Khoa Công Nghệ Năng Lượng
Môn Lò Công Nghiệp
Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Quốc Uy

Hà Nội 09-09-2020


Nhóm :Lò Công Nghiệp
Nhóm 1
Thành Viên :
Đặng Đức Anh
Trần Tiến Anh
Lê Hoàng Chiến
Bùi Danh Bảo
Trương Ngọc Báu

Đề tài tìm hiểu: : Lò quay xi măng


Lò Công Nghiệp

 Nội dung trình bày:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Chức năng, nhiệm vụ của lò
Cấu trúc cơ bản của lò
Nguyên lý làm việc của lò
Chế độ nhiệt của lò
Vật liệu xây lò
Các chỉ tiêu kỹ thuật của lò
Các biện pháp nâng cao hiệu quả làm việc của lò
Các vấn đề liên quan tới môi trường


Lò Công Nghiệp

 Giới thiệu chung
-Quy trình sản xuất xi măng là một quy trình sản xuất rất phức tạp, cần được thực hiện một cách tỉ mẩn
và cẩn thận


Lò Công Nghiệp

 1. Chức năng và nhiệm vụ
1.1 Nhiệm vụ
- Nung hỗn hợp đồng nhất được tạo thành từ nguyên liệu thô đã trải qua quá trình xử lý

1.2 Chức năng
- Chức năng chính của lò quay xi măng là sử dụng nhiệt của lò để thực hiện tuần tự các công việc như sấy,đốt nóng,
phân hủy cacbonat,kết khối,và làm nguội.
- Tạo thành clinker để phục vụ cho quá trình tiếp theo là nghiền mịn clinker rồi trộn thêm một lượng thạch cao để
tạo bột mịn



Lò Công Nghiệp

 2. Cấu trúc cơ bản
• Bao gồm các bộ phận chính
-Bộ phận chuẩn bị và cung cấp nguyên liệu
-Lò quay với các thiết bị truyền động
-Thiết bị cấp nhiệt bên trong và bên ngoài lò
-Thiết bị làm nguội clinker
-Thiết bị thông gió và lắng bụi
• Thông số chi tiết
-Thân lò làm bằng thép CT3, có độ dày 20÷70 mm; đường kính D đến 7 m hoặc lớn hơn; chiều dài L = 40 ÷230 m hay
lớn hơn. Góc nghiêng của lò 3÷50o , số vòng quay 0, 5÷ 9 vòng phút. Thân lò có thể chế tạo theo kiểu hàn hoặc tán
rivê. Đường kính lò thường có giá trị không đổi suốt chiều dài lò. Cũng có loại đường kính thu hẹp ở vùng phân tích
với mục đích giảm khối lượng sắt thép và gạch chịu lửa. Trong vỏ thép là lớp lót xây bằng gạch chịu lửa, đảm bảo
chịu mài mòn, nhiệt độ cao, ăn mòn hóa học, dao động nhiệt độ...Theo chiều dài lò người ta dùng nhiều loại vật liệu
khác nhau. Để tiết kiệm, có thể dùng gạch cách nhiệt giữa vỏ lò và gạch chịu lửa.


Lò Công Nghiệp

 2. Cấu trúc cơ bản
• Phân loại
-Theo kích thước
+, Lò ngắn (L/D<32)
+,Lò dài (L/D >32)
-Theo cấu tạo
+,Thiết bị trao đổi nhiệt bên trong
+,Thiết bị trao đổi nhiệt bên ngoài
-Theo phương pháp
+,Kiểu ướt ( phối liệu vào lò ở dạng bùn có độ ẩm từ 18-45%)

+,Kiểu khô (phối liệu có độ ẩm < 1%)
+,Kiểu bán khô ( độ ẩm phối liệu 12-18%)


