intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phân xưởng sản xuất xi măng

Chia sẻ: Nguyễn Thành Chung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:94

Thêm vào BST
Báo xấu
188
lượt xem 32
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Xi măng là chất kết dính thủy lực cứng trong nước và không khí, được tạo ra bởi việc nghiền chung clinke với thạch cao và một số phụ gia khác. Cùng tìm hiểu "Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phân xưởng sản xuất xi măng" để biết được công nghệ sản xuất loại nguyên liệu này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phân xưởng sản xuất xi măng

  1. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1 : Tổng quát chung về sản xuất xi măng §1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG POOLĂNG 1.1. CÁC KHÁI NIỆM VỀ SẢN PHẨM XI MĂNG POOCLĂNG : Xi măng là chất kết dính thuỷ lực cứng trong nƣớc và không khí, đƣợc tạo ra bởi việc nghiền chung clinke với thạch cao và một số phụ gia khác. Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 1
  2. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Clinke là thành phần quan trọng nhất của xi măng, quyết định tính chất của xi măng. Nguyên liệu chính để sản xuất clinke là đá vôi (CaO) và đá sét (SiO2, Fe2O3, Al2O3). Chất lƣợng của clinke phụ thuộc vào thành phần hoá học và thành phần khoáng của nó. Thành phần hoá học của clinke đƣợc biểu diễn bằng tỉ lệ thành phần các ôxít trong phối liệu và là chỉ tiêu quan trọng để kiểm tra chất lƣợng clinke. Tổng hàm lƣợng 4 ôxít cơ bản: CaO, SiO2, Fe2O3, Al2O3 trong clinke chiếm tỉ lệ từ 95 – 98%, tính chất của clinke và xi măng phụ thuộc chủ yếu vào tỉ lệ của các ôxít cơ bản này. Tỉ lệ hàm lƣợng các ôxít trong clinke thông thƣờng nhƣ sau: CaO 63 - 67% SiO2 21 - 24% Fe2O3 2 - 4 % Al2O3 4 - 7% Bằng việc thay đổi tỷ lệ hàm lƣợng các ôxít cơ bản này khi cấp vào máy nghiền ta có thể thay đổi tính chất của xi măng. Ngoài các ôxít cơ bản đó trong clinke còn có các ôxít khác nhƣ : MgO, Na2O, P2O5,MnO2… Trong quá trình nung luyện clinke bốn ôxít cơ bản trên sẽ tác dụng với nhau để tạo thành các khoáng xác định tính chất của xi măng. Trong xi măng có các khoáng chính nhƣ sau : Silicat 3 Canxi (Alit) 3 CaO.SiO2 Silicat 2 Canxi (Bezit) 2 CaO.SiO2 Aluminat 3 Canxi 3 CaO.Al2O3 Alumoferit 4 Canxi 4 CaO.Al2O3.Fe2O3 Hàm lƣợng các khoáng cơ bản trong clinke nằm trong các khoảng sau : Silicat 3 Canxi (Alit) (42 - 60)% Silicat 2 Canxi (Bezit) (15 - 50)% Aluminat 3 Canxi (2 - 15)% Alumoferit 4 Canxi (10 - 25)% Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 2
  3. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngoài các phối liệu cơ bản trên còn có các phụ gia đƣợc đƣa vào phối liệu nung hoặc nghiền cùng clinke nhằm tăng cƣờng hoặc hạn chế một số tính chất nào đó của xi măng: - Phụ gia khoáng làm xúc tác cho những phản ứng hóa học, sau khi hoàn thành sẽ nằm lại luôn trong sản phẩm. - Phụ gia điều chỉnh dùng để điều chỉnh sự kết dính và độ đóng rắn của xi măng, thƣờng dùng thạch cao. - Phụ gia thủy làm tăng tính bền nƣớc của xi măng. Có 2 loại: + Dạng tự nhiên: tro núi lửa, đá bọt. + Dạng nhân tạo: xỉ của nhà máy luyện kim, xỉ lò cao…vv - Phụ gia điền đầy: nhằm tăng sản lƣợng xi măng, giảm gía thành sản phẩm. - Phụ gia bảo quản: có tác dụng tạo màng ngăn ẩm bao bọc các hạt xi măng, ngăn không cho chúng hút ẩm, thƣờng dùng dầu thực vật dầu lạc