V. Điều khiển dây chuyền sản xuất
Các thủ tục vận hành lò
Mỗi nhà máy có phơng pháp vận hành lò khác nhau thậm chí mỗi ngời vận hành có phơng pháp vận hành khác nhau, bởi vì mỗi ngời vận hành có năng lực và ý tởng riêng khi xử lý các tình huống xảy ra. Tuy nhiên, việc điều khiển lò phải là liên tục, chính xác và đều đặn. Do vậy, tất cả các nhân viên vận hành lò phải vận hành giống nhau. Điều này có nghĩa là tất cả các nhân viên vận hành phải đợc đào tạo cùng một nguyên lý vận hành.
5.1. Kỹ thuật nung clanhke
Có ba kỹ thuật thông dụng áp dụng để nung clanhke trong lò quay là:
a, Duy trì vận tốc lò ổn định, thay đổi tỉ lệ nhiên liệu để thay đổi nhiệt độ trong zôn nung.
b, Duy trì tỉ lệ nhiên liệu ổn định, thay đổi tốc độ của lò để giữ nhiệt độ zôn nung theo mong muốn.
c, Thay đổi cả tốc độ lò và tỉ lệ nhiên liệu để duy trì nhiệt độ zôn nung theo mong muốn.
Các kỹ thuật trên thờng có những lỗi thông thờng: Chúng chỉ liên quan tới nhiệt độ zôn nung. Thật không may là, rất nhiều vận hành lò cho rằng nh vậy đã là quá tốt để tạo ra clanhke tốt còn cần phải làm gì thêm nữa?. Trong thực tế chỉ ra rằng các điều kiện vận hành lò lý tởng sẽ đạt đợc nhanh hơn và kinh tế hơn khi quan tâm tới tất cả các zôn trong lò không phải chỉ có zôn nung. Quá trình sấy và can xi hoácủa bột liệu phải đợc quan tâm trớc khi quan tâm tới việc tạo thành clanhke trong zôn nung và do vậy quá trình điều khiển lò quay bắt đầu không phải ở vùng vật liệu đi vào zôn nung mà là ở nơi khi vật liệu bắt đầu đi vào hệ thống lò nung. Kỹ thuật mu tả trong quyển sách này đợc tổng kết nh sau:
Sự thay đổi của bột liệu, tỉ lệ nhiên liệu, và tốc độ quạt hút ID kết hợp với nhau để duy trì nhiệt độ zôn nung theo yêu cầu và giữ nhiệt độ đầu buồng khói không thay đổi đối với mỗi tỉ lệ nạp liệu. Kỹ thuật nung đầy đủ bao gồm 4 qui luật cơ bản sau:
a, Luôn bảo vệ con ngời và thiết bị. b, Chất lợng clanhke tốt
c, Liên tục duy trì sự ổn định của lò
d, Sản lợng lò cao nhất với hiệu quả nhiên liệu là cao nhất.
Điều khiển zôn nung là một công việc khó khăn đối với mỗi ngời vận hành, nó phụ thuộc rất lớn vào khả năng phán đoán tình hình đang xảy ra trong lò của ngời vận hành. Vì lý do này, đối với ngời mới vận hành, bớc đào tạo đầu tiên là giới thiệu cách điều khiển zôn nung. Điều khiển zôn nung không đơn thuần chỉ là cách nhận biết clanhke tốt, cũng nh việc đánh giá clanhke, lớp coating, ngọn lửa, và dòng không khí. Màu sắc là rất quan trọng trong việc đánh giá clanhke, ngọn lửa, lớp coating.
Một máy quét dọc vỏ lò dùng để đo nhiệt độ của vỏ lò. Một sự thay đổi nhiệt độ đợc ghi lại bởi thiết bị này không phải luôn luôn có nghĩa là nhiệt độ toàn bộ zôn nung thay đổi, và do đó không phải luôn chỉ ra cần phải điều chỉnh sự điều khiển zôn nung. Trong thực tế, một sự thay đổi nhiệt độ do máy quét ghi lại có thể là do zôn nung bị dịch chuyển do sự thay đổi các đặc tính của ngọn lửa hoặc do bụi lẫn vào dòng khí thứ cấp đi vào zôn nung.
