Ebook Máy và thiết bị sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng: Phần 1 gồm có những nội dung chính sau: Máy nghiền vật liệu, máy phân loại và rửa vật liệu, máy và thiết bị sản xuất xi măng, máy trộn hỗn hợp. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
PGS.TS vũ LIÊM CHÍNH (Chủbiên) -ThS NGUYỄN KIẾM ANH ThS NGUYỄN THỊ THANH MAI - KS ĐOÀN TÀI NGỌ PGS TS TRẨN VĂN TUẤN - TS NGUYỄN THIỆU XUÂN M áy Thiết bị SẢN XUẤT VẬT LIỆU VÀ CẤU KIÊN XÂY DŨNG PGS.TS vũ LIÊM CHÍNH (Chủbiên)-ThS NGUYỄN KIẾM ANH ThS NGUYỄN THỊ THANH MAI - KS ĐOÀN TÀI NGỌ PGS TS TRẤN VĂN TUẤN - TS NGUYỄN THIỆU XUÂN Máy Thiết bị SẢN XUẤT VẬT LIỆU VÀ CẨU KIÊN XÂY DƯNG NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NỘI-2013 LỜI NĨI ĐÀU Cóng nghệ san xuất vật liệu xây dựng có lìhiếu thay đơi, theo đỏ máy tlìiêt bị san xuất vật liệu va cấu kiện xây dựng dã có thay dõi tương ứng phù hợp với công nghệ tiên tiến san xuất vật liệu xây dựng việc dơi bô sung cúc tài liệu giang dạy nhu cáu thực tế Trên sơ giáo trình dã có, giáo trình dã bơ sung, cập nhật nội dung va nhóm cán giang dạy Bộ môn Máy xây dựng Trường Đại học Xây dựng hiền soạn nhăm đáp ứng dịi hoi trên, góp phần vào việc nâng cao chất lượng tạo cung cáp cho cán chuyên môn liên quan tài liệu tham khao bơ ích Ngồi việc hiệu dinh nội dung dã cỏ, tủi liệu viết mói bô sung chương 1, (Phân ỉ); chương (Phần II); chương l, 2, 3, (Phan III); chương 4, (Phan IV); chương 3, (Phần VI); chương I, (Phần VII) Việc biên soạn dược phán công sau: PC/S TS Vũ Liêm Chinh (chu hiên) viết chương Ị, (Phan I); chương (Phân II); chương I, 2, 3, (Phần III); chương (Phần IV) GVC TlìS Nguyễn Kiếm Anh viết chương I (Phần VII) GVC.KS Nguyễn Thị Thanh Mai viết chương I, (Phần VI); chương (Phân VII) GVC.KS Đoàn Tài Ngọ viết chương 2, (Phan ỉ); chương I, 2, 3, (Phần II) PGS.TS Trân Văn Tuấn viết chương 5, 7, (Phan I); chương (ì (Phần II); chương I, 2, 3, 4, (Phần V); chương (Phần VI) TS Nguyên Thiệu Xuân viết chương I, 2, 3, (Phan IV) Tài liệu dược dùng làm giáo trinh môn học Máy Thiết bị sán xuất vật liệu cáu kiện xây (lựng cho ngành Máy xây dựng, Cơ giới hóa xây dựng Cõng nghệ san XUÔI vật liệu xây dựng thuộc trường Đại học Xây dựng dông thời cỏ thê làm tài liệu tham khao cho cán chuyên môn người quan tám Trong khn khơ giáo trình tính đa dạng cùa nhóm máy thiêt bị, phát triên nhanh cua cống nghệ san xuất vật liệu xây dựng nén tài liệu không tránh kh( khiếm khuyết định Nhỏm túc gia xin chân thành cam ơn tập thê cán h< giang dạy Bộ môn Máy Xây dựng - Trường Đại học Xây dựng PGS TS Đặng Quác Sơn dà dọc, tham gia dóng góp ý kiến chuyên sâu, giúp đỡ q trình biền soạn Nhóm tác gia xin cám ơn đóng góp ý kiến cua hạn dọc Các góp ỷ xin gưi vẻ Bộ mơn Máy xây dựng - Khoa Cơ khí xây dựng - Đại học Xây dựng Phòng Biên tập sách KHKT - Nhà xuất ban Xây dựng ĐT: 04.9741954 Nhóm tác giả PHÀN I M ÀY NGHIỀN VẬT LIỆU Chuông KHÁI NIỆM CHUNG VÈ NGHIỀN KHÁI NIỆM Nghiền q trình bao gồm nhiều cơng đoạn nham làm giảm kích thước cua vật liệu cần nghiền ban đầu đến kích thước u cầu Trong cơng đoạn nghiền có máy máy nghiền thiết bị phụ trợ Có nhiều phương pháp nghiền khác song phổ biến trình nghiền học Sản phẩm nghiền đa dạng, có thị nhóm có kích thước hạt gần giống nhóm đá xây dựng, phai đáp ứng cà tiêu chuẩn kích thước cùa nhóm hạt phân bố cua san phẩm nghiền liệu, nghiền clanke công nghiệp xi măng, nghiền bột dá nghiền than Tùy theo kích thước cua sàn phẩm có thê phân q trình nghiền thành nghiền hạt nghiền bột, sau dó chúng lại dược phân nhỏ thành nhóm có kích thước sản phẩm cụ thè thí dụ: Nghiên hạt dược phân thành: - Nghiền thơ: có kích thước hạt khoảng (125 -ỉ- 250)mm; - Nghiền vừa: có kích thước hạt khoảng (20 -ỉ- 125)mm; - Nghiền nhỏ: có