có độ phân tán cao. Xi măng là chất kết dính xây dựng, các thành phần hoá học của nó gồm các hợp chất có độ bazơ cao. Trên quan điểm hoá học ngƣời ta phân chia nhƣ sau : - Nhóm xi măng Silíc – Môi trƣờng nƣớc. - Nhóm xi măng Alumin – Môi trƣờng nhiệt độ cao. - Nhóm xi măng khác – Môi trƣờng đặc biệt. Xi măng Pooclăng là chất kết dính thuỷ lực đƣợc sản xuất bằng cách nghiền mịn clinke xi măng với thạch cao (3 – 5%) và phụ gia (nếu có). Xi măng Pooclăng hỗn hợp là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp clinke, thạch cao (3 – 5%) với phụ gia hỗn hợp (tổng lƣợng không lớn hơn 40%, trong đó phụ gia đầy không lớn hơn 20%). Khi thành phần trọng lƣợng phụ gia thêm vào > 15% thì xi măng đƣợc gọi theo tên gốc cùng với tên phụ gia nhƣ xi măng Pooclăng xỉ, xi măng Pooclăng pudơlan… Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 3
  4. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Clinke xi măng là sản phẩm nung đến kết khối của hỗn hợp nguyên liệu đá vôi, đất sét theo các môđul hệ số phù hợp để tạo đƣợc các thành phần khoáng theo mong muốn. Hệ số bão hoà vôi : 100.C LSF = 2,8.S  1,18. A  0, 65.F Đối với xi măng Pooclăng thƣờng (LSF = 95 – 100%). Môđul Silíc : S SIM = A F Đối với xi măng Pooclăng (MS = 1,7 – 3,5). Môđul nhôm : A ALM = F Đối với xi măng Pooclăng (MA = 1 – 3). Trong đó : (C, S, A, F) là % các ôxít CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 trong clinke. Thành phần khoáng (% khối lƣợng) xi măng Pooclăng thƣờng : Khoáng Alit C3S hàm lƣợng 45 – 60%. Khoáng Bêlit C2S hàm lƣợng 20 – 30%. Khoáng Alumin canxi C3A hàm lƣợng 5 – 15%. Khoáng Alumôferit canxi C4AF hàm lƣợng 10 – 18%. Pha thuỷ tinh, hàm lƣợng từ 15 – 30%. Thành phần hoá học : Các ôxít chính gồm : CaO, SiO2, Fe2O3, Al2O3 chiếm từ 95 – 97%, còn lại từ 3 – 5% là các ôxít khác (Na2O, K2O, MgO, Mn2O3, SO3, TiO2). Xi măng Pooclăng thƣờng các ôxít nằm trong giới hạn : - CaO = 63 – 67%. - SiO2 = 21 – 24%. - Al2O3 = 4 – 7%. Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 4
  5. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Fe2O3 = 2,5 – 4% - R2O < 1,5%. - TiO2 < 5%. - MnO2 < 1,5%. - MgO ≤ 5%. 1.2 . NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG : Thành phần phối liệu sản xuất ra clinke gồm bốn ôxít chính là CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3. + Ôxít canxi do nhóm nguyên liệu cacbonat canxi cung cấp. + Ôxít SiO2, Al2O3, Fe2O3 nằm trong các khoáng sét do đất sét cung cấp. + Để điều chỉnh các môđul cho hợp lý ta phải thêm vào một số phụ gia điều chỉnh nhƣ Diantomit, quặng sắt, bôxít. a. Nhóm nguyên liệu chứa CaO : Để tạo ra CaO : 700 C 1000 C   o o CaCO3 CaO + CO2 Ca(OH)2 → CaO + H2O Trong đó Ca(OH)2 là tốt nhất vì có độ phân tán cao, hoạt tính. Khi chọn nguyên liệu nếu có đá vôi sét mà hàm lƣợng sét > 20% là tốt nhất . Cho clinke tốt, công nghệ đơn giản, ít tốn năng lƣợng. b. Nhóm nguyên liệu chứa SiO2, Al2O3, Fe2O3 : Đất sét chứa các thành phần sau : - Khoáng sét. - Muối khoáng. - Tạp chất hữu cơ. - Đá, sỏi, cát, trƣờng thạch. Trong đó khoáng sét là chủ yếu. Để sản xuất xi măng thì đất sét phải có hàm lƣợng khoáng sét > 70 – 75%. Trong đó khoáng caolinit là chủ yếu. Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 5
