Thuyết minh bản chính

Khái niệm clinker xi măng * Theo TCVN 5438:2004 clinker xi măng được định nghĩa là sản phẩm chứa các pha khoáng có tính chất kết dính thủy lực, nhận được bằng cách nung đến kết khối hay

KHÁI QUÁT CHUNG

Tình hình xi măng trong nước

- Hiện cả nước có 90 dây chuyền sản xuất xi măng với tổng công suất 106,6 triệu tấn/năm, nhưng thực tế có thể sản xuất 122 triệu tấn/năm Thị trường xi măng cung vượt cầu ở mức cao.

- Bên cạnh áp lực dư cung, ngành Xi măng còn đối diện với áp lực tăng chi phí đầu vào như giá nguyên liệu sản xuất đầu vào như than, điện, xăng dầu, vỏ bao đều tăng. Than là nguyên liệu chiếm khoảng 30% trong cơ cấu giá thành cho sản xuất xi măng nhưng giá than tăng mạnh Xi măng là ngành chịu ảnh hưởng trực tiếp của việc tăng giá than, đang đứng trước những áp lực đầy thách thức.

- Xuất khẩu xi măng và clinker trong năm qua ghi nhận sụt giảm rất mạnh so với thực hiện của năm ngoái Dù trong tháng 12, tình hình xuất khẩu xi măng và clinker tại các thị trường truyền thống như Đài Loan, Bangladesh, Malaysia… đã được cải thiện đáng kể nhưng chưa thể bù đắp được mức giảm của nhiều tháng trước đó.

- Riêng tại thị trường Trung Quốc vẫn giảm mạnh do nước này vẫn duy trì chính sách Zero Covid và thị trường Philippines giảm do vấn đề áp thuế phòng vệ đối với một số doanh nghiệp nhập khẩu từ Việt Nam.

- Tổng lượng xuất khẩu xi măng, clinker chỉ đạt 30,65 triệu tấn, giảm 33% so với cùng kỳ năm 2021 Trong đó, xuất khẩu xi măng đạt 15,68 triệu tấn, bằng 93% so với năm

2021, xuất khẩu clinker cả năm 2022 đạt 14,97 triệu tấn, chỉ bằng 80% so với năm

- Tổng sản lượng xi măng, clinker tiêu thụ trong năm 2022 chỉ đạt 93,33 triệu tấn, thấp hơn nhiều mức 108 triệu tấn của năm ngoái.

- Năm 2023, khó khăn tiếp tục bủa vây ngành xi măng, sản xuất và tiêu thụ chưa thể sáng hơn do chi phí đầu vào tiếp đà tăng (giá than, vỏ bao, tiền lương, và có thể là giá điện sẽ được điều chỉnh ), trong khi khâu tiêu thụ nội địa vẫn u ám, do xây dựng dân dụng phục hồi chậm; giải ngân vốn đầu tư công còn chậm, thị trường bất động sản dự báo tiếp tục trầm lắng do Nhà nước tiếp tục duy trì siết chặt phát hành trái phiếu, tín dụng bất động sản.

- Ngoài ra, còn khó khăn từ nội tại ngành khi nguồn cung xi măng vượt cao so với nhu cầu trong năm 2023 tiếp tục có một số dây chuyền sản xuất xi măng mới đi vào hoạt động như Dây chuyền 4 - Xi măng Long Sơn, Dây chuyền 3 - Xi măng Xuân Thành,

Xi măng Đại Dương, Xi măng Long Thành đưa nguồn cung xi măng lên khoảng 120,7 triệu tấn.

Nhiệm vụ PBL3- Kỹ thuật SX CKDVC 1 20N64

GVHD: TS Nguyễn Văn Quang

Dự báo, nhu cầu tiêu thụ xi măng trong nước chỉ ở mức từ 64 - 65,5 triệu tấn, dẫn tới cạnh tranh ngày càng khốc liệt trong bối cảnh các đơn vị sản xuất xi măng đứng trước áp lực phải tiêu thụ sản phẩm sản xuất ra, nhiều đơn vị phải thực hiện dừng lò nung/giảm năng suất chạy lò.

(Nguồn baodautu.vn và baoxaydung.vn )

Giới thiệu về clinker xi măng

2.1 Khái niệm clinker xi măng

* Theo TCVN 5438:2004 clinker xi măng được định nghĩa là sản phẩm chứa các pha

(khoáng) có tính chất kết dính thủy lực, nhận được bằng cách nung đến kết khối hay nóng chảy hỗn hợp các nguyên liệu xác định (phối liệu).

2.2 Phân loại Clinker xi măng (TCVN 7024:2013)

- Clinker xi măng thông dụng: C PC , gồm các mác: CPC 40; CPC 50 và CPC 60.

- Clinker xi măng trắng: C WPC , gồm các mác: CWPC 40 và CWPC 50.

- Clinker xi măng bền sun phát trung bình: C MSR , gồm các mác: CMSR 40 và CMSR 50.

- Clinker xi măng bền sun phát cao: C HSR , gồm các mác: CHSR 40 và CHSR 50.

- Clinker xi măng tỏa nhiệt trung bình: C MHH , gồm các mác: CMHH 30 và CMHH 40.

- Clinker xi măng tỏa nhiệt thấp: C LHH , gồm các mác: CLHH 30 và CLHH 40.

Trong đó, các trị số 30, 40, 50 và 60 là hoạt tính cường độ quy ước của từng chủng loại clinker, tính bằng MPa, xác định theo TCVN 6016:2011 (ISO 679:2009).

2.3 Các thành phần khoáng trong clinker xi măng

Trong Clinker có 4 khoáng chính và hàng loạt các khoáng khác: a) Khoáng Alit (C3S):

- Đặc điểm là cường độ cao, đông kết rắn chắc nhanh, tỏa nhiệt nhiều và không bền trong môi trường xâm thực

- Vai trò: Quyết định tốc độ phát triển cường clinker độ xi măng ở thời gian ban đầu b) Khoáng Bêlit (C2S)

- Đặc điểm là đông kết rắn chắc chậm, tỏa nhiệt ít, bền trong môi trường xâm thực hơn

- Vai trò: quyết định cường độ của clinker xi măng ở thời gian sau c) Khoáng Alumin canxi (C3A)

- Đặc điểm là cường độ thấp, đông kết rắn chắc nhanh, tỏa nhiều nhiệt, dễ tạo nên ứng suất nhiệt hay ứng suất do nở thể tích, không bền trong môi trường xâm thực.

- Vai trò: Quyết định thời gian đông kết, nhiệt thủy hóa của clinker xi măng d) Khoáng Alumôferit canxi (C4AF)

- Đặc điểm là hydrat hóa nhanh, có cường độ tương đối cao và bền trong môi trường sunphat

- Vai trò: không có vai trò trong clinker e) Pha thuỷ tinh , hàm lượng từ 5% đến 15%.

- Ngoài 4 khoáng chính ở trên, trong clinker còn chứa pha thuỷ tinh là chất đươc tạo ra trong quá trình làm lạnh clinker

- Lượng và thành phần của khoáng phụ thuộc vào nguyên liệu, tốc độ làm lạnh và điều kiện làm lạnh

Giới thiệu về xi măng

Theo TCVN 5438:2016 Xi măng là chất kết dính thủy ở dạng bột mịn, khi trộn với nước thành dạng hồ dẻo có khả năng đóng rắn trong không khí và nước nhờ phản ứng hóa lý, thành vật liệu dạng đá.

Theo TCVN 5439:2004 xi măng được phân loại theo 4 cơ sở sau:

- Theo loại và thành phần clinker;

- Theo tốc độ đóng rắn;

- Theo thời gian đông kết.

3.2.1 Xi măng trên cơ sở clinker xi măng poóc lăng

Bảng 1 - Tên gọi và ký hiệu qui ước đối với các loại xi măng poóc lăng

Tên loại xi măng poóc lăng Ký hiệu qui ước

1 Xi măng poóc lăng không có phụ gia khoáng a) Xi măng poóc lăng PC b) Xi măng poóc lăng bền sunphát PC SR c) Xi măng giếng khoan dầu khí PC OW d) Xi măng poóc lăng ít tỏa nhiệt PC LH e) Xi măng poóc lăng trắng PC W

2 Xi măng poóc lăng có phụ gia khoáng a) Xi măng poóc lăng hỗn hợp PCB b) Xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sunphát PCB SR c) Xi măng poóc lăng hỗn hợp ít tỏa nhiệt PCB LH d) Xi măng poóc lăng puzolan PCB PZ e) Xi măng poóc lăng xỉ hạt lò cao PCB BFS f) Xi măng poóc lăng tro bay PCB FA g) Xi măng poóc lăng trắng PCB W h) Xi măng poóc lăng đá vôi PCB LS i) Xi măng xây trát PCB M

3.2.2 Xi măng trên cơ sở clinker xi măng alumin

Bảng 2 - Các loại xi măng trên cơ sở clinker xi măng alumin

Loại xi măng alumin Ký hiệu qui ước Thành phần nhôm oxit, %

1 Xi măng alumin thông thường ACN từ 30 đến nhỏ hơn 46

2 Xi măng cao alumin ACH từ 46 đến 70

3 Xi măng đặc biệt cao alumin ACS lớn hơn 70

3.2.3 Xi măng trên cơ sở clinker xi măng canxi sunfo aluminat

- Xi măng dự ứng lực (PSC).