Lò Công Nghiệp

 3. Nguyên lý làm việc của lò
-Quá trình truyền nhiệt trong lò quay diễn ra rất phức tạp bao gồm cả ba phương thức truyền nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu
và bức xạ. Các quá trình này chống chéo và ảnh hưởng đến nhau
-Ở chế độ bức xạ, hình dạng không gian lò không có ý nghĩa quyết định tới cường độ trao đổi nhiệt. Các tính chất
của ngọn lửa, của tường lò có ý nghĩa quyết định tới cường độ trao đổi nhiệt bức xạ.Tường lò, nóc lò có chức năng
quan trọng trong chế độ làm việc bức xạ, nó làm tăng hiệu quả trong đổi nhiệt bức xạ lên vài lần và mức độ tăng này
càng lớn khi độ đen của ngọn lửa càng nhỏ.Bề mặt trong của tường lò được coi như vật trung gian, thúc đẩy quá
trình trao đổi nhiệt giữa ngon lửa và vật nung. Bề mặt tường lò nhận sực bức xạ có chọn lọc từ ngọn lửa rồi biến
thành bức xạ xám đi qua lớp khí đên bề mặt vật nung
-Ở chế độ làm việc đối lưu, khi có sực trao đổi nhiệt đối lưu chiếm vị trí hàng đầu trong quá trình trao đổi nhiệt, trao
đổi nhiệt bức xạ yếu , có thể bỏ qua mà không mắc sai số lớn. Sự trao đổi nhiệt đối lưa được thực hiện giữa khí lò
chuyển động và vật nung. Ở chế độ chảy tầng, tốc độ của dòng khí nhỏ, quỹ đạo dòng chảy không cắt nhau.
Sau đây là sơ đồ lò xi măng theo phương pháp khô:


Lò Công Nghiệp

 3. Nguyên lý làm việc của lò
Các nguyên liệu được cân theo đơn phối liệu và được nghiền chung trong một máy
nghiền để nghiền mịn và trộn đều thành phối liệu :
Sau đó nguyên liệu được đưa vào hệ thống trao đổi nhiệt . Để tận dụng lượng nhiệt
thừa từ lò nung đốt nóng bột phối liệu, người ta đã thiết kế các hệ thống trao đổi
nhiệt bên trong lò. Các hệ thống trao đổi nhiệt trong lò là các cơ cấu bằng gốm hoặc
bằng kim loại,bao gồm hệ thống xylon nhiều tầng(hoặc bậc) mắc nối tiếp:

Lắp đặt cơ cấu trao đổi nhiệt trong lò với mục đích là phân chia vật liệu cấp cho lò
cũng như khí nóng trong lò thành 3 hoặc 4 khoang riêng biệt để tăng bề mặt tiếp xúc
và trao đổi nhiệt giữa khí nóng và vật liệu đạt hiệu quả cao hơn. Các cơ cấu trao đổi
nhiệt bằng gốm được lắp đặt ở vùng lò có nhiệt độ khí lò cao từ 1000-12000C, vùng
này có sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa nhiệt độ khí và nhiệt độ của bột liệu và do đó
tại vùng này sự trao đổi nhiệt đạt hiệu quả cao nhất.
Việc sử dụng các cơ cấu gốm lắp đặt trong lò làm tăng năng suất lò quay lên tới 812%, đồng thời làm giảm suất tiêu hao nhiệt riêng xuống từ 8-12%. Nhiệt độ khí thải
lò giảm xuống chỉ còn 600-6500C.


