CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
XI MĂNG PORLAND

1
www.ximang.vn


Quá trình sản xuất XMP có thể tóm
tắt trong bốn phần công nghệ chính:
1 – Chuẩn bị nguyên liệu và phối liệu
2 – Nung phối liệu thành clinker
3 – Nghiền trộn chung clinker với các phụ
gia cần thiết thành XMP
4 – Bảo quản và tiêu thụ sản phẩm

2
www.ximang.vn


1 – Chuẩn bị nguyên liệu và phối
liệu:
Lựa chọn nguyên liệu có thành phần thích
hợp: đá vôi, đất sét và các phụ gia
gia.. Trên
cơ sở yêu cầu về chất lượng sản phẩm, tính
toán thành phần, phối trộn các nguyên liệu
theo tỷ lệ thích hợp.
 Phần gia công nguyên liệu chủ yếu là đập
nguyên liệu thô, sấy và nghiền thành
nguyên liệu mịn, phối liệu.


3
www.ximang.vn






Các thiết bị đặc trưng công đoạn này là các thiết
bị sấy và đập nghiền. Máy đập búa, đập hàm,
đập nón nghiền thô đá vôi. Đất sét có cỡ hạt
tương đối nhỏ, chỉ cần máy đập trục phá vỡ kết
tảng khi cần thiết. Các máy nghiền mịn thường
là máy nghiền bi hoặc máy nghiền đứng.
Theo độ ẩm của phối liệu khi vào lò nung, người
ta phân biệt phương pháp sản xuất là phương
pháp ướt, khô và bán khô.
4

www.ximang.vn


2 – Nung phối liệu thành clinker




www.ximang.vn


Để tạo clinker XMP, phải nung phối liệu ở nhiệt độ cao.
Trong phối liệu diễn ra một loạt các quá trình hóa lý như:
bay hơi ẩm, phân hủy cácbonát, tạo silicát, tạo pha lỏng,
phản ứng tạo khoáng và kết khối. Kết quả những biến
đổi tạo khối thành phần pha và những khoáng cần thiết
có khả năng kết dính. Thiết bị nung luyện là lò nung với
nhiệt độ nung phối liệu khoảng 14500C. Sản phẩm nung
luyện khi ra khỏi lò nung ở dạng cục sỏi nhỏ khoảng 20 –
30 mm được gọi là clinker.
Để clinker có thành phần khoáng ổn định cần thiết, cần
phải làm nguội nhanh trong các thiết bị làm nguội.
Như vậy, thiết bị đặc trưng công đoạn này là lò nung và
thiết bị làm nguội.
5


3 – Nghiền trộn chung clinker với các
phụ gia cần thiết thành XMP:








Trước khi nghiền cần ủ, tức là làm nguội tiếp clinker
trong silo và làm giảm lượng vôi tự do trong clinker.
Trong thời gian này, người ta có thể vận chuyển clinker
tới những trạm nghiền riêng biệt.

Để tăng cường tính chất nào dó cho XMP, phải trộn thêm
phụ gia trong quá trình nghiền. Phụ gia quan trọng nhất
là thạch cao (3 – 5%) có tác dụng làm giảm tốc độ đóng
rắn XMP.
Thiết bị đặc trưng công đoạn này:
-Các máy nghiền bi, máy nghiền đứng (nghiền mịn và
trộn đều),
-Silo bảo quản và thiết bị đóng gói bao bì.
6

www.ximang.vn


4 – Bảo quản và tiêu thụ sản
phẩm


Hệ thống các kho chứa, phương tiện vận chuyển
và các đại lý tiêu thụ sản phẩm nhanh, đảm bảo
chất lượng yêu cầu.

