Đồ Án chất kết dính vô cơ tên Đề tài thiết kế phân xưởng gia công và chuẩn bị phối liệu nhà máy sản xuất xi măng poóclăng , công suất 1200000 tấn clanhkenăm

Hàm lượng các ôxítphụ thuộc vào nguyên vật liệu ban đầu và quy trình công nghệ sản xuất.Trongclanhke xi măng poóclăng tỷ lệ thành phần các ôxít thường dao động trongkhoảng: a.Canxi oxitC

KHOA XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

-

 -ĐỒ ÁN CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ

TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế phân xưởng gia công và chuẩn bị phối liệu nhà máy sản xuất

xi măng poóclăng , công suất 1200000 tấn clanhke/năm

Sinh Viên : LẠI MINH DŨNG Lớp : 21VL

MSV : 2151090056 GVHD : ThS Phạm Thanh Mai

ĐỀ BÀI

 Nhiệm vụ thiết kế:

Thiết kế phân xưởng gia công và chuẩn bị phối liệu nhà máy sản xuất xi măng poóclăng, công suất 1200000 tấn clanhke/năm

- Tính toán bài phối liệu theo thành phần khoáng và hệ số đặc trưng của clanhke

- Tính chọn thiết bị chính cho phân xưởng nung

 Nguyên liệu và nhiên liệu:

Số liệu thiết kế từ bảng đính kèm: đá vôi 18, đất sét 8, than B

Mô đun của clanhke: hệ số bão hòa vôi - LSF = 91% ; hệ số silicat - MS = n =2,5 ;

hệ số alumin - MA = p = 1,45

Bảng 1 Thành phần hóa của đá vôi

Bảng 2 Thành phần hóa của đất sét

Bảng 3 Thành phần hóa của phụ gia điều chỉnh

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN Tổng

LỜI MỞ ĐẦU

Trong ngành vật liệu xây dựng, công nghiệp sản xuất chất kết dính đóng vaitrò đặc biệt quan trọng và chiếm tỷ trọng lớn nhất về giá trị sản lượng Ở nước tahiện nay, chất kết dính vô cơ sử dụng trong xây dựng chủ yếu là xi măng, vôi,thạch cao, trong đó xi măng chiếm tỷ trọng cao nhất Trong những năm qua, nhờđổi mới thiết bị và công nghệ sản xuất, xi măng đã tăng nhanh đáng kể về sảnlượng cũng như chất lượng sản phẩm Hiện nay, có rất nhiều chủng loại xi măngnhư: xi măng poóclăng, xi măng bền sun phát, xi măng bền axit,… đã đáp ứng yêucầu cơ bản của ngành xây dựng Việc sử dụng dây chuyền công nghệ sản xuất ximăng lò quay phương pháp khô với mức độ tự động hóa cao đã làm giảm nhiênliệu và điện năng tiêu tốn, hạn chế sự ô nhiễm môi trường và mang lại lợi ích kinh

tế cao Nhận rõ vai trò của ngành công nghiệp sản xuất xi măng trong sự phát triểncủa nền kinh tế quốc dân, Thủ tướng chính phủ đã ký quyết định số 108/2005/QD-

TT về việc quy hoạch và phát triển công nghiệp xi măng Việt Nam

Chính vì vậy, em đã được giao đề tài: " Thiết kế phân xưởng gia công và

chuẩn bị phối liệu nhà máy sản xuất xi măng poóclăng, công suất 1200000 tấn clanhke/năm." Qua đây, em xin gửi lời cám ơn chân thành nhất tới các thầy cô

trong bộ môn, đặc biệt là cô ThS.Phạm Thanh Mai đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ

em hoàn thành đồ án này Tuy nhiên, do thời gian và trình độ còn hạn chế nên đềtài thiết kế không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự nhậnxét, góp ý của các thầy cô để đề tài được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

(1):Võ Đình Lương - Hóa học và công nghệ sản xuất xi măng, NXB khoa học và kĩthuật

(2):Vũ Đình Đấu – Công nghệ và thiết bị sản xuất xi măng poóclăng, NXB xâydựng

(3):Giáo trình môn học chất kết dính vô cơ của thầy Lê Xuân Hậu

(4):TCVN 5438-2020:Xi măng-thuật ngữ và định nghĩa

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ XI MĂNG 1.1.Khái niệm chung.(4)

Xi măng poóclăng là xi măng được nghiền mịn từ clanhke xi măng poóclăng

với lượng thạch cao cần thiết.Có thể sử dụng phụ gia công nghệ nhưng không quá1% so với khối lượng clanhke

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 trong nước nhờ phản ứng hóa lý,thành vật liệu dạng đá

Clanhke xi măng là sản phẩm chứa các pha hoặc các khoáng có hoạt tính thủy

lực, thu được bằng cách nung đến kết khối hay nóng chảy hỗn hợp các nguyên liệuxác định (phối liệu)

Clanhke xi măng poóclăng là clanhke xi măng có chứa chủ yếu các khoáng

canxi silicat, canxi aluminat, canxi fero aluminat với tỷ lệ xác định

1.2.Thành phần khoáng của clanhke.(2)

Trong clanke gồm chủ yếu là các khoáng canxi silicat nằm ở dạng khoángalit và belit chiếm khoảng (70%-80%) và quyết định các tính chất chủ yếu của ximăng.Ngoài ra các khoáng canxi aluminat và canxi fero aluminat và pha thủy tinhnằm xen kẽ giữa các khoáng alit và belit trong clanhke xi măng được gọi là chấttrung gian

a.Khoáng tricanxi silicat 3CaO.SiO2(C3S:Alit)

Khoáng này có khối lượng riêng là 3,15g/cm3 là khoáng quan trọng nhất củaclanhke xi măng, tạo cho xi măng có cường độ cao, tốc độ đông kết rắn chắc nhanh

và loại khoáng này có ảnh hưởng nhiều đến các tính chất của xi măng Trongclanhke xi măng khoáng C3S chiếm từ 45-65%.Khoáng C3S ở dạng tinh khiết sẽbền vững trong khoảng nhiệt độ 1200-2070oC, bị nóng chảy ở nhiệt độ lớn hơn

2070 oC và phân hủy thành C2S và CaOở nhiệt độ dưới 1200oC

b Khoáng đicanxxi silicat 2CaO.SiO2 (C2S: Belit)

Trong clanhke xi măng C2S chiếm khoảng 20-30%, là thành phần quantrọng của clanhke, có đặc tính là đông kết rắn chắc chậm nhưng cường độ cuốicùng cao Bêlit là dung dịch rắn của 2CaO.SiO2 với một lượng nhỏ các ô xít khácnhư Al2O3, Fe2O3, Cr2O3, Khoáng C2S được tạo thành trong clanhke ở 4 dạng thùhình C2S, ’C2S, C2S , C2S.(2)

