Môc lôc
Sè trang
Më ®Çu
3
PhÇn I :Lîc giíi thiÖu vÒ xi m¨ng Poocl¨ng
4
I. C¸c kh¸i niÖm
4
II. Thµnh phÇn kho¸ng ho¸ cña clinker XMP
5
III. Qu¸ tr×nh ho¸ lý khi nung luyÖn
9
IV. C¸c tÝnh chÊt cña XMP
10
V. Qu¸ tr×nh hydrat ho¸ vµ ®ãng r¾n
12
PhÇn II : Lîc giíi thiÖu t×nh h×nh ph¸t triÓn cña ngµnh c«ng nghiÖp xi
m¨ng thÕ giíi vµ ViÖt Nam
18
I. Sù ph¸t triÓn cña xi m¨ng vµ ph¬ng híng chung cña thÕ giíi
18
II. Sù ph¸t triÓn cña xi m¨ng ViÖt Nam vµ ®Þnh híng cña ngµnh ®Õn n¨m 2010
PhÇn III : Lùa chän ®Þa ®iÓm x©y dùng nhµ m¸y
23
I. C¸c yªu cÇu khi lùa chän ®Þa ®iÓm
23
II. Giíi thiÖu vÒ ®Þa ®iÓm x©y dùng nhµ m¸y
25
III. ¦u nhîc ®iÓm cña ®Þa ®iÓm x©y dùng nhµ m¸y xi m¨ng Tam §iÖp 27
PhÇn IV : TÝnh to¸n bµi phèi liÖu
31
I. Chän modun hÖ sè
31
II. Chän sè nguyªn liÖu
32
III. Quy vÒ nguyªn liÖu khi ®· nung 100 % vµ tÝnh lîng tro trong clinker
34
IV. Dùng vµ gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh
35
V. TÝnh kiÓm tra
35
VI. TÝnh thµnh phÇn ho¸ phèi liÖu, thµnh phÇn ®ãng gãp cña nguyªn liÖu trong
phèi liÖu vµ tÝt phèi liÖu
37
VII. NhËn xÐt
39
VIII. TÝnh cêng ®é xi m¨ng
40
PhÇn V : TÝnh c©n b»ng vËt chÊt cña toµn nhµ m¸y
41
PhÇn VI : TÝnh c©n b»ng vËt chÊt cña hÖ thèng lß
46
I. TÝnh chän lß nung
46
II. TÝnh qu¸ tr×nh ch¸y nhiªn liÖu
48
III. ThiÕt lËp c©n b»ng vËt chÊt lß nung
51
PhÇn VII : TÝnh nhiÖt lý thuyÕt t¹o clinker vµ c©n b»ng nhiÖt cña hÖ thèng
lß
56
I. TÝnh nhiÖt lý thuyÕt t¹o clinker
56
1
II. TÝnh c©n b»ng nhiÖt cña hÖ thèng lß
PhÇn VIII : TÝnh vµ lùa chän mét sè thiÕt bÞ chÝnh trong d©y chuyÒn s¶n
xuÊt
I. Ph©n xëng lß nung
II. Ph©n xëng nguyªn liÖu
III. Ph©n xëng nghiÒn vµ ®ãng bao
IV. Ph©n xëng nhiªn liÖu
V. ThiÕt lËp d©y chuyÒn c«ng nghÖ
KÕt luËn
Tµi liÖu tham kh¶o
59
64
64
76
87
94
96
98
99
Më ®Çu
§Êt níc ta ®ang trong thêi kú ®æi míi, tõng bíc xo¸ bá l¹c hËu nghÌo nµn do
vËy §¶ng vµ ChÝnh phñ ®· ®Þnh râ ®êng lèi ph¸t triÓn kinh tÕ theo híng C«ng
nghiÖp ho¸, HiÖn ®¹i ho¸ vËn ®éng theo c¬ chÕ thÞ trêng. §Ó t¹o tiÒn ®Ò v÷ng
ch¾c ®a ®Êt níc tiÕn lªn CNXH trong t¬ng lai gÇn, chóng ta ph¶i cã c¬ së h¹ tÇng
vµ thîng tÇng kiÕn tróc ®¶m b¶o cho c¸c ngµnh nghÒ ph¸t triÓn.
Ngay sau ngµy níc nhµ thèng nhÊt, ®Ó kh«i phôc kinh tÕ, nhiÒu c¬ së h¹ tÇng
®îc x©y dùng, nhiÒu c«ng tr×nh hiÖn ®¹i mäc lªn ®¸p øng bíc ®Çu qu¸ tr×nh ph¸t
triÓn ®Êt níc. Song song víi tiÕn tr×nh ®ã, nhu cÇu vÒ c¸c chÊt kÕt dÝnh phôc vô
x©y dùng c¸c c«ng tr×nh nh : thuû ®iÖn, cÇu cèng, ®êng x¸, thuû lîi, nhµ ë…ngµy
cµng t¨ng. §Õn nay, cïng víi sù t¨ng trëng kinh tÕ m¹nh mÏ, tèc ®é ®« thÞ ho¸
ngµy cµng lín ®ßi hái mét lîng kh«ng nhá s¶n phÈm c¸c chÊt kÕt dÝnh, trong ®ã
cã xi m¨ng. MÆc dï s¶n lîng vµ chÊt lîng xi m¨ng ®îc c¶i thiÖn nhiÒu trong thêi
gian qua nhng vÉn kh«ng ®¸p øng nhu cÇu sö dông trong níc. §Ó tiÕn tíi cung
cÊp ®ñ lîng xi m¨ng phôc vô cho ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi, mét phÇn tham gia
2
xuÊt khÈu nh»m t¨ng tû träng cña ngµnh th× viÖc ®Çu t x©y dùng c¸c nhµ m¸y míi
vµ c¶i t¹o c¸c nhµ m¸y hiÖn cã lµ cÇn thiÕt.
Víi néi dung ®ã, em ®îc giao thiÕt kÕ nhµ m¸y s¶n xuÊt xi m¨ng sö dông lß
quay ph¬ng ph¸p kh« víi c«ng suÊt 1,4 triÖu tÊn xi m¨ng PCB 40/ n¨m(10% phô
gia ®Çy, 11% phô gia kho¸ng ho¹t tÝnh).
PhÇn I : Lîc giíi thiÖu vÒ xi m¨ng poãc l¨ng
I. C¸c kh¸i niÖm :
1. Xi m¨ng Poãc l¨ng (XMP) :
Lµ s¶n phÈm nghiÒn mÞn cña hçn hîp gåm clinker XMP vµ th¹ch cao
(CaSO4.2H2O) (3 5%). Ngoµi ra cã thÓ cã phô gia c«ng nghÖ (phô gia trî
nghiÒn, phô gia b¶o qu¶n).
2. Xi m¨ng Poãc l¨ng hçn hîp (PCB) :
Lµ s¶n phÈm nghiÒn mÞn cña hçn hîp gåm clinker XMP, th¹ch cao (3
5%) vµ phô gia hçn hîp (< 40%).Trong ®ã, phô gia ®Çy(lêi) kh«ng vît qu¸ 20%.
Ngoµi ra cã thÓ cßn cã phô gia c«ng nghÖ.
3. Clinker XMP :
Lµ s¶n phÈm thu ®îc sau khi nung ®Õn kÕt khèi hçn hîp nguyªn liÖu chñ
yÕu gåm ®¸ v«i vµ ®Êt sÐt. Trong s¶n phÈm nµy, kho¸ng chÝnh lµ c¸c kho¸ng
silic¸t canxi cã ®é baz¬ cao.
4. Phô gia xi m¨ng :
4.1. Phô gia hçn hîp : lµ hçn hîp cña hai lo¹i phô gia ®Çy vµ phô gia kho¸ng
ho¹t tÝnh.
+ Phô gia ®Çy : lµ chÊt ®én ®a vµo víi môc ®Ých t¨ng s¶n lîng xi m¨ng,
gi¶m gi¸ thµnh s¶n phÈm. Nã kh«ng tham gia ph¶n øng trong qu¸ tr×nh ®ãng r¾n
sau nµy cña xi m¨ng.
+ Phô gia kho¸ng ho¹t tÝnh : lµ c¸c lo¹i phô gia ®a vµo nh»m c¶i thiÖn mét
hoÆc mét sè tÝnh chÊt nµo ®ã cña xi m¨ng. Phô gia nµy tham gia mét phÇn vµo
c¸c ph¶n øng sau nµy trong qu¸ tr×nh ®ãng r¾n xi m¨ng.
