Công nghệ nghiền xi măng bằng máy nghiền bi pps

Tài Liệu về công nghệ nghiền xi măng Nhà máy xi măng trắng BMT Nội Dung 1.Giới Thiệu 3 2.Các Hệ Thống Nghiền Khác Nhau 3 3.Kích Thước Máy Nghiền 3 4.Quá Trình Đập Nghiền Bên Trong Máy Nghiền 4 4.1 Ngăn 1: 4 4.2 Ngăn 2 5 4.3 Tốc độ tới hạn của máy nghiền 5 4.4 Ảnh hưởng của tốc độ tới hạn, độ đầy bi đến hiệu quả đập nghiền 5 5.Những Đặc Điểm Chính Trong Cấu Tạo Máy Nghiền 6 5.1.Tấm lót đầu máy nghiền 6 5.2.Tấm lót thân máy nghiền 7 5.3.Vách ngăn trung gian 9 5.4.Vách ngăn đầu ra 12 5.5.Bi 14 6.Kiểm Soát Máy Nghiền 15 6.1.Tải Máy Nghiền 15 6.1.1.Các vấn đề cơ bản 15 6.1.2.Các biện pháp kiểm soát tải vật liệu 16 6.2.Vận hành bình thường và các thông số 16 6.2.1.Các thông số vận hành và ảnh hưởng khi điều chỉnh 17 6.2.2.Ý nghĩa của các thông số vận hành 18 6.3.Chế độ vận hành 22 6.4.Một vài sự cố bất thường trong vận hành 22 7.Thông gió máy nghiền và phân ly động 24 7.1. Thông gió máy nghiền 24 7.2Thông gió separator 25 8.Phân Ly Động- Separator 25 8.1.Phân ly động thế hệ thứ ba 26 8.2Phương pháp tính toán chung 29 1.1.Hệ thống nghiền kín 29 29 1.2Các phương trình cân bằng vật chất cơ bản: 29 1.3Tính toán tải hồi lưu của separator: 30 1.4 Hiệu suất separator: 30 1.5Các đặc tính của đường cong Tromp 31 8.3Thủ tục đánh giá hoạt động của phân ly động 33 1. Mục tiêu và các điều kiện 33 2.Lấy mẫu và thời gian test 33 3.Phân tích sót sàng 34 9.Chế Độ Bi Nghiền 35 9.1.Tổng quát về kích thước bi 35 9.2.Tính toán chế độ bi 35 6.Bổ sung bi 38 7.Quản lý bi 38 Trang 2 of 38 1. Giới Thiệu Máy nghiền bi đã được sử dụng hơn 100 năm cho việc sản xuất các vật liệu mịn như xi-măng, vôi, thạch cao bột, cát mịn… Tài liệu này sẽ tập trung vào những điểm chính trong cấu tạo thiết bị, chế độ bi nghiền, quá trình nghiền và hoạt động của thiết bị phân ly 2. Các Hệ Thống Nghiền Khác Nhau Có các loại như sau: Hệ thống hở Hệ thống kín (có phân ly) Hệ thống kín có tiền nghiền Hình 2: Các loại hệ thống nghiền 3. Kích Thước Máy Nghiền 3.1.Tỷ lệ chiều dài/kích thước Tỷ lệ này phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau: Năng suất Loại vật liệu Độ mịn của sản phẩm Máy nghiền hệ thống hở hay kín Kích cỡ vật liệu nạp (có tiền nghiền hay không) Đường kính máy nghiền quyết định năng suất. Độ mịn của vật liệu ở đầu ra phụ thuộc chủ yếu vào thời gian vật liệu lưu trong máy nghiền, chủ yếu được quyết định bởi chiều dài. Do đó tỷ lệ L/D là một thông số quan trọng trong thiết kế máy nghiền. Hệ thống nghiền xi-măng Tỷ lệ L/D Ghi chú Hệ hở 3.0-6.0 Hệ kín 3.0-3.5 Hệ kín có tiền nghiền 2.8-3.5 Trang 3 of 38 Semi-finish Open circuit (OC) Closed circuit (CC) Pregrinding Hệ thống hở Hệ thống kín Tiền nghiền có phân ly Tiền nghiền 3.2.Chiều dài các ngăn Số ngăn % Chiều dài hữu dụng các ngăn Ngăn 1 Ngăn 2 Ngăn 3 2 ngăn 30-35 70-65 3 ngăn 20 30 50 Hình 3: Chiều dài hữu dụng các ngăn của