3.2.4 Các loại xi măng đặc biệt

- Xi măng chịu axit (ARC);

- Xi măng cản xạ (RSC).

3.2.5 Theo cường độ nén xi măng được chia thành 3 loại mác sau:

- Xi măng mác cao: từ 50 MPa trở lên;

- Xi măng mác trung bình: từ 30 MPa đến nhỏ hơn 50 MPa;

- Xi măng mác thấp: nhỏ hơn 30 MPa.

3.2.6 Theo tốc độ đóng rắn xi măng được phân ra 4 loại:

- Xi măng đóng rắn chậm: Khi R3 ngày < 40 % R28 ngày;

- Xi măng đóng rắn bình thường: Khi R3 ngày < 40 % đến 70% R28 ngày;

- Xi măng đóng rắn nhanh: Khi R3 ngày > 70% R28 ngày;

- Xi măng đóng rắn rất nhanh: Khi R6 giờ > 70% R28 ngày;

3.2.7 Theo thời gian đông kết xi măng được phân ra 3 loại:

- Xi măng đông kết chậm:Khi thời gian bắt đầu đông kết lớn hơn 2 giờ;

- Xi măng đông kết bình thường: Khi thời gian bắt đầu đông kết từ 45 phút đến

- Xi măng đông kết nhanh:Khi thời gian bắt đầu đông kết nhỏ hơn 45 phút

GIỚI THIỆU SẢN PHẨM

Xi măng pooclang (PC)

+ Khái niệm: Xi măng poóc lăng là chất kết dính thủy, được chế tạo bằng cách nghiền mịn clinker xi măng poóc lăng với một lượng thạch cao cần thiết Trong quá trình nghiền có thể sử dụng phụ gia công nghệ nhưng không quá 1 % so với khối lượng clinker.

+ Yêu cầu kỹ thuật: được xác định theo (TCVN 2682 : 2020)

1 Cường độ chịu nén, MPa, không nhỏ hơn :

2 Thời gian đông kết, min

- Bắt đầu, không nhỏ hơn 45

- Kết thúc, không lớn hơn 375

3 Độ mịn, xác định theo :

- Bề mặt riêng, 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 10

5 Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %, không lớn hơn 3,5

6 Hàm lượng magie oxít (MgO), %, không lớn hơn 5

7 Hàm lượng mất khi nung (MKN), %, không lớn hơn:

- Khi sử dụng phụ gia đá vôi: 3,5

- Khi không sử dụng phụ gia đá vôi: 3

8 Hàm lượng cặn không tan (CKT), %, không lớn hơn 1,5

9 Hàm lượng kiềm quy đổi 2) (Na2Oqđ)3), %, không lớn 0,6

- Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử theo TCVN 4787 : 2009 (EN 196-7 : 2007)

- Cường độ nén xác định theo TCVN 6016 : 2011 (ISO 679 : 2009)

- Thời gian đông kết, độ ổn định thể tích xác định theo TCVN 6015 : 2015 (ISO 9597:

- Độ mịn xác định theo TCVN 4030 : 2003

- Thành phần hóa học (SO3, MgO, MKN, CKT, Na2O, K2O) xác định theo TCVN

- Khả năng phản ứng kiềm-silic của cốt liệu được xác định theo TCVN 7572-14 : 2006

+ Phạm vi sử dụng : được sử dụng trong các công trình xây dựng

Xi măng đa cấu tử ( CC )

+ Khái niệm: Xi măng đa cấu tử là chất kết dính thủy, được sản xuất bằng cách nghiền mịn hỗn hợp clinker xi măng poóc lăng với một lượng thạch cao cần thiết và các phụ gia khoáng hoặc bằng cách trộn đều hỗn hợp các phụ gia khoáng đã nghiền mịn với xi măng poóc lăng; trong đó tổng hàm lượng phụ gia khoáng trên 40 % đến 80

% theo khối lượng xi măng

+ Yêu cầu kỹ thuật: được xác định theo TCVN 9501 : 2013

1 Cường độ nén, Mpa, không nhỏ hơn

2 Thời gian đông kết, phút

- Ban đầu, không sớm hơn

- Kết thúc, không muộn hơn

3 Độ mịn, phương pháp Blaine, cm2/g, không nhỏ hơn 2800

4 Độ nở autoclave, %, không lớn hơn 0,8

5 Độ co autoclave, %, không lớn hơn 0,2

6 Độ co khô, %, không lớn hơn 0,15

7 Hàm lượng ion clo (Cl-), %, không lớn hơn 0,1

8 Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %, không lớn hơn

- Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử theo TCVN 4787:2009 (EN 196-7:2007).

- Hàm lượng ion clo và hàm lượng anhydric sunphuric xác định theo TCVN 141:2008.

- Thời gian đông kết xác định theoTCVN 6017:1995.

- Độ nở autoclave và độ co autoclave xác định theo TCVN 8877:2011.

- Cường độ nén xác định theo TCVN 6016:2011 (ISO 679:2009)

- Độ mịn xác định theo TCVN 4030:2003.

- Độ co khô xác định theo TCVN 8824:2011.

+ Phạm vi sử dụng: có thể thay thế được cho xi măng PCB 40

Phân tích lựa chọn tỷ lệ sản phẩm sản xuất

Xi măng PC 40 có nhiều ưu điểm như là:

- Cường độ cao và chất lượng ổn định.

- Độ mịn cao, dẻo, dễ thi công.

- Cường độ phát triển nhanh, giảm thời gian dỡ cốt pha và bảo dưỡng.

- Phù hợp cho tất cả các công trình dân dụng và công nghiệp

- Đặc biệt thích hợp với những cấu kiện yêu cầu cường độ cao hay các kết cấu kiện bê tông khối lớn

Xi măng pc 40 còn được áp dụng rộng rãi như:

- Các công trình cao tầng có yêu cầu xi măng cường độ cao, các nhà máy đập thủy điện, nhiệt điện và đặc biệt dùng để sản xuất bê tông cường độ cao.

- Chất lượng công trình có tuổi thọ bền vững ở nước ta như: Nhà máy thủy điện Hòa Bình, Cầu Thăng Long, Bảo tàng HCM

- Xi măng PC40 còn được sử dụng vào một số công nghệ đặc biệt

* Xi măng đa cấu tử:

- Xi măng đa cấu tử mới chỉ được thí nghiệm từ năm 2015

- Theo định hướng của chính phủ về phát triển xi măng việc phát triển xi măng theo hướng thân thiện môi trường, sử dụng nhiều phế thải, bùn thải, nước thải, rác thải thay thế nguyên liệu từ khoáng sản hóa thạch để giảm tối đa phát thải bụi, bụi khí nhà kính bằng công nghệ giảm hàm lượng clinker xi măng, sử dụng tối đa các năng lượng tái tạo

- Tuy mới chỉ được nghiên cứu chứ chưa được đưa vào thực tiễn nhưng xi măng đa cấu tử lại có thể sử dụng các phế thải công nghiệp như tro bay, xỉ,… như phụ gia khoáng Đồng thời nghiên cứu chỉ ra là xi măng đa cấu tử còn có thể làm việc tốt trong môi trường xâm thực.