4.2. Phô gia c«ng nghÖ : cã t¸c dông c¶i thiÖn tÝnh chÊt xi m¨ng nh»m ®¸p øng
c¸c yªu cÇu sö dông hoÆc cã phô gia t¨ng cêng qu¸ tr×nh nghiÒn, vËn chuyÓn,
®ãng bao vµ b¶o qu¶n (hµm lîng < 1%).
II. Thµnh phÇn kho¸ng ho¸ cña clinker XMP :
II.1. Thµnh phÇn ho¸ :
3
C¸c «xit chÝnh : CaO, SiO2, Fe2O3, Al2O3.
C¸c «xit kh¸c : MgO, R2O, Cr2O3, MnO, TiO2, SO3,…
C¸c «xit chÝnh chiÕm 95 97 %.
1. ¤xit canxi CaO :
+ Hµm lîng trong clinker : 62 69%.
+ Tham gia t¸c dông víi c¸c «xit chÝnh kh¸c t¹o kho¸ng chÝnh trong
clinker XMP (C3S, C2S, C3A, C4AF) .
+ NÕu sau khi h×nh thµnh clinker mµ CaO vÉn tån t¹i ë d¹ng tù do (kh«ng
t¹o kho¸ng víi «xit kh¸c) th× CaO tù do sÏ g©y mÊt æn ®Þnh thÓ tÝch
cña ®¸ xi m¨ng hoÆc bª t«ng do cã ph¶n øng sau :
CaOtd + H2O = Ca(OH)2 + V
+ NhiÒu CaO ta thu ®îc clinker cho XMP ®ãng r¾n nhanh, to¶ nhiÒu nhiÖt
vµ kÐm bÒn trong m«i trêng x©m thùc.
2. ¤xit Silic SiO2 :
+ Hµm lîng trong clinker : 17 26%.
+ Chñ yÕu t¸c dông víi CaO t¹o c¸c kho¸ng Silicat Canxi(C3S, C2S).
+ NÕu trong clinker tån t¹i SiO2 tù do sÏ kÐo theo CaO tù do t¨ng.
+ NÕu trong clinker cã nhiÒu SiO2 sÏ cho XMP ®ãng r¾n chËm, to¶ Ýt nhiÖt,
bÒn trong m«i trêng x©m thùc, cêng ®é vÒ l©u dµi lµ cao.
3. ¤xit nh«m Al2O3 :
+ Hµm lîng trong clinker : 4 10%.
+ Chñ yÕu t¸c dông víi Fe2O3 vµ CaO t¹o c¸c kho¸ng nãng ch¶y(C 3A,
C4AF).
+ NÕu trong clinker cã nhiÒu «xit nh«m th× sÏ cho XMP ®ãng r¾n nhanh,
to¶ nhiÒu nhiÖt, kÐm bÒn trong m«i trêng x©m thùc.
4. ¤xit s¾t Fe2O3 :
+ Hµm lîng trong clinker : 0,1 5%.
+ Tham gia ph¶n øng víi CaO, Al2O3 t¹o c¸c kho¸ng alumo ferit canxi(CF,
C4AF).
+ NÕu trong clinker cã nhiÒu «xit s¾t sÏ lµm cho nhiÖt ®é nung h¹ thÊp,
cho XMP bÒn trong m«i trêng x©m thùc vµ b¨ng gi¸. Cêng ®é vÒ l©u dµi kh«ng
cao.
5. ¤xit magiª MgO :
+ Hµm lîng trong clinker : 0 4%.
4
+ Cã mÆt trong mét sè dung dÞch r¾n hoÆc n»m trong pha thuû tinh, hoÆc ë
d¹ng «xit tù do. Tinh thÓ MgO tù do nguy hiÓm h¬n CaOtd (tinh thÓ periclaz¬).
6. ¤xit kiÒm R2O :
+ Hµm lîng trong clinker : 0,2 2%. Yªu cÇu Na2O + K2O < 1%.
+ Tham gia t¹o mét sè kho¸ng chøa kiÒm hoÆc gèc lµ c¸c kho¸ng chÝnh
cña clinker XMP.
+ KiÒm nhiÒu trong clinker sÏ cho XMP cêng ®é thÊp, kh«ng æn ®Þnh vÒ
mÆt thÓ tÝch, g©y khã kh¨n trong vËn hµnh lß nhÊt lµ lß quay ph¬ng ph¸p kh« cã
cyclone trao ®æi nhiÖt. Ngoµi ra xi m¨ng ®i tõ clinker nµy g©y ¨n mßn cèt thÐp,
loang mµu trªn c¸c bÒ mÆt trang trÝ.
7. ¤xit lu huúnh SO3 :
+ Hµm lîng trong clinker : 0 1%.
+ Lµm gi¶m sè kho¸ng chÝnh cña clinker XMP.
+ DÔ bay h¬i trong vïng nhiÖt ®é cao, sau ®ã dÔ dµng t¸c dông víi kiÒm
t¹o hîp chÊt nãng ch¶y ë nhiÖt ®é thÊp dÉn ®Õn vËn hµnh lß kh«ng æn
®Þnh.
+ NhiÒu SO3 lµm gi¶m cêng ®é l©u dµi cña XMP.
II.2. Thµnh phÇn kho¸ng :
Trong clinker cã 95 97 % lµ 4 kho¸ng chÝnh. Bèn kho¸ng ®ã chia lµm 2 nhãm :
+ Kho¸ng khã nãng ch¶y : C3S (3CaO.SiO2), C2S (2CaO.SiO2) chiÕm 72
85 %.
+ Kho¸ng nãng ch¶y : C3A(3CaO.Al2O3), C4AF(4CaO.Al2O3.Fe2O3).
Cã 3 5 % kho¸ng kh¸c vµ c¸c «xit tù do.
Trong clinker cã 2 d¹ng tån t¹i : tinh thÓ vµ v« ®Þnh h×nh (pha thuû tinh) :
_Pha tinh thÓ : C3S, C2S, CaOtd, MgOtd,…
_Pha thñy tinh : C3A, C4AF,…
1. Kho¸ng C3S (3CaO.SiO2) :
+ Hµm lîng trong clinker : 40 60%.
+ Khèi lîng riªng : 3,28 (g/cm 3 ).
+ C3S tinh khiÕt chØ tån t¹i trong phßng thÝ nghiÖm. Trong ®iÒu kiÖn c«ng
nghiÖp, C3S tån t¹i díi d¹ng dung dÞch r¾n (bÒn trong vïng nhiÖt ®é thÊp) gäi lµ
AlÝt víi c«ng thøc gÇn ®óng : C54S16AM.
+ C3S bÒn trong vïng nhiÖt ®é 1250 1900 0 C. Trªn 1900 0 C, C3S nãng
ch¶y. Díi 1250 0 C, C3S ph©n huû theo ph¶n øng sau :
5
C
C3S 1250 C2S + CaO
+ C3S tinh khiÕt cã d¹ng lôc gi¸c ®Òu.
+ C3S lµ kho¸ng ®ãng r¾n nhanh, to¶ nhiÒu nhiÖt khi hydrat ho¸, cho XMP
cã m¸c cao nhng kh«ng bÒn trong m«i trêng x©m thùc.
+ NhiÒu C3S , qu¸ tr×nh nung luyÖn trë nªn khã kh¨n h¬n.
2. Kho¸ng C2S (2CaO.SiO2) :
+ Hµm lîng trong clinker : 25 32%.
+ C2S tinh khiÕt chØ tån t¹i trong phßng thÝ nghiÖm. Trong c«ng nghiÖp,
C2S tån t¹i ë d¹ng dông dÞch r¾n bÒn gäi lµ BªlÝt.
+ C2S cã 4 d¹ng thï h×nh :
* D¹ng : tån t¹i trong vïng nhiÖt ®é 1425 2130 0 C. Khèi lîng riªng
0
3,04 (g/cm 3 ).
* D¹ng , : tån t¹i trong vïng nhiÖt ®é 830 1425 0 C, nÕu t 0 > 1425 0 C
th× chuyÓn thµnh d¹ng . Khèi lîng riªng 3,40 (g/cm 3 ).
* D¹ng : tån t¹i trong vïng nhiÖt ®é 675 830 0 C. Khèi lîng riªng
3,28 (g/cm 3 ). Tuy nhiªn, qu¸ tr×nh chuyÓn , thµnh phô thuéc tèc ®é lµm
l¹nh. Díi 830 0 C, nÕu lµm l¹nh nhanh th× chuyÓn vÒ d¹ng , ngîc l¹i lµm l¹nh
chËm chuyÓn vÒ d¹ng kÌm theo t¨ng thÓ tÝch 10% g©y t¶ clinker.
