KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VLXD Năm học 2022 2023 KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ[.]
KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠ Đề tài: Thiết kế phân xưởng chuẩn bị hỗn hợp phối liệu nhà máy sản xuất xi măng póoc lăng theo cơng nghệ lị quay phương pháp khô Công suất thiết kế: 1500 clanhke/ ngày đêm Trưởng môn: TS Nguyễn Trọng Lâm Giáo viên HD: TS Ngô Kim Tuân SVTH: Nguyễn Mạnh Cường MSSV 28265 : Hà Nội 6/2022 KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG Lớp: 65VL BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC CƠNG NGHỆ CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ Đề tài: Thiết kế phân xưởng chuẩn bị hỗn hợp phối liệu nhà máy xản xuất xi măng póoc lăng theo cơng nghệ lị quay phương pháp khô Công suất thiết kế: 1500 clanhke/ ngày đêm Trưởng môn: TS Nguyễn Trọng Lâm Giáo viên HD: TS Ngô Kim Tuân SVTH: Nguyễn Mạnh Cường Hà Nội 6/2023 MSSV: 28265 Lớp: 65VL KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VLXD Năm học: 2022 - 2023 Danh mục bảng biể SVTH: Nguyễn Mạnh Cường MSSV: 282265 – Lớp: 65VL KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠ BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VLXD Năm học: 2022 - 2023 Bảng 2.1.Thành phần hóa nguyên vật liệu .22 Bảng 2.Thành phần hóa quy 100% 23 Bảng 3.Thành phần nguyên vật liệu nung 23 Bảng 4.Ký hiệu oxit cấu tử 25 Bảng 5.Thành phần hóa học clanhke 27 Bảng 6.Thành phần hóa phối liệu Danh mục hình v SVTH: Nguyễn Mạnh Cường MSSV: 282265 – Lớp: 65VL KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠ BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VLXD Năm học: 2022 - 2023 Hình 1.Mặt cắt ngang kho đá vôi 61 Hình 2.Mặt cắt ngang kho đất sét .62 Hình 3.Mặt cắt ngang kho quặng sắt 63 Hình 4.Silo chứa bột phối liệu .64 Hình 5.Bunke đá vơi 65 Hình 6.Bunke đất sét 66 Hình 7.Bunke quặng sắt 67 SVTH: Nguyễn Mạnh Cường MSSV: 282265 – Lớp: 65VL KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠ BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VLXD Năm học: 2022 - 2023 Lời nói đầu Trải qua hai mươi năm đổi mới, công công nghiệp hoá, đại hoá nước ta diễn mạnh mẽ nước, với việc hội nhập vào kinh tế toàn cầu, bước đầu thu nhiều thành to lớn, vững bước tiến lên xây dựng thành công chủ nghĩa xã hội Để đạt phát triển kinh tế toàn diện bền vững, thực tế đặt yêu cầu tất yếu phải có sở hạ tầng thật vững mạnh, lĩnh vực cơng nghiệp nặng nói chung ngành xây dựng nói riêng Cơ sở hạ tầng xây dựng tảng đưa đất nước ta ngày hội nhập sâu rộng vào kinh tế giới, đặc biệt sau Việt Nam trở thành thành viên thức Tổ chức thương mại giới ( WTO) Nhận thấy tầm quan trọng để đáp ứng nhu cầu xây dựng đất nước, nhà nước quan tâm trọng đến phát triển ngành sản xuất vật liệu xây dựng Trong ngành sản xuất xi măng có đóng góp to lớn vào cơng xây dựng bảo vệ tổ quốc Việc nhiều nhà máy sản xuất xi măng xây dựng nhiều tỉnh, thành phố chứng minh nhu cầu tiêu thụ xi măng ngày cao Nhiệm vụ thiết