công nghệ sản xuất xi măng chương mở đầu

August 10, 2015 1 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG Biên soạn: ThS. HUỲNH NGỌC MINH Bộ môn Silicate-khoa CNVL August 10, 2015 2 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Đỗ Quang Minh-Trần Bá Việt, Công nghệ sản xuất xi măng Pooc Lăng và các chất kết dính vô cơ, NXB ĐH Quốc Gia TPHCM 2007. [2]. PGS,TS. Hoàng Văn Phong, 20 chủng loại xi măng và CNSX, NXB KH&KT Hà Nội 2006. [3]. GS,TSKH. Nguyễn Thúc Tuyên-TS Nguyễn Ngọc Sơn-KS Nguyễn Tiến Trung, Kiểm tra chất lượng VLXD theo tiêu chuẩn nước ngoài, NXB GTV Tải HN 2004. [4]. Bùi Văn Chén, KTSX các chất kết dính vô cơ, BM Silicat ĐH Bách Khoa Hà Nội. August 10, 2015 3 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO [1]. Peter C. Hewlett, Lea’s Chemistry of cement and Concrete, Butterworth-Heinemann, Fourth Edition reprinted 2001. [2]. H.F.W Taylor, The chemistry of cements, Academic Press, London and New York 1964. [3]. Alsop, P.A. "Cement Plant Operations Handbook for Dry Process Plants" 2nd Edition, International Cement Review, Dorking, Surrrey (UK) July 1998 [4]. CEMBUREAU - the European Cement Association, “Best available techniques” for the cement industry, December 1999 [5]. ASTM , Volume 04.01 Cement, lime, gypsum. August 10, 2015 4 CHÖÔNG 1: MÔÛ ÑAÀU August 10, 2015 5 GIỚI THIỆU CHUNG  Chất kết dính (CKD) là những chất hoặc hợp chất có khả năng tự rắn chắc, động thời liên kết một hệ khác (sợi hoặc hạt) thành khối vững chắc.  Lực tương tác giữa hai vật liệu để chúng kết dính với nhau có thể là:  Lực cơ học (ma sát),  Lực hóa học (liên kết do phản ứng hóa học),  Những liên kết lý học đặc biệt khác (lực hạt phân tán, lực Van-der Van, lực tónh điện, cảm ứng ).  Thông thường, để liên kết bền, phải có nhiều dạng tương tác cùng tác dụng. August 10, 2015 6 PHAÂN LOAÏI CKD VOÂ CÔ August 10, 2015 7 GIỚI THIỆU CHUNG  Xi măng porland (PC: Porland cement), Xi măng Porland hỗn hợp (PCB: Blended porland cement), Clinker là gì? Xi măng Porland là bột vô cơ có tính kết dính thủy lực, sản phẩm nghiền mòn của hỗn hơp clinker XMP và phụ gia thạch cao (3-5% kl clinker) PC = PC clinker + gypsum (3-5%) Xi măng hỗn hợp là sản phẩm nghiền mòn của xi măng Porland và những phụ gia khác (phụ gia đầy, phụ gia hoạt tính, ) PCB = PC + aditivities ( 20 – 40%) Clinker là bán thành phẩm trong quá trình sản xuất XMP: có được bằng cách nung kết khối hh nguyên liệu tự nhiên như đá vôi, đất sét quặng sắt ở nhiệt độ cao (1450 0 C) sau đó làm nguội nhanh. August 10, 2015 8 August 10, 2015 9 GIÔÙI THIEÄU CHUNG August 10, 2015 10 10 SƠ LƯC LỊCH SỬ CNSX XMP  Những CKD ban đầu của con người có lẽ là những CKD hữu cơ: nhựa cây (nhựa thông, cánh kiến, nhựa cây sơn), lòng trứng được coi như những CKD xưa nhất  CKD dùng xây dựng là các loại đất đá tự nhiên : đất sét nung, tro đất núi lửa, đất đá ong chứa ôxít silic hoạt tính, tro mật, vôi, thạch cao, vôi thủy, XM La Mã  Các công trình xây dựng minh chứng như Vạn lý Trường Thành, Kim tự tháp Ai Cập và ngay cả những Tháp Chàm bé nhỏ. [...]... vùng Porland (Anh) Đó là lý do tại sao các loại CKD loại này có tên là ximăng Poóc lăng (XMP) Tên gọi xi măng Poóc lăng” tồn tại tới nay, mặc dù các loại XMP hiện tại khác xa XMP ban đầu (nhiệt độ nung thấp, nung bằng lò đứng, công nghệ thủ công) August 10, 2015 13 13 SƠ LƯC LỊCH SỬ CNSX XMP  Frederic Reanson đăng ký bằng phát minh đầu tiên về lò quay phương pháp ướt nung clinker XM (N0 5442 ngày 2-5-1885... khai August 10, 2015 11 11 SƠ LƯC LỊCH SỬ CNSX XMP     Tên gọi xi măng (cement) xuất hiện đầu tiên có lẽ vào thế kỷ XVIII, vào năm 1702 tại Saint – Peterburg (Nga) Người phát minh được ghi nhận là Seameston (1750) khi nung hỗn hợp vôi và đất sét thành CKD Vào năm 1807, V.M.Severgin đã mô tả trong “Tạp chí Công nghệ tính chất một sản phẩm bền nước khi nung mergel (loại đá vôi lẫn đất sét) rồi nghiền... được ứng