máy nghiền 2 ngăn 4. Quá Trình Đập Nghiền Bên Trong Máy Nghiền 4.1 Ngăn 1: Chủ yếu là để đập vỡ các hạt clinker và vật liệu khác có kích cỡ từ khoảng 30mm xuống 0.5mm-2mm. Để tăng hiệu quả đập, ngăn 1 có các tấm lót nâng. Thông thường bi thép trong ngăn 1 có kích cỡ từ 50mm đến 90mm Bi đập trong ngăn 1 chuyển động như một “thác nước dốc” nhờ vào tốc độ quay đủ lớn, mức đổ đầy bi thích hợp, kích thước bi lớn và các tấm lót nâng. Chiều cao nâng bi còn bị ảnh hưởng bởi ma sát giữa tấm lót và bi, ma sát giữa các viên bi với nhau. Quá trình đập và làm giảm cỡ hạt của vật liệu thô trong ngăn 1, xảy ra chủ yếu tại vùng A trong hình vẽ 4, hầu như toàn bộ năng lượng rơi của khối bi tập trung ở đây. Vật liệu khi chuyển sang ngăn 2 thường có có cỡ hạt <2mm. Một trong những tiêu chuẩn sót sàng thường được dùng để đánh giá hiệu quả đập của ngăn 1: R 2mm < 5% đối với máy nghiền kín không có tiền nghiền R 2mm = 0% đối với máy nghiền kín có tiền nghiền. Trang 4 of 38 4.2 Ngăn 2 Bi trong ngăn 2 có kích thước từ 15-50 [mm]. Các tấm lót phân loại bi được sử dụng để tách các bi lớn về phía vách ngăn và đưa bi nhỏ về phía đầu ra máy nghiền. Chuyển động dạng “thác xuôi” của khối bi tạo ma sát lớn hơn phù hợp cho nghiền mịn.Có thể thay đổi dạng chuyển động của bi đạn bằng cách thay đổi thiết kế của tấm lót, thành phần của bi, mức độ đổ đầy Hình 4: Sự chuyển động của bi trong máy nghiền Chuyển động dạng “thác dốc” Chuyển động dạng “thác xuôi” (Ngăn 1) (Ngăn 2) A A 4.3 Tốc độ tới hạn của máy nghiền Hình 6: Tốc độ tới hạn 4.4 Ảnh hưởng của tốc độ tới hạn, độ đầy bi đến hiệu quả đập nghiền Với mức đổ đầy thấp <20% và tốc độ máy nghiền thấp <80% tốc độ tới hạn, hiệu suất đập nghiền thấp. Trang 5 of 38 Fc: lực ly tâm (N) Fg: lực trọng trường (N) Di: đường kính trong tấm lót của máy nghiền (m) w: tốc độ góc (1/s) g: gia tốc trọng trường Tốc độ tới hạn là tốc độ mà khi đó lực ly tâm có thể ép lớp ngoài cùng của khối bi quay cùng lớp lót: ncrit = Di 3.42 k: % tốc độ vận hành/ tốc độ tới hạn Tốc độ vận hành của máy nghiền: n = k x ncrit Với mức đổ đầy cao 40% và tốc độ máy nghiền >80% tốc độ tới hạn, hiệu suất đập nghiền cũng thấp do lực ly tâm lớn của khối bi đạn. Hiệu suất đập nghiền có thể tốt với máy nghiền với mức đổ đầy thấp và tốc độ máy nghiền cao nhưng bi đạn và lớp lót sẽ bị mòn rất nhanh. Hiệu suất đập nghiền cao nhất trong khoảng 65%-75% tốc độ tới hạn. Hình 5: Hình ảnh về sự chuyển động của khối bi tùy thuộc vào mức đổ đầy và tốc độ máy nghiền 5. Những Đặc Điểm Chính Trong Cấu Tạo Máy Nghiền 5.1. Tấm lót đầu máy nghiền Đầu máy nghiền thường có dạng hình côn hoặc phẳng. Các tấm lót của khu vực này bị mòn do chuyển động tương đối giữa bi và tấm lót hoặc do va đập của bi vào tấm lót. Khu vực thường bị mòn nhiều nhất là các tấm lót ở giữa. Hình 6 Trang 6 of 38 Đầu máy nghiền dạng côn với 2 vòng tấm lót Đầu máy nghiền