáng hoá:

Để giảm nhiệt độ nung clinker nhằm tiết kiệm nhiên liệu và tăng khả năngtạo khoáng, tăng độ hoạt tính của các khoáng clinker, có thể sử dụng thêm một sốloại phụ gia khoáng hoá như quặng fluorit, còn gọi là huỳnh thạch (chứa CaF2),quặng phosphorit (chứa P2O5), quặng barit (chứa BaSO4), thạch cao (chứa CaSO4).Các loại phụ gia này có thể dùng riêng một loại hoặc dùng phối hợp với nhau ởdạng phụ gia hỗn hợp, khi đó tác dụng khoáng hoá sẽ tốt hơn, tỷ lệ mỗi loại phụgia sẽ ít hơn Tuy vậy, trong sản xuất nếu càng sử dụng nhiều loại nguyên liệu vàphụ gia thì công nghệ pha trộn phối liệu càng phức tạp, tốn nhiều thiết bị cân trộnhơn và khả năng đồng nhất kém hơn, việc khống chế phối liệu cho chính xác cũngkhó hơn

Mặt khác khi sử dụng phụ gia khoáng hóa cần lưu ý đến các điều kiện kỹ thuật,môi trường và đặc biệt là hiệu quả kinh tế so với giải pháp chỉ sử dụng than có chấtlượng

3 Thành phần khoáng và hóa của Clinker:

clinker còn có thêm một số oxit khác với hàm lượng nhỏ như: MgO, TiO2, SO3,

Trong s n xu t, ất, để giảm nhiệt độ nung clinker người ta có thể sử để giảm nhiệt độ nung clinker người ta có thể sử gi m nhi t ệt độ nung clinker người ta có thể sử độ nung clinker người ta có thể sử nung clinker ng ười ta có thể sử i ta có th s ể giảm nhiệt độ nung clinker người ta có thể sử ử

d ng m t s ph gia khoáng hóa nh crômit, apatit, barit, th ch cao, ộ nung clinker người ta có thể sử ố phụ gia khoáng hóa như crômit, apatit, barit, thạch cao, ư ạch cao,

hu nh th ch, v.v H m l ạch cao, àm lượng % của các ôxit khoáng hóa (nếu có) ượng % của các ôxit khoáng hóa (nếu có) ng % c a các ôxit khoáng hóa (n u có) ủa các ôxit khoáng hóa (nếu có) ếu có)

th ười ta có thể sử ng n m trong kho ng sau: ằm trong khoảng sau:

Mn2O3 : 0,1  0,3 Cr2O3 : 0,1  0,3

P2O5 : 0,1  0,25 BaO : 0,5  1,5

Ôxit canxi (CaO): Tham gia vào phản ứng tạo các khoáng chính củaclinker (C3S, C2S, C3A, C4AF)

Nguồn cung cấp CaO chủ yếu là đá vôi (chứa CaCO3) Hàm lượngCaO trong clinker càng nhiều thì khả năng tạo thành C3S càng lớn, khi đóng rắn ximăng sẽ phát triển cường độ càng nhanh, cho cường độ càng cao

Tuy nhiên, muốn xi măng có chất lượng cao, yêu cầu hầu hết lượng CaO cótrong clinker phải phản ứng hết với các ôxit khác để tạo thành các khoáng canxi silicat,canxi aluminat, canxi alumo ferit Nếu CaO còn lại trong clinker ở dạng tự do (CaOtd)lớn hơn 2% sẽ làm cho đá xi măng nở thể tích dẫn đến phá hủy cấu trúc đã bền vữnglàm giảm cường độ của nó Xi măng chứa nhiều CaO tỏa nhiều nhiệt khi đóng rắn(có thể gây nứt bê tông), kém bền vững trong các môi trường xâm thực và làm giảm

độ bền nước của bê tông

Ôxit silic (SiO2): Là thành phần rất quan trọng của clinker và đứng thứ hai

về số lượng sau CaO Nguồn cung cấp SiO2 chủ yếu là sét, đất cao silic hoặc cát

và tro than Ôxit silic phản ứng với ôxit canxi tạo thành các khoáng canxi silicat

C3S và C2S Khi hàm lượng SiO2 nhiều mà CaO vừa đủ thì xi măng sẽ đóng rắnchậm, cường độ ban đầu thấp Tuy nhiên sau thời gian dài đóng rắn (khoảng sau 1

năm), đá xi măng sẽ có cường độ cao Ngoài ra , xi măng còn có nhiều tính chấtquí khác như tỏa nhiệt ít khi đóng rắn, bền trong các môi trường xâm thực, độ bềnnước cao.

Ôxit nhôm (Al2O3): Trong quá trình nung, Al2O3 tác dụng với CaO, Fe2O3

tạo thành các khoáng canxi aluminat C3A và canxi alumo ferit C4AF Nguồn cungcấp Al2O3 chủ yếu là sét và tro than Clinker chứa nhiều Al2O3 sẽ cho xi măng cóthời gian đông kết ngắn, tốc độ phát triển cường độ nhanh, cường độ cao, nhưngtỏa nhiều nhiệt khi đóng rắn và kém bền trong các môi trường xâm thực Đồngthời nó làm độ nhớt pha lỏng tăng gây cản trở quá trình tạo khoảng C3S Mặt kháckhi làm lạnh các khoáng aluminat dễ bị phân hủy và tạo ra CaO tự do

Ôxit sắt (Fe2O3): Là thành phần chính tạo ra chất nóng chảy khi nung phốiliệu Nhờ chất nóng chảy này mà các phản ứng tạo khoáng clinker xảy ra dễ hơn

và ở nhiệt độ thấp hơn Fe2O3 phản ứng với CaO và Al2O3 tạo thành khoáng canxialumôferit C4AF Nguồn cung cấp Fe2O3 chủ yếu là quặng sắt, xỉ pyrit, quặnglaterit và một phần ôxit sắt có sẵn trong sét, tro than Clinker chứa nhiều ôxit sắtsẽ cho xi măng có cường độ thấp và tốc độ đóng rắn chậm Ngoài ra, nếu hàmlượng Fe2O3 quá lớn (Fe2O3 > 5%)sẽ tạo nhiều chất nóng chảy gây dính lò, khónung; nếu hàm lượng Fe2O3 quá ít sẽ không đủ chất nóng chảy, khó phản ứng tạokhoáng và clinker khó kết khối Vì vậy trong sản xuất cần khống chế chặt chẽhàm lượng Fe2O3 trong khoảng cho phép

Ôxit Magiê (MgO): Là ôxit có hại trong clinker xi măng poóclăng, thườnglẫn trong đá vôi, sét, tro than, v.v Với hàm lượng nhỏ (0,2  0,5%) nó tạo thànhdung dịch rắn với khoáng C3S làm tăng hoạt tính của khoáng này Nhưng nếu hàmlượng MgO quá lớn nó sẽ nằm ở dạng tự do, khi nung ở nhiệt độ cao bị hóa già thànhpericlaz Periclaz phản ứng rất chậm với nước, gây ra nở thể tích và phá vỡ cấu trúc đá

xi măng sau này Vì vậy, hầu hết các nước đều quy định hàm lượng MgO trongclinker xi măng không được vượt quá 5 %, riêng Mỹ quy định MgO  6%

