ĐỒ ÁN CHẤT KẾT DÍNH+ BẢN VẼ Thiết kế phân xưởng gia công phối liệu của nhà máy sản xuất xi măng pooc lăng, phương pháp khô lò quay có thiết bị phân hủy đá vôi (Canxiner), công suất 2500 tấn Clanhkengày đêm. Nguyên liệu và nhiên liệu được chọn từ các bảng

Thiết kế phân xưởng gia công phối liệu của nhà máy sản xuất xi măng pooc lăng, phương pháp khô lò quay có thiết bị phân hủy đá vôi (Canxiner), công suất 2500 tấn Clanhkengày đêm. Nguyên liệu và nhiên liệu được chọn từ các bảng đính kèm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ Đề tài: “Thiết kế phân xưởng gia công phối liệu của nhà máy sản xuất xi măng pooc lăng, phương pháp khô lò quay có thiết bị phân hủy đá vôi (Canxiner), công suất 2500 tấn Clanhke/ngày đêm Nguyên liệu và nhiên liệu được chọn từ các bảng đính kèm ” GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS NGUYỄN KHẮC KỶ SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN VĂN SƠN LỚP : 15VL Hà Nội-2018 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ CỦA ĐỒ ÁN Đề bài: Thiết kế phân xưởng gia công phối liệu của nhà máy sản xuất xi măng pooc lăng, phương pháp khô lò quay có thiết bị phân hủy đá vôi (Canxiner), công suất 2500 tấn Clanhke/ngày đêm Nguyên liệu và nhiên liệu được chọn từ các bảng đính kèm Ghi chú: Cơ cấu sản phẩm: % PC40, % PCB30 và % PCB40 Các thông số khác, loại phụ gia đầy, thạch cao và tỷ lệ phối trộn do GVHD quy định (Thạch cao: 35%; PG đầy: 10-30% tùy sản phẩm) Số liệu thiết kế: KH = 0,92 n = 2.5 p = 1.3 Bảng 1 Thành phần hóa của đá vôi Thành phần SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN Hàm lượng 2.93 0.20 0.10 53.00 1.60 42.80 Bảng 2 Thành phần hóa của đất sét Thành phần SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN Hàm lượng 61.50 16.89 8.90 1.88 1.12 8.03 MgO MKN 2.5 7 0.3 0.1 10.1 Bảng 3.Thành phần hóa của phụ gia điều chỉnh SiO2 Al2O3 Fe2O3 Quặng sắt 15 4.2 69 CaO 1.6 Quắc zít Quặng Bôxit 92.8 4 3.95 59 2.35 25 0.86 0.4 Bảng 4 Thành phần hóa của than cám ở trạng thái ẩm Thành phần W0 A0 S0 C0 H0 Than E, % 5.00 19.20 2.10 70.00 1.60 Bảng 5 Thành phần hoá của tro than: N0 O0 0.60 1.30 Thành phần SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3  Than E 58.60 26.70 6.60 3.60 1.70 3.10 100.30 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 6 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 1.1 7 Khái niệm 7 1.1.1 Khái niệm về xi măng poóclăng, clanhke xi măng poóclăng 7 1.1.2 Thành phần khoáng hóa của xi măng poóclăng .7 1.1.3 Các đặc trưng của clanhke xi măng 11 1.2 Các tính chất kỹ thuật của xi măng 13 1.2.1 Tính ổn định thể tích 13 1.2.2 Độ mịn của xi măng 13 1.2.3 Khối lượng riêng và khối lượng thể tích 13 1.2.4 Cường độ của xi măng 14 1.3 Ngyên liệu sản xuất clanhke xi măng póoc lăng 14 1.3.1 Đá vôi .15 1.3.2 Đất sét 15 CHƯƠNG 2: TINH TOAN PHÔI LIÊU 2.1 16 Lựa chọn nguyên liệu sản xuất 16 2.1.2 Hệ số tính toán .16 2.1.3 Nguyên liệu .16 2.1.4 Nhiên liệu .17 2.2 Tính toán phối liệu 18 2.2.1 Xác định thông số làm việc của than 18 2.2.2 Tính toán thành phần hóa của nguyên liệu đã chọn .19 2.2.3 Tính toán phối liệu cho quá trình nung 20 2.2.4 Tính thành phần khoáng của Clanhke 22 2.2.5 Tính lượng pha lỏng .23 2.2.6 Tính thành phần hóa của nguyên liệu khô trước khi nung 23 2.2.7 Tính tít phối liệu .24 2.2.8 Tính thành phần hóa của nguyên liệu ẩm trước khi nung .24 CHƯƠNG 3: THIÊT KÊ CÔNG NGHÊ 3.1 26 Dây chuyền công nghệ .26 3.1.1 Công nghệ sản xuất xi măng 26 3.1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng[3] 26 3.2 Tính toán cân bằng vật chất 35 3.2.1 Chế độ làm việc của nhà máy 35 3.2.2 Tính toán cân bằng vật chất 43 3.3 Tính toán và lựa chọn thiết bị 52 3.3.1 Chọn thiết bị cho phân xưởng đá vôi [3;4] 52 3.3.2 Chọn thiết bị cho phân xưởng đất sét [3;4] 58 3.3.3 Chọn thiết bị cho phân xưởng quặng sắt [3;4] .64 3.3.4 Chọn thiết bị cho phân xưởng quắc zít [3;4] 65 3.3.5 Chọn thiết bị cho phân xưởng phối liệu [3;4] 67 3.3.6 Biên luận kích thước nhà xưởng .68 Tài liệu tham khảo 70 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, công nghệ sản xuất xi măng Póoc lăng theo phương pháp khô được ứng dụng phổ biến với nhiều ưu