  6. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khi tỉ lệ môđul, hệ số chƣa hợp lý ta phải dùng các cấu tử phụ gia giầu SiO2, Al2O3, Fe2O3 để điều chỉnh. 1.3. NHIÊN LIỆU ĐỂ NUNG CLINKE XI MĂNG : Quá trình tạo khoáng clinke xi măng thu nhiệt và chỉ xảy ra hoàn toàn ở nhiệt độ cao 1400 – 15000C trong thời gian nhất định. Vì vậy, phải cung cấp nhiên liệu để nung chín đƣợc clinke. Trong công nghệ sản xuất xi măng hiện đang sử dụng 3 loại nhiên liệu chính sau : - Nhiên liệu rắn (Than) - Nhiên liệu lỏng (Dầu MFO) - Nhiên liệu khí (Khí thiên nhiên) a. Nhiên liệu rắn : Hiện nay các nhà máy xi măng chủ yếu dùng loại than đá lửa dài, nhiều chất bốc để pha hỗn hợp than bụi hoặc than Atraxit phân loại theo số cám 1, 2, 3 ,4, 5 làm nhiên liệu. Yêu cầu của than dùng trong lò quay : - Nhiệt trị : QH ≥ 5500 Kcal/kg than. - Chất bốc : V = 15 – 30%. Yêu cầu kỹ thuật của than dùng trong lò đứng : - Nhiệt trị : QH ≥ 5500 Kcal/kg than. - Chất bốc : V < 20%. Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 6
  7. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b. Nhiên liệu lỏng : Dầu MFO nhiệt năng cao, ít tro, dễ điều chỉnh khi nung nhƣng giá thành cao gấp 2 – 3 lần than và phải gia nhiệt trƣớc khi phun vào lò (90 – 1000C). Dầu MFO sử dụng làm nhiên liệu cho sản xuất xi măng phải thoả mãn những yêu cầu kỹ thuật sau : - Nhiệt lƣợng ≥ 9200 Kcal/Kg dầu. - Lƣợng nƣớc lẫn ≤ 1%. - Tỷ trọng ở 200C ≤ 0,98 Tấn/m3. - Hàm lƣợng lƣu huỳnh ≤ 2,1%. c. Nhiên liệu khí : Dùng khí thiên nhiên rất sạch, dễ điều chỉnh, không có tro, dùng để sản xuất xi măng trắng rất tốt. Sử dụng không phải gia công. 1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT XI MĂNG : Các yêu cầu kỹ thuật của phối liệu : - Đảm bảo thành phần hoá. - Đảm bảo độ mịn (≤ 15% trên sàng R 008). - Đảm bảo độ ẩm . - Đảm bảo độ đồng nhất. Phân loại các phƣơng pháp sản xuất xi măng :  Theo chuẩn bị phối liệu : 1- Phương pháp ướt : phối liệu vào lò dạng bùn có độ ẩm W = 36 – 42% 2- Phương pháp khô : phối liệu vào lò dạng bột có độ ẩm W = 1 – 2% 3- Phương pháp bán khô : phối liệu vào lò dạng viên có độ ẩm W = 12 – 14%. Ba phƣơng pháp này chỉ khác nhau cơ bản ở khâu gia công và chuẩn bị phối liệu nung. Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 7
  8. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Theo hệ thống lò : 1. Hệ thống lò đứng. 2. Hệ thống lò quay (lò quay phương pháp ướt hoặc lò quay phương pháp khô). Để lựa chọn phƣơng pháp sản xuất hợp lý, nhà sản xuất phải dựa vào một số điều kiện sau : - Vốn đầu tƣ. - Quy mô sản xuất. - Mặt bằng sản xuất. - Nguồn nguyên, nhiên liệu. - Trình độ trang thiết bị sản xuất. Từ những điều kiện thực tế mà ngƣời ta lựa chọn phƣơng pháp sản xuất hợp lý. Hiện nay, các nhà máy xi măng hiện đại chủ yếu sử dụng lò quay phương pháp khô. 1.5. QUÁ TRÌNH HOÁ LÝ XẢY RA KHI NUNG CLINKE TRONG LÒ QUAY : Quá trình diễn biến khi nung trải qua 8 giai đoạn diễn biến theo sơ đồ sau. Theo chiều mũi tên thì quá trình xảy ra đi từ đầu lò, nơi nguyên vật liệu vào đến cuối lò clinke ra lò. (Giai đoạn viết tắt là GĐ) GĐ1 – Mất nƣớc lý học, t0 ≈ 1000C. GĐ2 – Mất nƣớc hoá học phân huỷ khoáng caolinit (khoáng sét), t0 = 600 – 9000C. GĐ3 – Phân huỷ magiê cacbonat (MgCO3) , t0 = 7000C. GĐ4 – Phân huỷ canxi cacbonat (CaCO3), t0 = (9000C – 10000C). GĐ5 – Phản ứng pha rắn xảy ra quá trình khuyếch tán bề mặt, khuyếch tán thể tích. Tạo các khoáng clinke ở nhiệt độ thấp và các khoáng trung gian, t0 > 6000C. Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 8
