Trong tháng 9/2006, hãng Daishin Kako Co., Ltd. của Nhật Bản đã phối hợp với Tổng Công ty Xi măng Việt Nam tổ chức cuộc Hội thảo về các giải pháp cải tiến kỹ thuật- công nghệ nung xi măng nhằm giảm các chi phí và nâng cao sản lượng lò nung.
Dưới đây xin giới thiệu toàn bộ những giải pháp cải tiến kỹ thuật-công nghệ nung xi măng của hãng Daishin Kako Co., Ltd.
Daishin Kako đã tiến hành nghiên cứu toàn diện những nguyên nhân gây ra các vấn đề trong kỹ thuật-công nghệ sản xuất xi măng và trong nhiều năm đã phát triển những phương pháp khác nhau và những công cụ đo lường để có thể phát hiện ra sự ứng xử của các bề mặt chịu mài mòn dưới áp lực cao và nhiệt độ cao trong quá trình hoạt động của lò nung.
Những kinh nghiệm và bí quyết công nghệ này know-how đã được ứng dụng trong nhiều năm để tạo ra những dịch vụ tổng thể cho một nhà máy sản xuất xi măng, bao gồm việc kiểm tra và đo điều kiện vận hành của thiết bị cơ khí, những đề xuất đối với các khu vực có vấn đề, các kiểm tra lần lượt theo định kỳ và dịch vụ tư vấn tổng hợp trong lĩnh vực rất chuyên sâu này. Daishin Kako có thể cung cấp các dịch vụ nhằm đảm bảo tăng tuổi thọ của thiết bị cơ khí, tiết kiệm chi phí và nâng cao sản lượng lò nung.
1. Vấn đề thứ nhất: Tốc độ lò nung dao động. Sự biến dạng của vỏ lò có thể đáng kể. Lớp ốp chịu lửa bị vỡ có thể xảy ra thường xuyên. Sự mài mòn của bệ blốc và bánh đỡ lò có thể nghiêm trọng và chi phí tốn kém
Các vấn đề này trong thiết bị cơ khí cũ có thể không tránh được, và sự mỏi và mài mòn của thiết bị cơ khí sau nhiều năm vận hành có thể dẫn đến những chi phí sửa chữa cao. Hoạt động sửa chữa yêu cầu ở giai đoạn ban đầu.
Sản xuất xi măng luôn luôn diễn ra trong những môi trường khắc nghiệt nhiệt độ cao và áp suất cao, những nguyên nhân do thiết bị sản xuất diễn ra trong nhiều năm, và các vấn đề khác.
Mặc dù việc bảo trì thường xuyên hoặc các biện pháp đối phó có thể áp dụng đối với các vấn đề này, nhưng thực chất và những nguyên nhân của các vấn đề có thể khác nhau đối với mỗi thiết bị cơ khí, và trong hầu hết các trường hợp khó có thể thu được những kết quả sửa chữa đầy đủ. Các vấn đề này không chỉ làm giảm tuổi thọ của thiết bị cơ khí, nhưng cũng dẫn đến làm tăng các chi phí vận hành, giảm sản lượng và cuối cùng có khả năng hư hỏng thiết bị. Việc nâng cấp bảo trì căn chỉnh sau đó sẽ là sự ưu tiên cao nhất hàng đầu.
Những nguyên nhân của các trục chặc này là sự di chuyển không bình thường giữa các bánh lò và vỏ lò nung, SOFMET Aqua có thể giải quyết được các vấn đề này.
SOFMET Aqua là chất lỏng trên cơ sở nước có chứa các hạt đồng mịn và các chất khác nhằm tạo ra các tính chất bôi trơn và chống kẹt đặc biệt. Các vật liệu này có trong chất lỏng trên cơ sở nước đã được chuẩn bị để tạo ra huyền phù ổn định, và chỉ cần khuấy nhẹ trước khi sử dụng.
Chất lỏng này được dùng như chất chống kẹt và chất bôi trơn được ứng dụng nhiều trong các lò quay nung xi măng, và trên cơ sở nước nó dễ dàng sử dụng và hoàn toàn chịu được lửa, do đó mà tạo ra môi trường làm việc an toàn hơn.