điểm như tiết kiệm nhiên liệu, mức độ tự động hóa cao, kích thước lò nung ngắn so với các phương pháp khác Để hiểu rõ hơn về môn học chất kết dính, nâng cao khả năng tính toán của bài toán phối liệu cũng như nhận thấy được vai trò quan trọng của ngành công nghiệp xi măng, đòi hỏi ngày một cao của thị trường về số lượng, chất lượng và chủng loại xi măng Em được giao nhiệm vụ thiết kế “Thiết kế phân xưởng gia công phối liệu của nhà máy sản xuất xi măng pooc lăng, phương pháp khô lò quay có thiết bị phân hủy đá vôi (Canxiner), công suất 2500 tấn Clanhke/ngày đêm Nguyên liệu và nhiên liệu được chọn từ các bảng đính kèm.” Đây là lĩnh vực rộng và phức tạp nên kiến thức của em còn hạn chế, dó đó trong quá trình thực hiện đồ án không tránh khỏi những thiếu sót về lỗi trình bày và tính toán bài toán phối liệu Chính vì vậy, em mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong bộ môn Vật liệu xây dựng trường Đại học Kiến trúc Hà Nội và các bạn để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn và em được tích lũy thêm kiến thức cho mình Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Vật liệu xây dựng và cô giáo PGS.TS Nguyễn Duy Hiếu, đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này Hà Nội ngày … /…/2018 Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Sơn ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm 1.1.1 Khái niệm về xi măng poóclăng, clanhke xi măng poóclăng Xi măng póoc lăng là chất kết dính có khả năng đông kết, rắn chắc và phát triển cường độ trong môi trường nước, thường được gọi là chất kết dính thủy Xi măng póoc lăng được người thợ nề Joseph Aspdin phát minh ngày 21 tháng 10 năm 1824 ở nước Anh mang số hiệu 5022 có tên gọi: “Hoàn thiện việc sản xuất đá nhân tạo” được công bố và nổi tiếng khi được sử dụng để xây dựng các công trình trên đảo Portland Cho tới năm 1843 con trai của Joseph Aspdin là William Aspdin đã sản xuất được “Xi măng póoc lăng chính hiệu ” thõa mãn được khái niệm như ngày nay Xi măng póoc lăng là chất kết dính được phát triển ngày càng hoàn thiện về tính năng kỹ thuật và công nghệ sản xuất Các chủng loại xi măng póoc lăng là chất kết dính chủ yếu trong xây dựng của các quốc gia Căn cứ và khả năng sản xuất và tiêu thụ xi măng người ta có thể đánh giá được trình độ phát triển của từng quốc gia Xi măng poóclăng được sản xuất bằng bằng công nghệ nghiền mịn clanhke xi măng poóclăng với thạch cao (thạch cao đóng vai trò là phụ gia điều chỉnh thời gian đông kết) Thành phần chính trong xi măng là clanhke, phụ gia thạch cao và một số các loại phụ gia khác Clanhke là nguyên liệu chính đóng vai trò quyết định cho tính chất của xi măng Clanhke được sản xuất bằng cách nung đến thiêu kết hỗn hợp nguyên liệu đồng nhất phân tán mịn gồm đá vôi, đất sét (nguyên liệu chính) và một số nghuyên liệu khác đóng vai trò điều chỉnh (xỉ pyrít, quặng sắt, cát quắc ) Clanhke xi măng poóclăng là bán thành phẩm của công nghệ sản xuất xi măng tồn tại ở dạng hạt, kích thước từ (10 40 mm) và phụ thuộc vào dạng lò nung Theo cấu trúc vi mô clanhke xi măng là hỗn hợp các hạt nhỏ của nhiều pha tinh thể và một lương nhỏ pha thuỷ tinh 1.1.2 Thành phần khoáng hóa của xi măng poóclăng a) Thành phần khoáng Trong clanhke xi măng poóclăng gồm chủ yếu là các khoáng silíccát canxi (hàm lượng 70  80%), các khoáng Aluminat canxi và Alumôferit Canxi Khoáng silíccát canxi gồm hai loại khoáng là khoáng Alít và khoáng Bêlít - Khoáng Alít (3CaO.SiO2; tricanxi silicat, ký hiệu là C3S): Là khoáng quan trọng nhất của clanhke xi măng póoc lăng, C3S tạo cho xi măng có cường độ cao, đông kết rắn chắc nhanh và có ảnh hưởng nhiều đến các tính chất khác của xi măng Trong clanhke xi măng póoc lăng, khoáng C 3S thường có hàm SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 7 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ lượng nằm trong khoảng (4560)% Khoáng alít là dung dịch rắn của 3CaO.SiO 2 và một lượng nhỏ các oxit khác có hàm lượng (24)% như MgO, P 2O5, Cr2O3 các oxit này nằm trong dung dịch rắn có ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất của khoáng alít Cấu trúc tinh thể của 3CaO.SiO2 phụ thuộc vào trạng