* D¹ng : tån t¹i trong vïng nhiÖt ®é < 675 0 C. Khèi lîng riªng
2,98 (g/cm 3 ).
Trong 4 d¹ng thï h×nh trªn, ho¹t tÝnh thuû lùc gi¶m dÇn tõ xuèng .Trong
®iÒu kiÖn thêng, kh«ng cã ®îc d¹ng vµ d¹ng , , cßn d¹ng hÇu nh kh«ng cã
ho¹t tÝnh thuû lùc.
+ §Ó cã _C2S ë ®iÒu kiÖn thêng, ngêi ta chuyÓn nã vµo dung dÞch r¾n
mµ nÒn lµ _C2S` hoÆc lµm l¹nh rÊt nhanh qua vïng 675 0 C.
+ Kho¸ng C2S ®ãng r¾n chËm t¹o s¶n phÈm ®ãng r¾n bÒn trong m«i trêng
x©m thùc, cêng ®é vÒ l©u dµi cao.
3. Kho¸ng C3A(3CaO.Al2O3) :
+ Hµm lîng trong clinker : 5 15%.
+ Khèi lîng riªng : 3,04 (g/cm 3 ).
+ Lµ kho¸ng chñ yÕu trong d·y dung dÞch r¾n : C 3A, C5A3,C12A8, CA, CA2,
CA6.
6
+ C3A cã cÊu tróc xèp, ph¶n øng nhanh víi níc, to¶ nhiÒu nhiÖt kh«ng bÒn
trong m«i trêng x©m thùc.
4. Kho¸ng C4AF(4CaO.Al2O3.Fe2O3) :
+ Hµm lîng trong clinker : 10 18%.
+ Khèi lîng riªng : 3,77 (g/cm 3 ).
+ Lµ kho¸ng chñ yÕu trong d·y c¸c dung dÞch r¾n c¸c kho¸ng tõ C 6A2F
®Õn C6AF2.
+ Kho¸ng C4AF ®ãng r¾n chËm, to¶ Ýt nhiÖt khi ®ãng r¾n, cho XMP cã cêng ®é thÊp nhng s¶n phÈm ®ãng r¾n bÒn trong m«i trêng x©m thùc, b¨ng gi¸.
5. Kho¸ng chøa kiÒm :
K2O.23CaO.12SiO2 (KC23S12) 12C2S.
Na2O.8CaO.3Al2O3 (NC8A3) 3C3A.
ViÖc t¹o ra c¸c kho¸ng nµy lµm gi¶m ®¸ng kÓ hµm lîng c¸c kho¸ng chÝnh.
Chóng sÏ bÞ ph©n huû khi cã mÆt CaSO4 trong hÖ nung :
Na2O.8CaO.3Al2O3 + CaSO4 = NaSO4 + 9C3A
K2O.23CaO.12SiO2 + CaSO4 = K2SO4 + 12C2S
6. C¸c «xit tù do : CaO cã thÓ kh«ng n»m trong c¸c kho¸ng mµ n»m ë d¹ng tù
do.
7. Pha thuû tinh :
+ Hµm lîng trong clinker : 4 10% phô thuéc tèc ®é lµm l¹nh vµ thµnh
phÇn ho¸ cña phèi liÖu.
+ Pha thuû tinh chñ yÕu chøa phøc silic ngoµi ra cßn cã «xit kim lo¹i. Lµm
l¹nh nhanh cã nhiÒu thµnh phÇn h¬n lµm l¹nh chËm .
II.3. Quan hÖ gi÷a thµnh phÇn hãa vµ thµnh phÇn kho¸ng cña clinker XMP
CK = 0,7369.C3S + 0,6512.C2S + 0,6227.C3A + 0,4616.C4AF (%)
SK = 0,2631.C3A + 0,3488.C2S (%)
AK = 0,3773.C3A + 0,2098.C4AF (%)
FK = 0,3286.C4AF (%).
C3S = 4,07.CK – 7,6.SK – 6,72.AK – 1,42.FK (%)
C2S = 8,6.SK + 5,07.AK + 1,07.FK – 3,07.CK (%)
C3A = 2,65.AK – 1,7.FK (%)
C4AF = 3,04.FK (%).
III. Qu¸ tr×nh ho¸ lý khi nung luyÖn :
NhiÖt ®é
Qu¸ tr×nh
Ph¶n øng
T¸ch níc tù do
H2OL H2Oh
< 100 0 C
7
Bay h¬i níc hÊp phô
H2OL H2Oh
MÊt níc ho¸ häc (ph©n huû AS H AS + 2H
2 2
2
h
Caolinit)
Ph©n huû MªtaCaolinit
AS2 AS + S
600 900 0 C
HoÆc AS2 A + 2S
0C
Ph©n huû ®¸ v«i, t¹o kho¸ng CaCO CaO + CO
600 1000
3
2
CS, CA
C + S CS
C + F CF
C + A CA
CA + 2C C3A
800 1300 0 C T¹o kho¸ng C2S, C3A, C4AF
CS + C C2S
C3A + CF C4AF
0C
T¹o kho¸ng C3S
C2S + Ctd C3S
1250 1450
Trong hÖ thèng lß còng diÔn ra ®ñ tÊt c¶ c¸c qu¸ tr×nh trªn :
T¹i cyclone tÇng 1 : MÊt níc lý häc.
T¹i cyclone tÇng 2,3 : Ph©n huû Caolinit.
T¹i cyclone tÇng 4,5 : Ph©n huû mét phÇn ®¸ v«i (< 15%).
Phèi liÖu ë cyclone tÇng 4 vµo calciner, sau ®ã vµo cyclone tÇng 5 råi ®îc ®a vµo
lß quay. VËt liÖu can xi ho¸ tíi 90 95% tríc khi vµo lß. Cã mét lîng nhá
kho¸ng ®· t¹o ra trong calciner vµ cyclone tÇng 5. T¹i Calciner, 80% ®¸ v«i ®îc
ph©n huû, sau ®ã bét liÖu ph©n huû nèt trong lß vµ x¶y ra qu¸ tr×nh t¹o kho¸ng.
Lß quay ®îc chia lµm 3 khu vùc chÝnh :
* PhÇn ®Çu lß : t¹o kho¸ng C2S, C3A, C4AF (z«n ph¶n øng to¶ nhiÖt).
* PhÇn gi÷a lß : t¹o kho¸ng C3S (z«n nung).
* PhÇn cuèi lß : z«n lµm nguéi.
IV. C¸c tÝnh chÊt cña XMP :
1. Khèi lîng thÓ tÝch :
§èi víi XMP, khèi lîng thÓ tÝch d¹ng t¬i lµ 900 1100 (g/l). Cßn ë
d¹ng chÆt, khèi lîng thÓ tÝch lµ 1400 1700 (g/l).
2. §é mÞn :
Xi m¨ng nghiÒn mÞn sÏ ¶nh hëng ®Õn lîng níc tiªu chuÈn, tèc ®é ninh kÕt
vµ ®ãng r¾n. §Æc biÖt xi m¨ng nghiÒn cµng mÞn sÏ cã kh¶ n¨ng t¨ng m¸c cña xi
m¨ng. Xi m¨ng nghiÒn mÞn cêng ®é ph¸t triÓn nhanh trong nh÷ng ngµy ®Çu cña
qu¸ tr×nh ®ãng r¾n. §¸nh gi¸ ®é mÞn cña xi m¨ng b»ng ®é sãt sµng 008 (< 15%)
100 400 0 C
400 750 0 C
hoÆc b»ng tû diÖn (bÒ mÆt riªng cm 2 /g). Xi m¨ng portland th«ng thêng cã S =
2500 3000 cm 2 /g.
8
3. Lîng níc tiªu chuÈn :
Lîng níc tiªu chuÈn cßn gäi lµ ®é nh·o tiªu chuÈn, cho vµo xi m¨ng tÝnh
theo % träng lîng xi m¨ng lµ lîng níc cÇn thiÕt ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh ban ®Çu
cña sù ®ãng r¾n : qu¸ tr×nh hoµ tan, qu¸ tr×nh hydrat ho¸ c¸c kho¸ng t¹o nªn hå
xi m¨ng, v÷a xi m¨ng cã ®é linh ®éng ®Ó t¹o khu«n dÔ dµng.