kích thước hạt khoáng (3 4- 20)mm Nghiên bột dược phân thành: - Nghiền bột thơ: có kích thước hạt khoảng (0,1+3) mm; - Nghiền bột mịn: có kích thước hạt khống (0,1+0,05) mm; - Nghiền bột siêu mịn: có kích thước hạt khống (5+10) 10‘3 mm nho Trong nghiền mịn, kích thước hạt đại lượng đánh giá dộ mịn cua sàn phẩm nghiền, song việc xem dạng hạt sờ để chọn kích thước lại có nhiều quan niệm, định nghĩa khác /16/, /17/ Tuy nhiên, nghiền mịn hạt có dạng khác quy hạt có dạng hình cầu theo ngun tắc tương dương vê diện tích, thè tích vận tốc riêng ơn định Mặc dù kích thước tuyệt đối cua hạt chi tiêu quan trọng đánh giá chất lượng nghiền, mồi sàn phàm nghiền dù phân loại cẩn thận không thè chi cỏ loại hạt có kích thước giống nhau, mà phải bao gồm nhóm hạt có kích thước lớn nhỏ lân cận vùng kích thước hạt u cầu Chính lý mà cơng đoạn nghiền nói chung nghiền mịn phân bố hạt có vai trị quan trọng Xét hạt có kích thước u cầu Xj gọi (xmjn X,) lượng hạt có kích thước nho kích thước hạt X, (x, Xmax) lượng hạt có kích thước cho phép lớn hạt X, tham gia vào tông thành phần cùa sản phẩm Các hạt dược phân bố từ xmm đến Xrnax, dược chấp nhận sản phàm nghiền, từ khái niệm hàm tổng phân bố Qr(Xj) hàm mật độ phân bổ qn xác dịnh sau: _ Lượng hạt có kích thước từ ('xmin Xj) 1 Tổng lượng hạt có kích thước từ (xmin xmax) ^ Qr(xi) - Q r(xi_l) = AQri q" AXj AXj hay q(x) = d(y x) dx X Suy Ọ(x) = I qr(x)dx xmin Với biểu thức dây, ta có thê rút ra: Khi X = x m,n có Qr(x) = ; qr(x) = Khi X= Xmax có ọ,(x) = ; qr(x) = Trong khoang xmm đến Xmax hàm Qr(x) tăng liên tục Hình l.la,b trình bày đồ thị hàm ọ,(x) q,(x) theo kích thước hạt Hình 1.1 Đồ thị hàm Q,(x) q,(x) theo kích thước hạt Trong nghiền mịn ngồi việc dánh giá % lọt sàng (R%) % sót sàng có kích thước lồ khác cịn hay gặp chi tiêu khác thể diện ty diện dế đánh giá dộ mịn cua sán phầm nghiền Ty diện Sb định nghĩa sau: s b = — (cm2/g ; m2/kg) m Trong đó: s - Diện tích bề mặt; m - Khối lượng Thê diện S\ định nghĩa sau: S = — V y ( i r T 1) ( m 2/ m 3) Trong đó: V - Thê tích vật liệu Dề nhận thấy rang: Sv = r.Sb hay sb = — p Với p - Khối lượng riêng, (kg/nv ) Do dại lượng nghiền mịn Sb thường dễ xác định nên hay dùng đánh giá sản phẩm Tý diện đo bang nhiều phương pháp khcác /16/, /17/, /18/ song thường hay gặp cà tỷ diện dược xác dịnh theo Blair (hay dùng Mỹ Châu Âu) theo Wagner (hay dùng Đức) Bàng 1.1 nêu trị số tỷ diện thường gặp nghiền mịn theo Wagner Blair Báng 1.1 Giá trị tương ứng số trị số Blair Wagner thường gặp Hệ sô Wagner Hệ số Blair 80% sán phàm dạt kích thước hạt (/im) 1400 2520 62,4 1500 2700 53,6 1600 2880 45,7 1700 3060 40,7 1750 3150 37,6 1800 3240 36,3 200 3600 28,2 2500 4500 18,0 3000 5400 12,0 MỘT SĨ TÍNH CHÁT c LÝ CỦA VẬT LIỆU NGHIÊN 2.1 Độ bền Độ bền tính chất đặc trưng cho khả chống lại phá huỷ cùa vật liệu tác dụng ngoại lực Độ bền cùa vật liệu lại chia thành dộ bền nén độ bền uôn độ bền kéo Bảng 1.2 trình bày ty lệ độ bền cua số vật liệu tương đối so với bền nen Bang 1.3 nêu tính chất cua sổ vật liệu xây dựng thường gặp Từ bang ta thấy vật liệu vô hay dùng xây dựng, độ bền nén dóng vai trị chu yếu, thường đại lượng đặc trưng cho tínhchàt cua vật liệu Theo dó vật liệu phân thành: - Vật liệu có dộ bền nén thấp: ơn < 10 MN/nr; - Vật liệu có độ bền nén trung bình: n = (10 4- 150) MN/nr; - Vật liệu có độ bền nén cao: ơn = (150 4- 450) MN/m' Bang 1.2 Độ bền khác vật liệu so vói bền nón Vật liệu Bồn nén Ben kéo Ben uốn Ben cắt 1,0 1.0 1.0 0.02 0.04 0,02 0.05 0,04 40,1 0,08 0,06 0,2 0.08 0.1 0,09 0,1 0,12 0,15 Đá granit Cát Đá vôi Bang 1.3 Giỏi hạn bền tính chất niột số vật liệu /25/ Loại vật liệu Giới hạn bền (MN/m:) Nén Uốn gãy Kéo Va đập Mô dun dàn hồi MN'rrf Đá câm thạch 2690 55 - 150 21,8 0.145 