- Xi măng đa cấu tử có rất nhiều ưu điểm có thể phát triển lớn trong tương lai, phù hợp vs sự định hướng phát triển của ngành xi măng trong tương lai

=> vậy chia tỷ lệ sản phẩm sản xuất cho 1,5 triệu tấn xi măng / năm như sau

1,050 triệu tấn/năm 0,225 triệu tấn/năm 0,225 triệu tấn/năm

Phân tích lựa chọn nguyên liệu sản xuất

Thành phần xi măng cần sản xuất:

- PC 40 gồm: Clinker Cpc 50, thạch cao, phụ gia đầy

- CC 40, CC 30 gồm: Clinker Cpc 50, Thạch cao, phụ gia hoạt tính

- Bảng quy định thành phần khoáng, hóa cơ bản của Clinker Cpc: ( TCVN 7024:2013)

1 Hàm lượng nhôm oxit (AI2O3), %, không lớn hơn –

2 Hàm lượng sắt oxit (Fe2O3), %, không lớn hơn –

3 Hàm lượng tricanxi silicat (C3S), %, không lớn hơn –

4 Hàm lượng dicanxi silicat (C2S), %, không lớn hơn –

5 Hàm lượng tricanxi aluminat (C3A), %, không lớn hơn –

7 Tổng (C4AF+ 2C3A), %, không lớn hơn –

8 Hàm lượng canxi oxit tự do (CaOtd), %, không lớn hơn 1,5

9 Hàm lượng magiê oxit (MgO), %, không lớn hơn 5,04

10 Hàm lượng kiềm quy đổi (Na2Oqđ), %, không lớn hơn 0,75

11 Hàm lượng anhydric sunfuric (SO3), %, không lớn hơn 1,55

12 Hàm lượng mất khi nung (MKN), %, không lớn hơn 1,5

13 Hàm lượng cặn không tan (CKT), %, không lớn hơn 0,75

- Bảng tính chất cơ lý của clinker Cpc50 ( TCVN7024:2013)

Tên chỉ tiêu Mac Clinker

1 Hoạt tính cường độ, MPa, không nhỏ hơn:

2 Thời gian đông kết, phút:

– Bắt đầu, không sớm hơn: 45

– Kết thúc, không muộn hơn 375

3 Độ ổn định thể tích theo Le Chatelier, mm, không lớn hơn

4 Độ ẩm, %, không lớn hom 1,5

– Nhỏ hơn 1 mm, %, không lớn hơn 10

– Nhỏ hơn 25 mm và lớn hơn 5 mm, %, không nhỏ hơn 50

6 Chỉ số nghiền1), không nhỏ hơn 1,2

4.2 Thạch cao thiên nhiên: ( TCVN 9807:2013 )

- Khái niệm: Thạch cao thiên nhiên là khoáng vật, có thành phần chủ yếu là canxi sunphát ngậm hai phân tử nước, ở dạng tinh thể, có công thức hóa học là CaSO4.2H2O

- Thành phần khoáng: CaSO4.2H20, tinh thể dạng bản hay sợi CaO = 32,56%; SO3 46,51%; H2O = 20,93%

- Tác dụng đối với xi măng :

+ Điều chỉnh thời gian đóng rắn của xi măng

+ Tạo bộ khung cấu trúc ban đầu để các khoáng khác kết tinh Đối với xi măng Poóc lăng thường lượng Thạch Cao pha vào từ 3,5 đến 5 %.

+ Xi măng có chứa thạch cao sở hữu cường độ và độ cứng lớn hơn đáng kể so với xi măng không chứa thạch cao Bên cạnh đó, lượng nước thêm vào xi măng có thạch cao cho quá trình hydrat hóa cũng ít hơn so với lượng nước khi thêm vào xi măng không có thạch cao.

- Yêu cầu kỹ thuật của thạch cao: (TCVN 9807:2013)

Mức Gn95 Gn90 Gn80 Gn70

1 Hàm lượng sunfua trioxit (SO3), %, không nhỏ hơn 44,2 41,9 37,2 32,6

2 Hàm lượng CaSO4.2H2O, %, không nhỏ hơn 95 90 80 70

- Khái niệm :Theo TCVN 5438: 2016 phụ gia khoáng là vật liệu vô cơ thiên nhiên hoặc nhân tạo đưa vào xi măng ở dạng nghiền mịn để đạt được chỉ tiêu chất lượng yêu cầu và không gây ảnh hưởng xấu đến tính chất của xi măng, bê tông và cốt thép

- Phân loại: phụ gia đầy và phụ gia hoạt tính

4.3.1 Phụ gia đầy (chọn đá vôi) Được xác định theo TCVN 6072: 2013

+ Khái niệm: Đá vôi là một vật liệu mềm hơn clinker và do đó tốn ít năng lượng hơn để nghiền đến cùng độ mịn Trong khi nghiền kết thúc xi măng, điều này dẫn đến sự phân bố cỡ hạt tốt hơn trong xi măng và tăng cường đóng rắn hạt và mật độ bột nhão trong bê tông

+ Yêu cầu kỹ thuật của đá vôi dùng cho sản xuất clinker :

+ Khái niệm: : Tro bay là hợp chất được hình thành trong quá trình đốt cháy than nhiên liệu trong các nhà máy nhiệt điện chạy than, là phế thải dưới dạng hạt mịn thoát ra từ buồng đốt qua ống khói của nhà máy.

Vật liệu SiO 2 CaO Al 2 O 3 Fe 2 O 3 MgO SO 3 CaO td

(Nguồn Thông tin khoa học kĩ thuật số 1 năm 2016)

+ Bảng chỉ tiêu của tro bay dùng cho xi măng:

1 Hàm lượng canxi cacbonat (CaCO3), %, không nhỏ hơn 85

2 Hàm lượng magie cacbonat (MgCO3), %, không lớn hơn 7

1 Hàm lượng mất khi nung (MKN), % khối lượng, không lớn hơn 8 6

2 Hàm lượng SO3, % khối lượng, không lớn hơn 3,5 5

3 Hàm lượng CaOtd, % khối lượng, không lớn hơn 1 3

4 Hàm lượng kiềm có hại (kiềm hòa tan), % khối lượng, không lớn hơn 1,5

5 Độ ẩm, % khối lượng, không lớn hơn 1

6 Chỉ số hoạt tính cường độ đối với xi măng sau 28 ngày so với mẫu đối chứng, %, không nhỏ hơn 75

7 Hoạt độ phóng xạ tự nhiên Aeff, (Bq/kg) của tro bay, không lớn hơn 370

=> dựa vào yêu cầu của sản phẩm ta chọn tro từ nhà máy Formosa

+ Khái niệm: Là vật liệu dạng hạt, có cấu trúc dạng thủy tinh được tạo ra từ xỉ nóng chảy sinh ra trong quá trình luyện gang trong lò cao, khi được làm lạnh nhanh bằng nước.

Vật liệu SiO 2 CaO Al 2 O 3 Fe 2 O 3 MgO SO 3 CaO td

(Nguồn Thông tin khoa học kĩ thuật số 1 năm 2016)

Xỉ lò cao được ứng dụng phổ biến trong đời sống hiện nay, chủ yếu là:

 Vật liệu hạt cho đắp,

 Vật liệu cho đường giao thông

 Làm phụ gia khoáng cho sản xuất xi măng

 Chất kết dính gia cố nền đất và vật liệu hạt cho thoát nước

+ Bảng yêu cầu kỹ thuật của xỉ hạt lò cao nghiền mịn:

1 Khối lượng riêng, g/cm 3 , không nhỏ hơn 2,8

2 Bề mặt riêng, cm 2 /g, không nhỏ hơn 2 750 3 500 5 000 7 000

3 Chỉ số hoạt tính cường độ, %, không nhỏ hơn

4 Tỷ lệ độ lưu động, %, không nhỏ hơn 95 95 90 85

5 Độ ẩm, %, không lớn hơn 1

6 Hàm lượng magiê oxit (MgO),

8 Hàm lượng ion clorua (Cl), %, không lớn hơn 0,02

9 Hàm lượng mất khi nung (MKN),

=> Dựa vào yêu cầu để sản xuất ta chọn xỉ S75

DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Lựa chọn phương pháp sản xuất

Hiện này có 2 phương pháp sản xuất phổ biến:

- Phương pháp nghiền riêng Điểm tối ưu và chưa tối ưu của 2 phương pháp trên:

Chưa tối ưu ( - ) Nghiền chung Nghiền riêng Độ mịn - +

Thiết bị / Thiết bị phụ trợ + -

Vận hành + - Độ đồng nhất - +

=> Dựa vào tình hình sản xuất thực tế, tối ưu được việc sản xuất để đảm bảo sản lượng yêu cầu thì ta chọn phương pháp nghiền chung cho xi măng PC 40 Nghiền riêng cho xi măng CC 40, CC 30

Dây chuyền công nghệ của nhà máy

Nhiệm vụ PBL3- Kỹ thuật SX CKDVC 1 20N64 á vôi Đá vôi ( 100-400mm)

Xe xúc l t ật Tàu th y ủy Ô tô t đ ự đổ ổ Ô tô t đ ự đổ ổ Ô tô t đ ự đổ ổ

Máy nghi n nón ền nón

Ph u ti p ễu tiếp ếp li u ệu

Ph u ti p li u ễu tiếp ếp ệu nh l ng Đá vôiịnh lượng ượng nh l ng Đá vôiịnh lượng ượng Đá vôiịnh lượng nh l ng ượng