kế: “Thiết kế phân xưởng chuẩn bị hỗn hợp phối liệu nhà máy xản xuất xi măng póoc lăng theo cơng nghệ lị quay phương pháp khơ cơng suất 1500 clanhke/ngày đêm” Em xin chân thành cảm ơn TS Ngơ Kim Tn nhiệt tình giúp đỡ em thực Đồ án SVTH: Nguyễn Mạnh Cường MSSV: 282265 – Lớp: 65VL KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VLXD Năm học: 2022 - 2023 Chương I: Giới thiệu chung xi măng poóc lăng Lịch sử phát triển phân loại xi măng pooc lăng 1.1.Tình hình phát triển ngành cơng nghiệp sản xuất xi măng nước ta Xi măng có vai trị quan trọng ngành Xây dựng Có thể nói, nay, xi măng “bánh mỳ” ngành Xây dựng Cách 30 năm, ngành công nghiệp xi măng Việt Nam nhỏ bé Năm 1990, nước sản xuất 2,75 triệu xi măng Khi đó, dự báo nhu cầu xây dựng nước ta phát triển nhanh chóng nên Chính phủ đạo Bộ Xây dựng Quy hoạch phát triển ngành cơng nghiệp xi măng Việt Nam 1.2.Tình hình sản xuất tiêu thụ xi măng nước ta Thống kê Bộ Xây dựng cho biết, nước có 84 dây chuyền sản xuất xi măng, với tổng cơng suất 101 triệu xi măng/năm Trong đó, 27 dây chuyền có cơng suất 5.000 clinker/ngày dây chuyền đại, hoạt động hiệu Bên cạnh đó, cịn 29 dây chuyền sản xuất xi măng với công suất nhỏ từ 500 - 1.700 clinker/ngày - dây chuyền đầu tư từ lâu với công nghệ lạc hậu, quy mô nhỏ, hiệu sản xuất thấp Sản lượng tiêu thụ năm 2018 95 triệu tấn, tăng 12% so với năm 2017 Trong đó, tiêu thụ nước 65 triệu tấn, tăng 10%; xuất khoảng 30 triệu tấn, tăng 50% so với năm 2017, đạt kim ngạch xuất tỷ USD, đưa ngành xi-măng vào danh mục nhóm hàng xuất TỶ USD Số liệu tiêu thụ từ năm 2012 đến nay, sản lượng xi-măng tiêu thụ năm tăng từ đến 10%, suất tồn ngành trung bình đạt 86% cơng suất thiết kế Năng lực, chi phí sản xuất, thị trường tiêu thụ nhà máy khác dẫn đến thời điểm cạnh tranh căng thẳng, nhà máy công suất nhỏ, dây chuyền thiết bị lạc hậu, chi phí sản xuất cao ngành cần có bước chỉnh thích hợp để tồn phát triển 1.3.Phương hướng phát triển ngành công nghiệp sản xuất xi măng nước ta Quan điểm phát triển: Ngành công nghiệp xi măng cần phát triển theo hướng bền vững, kết hợp phát triển công nghiệp sản xuất xi măng quản lý tài nguyên dài hạn Nhà nước thống quản lý khoáng sản làm xi măng toàn quốc theo quy hoạch, kế hoạch Về đầu tư: ưu tiên đầu tư dự án xi măng vùng có điều kiện thuận lợi nguyên liệu, có điều kiện phát triển cơng nghiệp, có điều kiện hạ tầng giao thơng, gần thị trường tiêu thụ, dự án đầu tư mở rộng; dự án công suất lớn Nâng cấp, đại hóa cơng nghệ nhà máy xi măng cũ; dừng sản xuất nhà máy công nghệ lạc hậu, gây ô nhiễm môi trường Ưu tiên dự án đầu tư tỉnh Nam Trung phía Nam Có thể đầu tư số dự án phía Tây làm động SVTH: Nguyễn Mạnh Cường MSSV: 282265 – Lớp: 65VL KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VLXD Năm học: 2022 - 2023 lực phát triển kinh tế Vùng Hạn chế đầu tư dự án xi măng vùng khó khăn nguyên liệu, ảnh hướng đến di sản văn hóa, phát triển du lịch, an ninh, quốc phịng Về công nghệ, công suất: Sử dụng công nghệ tiên tiến với mức