6,6 5.65.10J ỉ)á vôi trung bình 2630 40 - 100 18.9 0,125 5.24 3,5.104 Đá vôi 3100 200 - 380 - - - - - 50-100 - - - - Dá granit 2630 120 - 160 22,8 0,015 6,75 Thạch anh 2640 80 - 145 - 0,018 11,7 Cát 2280 50-100 - 0,3 1.3 Xì lò cao 2700 150 - - - - 1800-2000 -6 - - - - 1700 0,2-0,3 - - - - 800-850 1,7 - 1,5 Dá phấn Đất sét DỘ ầm (3-9)% Độ ẩm (20-25)% Than dá Khối lượng riêng (Kg/nr ) (5,5 -6,14) 104 - (3,4 - 5) 104 2.2 Dộ cứng Độ cứng cua vật liệu tính chất đặc trưng cho khả chống lại biến dạng tác dụng cua ngoại lực Dựa vào quan hệ dộ bền nén độ cứng, Moose phân vật liệu thành 10 nhóm có dộ cứng từ thấp lên cao (Báng 1.4) Bang 1.4 Phân loại vật liệu theo độ cứng /25/ r~ Đặc tính vàt liệu Mềm Trung bình Cứng Cấp độ cứng Ghi Loại vật liệu thí dụ Hóa thạch Dỗ vẽ bang móng tay Thạch cao Làm xước móng tay Đá vơi Dễ cọ xước dao Xi đá vơi Khó cọ xước bàng dao Apatit Khơng cọ xước dao Khống Kali Có độ cứng bàng kính Quặng thạch anh Cọ xước kinh Hoàng ngọc Cọ xước kính Bột ơxit nhơm Cắt kính 10 Kim cương Cắt kính Độ cứng tính chất quan trọng vật liệu có ánh hương lớn đến lực tác dụng nghiền lựa chọn máy nghiền, nhiên khơng thê dùng chi tiêu dê đánh giá kha nghiền cùa vật liệu Một chi tiêu khác đánh giá kha nghiên tính nghiền cua vật liệu Tính nghiền vật liệu dược đánh giá thơng qua chi óê.i nghiền K Chỉ ticu nghiền K tỷ số lượng riêng tiêu hao nghiền vật liệ.i tiêu chuân lượng riêng tiêu hao nghiền vật liệu cần xem xét với mức độ nghiền điều kiện thơ Như vậy, giá trị K nhị nghiền vật liệu khó (Bàng 1.5) Bang 1.5 Hệ số tính nghiền K ciia số loại vật liệu /25/ Loại vật liệu Clanke lị quav có tính nghiên trung bìmh K Clanke lị quay có tính nghiền cao 1,1 Clanke lị quay có tính nghiền thắp 0,8-0,9 Clanke lò dửng tự động Clanke lò đứng khơng tự động Đá phiến Xi lị cao có tính nghiền trung binh 1,15 - 1,25 1,3 - 1,4 0,9 Bảng 1.5 (tiếp theo) K Xi lò cao có tính nghiền cao 1,1 Xi lị cao có tính nghiên 0,8 - 0,9 Dá hoa 0,5 - 0,6 Cát o ƠN •1o Loại vật liệu Trung binh nghiền bột thơ Đá VƠI có tính nghiền Đá garít hạt lớn Đất sét khơ Vơi 1,1 0,8 - 0,9 0,9 1,51 -5-2,34 1,64 Than đá 0,7-5- 1,34 Đá bazan 0,75 Ma nhe dit (MgC03) Penspat 0.69 -5- 0,99 0,8 -5-0,9 2.3 DỘ giòn Độ giòn vật liệu tính chất đặc trưng cho vật liệu bị phá huy (khơng có biến dạng deo) tác dụng tải trọng va dập Ngược lại với dộ giịn độ deo Vật liệu có dộ giịn cao thường có tính nghiền tốt vật liệu deo việc nghiên nho khó 2.4 kh luọng riêng Khối lượng riêng vật liệu xây dựng nam phạm vi rộng (Bàng 1.3) Khối lượng riêng lớn khả chịu tác dụng cùa tài trọng tăng, dó tính nghiền cùa vật liệu thay đổi ÁNH HƯỞNG CỦA CÁC TÍNH CHẤT c BẢN CÚA VẬT LIỆU TỚI QUÁ TRÌNH NGHIÊN 3.1 Anh hưỏìig CO' tính vật liệu Nghiền q trình giảm kích thước vật liệu từ kích thước ban đau đến kích thước mong muốn, dó q trình làm giảm diện tích bề mặt cua vật liệu Trong trình nghiền, lực tác dụng phải đủ lớn để tạo dược ứng suất phá huỷ vật liệu, ủng suất mặt phụ thuộc vào thông số cùa máy nghiền lực tác dụng, cơng st máy, loại mảy mặt khác phụ thuộc tính chất lý vật liệu như: độ bên dộ cứng, độ chịu uốn cùa vật liệu, hình dạng vật liệu, độ mịn sản phàm 10 Có thể đơn gian hố cách gần q trình phá huỷ vật liệu theo định luật 1look sau /17/./18/: = E.e Trong đó: - ứng suất; E - Biển dạng; E - Hệ số tỷ lệ hay cịn gọi mơ đun đàn hồi Khi hệ số E lớn dù biến dạng c nhỏ đă xuất ứng suất lớn nghĩa vật liệu gần khơng biến dạng đà xảy q trình phá huỷ, nói khác trường hợp nghiền vật liệu giòn Khi giá trị E nhỏ vật liệu xảy biến dạng lớn ứng suất khơng lớn Đây trường hợp nghiền vật liệu nói chung 3.2 Ánh hưỏng độ am đến q trình nghiền Độ âm thơng sổ vật lý vật liệu nghiền có anh hưởng lớn tói q trình nghiền, nhât st lượng tiêu hao