THÀNH PHẦN PHỐI LIỆU

CHƯƠNG V CHƯƠNG V PHƯƠNG ÁN GIẢI PHÓNG MẶT BẰNG, KẾ HOẠCH TÁI ĐỊNH CƯ

VI.2: THÀNH PHẦN PHỐI LIỆU

Căn cứ vào thành phần hoá học của các loại nguyên, nhiên liệu sử dụng.

Căn cứ vào các đặc tính kỹ thuật của các thiết bị công nghệ trong dây chuyền dự kiến sử dụng.

Căn cứ vào yêu cầu của chất lượng sản phẩm là xi măng PCB theo TCVN 6260:1997 và PC40 theo TCVN 2682- 1999.

Các loại nguyên liệu, nhiên liệu sử dụng cho sản xuất bao gồm:

 Đá vôi.

 Đất sét.

 Quặng sắt Thái Nguyên.

 Phốt pho rit La Hiên - Thái Nguyên.

 Thạch cao Đông Hà.

 Phụ gia xỉ lò cao Thái Nguyên.

 Than cám 4A hoặc than cám 3 Quảng Ninh.

Nhiên liệu sử dụng là than cám 4A hoặc than cám 3 Quảng Ninh thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật sau:

 Nhiệt trị: 6000÷6700 kcal/kg.

 Chất bốc: 6÷8%.

 Độ tro: 13÷17%.

 Hàm lượng SO3 ≤0,5%.

Nhiệt tiêu hao tạo clanhke: 1200 kcal/kg CLK.

Phối liệu được tính toán để tạo ra clanhke với các thông số đặc trưng như sau:

KH= 0,9 ± 0,01 n = 2,2 ± 0,01 P = 1,3 ± 0,01

Thành phần hoá học cuả nguyên vật liệu dự kiến như trong Bảng VI.1.

Bảng VI.1: Thành phần hóa học của nguyên vật liệu, (%)

Ng uy ên liệ u Đá vôi Su ối Vi ền- B K Đấ t sét Su ối Vi ền – B K Qu ặn g sắt Th ái Ng

uy ên Ph ốt ph o rít La Hi ên- T N Th ạc h ca o Đồ ng Hế n

SO

Tr o tha n cá m

Dự kiến clanhke thu được có thành phần hoá học tính toán như sau:

Bảng VI.2: Thành phần hoá tính toán của clanhke thu được

Ô x yt H à m l

ư ợ n g (

% )

Thành phần khoáng tính toán của clanhke thu được:

C3S = 55,53 % C2S = 20,67 % C4AF = 11,49 % C3A = 7,61%

Tính toán đến độ ẩm khai thác của nguyên, nhiên liệu và hao hụt trong quá trình vận chuyển, gia công thì định mức tiêu hao của các loại nguyên, nhiên liệu như sau:

Bảng VI.3: Định mức tiêu hao nguyên, nhiên liệu cho 1 tấn clanhke

Nguyên liệu Đ

ơ n v ị t í n h

Đ ị n h m ứ c t i ê u h a o

Đá vôi T 1

ấ n / t ấ n C L K

, 2 4

Đất sét -

n t -

0 , 2 9 7

Quặng sắt -

n t -

0 , 0 1 7

Phốt pho rít -

n t -

0 , 0 2 2

Than cám: -

n t -

0 , 2 3

Cho nung -

n t -

0 , 2 0

Cho sấy -

n t

0 , 0

- 3 VI.3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

VI.3.1: Diện tích xây dựng

Để đảm bảo mặt bằng cho nhà máy với công nghệ lò đứng cơ giới hoá diện tích xây dựng thường lấy bằng (0,6-0,7) m2/tấn ximăng, không kể diện tích khu mỏ khai thác đất, đá hay khu dân cư. Với diện tích được cấp đất 4,5 – 5 ha là phù hợp với dây chuyền công nghệ hiện tại và mở rộng sau này lên công suất khoảng 100.000 tấn năm (dạng lò quay, công suất nhỏ).

V.3.2: Khai thác nguyên liệu Đá vôi:

Mỏ đá vôi cách nhà máy 0,3km, đá được khai thác và được máy xúc lật xúc lên ôtô tự đổ chuyển về kho bãi của nhà máy. Tại kho bãi đá được phân thành từng lô, và được máy xúc lật làm đồng nhất trước khi đưa vào phễu tiếp nhận của bộ phận gia công đá.