Bunke Th ch ạt cao

B ng t i ăng tải ải nh l ng Đá vôiịnh lượng ượng

B i ụi G u ầu nâng n ng ăng tải

Tro bay ng khói Ống khói Ô tô Chuyên d ng ụi

G u ầu nâng n ng ăng tải B m khí ơm khí nén Máng khí đ ng ộng Si lô X ỉ hạt

Máng khí đ ng ộng nh l ng Đá vôiịnh lượng ượng nh l ng Đá vôiịnh lượng ượng Đá vôiịnh lượng nh l ng ượng

Máng khí động Máng khí động

2.1 Tuyến chuẩn bị vật liệu sản xuất

- Mua clinker (10 - 40mm) được vận chuyển bằng đường thủy (tàu thủy) hoặc đường bộ ( tàu hỏa) Nhưng để thuận tiện cho quy trình vận chuyển ta dùng đường thủy Khi tàu cập bến ta dùng gàu ngoặm để vận chuyển clinker lên phễu tiếp liệu xuống băng tải Sau đó băng tải di chuyển clinker tới gàu nâng và được gầu nâng vận chuyển lên bunker chứa clinker bằng băng tải nhỏ.

- Mua thạch cao ( 100 – 400mm) được đưa vào bãi chứa bằng ô tô tự đổ Sau đó ta dùng xe xúc lật để đưa thạch cao vào phễu tiếp liệu dẫn tới máy nghiền nón

- Mua đá vôi (100 – 400mm) được đưa vào bãi chứa bằng ô tô tự đổ sau đó được xe xúc lật đưa vào phễu tiếp liệu Sau đó được đưa vào máy nghiền nón

- Sau khi đi qua máy nghiền nón và có được kích cỡ phù hợp thì thạch cao và đá vôi được vận chuyển qua băng tải để lên bunke thạch cao. dụng tới công xưởng Sau đó được vận chuyển lên si lô tro bay bằng bơm khí nén

- Mua xỉ hạt (10 – 40mm) được vận chuyển vào kho có mái che bằng ô tô tự đổ Tiếp đó ta dùng xe xúc lật để chuyền xỉ từ nhà kho vào phễu tiếp liệu, được băng tải vận chuyển lên bunke xỉ.

2.2 Tuyến nghiền sản phẩm xi măng PC40

- Chuẩn bị nguyên vật liệu xong thì ta định lượng clinker, thạch cao, đá vôi Khi định lượng tới lượng vật liệu cần thì đưa vào máy nghiền bi bằng băng tải chung

- Sau khi ra khỏi máy nghiền bi thì được gầu nâng vận chuyển lên máy phân ly Còn những hạt chưa đủ tiêu chuẩn thì được vận chuyển trở lại máy nghiền bi bằng khí khô được bơm vào.

- Còn những hạt đạt chuẩn thì được vận chuyển qua cyclon lắng Những hạt vừa được chuyển qua máng khí động còn những hạt quá nhỏ sẽ được qua hệ thông lọc bụi Phần không khí sau khi được lọc sẽ được thải ra ngoài qua ống khói và những hạt lọc được sẽ được vận chuyển về lại với máng khí động

- Sau đó được gầu nâng vận chuyển lên máng khí động và sẽ được chuyển vào si lô xi măng PC.

2.3 Tuyến trộn sản phẩm xi măng đa cấu tử (CC40,CC30)

- Xi măng PC 40 được đưa vào silo thì được vận chuyển đến bunke bằng máng khí động sau đó được định lượng

- Xỉ được đưa từ bunke xỉ ra định lượng, sau đó được đưa vào máy nghiền đứng bằng băng tải

- Sau khi nghiền đến cỡ hạt đạt chuẩn sẽ được vận chuyển qua cyclon lắng Những hạt vừa được chuyển qua máng khí động còn những hạt quá nhỏ sẽ được qua hệ thông lọc bụi Phần không khí sau khi được lọc sẽ được thải ra ngoài qua ống khói và những hạt lọc được sẽ được vận chuyển về lại với máng khí động.

- Sau đó được gầu nâng vận chuyển lên máng khí động và sẽ được chuyển vào si lô xỉ, xỉ sau đó đc đưa vào bunke bằng máng khí động rồi được đem chuyển xuống định lượng

- Tro bay được đưa từ si lô tro bay qua bunke bằng máng khi động rồi được chuyển xuống định lượng

- Sau khi xi măng PC, tro bay, xỉ được định lượng thì sẽ được đưa vào máy trộn Sau khi việc trộn hoàn tất ta được thành phẩm là xi măng đa cấu tử CC40 hoặc CC30 ( tùy vào tỷ lệ trộn) Thành phẩm sẽ được gầu nâng vận chuyển lên đỉnh silo sau đó sẽ được đưa vào silo xi măng CC với máng khí động tương ứng.

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CHỌN THIẾT BỊ

Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng nghiền xi măng

Việc tính cân bằng vật chất là việc tính toán cũng như cho ta biết được tỷ lệ các nguyên liệu cần cho phân xưởng nghiền, hao hụt của quá trình nghiền cũng nhưng sản phẩm thu được sau quá trình nghiền Sau khi tính toán được bảng tính sẽ cho ta biết được khối lượng nguyên liệu đầu vào, dựa vào độ hao hụt của từng nơi ta sẽ bố trí máy có công suất phù hợp và lựa chọn thời gian làm việc của phân xưởng nghiền một cách hợp lý nhất

4.1.1 Thời gian làm việc trong phân xưởng nghiền

- Phân xưởng nghiền được thiết kế để có thể làm việc liên tục tuy nhiên từ ra các ngày nghỉ lễ, ngày bảo dưỡng máy móc của các thiết bị trong phân xưởng

- Thời gian làm việc của phân xưởng nghiền như sau:

Các ngày nghỉ lễ theo quy định: 11 (ngày/năm) Nghỉ hằng tuần theo quy định: 1 (ngày/năm) Ngày bảo dưỡng máy móc: 12 (ngày/năm) Tổng số ngày phân xưởng làm việc: 290 (ngày/năm)

4.1.2 Chọn tỷ lệ phối liệu của xi măng

3 CaO Al 2 O 3 +3 Ca SO 4 H 2 O+ 26 H 2 O=3 CaO Al 2 O 3 3 Ca SO 4 32 H 2 O

- Chọn Hàm lượng C 3 A trong clinker là 7%

- Hàm lượng Thạch cao G n 90 là 5%

- Chọn mức độ phản ứng 90% là 4,5%

* Tỷ lệ phối liệu sau khi tính toán là:

Clinker Thạch cao Đá vôi

Clinker Thạch cao Tro bay xỉ

4.1.3 Tính toán cân bằng vật chất của phân xưởng nghiền

* Ta chọn tính toán bảng cân bằng vật chất theo chiều nghịch

Với: N 1 , N 2 là thiết bị trước và sau h là chỉ số hao hụt vật liệu của máy

* Sản lượng cần cho từng loại xi măng như sau:

1,050 triệu tấn/năm 0,225 triệu tấn/năm 0,225 triệu tấn/năm

* Năng suất cần đạt là 1,050 (triệu tấn/năm)

* Tuyến nghiền xi măng PC 40

- Ta tính từ silo chứa PC 40 ngược lên các định lượng của clinker, thạch cao, đá vôi

- Số ngày làm việc là 290, làm 1 ngày 2 ca và 1 ca 8 tiếng

- Độ hao hụt vật liệu là 0,05%

- Ta tính từ silo PC 40 lên máng khí động bằng công thức:

- Sau đó từ máng khí động ta tính ngược lên phân ly với công thức:

- Từ phân ly ta tính xuống cyclon, lọc bụi, ống khói với tỷ lệ là

+ Cyclon lắng bằng 95% của phân ly

+ Lọc bụi bằng 5% của phân ly

+ Ống khói bằng 2% của lọc bụi

- Tiếp đến ta tính từ phân ly ngược lên băng tải chung bằng công thức:

- Từ băng tải chung ta chia tỷ lệ các định lượng tương ứng như sau:

L là thành phần % của các nguyên liệu

- Sau đó ta tính từ các định lượng lên các bunke nguyên liệu tương ứng ở tuyến chuẩn bị nguyên liệu với công thức:

- Số ngày làm là 290 , làm 1 ngày 2 ca và 1 ca 8 tiếng

- Ta tính từ bunke chứa clinker ngược lên lượng clinker cần mua với công thức:

* Tuyến chuẩn bị thạch cao.