dạng phẳng với 3 vòng tấm lót Tốc độ tới hạn M ứ c đổ đầ y bi 5.2. Tấm lót thân máy nghiền Bảng dưới đây cho biết các dạng mòn khác nhau trong máy nghiền và yêu cầu chất lượng của tấm lót. Ngăn 1- Nghiền thô Ngăn 2- Nghiền mịn Dạng mòn Mòn do va đập Cao Thấp Mòn do ma sát Thấp Cao Yêu cầu chất lượng chịu mòn của tấm lót Độ cứng Thấp Cao Độ chịu va đập Cao Thấp Hình 7 Tấm lót đầu Tấm lót nâng Tấm lót phân loại bi máy nghiền Tấm lót vách ngăn Tấm lót vách ngăn Tấm lót vách ngăn có khe kín có khe Loại tấm lót đúc bằng hợp kim cao crôm thường được được sử dụng do tính chịu mòn cao. Độ cứng (khả năng chịu mòn do ma sát) của tấm lót trong ngăn 1 thường thấp hơn bi. Trang 7 of 38 Vật liệu Thành phần Độ cứng Ghi chú Thép măngan 12-14% Mn 40 Ở máy nghiền lớn xảy ra biến dạng tấm lót Đề nghị dùng cho máy nghiền nhỏ Thép hợp kim thấp crom 2-3% Cr 40-42 Ít bị biền dạng hơn so với thép măngan Thép hợp kim cao crom 12-15% Cr 50-55 Sử dụng phổ biến cho cả máy nghiền lớn và nhỏ 5.2.1. Tấm lót nâng Loại tấm lót này được lắp trong ngăn 1 dùng để nâng bi lên một độ cao thích hợp tạo ra lực đập đủ lớn để đập vỡ các hạt vật liệu khi rơi xuống . Nếu bi được nâng lên quá cao, khi rơi xuống sẽ đập vào tấm lót, hiệu quả đập vật liệu sẽ thấp, bi và tấm lót dễ vỡ, có tốc độ mòn cao. Hình 8: Một số loại tấm lót nâng 5.2.2. Tấm lót phân loại Độ mịn của vật liệu tăng dần từ đầu vào tới đầu ra của ngăn nghiền mịn. Ở đầu vào của ngăn nghiền mịn, hạt vật liệu còn lớn đòi hỏi phải có bi lớn hơn để có thể giảm cỡ hạt một cách hiệu quả, ít ma sát nhưng nhiều va đập. Dần tới đầu ra của ngăn nghiền mịn, bi nhỏ được sử dụng để tạo ra diện tích bề mặt lớn, nhiều ma sát tương ứng với việc nghiền vật liệu mịn hơn có tỷ diện lớn hơn. Do đó tấm lót phân loại thường được lắp trong ngăn nghiền mịn để tách bi lớn về phía đầu vào và bi nhỏ dần về phía đầu ra. Nguyên lý phân loại được mô tả trong hình 6. Trang 8 of 38 Dạng sóng đôi Dạng bậc Dạng bậc có gợn sóngDạng cánh nâng Dạng thanh Số lượng và hình dạng của tấm lót phân loại tùy thuộc vào kích cỡ máy nghiền. Thông thường tấm lót nâng và phân loại được lắp ở đầu vào, chỉ có tấm lót phân loại được lắp ở đầu ra. Hình 9: Nguyên lý phân loại bi 5.2.3. Tuổi thọ của tấm lót Thép hợp kim cao crôm thường được sử dụng để chế tạo tấm lót. Các nguyên liệu phụ gia như pozzolan và xỉ gây ra độ mòn cao do tính mài mòn và ăn mòn bởi độ ẩm cao. Nguyên liệu Tuổi thọ (h) Nghiền thô Nghiền mịn Xi-măng Portland (3000 cm2/g) 25,000-30,000 50,000-60,000 Xi-măng Portland với ít phụ gia nguyên liệu 23,000-27,000 46,000-54,000 Xi-măng hỗn hợp 15,000-17,000 30,000-34,000 5.3. Vách ngăn trung gian Loại vách đôi bao gồm các bộ phận sau:  Tấm lót vách ngăn có khe  Lưới trung tâm  Khung đỡ  Tấm lót kín mặt sau  Cánh nâng Hình 10 : Trang 9 of 38 Nguyên lý phân loại Dòng vật liệu Bi lớn Bi nhỏ Tấm lót phân loại Máy nghiền nhỏ Máy nghiền cỡ vừa Máy nghiền lớn Bố trí tấm lót Vách ngăn đôi với cánh nâng Vách ngăn Combidan FLS  Chức năng Vách ngăn trung gian chia máy nghiền thành 2 ngăn với thành phần bi và chế độ nghiền khác nhau. Vật liệu sau khi nghiền ở ngăn 1 đi qua các khe trên tấm lót mặt trước và vào ngăn 2.  