Một camera đợc trang bị để theo dõi zôn nung, nhng xin nhớ rằng, camera chỉ có thể nhìn đợc một phần của zôn nung, không thể nhìn hết toàn bộ zôn nung. Do vậy một trong thiết bị trên có thể sai.
6.1. Quan sát bên trong lò.
Mục này giới thiệu làm thế nào để nhìn vào zôn nung cho đúng. Nghe điều này có vẻ hơi sơ đẳng nhng chúng ta không bao giờ đợc quên rằng chúnh ta đang nhìn vào nguồn ánh sáng chói. Mặc dù kính lọc đã đợc dùng, nguồn sáng này cũng có thể làm hỏng tiêu cự của mắt gây lên mù mắt. Do vậy không nên nhìn ngọn lửa lâu quá một phút. Nếu muốn quan sát lâu thì nên nhìn làm nhiều lần mỗi lần vài giây sau đó để mắt nghỉ rồi lại nhìn tiếp. Kính lọc thờng đặt về phái bên trái của ngời vận hành, mỗi ngời thờng nhìn tốt hơn với mỗi loại kính riêng nhng thuỷ tinh tơng tự có thể gây khó chịu cho ngời khác. Khi nung bằng khí tự nhiên thờng dùng kính có màu tối hơn so với đốt dầu hay than bởi vì ngọn lửa của khí sáng hơn rất nhiều.Một qui luật là luôn sử dụng kính lọc khi nhìn ngọn lửa.
6.2. Quá trình nung clanhke
Yêu cầu đầu tiên và hiển nhiên là tạo ra clanhke chất lợng tốt trong nung. clanhke tốt là là clanhke có hàm lợng vôi tự do từ 0,30 % – 0,70%, có nghĩa là lợng CaO phản ứng hầu nh hoàn toàn với các ôxít khác để tạo ra các khoáng clanhke trong quá trình nung luyện. Phân tích hàm lợng CaO tự do trong clanhke cho ta biết chất l- ợng clanhke.
Dung trọng clanhke. Một phơng pháp để kiểm soát chất lợng clanhke là cân trọng lợng clanhke sau máy làm lạnh theo chu kỳ. Phơng pháp này gọi là phép thử dung trọng, Mẫu lấy về đợc phân loại bằng sàng 10 mm và 5mm. Phần còn lại trên sàng 5 mm đợc chứa vào ống hình trụ có thể tích 1000 ml. Trọng lợng clanhke chứa trong ống hình trụ này gọi là dung trọng clanhke. Clanhke đợc nung ở nhiệt độ cao hơn có dung trọng nặng hơn so với clanhke nung ở nhiệt độ thấp hơn, điều này chỉ ra rằng không cần phải thay đổi thành phần hoá học của bột liệu. Clanhke đợc nung tốt có dung trọng từ 1250 – 1350 g/l. Nếu thành phần hoá học của bột liệu không thay đổi thì clanhke tốt nhất có dung trọng nặng nhất. Khi lấy mẫu ở sau máy làm lạnh clanhke cũng có thể dẫn tới kết quả kiểm tra bị sai do thời gian lấy mẫu quá gần nhau. Thông thờng khoảng thời gian lấy mẫu giữa hai mẫu ít nhất là 30 phút.
Tình trạng bên ngoài của clanhke. Có thể phán đoán nhanh chất lợng clanhke thông qua cảm quan bên ngoài của mẫu clanhke: màu sắc, hình dáng, kích thớc. Tuy nhiên kích thớc hạt Clanhke cha phản ánh đúng chất lợng clanhke. Nói chung, clanhke tốt có màu tối sẫm hay đen, hạt clanhke nhỏ đều , bề mặt nhẵn không xù xì.