- Số ngày làm việc là 290, làm 1 ngày 1 ca và 1 ca 8 tiếng

- Độ hao hụt vật liệu là 0,05% cho hầu hết các máy tuy nhiên có ô tô tự đổ và bãi chứa có độ hao hụt vật liệu là 0,1%

- Vì theo tính toán tỷ lệ thì ta có thạch cao chiếm 3,6% nên dựa vào tỷ lệ đó ta sẽ nghiền thạch cao trong máy nghiền nón 2,3 h trong 1 ca làm việc của máy nghiền nón

- Ta tính từ bunke đá vôi ngược lên lượng thạch cao cần mua với công thức:

* Tuyến chuẩn bị đá vôi.

- Số ngày làm việc là 290, làm 1 ngày 1 ca và 1 ca làm 8 tiếng

- Độ hao hụt vật liệu là 0,05% cho hầu hết các máy tuy nhiên có ô tô tự đổ và bãi chứa có độ hao hụt vật liệu là 0,1%

- Vì theo tính toán tỷ lệ thì ta có đá vôi chiếm 9,1% nên dựa vào tỷ lệ đó ta sẽ nghiền đá vôi trong máy nghiền nón 5,7 h trong 1 ca làm việc của máy nghiền nón

- Ta tính từ bunke đá vôi ngược lên lượng đá vôi cần mua với công thức:

Bảng cân bằng vật chất của tuyến nghiền

STT Thiết bị Hao hụt Năng suất

Tuyến nghiền xi măng PC 40

Bảng cân bằng vật của tuyến chuẩn bị nguyên liệu

Tuyến chuẩn bị nguyên liệu

* Sản lượng cần đạt là 0,225 triệu tấn/ năm

* Tuyến trộn xi măng CC40

- Ta tính từ si lô chứa CC40 lên các định lượng của tro bay, xỉ và xi măng PC

- Vì nhu cầu sản xuất xi măng CC40 của nhà máy không cao nên số ngày làm việc là

90 ngày, 1 ngày 2 ca và 1 ca 8 tiếng

- Ta tính từ si lô chứa CC40 lên mày trộn với công thức:

- Từ máy trộn ta chia tỷ lệ lên các định lượng tương ứng như sau:

+ Định lượng của xi măng PC 65%

- Sau đó ta tính từ các định lượng lên các bunke nguyên liệu tương ứng ở tuyến chuẩn bị nguyên liệu với công thức:

* Tuyến chuẩn bị xi măng PC 40

- Ta tính từ bunke PC40 lên si lô chứa PC40 bằng công thức:

- Số ngày làm việc là 90 ngày, 1 ngày 2 ca và 1 ca 8 tiếng

* Tuyến chuẩn bị tro bay

- Ta tính từ bunke tro bay lên lượng tro bay cần mua bằng công thức:

- Độ hao hụt vật liệu của ô tô chuyên dụng là 0,1%, còn lại thì độ hao hụt vật liệu là 0,05%

- Số ngày làm việc là 90 ngày

- Vì năng suất của tro bay không cao nên ta chỉ cho tro bay làm 1 ngày 1 ca và 1 ca 8 tiếng

- Ta tính từ bunker xỉ lên lượng xỉ cần mua

- Độ hao hụt vật liệu của ô tô tự đổ và kho có mai che là 0,1% còn lại có độ hao hụt vật liệu là 0,05%

- Trước tiên ta tính từ bunker xỉ lên máng khí động bằng công thức:

- Sau đó từ máng khi động ta tính lên máy nghiền đứng bằng công thức:

- Vì trong máy nghiền đứng có sẵn phân ly nên từ máy nghiền đứng ta tính xuống cyclon lắng, lọc bụi và ống khói theo tỷ lệ như sau:

+ cyclon lắng bằng 95% của máy nghiền đứng

+ Lọc bụi bằng 5% của máy nghiền đứng

- Tiếp đó ta tính từ máy nghiền đứng lên lượng xỉ cần mua với công thức

Bảng cân bằng vật chất của tuyến trộn

Thứ tự Thiết bị Hao hụt Năng suất

Tuyến trộn xi măng CC40

Bảng cân bằng vật chất của tuyến chuẩn bị nguyên liệu

Tuyến chuẩn bị nguyên liệu

* Sản lượng cần đạt là 0,225 triệu tấn/ năm

* Tuyến trộn xi măng CC30

- Ta tính từ si lô chứa CC30 lên các định lượng của tro bay, xỉ và xi măng PC

- Vì nhu cầu sản xuất xi măng CC30 của nhà máy không cao nên số ngày làm việc là

90 ngày, 1 ngày 2 ca và 1 ca 8 tiếng

- Ta tính từ si lô chứa CC30 lên mày trộn với công thức:

- Từ máy trộn ta chia tỷ lệ lên các định lượng tương ứng như sau:

+ Định lượng của xi măng PC 55%

- Sau đó ta tính từ các định lượng lên các bunke nguyên liệu tương ứng ở tuyến chuẩn bị nguyên liệu với công thức

- Ta tính từ bunke PC40 lên si lô chứa PC40 bằng công thức:

- Ta tính từ bunke tro bay lên lượng tro bay cần mua bằng công thức:

- Độ hao hụt vật liệu của ô tô chuyên dụng là 0,1%, còn lại thì độ hao hụt vật liệu là 0,05%

- Số ngày làm việc là 90 ngày

- Vì năng suất của tro bay không cao nên ta chỉ cho tro bay làm 1 ngày 1 ca và 1 ca 8 tiếng

- Ta tính từ bunker xỉ lên lượng xỉ cần mua

- Độ hao hụt vật liệu của ô tô tự đổ và kho có mai che là 0,1% còn lại có độ hao hụt vật liệu là 0,05%

- Trước tiên ta tính từ bunker xỉ lên máng khí động bằng công thức:

- Sau đó từ máng khi động ta tính lên máy nghiền đứng bằng công thức:

- Vì trong máy nghiền đứng có sẵn phân ly nên từ máy nghiền đứng ta tính xuống cyclon lắng, lọc bụi và ống khói như sau:

+ cyclon lắng bằng 95% của máy nghiền đứng

+ Lọc bụi bằng 5% của máy nghiền đứng

- Tiếp đó ta tính từ máy nghiền đứng lên lượng xỉ cần mua với công thức

Bảng cân bằng vật chất của tuyến trộn

Thứ tự Thiết bị Hao hụt Năng suất

Tuyến trộn xi măng CC30

Bảng cân bằng vật chất của tuyến chuẩn bị nguyên liệu

(T/năm) (T/ngày) (T/ca) (T/giờ) Tuyến chuẩn bị nguyên liệu

Chọn thiết bị cho phân xưởng

4.2.1 Dây chuyển sản xuất xi măng PC 40

- Gàu ngoặm: đưa clinker từ thuyền vào phễu tiếp liệu

+ Gàu ngoặm của công ty Thái Long

+ Khối lượng bốc hàng cho phép lớn nhất: 12 tấn

+ Chu kỳ bốc hàng: 3 phút

+ Kích thước gàu khi đóng: 3360x1332x1330

- Phếu tiếp liệu: đưa clinker từ gàu ngoặm xuống băng tải

+ Năng suất phễu đạt được thực tế: 200T/H

- Băng tải: đưa clinker từ phễu tiếp liệu đến gàu nâng

+ Chọn băng tải máng KZB ( theo sách Công nghệ và thiết bị sản xuất XMP)

+ Công suất tại điều kiện tối thiểu: 2,4 kW

+ Kích thước vật liệu: ≤ 30 mm

- Gàu nâng: đưa clinker từ băng tải vào si lo clinker

+ Mẫu BWG theo sách ‘Công nghệ và thiết bị sản xuất XMP’

- Băng tải: đưa clinker từ si lô đến bunke clinker

+ Chọn băng tải máng KZB ( theo sách Công nghệ và thiết bị sản xuất XMP) + Năng suất tối thiểu: 167 T/h

* Tuyến chuẩn bị thạch cao

- Ô tô tự đổ: chở thạch cao vào bãi chứa

+ Xe LZ336M1 của hãng Đông phong

+ Tải trọng thiết kế: 20 tấn

+ Công suất động cơ 275KW/375PS

- Xe xúc lật: đưa thạch cao từ bãi chứa đến phễu tiếp liệu

+ Xe CLG855H của hãng Liugong

+ Chiều cao đổ vật liệu: 2,9M

+ Công suất động cơ 162 KW

- Phễu tiếp liệu: đưa thạch cao từ xe xúc lật đổ vào máy nghiền nón

+ Kích thước của phễu: 2x3x2(mxmxm)