Vách ngăn điều chỉnh được dòng vật liệu Giúp thay đổi thời gian lưu của vật liệu tại ngăn 1 nhằm đạt được hiệu suất nghiền tối đa. Hình 11 trình bày nguyên lý làm việc của loại vách ngăn này. Bằng cách giảm lưu lượng vật liệu thoát qua vách ngăn, mức liệu và thời gian lưu liệu trong ngăn 1 sẽ tăng lên, vật liệu sẽ được nghiền mịn hơn. Hình 12 minh họa dòng vật liệu đi từ ngăn 1 sang ngăn 2 với vách ngăn không điều chỉnh Hình 11: Trang 10 of 38 Lưới trung tâm Côn chuyển hướng Tấm lót vách ngăn có khe Cánh nâng Tấm lót vách ngăn bít kín Khung đỡ Lưới Cánh nâng Buồng phân tách hạt Tấm lót bảo vệ lưới Dòng vật liệu được kiểm soát Dòng vật liệu không được kiểm soát Vách ngăn có thể điều chỉnh được dòng liệu [...]... lại bằng cách loại viên bi 50mm và thêm vào 1 viên bi 100mm Các cấp phối bi chuẩn sử dụng trong máy nghiền xi- măng thường được lựa chọn gần với các cấp phối cân bằng Cấp phối cân bằng được đặc trưng bằng 2 thông số: Khối lượng trung bình viên bi quyết định hiệu quả nghiền bằng va đập Diện tích bề mặt riêng quyết định hiệu quả nghiền bằng chà xát 3 Tính toán khối lượng và diện tích bề mặt riêng viên bi. .. được sử dụng như tín hiệu báo động đầy để giảm liệu nạp vào máy nghiền  Công suất động cơ máy nghiền • Khi khởi động, kW máy nghiền đạt cao nhất và giảm xuống khi đã nạp liệu • Chỉ thị tải vật liệu trong máy nghiền (trung bình của ngăn 1 và ngăn 2), kW cao khi máy nghiền trống và ngược lại Hình 21: Công suất tại vỏ máy nghiền Trọng tâm của khối bi đạn trong trường hợp: Trống Đầy MN Mill kW Dãi vận hành... of 38 9 Chế Độ Bi Nghiền 9.1 Tổng quát về kích thước bi Kích thước bi: Ngăn 1: 90-60mm – không có tiền nghiền 70-50mm - nếu có tiền nghiền Ngăn 2: 50-20mm- đối với hệ nghiền kín 50-17mm- đối với xi- măng rất mịn và nghiền hở 9.2 Tính toán chế độ bi Theo FLS, một chú ý quan trọng là việc điều chỉnh chế độ bi theo kích cỡ vật liệu được nghiền, cần tránh sử dụng bi lớn hơn cỡ cần thiết để nghiền cỡ hạt... vật liệu Bi thép đúc trắng không thể sử dụng trong ngăn đập do bị vỡ nhiều Bảng bên dưới thể hiện tốc độ mòn của bi của máy nghiền xi- măng OPC Blaine 3,000 và ~30kWh/t Vật liệu Bi thép tôi Bi sắt đúc trắng Bi thép cao Cr Đơn vị g/kWh g/t g/kWh g/t g/kWh g/t Bi nhỏ 2-15 60-450 5-15 150-450 0.5-1.5 15-50 Bi lớn 10-40 300-1,200 1.0-2.0 30-70 6 Kiểm Soát Máy Nghiền Các mục tiêu trong kiểm soát máy nghiền: ... liệu nạp vào máy nghiền (5-10%) nếu tình huống xảy ra - Hoặc dừng cấp liệu quay không máy nghiền - Nếu không thể, dừng máy nghiền và làm sạch bằng tay - Nếu do nhiệt sấy không đủ, tăng nhiệt buồng