  9. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GĐ6 – Xuất hiện pha lỏng do các khoáng dễ nóng chảy. Quá trình khuyếch tán hoà tan CaOtd, C2S quá bão hoà kết tinh ra C3S do tƣơng tác của CaOtd và C2S. GĐ7 – Làm lạnh clinke từ 14500C xuống 11000C. GĐ8 – Clinke ra khỏi giàn làm lạnh nhiệt độ từ 11000C xuống 800C. Các giai đoạn này đƣợc tách ra chỉ là tƣơng đối nhằm phản ánh quá trình cơ bản nhất mà ở khoảng nhiệt độ đó tạo ra. Giữa các giai đoạn có tính chất liên tục, phản ứng hay quá trình diễn ra ở cuối giai đoạn này thì là đầu của giai đoạn tiếp theo. Diễn biến của các giai đoạn được trình bày như sau : GĐ1 – Mất nƣớc lý học, khoảng nhiệt độ khoảng 1000C. GĐ2 – Mất nƣớc hoá học phân huỷ khoáng caolinit (khoáng sét), t0 ≈ 600 – 9000C. Tách nƣớc hoá học, nƣớc liên kết trong cấu trúc khoáng Al2(OH)4.[SiO5]. Từ 600 – 9500C Al2O3.2SiO2.2H2O → Al2O3 vdh + SiO2 vdh Al2O3 vdh , SiO2 vdh tồn tại ở dạng tự do. GĐ3 – Phân huỷ magiê cacbonat (MgCO3), t0 = 7000C. 700 C  o MgCO3 MgO + CO2 GĐ4 – Phân huỷ canxi cacbonat (CaCO3), t0 = (700 – 10000C). 700 C 1000 C   o o CaCO3 CaO + CO2 GĐ5 – Xảy ra phản ứng pha rắn (t0 > 6000C). Hình thành các khoáng C2S, C3A, C4AF. Phƣơng trình phản ứng : 500600 C   o C+F CF 800900 C   CA o C+A 900 C 3CA + 2C  o C5A3 9001000 C  o 2C + S C 2S Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 9
  10. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 9001000 C  o C + CF C2F 1200 C C5A3 + 4C   3C3A o 1200 C   o C3A + CF C4AF GĐ6 – Xuất hiện pha lỏng ở 12500C – 14500C. Các khoáng C3A, C4AF, muối kim loại kiềm nếu có nóng chảy tạo ra pha lỏng và đồng thời là quá trình hoà tan C2S, CaOtd hoạt tính, tinh thể không hoàn chỉnh hoà tan khuyếch tán. Khi nồng độ vƣợt quá nồng độ bão hoà thì tƣơng tác nhanh giữa C2S và CaO tạo mầm và kết tinh ra C3S. Vùng phản ứng kết khối, pha lỏng xuất hiện do các khoáng dễ chảy nhƣ C3A, C4AF và một số muối của họ chất kiềm nóng chảy. Các khoáng C2S, CaOtd khuyếch tán vào pha lỏng. Các hạt này hoà tan dần vào pha lỏng, khi vƣợt quá nồng độ bão hoà thì có xu hƣớng kết tinh tạo ra C3S. Quá trình này phụ thuộc vào nhiệt độ, độ nhớt của pha lỏng, nồng độ của chất khuyếch tán trong pha lỏng, hoạt tính hoá học của C2S và CaOtd. Quá trình kết tinh đồng nghĩa với quá trình làm mất trạng thái bão hoà nồng độ C2S và CaOtd hoà tan trong lỏng giảm. Do đó quá trình hoà tan lại tiếp tục. Ở mỗi nhiệt độ có một nồng độ bão hoà nhất định. Khi làm lạnh nhiệt độ giảm thì quá trình kết tinh tinh thể C3S tăng lên, tinh thể C3S lớn lên. Khi giảm nhiệt độ tới < 13000C thì C3A, C4AF, C2S tái kết tinh. Tuy nhiên pha lỏng vẫn tồn tại và tồn tại chất hoà tan. Do vậy kết tinh tinh thể C3S vẫn đƣợc tiếp tục đồng thời với quá trình lớn lên của tinh thể. Tốc độ khuyếch tán phụ thuộc đặc biệt vào nhiệt độ, bản chất của C2S và CaOht. GĐ7 – Làm lạnh clinke, giảm nhiệt độ từ 14500C xuống 11000C. Các quá trình ở giai đoạn này xảy ra : a. Có khả năng phân huỷ một phần C3S ở nhiệt độ < 12000C. C3S → C2S + CaOtd Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 10