- Máy nghiền nón: nghiền thạch cao sau đó xả xuống băng tải

+ Kích thước liệu vào yêu cầu: 100-400 ( mm)

+ Máy HST250 ( S1 côn thô) của công ty Hòa Phát

+ Kích thước liệu vào tối đa: 450 mm

+ Công suất động cơ: 250 kW

- Băng tải: đưa thạch cao của máy nghiền nón vào bunke thạch cao

+ Chọn băng tải của Đức GFEP

+ Độ nghiêng lớn nhất: 5 độ

* Tuyến chuẩn bị đá vôi:

- Ô tô tự đổ: đưa đá vôi vào bãi chứa

- Xe xúc lật: đưa thạch cao từ bãi chứa đến phễu tiếp liệu

- Phễu tiếp liệu: đưa thạch cao được đổ từ xe xúc lật vào máy nghiền nón

- Máy nghiền nón: nghiền thạch cao sau đó xả xuống băng tải

+ Kích thước liệu vào yêu cầu: 100-400 ( mm)

+ Máy HST250 ( S1 côn thô) của công ty Hòa Phát

+ Kích thước liệu vào tối đa: 450 mm

+ Kích thước xả tối thiểu: 35 mm

+ Công suất động cơ: 250 kW

- Băng tải: đưa thạch cao được nghiền từ máy nghiền nón đến bunke thạch cao

+ Chọn băng tải của Đức GFEP

* Tuyến nghiền xi măng PC40

- Định lượng cho clinker, đá vôi, thạch cao:

+ Sử dụng định lượng 3 thành phần của công ty SECO

+ Sai số của cân định lượng luôn được khống chế nhỏ hơn 1%

+ Phần mềm cân được thiết kế với giao diện tiếng việt và có các hướng dẫn trực quan đi kèm với từng thao tác rê chuột

- Băng tải chung: Dùng để vật chuyển clinker, thạch cao, đá vôi vào máy nghiền bi + Năng suất yêu cầu: 226,3 T/h

+ Chọn băng tải máng KZB ( theo sách Công nghệ và thiết bị sản xuất XMP) + Năng suất tối thiểu: 167 T/h

- Máy nghiền bi: Dùng để nghiền vật liệu và chuyển đến gàu nâng

+ Kích thước của máy: 5,2x16,5 (DxL,m)

+ Máy nghiền bi theo chu trình kín POLISIUS

+ Công suất động cơ: 6325kW

- Gàu nâng: dùng để đưa xi măng từ máy nghiền vào phân ly

- Phân ly kết hợp với cyclon: dùng để phân loại hạt và lắng hạt xi măng

+ Hạt đạt sẽ được đưa qua cyclon còn những hạt không đạt thì được đưa quay trở lại máy nghiền bi

- Lọc bụi: dùng để lọc bụi để thải ra ngoài

+ Chọn lọc bụi 12M2 384-32TV Pháp (nguồn sách ‘công nghệ và thiết bị sản xuất XMP’)

+ Kích thước máy: 2500x135 mmxmm ( LxD)

- Máng khí động: Dùng để vận chuyển xi măng từ phân ly lại gàu nâng

+ Chọn máy theo nguồn sách ‘công nghệ và thiết bị sản xuất XMP’

+ Kích thước vật liệu: 0- 200 μmm

- Gàu nâng: dùng để đưa xi măng từ máy nghiền vào phân ly

- Máng khí động: Dùng để vận chuyển xi măng từ phân ly lại gàu nâng

* Silo chứa clinker ( dạng nhà)

- Năng suất 1 ngày: 3161,07 (m 3 ), Khối lượng thể tích xốp của clinker: 1,45

- Chọn thời gian dự trữ của nhà chứa: 7 ngày

- Thể tích yêu cầu: V yc =¿2180,05 x 7 x 0,85= 15260,3(m 3 )

- Chọn đường kính của silo: 50m, Thể tích đổ đầy: 1

- Cho góc mái: 15 độ => Chiều cao phần mái: H1= Tan(15) x 50 2 =¿ 6,7 (m)

=> Chiều cao phần trụ: H2= V yc s = 15260,3 1962,5 = 8(m)

- Chọn chiều cao phần xả liệu: H3= 6 (m)

GVHD: TS Nguyễn Văn Quang Đường kính của cửa xả: 12,5 (m), Góc xả liệu 30 độ, Số cửa xả liệu: 8 cửa

=> Chiều cao cửa xả liệu: Hxl= Tan(30) x 12,5 2 =3,6(m )

Năng suất 1 ngày 3161,07 Góc mái 15

Thể tích 2180,05 Chiều cao phần mái silo 6,7

Thời gian dự trữ(ngày) 7 Chiều cao của phần trụ 8

Thể tích yêu cầu 15260,3 Chiều cao phần xả liệu 6

V-đổ đầy 1 Đường kính cửa xả 12,5 Đường kính 50 Góc xả liệu 30

Diện tích bề mặt 1962,5 Chiều cao cửa xả liệu 3,6

Chiều cao của silo 20,5 Số cửa xả 8

* Bunke clinker, thạch cao, đá vôi

- Năng suất 1 giờ của clinker: 98,78 Tấn, Thạch cao:

- Khối lượng thể tích xốp lần lượt là: 1,45; 1,4; 1,5

- Thể tích chứa 1 giờ: V 1 giờ =¿ Năng suất 1 giờ

- Thể tích yêu cầu: Vyc= V 1 giờ x thời gian dự trữ

- Góc của hình nón: 40 độ

Tính bunke Clinker Thạch cao Đá vôi

Thời gian dự trữ (giờ) 4 8 4

*Si lo chứa xi măng PC 40 ( silo dạng trụ có cửa xả hình nón ngược)

- Năng suất 1 ngày của xi măng là 3620,69 tấn,

Khối lượng thể tích xốp : 1,2

- Thời gian dự trữ: 3 ngày => Thể tích yêu cầu:

- Chọn đường kính silo là 16 m

+ Góc nón: 40 độ, đường kính nón 13 (m)

+ Chiều cao nón: Hnón= Tan(40) x D 2 = 5,45 (m)

- Chiều cao phần chứa: Hchứa= V yc S +V nón bề mặt 39,49

- Chọn chiều cao phần TB xả: 1,3 (m)

- Chọn chiều cao đưa xe vào: 5 (m)

Năng suất 1 ngày 3620,69 Góc nón 40

Thể tích 3017,24 Đường kính nón 13

Thời gian dự trữ(ngày) 3 Chiều cao nón 5,45

Thể tích yêu cầu 7693,97 V nón 241,19

V-đổ đầy 0,85 Chiều cao phần chứa 39,49 Đường kính 16 Chiều cao phần TB xả 1,3

Diện tích bề mặt 200,96 Chiều cao phần cho xe vào 5

4.2.2 Dây chuyền sản xuất xi măng CC 40

- Máng khí động: di chuyển xi măng PC từ si lo đến bunke xi măng PC

- Ô tô chuyên dụng: dùng để di chuyển tro bay sau đó bơm khí nén vào silo tro bay

+ Xe của công ty cổ phần XNK ô tô Long Biên

+ Công suất máy nén khí: 10m 3 / phút

- Máng khí động: vận chuyển tro bay từ silo tro bay đến bunke tro bay

+ Nhiệt độ lớn nhất: 80 độ

- Ô tô tự đổ: vận chuyển xỉ đã mua về kho có mái che

- Xe xúc lật: Đưa xỉ từ kho vào phễu tiếp liệu

+ Năng suất thực tế: 100 tấn

+ Số chuyến cần: 18 Chuyến 1 giờ

- Phễu tiếp liệu: đưa xỉ từ xe xúc lật xuống băng tải

- Băng tải: Di chuyển xỉ đến bunke xỉ

+ Chọn máy GFEP của Đức

- Định lượng: Dùng để cân xỉ từ bunke xỉ xuống

+ Sử dụng định lượng công ty SECO

+ Phần mềm cân được thiết kế với giao diện tiếng việt và có các hướng dẫn trực quan đi kèm với tưng thao tác rê chuột

- Máy nghiền đứng: nghiền xỉ

+ Máy nghiền đứng con lăn HRM 2400 của công ty vật tư Tây Bắc

+ Công suất động cơ điện: 900 kW

- Cyclon lắng: Dùng để lắng xỉ từ máy nghiền đứng

- Lọc bụi: dùng để lọc xỉ từ dòng khí

- Máng khí động: dùng để vận chuyển xỉ lại gàu nâng

* Tuyến trộn xi măng CC 40

- Định lượng PC, tro bay, xỉ: dùng để cân

- Máy trộn: Dùng để trộn xi măng CC40

+ Chọn máy trộn công nghiệp 2 trục ngang của công ty SECO

+ Chọn 1 mẻ 10 m 3 , 5 phút 1 mẻ => 12 mẻ 1 giờ

+ Khối lượng thể tích xốp: 1,54

- Gàu nâng: Đưa xi măng lên máng khí động

+ Máy BWG theo nguồn sách ‘công nghệ và thiết bị sản xuất XMP’