Lò Công Nghiệp

 3. Nguyên lý làm việc của lò
Nhiệt độ khí thải của các lò quay dài phương pháp khô có lắp đặt hệ thống xích
vào khoảng 380 - 4000C với dòng khí thải này, bột liệu cấp vào lò có hàm lượng
ẩm lên tới 13% thì vẫn được sấy khô mà không cần phải gia nhiệt thêm. 
Nhiệt độ khí thải của các lò quay dài phương pháp khô có lắp đặt hệ thống xích
vào khoảng 380 - 4000C với dòng khí thải này, bột liệu cấp vào lò có hàm lượng
ẩm lên tới 13% thì vẫn được sấy khô mà không cần phải gia nhiệt thêm. 
Sau khi qua hệ thống trao đổi nhiệt để nung sơ bộ, nguyên liệu được đưa vào lò
nung.Lò nung có vỏ ngoài bằng thép, vỏ bên trong là lớp gạch chịu lửa, dốc về
một phía giúp cho quá trình nung dễ dàng, đầu thấp hơn có ống vòi phun phun lửa
vào trong lò, làm nóng nguyên liệu cháy, đầu cao là nơi cung cấp clinke. Bên
ngoài thân lò là các vành bánh xe dẫn động giúp lò quay liên tục trong quá trinh
nung.
 Sau khi nung thu được clinke xi măng, clinke tiếp tục được đưa vào máy
nghiền xi măng, máy nghiền có các răng so le nhau để giúp cho việc nghiền xi
măng đạt hiệu quả cao nhất
Sau khi thêm các chất phụ gia, xi măng được đóng bao trở thành xi măng
thành phẩm.



Lò Công Nghiệp

 4. Chế độ nhiệt của lò
- Trình tự các quá trình nung hỗn hợp liệu ximăng bao gồm:
thoát hơi nước, nung nóng liệu, phân hóa các sản phẩm, giai đoạn tạo mới và làm
nguội sản phẩm. Đoạn lò ở phía đầu nạp nhiên liệu, vật liệu được gia nhiệt tới 90÷100 oC
và thoát khoảng 90% lượng ẩm. Tiếp theo là vùng sấy mà trong đó có các thiết bị TĐN
kim loại, nhiệt độvật liệu tăng đến 200÷250oC. Sau đó là vùng dehydrat, nhiệt độvật liệu
lên tới 450÷500 oC, các tạp chất hữu cơ trong liệu sẽ cháy và xảy ra phân hóa cao linit
kèm theo sự sinh hơi nước dính kết hóa học. Đoạn lò tiếp theo, vật liệu có nhiệt
độ500÷750 oC, gọi là vùng nung. Tiếp đến là vùng khử khí cacbonic (canxihóa), xảy ra sự
phân hủy cacbonat canxi và ma nhê bắt đầu ở nhiệt độ gần 700oC và kết thúc khi hơn
900oC.
- Sau giai đoạn phân hóa là giai đoạn tạo mới. Vùng đầu tiên trong giai đoạn này nhiệt độ
tăng lên 1300oC. Tiếp theo là vùng thiêu kết, nơi xảy ra sự nóng chảy các khoáng chất tạo
thành trước đó, nhiệt độ vật liệu tăng đến 1400÷1470oC. Ở trạng thái hai pha của vật liệu
sẽ tạo thành klinke, chủyếu là alit ( C3S).
- Ở phía đầu ra liệu vùng thiêu kết tiếp giáp với vùng làm nguội, nhiệt độ klinke trước khi
ra khỏi lò giảm xuống 1250÷1000 oC. Quá trình làm nguội kết thúc trong
buồng làm mát, khi klinke ra khỏi đây, nhiệt độ của nó chỉ còn khoảng 50÷300 oC.


Lò Công Nghiệp

 5. Vật liệu xây lò
5.1 Bố trí lớp lót vật liệu chịu lửa trong lò
- Các lò nung do nhiều hãng thiết kế với các cách bố trí khác nhau nhưng đều có xu thế chung là sử dụng
gạch cao nhôm cho phần đầu zôn làm nguội, và chuyển tiếp dưới, gạch Mg - Cr cho phần zôn nung, gạch

cao nhôm (hoặc manhezi Spinel) cho phần zôn chuyển tiếp trên, gạch cao nhôm cho vùng zôn an toàn và sa
môt cho vùng zôn phân huỷ.
- Trong quá trình xây lò các công ty đã có ít nhiều thay đổi để cho lớp lót chịu nhiệt của lò phù hợp hơn với
những đặc điểm về nguyên, nhiên liệu nhằm nâng cao tuổi thọ gạch, kéo dài thời gian chạy lò. Khu vực
miệng ra clinker và đầu vào bột liệu hầu hết các lò đã chuyển từ xây gạch sang bê tông chịu nhiệt, khu vực
chuyển tiếp trên và dưới của nhiều lò đã chuyển gạch cao nhôm sang xây gạch Mg - Spinel. Chiều dài của
các zôn cũng được điều chỉnh.


