1. Trang chủ >
  2. Luận Văn - Báo Cáo >
  3. Thạc sĩ - Cao học >

Thiết kế cấp phối trong quá trình sản xuất xi măng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (350.93 KB, 31 trang )


Q trình và thiết bị silicate 2



Nhóm 2



+ Mơ đun nhơm

p = MA =



(hoặc có thể ký hiệu là p, thường MA = 1,5 – 2,5) Modul

MA còn giàu trữ lượng pha lỏng trong clinker.



A

F



Để phối liệu vừa đảm bảo thành phần hóa , vừa đảm bảo thành phần khống của

clinker sau nung, vừa đảm bảo lượng pha lỏng phù hợp cho việc tạo khống chính.

Chọn LSF=95, p=1,55, n=2,5.

5.2. Chọn số nguyên liệu

5.2.1. Nguyên liệu

− Nguyên liệu chính để sản xuất clinker XMP là đá vôi và đất sét. Chúng có thành

phần chính như sau :

Bảng 5.1 Thành phần hóa của hai ngun liệu chính 100%

C



M



R



SO3



CK







Ngun liệu



S



A



F



MKN



Đá vơi



2,66



0,82



0.44 52,78



0,49 0,07 0,01 1,19 41,59



100,05



Đất sét



59,92



17,18



5,67 4,20



0,85 1,79 1,11



100



0,56 8,72



Bảng 5. 2 Bảng quy đổi về nguyên liệu khô chưa nung 100%

Nguyên liệu S



A



F



C



M



R



SO3



CK



MKN







Đá vơi



2,66



0,82



0,44



52,75



0,49



0,07



0,01



1,19



41,57



100



Đất sét



59,92



17,18



5,67



4,20



0,85



1,79



1,11



0,56



8,72



100



Ta có:

= 2,111

= = 1,864

= = 2,622

= = 3,03

− Nhận thấy các mô đun MA, Ms của đá vơi và đất sét đều nằm ngồi giới hạn của

các mơ đun đối với lò quay phương pháp khơ.

MA = 1,5

MS = 2,2

Ta bổ sung thêm quặng sắt để giảm alumin .

Khi cố định alumin P = = 1,55 =

GVHD: Lê Minh Sơn



16



Q trình và thiết bị silicate 2



Nhóm 2



Suy ra : = – F

Trên ta đã có: nên ta suy ra = – F = 0,955F

Khi đó = = 2,121

do đó ta phải bổ sung cả diatomit để tăng hàm lượng Si.

Bảng 5.3 Thành phần cấu tử điều chỉnh (nguyên liệu khô chưa nung 100%)

Nguyên liệu

Quặng sắt

Diatomit



19,5

81,04



4,03

7,00



65,26

2,14



3,08

3,45



5,44

1,01



W

4

2



2,69

5,36



100

100



5.2.2. Nhiên liệu

Sử dụng 100% altracite_loại cám 3.

Bảng 5.4 Thành phần hóa học của tro than .

Than

S

A

F

C

M

CK

Cám 3

60,32

27,12

4,99

6,58

0,79

0,2

Vậy ta sẽ chọn bài phối liệu 4 cấu tử có lẫn tro than.



100



5.3.Quy về ngun liệu khơ đã nung 100% và tính lượng tro trong clinker

5.3.1.Nguyên liệu khô đã nung 100% và các modun, hệ số:

100

Hệ số chuyển đổi: k0 = 100 − MKN



Bảng 5.5 Nguyên liệu khô đã nung 100%

Nguyên liệu



Đá vôi



4,55



1,4



0,75



90,28



0,84



0,12



0,02



2,04



Đất sét



65,64



18,82



6,21



4,61



0,93



1,96



1,22



0,61



Quặng sắt



20,04



4,14



67,06



3,17



-



-



-



5,59



Diatomit



85,63



7,40



2,26



3,65



-



-



-



1,07



GVHD: Lê Minh Sơn



17



Q trình và thiết bị silicate 2



Than



60,32



Nhóm 2



27,12



4,99



6,58



0,79



Bảng 5.6 Các modun, hệ số

Các hệ số

Ban đầu

kH



Nguyên liệu



-



-



100



MA



MS



Đá vơi



a



1.00



76,144



0,24



-0,816



Đất sét



b



1.00



-195,367



9,193



3,006



Quặng sắt



c



1.00



-96,219



-102,81



-158,889



Diatomit



d



1.00



-233,385



3,887



61,495



Than



e



0.98



-200.37



19.39



-19.96



5.3.2. Lượng tro trong clinker

t% = n.A.B.100%

Trong đó:

• n : hệ số lắng tro trong clinker. Chọn n = 100%.