C2S: bền vững ở điều kiện nhiệt độ cao từ 1425-2130oC, ở nhiệt độ lớn hơn

21300C, C2S bị chảy lỏng, ở nhiệt độ nhỏ hơn 14250C khoáng C2S chuyển sangdạng ’C2S

’C2S: bền vững ở nhiệt độ 830-1425 oC, khi nhiệt độ nhỏ hơn 8300C và làmlạnh nhanh thì ’C2S chuyển sang dạng C2S, còn khi nhiệt độ ≤ 670oC làm nguộichậm bị chuyển sang dạng C2S

C2S: không bền luôn có xu hướng chuyển sang dạng C2S đặc biệt là ởnhiệt độ nhỏ hơn 5200C Khi C2S chuyển thành C2S làm tăng thể tích khoảng10% và làm clanhke tả thành bột

C2S: hầu như không tác dụng với nước và không có tính chất kết dính, chỉtrong điều kiện hơi nước bão hoà, khoảng nhiệt độ 150-200 oC thì C2S mới có khảnăng dính kết

c.Khoáng tricanxi aluminat 3CaO.Al2O3 (C3A)

Chiếm khoảng 5-15% Tồn tại trong clanhke chủ yếu ở dạng C3A do hàmlượng CaO trong clanhke cao.Khoáng C3A kết tinh ở dạng tinh thể lục giác hayhình hộp chữ nhật có khối lượng riêng là 3,04g/cm3 Đặc điểm của C3A là tỏa nhiệtnhiều đông kết rắn chắc nhanh, cường độ thấp dễ tạo nên các ứng suất làm nứt,tách cấu trúc đá xi măng khi chúng làm việc trong môi trường xâm thực sunfat

d.Khoáng tetracanxi alumôferit 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (C4AF)

Chiếm khoảng 5-15% Là dung dịch rắn của các khoáng canxi alumôferit(còn được gọi là xêlit) Trong clanhke chúng thường tồn tại dưới dạng C4AF chứakhoảng 1% MgO và TiO2 có khối lượng riêng là 3,77g/cm3.Khoáng này có thànhphần khác nhau phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu ban đầu, điều kiện nungluyện…

Pha thuỷ tinh

Thành phần của pha thuỷ tinh bao gồm một số loại ôxít như MgO, CaO,

Fe2O3, Na2O, K2O, Hàm lượng của pha thuỷ tinh phụ thuộc vào thành phần hỗnhợp nguyên liệu ban đầu và điều kiện làm lạnh clanhke Sự có mặt của pha nàytrong clanhke làm ảnh hưởng đến tính chất của các khoáng khác và đặc biệt là làmthay đổi nhiệt độ tạo khoáng chính

1.3.Thành phần hóa của clanke xi măng.(3)

Clanhke xi măng Poóc-lăng bao gồm các ôxít chính là CaO, SiO2, Al2O3,

Fe2O3 với tổng hàm lượng là 95-97% (theo khối lượng) Ngoài ra còn có các ôxítkhác với hàm lượng nhỏ như : MgO, TiO2, Na2O, P2O5, SO3, Hàm lượng các ôxítphụ thuộc vào nguyên vật liệu ban đầu và quy trình công nghệ sản xuất.Trongclanhke xi măng poóclăng tỷ lệ thành phần các ôxít thường dao động trongkhoảng:

a.Canxi oxit(CaO, hàm lượng 62-69%)

- Hàm lượng 62÷69%, Chủ yếu từ nguyên liệu đá vôi (CaCO3)

- Tham gia tạo tất cả các khoáng chính của clanhke xi măng poóclăng

- CaOtd ảnh hưởng xấu tới chất lượng clanhke và xi măng poóclăng

- Nhiều CaO→khả năng tạo C3S nhiều hơn→đóng rắn nhanh, mác cao, kémbền trong môi trường xâm thực

- Nhiều CaO → nhiệt độ nung phải lớn → khó nung luyện → dễ để lại trongCLK một lượng canxi ôxít tự do nhiều, có hại cho xi măng

- Tuy nhiên, khả năng phản ứng CaO với các ôxít khác để tạo khoáng trongclanhke còn phụ thuộc vào bản chất của các ôxít trong nguyên liệu, chế độ giacông hỗn hợp nguyên liệu và chế độ nung

b.Oxit Silic (SiO 2 , hàm lượng 17 - 26%)

- Hàm lượng17÷26%, chủ yếu từ đất sét, quarzite

- Tham gia tạo các nhóm khoáng silicat C3S, C2S (khoáng khó nóng chảy) củaclinke xi măng poóclăng

- Khi SiO2 cao, thì ngoài việc tạo thành khoáng C 3S ra, C2S cũng nhiều hơn

→đóng rắn chậm, cường độ sớm ko cao, mác cao, bền trong môi trường xâmthực

- Ít (tương tự nhiều CaO) thì dễ tạo thành nhiều C3S, CaO tự do lớn

c.Nhôm oxit (Al 2 O 3 , hàm lượng 4 – 10%):

- Hàm lượng 4÷10%, chủ yếu từ đất sét, quặng boxit

- Tham gia tạo các khoáng dễ nóng chảy (C3A, C4AF) →tăng độ nhớt của phalỏng nóng chảy

- Nhiều Al2O3 → nhiều C3A → xi măng đóng rắn nhanh, cường độ thấp, toảnhiều nhiệt, kém bền trong môi trường xâm thực (sunfat)

d.Sắt ôxít (Fe 2 O 3 , hàm lượng 0,1 - 5%)

- Hàm lượng 0,1÷5%, từ đất sét, quặng sắt

- Chủ yếu tham gia tạo khoáng nóng chảy C4AF → Giảm độ nhớt pha lỏngn/c→giảm nhiệt độ nung

- Nhiều Fe2O3 → nhiều C4AF → giảm mác xi măng, tăng bền trong môi trườngxâm thực

→ Cần đặc biệt chú ý Fe2O3 ở tỷ lệ hợp lý mới có tác dụng tốt cho việc giảmnhiệt độ nung luyện, nếu quá nhiều, pha lỏng xuất hiện trong clanhke sẽ lớn,gây nên hiện tượng bám dính lò đặc biệt trong công nghệ xi măng lò đứng

1.4.Các hệ số đặc trưng của xi măng.(3)

Chất lượng của clanhke xi măng được đánh giá qua thành phần hoá học vàthành phần khoáng Trong quá trình nung luyện, các ôxít trong clanhke tương tácvới nhau theo một mối liên hệ xác định được biểu diễn bằng các hệ số (môđun) Đểđánh giá một cách tổng quát hơn thành phần của xi măng người ta thường đánh giáchúng thông qua các hệ số đặc trưng Các hệ số đặc trưng của clanhke xi măng là:

Hệ số bão hoà vôi

a.Hệ số KH

-Là tỉ số giữa lượng canxi ôxít (CaO) sau khi đã phản ứng hết với Al2O3, Fe2O3 và