11

Các ôxit crôm (Cr2O3), phốtpho (P2O5), bari (BaO): Là các ôxit có lợi choquá trình tạo khoáng clinker Với hàm lượng nhỏ, chúng có tác dụng giảm nhiệt

độ nung và tạo thành dung dịch rắn làm tăng hoạt tính của các khoáng khi tácdụng với nước Vì vậy chúng thường được gọi là các ôxit khoáng hóa Nhưng vớihàm lượng lớn, chúng lại làm giảm cường độ của xi măng do cản trở quá trình tạokhoáng C3S (là khoáng chủ yếu tạo ra cường độ của đá xi măng)

Anhydric sunfuric (SO3): Khi nung clinker, lưu huỳnh có trong nhiên liệu

và nguyên liệu bị đốt cháy thành SO3 và bay hơi theo khói lò gây ô nhiễm môitrường, có hại cho sức khỏe SO3 còn lại trong clinker có tác dụng 2 mặt: Nếu kếthợp với ôxit kiềm tạo thành K2SO4 và Na2SO4 sẽ ảnh hưởng không tốt tới quátrình nung (nhất là đối với công nghệ lò quay phương pháp khô) và làm giảmcường độ của đá xi măng, nếu nằm lại trong clinker ở dạng khoáng sunfoaluminatthì lại có lợi cho cường độ của đá xi măng

Ôxit kiềm (Na2O, K2O): Là tạp chất có hại, chủ yếu do sét đưa vào phốiliệu Khi nung ở nhiệt độ cao, chúng tạo thành các hợp chất dễ thăng hoa bay theokhói và bụi làm ảnh hưởng tới hoạt động của lò nung Phần kiềm còn lại trongclinker làm giảm cường độ của xi măng Nếu hàm lượng lớn hơn 1% sẽ rất nguyhiểm vì chúng tác dụng với SiO2 hoạt tính của cốt liệu dẫn đến phản ứng kiềm -silic phá hủy bê tông, thậm chí sau 30  40 năm Đối với xi măng dùng cho cáccông trình thủy công yêu cầu hàm lượng kiềm tương đương (tính theo công thức

%Na2Otđ = %Na2O + 0,658 %K2O) phải nhỏ hơn 0,6%

4CaO + Al2O3 + Fe2O3 = 4CaO.Al2O3.Fe2O3 viết tắt là C4AF

3CaO + Al2O3 = 3CaO.Al2O3 viết tắt là C3A

2CaO + SiO2 = 2CaO.SiO2 viết tắt là C2S

CaO + 2CaO.SiO 2 = 3CaO.SiO2 viết tắt là C3S

Hàm lượng của các khoáng này trong clinker xi măng poóc lăng nằm tronggiới hạn sau: C3S: 37  60%, C2S: 15  40%, C3A: 5 15%, C4AF: 1018%

Tổng các khoáng chính chiếm 95  97%, trong đó C3S + C2S: 75  80%,

C3A+C4AF: 18  25%

Khoáng Alit (54CaO.16SiO 2 Al 2 O 3 MgO = C 54 S 16 AM): Là khoáng chính của

clinker xi măng poóclăng Alit là dạng dung dịch rắn của khoáng C3S với ôxit

Al2O3 và MgO lẫn trong mạng lưới tinh thể thay thế vị trí của SiO2 Khoáng C3Sđược tạo thành ở nhiệt độ lớn hơn 12500C do sự tác dụng của CaO với khoáng C2Strong pha lỏng nóng chảy và bền vững đến 20650C (có tài liệu nêu giới hạn nhiệt

độ bền vững của C3S từ 12500C  19000C) Alit có cấu trúc dạng tấm hình lụcgiác, màu trắng, có khối lượng riêng 3,15  3,25 g/cm3, có kích thước 10  250

m

Khi tác dụng với nước, khoáng Alit thủy hóa nhanh, tỏa nhiều nhiệt, tạothành các tinh thể dạng sợi (có công thức viết tắt là CSH(B) gọi là Tobermorit) đanxen vào nhau tạo cho đá xi măng có cường độ cao và phát triển cường độ nhanh.Đồng thời nó cũng thải ra lượng Ca(OH)2 khá nhiều nên kém bền nước và nướcchứa ion sunphat

Khoáng Bêlít (C 2 S): Có cấu trúc dạng tròn, phân bố xung quanh các hạt

Alit Bêlit là một dạng thù hình của khoáng C2S, tồn tại trong clinker khi làmnguội nhanh Trong quá trình nung clinker do phản ứng của CaO với SiO2 ở trạngthái rắn tạo thành khoáng C2S ở nhiệt độ 600  11000C Khoáng C2S có 4 dạngkhác nhau về hình dáng cấu trúc và các tính chất, gọi là dạng thù hình, đó là ,

'-,- và - C2S

Sự thay đổi trạng thái cấu trúc của Bêlít khi tăng nhiệt độ tới xuất hiện phalỏng và khi làm nguội tới nhiệt độ bình thường rất phức tạp và phụ thuộc vào nhiềuyếu tố khác nhau Sự biến đổi thù hình của C2S trong quá trình làm nguội mô tả sauđây đã đơn giản hóa rất nhiều

Khi làm nguội clinker, nếu tốc độ làm nguội chậm sẽ xảy ra sự biến đổi thùhình từ dạng - C2S sang dạng - C2S kèm theo hiện tượng clinker bị tả thành bột

vì có sự tăng thể tích Nguyên nhân vì - C2S có khối lượng riêng là 2,97g/cm3,nhỏ hơn khối lượng riêng của - C2S là 3,28g/cm3 - C2S không có tính kết dính

ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thường, vì vậy để tránh hiện tượng tả clinker do sựbiến đổi thù hình từ - C2S sang - C2S ở 5750C, cần ổn định bằng cách đưa một

số ôxit khác như P2O5, BaO vào mạng lưới cấu trúc của nó tạo thành dung dịchrắn

Khi tác dụng với nước, khoáng Belit thủy hóa chậm, tỏa nhiệt ít và cũng tạothành các tinh thể dạng sợi (có công thức viết tắt là CSH(B) gọi là Tobermorit) đanxen vào nhau tạo cho đá xi măng có cường độ cao Tốc độ phát triển cường độ của

13

khoáng Belit chậm hơn khoáng Alit, phải sau 1 năm đóng rắn cường độ của Belitmới bằng của Alit

Belit thải ra lượng Ca(OH)2 ít hơn Alit nên nó tạo cho đá xi măng có độbền ăn mòn rửa trôi cao hơn đá xi măng Alit

Khoáng canxi aluminat (C 3 A): Là chất trung gian màu trắng nằm xen giữa

các hạt Alit và Belit cùng với alumo ferit canxi (C4AF) Trong thành phần của C3Acũng chứa một số tạp chất như: SiO2, Fe2O3, MgO, K2O, Na2O

Aluminát canxi là khoáng quan trọng cùng với Alit tạo ra cường độ ban đầucủa đá xi măng Xi măng chứa nhiều C3A toả nhiều nhiệt khi đóng rắn, nếu thiếuhoặc không có thạch cao để làm chậm sự đông kết thì xi măng sẽ bị đóng rắn rấtnhanh (không thể thi công được) C3A có tỷ trọng 3,04g/cm3, là khoáng đóng rắnnhanh, cho cường độ cao nhưng kém bền trong môi trường sun phát