lượng riêng cho trình nghiền, E(kW.h/t) Hình 1.2 trình bày thị biêu diễn quan hệ anh hường độ ẩm đến suất tiêu hao lượng riêng nghiền mịn Hình 1.2 Anh hường cùa độ ấm w% đến suất tiêu hao lượng riêng nghiền quặng/16/ - Ty diện hlair; s = 2900 cm2/g; - s = 2700 cm2/g; - s = 2500 em2/g Từ hình 1.2 có thê nhận thấy chi cần tăng độ ẩm 1% tuỳ theo dộ mịn yêu cầu mà mức tăng tiêu hao lượng riêng E„ lớn; thí dụ với tỷ diện s = 2700cnr/g giá trị E„ tăng lên 10%, s = 2900 cm2/g giá trị qn lên đến 15% Bên cạnh lý nêu độ âm nguyên nhân gây vón cục vật liệu, nhât vật liệu có kích thuớc bé Điều tạo dính bám cua vật liệu vào phận nghiền, gây khó khăn cho việc phân ly làm giám suất nghiền nhanh Chính lý mà nghiền liệu chọn phương pháp ướt 11 Thiết bị làm nguội danke dạng hành tinh có kết cấu đa dạng, hao phí lượng riêng E, thiết bị loại tính gân sau: Er = 0,03.Ln, (kW.h/t) Với Ln: chiều dài ống làm nguội Lượng khí cần thiết cho lkg danke dao động từ (0,8 + 1,0)111 Đối với lị quay có suất lớn thiết bị làm nguội kiêu hành tinh bộc lộ sỏ nhược diêm sau: - Tạo tái trọng phụ cho lị có thê gây biên dạng nứt vỏ lò vùng giao tuyên giũa lò ống làm nguội - Việc dịch chuyên danke vào làm nguội khó phụ thuộc vào kêt câu uiừa chúng với lị - Tuôi thọ lớp gạch chịu lưa ong làm nguội thấp - Óng làm nguội, cánh nâng láp nhanh mịn chịu biên dạng nên tuồi thọ không cao - Gây ồn làm việc Chính vi lý nêu trên, thiết bị làm nguội danke kiêu hành tinh không dược dùng nhiều nhà máy xi măng 1.4 Thiết bị làm nguội kiêu ghi Thiết bị làm nguội kiểu ghi dược áp dụng từ 30 thê ký trước Mỹ cho den nhiều loại thiết bị dạng dã dược hàng sán xuất í uy kết càu có khác biệt song ve mặt nguyên lý làm việc thiết bị làm nguội kiêu ghi dược trình bày hình 3.35 ÍIìnli 3.35 So' ngun lý hoạt động cùa thiết hị làm nguội dạng ghi Đi lị quay; Cụm xả liệu lò quay; Tháp xã liệu; Thiết bị làm nguội kiêu ghi; Quạt cao áp; Dầu tạo áp; Quạt; Cứa gió; Con lăn; 10 Băng tai; I I Sàng; 12 Cứa xá danke; 13 Máy nghiền búa; 14 Băng vận chuyển; 15 Cứa khí sau làm nguội; 16 Xyclon; 17 Quạt hút khí thái, 44 Clankc sau nung qua cụm \à liệu (2) rơi vào tháp (3) sau dó rơi vào thiêt bị lam nguội (4) Nhờ dịng khí tạo qua quạt (5) dâu tạo áp (6) danke rơi dược làm nguội phân dược rai bề mặt thiết bị làm nguội (4) Đây giai doạn làm nguội thứ Việc làm nguội chu yếu thiết bị thực giai đoạn Nhờ quạt gió (7) khí lạnh dược thối qua cứa gió (8), danke dã rai ghi dịch chuyên dọc trục cua thiêt bị nhờ kết câu cua ghi chuyên dộng tịnh tiên qua lại ghi dỏ danke dược làm nguội nhanh nhờ khơng khí lạnh dược thơi qua khe hơ ghi Hình 3.36 Sơ dồ nguyên lý cầu tạo thiết bị làm nguội danke tlianlì ghi hai bậc Dường xá liệu từ lò quay; Tắm ghi; Khung dưới; 4,7,8 Cứa gió; Giá dờ: Phễu thu; Sàng; 10 Máy nghiền bủa; I I Trần Trong trinh di chuyển cua ghi động hạt danke có kích thước nho lọt qua khe hơ rơi xuống dược băng tai xích 10 vận chuyên den cụm xa liệu (12) Các cục danke lớn trượt bè mặt ghi (đặt nghiêng) đến sàng (11) dày cục danke sàng dược máy nghiền búa (13) dập nhỏ đê với cục danke sàng vào cụm sả liệu (12) dược băng tài (14) vận chun ngồi làm nguội, khơng khí nóng sau làm nguội có thê dưa vê đê làm nguội ch giai doạn quay lại lò nung, say liệu thai mơi trường Hình 3.36 trinh bày sơ đồ nguyên lý cấu tạo cua thiết bị làm nguội danke su (2500+2700) t/h lảp nhà máy xi măng lị quay Sơng Thao Thiết bị gơm dàn glì: dộng dặt nghicng góc a so với phương ngang Mơi xe ghi dộng dược dần động dộc lập nhờ hệ truyền dộng xích tay quay trượt Dê tăng trinh làm nguội, chiều rộng dai ghi phần cuối thiết bị lớn chiều rộng đoạn dầu thiết bị Các hạt danke có kích thước nhỏ lọt qua ghi đưa vào phễu thu (6) băng tai xích vận 245 chuyến đến