SO3 so với lượng CaO cần thiết để chuyển hóa hoàn toàn C2S thành C3S

KH = C

lk

- 1,65.A - 0,35.F−0 , 7 SS 2,8.S

- Biểu thị lượng CaO thực tế liên kết với SiO2 để tạo thành C3S trong clanhke ximăng, KH = 1 nghĩa là CaO liên kết hoàn toàn với SiO2

- Giá trị KH trong clanhke xi măng phụ thuộc vào thành phần và tính chất củanhiên liệu sử dụng, dạng lò nung, điều kiện nung luyện và một số nhân tố khác

- Khi giá trị KH lớn thì khoáng C3S tạo thành nhiều, xi măng đông kết rắn chắcnhanh cường độ cao nhưng không bền trong môi trường nước và sunfat, hỗn hợpnguyên liệu khó thiêu kết

- Khi giá trị KH thấp thì khoáng C3S tạo thành ít hơn C2S nên xi măng đông kếtrắn chắc chậm, cho cường độ thấp ở thời kỳ đầu nhưng cường độ cuối cùng lại cao

Hệ số KH thích hợp thuờng dao động trong khoảng 0,85-0,95

- Khi p=0,637 thì trong clanhke xi măng sẽ không tồn tại khoáng C3A.

Hệ số bazơ (m)

Si O2+A l2O3+F e2O3=1 , 7−2 , 4

- Khi xi măng có cường độ không cao

- Khi xi măng có cường độ cao nhưng nhiệt độ nung phải lớn, độ ổn địnhthể tích kém, nhiệt độ thuỷ hoá lớn và kém bền trong môi trường nước xâm thực.1.5.Tính chất cơ bản của xi măng poóclăng

a.Khối lượng riêng và khối lượng thể tích.

Khối lượng riêng xi măng là khối lượng của một đơn vị thể tích ở trạng tháihoàn toàn đặc

Xi măng poóclăng thường có khối lượng riêng ρ = 3,0-3,2 (g/cm3)

Khối lượng thể tích của xi măng là khối lượng của một đơn vị thể tích ximăng ở trạng thái tự nhiên Để đặc trưng cho khối lượng thể tích của xi măngpoóclăng thường sử dụng hai dạng :

Khối lượng thể tích ở dạng tơi của xi măng: ρ v = 900 ÷ 1100 kg/m3

Khối lượng thể tích ở dạng chặt của xi măng: ρ v = 1400 ÷ 1700 kg/m3

Thông thường trong tính toán, khối lượng thể tích đổ đống lấy là ρ v = 1200kg/m3

là tỷ diện tích, đó là tổng diện tích bề mặt các hạt của một đơn vị trọng lượng ximăng Độ mịn có thể được xác định bằng cách sàng trên sàng No009 (4900 lỗ/cm2)hoặc đo tỷ diện tích bề mặt của xi măng (cm2/g) Đối với loại xi măng bình thườngyêu cầu lượng sót trên sàng không quá 15%, tương ứng với tỷ diện tích là 2500 ÷

3000 cm2/g

c.Lượng nước tiêu chuẩn và độ dẻo tiêu chuẩn của hồ xi măng.

Theo TCVN 5438:2016, lượng nước yêu cầu ( tiêu chuẩn) là lượng nước cầnthiết để hyđrat hoá các khoáng của clanhke xi măng đảm bảo cho hồ xi măng có độlinh động cần thiết, tương ứng với lượng nước tiêu chuẩn cho ta hồ xi măng có độdẻo tiêu chuẩn Lượng nước yêu cầu của xi măng phụ thuộc vào thành phần

khoáng của clanhke, độ mịn của xi măng và loại phụ gia cho vào khi nghiềnclanhke xi măng Thông thường lượng nước yêu cầu của xi măng poóclăng từ (24-28)%

d.Thời gian đông kết của xi măng poóclăng

Là thời gian từ khi trộn xi măng với nước tạo thành hỗn hợp xi măng có độlinh động theo yêu cầu cho đến khi hỗn hợp đó đặc lại và đạt được cường độ banđầu nào đó thì gọi là thời gian đông kết của xi măng Thời gian đông kết phụ thuộcvào : thành phần khoáng của clanhke, độ nghiền mịn của xi măng, phụ gia trong ximăng, điều kiện môi trường và lượng nước tiêu chuẩn khi đưa vào nhào trộn TheoTCVN 2682 – 2020 yêu cầu về thời gian đông kết của xi măng poóclăng như sau:

- Thời gian bắt đầu đông kết không nhỏ hơn 45 phút

- Thời gian kết thúc đông kết không lớn hơn 375 phút

e.Cường độ xi măng

Cường độ của xi măng là độ bền của đá xi măng khi chịu tác động của các lực

cơ học mà không bị phá hoại Cường độ của xi măng phụ thuộc vào thành phầnkhoáng và cấu trúc của clanhke, lượng nước nhào trộn, lượng dùng phụ gia và môitrường rắn chắc

Cường độ xi măng phụ thuộc vào cấu trúc của clanhke Clanhke có hàmlượng pha lỏng lớn và kích thước các tinh thể C3S, C2S nhỏ thì cường độ xi măngcao Độ mịn của xi măng và thành phần hạt của nó cũng ảnh hưởng đến cường độ

và các tính chất khác của xi măng Thời gian bảo quản cũng ảnh hưởng đến cường

độ xi măng Sau 3 tháng bảo quản, cường độ xi măng có thể giảm từ (15-20)%, sau

6 tháng cường độ giảm (20-30)% so với xi măng mới nghiền Xi măng có pha cácloại phụ gia khoáng hoạt tính như trêpen, điatômit gây nên sự giảm cường độnhanh hơn trong thời gian bảo quản

Bảng 1 1 Chỉ tiêu chất lượng của xi măng pooclăng theo TCVN 2682:2020

2 Thời gian đông kết, min    

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

6 Hàm lượng magie oxít (MgO), %, không lớn hơn 5,01)

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

- Khi sử dụng phụ gia đá vôi:

- Khi không sử dụng phụ gia đá vôi:

 3,53,0

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

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

g.Tính ổn định thể tích của xi măng.