Nếu clanhke bị nung quá nhiệt thì hàm lợng CaO tự do giảm thấp nhất, clanhke nặng hơn, kích thớc hạt clanhke lớn hơn, clanhke đặc hơn (ít lỗ rỗng hơn), màu sắc tối hơn so với clanhke không bị quá nhiệt. Ngợc lại, clanhke phế phẩm (clanhke sống) thì hàm lợng CaO tự do cao, dung trọng clanhke nhẹ, kích thớc hạt clanhke bé hay ở dạng bột, clanhke xốp nhẹ, màu gần nh vàng.
Bột liệu khi đạt tới nhiệt độ tạo thành clanhke, tự nó trải qua sự thay đổi mãnh liệt các đặc tính ký và hoá học. Khi pha lỏng xuất hiện, bột liệu ít linh động hơn, bắt đầu quá trình tạo hạt, vật liệu đợc nâng lơn cao hơn trên tờng lò. Thay cho việc trợt trên tờng, vật liệu bắt đầu đổ xuống chùm lên nhau.
Bất cứ màu sắc nào trong zôn nung cũng liên quan trực tiếp tới nhiệt độ. Nói chung, tình trạng của lò có thể đánh giá qua màu sắc nh sau:
Đỏ tối Đỏ anh đào Da cam vàng Trắng
Lạnh Bình thờng Nóng
Bất kỳ sự thay đổi màu sắc nào từ Da cam sang vàng cũng cần phải tìm hiểu để xác định nguyên nhân và có sự điều chỉnh cần thiết.
6.3. Vật liệu ở sau ngọn lửa.
Cách thức mà trong đó ngời vận hành điều khiển vị trí của bột liệu sống có ảnh h- ởng quan trọng tới vận hành lò, và là một chức năng điều khiển quan trọng nhất trong quá trình nung luyện clanhke. Trong phần đầu đã chỉ ra rằng bột liệu có các tốc độ khác nhau ở những zôn khác nhau. Bột liệu có thể trở lên linh động cao ở zôn can xi hoá và đi vào zôn nung với tốc độ cao gọi là tình trạng flushing. Tình trạng flushing này có thể trở lên quá mãnh liệt làm bột liệu đi thẳng qua zôn nung và đi vào thiết bị làm lạnh, gây ra tình trạng hỗn loạn mãnh liệt nhất có thể gây khó khăn trong việc điều khiển lò. Khi Vật liệu ở tình trạng nung sống đi vào thiết bị làm lạnh, gây khó khăn cho quá trình làm mát vì chúng quá mịn. Không khí thứ cấp đi vào lò quá bụi dẫn tới không thể quan sát đợc zôn nung. Một trong những qui luật quan trọng và lâu đời nhất là không để bột liệu sống đi vào thiết bị làm lạnh.
Ngời vận hành phải luôn cố gắng nhận biết các đặc tính cơ lý của dòng vật liệu phía sau ngọn lửa. Tuy nhiên việc nhận biết này rất khó khăn, có nhiều nguyên nhân cản trở ngời vận hành quan sát lớp liệu phía sau ngọn lửa nh: hình dáng ngọn lửa, bụi
lẫn trong dòng không khí thứ cấp ., nh… ng ngời vận hành phải cố gắng quan sát đợc
xa nhất bởi vì khi quan sát đợc những vùng này thì mới phát hiện đợc sớm hiện tợng rối loạn sẽ xảy ra trong lò và đa ra cách xử lý kịp thời.