Lò Công Nghiệp

 5. Vật liệu xây lò
- Về các chủng loại gạch: Các công ty xi măng trong nhiều năm đã sử dụng nhiều loại gạch nhập từ nhiều nhà sản
xuất tại các nước: Tiệp Khắc, Nhật, Đức, Áo, Braxin, Thuỵ Điển... Hiện nay xu hướng lựa chọn của các công ty tập
trung chủ yếu sử dụng gạch của Refratechnik. Bên cạnh gạch nhập, các công ty đã sử dụng gạch nội để giảm chi phí:
Gạch cao nhôm, gạch samot, gạch RAK và một số loại bê tông chịu nhiệt. Chất lượng gạch cao nhôm và sa mốt nội
của nhiều nhà sản xuất trong nước: Gạch Thái Nguyên, gạch Cầu Đuống... được nâng cao do đầu tư công nghệ, thiết
bị đã sử dụng trong hầu hết các lò quay của các nhà máy xi măng thuộc Tổng Công ty, đã góp phần mang lại hiệu
quả kinh tế. Từ khi nhà máy gạch kiềm tính chuyển về Tổng Công ty các Công ty đã sử dụng một khối lượng lớn
gạch Mg - Cr, Mg - Spinel nội. Tuy gạch Mg – Cr (Vimag C) nội trong một chừng mực nào đó chưa đáp ứng được
yêu cầu của sản xuất, nhưng gạch Mg - Spinel (Vimag S) đã được xây trong nhiều lò nung đã có tuổi thọ tương
đương gạch nhập. Tuy nhiên, việc nâng cao chất lượng gạch là mục tiêu lâu dài cần phấn đấu của nhà máy gạch
kiềm tính.
- Về kích thước gạch: Đa số các lò nung hiện nay đang sử dụng theo tiêu chuẩn ISO và VDZ cho các chủng loại
gạhc kiềm tính, cao nhôm và samot. Tuy nhiên, một vài lò nung vẫn còn sử dụng các loại gạch theo kích thước
không theo tiêu chuẩn như các loại gạch Vimag S. Trong thời gian tới Nhà nước sẽ ban hành tiêu chuẩn Việt Nam:
TCVN cho các kích thước gạch cho lò quay, các công ty còn đang sử dụng loại gạch này sớm xem xét để chuyển đổi
cho phù hợp.
 



Lò Công Nghiệp

 5. Vật liệu xây lò
5.2 Kỹ thuật xây gạch và đổ bê tông chịu nhiệt
- Với các đặc điểm lò nung khác nhau về yêu cầu khi sửa chữa, nên hiện nay còn tồn tại các phương pháp xây gạch khác
nhau: sử dụng văng (đối với các lò đường kính nhỏ), kẹp, giàn xây (đối với các lò đường kính lớn). Một số công ty tự
xây gạch trong quá trình sửa chữa, một vài công ty không có đội chuyên xây lò nên đã thuê các đơn vị bên ngoài, nhưng
việc xây lò đều được giám sát chặt chẽ của các cán bộ kỹ thuật chuyên trách. Mỗi công ty đều có kinh nghiệm xây của
mình, qua đó trao đổi và phổ biến những kinh nghiệm tốt trong việc xây lò nhằm tìm ra phương pháp xây, chèn tối ưu để
có thể kéo dài tuổi thọ của gạch lò.
- Việc đổ bê tông chịu nhiệt các công ty đều thực hiện, tuân thủ đúng các yêu cầu về tỷ lệ nước, thời gian trộn theo
hướng dẫn của các nhà cung cấp. Vấn đề cần trao đổi là các công ty Hoàng Mai, Bỉm Sơn, Bút Sơn đã thay đổi chủng
loại bê tông, chủng loại và kích thước neo sử dụng tại một số vị trí như phần đầu ra clinker, vòi phun, một số vị trí hay
bám dính đã mang lại kết quả khả quan: kéo dài tuổi thọ của lớp lót, tránh lò khỏi dừng vặt vì vỡ bê tông, hạn chế được
bám dính. Những kinh nghiệm đó cần phổ biến để áp dụng rộng rãi cho các công ty sẽ mang lại hiệu quả kinh tế.
- Vì thời hạn lưu kho của bê tông chịu nhiệt ngắn hơn gạch kiềm tính, nên chăng chúng ta cần đặt mua riêng bê tông chịu
nhiệt không để chung với đơn hàng gạch, điều đó sẽ tốt hơn
- không? Nếu các công ty thống nhất được chủng loại bê tông chịu nhiệt sử dụng cho từng vị trí trong lò sẽ thuận tiện
trong việc hỗ trợ lẫn nhau khi cần thiết (như vay gạch của nhau khi thiếu).