NÕu cho qu¸ nhiÒu níc th× lîng níc d sau ph¶n øng ho¸ häc sÏ gi÷ l¹i
trong mÉu v÷a xi m¨ng ë c¸c lç rçng lµm gi¶m cêng ®é nÐn xi m¨ng. Khi gi¶i
phãng khu«n mÉu, b¶o dìng ngoµi trêi, níc tho¸t ra díi d¹ng bèc h¬i t¹o nªn
hiÖn tîng biÕn d¹ng co vËt liÖu. V× vËy, lîng níc tiªu chuÈn nhá mµ vÉn cho v÷a
cã ®é linh ®éng cao dÔ ®æ khu«n th× xi m¨ng m¸c cao, chÊt lîng tèt.
Lîng níc tiªu chuÈn ®èi víi XMP kho¶ng 24 29%, nã phô thuéc vµo ®é
mÞn thµnh phÇn kho¸ng, ®iÒu kiÖn m«i trêng vµ phô gia ho¹t tÝnh. Kho¸ng C 3S vµ
C3A ®ßi hái lîng níc tiªu chuÈn cao cßn C2S cÇn lîng níc tiªu chuÈn Ýt nhÊt.
4. Thêi gian ®«ng kÕt :
Qu¸ tr×nh ®«ng kÕt lµ ®Æc tÝnh quan träng cña XMP. NÕu xi m¨ng ®«ng kÕt
qu¸ nhanh th× viÖc chuÈn bÞ v÷a hay bª t«ng ph¶i t¹o h×nh nhanh. NÕu v÷a kh«ng
kÞp dÔ sinh ra phÕ liÖu.
Víi XMP, tèc ®é ®«ng kÕt b¾t ®Çu kh«ng sím qu¸ 45 phót, kÕt thóc kh«ng
sím qu¸ 10 giê. Nã phô thuéc vµo lîng th¹ch cao cã trong xi m¨ng,
thµnh phÇn kho¸ng, ®iÒu kiÖn m«i trêng, ®é mÞn vµ phô gia.
5. §é æn ®Þnh thÓ tÝch : x¸c ®Þnh b»ng dông cô Le Chatelier víi V 10 cm.
Nã phô thuéc thµnh phÇn kho¸ng vµ ®é mÞn cña XMP.
6. Cêng ®é uèn vµ nÐn cña XMP :
Ngêi ta ®¸nh gi¸ XMP b»ng cêng ®é chÞu nÐn (KG/ cm 2 ) gäi lµ m¸c. M¸c
xi m¨ng lµ cêng ®é chÞu nÐn cña mÉu v÷a 1 xi m¨ng 3 c¸t tiªu chuÈn sau thêi
gian b¶o dìng kÓ tõ ngµy t¹o mÉu lµ 28 ngµy. M¸c xi m¨ng
phô thuéc vµo thµnh phÇn kho¸ng cña clinker, ®iÒu kiÖn m«i trêng, thêi gian
®«ng kÕt, ®é mÞn, ®Æc biÖt m¸c xi m¨ng cßn phô thuéc vµo ph¬ng ph¸p thö mÉu.
7. §é gi¶m m¸c lóc lu kho :
Xi m¨ng nghiÒn mÞn lu kho l©u míi sö dông, do Èm vµ CO2 kh«ng khÝ x©m
nhËp g©y ra c¸c ph¶n øng cacb«nat vµ hydrat ho¸ lµm cho xi m¨ng kÐo dµi thêi
gian ®«ng kÕt vµ gi¶m m¸c. Trung bïnh ®é gi¶m m¸c nh sau :
Sau 3 th¸ng lu kho gi¶m : 10 20%.
Sau 6 th¸ng lu kho gi¶m : 15 30%.
9
Sau 12 th¸ng lu kho gi¶m : 25 40%.
8. TÝnh chÞu löa :
VÒ lý thuyÕt th× XMP kh«ng chÞu löa v× c¸c hîp chÊt t¹o thµnh khi ®ãng
r¾n xi m¨ng lµ nh÷ng hîp chÊt ho¸ häc kh«ng bÒn ë nhiÖt ®é kh«ng cao l¾m. CÊu
tróc xi m¨ng, bª t«ng ë 200 0 C , cêng ®é gi¶m 50%. §Õn 547 0 C th× xi m¨ng, bª
t«ng tan ra. Muèn cho bª t«ng, xi m¨ng chÞu löa ®îc ta ph¶i dïng phô gia nh
Quartz, sam«t, ®Êt sÐt chÞu löa 25 35%. Bª t«ng nh vËy cã thÓ chÞu tíi 1250 0 C
vµ sö dông nh vËt liÖu chÞu löa.
V. Qu¸ tr×nh hy§rat ho¸ vµ ®ãng r¾n :
1. Qu¸ tr×nh hy®r¸t ho¸ vµ ®ãng r¾n cña c¸c kho¸ng :
1.1. Kho¸ng C3S : ®ãng r¾n phô thuéc nång ®é CaO trong m«i trêng ®ãng
r¾n :
Khi nång ®é CaO < 0,08 g/l :
O
C3S H 3Ca(OH)2 + SiO2.nH2O
Khi nång ®é CaO = 0,08 g/l :
O
C3S H 3CSH(B) + Ca(OH)2
Khi nång ®é CaO = 1,1 g/l :
O
C3S H C2SH2 + Ca(OH)2
§iÒu kiÖn thùc tÕ theo s¬ ®å sau :
O
C3S H C2SH2 + Ca(OH)2
2
2
2
2
CSH(B) + Ca(OH)2
Møc ®é hy®¸t ho¸ : Sau 1 ngµy : 25 35%
Sau 10 ngµy : 55 65%
Sau 28 ngµy : 78 80%.
T¸c dông ho¸ häc cña C 3S lu«n t¹o ra Ca(OH)2 , ®ã lµ nguyªn nh©n C 3S kÐm bÒn
trong m«i trêng muèi kho¸ng, níc vµ sunphat. Trong m«i trêng nµy bª t«ng dÔ bÞ
¨n mßn.
1.2. Kho¸ng C2S :
Khi ®ãng r¾n mµ khuÊy liªn tôc céng d níc th× C2S cho ta s¶n phÈm lµ dung dÞch
keo cã cêng ®é :
C2S + nH2O Ca(OH)2 + SiO2(n-1).H2O
Khi ®ñ níc, C2S ®ãng r¾n cho ta CSH(B cã cêng ®é :
10
C2S + nH2O CSH(B) + Q
Nh vËy, C2S ®ãng r¾n kh«ng cho Ca(OH)2 nªn C2S bÒn trong c¸c m«i
trêng ¨n mßn, muèi kho¸ng.
Møc ®é hy®rat ho¸ : Sau 1 ngµy : 5 10%
Sau 10 ngµy : 10 20%
Sau 5 6 n¨m : 100%.
1.3. Kho¸ng C3A : ®ãng r¾n phô thuéc nhiÖt ®é :
* NhiÖt ®é < 25 0 C :
C3A + nH2O C4AH12 + C2AH8 : hai kho¸ng nµy gi¶ bÒn, kh«ng cã cêng ®é.
* NhiÖt ®é > 25 0 C :
C3A + nH2O C3AH6 : bÒn
C5A3 + nH2O C3AH6 + Al(OH)3
Trong m«i trêng ®ãng r¾n bao giê còng cã Ca(OH) 2 vµ H2O, chóng t¸c dông víi
Al(OH)3 t¹o thµnh C3AH6.
Kho¸ng C3A ph¶n øng nhanh víi níc. Sau 1 ngµy nã hy®rat ho¸ ®îc 70 800%.
ViÖc ®iÒu chØnh thêi gian ®«ng kÕt nhê th¹ch cao chÝnh lµ nhê thóc ®Èy tèc ®é
hy®rat ho¸ cña C3A.
1.4. Kho¸ng C4AF :
C4AF + H2O C4AFH13
C4AFH13 t
C3(A,F)H6 + CH + Fe2O3.nH2O
Kho¸ng C4AF sau 3 ngµy hy®rat ho¸ ®îc 50 70%.
1.5. C¸c kho¸ng chøa kiÒm : khi t¸c dông víi níc th× kiÒm tan vµo trong m«i
trêng níc ®Ó l¹i c¸c gèc kho¸ng . C¸c gèc kho¸ng nµy ph¶n øng víi níc nh c¸c
kho¸ng gèc.