Khi xi măng đông kết rắn chắc cần phải ổn định thể tích Sự thay đổi thể tíchtrong quá trình đông kết rắn chắc của xi măng sẽ làm giảm cường độ của bê tôngkhi đóng rắn, gây các vết nứt, rạn hoặc phá hoại sản phẩm Nguyên nhân chính của

sự thay đổi thể tích là do trong xi măng có chứa một lượng CaO và MgO tự do, cáchạt này ở dạng hạt già lửa nên tác dụng với nước rất chậm, sau khi xi măng đãđông kết rắn chắc, chúng mới tham gia phản ứng thuỷ hoá làm tăng thể tích, pháhoại cấu trúc sản phẩm

Theo TCVN 2682:2020, độ ổn định thể tích của xi măng được xác định theophương pháp Lơ Chatelier không lớn hơn 10 mm

1.6.Nguyên liệu sản xuất(3)

Nguyên liệu trực tiếp để sản xuất clanhke xi măng bao gồm đá, đất sét vàcác phụ gia điều chỉnh thành phần phối liệu như quặng sắt, nguyên liệu giàu silíc,

Thành phần khoáng chủ yếu của đất sét là alumo silicat ngậm nước ở dạng

Al2O3.mSiO2.nH2O.Ngoài ra trong đất sét còn lẫn các hợp chất hữu cơ khác nhưcát, tạp chất hữu cơ, Fe2O3 và các oxit kiềm

Theo TCVN 6071:2013, đất sét có hàm lượng các oxit:

SiO2 :55-70%, Al2O3 :10-24%, K2O+Na2O≤4%

c.Nguyên liệu điều chỉnh

Nguyên liệu giàu nhôm:Bổ sung thêm Al2O3 để điều chỉnh môđun aluminat khinguyên liệu sét không đủ hàm lượng Al2O3 theo yêu cầu.Thường sử dụng quặngboxit

Nguyên liệu giàu silic:Bổ sung thêm SiO2 để điều chỉnh môđun silicat khinguyên liệu có có hàm lượng SiO2 thấp Thường sử dụng các loại đất đá cao silic

có hàm lượng SiO2>80% hoặc có thể dùng cát mịn

Nguyên liệu giàu sắt: Bổ sung thêm Fe2O3 để điều chỉnh môđun aluminat củaphối liệu vì hầu hết các loại sét không đủ lượng Fe2O3 theo yêu cầu Nguyên liệugiàu sắt thường được sử dụng là quặng sắt

d.Các phụ gia trong sản xuất xi măng(4)

Trong công nghệ sản xuất chất kết dính vô cơ người ta sử dụng nhiều loạiphụ gia nhằm mục đích: cải thiện các tính chất kỹ thuật của chất kết dính, điềuchỉnh mác chất kết dính (phụ gia đầy), nâng cao hiệu suất của thiết bị công nghệ(phụ gia công nghệ)

- Phụ gia khoáng:

Vật liệu vô cơ thiên nhiên hoặc nhân tạo đưa vào xi măng ở dạng nghiềnmịn để đạt được chỉ tiêu chất lượng yêu cầu và không gây ảnh hưởng xấu đến tínhchất của xi măng, bê tông và cốt thép.

Phụ gia khoáng được chia làm 2 loại: Phụ gia đầy và phụ gia khoáng hoạt tính

- Phụ gia khoáng hoạt tính:

Phụ gia khoáng có hoạt tính thủy lực hoặc hoạt tính puzolan được đưa vào ximăng ở dạng nghiền mịn

Các nguyên liệu điều chỉnh

- Nguyên liệu giàu silic:

Để điều chỉnh hệ số silicat (n), trong trường hợp nguồn sét của nhà máy cóSiO2 thấp, có thể sử dụng các loại nguyên liệu cao silic Các nguyên liệu thường sửdụng là các loại đất hoặc đá cao silic có SiO2 > 80% ví dụ như quắc zít

- Nguyên liệu giàu sắt:

Để điều chỉnh hệ số alumin (p) nhằm bổ sung hàm lượng Fe2O3 cho phốiliệu, vì hầu hết các loại sét đều không có đủ Fe2O3 theo yêu cầu Các loại nguyênliệu cao sắt thường được sử dụng ở nước ta là: quặng sắt (Thái Nguyên, ThanhHóa, Lạng Sơn) chứa Fe2O3 = 65 - 85%, xỉ pirit Lâm Thao chứa Fe2O3 = 55 - 68%,hoặc quặng Laterit ở các tỉnh miền Trung với Fe2O3 = 35 - 50%

- Nguyên liệu giàu nhôm:

Để điều chỉnh hệ số alumin (p) nhằm bổ sung hàm lượng Al2O3 cho phốiliệu Nguồn phụ gia cao nhôm thường sử dụng là quặng bôxít ở Lạng Sơn, CaoBằng, Lâm Đồng có chứa Al2O3 = 44 - 58% Ta cũng có thể sử dụng cao lanh hoặctro xỉ nhiệt điện nhưng tỷ lệ dùng khá cao và hiệu quả kinh tế thấp hơn do phải vậnchuyển khối lượng lớn đi xa

1.7.Công nghệ sản xuất xi măng poóclăng

Các phương pháp sản xuất xi măng

Đối với các nhà máy sản xuất xi măng, dây chuyền công nghệ là hết sứcquan trọng, quyết định đến phương pháp sản xuất cũng như chất lượng sản phẩm.Việc lựa chọn dây chuyền sản xuất phải dựa vào thành phần của nguyên - nhiênliệu, yêu cầu sản phẩm, hiệu quả kinh tế,… Lựa chọn dây chuyền hợp lý sẽ nângcao chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suất, hạ giá thành, nâng cao hiệu quả kinh

tế Hiện nay, có 3 phương pháp sản xuất xi măng, đó là phương pháp ướt, phươngpháp khô và phương pháp liên hợp

a.Phương pháp ướt sản xuất xi măng

Là phương pháp nghiền và trộn nguyên liệu với nước, độ ẩm phối liệu 30 50% Ưu điểm của phương pháp này là dễ nghiền, phối liệu có độ đồng nhất cao,chất lượng sản phẩm tốt Nhược điểm là tiêu tốn nhiên liệu gấp 1,5 - 2 lần, kíchthước lò nung và diện tích xây dựng lớn Hiện nay phương pháp này ít được sửdụng

-b Phương pháp khô sản xuất xi măng

Là phương pháp nghiền và trộn nguyên liệu ở dạng khô, độ ẩm phối liệu, vì vậy nguyên liệu khó nghiền mịn, độ đồng nhất của phối liệu không caonhưng tiêu tốn ít nhiên liệu, kích thước lò nung nhỏ, mức độ cơ giới hoá và tự độnghoá cao hơn phương pháp ướt Hệ thống trao đổi nhiệt và làm sạch bụi phức tạp, hệ

số sử dụng thiết bị theo thời gian thấp hơn

+ Thể tích khí cháy nhỏ => giảm giá thành cho việc làm sạch khói lò

+ Có thể sử dụng nhiệt của khí thải để sấy nguyên liệu => giảm tiêu tốn nhiên liệusản xuất clanhke, tiết kiệm chi phí điện

+ Kích thước lò nung nhỏ => mặt bằng xây dựng nhà máy nhỏ

-c.Phương pháp liên hợp

Là phương pháp trung gian giữa phương pháp ướt và phương pháp khô, độ

ẩm phối liệu 12-15% Việc chuẩn bị phối liệu và gia công nguyên liệu theo phươngpháp ướt nhưng nung phối liệu tiến hành theo phương pháp khô (có hệ thống éplọc bùn phối liệu để tách nước)