  11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhƣng do làm lạnh nhanh trong khoảng nhiệt độ 12500C và do C3S tạo dung dịch rắn với các ôxít khác lên bền và ít bị phân huỷ. b. Pha thuỷ tinh hình thành có các ôxít tự do MgO, CaO phân tán trong pha thuỷ tinh. c. Kết tinh và phát triển C3S, tái kết tinh C2S, C4AF kết tinh từ C3S từ pha lỏng thuỷ tinh. GĐ8 – Làm lạnh từ 11000C xuống 800C. Có các quá trình chủ yếu sau xảy ra : - Kết tinh C3S và tái kết tinh C2S. - Biến đổi thù hình của C2S đặc biệt phải làm lạnh nhanh trong khoảng nhiệt độ 6750C vì : βC2S ↔ γC2S Tránh hiện tƣợng biến đổi βC2S sang γC2S. Duy trì đƣợc hàm lƣợng βC2S có tính kết dính và đóng rắn tạo cƣờng độ cho đá xi măng. 1.6. QUÁ TRÌNH GIA CÔNG VÀ BẢO QUẢN CLINKE XI MĂNG : a. Gia công clinke xi măng : * Ủ clinke : Nhiệt độ clinke ra khỏi máy làm lạnh khoảng 100 – 1500C không thể đƣa vào máy nghiền ngay đƣợc vì : Nhiệt độ cao thạch cao sẽ bị mất nƣớc biến thành thạch cao khan   o t C CaSO4.2H2O CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O gây nên hiện tƣợng ninh kết giả. Trong clinke còn có hiện tƣợng CaO tự do và MgO tự do sẽ gây ra tác hại không ổn định thể tích xi măng, hay sinh nứt nở cấu kiện xây dựng. Hơn nữa, lúc nghiền sự va đập cơ năng biến thành nhiệt năng làm cho máy nóng, giảm tuổi thọ máy nghiền. Do đó, clinke ra lò bắt buộc phải ủ trong silô từ 7 – 15 ngày nhằm mục đích : + Để clinke hút ẩm không khí làm cho CaO → Ca(OH)2 nở thể tích phát sinh vết nứt rạn trong clinke. Vết nứt càng sâu, ứng suất nội trong viên clinke càng lớn dẫn đến clinke dòn dễ nghiền đập. Năng suất máy nghiền tăng, hao mòn tấm lót, bi đạn ít. Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 11
  12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Tiếp tục làm lạnh clinke xuống gần nhiệt độ thƣờng trƣớc khi nghiền. + Clinke dòn, dễ nghiền hơn. * Nghiền clinke xi măng : Để nghiền xi măng các loại ngƣời ta thƣờng dùng máy nghiền bi nhiều ngăn hoặc nghiền đứng chu trình kín có hệ thống phân ly trung gian thu hồi sản phẩm nghiền mịn, tránh hiện tƣợng bột xi măng đã đạt độ mịn yêu cầu còn bị nghiền lại làm giảm làm giảm khả năng nghiền của bi đạn. Trong quá trình nghiền đập, cơ năng biến thành nhiệt năng. Nhiệt độ xi măng thành phẩm phải đƣợc khống chế trong khoảng 1100 – 1250C đảm bảo không làm mất tác dụng của thạch cao, không xảy ra sự vón két khô trong máy nghiền, ảnh hƣởng đến năng suất máy nghiền. Một trong những biện pháp tích cực là bơm làm mát bên trong máy nghiền. Việc bơm nƣớc có thể thực hiện ở 2 đầu máy nghiền. Bản chất các khoáng clinke ảnh hƣởng tới năng suất nghiền : + Độ cứng lớn nhất khả năng nghiền kém nhất là C2S sau đó là C4AF. Dễ nghiền nhất là khoáng C3S độ nghiền trung bình là khoáng C3A. Tuỳ loại nguyên liệu, chế độ nung, phụ gia khoáng hoá, sự biến đổi thù hình của khoáng C2S trong clinke làm độ giòn, độ cứng clinke hoàn toàn khác nhau. Clinke nhiều khoáng Alít nghiền dễ hơn khoáng Bêlít có nghĩa hệ số bão hoà vôi LSF tăng thì clinke dễ nghiền. + Nếu môđul nhôm cao hơn 1,5 tạo nên clinke rất xít đặc và có độ cứng rất lớn do đó rất khó nghiền. b. Bảo quản clinke xi măng : Clinke ra lò phải đƣợc đƣa vào silô chứa để ủ và bảo quản. Việc bảo quản này có ảnh hƣởng tốt đến chất lƣợng xi măng và năng suất máy nghiền xi măng. Clinke để lâu ngoài trời, chất lƣợng sẽ bị suy giảm đáng kể vì nƣớc mƣa rửa trôi các khoáng của clinke theo nƣớc, các hạt clinke nhỏ Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 12