1.6. Pha thuû tinh vµ c¸c «xit tù do :
+ Pha thuû tinh gåm CaO, SiO2(7%), Fe2O3, Al2O3,…khi t¸c dông víi níc
t¹o ra Granat : CxAySzHt. Thêng gÆp C3(A,F).Sx.(6-2x).H.
+ C¸c «xit tù do : khi hy®rat ho¸ t¹o ra c¸c hy®roxit :
CaO + H2O Ca(OH)2 + V
MgO + H2O Mg(OH)2 + V
2. Qu¸ tr×nh hy®rat ho¸ vµ ®ãng r¾n khi cã mÆt phô gia :
Sau khi ®ãng r¾n, ®¸ xi m¨ng gåm 4 phÇn :
+ C¸c tinh thÓ.
0
11
+ C¸c gel.
+ C¸c phÇn cµn l¹i cña ®¸ xi m¨ng cha bÞ hy®rat ho¸ hÕt.
+ C¸c lç xèp.
2.1. Phô gia ho¹t tÝnh bÒ mÆt :
Phô gia bÒ mÆt b¸m xung quanh h¹t xi m¨ng, b¸m vµo vÞ trÝ ho¹t tÝnh lµm
gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a hai pha láng vµ r¾n, lµm gi¶m kh¶ n¨ng keo tô do ®ã
thÊm ít tèt h¬n, lµm t¨ng tèc ®é ph¶n øng cña xi m¨ng víi níc nªn ta gi¶m ®îc
hµm lîng kho¸ng cha hy®rat ho¸ vµ gi¶m ®îc ®é xèp lµm t¨ng cêng ®é xi m¨ng.
Ngoµi ra, mét sè phô gia ho¹t tÝnh bÒ mÆt kÐo theo mét sè vi bät khÝ
(chóng lµm gi¶m sù tiÕp xóc gi÷a c¸c h¹t xi m¨ng víi nhau) lµm t¨ng ®é linh
®éng cña v÷a xi m¨ng hoÆc gi¶m lîng níc tù do mµ vÉn gi÷ nguyªn ®é linh
®éng.
2.2. Phô gia kho¸ng ho¹t tÝnh : t¸c ®éng ®Õn gel vµ lç xèp
Xi m¨ng khi ®ãng r¾n cã Ca(OH)2, C2SH2, C3AH6 khi ®ã phô gia kho¸ng
ho¹t tÝnh nh : SiO2 ho¹t tÝnh, mªtacaolinit ho¹t tÝnh, …sÏ chuyÓn :
O
Ca(OH)2 + SiO2 H CSH(B)
2
O
C2SH2 + SiO2 H CSH(B)
O
C3AH6 + SiO2 H C3(A,F)SxH6-2x
2
2
O
Ca(OH)2 + AS2 H CxAySzHt .
3. C¬ chÕ ®iÒu chØnh thêi gian ®«ng kÕt cña th¹ch cao :
Gi÷a hai h¹t C3A, CaSO4 tån t¹i mét gra®ien nång ®é, xung quanh h¹t C 3A
2
cã nhiÒu ion alumin( Al 3 ), xung quanh h¹t CaSO4 cã nhiÒu ion sunphat (SO 2 ).
4
Do qu¸ tr×nh khuÕch t¸n ion alumin tiÕn ®Õn bÒ mÆt th¹ch cao, ion sunphat tiÕn
®Õn bÒ mÆt C3A. Xung quanh th¹ch cao nhiÒu ion sunphat nªn t¹o thµnh s¶n
phÈm cao sunphat C3A.3CaSO4.31H2O. Xung quanh C3A nhiÒu ion alumin nªn
t¹o thµnh s¶n phÈm mono sunphat C 3A.CaSO4.12H2O. D¹ng mono sunphat lµ c¸c
tinh thÓ lôc gi¸c t¹o ra mét mµng máng sÝt chÆt quanh h¹t lµm k×m h·m qu¸ tr×nh
ph¶n øng cña C3A víi níc. D¹ng cao sunphat cã tinh thÓ h×nh kim t¹o nªn líp
mµng xèp bao quanh h¹t th¹ch cao. Líp mµng nµy chØ h¹n chÕ chø kh«ng ng¨n
c¶n ®îc qu¸ tr×nh hoµ tan cña h¹t th¹ch cao. Do ®ã, c¸c ion sunphat vÉn tiÕp tôc
tho¸t ra vµ khuÕch t¸n vÒ phÝa h¹t C3A.
S¶n phÈm C3A.CaSO4.12H2O trªn bÒ mÆt C3A t¸c dông víi ion sunphat t¹o
thµnh C3A.3CaSO4.31H2O. Líp mµng sÝt chÆt ®îc thay thÕ b»ng líp mµng xèp,
qu¸ tr×nh ph¶n øng gi÷a C3A vµ níc l¹i tiÕp tôc. Do tèc ®é chuyÓn ion sunphat tíi
12
bÒ mÆt C3A chËm h¬n tèc ®é ion alumin sang th¹ch cao nªn líp mµng cao
sunphat trªn bÒ mÆt h¹t C3A l¹i chuyÓn thµnh líp mµng mono sunphat. Qu¸ tr×nh
thô ®éng vµ huû thô ®éng lu©n phiªn cho phÐp kÐo dµi thêi gian ®«ng kÕt cña xi
m¨ng. Qu¸ tr×nh lÆp ®i lÆp l¹i ®Õn khi mét trong hai chÊt (C 3A hoÆc th¹ch cao)
hÕt.
Th¹ch cao nhiÒu th× nång ®é ion sunphat t¨ng nªn cµng khuÕch t¸n sang
C3A nhiÒu lµm cho thêi gian tån t¹i cña mono sunphat ng¾n, nhanh hÕt C 3A. Do
®ã, ngoµi vai trß ®iÒu chØnh thêi gian ®«ng kÕt, khi ®a th¹ch cao vµo cßn lµm cho
hå xi m¨ng dÎo h¬n.
Th¹ch cao cßn tham gia vµo t¨ng cêng ®é sím cña ®¸ xi m¨ng nhê t¹o
C3A.3CaSO4.31H2O cã thÓ tÝch lín h¬n chÌn vµo lç xèp ®ång thêi tr¸nh
mÊt níc t¹o khung cÊu tróc ban ®Çu:
C3AH6 + CaSO4 C3A.3CaSO4.31H2O
4. Qu¸ tr×nh lý häc cña sù ®ãng r¾n xi m¨ng : thuyÕt Baicèp
+ Giai ®o¹n 1 (giai ®o¹n chuÈn bÞ) : níc tiÕp xóc víi c¸c h¹t xi m¨ng th× ngay
tøc kh¾c tham gia ph¶n øng ho¸ häc víi vËt chÊt trªn líp bÒ mÆt cña h¹t. Nh÷ng
s¶n phÈm hoµ tan cña ph¶n øng (kiÒm, v«i,th¹ch cao, kho¸ng clinker kh«ng bÒn
bÞ ph©n huû) ngay tøc kh¾c chuyÓn vµo dung dÞch vµ nh÷ng líp tiÕp theo cña h¹t
xi m¨ng l¹i tiÕp tôc ph¶n øng víi níc. Ph¶n øng x¶y ra liªn tôc cho tíi khi pha
láng trë nªn b·o hoµ bëi s¶n phÈm ph¶n øng.
+ Giai ®o¹n 2 (giai ®o¹n keo ho¸ hay cßn gäi lµ chu kú ninh kÕt) : trùc tiÕp t¹o
thµnh s¶n phÈm ph¶n øng ë tr¹ng th¸i r¾n kh«ng th«ng qua sù hoµ tan trung gian
cña vËt chÊt ban ®Çu. S¶n phÈm cña ph¶n øng n»m ë tr¹ng th¸i r¾n kh«ng thÓ tan
®îc trong pha láng ®· b·o hoµ v× vËy chóng trùc tiÕp t¸ch ra thµnh s¶n phÈm
d¹ng vËt chÊt r¾n cã kÝch thíc h¹t v« cïng nhá – tr¹ng th¸i ph©n t¸n mÞn t¹o nªn
hÖ keo díi d¹ng c¸c gel. Trong suèt qu¸ tr×nh thø hai hå nh·o cña xi m¨ng gi¶m
dÇn tÝnh linh ®éng nhng cha t¹o cho hå xi m¨ng cã cêng ®é.