Mỏ đá được khai thác bằng phương pháp khấu suốt lưu tầng, với búa khoan con cầm tay loại có đường kính khoan φ36 -45 mm, nổ mìn văng xa dùng sức công nổ hất đá xuống núi. Qua mỗi đợt nổ mìn dùng thủ công để cậy bẩy đá treo, đá om, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị làm việc dưới chân núi. Mỗi khi nổ mìn phải định thời gian và có người làm tín hiệu để ngừng các hoạt động dưới chân núi. Đá có kích thước >300mm được pha bổ thủ công để có kích thước

<300mm.

Công suất khai thác đá tại mỏ:

64.976 tấn/năm x 1,25 = 81.220 tấn/năm 81.220 tấn: 250 ngày = 325 tấn/ngày.

Đất sét:

Mỏ sét với cự ly gần thì dùng máy ủi, ủi đất vào kho bãi và kho đất của nhà máy.

Mỏ sét với cự ly xa thì dùng máy xúc tay gầu dung tích 0,45m3 xúc lên ôtô tự đổ chở về nhà máy.

Công suất khai thác:

15.563 tấn/năm x 1,15 = 17.897 tấn/năm 17.897 tấn : 250 ngày = 71,6 tấn/ngày

Mỏ đá

Lấy mẫu kiểm tra

Kho bãi tại nhà máy Mở tầng

Lập bản đồ khoan

Khoan

Xúc lật lên ôtô Cậy bẩy, pha bổ

Kiểm tra xử lý mìn câm

Tổ chức nổ mìn Lập hộ chiếu nổ mìn

Sơ đồ công nghệ xưởng khai thác đá

VI.3.3: Công nghệ sản xuất

Theo định nghĩa của tiêu chuẩn ISO:9000 phiên bản năm 2000, quá trình sản xuất là: “Tập hợp các hoạt động có liên

ra”. Giá trị của đầu ra phải luôn lớn hơn giá trị của đầu vào.

Mức độ chênh lệch của hai giá trị đó càng lớn thì hiệu quả của quá trình công nghệ càng cao.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất được tổng hợp là:

5M+1E+1I

- Men: con người được đào tạo thích hợp, có kỹ năng, kinh nghiệm trình độ chuyên môn và quản lý.

- Machines: máy móc thiết bị phù hợp, đồng bộ.

- Method: phương pháp sản xuất phù hợp.

- Materials: vật liệu đầu vào đảm bảo chất lượng theo yêu cầu và ổn định.

- Measurement: đo đạc kiểm tra vật tư đầu vào, kiểm tra trong sản xuất, kiểm tra sản phẩm cuối cùng, kiểm tra nguồn lực (con người, thiết bị và hạ tầng cơ sở).

- Environment: môi trường sản xuất, môi trường giao tiếp, vệ sinh công nghiệp, an toàn lao động.

- Information: thông tin kỹ thuật, xã hội (thị trường), thông tin bên ngoài và nội bộ. Cập nhật thông tin tạo cơ hội cho việc cải tiến thường xuyên.

Khi thiết kế và trong quá trình sản xuất phải quán triệt các yếu tố trên. Đặc biệt là yếu tố con người, hiện nay trình độ công nghệ của các quá trình sản xuất tương đối ổn định và đồng bộ nên năng lực kỹ thuật và quản lý của con người ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của quá trình công nghệ sản xuất.

VI.3.3.1: Sơ đồ công nghệ tổng quát sản xuất xi măng theo phương pháp khô

(xem trang 24)

Để đạt được chất lượng sản phẩm ổn định, tại các điểm dừng của dây chuyền công nghệ đều được kiểm tra sản phẩm của dây chuyền, có vậy mới kiểm soát được quá trình sản xuất để loại bỏ hay xử lý các sản phẩm không phù hợp của từng công đoạn. Các công đoạn sản xuất chỉ tiếp nhận đầu vào đạt chất lượng sẽ hạn chế được sự không phù hợp chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Sơ đồ dây chuyền công nghệ đã nêu rõ

Bột phối liệu đồng nhất

Đá vôi, đất sét than, phụ giaQuá trình công nghệ sản xuất Sản phẩm xi măng Đá vôi, đất sét, than, phPX chuẩn bị phối liệuPhân xưởng nungPX nghiền XMXi măng Clanhke Phụ giaKT3 KT1KT2KT5 KT4

“Đầu ra của phân xưởng này sẽ là đầu vào của phân xưởng tiếp theo”. Về mặt quản lý các phân xưởng sẽ là khách hàng của nhau

V.3.3.2: Lưu đồ công nghệ sản xuất của các phân xưởng

Phân xưởng 1: Phân xưởng chuẩn bị bột phối liệu

Mục đích của phân xưởng này là gia công chế biến nguyên liệu, nhiên liệu đầu vào là đá vôi, đất sét, than, quặng sắt, phụ gia thành sản phẩm bột phối liệu đạt yêu cầu về độ chính xác của hàm lượng các cấu tử, về độ mịn, độ đồng nhất.

