Theo nghiên cứu thì việc cải tạo hoặc nâng cấp công đoạn nung clinker có thể tiết kiệm nhiệt năng được tối thiểu khoảng 15 ÷ 20 kcal/kg clinker và 3 ÷ 5 kWh điện năng /tấn xi măng. Hơn nữa, chi phí đầu tư cho dự án cải tạo cơ bản thấp hơn khoảng 60 ÷ 70% so với chi phí đầu tư cho dự án xây mới.
.jpg)
Hình ảnh hệ thống lò nung trong dự án với Xi Măng Duyên Hà của công ty ESE
I: Tiềm năng của lò nung
Tải trọng thể tích riêng và tải trọng nhiệt riêng của lò nung là những tiêu chí cơ bản khi đánh giá và xác định kích thước của lò. Các thông số này lại phụ thuộc vào khả năng nung luyện của phối liệu, là một một hàm thành phần hóa học và khoáng vật học, độ mịn và độ đồng nhất của phối liệu. Các chỉ số quan trọng trong thành phần hóa học và khoáng vật học chính là hệ số bão hòa vôi (LSF), mô đun silic (SM), phần thạch anh có kích thước hạt > 45µm, phần can-xít có kích thước hạt > 125µm. Hỗn hợp liệu có độ đồng nhất cao và dễ nung có thể làm tăng tải trọng thể tích của lò lên cao hơn.
II:Giới thiệu về sự phá hủy mỏi
Như chúng ta đã biết, thiết bị lò quay nằm trong hệ thống nung luyện clinker hoạt động liên tục ở môi trường chịu nhiệt độ cao, có độ dốc, chịu tải trọng phức tạp. Vì vậy, toàn bộ phần tải trọng tĩnh và tải trọng động của lò quay khi lò hoạt động sẽ được đỡ trên các vành lăn (live ring) và sẽ truyền tải xuống các bệ móng thông qua các bệ đỡ con lăn (supporting roller - bao gồm các bệ đỡ con lăn đỡ lò theo phương nằm ngang và các bệ đỡ con lăn đẩy thủy lực).
Các vành lăn và con lăn là các chi tiết máy có kích cỡ và khối lượng rất lớn, được gia công chế tạo từ phôi đúc (cast stell) và phôi rắn (force stell) mà hiện tại Việt Nam chưa có khả năng gia công chế tạo được, phải nhập ngoại.
Quá trình phá hủy mỏi thường trải qua ba giai đoạn sau đây:
* Phát sinh vết nứt
+ Thường là từ các vết nứt tế vi tại bề mặt (nơi có ứng suất cao nhất, có tác động của môi trường và có thay đổi về mặt hình học);
+ Các vết nứt này tự lan truyền;
+ Nguyên nhân phát sinh: do tải trọng mang tính chu kỳ, tạo ra chuyển vị kế tiếp nhau của kim loại dọc các mặt phẳng trượt (~ 450 so với bề mặt);
+ Khi tải trọng không đổi, ứng suất sẽ tăng vì vết nứt sẽ phát triển lớn hơn, khiến tiết diện chịu lực giảm dần.
* Phát triển chậm vết nứt
+ Hướng lan truyền dọc mặt phẳng trượt, vào khoảng vài mm, lúc đầu sẽ vuông góc với ứng suất kéo tối đa, sau đó đổi hướng thành vuông góc với trục dọc;
+ Vết nứt mỏi phát triển xuyên qua hạt tinh thể, lan truyền bên trong hạt hơn là dọc tinh giới hạt.
* Phá hủy
Khi vết nứt phát triển, ứng suất tại tiết diện còn lại tăng, tương ứng với tốc độ phát triển vết nứt. Cuối giai đoạn này, khi tiết diện còn lại không còn khả năng chịu được tải và sẽ xảy ra sự phá hủy.
Giải thích nứt vành lăn của lò quay theo cơ chế phá hủy mỏi
Dựa vào hiện tượng hư hỏng nứt vành lăn lò quay và một số đặc trưng của phá hủy mỏi như đã giới thiệu, có thể giải thích nguyên nhân gây nứt vành lăn của lò quay theo cơ chế phá hủy mỏi như sau:
Các vành lăn được gia công chế tạo từ phôi thép đúc, phụ thuộc vào thiết kế lò theo kiểu lò hai bệ đỡ hoặc từ ba bệ đỡ trở lên. Tại vị trí làm việc bề mặt bên ngoài của vành lăn sẽ làm việc theo chế độ chu kỳ thấp, ứng suất cao và chịu ứng suất hỗn hợp. Theo thời gian làm việc với thời gian dài, từ khi xuất hiện các vết nứt tế vi trên bề mặt đến khi lan truyền và phát triển vết nứt theo tuần tự như hai giai đoạn đầu của phá hủy mỏi. Đối với các vành lăn có sự trượt tương đối giữa vành lăn và vỏ lò, thì ngoài nguy cơ phát sinh vết nứt ở bề mặt bên ngoài còn có nguy cơ phát sinh vết nứt từ bề mặt bên trong (bề mặt tiếp xúc với guốc lò) và vết nứt cũng sẽ phát triển theo cơ chế phá hủy mỏi.
Để tránh gây ra phá hủy vành lăn như giai đoạn ba, các nhà quản lý thiết bị bắt buộc phải dừng lò để xử lý bằng hàn sửa chữa hoặc thay thế vành lăn
Việc cải tạo nâng cao công suất cho một nhà máy xi măng hiện có sẽ hỗ trợ giảm thiểu các chi phí đầu ra. Việc khai thác sử dụng các thiết bị hiện có với công suất tối đa, kết hợp với việc ứng dụng công nghệ mới có thể gia tăng đáng kể công suất của một nhà máy xi măng. Ngoài ra, việc tối ưu hóa vận hành nhà máy và lắp đặt các chi tiết thiết bị đạt hiệu quả về năng lượng có thể cải thiện thêm hiệu quả bảo toàn năng lượng và nâng cao năng lực tổng thể của nhà máy.
(Trích :nguồn internet)