+ Giai ®o¹n 3 (chu kú ®ãng r¾n) : nh÷ng h¹t keo d¹ng gel dÇn mÊt níc, sÝt chÆt
l¹i t¹o nªn v÷a b¾t ®Çu ph¸t triÓn cêng ®é nhng cßn yÕu. Tõ gel mÊt níc trë thµnh
t©m cña nh÷ng mÇm tinh thÓ vËt chÊt míi bÞ kÕt tinh vµ ph¸t triÓn kÝch thíc, lóc
®ã t¹o cho xi m¨ng cã cêng ®é ph¸t triÓn theo thêi gian vµ sù kÕt tinh toµn khèi
vËt liÖu. Khi vËt liÖu kÕt tinh hÕt, kÕt thóc qu¸ tr×nh ®ãng r¾n lµm cho xi m¨ng
ho¸ ®¸ cã tÝnh bÒn cao.
13
PhÇn II: Lîc giíi thiÖu t×nh h×nh ph¸t triÓn
ngµnh c«ng nghiÖp Xi m¨ng thÕ giíi vµ ViÖt
Nam
I. Sù ph¸t triÓn cña xi m¨ng vµ ph¬ng híng chung cña
thÕ giíi.
C¸c chÊt kÕt dÝnh cã mét vai trß rÊt quan träng. Trªn c¬ së c¸c chÊt kÕt dÝnh
ngêi ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc quy m« vµ tÝnh chÊt cña c¸c c«ng tr×nh x©y dùng
tr×nh c«ng nghiÖp vµ d©n dông.
C¸c chÊt kÕt dÝnh ®ã ®· cã tõ l©u vµ ngµy cµng ph¸t triÓn m¹nh mÏ tõ th« s¬
®Õn giê víi nhiÒu lo¹i chÊt kÕt dÝnh ®Æc biÖt, chÊt lîng cao.Tõ John Smeaton
kh¸m ph¸ ra vai trß rÊt quan träng cña ®Êt sÐt trong tÝnh chÊt ®ãng r¾n cña v«i
thuû, c¸i mµ ®îc t¹o ra tõ hçn hîp tù nhiªn cña ®¸ v«i vµ ®Êt sÐt ®Õn n¨m 1843
khi William Aspdin b¾t ®Çu s¶n xuÊt xi m¨ng Porland trong xëng cña «ng Êy ë
Rotherhithe gÇn Lu©n §«n. Tõ Wihelm Michaelis ®ãng vai trß quan träng khi cã
mét bíc tiÕn xa h¬n víi cuèn s¸ch ”Hå thuû lùc” c«ng bè lÇn ®Çu tiªn n¨m1868,
®· ®a ra chi tiÕt thµnh phÇn tèi u cña hçn hîp vËt liÖu th« ®Õn nh÷ng chiÕc lß
quay ®Çu tiªn ®îc vËn hµnh ë Mü n¨m 1895 vµ ë §øc n¨m 1896. Sau ®ã, n¨m
1929 hÖ lß gia nhiÖt kiÓu ghi ®Çu tiªn ®îc giíi thiÖu ë §øc vµ hÖ lß trao ®æi nhiÖt
d¹ng huyÒn phï n¨m 1950.
§Çu tiªn, xi m¨ng ®îc s¶n xuÊt chñ yÕu b»ng ph¬ng ph¸p b¸n kh« : nguyªn
liÖu hçn hîp ®îc vª viªn trong lß ®øng, lß theo ph¬ng ph¸p ít hoÆc kh« chØ
chiÕm mét lîng nhá. S¶n lîng xi m¨ng ph¬ng ph¸p ít chiÕm 70 80%. Ngµy nay
trªn thÕ giíi ngêi ta ®ang s¶n xuÊt xi m¨ng víi lß quay ph¬ng ph¸p kh« lµ chñ
14
yÕu v× nã cã nhiÒu ®iÓm tèt. HÖ lß quay nµy víi hÖ thèng can xi ho¸ s¬ bé
(calciner) vµ cyclone ®¹t møc ®é can xi ho¸ tíi h¬n 90% tríc khi vµ lß.
§Ó tiÕt kiÖm nhiªn liÖu vµ nhiÖt, víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc vµ c«ng nghÖ
th× c«ng nghÖ s¶n xuÊt xi m¨ng trªn thÕ giíi ®· ®¹t tíi møc ®é cao, s¶n lîng t¨ng,
chÊt lîng tèt, phong phó vÒ chñng lo¹i. C¸c níc ®øng ®Çu vÒ ph¸t triÓn xi m¨ng
®ã lµ Mü, NhËt B¶n, T©y ¢u…
Quèc gia
S¶n lîng Xi m¨ng hµng n¨m (triÖu tÊn)
N¨m 1937 N¨m 1950 N¨m 1965 N¨m 1980 N¨m 1985
Mü
20,1
38,7
62,5
68,2
70,3
Liªn X«
5,5
10,2
72,4
124,8
129
NhËt B¶n
6,1
4,5
32,7
87,4
81,7
Ph¸p
4,3
7,4
22,6
30,6
23,5
Trong khi ®ã, ë §«ng Nam ¸, s¶n lîng cña 6 níc(Th¸i Lan, ViÖt Nam,
Indonesia, Philippine, Singapore, Malaysia) n¨m 1995 lµ 94 (triÖu tÊn), n¨m 1997
lµ 140 (triÖu tÊn), n¨m 1998 lµ 165 (triÖu tÊn).
Ph¬ng híng ph¸t triÓn cña ngµnh c«ng nghiÖp xi m¨ng trªn thÕ giíi lµ: t¨ng
quy m«, c«ng suÊt cña c¸c nhµ m¸y míi ®Ó ®¹t tíi chÊt lîng cao, m¸y mãc ®îc tù
®éng ho¸ cao, sö dông m¸y tiÕt kiÖm n¨ng lîng, vËn hµnh tèt vµ ®¶m b¶o t¹o ra
m«i trêng trong lµnh, ph¸t triÓn nhiÒu lo¹i xi m¨ng míi.
II. Sù ph¸t triÓn cña xi m¨ng ViÖt Nam vµ ®Þnh híng ph¸t
triÓn cña ngµnh ®Õn n¨m 2010.
Ngµnh c«ng nghiÖp xi m¨ng ViÖt Nam ®· tån t¹i kho¶ng 100 n¨m víi sù ra
®êi cña nhµ m¸y xi m¨ng H¶i Phßng n¨m 1899 trªn c¬ së nh÷ng lß ®øng ®Çu
tiªn.
Kho¶ng 30 n¨m sau(1926-1936), hÖ lß quay ®Çu tiªn s¶n xuÊt theo ph¬ng
ph¸p ít ®îc x©y dùng ë ®©y, thay thÕ cho hÖ lß ®øng ®· qu¸ cò. Nhµ m¸y gåm 3
d©y chuyÒn lß quay 2,7 81 m vµ 3 100 m do h·ng FLS cung cÊp. Nhiªn liÖu sö
dông ®Ó ®èt lµ 100% than hçn hîp. Møc ®é c¬ giíi ho¸ chØ kho¶ng 70%.
Trong nh÷ng n¨m 60, nhµ m¸y ®îc tiÕp tôc më réng thªm lß quay ph¬ng ph¸p
ít thÕ hÖ 2 gåm d©y chuyÒn 3 100 m ®îc cung cÊp bëi Rumania(thiÕt kÕ vµ cung
cÊp thiÕt bÞ). Nhiªn liÖu còng lµ 100% than hçn hîp. Møc ®é tù ®éng ho¸ ®¹t tíi
80-85%.
Sau khi ®Êt níc thèng nhÊt, ChÝnh phñ ®· quyÕt ®Þnh x©y dùng thªm c¸c nhµ
m¸y c«ng suÊt lín, hiÖn ®¹i ®Ó ®¸p øng nhu cÇu xi m¨ng cho t¸i thiÕt ®Êt níc sau
chiÕn tranh. KÕt qu¶ lµ 2 nhµ m¸y (c«ng suÊt trªn 1 triÖu tÊn ë miÒn B¾c) ®îc x©y
dùng. §ã lµ nhµ m¸y xi m¨ng BØm S¬n ë Thanh Ho¸ vµ Hoµng Th¹ch ë H¶i Hng.
15
D©y chuyÒn 1 cña Hoµng Th¹ch c«ng suÊt 1,1 triÖu tÊn/n¨m ®îc ®a vµo vËn hµnh
cuèi n¨m 1983. §©y lµ mét nhµ m¸y hiÖn ®¹i víi hÖ lß quay ph¬ng ph¸p kh« ®Çu
tiªn ë ViÖt Nam. Lß dµi 89m, ®êng kÝnh 5,5 m, hÖ thèng trao ®æi nhiÖt 4 tÇng
cyclone, 2 nh¸nh, lµm l¹nh kiÓu hµnh tinh. Nhiªn liÖu lµ 85% than ®¸ vµ 15%
dÇu. Møc ®é tù ®éng ho¸ cña d©y chuyÒn ®¹t tíi 95%.