thái kết tinh Khi ở dạng tinh khiết 3CaO.SiO2 kết tinh ở dạng khối tam diện, khi có lẫn các tạp chất thì có dạng đơn nghiêng hay lăng trụ tam giác Khoáng C3S ở dạng tinh khiết bền vững trong khoảng nhiệt độ (12001250) đến (19002070) Ở nhiệt độ lớn hơn 2070, C 3S bị nóng chảy Ở nhiệt độ dưới 1200, C 3S bị phân giải thành C2S (2CaO.SiO2) Do khoáng C3S nằm trong dung dịch rắn với các oxit khác nên ở nhiệt độ thường hay khi làm nguội nhanh clanhke thì C 3S bị phân giải rất chậm - Khoáng bêlít (2CaO.SiO2: đicanxi silicát, ký hiệu C2S ): Trong clanhke xi măng C2S chiếm khoảng 20 30%, là thành phần quan trọng của clanhke, có đặc tính là đông kết rắn chắc chậm nhưng cường độ cuối cùng cao Bêlít là dung dịch rắn của 2CaO.SiO 2 với một lượng nhỏ các ô xít khác như Al 2O3, Fe2O3, Cr2O3 Khoáng C2S được tạo thành trong clanhke ở 4 dạng thù hình  C2S, ’C2S ,  C2S ,  C2S +  C2S : bền vững ở điều kiện nhiệt độ cao từ 1425 2130 0C, ở nhiệt độ lớn hơn 21300C,  C2S bị chảy lỏng, ở nhiệt độ nhỏ hơn 1425 0C khoáng  C2S chuyển sang dạng ’ C2S + ’C2S bền vững ở nhiệt độ 830 14250C, khi nhiệt độ nhỏ hơn 8300C và làm lạnh nhanh thì ’C2S chuyển sang dạng C2S, còn khi làm nguội chậm bị chuyển sang dạng  C2S + C2S không bền luôn có xu hướng chuyển sang dạng  C2S đặc biệt là ở nhiệt độ nhỏ hơn 5200C Khi C2S chuyển thành  C2S làm tăng thể tích khoảng 10% và bị phân rã thành bột +  C2S thì hầu như không tác dụng với nước và không có tính chất kết dính, chỉ trong điều kiện hơi nước bão hoà, khoảng nhiệt độ 150 2000C,  C2S mới có khả năng dính kết Chất trung gian phân bố giữa khoáng Alít và Bêlít là các pha Aluminôferit, pha canxi Aluminat và pha thuỷ tinh - Khoáng celit : còn gọi là Tetra canxi aluminat Celit là dung dịch rắn của các alumô pherit canxi có thành phần khác nhau phụ thuộc vào thành phần hóa học của phối liệu và điều kiện nung luyện … Nó có thể là tập hợp dung dịch rắn gồm : C8A3F,C6A2F, C4AF, C2F Trong clanke ximăng pooclăng SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 8 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ thường thì khoáng alumô pherit canxi chủ yếu là C 4AF Trong clanke C4AF chiếm 1018 %,là khoáng đóng rắn tương đối chậm, cho cường độ không cao lắm nhưng bền nước và bền trong môi trường sulphat, C4AF là khoáng nặng nhất trong clinker XMPL có γ = 3,77 g/cm3 - Pha canxi Aluminat : là dung dịch rắn tồn tại ở 2 dạng là C 5A3 và C3A Trong clanke xi măng póoc lăng thường nằm chủ yếu ở dạng khoáng C 3A (3CaO.Al2O3tricanxi aluminát) Đặc điểm của khoáng này là đông kết rắn chắc nhanh và dễ tạo nên các ứng suất gây nứt sản phẩm trong môi trường xâm thực sunphat - Pha thuỷ tinh: có trong clanhke xi măng poóclăng với hàm lượng từ 5 15% Thành phần của pha thuỷ tinh bao gồm một số loại ô xít như CaO, Fe 2O3, Na2O, K2O, … - Ngoài ra trong clanhke xi măng poóclăng còn tồn tại một lượng CaO và MgO tự do, chúng thường là các hạt già lửa nên tác dụng với nước rất chậm khi xi măng đã đông kết rắn chắc chúng mới thuỷ hoá gây nên ứng suất phá hoại cấu trúc của sản phẩm như bị nứt, rữa, Làm thay đổi thể tích của sản phẩm và làm giảm cường độ của đá xi măng b) Thành phần hóa của clanhke xi măng poóclăng Clanhke xi măng poóclăng bao gồm các khoáng chính là CaO, SiO 2, Al2O3, Fe2O3 với tổng hàm lượng là 95 97% (theo khối lượng) Ngoài ra còn có các ôxít khác với hàm lượng nhỏ như : MgO, TiO 2, Na2O, P2O5, SO3, Hàm lượng các ô xít phụ thuộc vào nguyên vật liệu ban đầu và quy trình công nghệ sản xuất Trong clanhke xi măng poóclăng tỷ lệ thành phần các ôxít thường dao động trong khoảng: CaO : 63  66 % ; SO3 : 0,3  1 % SiO2 : 21  24% ; P2O5 : 0,1  0,3 % Al2O3 : 4 9 % ; K2O + Na2O : 0,4  1 % Fe2O3 : 2 4 5 ; TiO2 + Cr2O3 : 0,2  0,5 % Hàm lượng các ô xít này thay đổi sẽ làm cho tính chất của xi măng cũng thay đổi theo - Canxi ôxít (CaO): Chủ yếu trong nguyên liệu đá vôi, trong quá trình nung luyện tạo thành clanhke ở các điều kiện nhất định chúng sẽ liên kết với các ôxít khác tạo nên các hợp chất hoá học quyết định tốc độ đông kết rắn chắc và cường độ của xi măng Khi hàm lượng CaO càng lớn thì khả năng tạo thành các hợp chất dạng khoáng canxi silicat có