Thiết bị làm lạnh

Lò quay calciner

Tháp trao đổi nhiệt

Nghiền

Định lượng

Máy cán Đập búa

Đập Đập

Khai thác Khai thác

Thạch cao Than

Đất sét

Đá vôi

1.8.Phân xưởng gia công, chuẩn bị phối liệu

1.8.1.Sơ đồ công nghệ phân xưởng

Băng tải cao su

Máy rải liệu

Kho đồng nhất

Máy dỡ liệu

Băng tải cao su

Cân băng ĐL Silô chứa

Phễu tiếp liệu

Bunke chứa

Cân băng ĐL

Vận chuyển

Phễu tiếp liệu

Băng tải cao su

1.8.2.Gia công sơ bộ nguyên liệu

Máy hay thiết bị sử dụng để gia công sơ bộ vật liệu đến kích thước yêu cầu

có thể là máy sử dụng lực ép và sử dụng lực tác động Máy sử dụng lực ép để đậpvật liệu là máy đập hàm, máy đập trục và máy đập nón Máy giảm kích thước vậtliệu bằng lực tác động là máy đập búa và máy nghiền phản kích

a.Máy nghiền má

Máy nghiền má hay còn gọi là máy đập hàm được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp xi măng chủ yếu để đập sơ bộ nguyên liệu do kết cấu tương đối đơn giản, dễ chế tạo và có năng suất cao

Hình 1.2.Hàm của máy đậpb.Máy nghiền nón

Trong máy nghiền nón, sự đập vỡ vật liệu xảy ra giữa nón cố định (buồngđập) và nón di động (nón đập) nằm trong buồng đập Về nguyên tắc, máy nghiềnnón (Hình a) gồm các bộ phận chính là nón đập (nón di động) quay quanh một trụcthẳng đứng (1), nón động (2) quay quanh trục thẳng đứng (3) đầu dưới được liên

Băng tải chung

Máy nghiền con lăn (sấy nghiền, phân ly) liên hợp

kết với bánh lệch tâm (6) quay nhờ hệ thống bánh răng (5) Nón nghiền liên tụcthực hiện chuyển động vòng quanh, ở thời điểm nón đập tiến vào thì vật liệu sẽ bịnghiền, còn khi lùi ra sẽ tạo thành khe hở để vật liệu rơi xuống Vật liệu bị đập nhỏchủ yếu do bị nén và một phần do chịu lực uốn Về nguyên tắc, cơ chế nghiền củamáy nghiền nón không khác so với máy nghiền má.

Có hai loại máy nghiền nón là máy nghiền nón trục treo (còn gọi là máynghiền Gates) và máy nghiền nón trục cố định (còn gọi là máy nghiền Simons).Trong cả hai loại máy này, khoảng cách giữa bề mặt của hai nón đều giảm xuốngtheo hướng ra của liệu Góc tạo ra giữa trục thẳng đứng và trục máy nghiền bằng 2-

3 độ, vì vậy khi nón động quay nó sẽ tạo nên khả năng ép vật liệu vào nón cố định,

cơ có tác dụng dẫn động cho các trục quay Máy có thể thiết kế sử dụng một động

cơ hay hai động cơ cho hai trục Máy đập trục có thể có loại đập trục đơn, loại đậptrục đôi và loại đập trục 3

Hình 1.4.Máy đập trục đơn1.Trục nghiền; 2.Khung máy; 3.Hệ thống an toàn; 4.Hộp giảm tốc; 5.Bánh răng.d.Máy đập búa

Trong máy đập búa, vật liệu nạp vào được đập nhỏ do tác dụng va đập củacác búa đập gắn trên roto quay với tốc độ cao, do sự va đập của vật liệu với thànhmáy đập hoặc do tác dụng va đập vật liệu với nhau Máy đập búa là loại máy đậprất phổ biến trong công nghiệp xi măng được sử dụng để đập đá vôi hay đá phấn.Tùy theo loại vật liệu đập, mức độ đập nghiền trong máy đập búa có thể lên tới 60-

80, do đó sử dụng máy đập búa có thể cho phép bỏ qua các thiết bị đập trung gian

Máy đập búa có hai dạng là máy đập búa thông thường (1 hoặc 2 roto) vàmáy đập búa phản kích

-Máy đập búa 1 hoặc 2 roto

Hình1.5.Sơ đồ máy đập búa loại 1 roto(a) và loại 2 roto(b).

Để tăng lực đập đồng thời giảm độ hao mòn của các búa đập thì phải tăngtốc độ và giảm khối lượng của cánh búa

Trong cả hai loại máy đập một và hai rôto, vật liệu nạp được đập so bộ bằngcác búa đập, các hạt nhỏ lọt qua ghi còn các hạt lớn hơn nằm trên ghi lại được đậptiếp lần hai Kích thước của sản phẩm phụ thuộc vào khoảng cách giữa các cánhghi Khoảng cách giữa các ghi có thể điều chỉnh được Thông thường khoảng cáchgiữa các ghi là 25-30 mm, khi vật liệu có độ ẩm cao khoảng cách này tăng lên đến

60 mm Tuy theo yêu cầu của sản phẩm mà khoảng cách giữa các ghi có thể đạt

200 mm

-Máy đập búa phản kích

Hiện nay trong công nghiệp sản xuất xi măng, máy đập búa phản kích được

sử dụng phổ biến hơn cả Trong máy đập búa phản kích, quá trình đập nhỏ vật liệutrải qua ba quá trình Quá trình đập đầu tiên chủ yếu xảy ra khi các phần tử đập gắntrên rôto đập vào vật liệu Các tấm chắn lắp trong máy đập búa có tác dụng trướchết là giữ vật liệu ở trong buồng đập, khi vật liệu rơi vào tấm chắn sẽ văng trở lạibuồng đập, tại đó nó lại chịu tác động của các búa đập, cứ thế tiếp diễn cho đến khicác hạt lọt qua khe hở giữa rồto và mép đưới của tấm chắn Quá trình đập thứ haixảy ra khi vật liệu đập va vào tấm chắn Quá trình đập thứ ba xuất hiện khi các hạtvật liệu va vào nhau Với loại máy đập này, va đập là lực chủ yếu phá vỡ vật liệu

và sự phá vỡ xảy ra theo các vết nứt hình thành trong cục vật liệu Vì vậy máy đậpbúa phản kích chỉ thích hợp với các loại đá dòn có độ cứng trung bình, còn các loạivật liệu mềm và dính thì nên đập ở các thiết bị đập khác