T¹i miÒn Nam, nh÷ng n¨m 60 ®· cã 2 nhµ m¸y s¶n xuÊt xi m¨ng theo ph¬ng
ph¸p ít. Cho tíi n¨m 1990, mét trong sè ®ã ®· ®îc më réng víi hÖ lß quay ph¬ng
ph¸p kh« hiÖn ®¹i cã L D = 4,8 64 m. Nã chØ cã mét nh¸nh 4 tÇng, lµm l¹nh
theo kiÓu hµnh tinh vµ ®îc cung cÊp bëi h·ng Polysius (Ph¸p).
Tõ n¨m 1991 ®Õn n¨m 1995, nhu cÇu xi m¨ng cho x©y dùng vµ d©n dông t¨ng
cao, trung b×nh 20%/n¨m. Trong n¨m 1995, lîng xi m¨ng ®· b¸n lµ 6,8 (triÖu
tÊn), n¨m 1999 lµ 1,1 (triÖu tÊn), n¨m 2002 lµ 20 (triÖu tÊn). §Ó ®¸p øng tõng bíc
nhu cÇu ®ã vµ gi¶m lîng clinker, xi m¨ng ph¶i nhËp khÈu, Nhµ níc cã chñ tr¬ng
®Èy nhanh tèc ®é ®Çu t, c¶i tiÕn, n©ng cÊp nh÷ng nhµ m¸y hiÖn cã vµ x©y dùng
c¸c nhµ m¸y míi c«ng suÊt trªn 1,4(triÖu tÊn/n¨m), thiÕt bÞ hiÖn ®¹i nhÊt ®Ó theo
kÞp c«ng nghÖ cña thÕ giíi nh Hoµng Mai_NghÖ An (1,4 triÖu tÊn/n¨m), Tam
§iÖp_Ninh B×nh (1,4 triÖu tÊn/n¨m), Lµng Bang_Qu¶ng Ninh(2,0 triÖu tÊn/n¨m),
ChinFon_H¶i Phßng(1,4 triÖu tÊn/n¨m)…§©y lµ nh÷ng hÖ lß quay ph¬ng ph¸p
kh« n¨ng suÊt cao, ®iÒu khiÓn tù ®éng, hiÖu qu¶ cao, n¨ng lîng tiªu tèn thÊp, chØ
sè b¶o vÖ m«i trêng cao.
Theo dù ®o¸n cña Nhµ níc, n¨m 2005 nhu cÇu lµ 29,1(triÖu tÊn), s¶n lîng ®¹t
®îc lµ 22(triÖu tÊn) nghÜa lµ cÇu lu«n cao h¬n cung. N¨m 2010, nhu cÇu lµ 4045(triÖu tÊn) ®¸p øng mäi lo¹i xi m¨ng cho x©y dùng c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp,
giao th«ng vµ d©n dông.
Mét lo¹t c¸c nhµ m¸y míi, quy m« lín do Tæng c«ng ty Xi m¨ng ViÖt Nam tù
®Çu t hoÆc liªn doanh víi c¸c ®èi t¸c níc ngoµi ®· vµ ®ang ®îc x©y dùng nh :
STT
Tªn c¸c dù ¸n
§Þa ®iÓm
C«ng
suÊt Vèn ®Çu t
thiÕt kÕ (triÖu (triÖuUSD)
tÊn/n¨m)
1
Hoµng Th¹ch 2
H¶i Hng
1,2
165
2
ChinFon-HP
Trµng Kªnh
1,4
288
3
Liªn doanh V©n X¸
HuÕ
0,5
50
4
Liªn doanh Sao Mai
Hßn Ch«ng
1,76
280
5
Liªn doanh Nghi S¬n
Thanh Ho¸
2,27
350
6
Hoµng Mai
NghÖ An
1,4
240
7
Liªn doanh Phóc S¬n
H¶i Hng
1,8
275
8
H¸t Lãt
S¬n La
0.6
102
16
9
10
Tam §iÖp
Ninh B×nh
1,4
252
Bót S¬n 2
Hµ Nam
1,4
175
§Ó cã ®îc nh÷ng biÕn chuyÓn lín trªn con ®êng c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i
ho¸, thùc hiÖn nh÷ng môc tiªu chiÕn lîc ph¸t triÓn ngµnh ®Õn 2010, ngµnh xi
m¨ng sÏ tËp trung øng dông tiÕn bé míi trong c¸c kh©u c«ng nghÖ thiÕt yÕu nh :
* Khai th¸c, qu¶n lý vµ sö dông ,nguyªn liÖu th« trªn m¸y vi tÝnh.
* Sö dông c¸c lo¹i m¸y nghiÒn, hÖ thèng nghiÒn míi tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng.
* TiÕt kiÖm nhiÖt n¨ng trong nung luyÖn vµ lµm l¹nh clinker.
* Sö dông c¸c thiÕt bÞ phô trî tiªn tiÕn, hiÖu suÊt cao, tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng.
* Nghiªn cøu sö dông nguån phÕ th¶i lµm phô gia hoÆc nhiªn liÖu thay thÕ rÎ tiÒn
vµ gãp phÇn b¶o vÖ m«i trêng.
* Sö dông c¸c thiÕt bÞ ®iÖn-tù ®éng ho¸ míi, hiÖn ®¹i, c«ng suÊt lín.
* S¶n xuÊt c¸c chñng lo¹i xi m¨ng míi.
* Ph¸t triÓn lÜnh vùc c¬ khÝ phôc vô s¶n xuÊt xi m¨ng.
17
PHÇn III : Lùa chän ®Þa ®iÓm x©y
dùng nhµ m¸y
I. C¸c yªu cÇu khi lùa chän ®Þa ®iÓm x©y dùng nhµ m¸y xi
m¨ng c«ng suÊt lín ( >1 triÖu tÊn Xm/n¨m).
I.1. C¸c yªu cÇu chung :
1. VÒ quy ho¹ch :
§Þa ®iÓm x©y dùng nhµ m¸y ®îc lùa chän ph¶i phï hîp víi quy ho¹ch l·nh
thæ, quy ho¹ch vïng, quy ho¹ch côm kinh tÕ c«ng nghiÖp ®· ®îc c¸c cÊp cã thÈm
quyÒn phª duyÖt. T¹o ®iÒu kiÖn ph¸t huy tèi ®a c«ng suÊt nhµ m¸y vµ kh¶ n¨ng
hîp t¸c s¶n xuÊt víi c¸c nhµ m¸y l©n cËn.
2. VÒ ®iÒu kiÖn tæ chøc s¶n xuÊt :
§Þa ®iÓm x©y dùng ph¶i gÇn víi c¸c nguån cung cÊp nguyªn liÖu cho s¶n xuÊt
vµ gÇn n¬i tiªu thô s¶n phÈm nhµ m¸y. GÇn c¸c nguån cung n¨ng lîng, nhiªn liÖu
nh : ®iÖn, níc, h¬i, khÝ nÐn, than, ®Çu…, nh vËy sÏ h¹n chÕ tèi ®a c¸c chi phÝ cho
vËn chuyÓn, h¹ gi¸ thµnh s¶n phÈm gãp phÇn thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña nhµ m¸y.
3. VÒ ®iÒu kiÖn h¹ tÇng kü thuËt :
§Þa ®iÓm x©y dùng ph¶i ®¶m b¶o ®îc sù ho¹t ®éng liªn tôc cña nhµ m¸y do
vËy cÇn chó ý c¸c yÕu tè sau :
* Phï hîp vµ tËn dông tèi ®a hÖ thèng giao th«ng quèc gia bao gåm ®êng bé,
®êng s¾t, ®êng s«ng, ®êng biÓn kÓ c¶ ®êng hµng kh«ng.
* Phï hîp vµ tËn dông tèi ®a hÖ thèng m¹ng líi cung cÊp ®iÖn, th«ng tin liªn
l¹c vµ c¸c m¹ng líi kü thuËt kh¸c.
* NÕu ë ®Þa ph¬ng cha cã s½n c¸c ®iÒu kiÖn h¹ tÇng kü thuËt trªn th× ph¶i xÐt
®Õn kh¶ n¨ng x©y dùng nã tríc m¾t, còng nh trong t¬ng lai.