• A : độ tro của than. A = 15,12%

• B : lượng than tiêu tốn cho 1 kg clinker, kg/kgCL.

Ta có : B =

Với q : nhiệt tiêu tốn để nung 1 kg clinker. Chọn q = 730 kcal/kgCl.

: nhiệt sinh thấp của than, kcal/kg than.

= 81 + 246 – 26( - ) - 6

= 81.77,763+246.1,512 – 26.(1,62-2,15) – 6,1

= 6678,535 ( kg/kgthan)

Suy ra: B = = 0,109 (kg/kgCL)

Vậy, t% = 1.0,1512.0,109.100% = 1,648%

5.4. Dựng và giải hệ phương trình:

− Gọi x1, x2, x3, x4 lần lượt là tỉ lệ của đá vôi , đất sét, quặng sắt, diatomit trong

clinker. Ngồi ra, xtro = t% = 1.648%

Ta có: x1 + x2 + x3 + x4 + xtro = 100

Thay số liệu ở bảng 5.6 vào các phương trình sau:

GVHD: Lê Minh Sơn



18



Quá trình và thiết bị silicate 2



Ta được hệ sau:



Nhóm 2



76,144x1 − 195,367x 2 − 96, 219x 3 − 233.85x 4 − 187,55.1, 648 = 0

0, 24x + 9,193 x − 102,81x + 3,887 x + 19,379.1, 648 = 0



1

2

3

4



−0.816x1 + 3.006 x2 − 158.889 x3 + 61, 495x 4 − 19.893.1, 648 = 0

 x1 + x2 + x3 + x4 + 1.648 = 100



Giải hệ bằng phương pháp Gauss ta có:

x1 = 72,0012%



x3 = 2,29176%



x2 = 17,5049%



x4 = 6,65414



xtro = 1,648%



5.5. Tính kiểm tra

5.5.1 Tính kiểm tra thành phần hóa clinker

Sk =

=



Sik .x1 + S 2k .x2 + S3k .x3 + S4k .x4 + Stro .xtro

100



4,55.72, 0012 + 65, 64.17,5049 + 20, 04.2, 29176 + 85, 63.6, 655414 + 60,32.1, 648

100



= 21,8319%

Ak =

=



Aik .x1 + A2k .x2 + A3k .x3 + A4k .x4 + Atro .xtro

100



1, 40.72, 0012 + 18,82.17, 5049 + 4,14.2, 29176 + 7, 39.6,55414 + 27,12.1, 648

100



= 5,3286%

Fk =

=



Fi k .x1 + F2k .x2 + F3k .x3 + F4k .x4 + Ftro .xtro

100



0, 75.72, 0012 + 6, 21.17, 5049 + 67, 06.2, 29176 + 2, 26.6,55414 + 4, 99.1, 648

100



=3,3943%

Ck =

=



Cik .x1 + C2k .x2 + C3k .x3 + C4k .x4 + Ctro .xtro

100



90, 28.72, 0012 + 4, 61.17,5049 + 3,17.2, 29176 + 3, 65.6,55414 + 6,58.1, 648

100



=66,2401%

GVHD: Lê Minh Sơn



19



Quá trình và thiết bị silicate 2



M ik .x1 + M 2k .x2 + M 3k .x3 + M 4k .x4 + M tro .xtro 0,84.72, 0012 + 0,93.17,5049 + 0,79.1, 648