7
www.ximang.vn


CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT
CLINKER XMP









www.ximang.vn

Theo nguyên lý hoạt động của lò nung:
 Xi măng lò đứng
 Xi măng lò quay
Theo độ ẩm của phối liệu khi đưa vào lò nung: 4 pp:
 Phương pháp khô (0,5-1%: khô)
 Phương pháp bán khô (10-12%).
 Phương pháp bán ướt (16-21%).
 Phương pháp ướt (28-43%: bùn).
Ở VN:
Phương pháp khô (< 1%)
Phương pháp bán khô (12 – 18%: dạng viên).
Phương pháp ướt (18 – 45%: dạng bùn past)

8


Phương pháp bán khô với thiết bị nung lò
đứng (còn gọi là XM lò đứng)







www.ximang.vn

Phối liệu vào lò được vê thành viên (1020mm) với độ
ẩm 1216% cho vào nung trong lò đứng.
Nhiên liệu than cũng được tạo viên (25mm), đổ chung
lẫn vào viên phối liệu. Tốt nhất là dùng than cốc hoặc
than antraxit (ít tro, ít chất bốc tạo lửa ngắn). Than cháy
truyền nhiệt gần như trực tiếp cho viên phối liệu, vì vậy,
hiệu suất nhiệt rất cao.
Để tránh pha lỏng tạo thành quá nhiều ảnh hưởng không
tốt tới sự thông gió, hại tường lò, phối liệu XMP theo
phương pháp bán khô có modul silic cao, modul nhôm
MA = 1,51,7, hệ số bão hòa vôi tương đối thấp (KH =
0,860,88).
9


Phương pháp bán khô với thiết bị nung lò
đứng (còn gọi là XM lò đứng)






Nhược điểm:
Chất lượng clinker thấp, kém ổn định, năng suất
thấp, ô nhiễm môi trường.
Ưu điểm:

Vốn đầu tư thấp, dễ thay đổi công nghệ, dễ thay
đổi chủng loại sản phẩm.
Ở Việt Nam, XM lò đứng của các địa phương
cho sản lượng khoảng 2,5 – 3 triệu tấn XMP/năm
sẽ không được đầu tư tiếp tục.
10

www.ximang.vn


phương pháp ướt với thiết bị lò quay






Phối liệu được nghiền ướt thành dạng bùn (past, độ ẩm
tới 45
45%
%), đi vào lò quay từ đầu phía trên (đầu cao của lò)
trải qua một loạt các biến đổi hóa lý: sấy, đốt nóng, phân
hủy đất sét và sau đó là cácbonnát canxi, kết khối và làm
nguội nhanh thành clinker
clinker..
Lò quay là ống trụ dài 120 –150 m, đường kính 2,4 – 4m,
đặt nghiêng 4 – 60, quay với tốc độ 40 - 70 m/s
m/s.. Nhiên
liệu (bột than, dầu, khí) phun vào đốt trong lò theo hướng
ngược với chiều chuyển động của phối liệu.

Để tăng hiệu quả trao đổi nhiệt trong lò quay, người ta
thường lắp thêm các thiết bị trao đổi nhiệt phía trong lò
như xích sắt, thiết bị trao đổi nhiệt bằng gốm...

11
www.ximang.vn


III – 2 – SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XMP PHƯƠNG PHÁP ƯỚT
ĐÁ VÔ I

ĐẤT SÉ T

(Nổ mìn)

(mú c, xúc)

ôtô

QUẶ NG SẮ T
(FeS2)

Băng tải, bơm

H2O
Đậ p nghiề n

Bể bừa bù n

Silo chứa

Cân

Kho chứ a

Bể chứ a
Câ n, bơm

Cân

Cá t

MÁ Y NGHIỀ N BI ƯỚ T

Bể chứ a
-điều chỉnh
-tồ n trữ

Nhiê n liệ u
-Than mịn,
-Dầu

Sấy
Bơm

LÒ QUAY
(1450 0C)

Clinker
0
1250 C


Xuấ t
clinker

Là m nguộ i nhanh
-Thiế t bị hà nh tinh
-Thiế t bị kiể u ghi

Clinker, 1000C
Nghiền sơ bộ

Phụ gia
-Thạch cao

Silo
(ủ û )

-Đất, đá núi lửa

MÁ Y NGHIỀ N MỊN

www.ximang.vn

(nghiền bi, nghiề n đứng)

Ximă ng

Silo
chứ a


Đó ng bao
Tiêu thụ

12


phương pháp ướt với thiết bị lò quay







Phương pháp ướt chỉ còn áp dụng khi nguyên liệu
khai thác ban đầu có độ ẩm rất cao, nguyên liệu cung
cấp CaO không cứng, dễ tạo huyền phù khi nghiền ướt
(đất sét từ sông, hồ, đầm lầy; đá vôi từ vỉa ngầm có độ
ẩm rất cao)
Nhược điểm:
Lò phải dài đủ để mất nước, năng lượng tiêu tốn cao, môi
trường không đảm bảo.
Ưu điểm:
Cho XM có chất lượng cao do quá trình nghiền ướt cho
độ mịn và độ đồng nhất phối liệu cao.