NhiÒu nhµ m¸y riªng khèi lîng vËn chuyÓn chiÕm tíi 40-60% gi¸ thµnh cña s¶n
phÈm.
4. VÒ ®iÒu kiÖn x©y l¾p vµ vËn hµnh nhµ m¸y : cÇn lu ý tíi c¸c ®iÒu kiÖn sau :
18
* Kh¶ n¨ng nguån cung cÊp vËt liÖu, vËt t x©y dùng. §Ó gi¶m chi phÝ gi¸ thµnh
®Çu t x©y dùng c¬ b¶n cña nhµ m¸y, h¹n chÕ tèi ®a lîng vËn chuyÓn vËt t x©y
dùng tõ n¬i xa ®Õn.
* Kh¶ n¨ng cung øng nh©n c«ng trong qu¸ tr×nh x©y dùng nhµ m¸y còng nh
vËn hµnh nhµ m¸y sau nµy. Do vËy, trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ cÇn chó ý x¸c ®Þnh sè
nh©n c«ng cña nhµ m¸y vµ kh¶ n¨ng cung cÊp nh©n c«ng ë ®Þa ph¬ng, ngoµi ra
cßn tÝnh tíi kh¶ n¨ng cung cÊp nh©n c«ng ë c¸c ®Þa ph¬ng kh¸c trong qu¸ tr×nh
®« thÞ ho¸.
I.2. C¸c yªu cÇu vÒ kü thuËt x©y dùng :
1. VÒ ®Þa h×nh :
Khu ®Êt ph¶i cã kÝch thíc vµ h×nh d¹ng thuËn lîi cho viÖc x©y dùng tríc m¾t
còng nh viÖc më réng nhµ m¸y trong t¬ng lai. KÝch thíc, h×nh d¹ng vµ quy m«
diÖn tÝch cña khu ®Êt nÕu kh«ng hîp lý sÏ g©y rÊt nhiÒu khã trong qu¸ tr×nh thiÕt
kÕ bè trÝ d©y chuyÒn c«ng nghÖ, còng nh viÖc bè trÝ c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh trªn
khu ®Êt ®ã. Do vËy, khu ®Êt ®îc lùa chän cÇn ®îc ®¸p øng c¸c yªu cÇu sau :
* Khu ®Êt ph¶i cao r¸o tr¸nh ngËp lôt trong mïa ma lò, cã mùc níc ngÇm thÊp
t¹o ®iÒu kiÖn tèt cho viÖc tho¸t níc th¶i vµ níc mÆt dÔ dµng.
* Khu ®Êt ph¶i t¬ng ®èi ph¼ng vµ cã ®é dèc tù nhiªn tèt nhÊt lµ i = 0,5-1% ®Ó
h¹n chÕ tèi ®a kinh phÝ cho viÖc san lÊp mÆt b»ng (th«ng thêng chi phÝ nµy chiÕm
tõ 10-15% gi¸ trÞ c«ng tr×nh).
2. VÒ ®Þa chÊt :
Khu ®Êt ®îc lùa chän cÇn lu ý c¸c yªu cÇu sau :
* Kh«ng ®îc n»m trªn c¸c vïng cã má kho¸ng s¶n hoÆc ®Þa chÊt kh«ng æn
®Þnh(nh cã hiÖn tîng ®éng ®Êt, xãi mßn hay hiÖn tîng c¸t ch¶y…).
* Cêng ®é x©y dùng khu ®Êt lµ 1,5-2,5 KG/cm2. Nªn x©y dùng trªn nÒn ®Êt
sÐt, sÐt pha c¸t, ®Êt ®¸ ong, ®Êt ®åi… ®Ó gi¶m tèi ®a chi phÝ gia cè nÒn mãng cña
c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh nhÊt lµ c¸c h¹ng môc cã t¶i träng b¶n th©n vµ t¶i träng
®éng lín.
I.3. C¸c yªu cÇu vÒ m«i tr¬ng vÖ sinh c«ng nghiÖp :
Khi ®Þa ®iÓm x©y dùng ®îc chän cÇn xÐt ®Õn mèi mËt thiÕt gi÷a khu d©n c ®«
thÞ vµ khu c«ng nghiÖp. §iÒu ®ã kh«ng tr¸nh khái lµ trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt c¸c
nhµ m¸y thêng th¶i ra chÊt ®éc h¹i nh : KhÝ ®éc, níc bÈn, khãi bôi, tiÕng ån…
HoÆc c¸c yÕu tè bÊt lîi kh¸c nh dÔ ch¸y næ, « nhiÔm m«i trêng…§Ó h¹n chÕ tèi
19
®a ¶nh hëng xÊu cña m«i trêng c«ng nghiÖp tíi khu d©n c, c¸c khu vùc cã di tÝch
lÞch sö vµ danh th¾ng cña ®Þa ph¬ng cÇn ph¶i tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn sau :
* §¶m b¶o c¸c kho¶ng c¸ch b¶o vÖ vÖ sinh c«ng nghiÖp thÝch hîp :
§Þa ®iÓm x©y dùng ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu quy ph¹m, quy ®Þnh vÒ mÆt b¶o
vÖ m«i trêng vÖ sinh c«ng nghiÖp. Chó ý kho¶ng c¸ch b¶o vÖ vÖ sinh c«ng nghiÖp
tuyÖt ®èi kh«ng ®îc x©y dùng c¸c c«ng tr×nh c«ng céng hoÆc c«ng viªn, ph¶i
trång c©y xanh ®Ó h¹n chÕ t¸c h¹i cña khu c«ng nghiÖp g©y nªn.
* VÞ trÝ x©y dùng nhµ m¸y :
Thêng ë cuèi híng giã chñ ®¹o, nguån níc th¶i cña nhµ m¸y ®· ®îc xö lý
ph¶i ë h¹ lu vµ c¸ch bÕn dïng níc cña khu d©n c tèi thiÓu > 500 m.
Tãm l¹i, ®Ó lùa chän ®Þa ®iÓm x©y dùng nhµ m¸y hîp lý ph¶i c¨n cø vµo c¸c
yªu cÇu trªn. Nhng trong thùc tÕ rÊt khã kh¨n khi lùa chän ®îc ®Þa ®iÓm tho¶
m·n c¸c yªu cÇu trªn, do vËy sau khi nghiªn cøu c©n nh¾c, u tiªn ®Õn ®Æc ®iÓm
s¶n xuÊt riªng cña nhµ m¸y em dù ®Þnh ®Æt nhµ m¸y ë x· Quang S¬n-thÞ x· Tam
§iÖp- tØnh Ninh B×nh.
II. Giíi thiÖu vÒ ®Þa ®iÓm x©y dùng nhµ m¸y :
1. VÞ trÝ ®Þa lý :
Nhµ m¸y ®îc x©y dùng t¹i khu ®Êt thuéc x· Quang S¬n-thÞ x· Tam §iÖp-tØnh
Ninh B×nh. C¸ch Hµ Néi 120 km vÒ phÝa Nam. C¸ch thÞ x· Ninh B×nh 15 km vµ
c¸ch c¶ng Ninh Phóc kho¶ng 20 km vÒ phÝa Nam. C¸ch nhµ m¸y xi m¨ng BØm
S¬n –Thanh Ho¸ kho¶ng 10 km vÒ phÝa B¾c.
2. Nguån cung cÊp nguyªn liÖu cho nhµ m¸y :
2.1. §¸ v«i :
Má ®¸ v«i Hang Níc thuéc d·y nói ®¸ v«i QuyÒn C©y c¸ch nhµ m¸y kho¶ng
3 km víi tr÷ lîng kho¶ng 200 triÖu tÊn. ChÊt lîng CaO tõ 54,5 ®Õn 55,5%, MgO
tõ 0,5 ®Õn 1,1%, c¸c t¹p chÊt kh¸c cã h¹i cho s¶n xuÊt, thiÕt bÞ vµ m«i trêng
chiÕm tû lÖ díi møc cho phÐp.
2.2. §Êt sÐt :
Má ®Êt sÐt QuyÒn C©y thuéc ®Þa phËn tØnh Thanh Ho¸ c¸ch nhµ m¸y kho¶ng
5 km tr÷ lîng kho¶ng 22 triÖu tÊn. ChÊt lîng : SiO 2 tõ 65-70%, Al 2 O 3 tõ 12 ®Õn
16%, MgO vµ K 2 O + Na 2 O < 2,7%.
2.3. QuÆng s¾t vµ ®iat«mÝt :
20
- Xem thêm -
.DOC 
81 
191 
55 