Lò Công Nghiệp

 5. Vật liệu xây lò
5.3 Một số hư hỏng vật liệu chịu lửa trong lò
- Có rất nhiều nguyên nhân gây ra hư hỏng gạch chịu lửa và bê tông trong lò quay, vấn đề cần bàn là ảnh hưởng từ
việc xây lò. Hiện trạng của một số lò quay của chúng ta đã bị biến dạng vỏ sau nhiều lần đỏ, ôvan, khe hở giữa lò
và băng đa lớn... Các hạn chế đó được khắc phục tại các công ty bằng việc chèn vữa, nêm chèn...Việc làm mái che
cholò quay của xi măng Hoàng Thạch bước đầu cũng góp phần tăng tuổi thọ của gạch.

- Hiện tượng xoay vòng gạch, xô gạch, gãy đầu gạch... và một số nguyên nhân khác gây ra hỏng lớp VLCL trong
lò đã được nhiều công ty nêu ra nguyên nhân cần được tham khảo để rút kinh nghiệm chung để các công ty khác
có biện pháp phòng tránh.


Lò Công Nghiệp

 6. Các chỉ tiêu kỹ thuật của lò
- Về nhiên liệu: theo Hoàng Văn Phong [8], đá vôi dùng
làm nguyên liệu sản xuất xi măng Portland phải đảm bảo yêu cầu về hàm lượng các chất,
cụ thể: CaCO3 > 85% và MgCO3 < 5%; đất sét là thành phần nguyên liệu đứng thứ hai sau
đá vôi, hỗn hợp nguyên liệu đất sét dùng để sản xuất xi măng phải đảm bảo hàm lượng các
ôxít: SiO2 = 55  70%, Al2O3 = 10  24%, K2O + Na2O  3%
- Về nhiên liệu lỏng được sử dụng chủ yếu là dầu FO, có nhiệt trị cao, dễ cháy và khi đốt
không tạo tro. Trong công nghiệp, để đốt cháy nhiên liệu lỏng cần đưa chúng về dạng các
giọt sương có đường kính khoảng 0,05 đến 0,3 mm [24]. Để đốt dầu trong các lò quay xi
măng cần phải nung trước dầu đến nhiệt độ từ 100 đến 1100C. Trong thực tế sản xuất tại
Việt Nam, sử dụng dầu làm tăng giá thành sản phẩm, do đó dầu chủ yếu được sử dụng
trong giai đoạn nhóm lò hoặc đốt kết hợp với than khi cần thiết
- Vị trí lắp xích thường ở đoạn cuối lò, nơi bùn vào lò nhằm tăng bề mặt bốc hơi của bùn, lắng đọng bớt bụi
của dòng khí. Xích thường chế tạo từ thép 16-26mm. Chiều dài tổng cộng trong lò khoảng 6-8km với bề mặt
tác dụng khoảng 1500-3000.
- Thiết bị hâm lọc được đặt cách đầu lò phía bùn vào lò khoảng 3-5m.