Lớp vật liệu tối. Khi nhìn vào zôn nung sẽ quan sát đợc sự thay đổi màu sắc của phần bột liệu thấp hơn của lớp liệu bên dới ngọn lửa từ tối tới sáng, (xem hình vẽ bên dới). Điểm này trong zôn nung là quan trọng nhất đối với ngời vận hành. Điểm này
trong thực tế gọi là vị trí của lớp liệu tối cho ngời vận hành biết nhiệt độ zôn nung cao lên hay thấp xuống. Trong điều kiện hoạt động bình thờng và ổn định vị trí của lớp liệu này cố định vào khoảng 1/4 chiều dài ngọn lửa. (xem hình vẽ). Nếu nó di chuyển dời xa ngọn lửa có nghĩa là zôn nung đang lạnh đi, còn nếu nó di chuyển gần hơn (phía zôn xả của lò) thì có nghĩa là zôn nung đang nóng lên.
Bất kỳ đặc tính nào của ngọn lửa thay đổi sẽ ảnh hởng trực tiếp tới vị trí lớp liệu tối. Ví dụ: khi ngọn lửa ngắn đi thì lớp liệu tối sẽ di chuyển gần về phía đầu xả của lò. Khi vị trí của lớp liệu tối thay đổi không luôn luôn có nghĩa là zôn nung đang nóng lên hay lạnh đi. Vị trí của lớp liệu tối có thể bị thay đổi do hình dáng ngọn lửa thay đổi, khả năng nung của bột liệu thay đổi hay tỉ lệ nạp liệu thay đổi. Lớp vật liệu tối sẽ di chuyển về gần hơn khi ngọn lửa ngắn hơn, vật liệu khó nung hơn, tỉ lệ nạp liệu tăng lên, hoặc zôn nung lạnh đi. Lớp liệu tối sẽ di chuyển ra xa hơn khi ngọn lửa trở lên dài hơn, vật liệu dễ nung hơn, tỉ lệ nạp liệu giảm hoặc zôn nung đang nóng lên.
Ngời vận hành phải có khả năng quan sát lớp vật liệu tối bất cứ khi nào anh ta nhìn vào trong lò và anh ta phải thờng xuyên vận hành sao cho vị tí của lớp vật liệu tối này ở vị trí mong muốn. Một sự di chuyển chậm của lớp vật liệu tối về bất kỳ h- ớng nào cũng phải đợc ngăn chặn lại bằng cách thay đổi nhỏ một lợng tỉ lệ nhiên liệu để giữ lớp liệu tối ở vị trí đúng của nó.
Không bao giờ cho phép lớp vật liệu tối di chuyển sâu thêm chiếm 1/2 tổng chiều dài ngọn lửa, khi điều này xảy ra ngời vận hành cần phải ngăn chặn lại bằng cách thay đổi chiều dài ngọn lửa để đa vị trí của lớp liệu tối về vị trí đúng của nó.
Hình A
Hình B
Hình B: Vị trí của lớp liệu tối ở vị trí bình thờng
(chiếm khoảng 1/4 chiều dài ngọn lửa)
Hình A; vị trí của lớp liệu tối tiến sâu vào phía trong của ngọn lửa (khoảng 1/3 chiều dài ngọn lửa) cần phải điều chỉnh để vị trí của lớp liệu tối về vị trí nh hình B
Dark feed
bằng cách tăng áp suất của không khí chính và nếu có thể tăng nhiệt độ của không khí thứ cấp, ngọn lửa sẽ trở lên ngắn hơn. Cần lu ý rằng vị trí của lớp vật liệu tối không cần thay đổi nhng sự tơng quan giữa vật liệu nạp vào zôn nung và ngọn lửa phải là tơng xứng. Khi ngọn lửa ngắn đi thì nó giải phóng nhiều nhiệt hơn ở zôn nung nơi cần nhiều nhiệt nhất. Một số ngời vận hành có cách giải quyết rất tốt khi gặp phải tình huống trên. Tuy nhiên, một số khác thì cân nhắc khi thay đổi cấu trúc của ngọn lửa. Khi ngọn lửa cháy ngắn thì nó rất dễ va chạm vào lớp coating, lớp coating sẽ rơi vào tình trạng nguy hiểm khi tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt lớn. Do vậy trớc khi thu ngắn ngọn lửa, ngời vận hành phải chắc chắn rằng lớp coating có thể chịu đựng đ- ợc ở sự quá nhiệt.