Khoáng Canxi alumo ferit (C 4 AF): Cũng là chất trung gian, có tỷ trọng 3,77

g/cm3, màu đen, nằm xen giữa các hạt Alit và Belit cùng với khoáng C3A Khinung clinker, do phản ứng của CaO với Fe2O3 tạo thành các khoáng nóng chảy ởnhiệt độ thấp (600  700OC) như CaO.Fe2O3 (CF), C2F Sau đó các khoáng nàytiếp tục phản ứng với Al2O3 tạo thành các khoáng Canxi Alumo Ferit có thànhphần thay đổi như C2F, C6A2F, C4AF,C6AF2 Các khoáng này bị nóng chảy hoàntoàn ở nhiệt độ 1250OC và trở thành pha lỏng cùng với các khoáng Canxialuminat, tạo ra môi trường cho phản ứng tạo thành khoáng C3S, nên chúngthường được gọi là chất trung gian hoặc pha lỏng clinker

Khi tác dụng với nước, Canxi alumo ferit thuỷ hoá chậm, toả nhiệt ít và cho cường

độ thấp

Các khoáng khác:

Ngoài 4 khoáng chính ở trên, trong clinker còn chứa pha thuỷ tinh là chấtlỏng nóng chảy bị đông đặc lại khi làm lạnh clinker Nếu quá trình làm nguộinhanh thì các khoáng C3A, C4AF, MgO (periclaz), CaOtd… không kịp kết tinh đểtách khỏi pha lỏng, khi đó pha thuỷ tinh sẽ nhiều Ngược lại, nếu làm lạnh chậmthì pha thuỷ tinh sẽ ít Khi làm nguội nhanh, các khoáng sẽ nằm trong pha thuỷtinh ở dạng hoà tan nên có năng lượng dự trữ lớn làm cho clinker rất hoạt tính vàsẽ tạo cho đá xi măng có cường độ ban đầu cao Khi làm lạnh chậm, các khoáng sẽkết tinh hoàn chỉnh, kích thước lớn nên độ hoạt tính với nước sẽ giảm, hơn nữaMgO và CaO tự do sẽ kết tinh thành các tinh thể độc lập, bị già hoá nên dễ gây ra

sự phá huỷ cấu trúc của đá xi măng, bê tông về sau

Khoáng Alit (C54S16AM) Khoáng Belit (-C2S)

Hình3: Ảnh cấu trúc của Clinker

15

4 Đặc tính của clinker:

4.1 Sự hydrat hoá của các khoáng Clinker:

Sự hydrat hoá của C3S và Alít tạo thành các hydro canxi silicat và Ca(OH)2

theo các phản ứng như sau:

2(3CaO SiO2) + 6H2O = 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2 + H

3CaO SiO2 + 3H2O = 2CaO.SiO2.2H2O + Ca(OH)2 + H

Tổng lượng nhiệt toả ra phụ thuộc vào dạng hydro canxi silicat được tạothành và thay đổi trong khoảng từ 32  500 kJ/kg

Mức độ hydrat hoá C3S ở nhiệt độ 2980K (25oC) sau 1 ngày: 25  35%; sau

10 ngày: 55  65%; sau 28 ngày: 78  80%

Thành phần của các hydro canxi silicat được tạo thành khi hydrat hoá C3S

và Alit bị thay đổi và phụ thuộc vào điều kiện đóng rắn Các hydro canxi

silicat mới có độ bazơ cao kết tinhdưới dạng tinh thể hình sợi dàinhỏ Các tinh thể này tạo thành ởbên ngoài lớp vỏ hydrat hình cầu

do đó có thể quan sát được khinghiên cứu kính hiển vi điện tử(hình bên)

Sự hydrat hoá C3S bị chậm lại khi có mặt Ca(OH)2, C3A và tăng lên đáng

kể khi có mặt CaCl2 và các clorit, bromit, nitrit, sunfat, cacbonat, các kim loạikiềm và thạch cao

Phản ứng hydrat hoá C2S và các dung dịch rắn của nó tạo thành các hydrocanxi silicat thành phần khác nhau và số lượng Ca(OH)2 nào đó như sau:

2CaO.SiO2 + 3H2O = CaO SiO2.2H2O + Ca(OH)2 Phản ứng xảy ra với lượng nhiệt toả ra 250  290 kJ/kg

Tốc độ hydrat hoá C2S chậm hơn so vớiC3S và phụ thuộc vào cấu tạo tinhthể của khoáng, thành phần của dung dịch nước và điều kiện xảy ra phản ứng Dotác động của các yếu tố đã chỉ ra, mức độ hydrat hoá C2S có thể là:

Sau 1 ngày: 5  10%; sau 10 ngày: 10  20%;

Sau 28 ngày: 30  50%; sau 5  6 năm: 100%

Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng -C2S tổng hợp hydrat hoá chậm hơnbelit trong thành phần XMP Sự hoà tan trong chúng của các ôxit BaO, P2O5,

Cr2O3, Fe2O3, Na2O ở số lượng hợp lý góp phần làm tăng độ hoạt tính hydrat hoá

của khoáng Nguyên nhân của đặc trưng hydrat hoá rất phức tạp của các dung dịchrắn của C2S chính là sự ổn định của chúng ở các trạng thái cấu trúc khác nhau.Người ta đã cho rằng hoạt tính hydrat hoá của , ' và -C2S cao nhưng khác nhaucòn  -C2S không bị hydrat hoá Tốc độ hydrat hoá C2S tăng lên trong dung dịchnước chứa CaSO4 và CaCl2 hoà tan.

4.1.3 Sự hydrat hoá các canxi aluminat:

Trong quá trình hydrat hoá C3A tách ra các hydro canxi aluminat khácnhau, nhưng ở giai đoạn đầu có 4CaO.Al2O3.19H2O và 2CaO.Al2O3.8H2O Phảnứng có thể xảy ra theo sơ đồ:

2(3CaO.Al2O3) + 27H2O = 2CaO.Al2O3.8H2O + 4CaO.Al2O3.19H2O

3CaO.Al2O3 + 6H2O = 3CaO.Al2O3.6H2O

Hiệu ứng nhiệt của phản ứng phụ thuộc vào thành phần của hydro canxialuminat cuối cùng và thay đổi trong khoảng 865 1100 kJ/kg Phản ứng hydrathoá C3A xảy ra rất nhanh và sau 1 ngày đã đạt đến 70 - 80% Khi hydrat hoá C3A

có thể tạo thành đồng thời các hydrat C3AH6 và AH3, C4AH19 và C2AH8

Nếu trong nước trộn có mặt các ion SO42- thì sản phẩm hydrat hoá C3A sẽ làkhoáng 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O - hydro canxi trisunfo aluminat hay còn gọi làEttringit

3CaO.Al2O3 + 3CaSO4 + 32H2O = 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O

Trong trường hợp nếu các ion SO42- trong dung dịch không đủ để liên kếttất cả hydro canxi aluminat thành Ettringit, thì các tinh thể Ettringit và hydrocanxialuminat tương tác với nhau tạo thành hydro canxi monosunfo aluminat:

2(C3AH6 ) + 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O =

= 3(3CaO.Al2O3.CaSO4.12H2O) + 8H2OCác tinh thể Ettringit hình kim hoặc hình lăng trụ tạo thành ở gần bề mặtcủa hạt C3A cũng như ở khoảng trống giữa các hạt Các tinh thể hydro canximonosunfo aluminat có dạng tấm Khi có mặt các ion SO42- tốc độ hydrat hoá C3A

bị chậm lại

Các ion Cl- (CaCl2) thúc đẩy quá trình hydrat hoá C3A cũng như hỗn hợp

C3A với CaSO4 Các muối hoà tan nhiều trong nước (sunfat, clorit, nitrat v.v.) gây

ra ảnh hưởng lớn lên động học hydrat hoá C3A Trên cơ sở các hydro canxialuminat độ bazơ cao có thể tạo thành Ettringit khi chúng tương tác với các ion

Ca2+ và SO42- trong các môi trường xâm thực

4.1.4 Sự hydrat hoá canxi alumoferit:

Phản ứng hydrat hoá cũng xảy ra theo các sơ đồ phức tạp và tạo thành cáctinh thể hydrat khác nhau:

17

4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 13H2O = 4CaO.Al2O3.Fe2O3.13H2O

4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 10H2O = 3CaO.( Al,Fe)2O3.6H2O +

+ Ca(OH)2 + Fe2O3.3H2OSản phẩm trung bình của sự hydrat hoá canxi alumoferit có dạng C2AH8,dung dịch rắn cao sắt C4(A1 - xFx) H19, gel Fe2O3 Tốc độ hydrat hoá C4AF ở giaiđoạn đầu lớn: qua 3 ngày mức độ hydrat hoá của khoáng đạt đến 50  70% Khitrộn C4AF với dung dịch nước chứa Ca(OH)2 và CaSO4 hoà tan ở giai đoạn đầutạo thành các hydro canxi sunfo aluminat dạng Trisunfo và dạng Monosunfo, chứa

Fe2O3 ở dạng dung dịch rắn Sự hydrat hoá C6A2F và C6AF2 cũng xảy ra như C4AFnhưng tốc độ phản ứng bị giảm dần từ thành phần cao nhôm đến thành phần caosắt

4.1.5 Sự hydrat hoá các pha còn lại của Clinker:

CaO và MgO tự do bị thuỷ phân tạo thành Ca(OH) 2 (portlandit) vàMg(OH)2 (bruxit) Sự tương tác của chúng với nước xảy ra chậm kèm theo sự tăngthể tích có thể là nguyên nhân không ổn định thể tích của đá XM trong thời gianđóng rắn về sau (khoảng sau 10 năm)

Pha thuỷ tinh của clinker XMP bị hydrat hoá rất nhanh tạo thành các dungdịch rắn của các canxi alumoferit thành phần 3CaO.Al2O3.Fe2O3.6H2O và cáchydrogrannat có công thức chung 3CaO.(Al,Fe)2O3.xSiO2(6-2x)H2O Cả hai dạnghợp chất này đều tạo thành ở điều kiện thường nhưng sự kết tinh rõ ràng củachúng chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao (373  4730K) và áp suất cao

4.2 Màu sắc, và cấu tạo ngoại quan của hạt Clinker:

Hình 4: Cấu trúc ngoại quan của Clinker

Clinker là vật chất tối nốt màu xám của đá vôi, đất nung và đất sét ở nhiệt

độ khoảng 14000C- 15000C Các nốt là mặt đất lên đến một loại bột mịn để sảnxuất xi măng, với một lượng nhỏ thạch cao được thêm vào để kiểm soát thiết lậpcác thuộc tính

Clinker là cục u hay bướu, thường là 3-25mm

Phân tích hoá học cũng như phân bố cỡ hạt của các mẫu clinker trên ta xácđịnh được:

Màu Phase Công thức hóa học

Trắng/xám giữa các tinh thể Ferrite/Aluminate C4AF/C3A

Viền trắng bao quanh tinh thể Vôi tự do CaO

Xám sẫm Alkali sulphates (Na/K)2SO4

Xám/đen trong mẫu clinker Lỗ xốp, rỗ

Xám trong các mảng clinker Keo, nhựa gắn kết

Hình 4 cho thấy một bề mặt mẫu mài của clinker xi măng có chứa các phachính của clinker Các màu có ý nghĩa như sau:

Trong ảnh kính hiển vi ở hình 4, các tinh thể trắng gần tròn trong phần trênbên trái tâm ảnh kính hiển vi là CaO tự do, belite ở góc dưới bên phải bao quanh

lỗ trũng màu đen cũng alkali ở phía trên bên phải, bao quanh lỗ màu xám

Hình 5: Cấu trúc của ClinkerKhi nghiên cứu các loại clinker của các nhà máy khác nhau trong kính hiển

vi quang học, có thể thấy các cấu trúc khác nhau của clinker Điều này có thể đượcminh hoạ bằng hình 5

Ảnh kính hiển vi cho thấy một loại clinker có độ xốp thấp (nhỏ hơn khoảng5%) bao gồm một vài lỗ nhỏ Các tinh thể alite và belite là lớn Cần chú ý rằng độphóng đại hình 5 là như nhau trên các clinker khác nhau

Trên ảnh kính hiển vi hình 5 thấy một cấu trúc clinker rất khác Độ xốpcao, do đó nó gồm có nhiều lỗ nhỏ, đồng thời kích thước các tinh thể alite là nhỏcòn hàm lượng belite là thấp

Điều không ngạc nhiên là clinker với những cấu trúc khác nhau như vậy sẽcho thấy các khả năng nghiền khác nhau

19

Mặc dù khác nhau về thành phần phase và cấu trúc của clinker là hiểnnhiên, ta cần định lượng các tính chất này Do hàm lượng của alite, belite, phaselỏng, độ xốp, mức độ giao cắt giữa các lỗ N1 cũng như kích cỡ của các tinh thểalite và đôi khi là các tính chất khác được định lượng từ các lát cắt mẫu mài theocách sau:

Hàm lượng các phase của clinker và độ xốp được đo bằng cách đếm sốđiểm hay bằng cách phân tích ảnh tự động

Mức độ giao cắt giữa các lỗ N1 được đo như số lần một đường thẳng cóchiều dài đó biết cắt một lỗ Do đó N1 có quan hệ với số lỗ trong clinker

Kích cỡ trung bình của tinh thể alite và belite được đo bằng phương phápnhanh do đó kích thước trung bình đo được là nhỏ hơn so với giá trị đúng nhưng

đủ độ chính xác cho mục đích này

II Thạch cao:

1 Cấu tạo, hình dạng của Thạch Cao:

Thạch cao có cấu tạo: CaSO4.2H2O, có lẫn ít đất sét, cát, hợp chất sunfua, đôikhi có lẫn ít sắt, magiê, khi nung ở nhiệt độ t0C >100 thì thạch cao chuyển sang dạngkhan:

Thạch cao có dạng tinh thể hạt, bột khối lượng riêng 2,31-2,33 g/cm³

Màu sắc: Trắng, không màu, vàng-trắng, lục-trắng, đà…, ngoài ra màu

thạch cao còn phụ thuộc vào tạp chất

Hành vi tạo tinh thể: Đồ sộ, phẳng Tinh thể kéo dài hình lăng trụ.