=

= 0, 7738%

100

100



Mk =

Rk =



Rik .x1 + R2k .x2 0,12.72,0012 + 1,96.17,5049

=

= 0, 4392%

100

100



Sk =



Sik .x1 + S 2k .x2 0, 02.72,0012 + 1, 22.17,5049

=

= 0, 215%

100

100



CK k =

=



Nhóm 2



CK ik .x1 + CK 2k .x2 + CK 3k .x3 + CK 4k .x3 + CK tro .xtro

100



2, 04.72.0012 + 0, 61.17,5049 + 5,59.2, 29176 + 1, 07.6,55414 + 0, 21.1, 648

100



= 1,7771%

5.5.2. Tính kiểm tra các modun, hệ số:

100.C k

2,8.S k + 1,18A k + 0, 65.F k

100.66, 2401

=

= 95,14

2,8.21,8319 + 1,18.5,3286 + 0, 65.3,3943

L SF =



MA =



Ak 5,3286

=

= 1,56

F k 3,3943



MS =



Sk

21,8319

=

= 2,50

k

k

A +F

5,3286 + 3,3943



5.5.3. Tính kiểm tra thành phần khoáng của clinker:

C3S = 4,072.Ck – 7,602.Sk – 6,723 – 1,433.Fk

= 4,07.66,2401 – 7,6.21,8319 – 6,72.5,3286 – 1,42.3,3943 = 63,047%

C2S = 8,6.Sk + 5,07.Ak + 1,07Fk – 3,07.Ck

= 8,6.21,8319 + 5,07.5,3286 + 1,07.3,3943 – 3,07.66,2401 = 15,045%

C3A = 2,65.Ak – 1,7.Fk = 2,65.5,3286 – 1,7.3,3943 = 8,350%

C4AF = 3,04.Fk = 3,04.3,3943 = 10,3187%

Tổng 4 khống chính = 63,047 + 15,045 + 8,350 + 10,3187 = 96,7607%

5.5.4. Hàm lượng pha lỏng nóng chảy:

+ Tính theo thành phần khống:

L% = 1,12C3A + 1,35.C4AF = 1,12.8.350 + 1,35.10,3187 = 23,2822%

+ Tính theo thành phần hóa:

L1450 = 3.Ak + 2,25Fk + Mk + Rk

GVHD: Lê Minh Sơn



20



Quá trình và thiết bị silicate 2



Nhóm 2



= 3.5,3286 + 2,25.3,3943 + 0,7738 + 0,4392 = 24,836%

5.6. Tính thành phần hóa phối liệu, thành phần đóng góp của ngun liệu trong phối

liệu và tít phối liệu:

5.6.1. Phần đóng góp của nguyên liệu trong phối liệu

+ Đá vôi:

100 x1

.100%

100 − MKN10

X1 =

100 x3

100 x1

100 x2

100 x4

+

+

+

0

0

0

100 − MKN1 100 − MKN 2 100 − MKN 3 100 − MKN 40

100.72, 0012

.100%

123, 2264

100 − 41,57

=

=

.100% = 81, 239%

100.72, 0012 100.17,5049 100.2, 29176 100.6,55414 151, 6841

+

+

+

100 − 41,57

100 − 8, 72

100 − 2.69

100 − 5,36



+ Đất sét

100.17,5049

.100%

100 − 8, 72

X2 =

= 12.643%

151, 6841



+ Điatomit

100.6,55414

.100%

100 − 5,36

X3 =

= 4,565%

151, 6841



+ Quặng sắt

100.2, 29176

.100%

100 − 2, 69

X4 =

= 1,553%

151, 6841



5.6.2. Thành phần hóa của phối liệu

S10 . X 1 + S 20 . X 2 + S30 . X 3 + S 40 . X 4

S =

100

2, 66.81, 239 + 59,92.12, 643 + 19,5.1,553 + 81, 04.4,565

=

= 13, 739%

100

0



A10 . X 1 + A20 . X 2 + A30 . X 3 + A40 . X 4

A =

100

0,82.81, 239 + 17,18.12, 643 + 4, 03.1,553 + 7.4,565

=

= 3, 220%

100

0



GVHD: Lê Minh Sơn



21



Q trình và thiết bị silicate 2



Nhóm 2



F10 . X 1 + F20 . X 2 + F30 . X 3 + F40 . X 4

100

0, 44.81, 239 + 5, 67.12, 643 + 65, 26.1,553 + 2,14.4, 565

=

= 2,186%

100

F0 =



C10 . X 1 + C20 . X 2 + C30 . X 3 + C40 . X 4

100

52, 75.81, 239 + 4, 20.12, 643 + 3, 08.1,553 + 3, 45.4,565

=

= 43,59%

100



C0 =



M 10 . X 1 + M 20 . X 2

100

0, 49.81, 239 + 0,85.12, 643

=

= 0,506%

100

M0 =



R10 . X 1 + R20 . X 2

100

0, 07.81, 239 + 1, 79.12, 643

=

= 0, 283%

100

R0 =



S10 . X 1 + S 20 . X 2

100

0, 01.81, 239 + 1,11.12, 643

=

= 0,148%

100

S0 =



MKN10 . X 1 + MKN 20 . X 2 + MKN 30 . X 3 + MKN 40 . X 4

100

41,57.81, 239 + 8, 72.12, 643 + 2, 69.1,553 + 5,36.4, 565

=

= 35,16%

100

MKN 0 =



CK10 . X 1 + CK 20 . X 2 + CK 30 . X 3 + CK 40 . X 4

100

1,19.81, 239 + 0,56.12, 643 + 5, 44.1,553 + 1, 01.4,565

=

= 1,168%

100



CK 0 =



5.6.3. Tính tít phối liệu

T = 1,785.C0 + 2,09.M0 = 1,785.43,590 + 2,09.0,506 = 78,886%

6. Nhận xét

− Các kết quả tính tốn cho thấy các mo đun, hệ số ta chọn ban đầu là phù hợp

− Hàm lượng sau khi nung phối liệu tạo clinker là cao (63,047%) có thể đảm bảo

cho xi măng có cường độ yêu cầu (mác 40) nhưng cũng làm cho q trình nung

luyện khó khan hơn

− Bài phối liệu có đưa tro than vào nhưng số phương trình khơng đổi. Vế trái khơng