độ bazơ cao (C 3S) trong clanhke càng nhiều, cho xi măng đông kết rắn chắc SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 9 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ nhanh cường độ cao nhưng xi măng lại kém bền trong môi trường xâm thực sunfat Hàm lượng CaO nhiều đòi hỏi nhiệt độ nung phải lớn khó nung luyện và để lại trong clanhke một lượng canxi ôxít tự do nhiều, có hại cho xi măng Vì vậy, trong clanhke xi măng người ta phải khống chế hàm lượng CaO hợp lý(khoảng 63 66%) Tuy nhiên, khả năng phản ứng CaO với các ôxít khác để tạo thành các khoáng trong clanhke còn phụ thuộc vào bản chất của các ôxít trong nguyên liệu, chế độ gia công hỗn hợp nguyên liệu và chế độ nung - Silic ôxít (SiO2): Chủ yếu trong nguyên liệu đất sét, trong quá trình nung luyện clanhke SiO2 sẽ tác dụng với CaO tạo thành các hợp chất dạng khoáng canxi silicat Khi hàm lượng SiO2 càng nhiều thì ngoài việc tạo thành khoáng C 3S ra, khoáng canxi silicat có độ bazơ thấp (C2S) được hình thành sẽ tăng lên Hàm lượng khoáng C 2S tăng làm xi măng đông kết rắn chắc chậm và cường độ phát triển chậm ở thời kỳ đầu của quá trình rắn chắc đá xi măng Tuy nhiên loại xi măng có hàm lượng C 2S cao lại có khả năng bền trong nước và môi trường xâm thực sunfat Khi hàm lượng SiO 2 trong clanhke ít, khoáng C3S được tạo thành nhiều, sẽ làm cho xi măng đông kết rắn chắc nhanh, cường độ cao song quá trình nung luyện khó, để lại lượng vôi (CaO) tự do lớn Vì vậy trong clanhke xi măng thì ôxít SiO2 cần phải khống chế ở một tỉ lệ thích hợp (thường chiếm khoảng 21 24% khối lượng clanhke) Ngoài ra, khi SiO2 có độ hoạt tính càng cao thì quá trình tạo khoáng khi nung càng nhanh và càng triệt để - Nhôm ôxít (Al2O3): Trong clanhke xi măng ôxít này được đưa vào chủ yếu từ đất sét, khi nung luyện, ôxít nhôm tham gia vào quá trình tạo nên các khoáng nóng chảy canxi Aluminat Khi hàm lượng Al2O3 càng nhiều khoáng C3A tạo thành càng lớn, khả năng xuất hiện pha loãng trong clanhke càng sớm và càng nhiều, nó có khả năng tạo cho xi măng đông kết rắn chắc nhanh nhưng cường độ thấp và kém bền trong môi trường sunfat Trong clanhke hàm lượng ô xít nhôm chiếm khoảng 4 8% - Sắt ôxít (Fe2O3): có tác dụng làm giảm nhiệt độ thiêu kết của quá trình nung luyện và tham gia vào quá trình tạo khoáng tetracalcium Aluminôferit (C 4AF) Hàm lượng ô xít này trong clanhke xi măng càng lớn thì nhiệt độ nung được hạ thấp, khoáng C4AF được tạo thành nhiều xi măng nâng cao được độ bền trong môi trường xâm thực sunfat nhưng lại cho mác xi măng không cao Thông thường tổng hàm lượng ôxít Fe2O3 chiếm khoảng 2 4% SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 10 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ 110 - 87, 78 �100 =25,31% Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = 87, 78 Máy dỡ liệu: Theo bảng cân bằng vật chất thì năng suất bé nhất của máy dỡ liệu là Q = 101,06 tấn/h Chọn 1 máy dỡ liệu 224.RE01 với năng suất 200÷300 t/h Máy hoạt động với công suất 200 t/h Tổng năng suất rút liệu là Q= 200 t/h 200 - 87, 25 �100 =129, 22% 87, 25 Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = Silô chứa: Silô là khâu trung gian giữa các khâu ngoài ra nó có tác dụng như một kho dự trữ để đảm bảo cho quá trình sản xuất được liên tục, đảm bảo sự phối hợp làm việc gữa các thiết bị gián đoạn và thiết bị liên tục Silô còn có nhiệm vụ bảo quản nguyên vật liệu, tránh không cho nguyên liệu bị biến đổi tính chất và ngoài ra người ta còn sử dụng silô với mục đích ủ nguyên vật liệu, làm cho nguyên vật liệu có độ đồng nhất cao hơn Cấu tạo silô có nhiều loại, làm bằng nhiều vật liệu khác nhau,hình dáng khác nhau Ta chọn hệ thống silô sử dụng trong nhà máy được làm bằng bê tông cốt thép, thân hình đáy có hình nón cụt 13m H1 H2 0,3m SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 55 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn các xi lô đều có chung đường kính là a1 = 15 m, đáy xi lô có cửa xả đường kính là a2 = 0,3 m * Xác định chiều cao h2: Đối với mỗi silô mà người ta thiết kế góc  nhỏ hơn góc ma sát của vật liệu mà nó chứa Theo kinh nghiệm ta chọn  = 450 là thoả mãn đối với hầu hết các