dụng trong công nghiệp (Hãng Humboldt – CHLB Đức) August 10, 2015 14 14 SƠ LƯC LỊCH SỬ CNSX XMP  Hiện nay, công nghệ nung luyện clinker bằng lò quay, theo phương pháp khô với các thiết bò trao đổi nhiệt kiểu treo SP (Suspension Preheater) và các kiểu buồng canxi hóa (Calciner) khác nhau với thiết bò làm nguội kiểu ghi là những thiết bò phổ biến nhất trong công nghiệp sản xuất clinker XMP August... được nung đầu tiên xuất hiện khoảng thế kỷ IV – III (T.C.N):    Vật liệu xây dựng đầu tiên loại này có thể là thạch cao (CaSO4.2H2O) khi nung ở nhiệt độ nhỏ hơn 2000C Sau đó là CKD vôi (CaO), có được khi nung đá vôi (CaCO3) ở nhiệt độ khoảng 900 – 10000C Khi nung đá vôi lẫn với đất sét, người ta đã phát hiện được CKD thủy lực có độ bền cao hơn CKD vôi Đây chính là XM La mã, một loại CKD xi măng sơ... với đất sét tạo thành những viên như viên gạch, nung tiếp ở nhiệt độ 1100 – 12000C, sản phẩm được nghiền rồi sàng lấy hạt mòn làm CKD August 10, 2015 12 12 SƠ LƯC LỊCH SỬ CNSX XMP    Người đầu tiên đăng ký bằng phát minh về cách nung đá vôi và đất sét tới nóng chảy tạo clinker rồi nghiền lại thành XM và gọi nó là xi măng Poóc lăng, như tên gọi hiện nay, là Joseph Aspdin (người Anh) vào năm 1824 Đây... βC2S (15 – 35%) có tính kết dính, phát triển cường độ chậm ở giai đoạn đầu, nhưng sau đó cho cường độ khá cao β-C2S tỏa ít nhiệt khi đóng rắn Trong kỹ thuật sản xuất clinker XMP cần làm nguội clinker rất nhanh ở khoảng 6750C, nhằm tránh sự biến đổi β-C2S thành γ - C2S, là khoáng không có tính kết dính August 10, 2015 20 20 Tri-canxi aluminát C3A   (4 – 14%): đóng rắn nhanh, tỏa nhiều nhiệt, không... PHẨM SAU KHI NUNG Raw materials ⇒ grinding ⇒ mixing ⇒ raw meal ⇒ kiln feed ⇒ firing 14500C ⇒ cooling ⇒ clinker August 10, 2015 16 Clinker ra khỏi lò nung có dạng cục sỏi nhỏ với thành phần hóa như Để đảm bảo tính chất cần thiết sau: của XM, các ôxít tạp chất   CaO: 62 – 67%, SiO2: 20 – 24%,  Al2O3: 4 – 7%,   Fe2O3: 2 – 5%  Do nguyên liệu dùng trong công nghệ XMP là những nguyên liệu tự nhiên, nên... pha (các loại khoáng và pha thủy tinh) của chúng quyết đònh:  C3S: 40 – 60% (khoáng alít: 3CaO.SiO2),  C2S: 15 – 35% ( khoáng belít: 2CaO.SiO2),  C3A: 4 – 14% ( tri-canxi aluminát: 3CaO.Al2O3),  C4AF: 10 – 18% (alumo-ferít canxi: 4CaO.Al2O3.Fe2O3)  Ngoài ra còn pha thủy tinh (15-25%), các ôxyt tự do chưa p.ứ hết và các khoáng khác August 10, 2015 18 18 Alít: (40 – 60%) trong clinker XMP là dung... nhiều nhiệt, không bền trong môi trường xâm thực Dùng phụ gia thạch cao CaSO4.2H2O để hạn chế tốc độ đóng rắn của C3A August 10, 2015 21 21 Alumo-ferít canxi C4AF (10 – 18%):   dễ hòa tan trong nước, ít tỏa nhiệt Đóng rắn nhanh tạo cường độ ban đầu nhanh, nhưng sau đó cường độ không cao, chòu ăn mòn tốt August 10, 2015 22 22 Pha thủy tinh trong clinker (15– 25%):   pha lỏng cần thiết để nung luyện... thủy tinh rất cao, dễ hydrát hóa August 10, 2015 23 23   Ngoài ra, trong clinker XMP còn những khoáng khác như các sunfát kiềm (K,Na)2SO4, CaSO4, aluminát kiềm (K,Na)2.8CaO.3Al2O3, alumomanganát canxi 4CaO.Al2O3.Mn2O3 và một lượng ôxít tự do, chưa phản ứng hết trong quá trình nung luyện Trong số đó, không mong muốn nhất là CaO (khống chế 1 – 2%) và MgO tự do, càng ít càng tốt (bé hơn 4 – 6%, tùy . 2015 1 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG Biên soạn: ThS. HUỲNH NGỌC MINH Bộ môn Silicate-khoa CNVL August 10, 2015 2 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Đỗ Quang Minh-Trần Bá Việt, Công nghệ sản xuất xi măng Pooc. tên là ximăng Poóc lăng (XMP).  Tên gọi xi măng Poóc lăng” tồn tại tới nay, mặc dù các loại XMP hiện tại khác xa XMP ban đầu (nhiệt độ nung thấp, nung bằng lò đứng, công nghệ thủ công) . August. THIỆU CHUNG  Xi măng porland (PC: Porland cement), Xi măng Porland hỗn hợp (PCB: Blended porland cement), Clinker là gì? Xi măng Porland là bột vô cơ có tính kết dính thủy lực, sản phẩm nghiền