phều thu gom Các cục clanke lớn sàng (9) dưa vào máy nghiên búa (10) dê làm nhỏ đến kích thước d < 25mm Hình 3.37 trình bày sơ đồ phân phối khí thiết bị làm nguội kiêu ghi có suất 3300 clanke/ngày đêm So với thiết bị làm nguội khác, thiết bị làm nguội kiêu ghi có sơ ưu điềm bật sau: - Không gian làm nguội lớn; - Hiệu suất nhiệt cao đến 85.6% (các thiết bị dạng khác thường 60%) tận dụng dịng khí hồi; - Có thể làm nguội clanke từ nhiệt dộ cao (1350 - 1400)°c xuống đèn 65°C; - Năng suất làm nguội lớn nhiều so với thiết bị làm nguội khác mà không gây anh hưởng đến diêu kiện làm việc kết cấu cua lò quay; - Do q trình làm nguội nhờ dịng khí dư nên suất riêng lớn 40tấn/ngàyđêm - Tiêu hao lượng thấp, thí dụ theo Polisus tiêu hao lượng riêng thièl nguội sau (kw.h/t) Dùng cho dần động quạt gió ~ 4,0 Thiết bị lọc bụi khơng khí ~ 2,0 Dần động thiết bị làm nguội ~ 0,5 Tổng ~ 6,5 Chính nhờ dặc điếm dây, thiết bị làm nguội clanke dạng ghi dược dùng phô biến công nghiệp xi măng Hìnli 3.37 Sơ đồ phàn phoi Dịng khí làm lạnh giai đoạn I; Dịnu khí làm nguội liiai đoạn 2; Dịm: khí tuần hồn; Dịnu dùng để sấy liệu 246 XÁC DỊNN THÔNG s o c o BẢN TIIIẼT BỊ LÀM NGUỘI KIÊU THANH GHI 2.1 Năng suất Sau hành trình cua ghi di động, lượng clanke vận chuyên là: Q, = B h s p k (3.42) Trong dó: B - Chiêu rộng ghi m; h - Chiêu cao lớp vật liệu mặt ghi, in; p - Khối lượng thề tích vật liệu, p =1600 (kg/m3); k - Hệ sỏ vận chuyên kè tới lượng vật liệu chuyển động ngược dòng phụ thuộc chiều dày lớp vật liệu, k = 0,35 = 0,45; s - Hành trình ghi, m Năng suât thiết bị tính sau: Q = Q,.n = 60 B h s p k n (T/h) (3.43) Trong dó: n - Sị hành trình ghi di động phút Khi tính tốn lấy suất thiết bị bang suất cua lò quay Chiều dày lóp vật liệu mặt ghi xác định từ yêu cầu công nghệ Gọi hành trinh cua thiết bị n (lần/phút) ta có : n = -60 B h s p k (3.44) Giá trị n thường lay: n = (6 + 18) Chiêu dày lớp vật liệu lớn hmax tính sau: h n,JX = _ _ -60 B s p k n (3.45 2.2 Xác dịnli lực Clin xe di chuyên Lire can tác dụng lên xe di chuyển phụ thuộc vào kết cấu, hình dạng kích thước, số lượng mặt uhi thơng số thiết bị chịu tác dộng cùa lực ban sau: - Lực can ma sát lăn bánh xe di chuyên hệ di chuyên, Fmsi; - Lực can ma sát danke mặt phăng nằm ngang ghi tĩnh, Fms2; - Lực can ma sát danke mặt nghiêng ghi tĩnh, Fms3; 247 - Lực cán ma sát danke thành bên cua ghi, Fnvs4 ; - Lực quán tính phát sinh hệ chun động, pqt Do việc tính tốn lục tác dộng vào hệ mặt phai dựa vào đặc diêm, tính thiết bị kêt câu mặt ghi Hình 3.39 trình bầy phương pháp tính tốn lực chu yêu tác dộng cua thiêt bị làm nguội danke dần động hai xe máng ghi dộng thông qua câu tay quay trượt VÌ1 hệ địn bây Hình 3.39 Sơ dơ tinh tốn lực lác động lên thiẽt hi làm nguội Lục can chuyên dộng lăn di chuyên F _ , D 1- G h hay (3.46) Trong dó: G = G I + G\t G| - Trọng lượng xe mặt ghi, (N); G m - Trọng lượng vật liệu ghi di dộng, (N); G „ = / k B h„m z pk (3.47) Với:/k- Chiêu dài ghi, (m); Z- Sô dãy ghi di dộng xe con; pk- Dung trọng thể tích cua danke, pk %16000( N / m' ) ; B - Hệ số ma sát lăn, Ị.I = 0,0008 ; Dk - Dường kính lăn (m) Lực can chuyên dộng lăn thực tê: F 1msl = p G k D, (3.48) k - Hệ số kế tới yếu tố ánh hường khác Lực can ma sát vật liệu với mặt ghi cố định theo phương ngang F„,s2 = /ng- B h,„ax- z Pk • 48 (3.49) ĩrong đỏ: Fm Lực càn ma sát vật liệu với mặt ghi cô định; - Chiều dài doạn ghi nam ngang, m; fk- Hệ số ma sát vật liệu mặt ghi; fk= 1-H),3; z - Số dẫy ghi cố định Hình 3.40 Sơ đồ mặt ghi Lực can ma sát vật liệu với mặt ghi cố định theo phưomg xiên (hình 3.40) = /x- B.hĩrax.Z.