- Máng khí động: Dùng để vận chuyển xi măng vào silo xi măng CC40

* Tính toán bunke PC40 , xỉ lò cao, tro bay

- Năng suất 1 giờ của PC40: 101,57 Tấn, tro bay 23,44

Tấn, Xỉ lò cao 85,94 Tấn

Tính bunke PC40 Tro bay Xỉ lò cao

- Khối lượng thể tích xốp của tro: 1,1

- Thể tích 1 ngày: V ngày =¿ Năng suất 1 ngày

- Thời gian dự trữ: 3 ngày

- Thể tích yêu cầu: V yc =¿170,46 x 3 x 0,85= 434,7 (m 3 )

- Diện tích bề mặt: Sbề mặt= 28,3 m2

+ Góc nón: 40 độ; Đường kính nón: 6 (m)

+ Chiều cao nón: Hnón= Tan(40) x D 2 = 3 (m)

+ Thể tích phần nón: Vnón= 1

- Chiều cao phần trụ: Htrụ= S V yc bềmặt = 15 (m)

- Chiều cao của silo: H = Htrụ + Hnón = 20 (m)

Thời gian dự trữ (ngày) 3 Chiều cao nón 3

Thể tích yêu cầu 434,7 V nón 24

V-đổ đầy 0,85 Chiều cao phần trụ 15 Đường kính 6 Chiều cao phần chân 5

Diện tích bề mặt 28,3 Chiều cao của silo 20

* Tính silo xi măng CC40

- Năng suất 1 ngày của xi măng là 2500 tấn, Khối lượng thể tích xốp : 1,2

=> Thể tích yêu cầu: Vyc = 2083,33 tấn

- Chiều cao phần chứa: Hchứa= V yc S +V nón bề mặt = 27,64 (m)

Năng suất 1 ngày 2500 Góc nón 40

4.2.3 Dây chuyền sản xuất CC30

- Máng khí động: di chuyển xi măng PC từ si lo đến bunke xi măng PC

- Ô tô chuyên dụng: dùng để di chuyển tro bay sau đó bơm khí nén vào silo tro bay

+ Xe của công ty cổ phần XNK ô tô Long Biên

+ Công suất máy nén khí: 10m 3 / phút

- Máng khí động: vận chuyển tro bay từ silo tro bay đến bunke tro bay

+ Nhiệt độ lớn nhất: 80 độ

- Ô tô tự đổ: vận chuyển xỉ đã mua về kho có mái che

- Xe xúc lật: Đưa xỉ từ kho vào phễu tiếp liệu

+ Năng suất thực tế: 100 tấn

+ Số chuyến cần: 18 Chuyến 1 giờ

- Phễu tiếp liệu: đưa xỉ từ xe xúc lật xuống băng tải

- Định lượng: Dùng để cân xỉ từ bunke xỉ xuống

+ Sử dụng định lượng công ty SECO

+ Phần mềm cân được thiết kế với giao diện tiếng Việt và có các hướng dẫn trực quan đi kèm với từng thao tác rê chuột

- Máy nghiền đứng: nghiền xỉ

+ Máy nghiền đứng con lăn HRM 2400 của công ty vật tư Tây Bắc

+ Công suất động cơ điện: 900 kW

- Cyclon lắng: Dùng để lắng xỉ từ máy nghiền đứng

- Lọc bụi: dùng để lọc xỉ từ dòng khí

- Máng khí động: dùng để vận chuyển xỉ lại gàu nâng

* Tuyến trộn xi măng CC 40

- Định lượng PC, tro bay, xỉ: dùng để cân

- Máy trộn: Dùng để trộn xi măng CC40

+ Chọn máy trộn công nghiệp 2 trục ngang của công ty SECO

+ Chọn 1 mẻ 10 m 3 , 5 phút 1 mẻ => 12 mẻ 1 giờ

+ Khối lượng thể tích xốp: 1,54

- Gàu nâng: Đưa xi măng lên máng khí động

+ Máy BWG theo nguồn sách ‘công nghệ và thiết bị sản xuất XMP’

- Máng khí động: Dùng để vận chuyển xi măng vào silo xi măng CC40

* Tính toán bunke PC40 , xỉ lò cao, tro bay

- Năng suất 1 giờ của PC40: 85,94 Tấn, tro bay 39,06

Tấn, Xỉ lò cao 101,57 Tấn

Tính bunke PC40 Tro bay Xỉ lò cao

- Diện tích bề mặt: Sbề mặt= 28,3 m 2

* Tính silo xi măng CC40

- Năng suất 1 ngày của xi măng là 2500 tấn,

Khối lượng thể tích xốp : 1,2

=> Thể tích yêu cầu: Vyc = 2083,33 tấn

- Chiều cao phần chứa: Hchứa= V yc S +V nón bề mặt = 27,64 (m)

Năng suất 1 ngày 2500 Góc nón 40

THỰC NGHIỆM TÌM TỶ LỆ PHỤ GIA HỢP LÝ

ĐỂ SẢN XUẤT XI MĂNG CC30

TRA CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA CÁC LOẠI PHỤ GIA

Giới thiệu các loại phụ gia

Để sản xuất CC30 tỷ lệ clinker phụ gia pha vào là 40%-80%, phụ gia sử dụng là phụ gia khoáng hoạt tính

Theo TCVN Phụ gia khoáng hoạt tính: tro bay, xỉ lò cao, silicafume và một số phụ gia khác

Dựa theo tình hình thực tế của địa phương ta chọn tro than và xỉ lò cao

- Tro bay (Fly ash): Loại thải phẩm bụi mịn thu được tại bộ phận lắng bụi khí thải của nhà máy nhiệt điện từ quá trình đốt than.

-Tro tuyển (Fly ash selected): Tro bay đã qua công nghệ xử lý tuyển khô hoặc tuyển ướt để loại bớt thành phần không mong muốn, nhằm nâng cao thành phần chất lượng hữu ích trong sử dụng.

-Tro axit (Acid ash) – F: Tro bay thu được từ đốt than nhà máy nhiệt điện, trong đó hàm lượng canxi oxit đến 10 %.

Tro bay thu được từ đốt than nhà máy nhiệt điện, trong đó hàm lượng canxi oxit lớn hơn 10 %.

Bảng 1 - Chỉ tiêu chất lượng tro bay dùng cho bê tông và vữa xây

Chỉ tiêu Loại tro bay

Lĩnh vực sử dụng - Mức a b c d

1 Tổng hàm lượng ôxit SiO2 + Al2O3 +

Fe2O3, % khối lượng, không nhỏ hơn

2 Hàm lượng lưu huỳnh, hợp chất lưu huỳnh tính quy đổi ra SO3, % khối lượng, không lớn hơn

3 Hàm lượng canxi ôxit tự do CaOtd, % khối lượng, không lớn hơn

4 Hàm lượng mất khi nung MKN, % khối lượng, không lớn hơn

5 Hàm lượng kiềm có hại (kiềm hòa tan),

% khối lượng, không lớn hơn

6 Độ ẩm, % khối lượng, không lớn hơn F

7 Lượng sót sàng 45mm, % khối lượng, không lớn hơn

8 Lượng nước yêu cầu so với mẫu đối chứng, %, không lớn hơn

9 Hàm lượng ion Cl-, % khối lượng, không lớn hơn

10 Hoạt độ phóng xạ tự nhiên Aeff,

(Bq/kg) của tro bay dùng: -

- Đối với công trình nhà ở và công cộng, không lớn hơn 370

- Đối với công trình công nghiệp, đường đô thị và khu dân cư, không lớn hơn 740

Xác định tổng hàm lượng các ôxit SiO 2 +

Xác định hàm lượng SO 3 Theo TCVN 141:2008

Xác định hàm lượng CaO td Theo TCVN 141:2008

Xác định hàm lượng mất khi nung Theo TCVN 8262:2009

Xác định hàm lượng kiềm có hại Theo TCVN 6882:2001

Xác định độ ẩm Theo TCVN 8262:2009

Xác định độ mịn theo lượng sót trên sàng

Theo phụ lục A của TCVN

Xác định lượng nước yêu cầu Theo TCVN 8825:2011

Xác định hàm lượng ion Clo (Cl - ) Theo phụ lục E của TCVN 8826:2011

Xác định hoạt độ phóng xạ tự nhiên Theo Phụ lục A

Xác định chỉ số hoạt tính cường độ Theo TCVN 6882:2001

-Xỉ hạt lò cao dạng hạt (Granulated blast-furnace slag): Vật liệu dạng hạt, có cấu trúc dạng thủy tinh được tạo ra từ xỉ nóng chảy sinh ra trong quá trình luyện gang trong lò cao, khi được làm lạnh nhanh bằng nước.