Máy đập búa phản kích có thể có 1 hoặc 2 rôto với vận tốc ngoại biên từ 24đến 45m/s Năng lượng tiêu hao trong quá trình đập phụ thuộc vào vận tốc quaycủa rôto Để đạt năng suất lớn nhất với một cỡ hạt yêu cầu thì phải có một vận tốcngoại biên nhất định phụ thuộc vào loại vật liệu đập Sử dụng máy đập búa phảnkích EV một rôto gắn búa với tốc độ ngoại biên khoảng 38- 40 m/s, khối lượng 1búa đập từ 90 đến 250 kg có thể đập vỡ các khối đá lớn có thể tích 1-2 m3 (kíchthước đến 2m) thành các hạt dưới 25mm Máy này không cần phải có ghỉ đầu vào

vì được thiết kế các trục lăn để triệt tiêu rung động của các hòn đá lớn rơi từ phễucấp liệu Thiết bị đập này thích hợp với những loại nguyên liệu có tỷ lệ liệu dínhnhất định

Vì sản phẩm của máy đập búa có cỡ hạt khá nhỏ (chỉ có tối đa vài phần trămtrên sàng 25mm), nên nó có thể được nạp trực tiếp vào hệ thống máy nghiền bì.Nếu sử dụng máy nghiền con lăn đứng thì có thể sử dụng liệu nạp có cỡ hạt lớnđến 100mm Vì vậy có thể hiệu chỉnh các khe hở giữa những thanh ghi đầu ra củamáy đập búa để tăng năng lượng tiêu thụ vẫn không đổi

Hình1.6 Máy đập búa phản kích EV của hãng Smidth1.Tiếp liệu; 2.Màn xích; 3.Trục triệt tiêu va đập; 4.Roto; 5.Các tấm lót phía trên

1.8.3.Sấy nghiền đồng thời hỗn hợp nguyên liệu

a.Sấy nghiền trong máy nghiền con lăn đứng

Máy nghiền con lăn đứng (hay còn gọi là máy nghiền đứng) là loại máynghiền tương đối mới so với máy nghiền bị Trong máy này, quá trình nghiền xảy

ra khi lớp vật liệu nghiền bị ép dưới áp lực cao giữa hai bề mặt của bàn nghiền vàcon lăn Trong máy nghiền con lăn đứng có thể đồng thời nghiền và sấy vật liệu có

độ ẩm tới 15-20% Tuy theo đường kính con lăn, máy có thể nghiền vật liệu vào cókích thước đến 50-100mm và độ mịn của sản phẩm nghiền thường dao động trongkhoảng 6-30% sót trên sàng N009 Công suất của máy nghiền khi nghiền hỗn hợpphối liệu có thể lên đến trên 600 tấn/giờ Máy nghiền con lăn đứng thường đượcthiết kế để thực hiện phối hợp cả ba chức năng sấy khô, nghiền và phân ly Tácnhân sấy là khí thải từ tháp trao đổi nhiệt của lò nung hoặc khí nóng từ buồng đốtriêng Tiêu thụ điện năng riêng của máy nghiền con lăn thấp hơn so với mấynghiền bi

-Nguyên lí hoạt động

Trong máy nghiền con lăn đứng vật liệu được nghiền giữa bàn nghiền vàcon lăn dưới tác động của lực ép và lực ma sát Bàn nghiền chuyển động quay trònquanh trục thẳng đứng thông qua hộp giảm tốc và động cơ Tuỳ theo thiết kế có thể

có 2 đến 4 con lăn quay quanh các trục cố định Các con lăn chuyển động quayđược là nhờ lực ma sát với lớp liệu trên bàn nghiền Lực nghiền được tạo ra bởi cáccon lăn ép lên lớp liệu trên bàn nghiền thông qua hệ thống lò xo hoặc xi lanh thuỷlực Áp lực của các con lăn thường dao động trong khoảng vài trăm bar và có thể

tự động điều chỉnh tùy theo tính chất của vật liệu nghiền Trong máy nghiền EMcủa hãng Claudius Peters, các con lăn nghiền là các quả cầu thép có thể chuyểnđộng tự do trên bàn nghiền

Vật liệu nghiền được máng dẫn liệu cấp vào trung tâm bàn nghiền Do tácđộng của lực ly tâm sinh ra khi bàn nghiền quay, vật liệu nghiền sẽ chuyển độngdần ra mép bàn nghiền và bị nghiền nát bởi các con lăn Một vòng chặn bao quanhbàn nghiền có tác dụng dàn đều vật liệu nghiền thành một lớp trên rãnh nghiền.Vật liệu nghiền dần dần bị ép đẩy qua mép của vòng chặn thoát ra khỏi bànnghiền Tại đây vật liệu nghiền được dòng khí tạo ra bởi một quạt cuốn lên đưa tớimáy phân ly đặt ngay ở phần trên của máy nghiền

Tại máy phân ly, vật liệu nghiền được phân loại, các hạt thô rơi trở xuốngbàn nghiền, còn phần hạt mịn theo dòng khí thoát khỏi máy nghiền và được táchkhỏi khí bởi thiết bị lắng, lọc

-Cấu tạo cảu máy nghiền con lăn đứng

Máy nghiền con lăn đứng có cấu tạo rất đa dạng, tuỳ thuộc vào các hãng sảnxuất Theo cơ cấu tạo lực ép của con lăn lên bàn nghiền, các máy nghiền con lănđứng có thể phân thành hai loại Trong loại máy nghiền thứ nhất các con lăn đượclắp các tay đòn nối với trụ đỡ nằm bên ngoài vỏ máy nghiền và áp lực tác động lêncác con lăn độc lập với nhau Các con lăn có thể tự động nâng lên khi máy nghiềnkhởi động hoặc khi máy bị rung quá mức và chúng có thể được di chuyển ra ngoài

để sửa chữa

Hình 1.7.Máy nghiền con lăn đứng kiểu tay đònLoại máy nghiền thứ hai có áp lực nghiền tác dụng đồng thời lên các con lănthông qua 1 khung áp lực

Hình 1.8.Máy nghiền con lăn đứng kiểu khung áp lực

-Ưu điểm

+Tiết kiệm năng lượng

+Khả năng sấy nghiền đồng thời

+Độ mịn sản phẩm cao

-Nhược điểm

+Chi phí đầu tư cao

+Yêu cầu vễ kỹ thuật vận hành và bảo trì

lớn Vì thế đồng nhất nguyên vật liệu là giải pháp hợp lí và được sử dụng rộng rãitrong công nghiệp sản xuất xi măng Đồng nhất nguyên vật liệu có thể sử dụng chotất cả các loại nguyên vật liệu, nhưng chủ yếu được sử dụng cho các cấu tử nguyênliệu chính để sản xuất xi măng là đá vôi và đất sét.