Ỵk.tg(a + cp) (3 50) Trong đó: /x - Chiều dài đoạn xiên ghi m; tgọ = fk a - Góc nghiêng mặt ghi Lực can sinh ma sát thành bên vật liệu Fn,s4 = 0b- s - fk (3.51) Trong dó: qh- Áp lực riêng trung hình cùa vật liệu tác dụng lên thành bên, (Pa); f = — Sin(^ - Hệ số áp lực bên cùa danke; + sim p s - Diện tích cua hai thành bên chịu áp lực từ phía vật liệu, (m2); Với L| - Chiều dài xe con, (m) ta có : Fms4 = Ob- s fk - hmax p k kb Lt fk (3 52) Tòng lực can tĩnh xe di động P| : Pl = ( Fmsl + Fms2 + Fms3 + Fm*)- k bx ’ (N ) (3 53) Trong dó: kh = 1,3 ^ 1,5 - Hệ số bổ sung chưa kể đến lực cản khác, ví dụ lực cán xuất khe hờ ghi di động cố định 249 Tông lực càn mồi nhóm xe di động là: p, = p, z , (3.54) Trong dó: Z | sơ xe nhóm Ngồi lực cản chuyển động tĩnh cịn lực qn tính: p„ = m a (3.55) Trong đó: m - Khối lượng cua xe ghi, (kg); a - Gia tốc xe con, (m/s2) Hình 3.41 Cư cấu dan động tay quay trượt Xe dược dẫn dộng cấu tay quay truyền nên gia tốc đơi dấu nên có thè xác định sau (Hình 3.41): ( cos 2o ị\ r 002 cosơ - sinô tgy + X 3o CCS ) V a= (3.56) >,d Trong dó: r - Bán kính tay quay, m; u - Tốc độ góc cùa tay quay, rad/s; Gia tốc dạt giá trị lớn vị trí đẩy tay dịn vị trí biên : reo2 (1 + X) a = - >.d Với: r X =— lu ln - Chiều dài truyền, m; itd - Tỷ số cánh tay đòn: 250 (3.57) Giá trị lớn tác động vào lăn đẩy cùa trục dẫn dộng : (3.58) 2.3 Xác định công suất dẫn động xe Có thị coi mơ men xoắn tay quay có giá trị lớn = 900 J = 0, dó : (3.59) Cơng suất lớn động phải đáp ứng : (3.60) Trong dó: r¡ = 0,85 - Hiệu suất truyền động; 0) - Tốc dộ góc, rad/s Việc tính tốn cơng suất dần động dã nêu cách tính gần dúng chấp nhận dược nhiên cần tính xác việc tính tốn lực tác động áp dụng tốn phan tích lực tác dụng lên cư cấu tay quay trượt 251 Chuông THIÉT BỊ TRAO ĐÔI NHIỆT NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC - PHÂN LOẠI 1.1 Nguyên lý làm việc Trong sản xuất xi măng theo công nghệ khô việc gia nhiệt cho bột liệu trước nung (gia nhiệt ngồi lị) dóng vai trị quan trọng Q trình gia nhiệt nà} thực nhờ tháp trao đôi nhiệt gồm cửa cấp liệu, xyclon ong nối tùy theo câu tạo có thê có khơng phận tiền nung Vê ngun lý q trình trao đơi nhiệt xa) nhờ dịng khí nóng dần từ lị quay (có thê ca khí nóng từ thiêt bị làm nguội danker) Dịng khí nóng dưa vào xyclon từ phía dưới, bột liệu dược cap từ phía Hình 3.42 trình bầy sơ dồ nguyên lý làm việc cùa tháp trao đôi nhiệt gôm tầng tháp Các tầng tháp dược ký hiệu từ I đến IV theo thứ tự chiều cao tâng xyclon ký hiệu từ C| den Ca theo giá trị nhiệt độ tăng dần cua bột liệu hay ngược với thứ tự tầng tháp a) b) Hình 3.42 Nguyên lý lùm việc cùa thiết bị (tháp) trao đói nhiệt a) Sơ đo ngun lý làm việc; b) Sơ dịng khí ơxyclon; Lò quay; Ỏng cấp liệu vào lò; Óng trao đối nhiệt; Xyclon; Óng nạp liệu; Van nạp liệu; Quạt; Dòng hai phai (bột+khí nóng); Dịng bột liệu xuống; 10 Dịng khí lên 252 Khi lam việc bột liệu dược cắp từ van cấp liệu qua ống cấp liệu đến ông trao đôi nhiệt tang xyclon C: C| Tại dây nhờ dịng khí di lên từ C: vật liệu dược vận chuyên vào xyclon C| (thường xyclon hay gọi xyclon kép) Tại C| vật liệu ticp tục dược sấy nóng phân thành hai dòng Trong dòng vật liệu hạt nhó theo quạt dưa ngồi, cịn hàu hết hạt vật liệu có kích thước lớn di xuống ôim trao dôi nhiệt xyclon C) xyclon C: nhờ dịng khí nóng q trình trao dơi nhiệt xảy CN tương tự Q trình dược lặp lại dịng vật liệu dạt dược nhiệt độ yêu cầu xyclon cuối (C4) để từ dó dược cấp vào lị nung (hoặc vào thièt bị tiên nung) Như việc nâng nhiệt độ bột liệu từ nhiệt độ môi trường van cấp liệu từ (5(H60)°C đến nhiệt độ yêu cầu từ (80(K850)(IC thực lặp di lặp lại nhờ q trình trao đơi nhiệt khí có nhiệt độ cao dẫn từ lò bột liệu Ngoại trừ ơng trao đơi nhiệt, q trình trao dổi nhiệt xyclon dược thực theo nguyên lý ngược dịng Dịng khí hai pha (8 ) (bột+ khí) dưa vào xyclon theo phương tiếp tuyến với