GVHD: Lê Minh Sơn



22



Q trình và thiết bị silicate 2



Nhóm 2



đổi nhưng vế phải thay đổi. Mặc dù vậy, các thông số của tro than đưa vào đều

tính được ngay nên hệ vẫn giải bình thường bằng phương pháp Gauss.

− Hàm lượng pha lỏng L = 24,836% là phù hợp cho quá trình tạo khống diễn ra

theo u cầu.

− Tít phố liệu T = 78,886% là phù hợp.

7. Tính cường độ của clinker

− Giả sử tổng hàm lượng kiềm có trong clinker gồm 2 loại là và . Giả thiết hàm

lượng của chúng là như nhau, ta có:

R k 0,4392

Na 2 O = K 2 O =

=

= 0,2196%.

2

2



Suy ra K = K 2 O + 1,52.Na 2 O = 0,2196 + 1,52.0,2196 = 0,5534%

MSO3 =



SO3

0,85.K



=



0,215

= 0,457 < 0,5

0,85.0,5534



Do đó : K s = 1,18.SO3 = 1,18.0,215 = 0,2537%

28

2

Vậy, Rn = 52 − 10.K s + 0,15.C 3 S = 52 − 10.0,2357 + 0,15.63,047 = 58,92( N / mm )



2

Cường độ xi măng là : R = 58,92.100 − 58,92.( 21 + 4) = 44,19( N / mm )



− Tiêu chuẩn xi măng PCB40 nhà máy dự định sản xuất theo tiêu chuẩn chất lượng

TCVN 6260-1997.

Bảng 7.1Tiêu chuẩn xi măng PCB40 của Việt Nam

Các yêu cầu kỹ thuật



PCB 40

2



Cường độ nén (N/mm ) :

+ 72 giờ ± 45 phút



≥ 18



+ 28 ngày ± 8 giờ



≥ 40



Thời gian đông kết:

+ Bắt đầu (phút)



≥ 45



+ Kết thúc (giờ)



≤ 420



GVHD: Lê Minh Sơn



23



Quá trình và thiết bị silicate 2



Nhóm 2



Độ nghiền mịn:

+ Phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09mm (%)



≤ 10



+Bề mặt riêng theo phương pháp Blaine (



≥ 2800



+ Độ ổn định thể tích theo phương pháp Le Chatelier (mm)



≤ 10



Hàm lượng SO3 (%)



≤ 3,5



8. Tính cân bằng vật chất của tồn nhà máy

8.1. Tiêu hao nguyên liệu khô lý thuyết cho 1 kg clinker

AC =



100

100

=

= 1,542(kg / kgCL)

0

100 − 35,16

100 − MKN



0

trong đó MKN là mất khi nung của phối liệu (%).



+ Tiêu hao đá vôi:

AC1 =



AC . X 1 1,542.81,239

=

= 1,253( kg / kgCL )

100

100



+ Tiêu hao đất sét :

AC2 =



AC . X 2 1,542.12,643

=

= 0,195( kg / kgCL )

100

100



+ Tiêu hao quặng sắt:

AC3 =



AC . X 3 1,542.1,553

=

= 0,024( kg / kgCL )

100

100



+Tiêu hao điatômit:

AC4 =



AC . X 4 1,542.4,565

=

= 0,070( kg / kgCL)

100

100



Với X1, X2, X3, X4 là phần trăm cấu tử trong phối liệu ở trạng thái khô.

8.2. Tiêu hao nguyên liệu ẩm lý thuyết (trạng thái ẩm tự nhiên)

Gọi là độ ẩm tự nhiên của đá vôi, đất sét, quặng sắt và điatômit

Cho W1 = 3 %, W3 = 4 % (II-85)

W2 = 10 % (II-80), W4 = 2 % (II-274).

+ Tiêu hao đá vôi:

Bb1 =



AC1 .100 1,253.100

=

= 1,292(kg / kgCL)

100 − W1

100 − 3



GVHD: Lê Minh Sơn



24



Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.docx) (31 trang)

×