Lò Công Nghiệp

 6. Các chỉ tiêu kỹ thuật của lò
- Theo lượng nhiệt tiêu tốn cho 1kg klinke của các lò quay hiện đại đang dùng được sắp xếp như sau:
+ Lò ngắn(60-80m) có xích (trao đổi nhiệt) 1800-2100kcal/kg

+ Lò ngắn(60-80m) có xích và thiết bị trao đổi nhiệt trước xích 1700-1800kcal/kg
+ Lò dài (100-150m) có xích 1650-1800 kcal/kg
+ Lò dài (100-150m) có xích và thiết bị trao đổi nhiệt trước xích 1450-1600kcal/kg
+ Lò dài (140-185m) 1350-1600 kcal/kg
+ Lò ngắn (60-100m) có thiết bị cô đặc bùn 1300-1450 kcal/kg
+ Lò ngắn (40-60m) có xích kalxinato. Liệu vào lò có độ ẩm W+12-14% (không kể nhiệt để sấy)
850-1100 kcal/kg
+ Lò ngắn (40-60m) có xyclon trao đổi nhiệt. Liệu vào lò là bột khô (không kể nhiệt để sấy)
900-1000 kcal/kg


Lò Công Nghiệp

 7. Các biện pháp nâng cao hiệu quả làm việc của lò
- Công suất của lò quay xi măng, chắc chắn không thể không nói đến 3 bộ phận chính là tháp trữ nhiệt
gắn với buồng phân hủy lò quay, ghi làm nguội.
- Việc sấy và nâng nhiệt cho hệ thống tháp TĐN được thực hiện kết hợp với việc sấy lò bằng cách sử
dụng khí lò và qui trình sấy nâng nhiệt của hệ thống lò.
Nhiên liệu và nguyên liệu được gia nhiệt ở buồng phân huỷ bởi dòng khí nóng có tốc độ cao và lơ lửng
trong buồng phân huỷ. Trong quá trình đốt cháy nhiên liệu và gia nhiệt, nguyên liệu được hấp thụ nhiệt và
phân huỷ, quá trình này xảy ra nhanh chóng ở vị trí lơ lửng. Nguyên liệu được phân huỷ gần như hoàn
toàn trước khi đi vào lò, còn dòng khí nóng đi lên để trao đổi nhiệt với nguyên liệu
- Nhiệm vụ của hệ thống ghi làm nguội clinker.
Mục tiêu là hạ nhanh nhiệt độ của clinker sau khi ra khỏi lò nung làm tăng hoạt tính của các khoáng
clinker, thu hồi nhiệt thải để cấp khí nóng cho buồng đốt calciner và máy nghiền than, clinker sau làm
nguội đến máy đập nhỏ rồi đưa lên đổ vào một silô hoặc các silô chứa cho công đoạn ủ tiếp theo.
Và tất nhiên tất cả các bộ phận này đều phải gắn với nguyên liệu, phối liệu đầu vào.


Lò Công Nghiệp


 8. Các vấn đề liên quan tới môi trường
- Có nhiều công đoạn gây ra ô nhiễm, tác động lớn tới môi trường trong nhà máy, tới tự nhiên và con người
xung quanh nhà máy
- Tiếng ồn chủ yếu phát sinh ở các phân xưởng đập, nghiền nguyên liệu. Tiếng ồn chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến
công nhân làm việc. Ngoài ra còn từ các xe vận chuyển nguyên liệu và thành phẩm
- Nguồn gây ô nhiễm nguồn nước, nước thải từ các quá trình làm nguội thiết bị có một lượng nhất định cặn  
lơ lửng.
- Ô nhiêm không khí :các nguyên vật liện và thành phẩm ra vào
- Ô nhiễm chất thải rắn
 
 


Lò Công Nghiệp

Cảm ơn thầy và các bạn đã lắng nghe