Cấu trúc tinh thể: Đơn nghiêng

2 Tác dụng của Thạch Cao:

Là phụ gia cho thêm vào xi măng để kéo dài thời gian ninh kết, giảm tốc độđóng rắn của xi măng Nhà máy xi măng Hà Tiên nhập thạch cao phần lớn từ Lào,Thái Lan

Clinker khi nghiền mịn đóng rắn rất nhanh, do phản ứng C3A với nước xảy

ra rất nhanh Do đó phải giảm tốc độ đóng rắn của clinker bằng thạch cao Khi cómặt thạch cao quá trình đóng rắn xảy ra phản ứng:

C3A + CaSO4.2H2O + 26 H2O  6 CaO Al2O3.3SO3.3H2O

C3A + CaSO4.2H2O + 26 H2O  3 CaO Al2O3.3SO3.3H2O

Khi tạo hỗn hợp vữa, bao quanh thạch cao lúc đầu là C3A.CaSO4.3H2Oxốp, hình kim Ion SO42- tiếp tục đi qua lỗ xốp ra môi trường SO42- bao quanh C3Atạo thành lớp C3A.CaSO4.12H2O xít đặt giả bền, ngăn cản không cho ion Al3+ thoát

ra ngoài, vì vậy mà quá trình phản ứng chậm lại và thời gian ninh kết kéo dài

Nếu cho quá nhiều thạch cao, nồng độ SO42- cao, tạo nên môi trường bãohòa nhanh C3A.CaSO4.12H2O thành C3A.CaSO4.31H2O có cấu trúc xốp, làm tăngtốc độ dính ướt, quá trình tạo hydrosunfua aluminat nhanh, làm tăng tốc độ ninhkết

Nếu cho ít thạch cao, nồng độ SO42- ít, làm Al3+ tiếp tục thoát ra môi trường,tăng quá trình đóng rắn

III Đá vôi:

Đá vôi là loại một loại đá trầm tích, về thành phần hóa học chủ yếu là khoángchất canxit Đá vôi ít khi ở dạng tinh khiết, mà thường bị lẫn các tạp chất như đáphiến silic, silicat và đá mácma cũng như đất sét, bùn và cát, bitum Nên nó có màusắc từ trắng đến màu tro, xanh nhạt, vàng và cả màu hồng xẫm, màu đen

2 Đặc điểm của đá vôi:

Đá vôi có độ cứng 3, khối lượng thể tích 1700 ÷ 2600 kg/m3, cường độ chịunén 1700 ÷ 2600kg/cm2, độ hút nước 0,2 ÷ 0,5% Đá vôi nhiều silic có cường độcao hơn, nhưng giòn và cứng Đá vôi chứa nhiều sét (lớn hơn 3%) thì độ bền nướckém Đá vôi là nguyên liệu để sản xuất vôi và xi măng

Theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN 6072:1996, đá vôi dùng làm nguyên liệu

để sản xuất xi măng poóclăng phải thoả mãn yêu cầu về hàm lượng của các chấtlà: CaCO3  85%; MgCO3  5%; K2O + Na2O  1% Thông thường, các nhà

21

máy xi măng ở nước ta đều sử dụng đá vôi có hàm lượng CaCO3 = 90  98%(CaO = 50  55%), MgO < 3% và ô xit kiềm không đáng kể.

3 Chỉ tiêu kiểm tra và yêu cầu :

CaCO3, không nhỏ hơn 90%

MgCO3 không lớn hơn 6%

SiO2 không lớn hơn 5%

Hàm lượng đất lẫn không lớn hơn 8%

Kích thước đá khai thác và sau khi qua máy đập: tùy theo quy mô và thiết

bị đập, nghiền của mỗi nhà máy cụ thể

IV Puzzolan:

1 Khái niệm:

Pouzzolane là lọai đá thiên nhiên thuộc nhóm phụ gia hoạt tính (thủy lực)làm tăng mật độ và cường độ của xi măng trong môi trường nước Đồng thời giúptăng sản lượng, hạ giá thành sản phẩm Pouzzolane được khai thác ở Đồng Nai

2 Thành phần:

Thành phần chính là các khoáng hoạt tính nhóm alumo silicat Tự bản thânkhông có tính thủy lực Trong môi trường điện ly có Ca(OH)2 từ phản ứng hydratclinker, chúng có khả năng tạo khoáng hydrosilicat canxi CSH hoặc hydrosilicatalumin CAH có tính thủy lực rất có lợi Độ hoạt tính càng lớn khi hàm lượng oxytsilic vô định hình càng cao.ngoài ra pouzzolane làm tăng tính bền nước, hạ giáthành sản phẩm

Độ hoạt tính của Pouzzolane Lượng hút vôi từ dung dịch vôi bão hòa

sau 30 ngày đêm của 1 gam Pouzzolane(mg CaO/g đá)

Trung bình Từ 60 đến 100

Yếu <30 hoặc < 60

PHẦN III:

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ TRONG

DÂY CHUYỀN NGHIỀN XI MĂNG

23

I Sơ đồ quy trình công nghệ nghiền xi măng.

II Thuyết minh quy trình công nghệ nghiền xi măng:

Nếu là clinker khi qua cửa chuyển sẽ theo hệ thống băng tải chuyển lên silochứa clinker Sau khi vào silo chứa, clinker được rút ra ở đáy silo nhờ hệ thốngcửa rút liệu xuống băng tải, qua gầu tải lên hopper chứa clinker trung gian

Nếu nguồn nhập liệu là thạch cao, đá vôi, phụ gia thì khi qua cửa chuyểnthì được băng tải cố định trong kho chuyển thẳng lên máy rải liệu (stacker) vàokho hở để rải thành đống theo từng loại Việc chứa nguyên liệu trong kho hởnhằm đồng nhất sơ bộ nguồn nguyên liệu Sau khi nguyên liệu, phụ gia được đổthành đống thì được máy cào liệu (reclaimer) cào theo từng loại riêng biệt vàchuyển lên hệ thống băng tải, gầu tải để đến các hopper trung gian tương ứng ( đávôi, thạch cao, phụ gia)

Tại cửa chuyển, phễu tiếp liệu, phễu đổ liệu của băng tải đều có hệ thốnglọc bụi tay áo để lọc lượng bụi sinh ra trong quá trình vận chuyển Khí sạch đượcphóng không ra ngoài môi trường còn bụi được hồi lưu lại vị trí cũ

2 Khu nghiền:

Nguyên liệu từ 4 cái hopper được rút thông qua hệ thống của rút xuống 4băng tải định lượng tương ứng Tại đây thành phần ( tỉ lệ) các nguyên liệu đượcbăng tải định lượng kiểm soát bằng tốc độ quay và độ rộng của băng tải sao chotổng thành phần của 4 loại nguyên liệu đủ 100% Sau đó tất cả các nguyên liệuđược nhập vào một băng tải chung để chuyển đến máy nghiền Phía trên băng tảichung có thiết bị tách từ để loại bỏ các tạp chất sắt có trong nguồn nguyên liệuhoặc từ các thiết bị máy móc Tạp chất sắt sau khi bị loại bỏ rơi xuống đống phế

liệu nhờ đường dẫn Để quá trình tách từ triệt để, nguồn nguyên liệu được chạyqua thiết bị phát hiện kim loại trước khi xuống cửa chuyển Quá trình tách từnhằm bảo vệ máy nghiền do các tạp chất sắt có thể làm hư, mòn con lăn và mâmnghiền, giảm độ rung cho máy nghiền.