độ tự đồng hóa cao, tiết kiệm tối đa nguyên liệu, lượng sản xuất Kết hợp công nghệ sản xuất xi măng với việc xử lý sử dụng chất thải công nghiệp phế thải làm nguyên, nhiên liệu thay nhằm tiết kiệm tài nguyên, giảm ô nhiễm môi trường Không đầu tư dự án có dây chuyền cơng nghệ cơng suất nhỏ 3.000 clanhke/ngày Khuyến khích việc tái cấu ngành xi măng để hình thành tập đồn sản xuất xi măng cơng suất lớn, nâng cao suất sản xuất, cải tiến công nghệ, tái sử dụng phế thải làm nguyên, nhiên liệu thay thế, đa dạng hóa sản phẩm xi măng giải tốt vấn đề môi trường Mục tiêu phát triển: Phát triển xi măng Việt Nam trở thành ngành kinh tế, cơng nghiệp lớn, có cơng nghệ tiên tiến, bảo vệ tốt môi trường, cảnh quan thiên nhiên; sử dụng hiệu quả, tiết kiệm, đa dạng nguyên, nhiên liệu; sử dụng loại chất thải công nghiệp, phế thải xây dựng, phế thải sinh hoạt sản xuất xi măng; Về nguyên liệu: Nguồn nguyên liệu cho dự án xi măng phải xác định Quy hoạch thăm dị, khai thác sử dụng khống sản làm xi măng có trữ lượng đảm bảo đủ cho sản xuất liên tục 30 năm Sử dụng tiết kiệm hiệu nguồn nguyên liệu tự nhiên theo hướng: khai thác tận thu khoáng sản, khai thác âm, khai thác theo công nghệ khoan hầm; phục hồi môi trường, môi sinh đất đai sau kết thúc giai đoạn toàn hoạt động khoáng sản; xử lý nước thải theo tiêu chuẩn vệ sinh trước thải Tăng cường sử dụng chất thải công nghiệp, phế thải làm nguyên liệu, nhiên liệu thay để giảm việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên sản xuất xi măng 1.4 Phân loại xi măng Phân loại xi măng pooc lăng dựa vào thành phần khống, phạm vi sử dụng, tính chất hàm lượng phụ gia đưa vào nghiền với clanhke xi măng Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2682- 2020 TCVN 6260:2020, xi măng poóc lăng phân loại sau: - Theo loại clanhke thành phần xi măng : có xi măng pooc lăng – PC, xi măng pooc lăng hỗn hợp ( với hàm lượng phụ gia khống khơng lớn 40% ) SVTH: Nguyễn Mạnh Cường MSSV: 282265 – Lớp: 65VL KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VLXD Năm học: 2022 - 2023 - Theo giới hạn bền nén sau 28 ngày ( tính N/mm2 ) : đặc trưng mac xi măng + Với xi măng pooc lăng : gồm có mác PC40, PC50 + Với xi măng pooc lăng puzolan có mác : PCpuz20, PCpuz30, PCpuz40 + Với xi măng pooc lăng hỗn hợp : PCB30,PCB40,PCB50 - Theo tốc độ đóng rắn có loại xi măng đóng rắn bình thường chậm độ bề chuẩn đạt sau 28 ngày đêm, loại đóng rắn nhanh độ bền sau ngày đêm đạt > 55% độ bền chuẩn sau 28 ngày đêm - Theo thời gian đơng kết : có loại xi măng đơng kết chậm , đơng kết bình thường đơng kết nhanh - Theo tính chất đặc biệt : người ta phân theo độ bền sunfat, biến dạng thể tích đóng rắn, theo độ tỏa nhiệt, theo tính chất trang trí, theo tính chất phun, trám… Theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM – C150 , xi măng pooc lăng phân làm loại : - Xi măng pooc lăng thường - Xi măng pooc lăng thường khí - Xi măng pooc lăng bền sunfat thường - Xi măng bền sunfat thường khí - Xi măng pooc lăng rắn nhanh - Xi măng pooc lăng rắn nhanh khí - Xi măng pooc lăng tỏa nhiệt - Xi măng pooc lăng bền sunfat cao Clanhke xi măng poóc lăng Clanhke xi măng pooc lăng bán thành phẩm công nghệ sản xuất xi măng tồn dạng hạt có kích thước từ 10 mm đến 40 mm phụ thuộc vào dạng lị nung Theo cấu trúc vĩ mơ, clanhke xi măng pooc lăng hỗn hợp hạt nhỏ nhiều pha tinh thể lượng nhỏ pha thủy tinh 2.1.Thành phần khoáng clanhke xi măng pooc lăng Trong clanhke xi măng pooc lăng gồm chủ yếu khoáng silicat canxi (hàm lượng 70 – 80%) Các khoáng alit (3CaO.SiO 2) belit (2CaO.SiO2) định tính chất chủ yếu xi măng Các khống tricanxi aluminat (3CaO.Al 2O3), SVTH: Nguyễn Mạnh Cường MSSV: 282265 – Lớp: 65VL KHOA VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠ BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VLXD Năm học: 2022 - 2023 tetracanxit aluminoferit (4CaO.Al2O3.Fe2O3) pha thủy tinh nằm xen kẽ khoáng alit belit gọi chất trung gian Khoáng alit (3CaO.SiO2, ký hiệu C3S): khoáng quan trọng clanhke xi măng pooc lăng, tạo cho xi măng pooc lăng có cường độ cao, đơng kết rắn nhanh có ảnh hưởng đến nhiều tính chất khác xi măng Trong clanhke xi măng khoáng C3S chiếm từ 45 60% Alít dung dịch rắn 3CaO.SiO lượng nhỏ chất khác có hàm lượng nhỏ (từ 4%) MgO, P2O5, Cr2O3, C3S dạng tinh khiết bền vững khoảng nhiệt độ (1200 1250)0C đến (1900 2070) 0C Nhiệt độ lớn 20700C C3S bị nóng chảy, nhỏ 1200 0C bị phân huỷ thành C2S CaO tự Khoáng belit (2CaO.SiO2, ký hiệu: C2S): Trong clanhke xi măng C2S chiếm khoảng 20 30%, thành phần quan trọng clanhke, có đặc tính đông kết rắn chậm cường độ cuối cao Bêlít dung dịch rắn 2CaO.SiO với lượng nhỏ ơxít khác Al 2O3, Fe2O3, Cr2O3 Khoáng C2S tạo thành clanhke dạng thù hình C2S, ‘CC2S, C2S , C2S + C2S : bền vững điều kiện nhiệt độ cao từ 1425 2130 0C, nhiệt độ lớn 2130 0C, C2S bị chảy lỏng, nhiệt độ nhỏ 1425 0C khoáng C2S chuyển sang dạng ’ C2S + ’C2S bền vững nhiệt độ 830 14250C, nhiệt độ nhỏ 8300C làm lạnh nhanh ’C2S chuyển sang dạng C2S, làm nguội chậm bị chuyển sang dạng C2S + C2S khơng bền ln có xu hướng chuyển sang dạng C2S đặc biệt nhiệt độ nhỏ 5000C Khi C2S chuyển thành C2S làm tăng thể tích khoảng 10% bị phân rã thành bột + C2S khơng tác dụng với nước khơng có tính chất kết dính, điều kiện nước bão hoà, khoảng nhiệt độ 150 2000C, C2S có khả dính kết Pha canxi aluminat (C3A): dung dịch rắn tồn dạng C 3A, C5A3 Do clanhke lượng CaO cao nên pha canxi aluminat thường nằm chủ yếu dạng khoáng C3A Khoáng C3A kết tinh dạng tinh thể lục giác hay hình hộp chữ nhật, có khối lượng riêng 3,04 g/cm3 Đặc điểm khống đơng kết rắn nhanh dễ tạo nên ứng suất gây nứt sản phẩm môi trường xâm thực sunphat Pha alumoferit (C4AF): dung dịch rắn khống canxi alumoferit Khống canxi alumoferit có thành phần khác phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu ban đầu, điều kiện nung luyện,… Trong clanhke khoáng tồn chủ yếu dạng C4AF (4CaO.Al2O3.Fe2O3) có chứa khoảng 1% MgO TiO Khống C4AF có SVTH: Nguyễn Mạnh Cường MSSV: 282265 – Lớp: 65VL