- Xỉ hạt lò cao nghiền mịn (Ground granulated blast-furnace slag): Xỉ hạt lò cao được nghiền đến độ mịn cần thiết, trong một số trường hợp có thể pha trộn thêm thạch cao và phụ gia công nghệ.

1 Khối lượng riêng, g/cm 3 , không nhỏ hơn 2,8 Phụ lục A của TCVN

2 Bề mặt riêng, cm 2 /g, không nhỏ hơn 2 750 3 500 5 000 7 000 TCVN 4030:2003

3 Chỉ số hoạt tính cường độ,

4 Tỷ lệ độ lưu động, %, không nhỏ hơn 95 95 90 85 Phụ lục A

5 Độ ẩm, %, không lớn hơn 1,0 TCVN 8265:2009

(MgO), %, không lớn hơn 10,0 TCVN 8265:2009

(SO3), %, không lớn hơn 4,0 TCVN 8265:2009

8 Hàm lượng ion clorua (Cl),

9 Hàm lượng mất khi nung

(MKN), %, không lớn hơn 3,0 TCVN 8265:2009

Xác định khối lượng riêng Theo Phụ lục A của TCVN 4030:2003.

Xác định bề mặt riêng theo phương pháp

Theo TCVN 4030:2003, ngoại trừ khối lượng mẫu thử cho vào ống chứa mẫu có thể phải điều chỉnh để mẫu thử được nén với áp lực tương đương với áp lực nén mẫu chuẩn dùng để hiệu chuẩn phép đo.

Xác định chỉ số hoạt tính cường độ và tỷ lệ độ lưu động

Chỉ số hoạt tính cường độ và tỷ lệ độ lưu động được xác định theo Phụ lục A.

Xác định độ ẩm Theo TCVN 8265:2009.

Xác định thành phần hóa học -Xác định hàm lượng MgO và SO3 theo

-Xác định hàm lượng ion Cl - theo TCVN 141:2008.

Xác định hàm lượng mất khi nung (MKN) Theo TCVN 8265:2009

NGHIỆM KIỂM TRA CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA XI MĂNG

Mục tiêu

- Lựa chọn tỷ lệ phụ gia khoáng hợp lí pha vào clinker CPC50 để chế tạo xi măng CC30 đạt các yêu cầu kĩ thuật theo TCVN trên cơ sở các loại phụ gia khoáng đã chọn là tro bay và xỉ lò cao

Quy hoạch thí nghiệm

B1: Chọn tổng tỷ lệ phụ gia pha vào

Theo yêu cầu kĩ thuật của xi măng CC là 40-80% nên chọn 45%

Sử dụng hai loai phụ gia: Tro và Xỉ lò cao

B2: Chọn tỷ lệ phụ gia phối hợp

Chọn 5 tỷ lệ phụ gia để làm thí nghiệm (TB/Xỉ) với tổng là 45%

B3: Chế bị mẫu để kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý của xi măng

Thực nghiệm kiểm tra các chủ tiêu cơ lý của các sản phẩm xi măng với các tỷ lệ phụ gia theo các chỉ tiêu sau:

+) Tỷ lệ nước và xi măng lấy theo tiêu chuẩn TCVN 4031:1985

+) Thời gian bắt đầu và kết thúc đông kết theo TCVN 6017:2015

+) Giới hạn bền nén ở tuổi 3 ngày và tuổi 28 ngày theo TCVN 6016:2011

B4: Đánh giá kết quả thực nghiệm

Kết quả

Tổ mẫu (TB/Xỉ) Yêu cầu theo 12,5/32,5 17,5/27,5 22,5/22,5 27,5/17,5 32,5/12,5 TCVN

Cường độ ở tuổi 3 ngày và 28 ngày

Phân tích, nhận xét

* Đường màu đỏ: yêu cầu theo tiêu chuẩn

* Đường màu vàng: mẫu tiêu chuẩn

Hàm lượng nước khi sử dụng phụ gia so với khi không sử dụng phụ gia tăng

Lượng nước sử dụng ở mức xỉ 27,5% và 32,5% luôn cao hơn so với tro ở mức 27,5% và 32,5% => Xỉ hút nước nhiều hơn tro bay

Nước tiêu chuẩn CC30 (tỷ lệ TB/Xỉ)

Bắt đầu đông kết CC30 (tỷ lệ TB/Xỉ)

Thời gian bắt đầu đông kết đều đạt ở mọi tỷ lệ

Thời gian bắt đầu đông kết khi có phụ gia chậm hơn khi không có phụ gia Thời gian bắt đầu đông kết ở tỷ lệ 22,5%/22,5% chậm hơn ở các tỷ lệ khác Hàm lượng tro càng thấp thì thời gian bắt đầu đông kết càng nhanh

Kết thúc đông kết CC30 (tỷ lệ TB/Xỉ)

Thời gian kết thúc đông kết đều đạt ở mọi tỷ lệ

Thời gian kết thúc đông kết khi có phụ gia chậm hơn khi không có phụ gia Thời gian kết thúc đông kết nhanh hơn khi hàm lượng tro sử dụng tăng

R3 CC30 (tỷ lệ (tỷ lệ TB/Xỉ)

Cường độ nén ở mọi tỷ lệ đều đạt

Khi hàm lượng xỉ giảm thì cường độ nén ở tuổi 3 ngày giảm dần (sắp xỉ 24%) nhưng vẫn đạt cường độ yêu cầu (R ≥12 MPa)

R28 CC30 (tỷ lệ TB/Xỉ)

Cường độ nén tuổi 28 ngày đều đạt ở mọi tỷ lệ

Cường độ ở tỷ lệ 22,5%/22,5% là thấp nhất so với các tỷ lệ khác

Kết luận

- Trong lúc thực nghiệm vì số lượng khuôn 4x4x16 không đủ nên nhóm đã chuyển sang sử dụng khuôn 7x7x7 để kịp tiến độ thí nghiệm Vì sử dụng khuôn mẫu 7x7x7 nên sẽ không có số liệu cường độ uốn và điều kiện thời gian không cho phép để chuyển đổi số liệu thí nghiệm từ mẫu 4x4x16 sang 7x7x7 nên cường độ nén ở tuổi 3 và 28 ngày sẽ không thể so sánh được với mẫu chuẩn nhưng các chỉ tiêu khác vẫn có thể so sánh.

- Theo số liệu đã thống kê: Ta thấy khi tỷ lệ tro/xỉ (22,5%/22.5%) bằng nhau thì có tương tác không tốt với xi măng nên kết quả thực nghiệm đều thấp hơn so với khi tỷ lệ tro/xỉ có sự chênh lệch về hai phía Vì vậy ta chọn tỷ lệ tro/xỉ là 12,5%/32,5% sẽ tối ưu nhất vì thời gian bắt đầu đông kết nhanh, cường độ ở các tuổi đều đạt yêu cầu và cao hơn so với cái tỷ lệ phụ gia còn lại.

- Bảng so sánh bên dưới số liệu cảu thời gian đông kết đã được chia cho 10 để bảng số liệu dễ nhìn và dễ so sánh hơn.

Bảng so sánh các chỉ tiêu cơ lý

Mẫu được chọn (12,5/32,5) Theo TCVN Mẫu chuẩn

Cân vật liệu làm thí nghiệm Nước tiêu chuẩn

Thời gian bắt đầu đông kết Kết thúc đông kết

Cân đong vật liệu Trộn và đúc mẫu

Dưỡng hộ Tháo mẫu và tiếp tục dưỡng hộ

Nén mẫu tuổi 3 ngày Nén mẫu tuổi 28 ngày

Cường độ nén

Cân đong vật liệu Trộn và đúc mẫu

Dưỡng hộ Tháo mẫu và tiếp tục dưỡng hộ

Nén mẫu tuổi 3 ngày Nén mẫu tuổi 28 ngày

Tiêu đề	Thiết kế phân xưởng nghiền xi măng
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Văn Quang
Chuyên ngành	Kỹ thuật sản xuất
Thể loại	PBL
Năm xuất bản	2023

Định dạng
Số trang	73
Dung lượng	2,98 MB