  13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP và bề mặt các viên clinke lớn tiếp xúc với nƣớc và không khí ẩm đóng rắn sơ bộ. Khi đóng rắn sơ bộ thành những tảng khối rắn chắc sẽ gây khó khăn lớn cho công việc vận chuyển và bốc xúc. Do đó, khi lƣu clinke ngoài trời cần che đậy cẩn thận. Trƣớc khi đƣa vào nghiền phải kiểm tra chất lƣợng. Khi nghiền clinke để lâu ngoài trời, năng suất máy nghiền thấp vì: - Kích thƣớc hạt vào nghiền lớn - Độ ẩm clinke cao, độ linh động của vật liệu kém dẫn đến bết ƣớt. Sản phẩm nghiền mịn bị lỏi Blaine cao và độ sót sàng cao. 1.7. QUÁ TRÌNH ĐÓNG RẮN VÀ HYĐRÁT HOÁ CỦA XI MĂNG : Quá trình hoá học gồm hai giai đoạn : GĐ1 – Xi măng tác dụng với nƣớc cho các sản phẩm của phản ứng thuỷ phân hoặc hyđrát hoá. GĐ2 – Gồm các phản ứng thứ cấp, các sản phẩm của phản ứng sơ cấp tác dụng tƣơng hỗ nhau hoặc tác dụng với các phần hoạt tính của phụ gia tạo các khoáng mới, làm tăng cƣờng độ đá của xi măng. * Xét khoáng C3S (Alít): Cho phản ứng thuỷ phân tuỳ hàm lƣợng vôi trong pha lỏng : Nồng độ vôi CaO < 0,08g/l. C3S + H2O → 3Ca(OH)2 + SiO2.nH2O Nồng độ vôi CaO = 0,08g/l. 2C3S + H2O → 2CSH(B) + Ca(OH)2 Nồng độ vôi CaO = 1,1g/l. 2C3S + H2O → C2SH2 + Ca(OH)2 Trong điều kiện thực tế thì C3S phản ứng qua các giai đoạn sau: C3S → C2SH2 + Ca(OH)2 ↓ CSH(B) Trong đó : C2SH2 là viết tắt của công thức sau : Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 13
  14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP xCa(OH)2.SiO2.yH2O với x = 1,7 – 2,0 y = 2,0 – 4,0 CSH(B) là viết tắt của công thức sau : xCa(OH)2.SiO2.yH2O với x = 0,8 – 1,5 y = 0,5 – 2,5 * Xét khoáng C2S (Bêlít): Bêlít là khoáng chủ yếu thuỷ hoá khi hyđrát hoá C2S sẽ thuỷ phân nếu nhiều nƣớc và lắc liên tục để phƣơng trình phản ứng C2S + nH2O → 2Ca(OH)2 + SiO2.(n - 2)H2O Nhƣng trong điều kiện thực tế thì C2S không thuỷ phân mà chỉ tạo ra các gen C2SH2, CSH(B), không tạo ra Ca(OH)2. C2S + nH2O → C2SH2 → CSH(B) Các hyđrô silicatcanxi CSH(B) là chất chủ yếu tạo lên tính kết dính đảm bảo cho đá xi măng phát triển cƣờng độ và bền vững. * Xét khoáng C3A, C4AF(Alumilatcanxi, Alumoferitcanxi): Khoáng C3A tác dụng rất nhanh với H2O tạo pha trung gian là C4AHx với (x = 13 - 19). Sản phẩm cuối cùng là C3AH6. Phương trình phản ứng hyđrat hoá của khoáng C3A, C4AF : 4C3A + 45/2H2O → 3C4AH14 + AH3   o t C AH3 + 3CH C3AH6 C4AF  H 2O  C3AH6 + CaO.Fe2O3.H2O CaO.Fe2O3.H2O + 2Ca(OH)2 + xH2O → C3FH6 Do cấu trúc của tinh thể C3A là xốp và rất hoạt tính nên khoáng C3A tác dụng rất nhanh với nƣớc do đó hồ xi măng sẽ nhanh chóng liên kết và đóng rắn và gây khó khăn cho việc thi công trong sản xuất thực tế. Để khắc phục ngƣời ta dùng thạch cao để điều chỉnh thời gian của hyđrat hoá C3A. Khi C3A hyđrat hoá xung quanh hạt C3A có nhiều iôn Al3+ Khi hoà tan vào nƣớc thì xung quanh hạt thạch cao có nhiều iôn SO42- . Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 14
  15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thạch cao sẽ tác dụng với C3A, H2O tạo ra các khoáng sau : + Hyđro trisunfo Aluminat Canxi : Công thức hoá học là C3A.3CaSO4.3H2O + Hyđro monosunfo Aluminat Canxi : Công thức hoá học là C3A.CaSO4.12H2O Trên bề mặt xung quanh hạt C3A do bão hoà iôn Al3+ và ít iôn SO42- khuyếch tán từ thạch cao sang và hình thành khoáng monosunfo Aluminat cấu trúc hình vẩy tấm, lớp cấu trúc này tạo màng sản phẩm. Màng sản phẩm này có chức năng hạn chế iôn Al3+ từ hạt C3A khuyếch tán ra bề mặt. Trên bề mặt xung quanh hạt thạch cao thì nồng độ Al3+ khuyếch tán từ C3A sang là ít do vậy nó bão hoà iôn SO42- tạo nên sản phẩm trisunfo Aluminat. Khoáng này cấu trúc hình kim rối nội và xốp do đó cho phép SO42- khuyếch