đốt phụ hoặc giảm liệu Trang 23 of 38 Dấu hiệu: Tiếng ồn ngăn 1 rất thấp kW máy nghiền giảm Nghẹt vách ngăn Nạp liệu quá nhiều Vấn Đề Công Nghệ  Ngăn 1 không đủ dài  Nạp bi sai 7 Thông gió máy nghiền và phân... liệu phủ trên bi Những thông số này không thể kiểm tra trong khi đang vận hành, chỉ có thể kiểm chứng bằng cách đo lớp vật liệu trên khối bi sau khi dừng đột ngột máy nghiền  Trạng thái chuyển động của khối bi đạn và vật liệu Mức đổ dầy bi tốt nhất ứng với bi n dạng của lớp lót vỏ máy nghiền và tốc độ quay  Thời gian lưu vật liệu trong máy nghiền bị ảnh hưởng bởi: • Độ rỗng của khối bi Trang 15 of... trung gian và nhỏ hơn kích thước của bi nhỏ nhất trong ngăn nghiền mịn Đối với máy nghiền ximăng, chiều rộng khe thường từ 7-10mm Hình 17: Chiều rộng b= a+2mm, a chiều rộng khe tấm lót vách ngăn trung gian Trang 13 of 38 5.5 Bi  Tổng quát Thông thường đối với nghiền thô, cỡ bi từ 50mm-100mm; nghiền mịn, cỡ bi từ 15mm-50mm Cỡ bi lớn nhất và nhỏ nhất, thành phần bi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như sau:... suy ra công thức so sánh công suất 2 máy nghiền khác nhau như sau: P1 = P2 D12.5.L1 D22.5.L2 (2) Một công thức khác suy ra từ công thức (1): P = 33.22 ●10-4●c●Lu●f● γ q●k●Di3.5 (3) Trong đó: Trang 20 of 38 Lu : f: γ q: k: chiều dài ngăn nghiền hệ số đổ đầy bi tỷ khối của bi phần trăm tốc độ tới hạn [m] [%] [t/m3] [%]  Công suất gàu tải [kW] • Là chỉ thị cho bi t tổng vật liệu đã đi qua máy nghiền. .. toán thực tế công suất động cơ máy nghiền: P = c.Q.Di.n [kW] (1) Trong đó: c là hệ số tiêu thụ công suất, c = x.π 30 Trang 19 of 38 Mill Start Mill Start Normal Run time Normal Run time b = x.Di b : cánh tay đòn của trọng tâm khối bi, với cùng mức đổ đầy bi, b chỉ phụ thuộc vào đường kính máy nghiền, không phụ thuộc vào tốc độ quay c phụ thuộc vào mức đổ đầy bi và cỡ bi Từ công thức (1) tính công suất... ra máy nghiền Và có các bi n số kiểm soát sau: • Lượng liệu tươi nạp vào máy nghiền • Tốc độ separator • Thông gió máy nghiền • Lưu lượng gió separator • Lưu lượng nước phun vào máy nghiền • Lưu lượng gió nóng/nhiên liệu của buồng đốt phụ (nếu áp dụng) Việc điều chỉnh những thay đổi của các thông số vận hành được thực hiện bằng cách thay đổi một số bi n số kiểm soát Các tác động khi thay đổi các bi n . Liệu về công nghệ nghiền xi măng Nhà máy xi măng trắng BMT Nội Dung 1.Giới Thiệu 3 2.Các Hệ Thống Nghiền Khác Nhau 3 3.Kích Thước Máy Nghiền 3 4.Quá Trình Đập Nghiền Bên Trong Máy Nghiền. liệu Bi lớn Bi nhỏ Tấm lót phân loại Máy nghiền nhỏ Máy nghiền cỡ vừa Máy nghiền lớn Bố trí tấm lót Vách ngăn đôi với cánh nâng Vách ngăn Combidan FLS  Chức năng Vách ngăn trung gian chia máy nghiền. của máy nghiền 5 4.4 Ảnh hưởng của tốc độ tới hạn, độ đầy bi đến hiệu quả đập nghiền 5 5.Những Đặc Điểm Chính Trong Cấu Tạo Máy Nghiền 6 5.1.Tấm lót đầu máy nghiền 6 5.2.Tấm lót thân máy nghiền