Sơ đồ công

xuất xi măng theo phương

Quặng sắt Phụ gia Đất sét Than

KT1 KT1 KT1 KT1

Kho quặng Kho phụ gia Kho đất sét Kho than

Sấy thùng quay Băng tải Máy cán

Gầu nâng Băng tải

Gầu nâng Vít tải Băng tải Đá vôi

KT1

Đập hàm Tiếp liệu

Đập búa Kho đá

Băng tải

Đập hàm

Silô than Băng tải

Silô đất Bunke PG

Bunke quặng Silô đá

Silô đá

Cấp liệu rung Cấp liệu rung Cấp liệu rung Cấp liệu rung Cấp liệu rung Cấp liệu rung

Cân băng Cân băng Cân băng Cân băng Cân băng

Cân băng

1

KT KT

KT

KT 1

Băng tải

Gầu nâng

Nghiền bi

Vít tải

Gầu nâng

Máy phân ly

Silô bột liệu 3 Gầu nâng

Vít tải

KT2

Silô bột liệu 2

Cấp liệu vít

Vít tải

Vít tải Cấp liệu vít Silô bột liệu 1

KT2

KT2 KT2

Vít tải hạt thô

Cấp liệu vít

Ghi chú:

Các điểm kiểm tra do công nhân vận hành thiết bị kiểm tra định tính (trực giác qua kinh nghiệm) để hiệu chỉnh thiết bị kịp thời.

Các điểm kiểm tra do nhân viên KCS kiểm tra định lượng theo tiêu chuẩn về phương pháp thử (TCVN, TCN hay TC).

KT

KT2

Lưu đồ của phân xưởng chuẩn bị bột phối liệu

Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất của phân xưởng chuẩn bị bột phối liệu:

Bộ phận gia công đá vôi và phụ gia:

- Đá vôi khai thác từ mỏ có kích thước <300mm được máy xúc lật xúc đổ lên ôtô chở về kho bãi nhà máy. Tại bãi chứa đá được phân thành từng lô, được máy xúc làm đồng nhất sơ bộ bằng cách phối hợp giữa các lô.

- Đá sau khi phối trộn được xúc vào phễu cấp liệu tấm chuyển vào máy đập hàm (đập lần 1). Sau máy đập hàm đá có cỡ hạt < 50mm được băng tải đưa đến máy đập búa (đập lần 2). Sau máy đập búa đá có cỡ hạt < 20 mm được băng tải và gầu nâng chung đưa lên 2 silô chứa đá φ6x10m sức chứa 420 tấn x 2 = 840 tấn đủ cho 4 ngày sản xuất.

- Phụ gia khoáng hoá (phốt pho rit) và quặng sắt được ôtô chở về kho chứa. Phụ gia và quặng sắt được máy đập hàm đập nhỏ đạt kích thước < 20mm, rồi được băng tải và gầu nâng chung đưa lên bunke chứa quặng và bunke chứa phụ gia có cùng kich thước (3x2,3x10)m = 75m3 chứa được 150 tấn quặng và 120 tấn phụ gia, dự trữ đủ cho 50 và 21 ngày sản xuất.

Bộ phận gia công đất sét và than:

Đất sét được đưa về kho nhà máy bằng xe ủi hay bằng ôtô. Sử dụng máy xúc lật để làm đồng nhất sơ bộ trong kho, sau đó cấp vào phễu của máy cán răng. Ra khỏi máy cán đất có kích thước < 20mm được băng tải đưa vào máy sấy thùng quay. Sau khi sấy khô, đất sét được hệ thống băng tải, vít tải và gầu nâng đưa lên silô chứa đất sét φ6x10 m (0,5 cái), sức chứa 210 tấn, đủ dự trữ cho 4 ngày sản xuất.

Than được chở về kho bằng ôtô, được máy xúc lật cấp lên băng tải chung đưa lên máy sấy thùng quay. Ra khỏi máy sấy, than có độ ẩm < 2% được vít tải và gầu nâng chung đưa lên silô chứa than φ6x10m (0,5 cái ), sức chứa 210 tấn, đủ dự trữ cho 5,5 ngày sản xuất.

Máy sấy thùng quay được trang bị hệ thống lọc bụi 2 cấp. Cấp 1 lọc bụi kiểu khuyếch tán, cấp 2 lọc bụi tĩnh điện cao áp.