tán dễ dàng hơn và khuyếch tán qua bề mặt hạt C3A. Khi xung quanh hạt C3A bão hoà SO42- thì khoáng hyđro trisunfo Aluminat Canxi lại hình thành và cho phép Al3+ khuyếch tán ra. Nhƣng do quá trình khuyếch tán Al3+ ra bề mặt qua cấu trúc xốp đó nhanh hơn quá trình khuyếch tán SO42- từ hạt thạch cao sang do đó khoáng Hyđro trisunfo Aluminat Canxi lại hình thành tạo màng sản phẩm bao bọc hạt C3A và hạn chế làm chậm sự hyđrat hoá của C3A. Nếu thiếu thạch cao thì không điều chỉnh đƣợc thời gian đông kết. Còn nếu thừa thạch cao thì tác dụng ngƣợc lại. Do vậy, lƣợng thạch cao cho vào xi măng phải vừa đủ và hợp lý, lƣợng từ (3 – 5%) là phù hợp. * Xét sụ hyđrat hoá của pha thuỷ tinh : Khi hyđrat hoá với nƣớc, kiềm tan và đi vào pha lỏng để lại các gốc khoáng và chúng phản ứng, hyđrat hoá nhƣ các khoáng chính C3A, C4AF, C3S. 1.8. MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA XI MĂNG : 1.8.1 - Độ mịn. Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 15
  16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.8.2 - Khối lƣợng thể tích. 1.8.3 - Trọng lƣợng riêng (khối lƣợng riêng). 1.8.4 - Sự giảm cƣờng độ khi bảo quản (độ giảm mác lúc lƣu kho). 1.8.5 – Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn (độ dẻo tiêu chuẩn). 1.8.6 – Thời gian đông kết. 1.8.7 – Tính chịu lửa. 1.8.8 – Mác của xi măng. 1.8.9 - Độ ổn định thể tích. 1.9. CÁC LOẠI PHỤ GIA ĐƯA VÀO NGHIỀN XI MĂNG : – Phụ gia điều chỉnh thời gian đông kết của xi măng. – Phụ gia trợ nghiền. – Phụ gia thuỷ hoạt tính. – Phụ gia đầy (phụ gia lƣời). – Phụ gia bảo quản. Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 16
  17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP §2. QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG TẠI CÔNG TY XI MĂNG HOÀNG THẠCH Quá trình sản xuất xi măng có các trình tự thao tác công nghệ sau : - Khai thác nguyên liệu. - Nghiền liệu. - Đồng nhất liệu. - Nung luyện thành clinke. - Nghiền clinke với phụ gia. - Đóng bao. Dƣới đây là sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng Pooclăng và xi măng Pooclăng hỗn hợp tại Công ty xi măng Hoàng Thạch : Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 17
  18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đá sét Đập búa Cán trục Đập búa Đá vôi Silíc điều chỉnh Kho đồng nhất sơ bộ Kho Quặng sắt Cấp quặng sắt-bôxit Sấy-nghiền liệu Bôxit Phụ gia Thạch cao Sấy-nghiền Đồng nhất Than than Than mịn Cấp liệu lò Hâm Bể sấy dầu dầu Lò quay Sà lan Silô chứa dầu clinke Két phụ gia Két thạch cao Đóng bao Silô xi măng Nghiền xi măng Đƣờng bộ Đƣờng thuỷ Đƣờng sắt Nhà máy xi măng Hoàng Thạch có 2 dây chuyền : dây chuyền I (HT I) và dây chuyền II (HT II). Hai dây chuyền hoạt động song song với nhau. Do dây chuyền II đi vào hoạt động muộn hơn so với dây chuyền I nên công nghệ và thiết bị tiên tiến hơn dây chuyền I. Vì vậy trong đồ án này chủ yếu trình bày công nghệ và thiết bị sản xuất xi măng dây chuyền II. Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 18