loại vật liệu Từ đó ta tính được chiều cao h2 là: a -a 1 15 - 0,3 1 h2 = 1 2 � = � =7,35 2 tga 2 tg 45 Chọn h2 = 7,5 m Thể tích của xi lô là: h �a 2 a 2 a �a � �a � Vxilo   ��1 � �h1   � 2 ��1  2  1 2 � 450,80  176, 71h1 (m3 ) 3 �4 4 4 � �2 � Tính kích thước silô đá vôi: Công suất đá sử dụng trong một ngày là: Q =2090,97 tấn/ngày= 909,12 m /ngày 3 Tính dự trữ đá cho 5 ngày sản xuất, hệ số đổ đầy silô là k = 0,9 , ta tính được thể tích phần không gian trong silô cần để chứa đá là: Q 909,12 V = �5 = �5 =5050, 65 k 0, 9 V 5050, 65 V' = = =2525,33 2 2 Chọn 2 silô đựng đá vôi, thể tích mỗi silô là: Thể tích silô xác định theo hình học là: V  450,80  176, 71�h1 (m3 ) tính được chiều cao làm việc h1 của silô đá là: 2525, 23 - 450,80 h1 = =11, 74 176, 71 Chọn chiều cao h1 = 15 m Thể tích mỗi silô đá vôi là: SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 56 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ V = 176,71×15 + 450,80 =3101,45 < m3 > Kết luận : vậy sử dụng 2 silô chứa đá vôi với thể tích mỗi silô là 3101,45m 3 dự trữ đá vôi trong vòng 5 ngày Băng tải xích: Theo bảng cân băng định lượng vật chất thì năng suất bé nhất của băng tải cần là Q = 88,62 tấn/h Theo bảng 9.2 giáo trình công nghệ và thiết bị sản xuất xi măng Pooclăng của Vũ Đình Đấu chọn máy có năng suất 15-150 tấn/h Tốc độ băng tải 1,035 m/s Chiều dài 149 m Chọn năng suất máy làm việc là 110 tấn/h 110 - 88, 62 �100 =24,12% 88, 62 Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = Cân băng định lượng: Theo bảng cân băng định lượng vật chất thì năng suất bé nhất của băng tải cần là Q = 87,08 tấn/h Chọn cân băng đá vôi loại DF-R2 140×3,4 có năng suất tối đa là 200 t/h Kết luận: sử dụng 1 máy cân băng định lượng với năng suất sử dụng là 110 t/h 110 - 87, 08 �100 =26,32% Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = 87, 08 3.3.2 Chọn thiết bị cho phân xưởng đất sét [3;4] Ô tô vận chuyển: Theo bảng cân bằng vật chất thì công suất máy tối thiểu phải là: Q = 405,01 tấn/ngày hay Q = 176,09 m3/ngày Sử dụng ô tô tải DONGFENG L315 với các thông số kỹ thuật như sau: - Động cơ : L315-33 Công suất động cơ: 251 KW Kích thước xe L×B×H: 11,98×2,5×3,2 m3 Kích thước thùng : 9,7×2,45×3 m3 Tổng tải trọng 30 tấn Thể tích mỗi lần chở của xe, hệ số đổ đầy ô tô là 0,9: SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 57 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ V= 9,7×2,45×3×0,9=64,16 m3 Sử dụng 1 xe vận chuyển luân chuyển nhau Mỗi xe chở 5 chuyến/ngày Khối lượng vận chuyển là: Vtong = 5×64,16= 320,8/ngày Vtong - V Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = V = 320,8-176,09 = �100 =82,17% 176, 09 Kết luận: sử dụng 1 ô tô vận chuyển DONGFENG L315 Máy cán: Theo bảng cân bằng vật chất thì công suất máy tối thiểu phải là: Q = 16,86 tấn/h Ta chọn 1 máy cán PEF 100/70 có các thông số kỹ thuật sau Tiết diện cửa vào : 740×350 mm Kích thước liệu max : 250 mm Công suất động cơ: 30-45 kW Năng suất : 15-30 tấn/h Cho máy hoạt động với năng suất Q’=25 tấn /h Q '- Q 25 - 16,86 = �100 =48, 28% Q 16,86 Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = Kết luận: Ta chọn 1 máy đập phản kích đập thô PEF 100/70 để đập đất sét Kho đồng nhất đất sét: Kho chứa được lợp bằng mái tôn xung quanh được che bằng tường gạch có thiết kế các cửa ra vào rộng, phía trên có các cửa chớp để đảm bảo đủ ánh sáng và thông gió cho kho luôn được khô ráo Nền kho được đổ bê tông dày để cách ly với nền đất ẩm Hình dạng của kho đồng nhất đất sét SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 58 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ Hình 4.1 Kho đồng nhất đất sét Công suất yêu cầu trong 1 ngày sản xuất là: Q=400,37 tấn/ngày hay Q = 174,07 m3/ngày Tính dự trữ cho 5 ngày sản xuất, hệ số sử dụng kho là : k = 0,6 Thể tích không Q 400,37 V = �5 = �5 =3336, 42 k 0, 6 gian cần là: V 3336, 42 L= = =27,8 F 120 Chiều dài kho là: Lấy chiều dài Lđất = 36 m Diện tích kho chứa là: Sđất = 30 36= 1080 < m2 > Kết luận : sử dụng 1 kho chứa với kích thước 30×36 m2 Băng tải cao su Bảng 4.3.Thông số kỹ thuật băng tải (số liệu tham khảo được lấy từ công ty TNHH vật tư Tây Bắc) Độ rộng băng