Bộ phận nghiền hỗn hợp phối liệu:

Dưới các silô, bunke chứa đá vôi, đất sét, than, quặng, phụ gia, được lắp đặt các tiếp liệu rung và cân băng điện tử điều khiển bằng máy vi tính để định lượng từng cấu tử theo tính toán xuống băng tải cao su và gầu nâng đưa vào máy nghiền bi Φ2,2 x6,5m làm việc theo chu trình kín công suất 18 T/h. Hỗn hợp bột phối liệu qua máy nghiền được vít tải và gầu nâng đưa lên máy phân ly Φ3,5m công suất 22 T/h. Bột phối liệu mịn từ thiết bị phân ly được vít tải và gầu nâng đưa lên 3 silô chứa Φ 6x10m. Bột phối liệu thô từ thiết bị phân ly được vít tải đưa về gầu nâng, nạp vào máy nghiền để nghiền lại.

Máy nghiền bi được trang bị hệ thống lọc bụi 2 cấp.

Cấp 1: lọc bụi kiểu khuyếch tán, cấp 2: lọc bụi tĩnh điện cao áp.

Bộ phận silô chứa bột phối liệu:

Bột phối liệu được làm đồng nhất bằng phương pháp cơ khí. Từ 3 silô chứa qua kết quả kiểm tra (KT2) bột liệu được nạp xuống vít tải theo tỷ lệ xác định để đưa đến gầu nâng nạp vào silô thứ 4. Tại silô này bột liệu tiếp tục được đồng nhất bằng phương pháp cơ khí.

Trên đỉnh các silô có lắp 2 tổ lọc bụi kiểu túi.

Kiểm tra chất lượng tại phân xưởng chuẩn bị phối liệu (Nhân viên KCS thực hiện)

kiểm tra

Vị trí Tần suất kiểm tra

Chỉ tiêu kiểm tra

Phươn g pháp thử

Đá vôi Mỏ đá Theo vỉa

khai thác

Thành phần hoá

TCVN 141-98 Kho

baĩ đá

Theo lô Thành

phần hoá

TCVN 141-98

Đất sét Mỏ đất Theo lô Thành

phần hoá

TCVN 141-98

Than Lô

hàng

Theo lô hàng

Thành phần

TCVN 141-98

nhập hoá

Quặng Lô

hàng nhập

Theo lô hàng

Thành phần hoá

TCVN 141-98

Phụ gia Lô

hàng nhập

Theo lô hàng

Thành phần hoá

TCVN 141-98 Bột phối

liệu

Gầu nâng sau thiết bị phân ly

1giờ/lần Độ mịn Tít phối liệu

TCVN 141-98

Đáy silô 1, 2 và 3

1giờ/lần Tít phối liệu

TCVN 141-98 Đáy

silô 4

1 giờ/lần 24 giờ/lần

Tít phối liệu Thành phần hoá

TCVN 141-98 TCVN 141-98

Phân xưởng 2: Phân xưởng nung tạo thành clanhke

Mục đích của phân xưởng nung là thực hiện quá trình nung luyện để chuyển bột phối liệu thành clanhke xi măng.

Silô bột liệu đồng nhất

Cấp liệu vít

Vít tải

Gầu nâng

Bunke

Vít tải

Máy vê viên Trộn hai trục làm ẩm sơ bộ

KT

Thiết bị rải viên liệu Băng tải

Ghi quay

Băng tải xích Lò nung KT2

Nước

1

Lưu đồ dây chuyền công nghệ của phân xưởng nung:

Gầu nâng Đập hàm

KT3

KT3 Băng tải cào

1

Silô clanhke

KT KT3

Ghi chú: Công nhân vận hành máy vê viên kiểm tra viên bột liệu (kích thước, độ cứng).

Nhân viên KCS kiểm tra.

Mô tả dây chuyền công nghệ phân xưởng lò nung:

Lò nung có kích thước 2,5x10m, là loại lò cơ giới hoá thuộc thế hệ tiên tiến, có năng suất cao, cho chất lượng clanhke tốt, tiết kiệm nhiên liệu.

Lò được trang bị máy vi tính để điều chỉnh lượng nước và bột liệu cấp cho máy vê viên. Trong quá trình vận hành lò có sử dụng đồng hồ tia γ để kiểm tra chế độ nhiệt lò nung và khống chế tốc độ clanhke ra lò.