  19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhà máy xi măng Hoàng Thạch bao gồm 4 phân xƣởng tƣơng ứng với trình tự thao công nghệ sản xuất xi măng, đó là các phân xƣởng : - Phân xƣởng nguyên liệu. - Phân xƣởng lò nung. - Phân xƣởng xi măng. - Phân xƣởng đóng bao. 2.1. PHÂN XƯỞNG NGUYÊN LIỆU : Khái quát về công nghệ : Phân xưởng nguyên liệu bao gồm từ các máy gia công nguyên liệu thô đến gia công nguyên liệu tinh và đồng nhất tinh bột liệu. Gồm các máy đập búa gia công đá vôi, máy đập búa gia công đá sét, máy gia công phụ gia cho nguyên liệu cho đến các kho đồng nhất sơ bộ. Công đoạn gia công nguyên liệu tinh gồm các máy nghiền bi, bột liệu sau máy nghiền bi được đưa vào các xilô đồng nhất của hai dây chuyền, là các xilô F-F (dây chuyền I) và xilô CF (dây chuyền II). a. Dây chuyền II : Đá vôi đƣợc khai thác bằng cách khoan nổ mìn cắt tầng. Đá vôi sau công đoạn nổ mìn đƣợc gia công đập sơ bộ với những hòn có kích thƣớc lớn hơn 1500 mm, sau đó đƣợc xúc lên xe tải tự đổ R32 rồi vận chuyển về phễu cấp liệu cho máy búa A2M01 (EV 200*300 thuộc công trình 11 cho dây chuyền II) qua băng xích J10. Năng suất máy búa EV 200*300 là 1000 (t/h), công suất máy búa là 1200 (KW). Kích thƣớc vật liệu đá vôi vào máy đập búa ≤ 1200 (mm), vật liệu sau máy búa có kích thƣớc ≥ 25 (mm) không quá 5%. Vật liệu đạt kích thƣớc lọt qua ghi ra liệu đi xuống các băng tải vận chuyển gồm các băng (A2J12, A2U1) tới van chia U11 (có thể cấp một phần cho dây chuyền I). Vật liệu từ van chia U11 đƣợc chuyển tiếp vào các băng tải (U12, U02), băng tải A2J01 đƣa vào rải luống trong kho đồng nhất sơ bộ 15A2, đá vôi đƣợc rải theo phƣơng pháp rải luống và rải thành hai đống (A, B), Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 19
  20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP thể tích mỗi đống 10600 (m3). Mỗi đống có số lƣợng là 24 luống, số lớp là 8 lớp. Đá vôi sau khi đƣợc rải để đồng nhất sơ bộ thì đƣợc gầu xúc R2L03 lấy liệu theo mặt vát nghiêng tự nhiên của đống định lƣợng bởi cân điện tử và đổ vào băng tải hỗn hợp R2J07. Đá sét đƣợc khai thác bằng phƣơng pháp khoan nổ mìn, ủi, gạt, xúc lên thiết bị vận chuyển tự đổ R32, Euclit, vận chuyển về phễu cấp liệu cho máy đập búa hai trục C1M01 qua băng tải xích J01 thuộc công trình 13. Máy búa có công suất là 110 (KW), năng suất máy búa là 210 (t/h). Kích thƣớc đá sét vào máy đập búa ≤ 800 (mm) xuống băng tải xích, vật liệu đạt kích thƣớc đi qua ghi sàng sau máy đập búa có kích thƣớc 75 (mm). Sau đó vật liệu chuyển xuống băng tải J02 tới các băng tiếp theo gồm (J03, J04) đi vào máy cán hai trục M02. Máy cán hai trục gồm 2 rulô cán hình trụ có vấu với năng suất máy cán là 210 (t/h). Kích thƣớc vật liệu vào là kích thƣớc liệu sau máy búa hai trục C1M01, kích thƣớc liệu ra là 25 (mm), với lƣợng lớn hơn không quá 5%. Vật liệu sau máy cán hai trục đi vào các băng tải vận chuyển gồm (J05, J06, J07). Tại băng tải J06 có hai cửa đổ, một đi vào dây chuyền I, một đi vào dây chuyền II. Liệu từ cửa đổ tới dây chuyền II đi vào băng tải R2U01 và tới băng tải J01 vào rải luống đồng nhất sơ bộ. Đá sét đƣợc rải thành hai đống (A, B), thể tích mỗi đống là 4700 (m3), số luống là 24, số lớp là 18. Đá vôi và đát sét sau khi đƣợc đồng nhất sơ bộ thì đƣợc định lƣợng cấp vào máy nghiền tinh bột liệu. Để đảm bảo chất lƣợng clinke, ta phải kiểm soát theo đúng mô đun, hệ số đã xác định. Do đó ngoài đá vôi và đất sét còn có các nguyên liệu điều chỉnh lần lƣợt là quặng sắt (giàu hàm lƣợng ôxít Fe2O3) và bauxit (giàu hàm lƣợng Al2O3). Sinh viên thực hiện: Hoàng Minh Sáng – Lớp ĐKTĐ2 - K46 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.09: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Quản Trị Kinh Doanh
81 tài liệu
1643 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2