Phương pháp đồng nhất nguyên liệu được chia thành hai nhóm là đồng nhấtliên hợp các cấu tử và đồng nhất riêng từng cấu tử Đồng nhất liên hợp các cấu tửđòi hỏi thành phần của cấu tử phải có mức độ đồng nhất yêu cầu, các cấu tử đãđược cân định lượng trước khi rải liệu Do kích thước hạt các cấu tử không đồngđều nên có thể gây ra sự phân tầng, do đó gây nên sự chênh lệch về thành phần hóahọc của hỗn hợp nguyên liệu Tùy thuộc vào điều kiện thực tế sản xuất mà lựachọn phương pháp đồng nhất đạt hiệu quả đồng nhất cao

Đồng nhất từng cấu tử nguyên liệu riêng biệt là phương pháp phổ biến nhấttrong công nghiệp xi măng Vật liệu cần đồng nhất được rải thành từng lớp tạothành đống trong kho Tùy theo phương pháp rải, đống liệu tạo thành có thể làđống dài hay đống hình tròn Khi xúc hay rút liệu ra, vật liệu được lấy theo chiềungang của tiết diện đống

-Đồng nhất vật liệu trong kho kiểu đống dài

Trong kho chứa kiểu đống dài, vật liệu được rải thành từng lớp dọc theo trụccủa đống vật liệu Một phương pháp rải liệu hay sử dụng nhất là phương pháp rảiChevron (kiểu mái nhà) Từng lớp vật liệu được trải dài dọc theo toàn bộ chiều dàicủa đống và các lớp liệu được rải chồng lên nhau dưới dạng chữ V ngược Chiềudày của mỗi lớp phụ thuộc vào tốc độ băng tải Để rải theo kiểu này thường sửdụng cần rải liệu lắp trên hệ thống xe lăn di chuyển trên ray dọc đống liệu Phươngpháp này rất đơn giản, song nó có nhược điểm là nếu thành phần hạt của vật liệukhông đồng đều thì các hạt to sẽ lăn xuống chân đống liệu gây nên hiện tượng phântầng

Trong kho đồng nhất kiểu đống dài phải có đồng thời ít nhất là hai đống liệucho mỗi loại vật liệu Trong khi một đống đang được rải thì đống liệu khác đượcchuyển đến máy nghiền Kích thước và số lượng của các đống phụ thuộc vào côngsuất của nhà máy, nhưng thông thường mỗi đống được hình thành và sử dụng hết

trong thời gian 7-10 ngày Chiều cao đống liệu phụ thuộc vào góc chảy của vật liệu

và chiều rộng của nó thì tuỳ thuộc vào chiều cao của đống liệu Tỷ lệ giữa chiềudài và chiều rộng đống liệu ít nhất là 4:1, thông thường nên lấy tỷ lệ cao nhất cóthể

Để vận chuyển liệu vào kho thường sử dụng máy rải liệu Hình dạng củamáy rải liệu cần chìa đưa ra Việc chuyển liệu từ kho đưa đi máy nghiền được thựchiện bằng các máy rút liệu như máy cào rôto hoặc máy xúc gầu cào Máy cào rôtogồm một rôto gắn gầu xúc đặt trên một dầm cầu có thể di chuyển dọc theo đốngliệu Rôto xúc liệu ở dưới chân đống liệu do một khung cào cào liệu từ phía trênxuống Do máy này rút liệu theo chiều ngang đống nên toàn bộ các lớp của đốngliệu theo mặt cắt ngang được lấy cùng một lúc Máy xúc gầu cào gồm một cần vàmột xích chuyển động có treo các gầu cào Tùy theo thiết kế, máy cào có thể sửdụng để rút liệu theo chiều ngang đống liệu hoặc theo mặt bên của nó

Hình 1.9.Máy rải kiệu cần chìac.Công đoạn nghiền mịn phối liệu

Từ các bunke và các két chứa đất sét, đá vôi, quặng sắt, phụ gia được tháo vàcân định lượng bằng cân điện tử với tỷ lệ yêu cầu của các điểm đặt cấp liệu rồiđược băng tải cao su vận chuyển đến máy nghiền đứng sấy nghiền liên hợp chutrình kín, sử dụng tác nhân sấy là dòng khí nóng từ tháp trao đổi nhiệt Bột liệutrước khi vào máy nghiền được thiết bị tách từ tính và bộ tách kim loại để kiểm tratránh hỏng hóc cho máy nghiền Tại máy sấy nghiền ,vật liệu được nghiền đến độmịn có độ sót sàng ≤10% ,độ ẩm ≤1% được thu hồi bằng hệ thống cyclone lắng và

lọc bụi tĩnh điện rồi vận chuyển về silô đồng nhất bằng hệ thống máng khí lưuđộng.

d Công đoạn đồng nhất phối liệu

Bột liệu sau khi được đưa đến các silô và được đồng nhất bằng phương phápđiều chỉnh dòng sau đó được tháo qua 7 cửa tháo ở đáy silô và đưa vào thùng cấpliệu lò nung Tại đây, bột liệu lại một lần nữa được đồng nhất nhờ quạt sục khí sau

đó được cân định lượng vào cấp và tháp trao đổi nhiệt Thiết bị đồng nhất phối liệutrong nhà máy sản xuất xi măng có chức năng chính là đảm bảo phối liệu có thànhphần hóa học và độ mịn ổn định để cung cấp cho lò nung Ngoài ra nó đóng vai trònhà kho trung gian bảo quản bột phối liệu nhằm bảo đảm cho lò nung và máynghiền nguyên liệu hoạt động liên tục khi có một số thiết bị trong hệ thống cầnngừng để sửa chữa

-Nguyên lý đồng nhất bằng khí nén

Quá trình đồng nhất hỗn hợp bột liệu khô được thực hiện dựa trên cơ sở sử

dụng các hộp thông khí phân bố dưới đáy si lô theo trình tự nhất định Sự phân bốcác hộp thông khí khác nhau, cách thức cấp khí nén vào các hộp thông khí này dẫnđến sự hình thành các phương pháp đồng nhất bột liệu khác nhau

Bộ phận quan trọng nhất của các hộp thông khí là các tấm vật liệu xốp làmbằng kim loại, gốm hoặc vải Các tấm vật liệu xốp này có các lỗ rỗng rất nhỏ, chỉcho không khí đi qua mà không cho các hạt chất rắn lọt qua Các loại tấm xốp khácnhau có khả năng cho lượng khí đi qua khác nhau, do đó mức độ hóa lỏng bột liệu

sẽ khác nhau Hiện nay vật liệu phổ biến nhất để làm tấm xốp thông khí là các loạivải polymer