13
www.ximang.vn



phương pháp khô với thiết bị lò quay







nhằm tăng hiệu quả trao đổi nhiệt ở mức cao nhất trong
lò quay nung clinker XMP.
Các quá trình biến đổi hóa lý của phối liệu khô (độ ẩm <
1%) xảy ra chủ yếu ở pha rắn (sấy, đốt nóng, phân hủy
cácbonát canxi) được thực hiện trong những thiết bị đặc
biệt gọi là hệ thống trao đổi nhiệt kiểu treo. Phần phản
ứng pha lỏng (tạo pha lỏng, kết khối tạo clinker, làm
nguội) thực hiện nốt trong phần lò quay.
Nhược điểm:
Trước đây, chất lượng có thấp hơn phương pháp ướt.
Ưu điểm: lò quay được giảm bớt chiều dài (còn khoảng
60 –80m), năng lượng tiết kiệm hơn nhiều so với nung
clinker bằng phương pháp ướt. Vấn đề môi trường cũng
được coi là dễ giải quyết hơn.
14

www.ximang.vn









Một thời, chất lượng clinker sản xuất bằng phương pháp
ướt được coi là tốt hơn clinker phương pháp khô, chủ yếu
do khi nghiền ướt, phối liệu được trộn đều, phản ứng tốt
hơn.
Hiện nay, kỹ thuật đồng nhất hóa bằng khí nén trong sản
xuất clinker hoàn thiện hơn rất nhiều.
Sản xuất clinker XMP phương pháp khô là phương
pháp chủ yếu hiện nay trên thế giới, cũng như ở Việt
Nam.
Phương pháp ướt chỉ tồn tại ở những nhà máy cũ, hoặc
trong những điều kiện đặc biệt thuận lợi về khai thác
nguyên liệu.

15
www.ximang.vn


II – 3 – SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤ T XMP PHƯƠNG PHÁ P KHÔ:
ĐÁ VÔI

ĐẤ T SÉ T

PHỤ GIA
FeS2

Nổ mìn,
khoan


Nghiề n trục

Đậ p nghiề n

Kho chứ a

Đậ p , nghiền

Kho chứa

câ n

Kho chứ a
câ n

câ n

SẤ Y NGHIỀ N
LIÊ N HP

câ n

CÁ T

Nếu cầ n bổ sung

SILO CHỨA
(đồng nhất hó a phối liệ u)


Nhiê n liệ u

LÒ NUNG
(14500C)

clinker
MÁ Y LÀM
NGUỘI

Thạ ch cao

Đậ p, nghiền
Nghiề n sơ bộ

Phụ gia
Silo ủ clinker
Câ n

Xuấ t clinker

Đập nghiề n
Câ n

www.ximang.vn

NGHIỀ N MỊN

Đó ng bao
Tiê u thụ


16


Traditional Manufacture of
Portland Cement

1. Stone is first reduced to 125 mm (5 in.)
size, then to 20 mm (3/4 in.), and stored.
www.ximang.vn


2. Raw materials are ground to powder and blended.

or
2. Raw materials are ground, mixed with water to form slurry,
and blended.


3. Burning changes raw mix chemically into cement clinker.

www.ximang.vn


4. Clinker with gypsum is ground into portland cement and
shipped.

www.ximang.vn


Dry Process Manufacture

of Portland Cement

1. Stone is first reduced to 125 mm (5 in.)
size, then to 20 mm (3/4 in.), and stored.
www.ximang.vn


2. Raw materials are ground,
to powder and blended.

www.ximang.vn


3. Burning changes raw mix chemically into clinker. Note
four stage preheater, flash furnaces, and shorter kiln.

www.ximang.vn


4. Clinker with gypsum is ground into portland cement and
shipped

www.ximang.vn


25
www.ximang.vn