xyclon (Hình 3.42b), dịng khí di lên (10) dẫn đến ống trao dơi nhiệt khói (tại C|) dòng bột liệu (9) di xuống đề thực trình trao dơi nhiệt vào lị nung (C 4) Thời gian trao dôi nhiệt phụ thuộc vào đặc tính lý cùa bột liệu, nhiệt độ dịng khí, thơng sơ ban cùa hệ thống trao dồi nhiệt song không lớn thường nằm khoang từ ( 12 - ) giây Hình 3.43 trình bầy thay đồi nhiệt độ dịng khí nhiệt độ bột liệu tháp trao đổi nhiệt tang /16/ 1.2 Phân loại Trong sàn xuất xi măng theo cơng nghệ khơ, hệ thống trao đổi nhiệt ngồi lị (tháp trao dơi nhiệt) dược áp dụng từ làu (1932), dã xuất nhiều dạng tháp trao dôi nhiệt với cấu tạo thông số kỹ thuật khác /25/,/26/ tháp trao dôi nhiệt sử dụng xyclon tùy theo số tầng xyclon có thè có từ đen tàng, phơ biên từ đến tầng, đế tăng cường khả sấy lắng bột liệu tầng trôn (Ci) gồm xyclon (xyclon kcp) Xyclon trung gian thường có thông số song khác với tầng xyclon C| (Hình 3.42) tầng cuối C4 Theo nguyên lý hoạt động cùa hệ thống trao dồi nhiệt phân thành hệ thống trao dôi nhiệt sư dụng xyclon hệ thống trao dổi nhiệt nhiều buồng dạng tháp (hình 3.43) tháp trao đôi nhiệt kếp hợp với buồng phân hủy đá vơi Hình 3.44 trình bầy hệ thơng trao đôi nhiệt dạng tháp kêt hợp với buông phàn hủy đá vôi kiêu SF Khác với tháp trao đổi nhiệt nêu hình 3.43, tháp trao đổi nhiệt hình 3.44 có thêm bng phân húy nhăm tăng cường khả phân hủy hợp chât cácbonat phối liệu có thè đạt 90% ứng với lượng sử dụng chiếm tới (60-65)% lượng chung nung clanke 253 Hình 3.43 Thay đoi nhiệt độ trình trao đổi nhiệt tháp tầng xyclon Cừa cấp bột liệu; Các xyclon; ónti cấp liệu vào lị; Ĩr)“ trao đơi nhiệt; Quạt; Lò quay; Quạt; Cưa xả clanke - Dịng liệu; ^ - Dịng khí thài; — ► - Biến thiên nhiệt độ dòng khi; - Biến thiên nhiệt độ dòng bột liệu; C|, C ị , C3, C4 - Các tầng xyclon Hình 3.44 Nguyên lý hoạt động tháp trao đoi nhiệt kiêu SF (Suspension preheater with Flash calciner) Cửa cap liệu; Tháp trao dồi nhiệt SF; Buồng phân húy; Óng dẫn khói thái; Khói thai; Óng trao đối nhiệt; Buồng chuyển tiếp; Lò quay; Vịi đốt; 10 Thiết bị làm nguội clanke; 11 Ĩng dẫn khí nóng từ buồng làm nguội; 12 Xyclon; 13 Ĩng dẫn nóng (ống gió ba); 14 Buồng hịa trộn; 15 Khí nóng dư từ buồng làm nguội; 16 Cứa xá clanke Theo nguyên lý làm việc buồng phân hủy có nhiều dạng khác Như ví dụ hình 3.45 trình bầy ngun lý làm việc cùa buồng phân hủy nhanh kiểu “tia chớp" hệ thống trao dổi nhiệt kiểu SF 254 Hình 3.45 Sơ dò nguyên lý làm việc cùa buồng phân húy nhanh kiêu 'tia chớp ” (FF) a) Sư đõ nguyên lý làm việc; Cửa câp liệu; Buồng phán ứng; Các vịi đơt; Cứa cấp khí nóng; Buồng tạo gió xốy; Cứa bột liệu; h) Sơ dô nguyên lý chuyên động cùa dịng khí; Cứa cấp liệu; Cứa cấp khỉ nóng; Vịi đốt thứ nhất; Vịi đốt thứ 2; Vòi đốt thứ 3; ^ - Chuyển động cùa khí nóng; m) - Chuyển động bột liệu Vê nguyên lý cấu tạo buồng phân huy gồm buồng tạo gió xốy buồng phân huy Khí nóng từ lị nung thiềt bị làm nguội (hay cịn gọi gió 3) với nhiệt độ khoang (60CK-750)(IC theo dịng xốy lên buồng phán ứng dược nâng nhiệt độ nhừ vòi dốt Tại buồng phản ứng nhờ xuất áp suất âm, bột liệu dược hút xuống với dịng khí chuyền động quanh trục cùa buồng phàn ứng nhờ xảy q trình trao đồi nhiệt khốc liệt bột liệu hạt mang nhiệt phân tán dịng khí Q trình phân húy đá vơi đến 90% Dịng khí hai pha (bột liệu khí) sau dó dược đưa lèn xyclon cuối cùa hệ thống trao đồi nhiệt dè từ bột liệu dưa vào lị nung Dường kinh cua buồng phân huy nêu phụ thuộc vào suất cùa lị (thí dụ ứng với suất 3500 clanke/ngày đêm đường kính 7,4m; cịn ứng với suất 4000 clanke/ ngày đêm 8,2m), cịn chiều cao thường bàng chiều cao cùa xyclon cuối Hình 3.46 trinh bầy sơ đồ so sánh q trình trao đơi nhiệt ngồi lị hộ thống trao dơi nhiệt khơng có buồng phân huy (SP) hệ thống có buồng phân huy (SF) 255 Hình 3.46 Sơ dô so sánh hệ thong trao đôi nhiệt hệ SP SF a, h, c - Các giai đoạn cùa q trình; I - Hệ thong trao dơi nhiệt SP không cỏ buồng phim huy; II - Hệ thịng trao dơi nhiệt SF có bng phân húy; III - Nhiệt độ cúc vùng; G - Vùng phân huy; q - Vùng phân liuy tiêp; 1, 2, 3, 4.Các xyclon; 5.Buồng phân hủy; 6.Phần lại cùa lò thực vùng CỊ11 lại XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SĨ c o BẢN CỦA HỆ THỐNG TRAO ĐƠI NHIỆT 2.1 Yêu cầu chung Cấu tạo chu yếu hệ thong trao đối nhiệt ngồi lị (tháp tiền nung) gồm X>clon, ống nối lò phân huy phần kết cấu tháp đỡ Q trình trao dơi nhiệt đêu dược thực bột liệu khí trạng thái lơ lừng mồi xyclon lại cỏ nhữnu yêu cầu đặc dicm khác nhau, song thiết kế chúng phái dáp ứng số yêu cầu ban sau: - Đám bào nâng nhiệt độ cùa bột liệu theo yêu cầu đặt ra; - Tòn áp qua tháp thấp có thể; - Mức dộ lăng cua bột liệu cao có thê; - Chiều cao cùa thiết bị thành phần dó chiều cao cùa tháp thàp nhât 2.2 Xác định thông số CO' ban xyclon 2.2.1 Đặc dient cấu tạo Tháp trao đồi nhiệt thực chất hệ thống tầng xyclon, ống nối lị phân hủy nơi tiếp dược chế tạo từ thép bên có lót gạch bê tơng chịu lưa Câu tạo chung xyclon gôm phần hình trụ có đường kính D với chiêu cao H| ; phàn hình có góc nghiêng dáy a với chiều cao H2, cưa cho vào 3, cho khí thu bột liệu (Hình 3.47) 256 Hình 3.47 Sơ đồ cấu tạo xyclon Phần hình trụ; Phần hình cỏn; Cừa khí vào; Cứa cấp liệu; Cửa khí Tuy nhicn ngồi chức nàng trao đơi nhiệt tùy theo vị trí chúng hệ thống xyclon phai đáp ứng yêu cầu kỳ thuật khác nhiệt độ khí khỏi xyclon, tách bột liệu khỏi dịng khí (mức độ lang), tổn hao áp suất 2.2.2 Xác dịnh thơng số hình học cư hán xyclon Thơng số hình học cùa xyclon phụ thuộc vào nhiều yếu tố lưu lượng, nhiệt độ dịng khí ln chuyển qua xyclon, khối lượng riêng, mật dợ bột liệu việc tinh tốn thơng số cùa phái xuất phát từ việc tính tốn thơng số q trình trao đổi nhiệt cua lị nung q trình trao đổi nhiệt xyclon, nhiên dặc diêm cùa g iá o trinh việc tính tốn khơng nêu Theo // dường kính D cùa xyclon trung gian dược tính gần dũng sau: D = 0,536 J v 2.yr — V Với: (m) (3.61) AP v x- Lưu lượng khí qua xyclon, nvVs; Yt - Khối lượnu riêng khí nhiệt độ trung bình, Kg/m3; - Hệ số cản, với xyclon trung gian, —110; Ap - Sức càn thủy lực (mm cột nước); 77 “7 Y,= V T ^ - + k „ , 273 + Với: (kg/mJ) (3.62) Ỵo - Khối lượng riêng cùa khí nhiệt độ tiêu chuẩn Kg/m3; kb - Mật dộ bột liệu, g/m3; t - Nhiệt độ trung bình cùa dịng khí xyclon, °C; 257 Chiêu cao 11 có thê lây gân theo D: ,5 D < H| < ,8 D „ D Hj = — tga ( ) (3.64) Góc nghiêng a chọn từ (35^-40)°C Đôi với xyclon kép tàng C| dường kính D dược tính gân dũng sau: (3.65) Với: V - Lưu lượng khí qua xyclon, (m3/h); vk - Vận tốc dịng khí di vào xyclon (m/s), thường \\ = (18^22) m/s; Góc nghiêng a chọn từ (2(H30)°C ứng với lưu lượng khí 5000 đến 80000 nvVh dường kính cua xyclon nầm khoang từ (1100^4000)min chiều cao nam khoáng (3442-11437)mm ha\ tý sơ chiều cao đường kính cua xyclon nam khoáng từ (3,4-2.8) lân Ty lệ giảm dường kính D tăng 25 ... tạp 600 16 0 250 900 12 00 15 00 250 400 400 x900 XỈ200 xl500 x 210 0 x250 x400 x900 x600 x900 600 x900 510 19 10 0 510 19 10 0 700 20 13 0 10 00 20 15 0 13 00 20 18 0 14 0 15 30 210 15 40 210 15 40 40 17 60... E„(kW.h/t.A) 2,38 2,23 2,32 1, 63 2,82 2,69 2.68 5,22 2,68 2,93 2,39 9,45 7 ,10 7.34 11 ,37 11 , 31 8 ,16 10 ,18 16 ,18 15 ,53 15 ,76 12 ,15 21 Các công thức xuất phát từ điều kiện thí nghiệm cụ thể ch mang... Máy Thiết bị SẢN XUẤT VẬT LIỆU VÀ CẨU KIÊN XÂY DƯNG NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NỘI-2 013 LỜI NÓI ĐÀU Cóng nghệ san xuất vật liệu xây dựng có lìhiếu thay đơi, theo đỏ máy tlìiêt bị san xuất vật liệu