Không khí với áp suất cao được thổi qua lớp vật liệu xốp đi vào hỗn hợp bộtliệu nằm phía trên tấm xốp Do tấm xốp có các lỗ rỗng rất nhỏ nên không khí điqua sẽ tạo thành các tia khí cực nhỏ sục vào lớp bột liệu biến nó thành một chất giả

lỏng, nghĩa là lớp bột có khả năng linh động như chất lỏng Trong si lô phối liệu,đầu tiên bột liệu được hóa lỏng bằng cách cấp khí nén với áp suất tương đối nhỏchỉ đủ để cho bột liệu trở nên linh động vào tất cả các hộp thông khí đặt dưới đáy

si lô Sau đó cấp khí với áp lực lớn vào một phần của đáy silô tạo thành một dòngkhí mạnh, cuốn xoáy bột liệu lên trên, trộn với các lớp bột liệu nằm trên các khuvực khác của si lô có các hộp thông khí được cấp khí với áp lực thấp Việc cấp khívới áp lực lớn lần lượt thực hiện đối với tất cả các hộp thông khí, cho đến khi bộtliệu đạt được mức độ đồng nhất yêu cầu Nguyên tắc cấp khí với áp lực thấp và áplực cao nói trên là cơ sở của tất cả các phương pháp đồng nhất bột liệu bằng khínén Tùy theo phương pháp đồng nhất mà diện tích bề mặt của các hộp thông khí

có thể dao động trong khoảng 55-75% tổng bề mặt của đáy si lô

-Hệ thống đồng nhất phối liệu

Dựa trên kinh nghiệm vận hành hệ thống đồng nhất bột phối liệu theophương pháp “một phần tử” hay “một phần tám”, nhiều loại xilô trộn khác đã đượcphát triển Hiện nay xilô đồng nhất bột phối liệu của hãng Claudius Peters sử dụngbuồng trộn có các cửa nạp với diện tích bề mặt lớn Quá trình đồng nhất các thànhphần bột phối liệu trong các xilô này là quá trình đồng nhất liên tục, xảy ra trongthời gian nạp liệu và tháo liệu

Buồng trộn trung tâm hay buồng dãn nở được sử dụng rộng rãi trong côngnghiệp xi măng, từ xilô đồng nhất phối liệu đến xilô chứa xi măng Buồng dãn nở

bố trí ở đáy xilô được sục khí sẽ tiếp nhận áp lực của cột liệu trong xilô Để bộtliệu dễ dàng chảy vào buồng và không bị tắc kẹt, hình nón được cấu tạo với nhiềucửa mở có tổng diện tích mặt thoáng bằng khoảng 65% diện tích xung quanh đáyhình nón

Quá trình trộn bột liệu trong xilo đồng nhất bao gồm 3 bước:

+Bước 1: Nạp liệu vào xilo qua nhiều kênh dẫn

Bột phối liệu được hệ thống vận chuyển cấp lên đỉnh xilô, đi qua hệ thốngmáng khí động bố trí theo hình rẻ quạt (Hình 1.10a) và rải đều bột liệu thànhnhững lớp liệu phẳng trong xilô (Hình 1.10b) Số lượng máng khí động nạp liệuphụ thuộc vào đường kính xilô Do sự dao động về thành phần của bột liệu cấp vào

xilô nên các lớp liệu hình thành sẽ có thành phần khác nhau Vì vậy, hiệu quả trộncàng cao khi các lớp liệu được rải càng mỏng

Hình 1.10.Đồng nhất hóa bột phối liệu khi nạp liệu vào xilo

+Bước 2:Quá trình trộn trong buồng chính của xilo.

Trong buồng chính của xilô, bột liệu được sục khí dưới đáy và dưới tác độngcủa trọng lực sẽ chảy vào trong buồng trộn tạo thành các phễu bột liệu (Hình1.11a) Các lớp liệu khác nhau trong một phễu liệu sẽ được trộn với nhau, do đómức độ đồng nhất của bột liệu sẽ tăng lên Mức độ đồng nhất còn được tăng thêmnhờ việc xáo trộn các phễu liệu với nhau Việc này được thực hiện bằng cách xoayvòng trình tự tháo liệu vào buồng dãn nở (Hình 1.11b)

Hình 1.11.Đồng nhất hóa bột phối liệu trong buồng chính của xilo

+Bước 3: Đồng nhất bột phối liệu bằng khí nén trong buồng trộn

Các hộp thông khí của buồng trộn được kết hợp với nhau thành các phần tử

có thể được cấp khí nén riêng biệt Bằng cách này mỗi phần tử được cấp khí nénkhông chỉ để hoá lỏng bột liệu mà còn có thể để trộn đều bột liệu trong buồng trộn,

do đó đảm bảo mức độ đồng nhất cao (Hình 5.12)

Hình 1.12.Đồng nhất hóa bột phối liệu trong buồng trộn

Bột phối liệu được tháo ra khỏi buồng trộn chủ yếu qua một ống tràn bố trí ởtrung tâm buồng trộn (Hình 5.13) Nhờ có ống tràn này mà thời gian trộn phối liệutrong buồng trộn được kéo dài hơn và bột liệu chỉ được thoát ra ngoài qua cửa xả ởđáy buồng trộn sau khi được trộn kỹ

Hình 1.13.Ống tràn trong buồng trộn

2.1 Cơ sở tính toán lý thuyết

Để tính toán phối liệu sản xuất clanhke xi măng có thể sử dụng các phươngpháp tính toán khác nhau Đối với các bài toán phức tạp với 3 cấu tử có lẫn tro hay

4 cấu tử không lẫn tro thường sử dụng phương pháp điều chỉnh Với bài toán có 2hay 3 cấu tử thường sử dụng phương pháp lựa chọn các hệ số Các nhà máy sảnxuất xi măng poóclăng ở nước ta hiện nay thường sử dụng phương pháp tính toánphối liệu theo các hệ số KH hay LSF, n, p.Với phương pháp tính toán phối liệutheo các hệ số, tùy theo công nghệ nung, nguyên liệu và nhiên liệu sử dụng mà ta

có các dạng bài toán phối liệu hệ 2 hay nhiều cấu tử hoặc bài toán có lẫn tro haykhông lẫn tro nhiên liệu Khi sử dụng nhiên liệu rắn là than thì bài toán thườngthuộc dạng có lẫn tro nhiên liệu Nếu sử dụng nhiên liệu là khí thiên nhiên hay dầuthì bài toán thuộc về dạng không lẫn tro nhiên liệu

Khi tính toán phối liệu, việc lựa chọn hệ số tính toán căn cứ vào bài toán sửdụng Đối với hệ 2 cấu tử có lẫn tro hay không lẫn tro thiên nhiên ta chọn 1 hệ số

là KH Đối với hệ 3 cấu tử ta chọn 2 hệ số là KH và n(hay p) Đối vưới 4 cấu tử taphải chọn cả 3 hệ số là KH, n, p

Nguyên liệu điều chỉnh thành phần hóa học của phối liệu thường sử dụngquặng sắt khi hàm lượng sắt oxit trong đất sét ít hay sử dụng phụ gia khoáng giàuSilic như quắc zít, trepan, điatômit…khi hàm lượng Silíc điôxit thấp Trong trườnghợp nguyên liệu ban đầu có hàm lượng oxit nhôm thấp, người ta thường sử dụngquặng bôxit làm phụ gia điều chỉnh