6.4. Không khí đốt từ thiết bị làm lạnh
Nói chung, trong tình trạng bình thờng thì yếu tố này gần nh không đổi và không cần quan tâm. Nhng khi lò ở trong thình trạng rối loạn thì yếu tố này cần phải tính đến.
Khi clanhke thứ phẩm vẫn đợc phép đi vào thiết bị làm lạnh, dòng khí sẽ mang theo một lợng lớn bụi quay trở lại lò làm che khuất tầm quan sát trong zôn nung. Thêm nữa, nhiệt độ không khí thứ cấp sẽ giảm xuống làm thay đổi cấu trúc của ngọn lửa dẫn tới điểm cháy của ngọn lửa sẽ di chuyển sâu vào trong lò (nhiên liệu cháy muộn hơn).
Lớp Coating và vòng coating
Màu sắc của lớp coating cho ta biết tình trạng nhiệt độ trong zôn nung. Trong điều kiện vận hành bình thờng, màu của lớp coating ở vùng nóng nhất trong dãy từ vàng đến trắng. Khi màu sắc chuyển từ cam đến đỏ có nghĩa là zôn nung đang lạnh đi, còn nếu chuyển sang trắng thì zôn nung đang nóng lên. Một lợng lớn nhiệt đợc truyền cho vật liệu bằng bức xạ và dẫn nhiệt từ vỏ lò. Do vậy, những hiểu biết về nhiệt độ của lớp coating là rất quan trọng trong quá trình nung. Thêm nữa lớp coating có tác dụng giữ nhiệt zôn nung. Bên cạnh màu sắc của coating, bề mặt của lớp coating cũng rất quan trọng. Ngời vận hành phải luôn cố gắng phát hiện những khu vực yếu, mất coating, hoặc việc tạo những vòng coating trong zôn nung. Việc phát hiện sớm những thay đổi cấu trúc của lớp coating là rất quan trọng. Nhiệm vụ của ng- ời vận hành là duy trì và làm mới lớp coaitng để bảo vệ lớp lót gạch chịu lửa và vỏ lò tránh bị phá hỏng bởi sự quá nhiệt. Sự quá nhiệt đợc báo trớc bởi hiện tợng clanhke tạo hòn to hay tồi tệ hơn là chảy lỏng trong zôn nung. Tình trạng zôn nung quá nóng làm cho lớp coating trở lên mềm hay chảy lỏng, lớp coating bắt đầu mỏng đi. Bất cứ khi nào hiện tợng này xảy ra ngời vận hành phải tạm thời quên đi chất lợng clanhke mà tập trung vào bảo vệ gạch chịu lửa và vỏ lò. Bất cứ một lỗi vận hành nào cũng có thể ngay lập tức làm đỏ vỏ lò.
6.5. Hiện tợng đỏ vỏ lò và mất coating
Hiện tợng đỏ vỏ lò và mất coaitng là nguyên nhân làm tăng chi phí sửa chữa, và đây là lí do yêu cầu ngời vận hành ngay lập tức phải cố gắng tập trung cho công tác vận hành. Nguyên nhân chính gây ra hiện tợng này là do zôn nung bị quá nhiệt và sự nứt vỡ của gạch chịu lửa, kết quả của sự thay đổi thờng xuyên thành phần hoá của bột
liệu, sự cố hệ thống nạp liệu, sự nạp liệu không đều đặn, và vận hành sai. Hiện tợng đỏ vỏ lò liên tục báo hiệu cho chúng ta đã đến lúc phải thay gạch chịu lửa. Phần lớn các yếu tố đề cập đợc quan tâm sử lý kịp thời thì sự hiện tợng đỏ vỏ lò và mất coating giảm đáng kể.
Sự thay đổi thành phần hoá học của bột liệu. Ngời vận hành luôn đợc thông