Nếu thiết bị phát hiện kim loại báo tín hiệu, thiết bị thủy lực trên cửachuyển được kích hoạt, lượng nguyên liệu đó đi qua cửa chuyển để xuống mộtphễu thu hồi

Nếu không có tín hiệu nguyên liệu được đưa xuống cửa chuyển, xuốngbăng tải để chuyển vào máy nghiền

Nguyên liệu ra khỏi cửa chuyển theo băng tải đi vào rotary feeder trước khi

đi vào máy nghiền Rotary Feeder có tác dụng ổn định áp suất trong máy nghiền,đồng thời cung cấp nguyên liệu cho máy nghiền đồng đều, ổn định tại mọi thờiđiểm trong suốt quá trình nghiền Khi nguyên liệu vào máy nghiền đứng sẽ đượcnghiền bởi sự quay của mâm nghiền và hệ thống 3 con lăn chính, 3 con lăn phụ

Ba con lăn phụ có tác dụng làm đều lớp liệu cho con lăn chính, giảm độ rung chomáy nghiền Ba con lăn chính nghiền nguyên liệu dựa vào sự ma sát giữa con lăn– nguyên liệu – mâm nghiền Để quá trình nghiền diễn ra tốt người ta thường thêmvào chất trợ nghiền và nước.Trong quá trình nghiền dòng khí nóng thổi từ dướiđáy máy nghiền được cung cấp nhằm đảm bảo cho máy nghiền hoạt động, sấy khô

xi măng đến độ ẩm cần thiết và thổi bụi xi măng lên đỉnh máy nghiền

Tại đỉnh máy nghiền có thiết bị phân ly hạt động nhằm thu được xi măng

có độ mịn thích hợp Những hạt xi măng đạt yêu cầu được quạt hút đưa đến thiết

bị lọc bụi xi măng Những hạt có kích thước lớn không đạt yêu cầu được hồi lưulại máy nghiền Trong quá trình nghiền nguyên liệu rơi vãi trong máy nghiền đượcthu hồi ở dưới đáy máy nghiền thông qua một băng tải, gầu tải và được nhập vàodòng nguyên liệu chính

3 Khu đóng bao:

Xi măng thu được từ thiết bị lọc bụi được đưa qua hệ thống máng trượt đểchuyển lên silo chứa xi măng Tại cuối hệ thống máng trượt có thiết bị lấy mẫu tựđộng Khi đi hết hệ thống máng trượt, xi măng được đưa qua gầu tải để chuyển lênđỉnh silo xi măng Xi măng được dẫn qua hệ thống cửa phân phối để đổ vào cácsilo nhỏ (A,B,C,D,E)

Xi măng được làm tơi và vận chuyển ra cửa rút nhờ hệ thống máng trượtkhí động hở nằm bên dưới đáy silo Xi măng từ silo E theo 6 cửa rút xuống bin 2,

xi măng từ 4 silo A,B,C,D theo 12 cửa rút (mỗi silo 3 cửa) xuống bin 1 Mỗi bin

25

đều có 3 đường dẫn xuống 3 sàng rung chung, nhằm thuận tiện cho quá trình phốitrộn xi măng từ các silo Sau khi quá sàng rung xi măng đạt yêu cầu được chuyểnxuống két chứa của máy đóng bao hoặc két chứa xi măng xá công nghiệp Ximăng ở trên sàng được thải ra ngoài.

Xi măng được hệ thống đóng bao tự động đóng thành bao tiêu chuẩn, qua

hệ thống kiểm tra, rồi theo hệ thống băng tải ra bến xuất thủy hoặc xuất bộ Ximăng rút xá được vận chuyển bằng các xe bồn

III Thiết bị chính:

1 Cẩu (KE):

Công dụng:

Cẩu Kranbau Eberswalde (gọi tắt là cẩu KE) được thiết kế dùng để bốcnguyên liệu phụ gia, thạch cao, đá vôi hoặc clinker từ tàu và sà lan cập cảng củaTrạm tiếp nhận, nghiền và phân phối xi măng phía Nam trực thuộc công ty HàTiên 1(Quận 9, TPHCM)

10 Xe con.

11 Cabin vận hành

12 Palan sửa chữa

13 Bánh xe hướng dẫn cápđiện

12 Palan sửa chữa

13 Bánh xe hướng dẫn cáp điện

14 Dầm chính

15 Hệ thống cáp và ổ đỡ

Nguyên tắc hoạt động:

Cẩu hoạt động nhờ vào thiết bị tang cuốn cáp nâng hạ gàu gắn trên dầmchính và hệ thống thủy lực gắn trên gàu Khi động thiết bị hoạt động, gàu cạpđược nâng hạ đến xà làn, tàu chứa nguyên liệu (clinker, đá vôi, thạch cao, phụgia ) Trong quá trình hạ gàu, động cơ thủy lực sẽ mở gàu ra Hệ thống thủy lực sẽđóng gàu lại khi gàu đến đúng vị trí cần múc (được điều khiển bởi người vậnhành) Sau đó tang cuốn cáp sẽ nâng gàu cạp lên và di chuyển đến phễu nhập liệu.Phễu nhập liệu là thiết bị chứa trung gian cho quá trình vận chuyển, làm giảm áplực xuống băng tải và phân phối đều nguyên liệu lên băng tải Hệ thống băng tải sẽvận chuyền nguyên liệu đến khu vực lưu trữ tùy theo loại Lượng bụi phát sinhtrong quá trình xả liệu sẽ được quạt hút đưa về thiết bị lọc bụi tay áo gắn trênkhung đỡ chính Đế phát huy hết khả năng của cẩu, người ta lắp đặt hệ thống cầutrên một khung đỡ chính có gắn bánh xe định hướng để cẩu có thể di chuyển dọctheo chiều dài của khu tiếp nhận

Khi bật công tắc điều khiển thì dàn cần cẩu sẽ làm việc và cạp trện dàn sẽmúc lấy nguyên liệu từ xalan, tàu cho vào phễu nhập liệu, cạp làm việc múcnguyên liệu trung bình khoảng 50%, rồi từ phễu nguyên liệu sẽ được đưa qua hệthống tách bụi xiclon rồi chuyển lên băng tải đi vào kho và vào silo chứa

Thông số kĩ thuật:

Công suất thiết kế của cẩu là 1000 tấn/giờ

Gàu cạp: Công suất thiết kế 32 tấn/lần

Tốc độ: Tùy thuôc vào người vận hành

Phễu tiếp nhận: Dung tích 25m3

Sự cố và cách khắc phục:

Sự cố: Chủ yếu do người vận hành

- Đường ray di chuyển

- Khi di chuyển cẩu, quán tính lớn nhất nhất thời có thể xảy ra vì trọng lượnglớn và tốc độ cao

- Tốc độ của gàu múc không đều

- Dây cáp quá chùng trong lúc múc nguyên liệu

- Quá tải gàu múc

Cách khắc phục:

- Kiểm tra đường ray di chuyển của cẩu không có vật lạ gác ngang trước khivận hành

- Cách xử lý quán tính này phải được thực hiện bởi sự phán đoán từ xa và sựkhởi động đúng lúc hay những thao tác điều khiển di chuyển chậm lại.

- Khi gàu tiến gần tới đất, tốc độ hạ xuống phải được giảm tối thiếu

- Khi đặt gàu xuống đống liệu, điều chỉnh dây cáp của cẩu không được quáchùng

- Khi bốc liệu, khối lượng liệu chỉ được ≤ 15 tấn/gàu (quan sát trên màn hìnhđiều khiển)

2 Thiết bị lọc bụi tay áo (lọc bụi xung):

Công dụng:

Dùng để tách bụi khô ra khỏi khí bẩn trước khi thải trực tiếp ra môi trường.Được bố trí tại các điểm tháo dỡ vật liệu, các cửa chuyển, các đầu ra của băng tải,các phễu rút liệu Ngoài ra lọc bụi tay áo cũng có tác dụng lọc bụi có trong gióhút tạo áp âm trong các máng trượt để việc vận chuyển xi măng trong các mángtrượt lưu thông dễ dàng Nếu lọc bụi tay áo trong công đoạn nghiền gặp sự cố th ìtoàn bộ dây chuyền sản xuất trong khu nghiền sẽ dừng hoạt động Thiết bị đượclắp đặt bởi tập đoàn Loesche

Hình 6: Cấu tạo thiết bị lọc bụi tay áo

Chú thích:

1.Buồng khí sạch 2.Khung đỡ túi lọc

29

12.Đường khí vào.

13.Đường khí ra

14 Bụi thu hồi

Cấu tạo:

Thân thiết bị được làm bằng tole bên trong được chia làm hai ngăn Mộtngăn lớn bên dưới chứa khí bẩn, ngăn nhỏ phía trên chứa khí sạch chuẩn bị phóngkhông

Phễu thu hồi có dạng hình nón cụt dùng để đón nhận và hướng bụi xuốngsas (hoặc valve cánh bướm) Sas (hoặc valve cánh bướm) có tác dụng hồi lưulượng bụi thu được xuống băng tải hoặc máng trượt Valve cánh bướm hoạt động

ổn định và không tốn nhiên liệu như sas

Thân buồng lọc: Hình chữ nhật bên trong có đặt nhiều túi lọc được làmbằng sợi polyeste được đan theo phương pháp dọc ngang xen kẽ Các túi lọc được

cố định vào khung lọc Bên trong các túi lọc có các khung dẫn bằng thép cọngđược bố trí sao cho vừa căng được vải lọc đáp ứng yêu cầu giữ bụi, đồng thời dễdàng giũ sạch trong chu kỳ giũ Phía trên của khung thép thường gắn một venturynhằm tăng áp lực trong chu kỳ giũ

Ống dẫn bụi được nối từ nguồn bụi (băng tải, cửa chuyển, phễu rút liệu )đến ngăn dưới của lọc bụi Ống dẫn khí sạch được gắn với quạt hút để tạo áp suất

âm cho cả thiết bị hoạt động

Vis thu hồi: Nằm dưới đáy phễu thu hồi, dạng vít xoắn một chiều được gắnvới động cơ để đưa bụi về sas (hoặc valve cánh bướm)

Quạt hút: Dùng để tạo áp suất hút cho thiết bị hoạt động

Hệ thống khí nén: Cung cấp khí nén cho các verin điều khiển đóng mở cácnắp cách ly tương ứng với các giai đoạn lọc bụi và giũ bụi Hệ thống bao gồm:một máy nén khí, một bộ phận lọc làm sạch khí từ bình chứa đến verin, một đồng

hồ đo áp đảm bảo áp suất trên đường ống không thay đổi một bộ phận bôi trơncung cấp nhớt cho các thiết bị chuyển động, verin khí điều khiển đóng mở các nắpcách ly

Máy nén khí: Được đặt ở vị trí thích hợp trong nhà máy để cung cấp khínén cho các máy lọc của cả dây chuyền Khí nén được dẫn từ máy nén khí, trướckhi vào thiết bị lọc được dẫn qua bộ phận tích áp nhằm tạo nên áp suất cần thiết đểgiũ bụi Thiết bị này được đặt trên ngăn khí sạch của máy lọc và được điều khiểnbằng bộ định thì Bộ định thì là một hệ thống tự động để xác định thời gian dòngkhí nén vào giũ bụi Có thể điều chỉnh được thời gian tùy theo lưu lượng, kích cỡhạt, nồng độ bụi vào thiết bị

Nguyên lý hoạt động:

31

Chu kỳ lọc bụi: Dưới tác dụng của quạt hút chính, áp suất âm được tạo ratrong máy lọc Nhờ đó khí có lẫn bụi được hút vào buồng lọc, một số hạt bụi trongkhí có trọng lượng lớn sẽ rơi xuống phễu thu hồi và được vít tải đưa đến sas (hoặcvan cánh bướm) để hồi lưu trở lại nguồn cấp liệu Những hạt bụi nhỏ hơn sẽ bámlại trên túi lọc, khí đi qua túi là khí đó được làm sạch chuẩn bị được phóng không

ra ngoài môi trường

Chu kỳ giũ: Máy lọc bụi làm việc ở chế độ online nên quá trình lọc bụi vàgiũ diễn ra đồng thời và liên tục Theo định kỳ bụi bám trên túi cần được giũ sạchtránh tắc nghẽn bộ lọc Khi giũ dưới tác dụng của khí nén từ bộ phận phân phốikhí theo ống dẫn đến verin đẩy piston dịch chuyển xuống dưới mở nắp cách ly tạonên sự thông giữa ống lọc và buồng lọc, luồng khí nén tác động lên túi lọc vàkhung thép làm rung túi lọc, bụi bám trên túi rơi xuống phễu thu hồi Bộ phậnđịnh thì sẽ xác định thời gian để mở van khí nén giũ bụi Thời gian mở van khínén được lập trình từ phòng điều khiển trung tâm

Hình 7: Túi lọc Hình 8: Nguyên lý hoạt động của túi lọc

Các thông số kỹ thuật:

Loại bụi lọc: Clinker, thạch cao, phụ gia

Thời gian hút và giũ không phù hợp

Nồng độ bụi vào cao gây quá tải thiết bị

Ngừng hút bụi, gũi sạch lớp bụi bám trên túi lọc Kiểm tra áp lựcgiũ xem có đúng không Nếu thiếu tăng áp lực khí nén lên và cho hoạt động trở lại

Canh chỉnh thời gian giũ cho thích hợp (cho giũ nhiều hơn)

Rách van

màng

Áp lực khí giũ bụi chính quá cao

Thay van màng mới, chỉnh lại

áp lực khí giũ cho phù hợp

3 Băng tải:

33

Hình 9: Băng tải cao su

Công dụng:

Hệ thống băng tải bằng cao su là hệ thống thiết bị vận chuyển nguyên liệu(clinker, thạch cao, đá vôi, puzzolane) và sản phẩm (xi măng bao) từ khâu đónggói, vô bao đến khâu xuất hàng và được dùng rộng rãi trong nhà máy xi măng