tải Chiều dài băng tải (m)/Công suất động cơ (kW) (mm) 400 ≤ 12/1.5 SVTH : Nguyên Văn Sơn 12-20/2.2-4 20-25/4-7.5 MSV: 1551090006 59 Tốc độ Năng suất vận chuyển vận chuyển (m/s) (t/h) 1.3-1.6 40-80 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ 500 ≤ 12/3 12-20/4-5.5 20-30/5.5-7.5 1.3-1.6 40-80 650 ≤ 12/4 12-20/5.5 20-30/7.5-11 1.3-1.6 130-320 800 ≤ 6/4 6-15/5.5 15-30/7.5-15 1.3-1.6 280-540 1000 ≤ 10/5.5 10-20/7.5-11 20-40/11-22 1.3-2.0 430-850 1200 ≤ 10/7.5 10-20/11 20-40/15-30 1.3-2.0 655-1280 1400 ≤ 10/3-11 12-20/5.5-22 20-40/7.5-55 1.3-2.0 588-1427 1600 ≤ 10/3-15 12-20/11-30 1.3-2.0 700-1850 20-40/15-75 Theo bảng cân bằng vật chất thì năng suất bé nhất của băng tải cần là Q = 16,68 tấn/h - Chọn băng tải có các thông số kỹ thuật sau: Độ rộng băng tải : 400 mm - Chiều dài băng tải : 12-20 m Vận tốc vận chuyển của băng v = 1,3-1,6 m/s Công suất động cơ 4-5,5 kw Năng suất vận chuyển : 20-30 t/h Kết luận: Chọn 1 băng tải với năng suất 25 t/h 25 - 16, 68 �100 =49,88% 16, 68 Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = Máy rải liệu: Theo bảng cân bằng vật chất thì năng suất bé nhất của máy rải liệu là Q = 16,8 tấn/h Đá sét sau khi đập được vận chuyển bằng hệ thống băng tải cao su đưa về kho chứa và được đồng nhất sơ bộ theo phương pháp rải luống Chọn 1 máy rải 153.ST02 kiểu DB-W-100/20 của hãng FL.Simdth với năng suất của máy: 34÷115 t/h Cho máy hoạt động với năng suất 34 t/h 34 - 16,8 �100 =102, 38% 16,8 Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 60 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ Máy dỡ liệu: Theo bảng cân bằng vật chất thì năng suất bé nhất của máy rải liệu là Q = 16,7 tấn/h Chọn 1 máy rút liệu RE01 của hãng FL-Simdth với năng suất 100÷200 t/h Máy hoạt động với công suất 100 t/h Năng suất rút liệu là Q= 100 t/h Tính kích thước silô đất sét: Ta chọn hệ thống silô sử dụng trong nhà máyđược làm bằng bê tông cốt thép, thân hình trụ, đáy có hình nón cụt Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn cácxi lô đều có chung đường kính là a 1 = 12 m, đáy silô có cửa xả đường kính là a2 = 0,3 m 12m h1 4 5 0.3 m h 2 * Xác định chiều cao h2: Đối với mỗi silô mà người ta thiết kế góc  nhỏ hơn góc ma sát của vật liệu mà nó chứa Theo kinh nghiệm ta chọn  = 450 là thoả mãn đối với hầu hết các loại vật liệu Từ đó ta tính được chiều cao h 2 là: h2  a1  a2 1 12  0,3 1 �  �  5,85(m) 2 tg 2 tg 45 Chọn h2 = 6 m Thể tích của si lô là: SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 61 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ Vxilo h2 �a12 a2 2 a1 �a2 � �a1 � 3   �� � �h1   � ��   � 232  113, 09h1 ( m ) 3 �4 4 4 � �2 � Tính kích thước silô đất sét: Công suất sử dụng trong một ngày là: Q = 400,17 tấn/ngày=173,99 m3/ngày Tính dự trữ đá cho 5 ngày sản xuất, hệ số đổ đầy silô là k = 0,9 , ta tính được thể tích phần không gian trong silô cần để chứa đất sét là: Q 173,99 Q 173,99 V = �5 = �5 =966, 61 V = �5 = �5 =966, 61 k 0,9 k 0, 9 V 966,61 V' = = =483,3 2 2 Chọn 2 silô đựng đất sét, thể tích mỗi silô là: Thể tích silô xác định theo hình học là: V  232  113, 09 �h1 (m3 ) tính được chiều cao làm việc h1 của silô đất sét là: 483,3 - 232 h1 = =2, 22 113, 09 Chọn chiều cao h1 = 5 m Thể tích mỗi silô đất sét là: V = 113,09×5 + 232 = 197,45 < m3 > Kết luận : vậy sử dụng 2 silô chứa đất sét với thể tích mỗi silô là 910,54 m3 dự trữ đất sét trong vòng 5 ngày Băng tải xích: Theo bảng cân băng định lượng vật chất thì năng suất bé nhất của băng tải cần là Q = 16,88 tấn/h Theo bảng 9.2 giáo trình công nghệ và thiết bị sản xuất xi măng Pooclăng của Vũ Đình Đấu chọn máy có năng suất 15-150 tấn/h Tốc độ băng tải 1,035 m/s Chiều dài 149 m Chọn năng suất máy làm việc là 30 tấn/h 30 - 16,88 �100 =77, 72% 16,88 Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 62 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ Cân băng định lượng: Theo bảng cân băng định lượng vật chất thì năng suất bé nhất của băng tải cần là Q = 16,67 tấn/h Chọn cân băng đá sét loại DF-R2 100×3,4 có năng suất tối đa là 50 t/h Kết luận: sử dụng 1 máy cân băng định lượng với năng suất sử dụng là 25 t/h 25 - 16, 67 �100 =49, 