Bột liệu từ silô đồng nhất được 2 gầu nâng chuyển lên chứa trong bunke đặt trên lò nung, sau đó qua máy cấp liệu vít kép đến lưu kế kiểu xung để vào máy trộn ẩm 2 trục, trước khi được vê thành viên có kích thước 8-12mm ở máy vê viên. Từ máy vê viên, các viên liệu qua băng tải vào thiết bị rải liệu Lò đứng được trang bị quạt ROOT công suất 250 m3/ph, áp suất 3430 mm H2O để cấp gió cho lò nung. Lượng gió của quạt ROOT được điều chỉnh bằng van điện kiểu bướm mắc song song.

KT3

Lò nung có ghi quay để tháo clanhke. Clanhke ra khỏi ghi quay được băng tải tấm đưa đến máy đập hàm để đập nhỏ sau đó qua gầu nâng, đến băng tải gạt vào chứa trong 3 si lô Φ6x10m. Sức chứa của các silô là 1100 tấn, đủ dự trữ cho 6,3 ngày.

Thạch cao chở về nhà máy được chứa ngoài bãi, sau được đập ở máy kẹp hàm tới kích thước ≤ 20 mm, rồi được gầu nâng đưa vào chứa trong 1/2 silô Φ6x10m dự trữ cho 30 ngày sản xuất.

Phụ gia xỉ lò cao Thái Nguyên chở về nhà máy được chứa trong kho. Sau đó qua gầu nâng đưa vào chứa trong 1/2 silô Φ6x10m dự trữ cho 5,6 ngày sản xuất.

Khói lò nung được xử lý bằng buồng lắng; bụi thu hồi được tận dụng lại.

Bụi ở ghi quay và máy đập clanhke được xử lý bằng hệ thống lọc 2 cấp: cấp 1 lọc bụi kiểu khuyếch tán, cấp 2 lọc bụi tĩnh điện cao áp kiểu nằm. Trên đỉnh các silô là thiết bị lọc bụi kiểu túi. Sử dụng thiết bị tiêu âm cho quạt ROOT để giảm tiếng ồn.

Kiểm tra định lượng tại phân xưởng nung: (Nhân viên KCS kiểm tra)

Đối tượng kiểm tra

Vị trí lấy Tần suất kiểm tra

Chỉ tiêu kiể m tra

Phươ pháp

Clanhke

xi măng Sau máy

đập hàm 1 giờ/lần 1 tuần/lần

CaO tự do Thà nh phầ n kho áng, hoá

TCV 141-

Đáy silô

CLK 1 giờ/lần CaO

tự do

TCV 141-

Cấp liệu tang

Cân băng

Băng tải

Gầu nâng

Máy nghiền

Vít tải

Máy phân ly

Vít tải Cân băng

Thạch cao

Silô thạch cao Gầu nâng

Đập hàm

Cấp liệu tang Xỉ lò cao cao

KT4

Cân băng Cấp liệu tang

Silô xỉ lò cao Gầu nâng

Silô clanhke

KT5

Vít tải hạt thô KT

KT KT4

Phân xưởng 3: Phân xưởng nghiền clanhke và phụ gia Mục đích của phân xưởng nghiền clanhke và phụ gia.

 Tạo cho xi măng đạt độ mịn yêu cầu.

 Đảm bảo đúng hàm lượng của clanhke và phụ gia trong xi măng.

Sản phẩm của phân xưởng là:

 Xi măng pooclăng PC40 theo TCVN 2682-1999.

Thành phần (96÷97)% clanhke + (3÷ 4)% thạch cao.

 Xi măng pooclăng hỗn hợp PCB30 theo TCVN 6260- 1997.

Thành phần (85÷88)% clanhke + (3÷ 4)% thạch cao + (9÷ 11)% xỉ lò cao Thái Nguyên.

Mô tả dây chuyền công nghệ phân xưởng nghiền clanhke và phụ gia:

- Nghiền ximăng

Từ các silô chứa, clanhke, thạch cao, phụ gia xỉ lò cao được hệ thống cân băng điện tử lắp dưới đáy silô định lượng chính xác xuống băng tải chuyển đến gầu nâng dưa lên máy nghiền bi Φ2,2x6,5m làm việc theo chu trình kín. Xi măng đạt độ mịn được vít tải, gầu nâng đưa đến 3 silô xi măng Φ6x10m có khả năng dự trữ cho 5,5 ngày sản xuất. Xi măng hạt thô theo vít tải chuyển trở về đầu máy nghiền.

Lưu đồ dây chuyền công nghệ của phân xưởng nghiền clanhke và phụ gia.

56 56

KT5 Vít tải

Silô ximăng

Cấp liệu vít

Vít tải

Gầu nâng

Máy sàng quay

KT5

Băng tải Bunke máy đóng bao

1

57 57