Hệ thống con lăn và giá đỡ (cả 2 nhánh trên và nhánh dưới của băng tải)được làm bằng thép dùng để đảm bảo vị trí của tấm băng theo suốt chiều dài vậnchuyển và hình dạng tấm băng không bị lệch, bị biến dạng

Cơ cấu căng bằng (bộ phận đối trọng): Có tác dụng tạo ra lực cần thiết chotấm băng, bảo đảm băng tải bám chặt vào tang dẫn và không bị chùng lại trongsuốt quá trình vận chuyển Nó cũng làm cho thiết bị giảm độ lắc, ổn định khi dichuyển

Theo chiều dài của băng và theo tính toán thì ta sẽ đặt bộ phận đối trọng tạinhững vị trí khác nhau

Hệ thống dây an toàn: Khi xảy ra sự cố nào đó ta chạm vào dây an toàn thìngay lập tức toàn bộ hệ thống sẽ dừng lại và dây an toàn được đặt dọc theo băngtải

Hệ thống tín hiệu đèn báo lệch băng

Phễu nạp liệu

Hình 10: Cấu tạo băng tải cao su

Nguyên lý hoạt động:

Chức năng chung của hệ thống băng tải trong toàn bộ dây chuyền là vậnchuyển vật liệu Tuy các băng tải có độ dài khác nhau và ở mỗi băng tải đều cónhững đặc diểm riêng nhưng tất cả đều có cùng một nguyên lý hoạt động Động

cơ truyền chuyển động qua hộp giảm tốc làm quay tang dẫn động, khi tang quaysẽ xuất hiện lực ma sát giữa bề mặt tang và bề mặt băng tải làm băng tải chuyểnđộng Vật liệu rơi từ hộp đổ rơi lên băng và được vận chuyển tới điểm đổ liệu

Ưu, nhược điểm:

Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, tuổi thọ cao, có thể vận chuyển theo phươngngang, phương nghiêng với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suất cao, ít tốnnăng lượng

Nhược điểm: Tốc độ vận chuyển không cao, độ nghiêng băng bị giới hạn,không vận chuyển theo đường cong được

Thông số kĩ thuật:

Kiểu: Băng tải kiểu lòng máng

Kiểm tra phễu đổ, lấy chướng ngại vật ra khi ngừng băng tải, sắp xếp lại hệ thống con lăn

Ngừng cấp liệu, ngừng băng tải và kiểm tra suốt chiều dài băng tải lấy chướng ngại vật ra

Con lăn bị kẹt,

hỏng

Con lăn bị kẹt vật liệu không quay được, do hỏng các bộ phận con lăn (ổ đỡ, ống lăn )

Ngừng băng tải lấy vật liệu bị vướng ra, thay thế con lăn mới

Giảm bớt tải cấp vào, xả bớt nguyên liệu trên băng

để băng hoạt động bình thường, ngừng băng tải

và kiểm tra lấy chướng ngại vật ra

Điều chỉnh lưỡi gạt và thay thế nếu hỏng

4 Băng tải định lượng:

Công dụng:

Cân và điều khiển cố định lưu lượng vật liệu qua băng tải theo một giá trịđặt trước Cân được dùng để cân định lượng các nguyên liệu và phụ gia trước khiđưa vào máy nghiền Ưu điểm của băng tải định lượng là nguồn phối liệu liênhoàn và định lượng

Cấu tạo:

Bộ cảm biến lực: Nằm bên dưới băng tải cao su phía trên, có tác dụng đolực tác động lên cảm biến và đưa về bộ điều khiển Khả năng định lượng của băngtải phụ thuộc chủ yếu vào cảm biến lực

Bộ cảm biến tốc độ: Nhằm đánh giá khả năng và vận tốc của băng tải Tínhiệu thu được sẽ được chuyển về bộ điều khiển

Động cơ: Dùng để vận hành băng tải, tốc độ quay của động cơ phụ thuộcvào lệnh phát ra từ bộ điều khiển xử lý dữ liệu

Bộ điều khiển: Dựa trên thông số được cài đặt và tín hiệu bộ điều khiểnnhận được từ bộ cảm biến lực và cảm biến tốc độ Nó sẽ xử lý và thiết lập chế độquay cho động cơ kéo

Băng tải: Có tác dụng như một đĩa cân khổng lồ và vận chuyển nguyênliệu Băng tải định lượng thường có kích thức ngắn để đảm bảo khả năng địnhlượng Tùy vào tỉ lệ nguyên liệu mà độ rộng các băng tải khác nhau

Cân: Là bộ phận xác định khối lượng của nguyên liệu trên băng tải theothời gian (tấn/giờ)

Động cơ

Puli (có thể thay đổi số vòng quay)

Tấm lót dẫn hướng

Hình 12: Cấu tạo của băng tải định lượng.

Nguyên tắc hoạt động:

Bộ cảm biến lực và cảm biến tốc độ xác định lưu lượng vật liệu qua cân tínhiệu này làm đầu vào cho bộ điều khiển, tín hiệu ra điều khiển đưa vào biến tầnđiều khiển tốc độ động cơ tạo thành vòng điều khiển kín Thuật toán điều khiểnthông minh giúp cho lưu lượng vật liệu qua băng ổn định ngay khi mới khởi động

hệ thống

Nguyên tắc vận hành thiết bị:

Khởi động thiết bị từ đầu nhập liệu trước, các thiết bị được khởi động theothứ tự Khởi động băng tải vận chuyển nguyên liệu sau cân trước, rồi đến cài đặtthông số vận hành cho băng tải định lượng Cuối cùng mới điều chỉnh cửa rút liệu

từ các hopper Nếu không theo thứ tự có thể gây tắc nghẽn và dừng cả dây chuyền

Cảm biến lực

Cân

Thanh Chặn

Các thông số kỹ thuật:

Băng tải định lượng clinker: đặt dưới ket chứa clinker đầu máy nghiền cótác dụng định lượng clinker đưa vào máy nghiền theo tỉ lệ yêu cầu

Quá tải Do nguyên liệu có kích

thước lớn kẹt vào băng tải

Kiểm tra, xử lý nguyênliệu bị kẹt

Thiếu liệu Nguyên liệu ướt bám trên

gây kẹt cửa rút liệu

Mở kim rút lớn hơn, đểthông cửa rút

Kẹt cửa rút liệu Do nguyên liệu quá ướt Mở kim rút liệu lớn hơn

để thông cửa rútRách băng tải Làm việc quá tải hoặc bị vật

sắc nhọn cắt vào

Thay băng tải mới

5 Thiết bị rải liệu (Stacker):

Công dụng:

Thiết bị rải liệu có nhiệm vụ chuyển nguyên liệu và các phụ gia từ băng tảivào kho hở Chế độ rải liệu phụ thuộc vào nguyên liệu, đối với nguyên phụ giacho độ trượt cao như đá vôi thì góc rải liệu thấp (khoảng 350), các phụ gia nhưpouzzuland, thạch cao thìgóc rải liệu lớn hơn (khoảng 380)

Quá trình đưa nguyên liệu, phụ gia vào kho hở có tác dụng đồng nhất sơ bộnguồn nguyên liệu Rải đống theo nguyên tắc chevron, nguyên liệu sẽ tạo thànhđống hình tam giác, khi cào liệu sẽ cào theo nguyên tắc bên nhằm đảm bảo thuđược nguyên liệu đồng nhất