97% 16, 67 Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = 3.3.3 Chọn thiết bị cho phân xưởng quặng sắt [3;4] Chọn kích thước kho quặng sắt : Chọn tiết diện ngang như hình vẽ: Diện tích mặt cắt ngang kho là: f 2,5 m 3m Quặng sắt được mua về và được bảo quản trong kho chứa 6m 2 F=16,5 m Công suất yêu cầu theo dây chuyền là: Q =39,44 tấn/ngày hay Q = 7,51 m3/ngày Tính dự trữ cho 15 ngày sản xuất, kể đến hệ số sử dụng kho là k = 0,6 Ta có thể tích của kho là: Q 7,51 V = �15 = �15 =187,88 k 0, 6 V 187,88 L= = =11,38 F 16,5 Chiều dài kho là: Chọn chiều dài là 12 m Diện tích mặt bằng là: Sxỉ = 12 6 = 72 Chọn phễu tiếp liệu: Theo bảng cân bằng vật chất công suất yêu cầu cho phễu tiếp liệu phải là : Q =1,64 tấn/h SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 63 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ Dựa vào bảng 9.21b CN&TB SXXMPL ta chọn : Chọn phễu tiếp liệu dạng tấm có : Công suất 5 tấn/h.cho máy làm việc ở công suất 2 tấn/h Chiều dài 4,55m Tốc độ 0,022 m/s Công suất động cơ 0,75kW h1 - a1 h2 2 - 1, 64 �100 =21,95% Kiểm tra hệ số kdự trữ = 1, 64 Chọn bunke quặng sắt : Theo bảng cân bằng vật chất công suất yêu cầu mà bun ke cung cấp cho dây chuyền phải là : Q = 7,46 m3/ngày Tính dự trữ cho 5 ngày sản xuất, kể đến hệ số sử dụng bun ke k = 0,8 Tính được thể tích bun ke là: Q 7, 46  V = �5 = �5 =46, 65 k 0,8 Chọn bun ke có các thông số kích thước : a1 = 5 m, a2 = 0,3 m, h2 = 2,5 m Ta phải tính chiều cao h1 Tính theo hình học, thể tích bun ke sẽ là:  a12 �h1  h2 � a12  a22  a1 �a2   25h1  26,59( m3 ) 3 Chọn 1 bunke đựng quặng sắt Tính được : 46.65 - 26,59 h1 = =0,8 25 Chọn chiều cao h1 của bun ke là 1 m Thể tích thực tế của nó là: 3 V = 25.1+ 26,59 = 51,59 < m > Băng tải cao su SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 64 a2 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ Theo bảng cân bằng vật chất thì năng suất bé nhất của băng tải cần là Q = 1,67 tấn/h Dựa vào bảng 9.5 giáo trình công nghệ và thiết bị sản xuất xi măng poóc lăng Chọn băng tải máng KZB có công suất vận chuyển tối đa là 30 t/h.,cho máy hoạt động với công suất 2 t/h Cân băng định lượng Công suất yêu cầu là Q = 1,67 t/h Chọn cân băng đá vôi loại DF-R2 50×3,4 của hãng FL-Simdth của có năng suất tối đa là 50 m3/h 3.3.4 Chọn thiết bị cho phân xưởng quắc zít [3;4] Tính kích thước kho quắc zít: Diện tích mặt cắt ngang kho là: F=16,5 m2 f 2,5 m 3m Chọn tiết diện ngang như hình vẽ: 6m Công suất yêu cầu theo dây chuyền là: Q=71,41 tấn/ngày hay Q = 29,75 m3/ngày Tính dự trữ cho 15 ngày sản xuất, kể đến hệ số sử dụng kho là k = 0,6 Q 29, 75 V = �15 = �15 =738,96 k 0, 6 Ta có thể tích của kho là: V 738,96 L= = =44, 79 F 16,5 Chiều dài kho là: Chọn chiều dài là 45 m Diện tích mặt bằng là: Sxỉ = 45 6= 270 Chọn phễu tiếp liệu: Theo bảng cân bằng vật chất công suất yêu cầu cho phễu tiếp liệu phải là : Q =3 tấn/h Dựa vào bảng 9.21b CN&TB SXXMPL ta chọn : - Chọn phễu tiếp liệu dạng tấm có : SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 65 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ - Công suất 10 tấn/h.cho máy làm việc ở công suất 4 tấn/h - Chiều dài 4,55m - Tốc độ 0,022 m/s - Công suất động cơ 0,75kW Băng tải cao su Theo bảng cân bằng vật chất thì năng suất bé nhất của băng tải cần là Q = 3 tấn/h Dựa vào bảng 9.5 giáo trình công nghệ và thiết bị sản xuất xi măng poóc lăng Chọn băng tải máng KZB có công suất vận chuyển tối đa là 10 t/h Chọn bun ke quắc zít: Theo bảng cân bằng vật chất công suất yêu cầu mà bun ke cung cấp cho dây chuyền phải là : Q = 70,98 tấn/ngày=29,57 m3/ngày Tính dự trữ cho 5 ngày sản xuất, kể đến hệ số sử dụng bunke k = 0,7 Tính được thể tích bun ke là: Q 29,57  V = �5 = �5 =211,13 k 0, 7 Chọn 1 bun ke có các thông số kích thước : a1 = 9 m, a2 = 0,3 m, h2 = 2,5 m Ta phải tính chiều cao h1 Tính theo hình học, thể tích bun ke sẽ là:  a12 �h1  h2 � a12  a22  a1 �a2   25h1  26,59( m3 ) 3 Chọn 1 bunke đựng quặng sắt Tính được : 211,13 - 26,59 h1 = =7,38 25 Chọn chiều cao h1 của bun ke là 8 m Thể tích thực tế của nó là: 3 V = 25.8+ 26,59 =226,59 < m > Cân băng định lượng Công suất yêu cầu là Q = 3 t/h SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 66 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ Chọn cân băng đá vôi loại DF-R2 100×3,4 của hãng FL-Simdth của có năng suất tối đa là 100 m3/h 3.3.5 Chọn thiết bị cho phân xưởng phối liệu [3;4] Băng tải chung: Theo bảng cân bằng vật chất thì năng suất bé nhất của băng tải cần là Q = 155,99 tấn/h Chọn băng tải có các thông số kỹ thuật sau: - Độ rộng băng tải : 800 mm - Chiều dài băng tải : 15-30 m Vận tốc vận chuyển của băng v = 1,3-1,6 m/s Công suất động cơ 5,5 kw Năng suất vận chuyển : 280-540 t/h Cho máy làm việc với công suất 280 Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = 79,5% Kết luận: Chọn 1 băng tải với năng suất 280 t/h Nghiền sấy liên hợp: Công suất máy cần phải đạt được: Q = 155,92 tấn/h, ta chọn máy HRM28 nghiền phối liệu theo chu trình kín sản xuất tại nhà máy có các thông số kỹ thuật sau: Năng suất : 120-160 tấn/h Công suất động cơ : 1120 kW Chọn máy có năng suất là 160 tấn/h 160 - 155,92 �100 =2, 61% Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = 155, 92 Máng khí động Theo bảng cân bằng vật chất công suất yêu cầu của máng khí động là Q = 150,73 tấn/h Từ bảng 9.9 sách giáo trình công nghệ và thiết bị sản xuất xi măng poóc lăng, chọn 1 máng khí động có chiều dài 7,6m Góc nghiêng 6 độ Tốc độ môtơ là 3000 m3/h Năng suất tối đa 170 tấn/ giờ Chọn năng suất của máng khi động là 170 tấn/ giờ SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 67 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ 170 - 150, 73 �100 =12, 78% Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = 150, 73 Cyclon lắng Theo bảng cân bằng vật chất công suất yêu cầu của cyclon là Q = 150,88 tấn/h Từ bảng 10.14 sách giáo trình công nghệ và thiết bị sản xuất xi măng poóc lăng, chọn cyclon lắng có năng suất là 180 tấn/h Tốc độ quay là 50-80 vòng/ph Công suất dẫn động là 12 kW 180 - 150,88 �100 =19,3% 150,88 Kiểm tra hệ số dự trữ: kdt = 3.3.6 Biên luận kích thước nhà xưởng Theo kết quả tính toán của các tuyến của phân xưởng phối liệu ta có Kích thước kho đồng nhất đá vôi: 36×192 m2 Chiều dài của kho đồng nhất đá vôi dài 192m Có 32 môđun, khoảng cách mỗi môđun dài 6m Kích thước kho đồng nhất đất sét: 36×108 m 2 Có 18 mô đun, khoảng cách mỗi muđun dài 6m Chiều dài của kho đồng nhất đất sét dài 108m Kích thước silo đất sét: sử dụng 2 silo chứa đất sét với thể tích 910,54 m 3 có đường kính mỗi silo là 12m Kích thước kho đồng nhất quặng sắt: 12×6 m2 Kích thước kho đồng nhất quắc zít: 45×6 m2 SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 68 ĐÔ AN CÔNG NGHÊ CHÂT KÊT DINH VÔ CƠ Tài liệu tham khảo [1] Ts Vũ Đình Đấu, Ts Bùi Danh Đại “Chất kết dính vô cơ” Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội-2006 [2] GS TSKH Phùng Văn Lự “Vật liệu xây dựng” Nhà xuất bản Giáo Dục Hà Nội2006 [3] Ts Vũ Đình Đấu “Công nghệ và thiết bị sản xuất xi măng Póoc lăng” Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội-2010 [4] Đoàn Đình Điệp “Sổ tay chọn máy sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng” Nhà xuất bản Trường Đại Học Kiến trúc Hà Nội Hà Nội năm 2015 Tính cân bằng vật chất là việc tính toán để đưa ra được tỷ số giữa lượng nguyên vật liệu đưa vào và lượng sản phẩm thu được trong quá trình sản xuất Qua số liệu cần bằng vật chất ta biết được lượng nguyên liệu hay sản phẩm cần thiết ở mỗi công đoạn Trên cơ sở công đó lựa chọn máy móc, thiết bị cho toàn bộ dây chuyền sản xuất để nhà máy hoạt động một cách cân đối và đồng bộ 1 SVTH : Nguyên Văn Sơn MSV: 1551090006 69 ... Nội-2018 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ CỦA ĐỒ ÁN Đề bài: Thiết kế phân xưởng gia công phối liệu nhà máy sản xuất xi măng pooc lăng, phương pháp khơ lị quay có thiết bị phân hủy đá vôi (Canxiner), công suất. .. loại xi măng Em giao nhiệm vụ thiết kế ? ?Thiết kế phân xưởng gia công phối liệu nhà máy sản xuất xi măng pooc lăng, phương pháp khơ lị quay có thiết bị phân hủy đá vơi (Canxiner), cơng suất 2500. .. tốn lựa chọn thiết bị 52 3.3.1 Chọn thiết bị cho phân xưởng đá vôi [3;4] 52 3.3.2 Chọn thiết bị cho phân xưởng đất sét [3;4] 58 3.3.3 Chọn thiết bị cho phân xưởng quặng sắt