SOFMET Aqua được sử dụng ở giữa vỏ bệ đỡ và bánh đỡ của lò quay. Các tính chất của nó như sau:
- Dạng: chất lỏng mầu vàng;
- Độ nhớt: 1-2 p;
- Các chất rắn: đồng và các chất khác;
- Điểm bắt lửa: Không
- Điểm đóng băng: OoC
- Nhiệt độ vận hành: Dưới 800oC;
- Đóng gói: Thùng 16 kg và 180 kg.
Thiết kế lò quay như điện năng để quay vỏ lò nung được truyền qua bánh lò thông qua bề mặt tiếp xúc giữa vỏ blốc đỡ hay bệ đỡ và mặt trong của bánh lò.
| ' border=0 src='/image/images?img_id=com.vportal.portlet.vcms.model.VcmsArticle.5601.950' /> |
| Bề mặt giữa vỏ lò blốc đỡ và mặt trong của bánh lò |
Thường thường, bánh lò và vỏ lò có các hệ số giãn nở và độ cứng khác nhau, việc thiết kế là làm cho đường kính bên trong của bánh lò lớn hơn so với đường kính bên ngoài của vỏ lò nung. Sự chệch khớp của điểm tiếp xúc giữa vỏ lò và bánh lò xảy ra khi lò quay, và được gọi là sự dịch chuyển migration. Khi sự dịch chuyển bình thường , thì sự chệch khớp chỉ xảy ra với tốc độ không đổi tương ứng với sự chênh lệch đường kính giữa vỏ lò và bánh lò, nhưng khi nó không bình thường, thì có thể xảy ra kẹt hoặc trượt trên mặt tiếp xúc.Trong một số trường hợp, sự chệch khớp không bình thường này có thể quan sát bằng mắt thường, nhưng trong hầu hết các trường hợp, thì rất khó phát hiện.
Tại sao xảy ra sự dịch chuyển không bình thường?
Nguyên nhân là ở trong các điều kiện cơ khí của lò nung. Mỗi lò quay có những đặc điểm cơ khí riêng của nó do thiết kế, do các điều kiện chế tạo ban đầu và do các điều kiện vận hành trong nhiều năm. Đối với nguyên nhân này, thì sự dịch chuyển bình thường được thiết kế khi khởi động thường không duy trì được, và trong hầu hết các trường hợp hiệu quả quay hoàn hảo của lò nung trên các bề mặt trong của bánh lò là không đạt được. Điều này có thể gây ra tăng tiêu hao điện năng và giảm tuổi thọ của các blốc đỡ, và có thể dẫn đến các vấn đề ở chính bên trong của lò quay.
Lò nung thường mắc các vấn đề sau đây:
- Sự chuyển trục của vỏ lò nung: Do biến dạng nhiệt của vỏ lò, do lún không đều của móng lò...
- Sự bố trí không thẳng hàng của các con lăn đỡ: Vị trí của các con lăn bị thay đổi so với vị trí ban đầu, và các con lăn chịu các tải trọng không đều.
- Kẹt vỏ lò: Các phần phản xạ trên các mặt tiếp xúc giữa các blốc đỡ và bề mặt trong của bánh lò bị mắc kẹt, và ảnh hưởng tới sự quay bình thường của lò.
Khi lò dịch chuyển không bình thường thì những điều kiện có hại đối với lò nung có thể xuất hiện, đó là:
- Sự mài mòn mạnh của các blốc đỡ và bánh đỡ lò: Đây là vấn đề mang tính lũy tiến. Sự mài mòn giữa các blôc đỡ và bề mặt trong của bánh lò sẽ phát triển nhanh trong khi độ ôvan độ méo tăng lên, và nó trở thành nguyên nhân gây ra biến dạng không bình thường của vỏ lò nung.
- Sự dao động tốc độ quay: Khi tốc độ lò nung dao động, thì độ xoắn không đều của vỏ lò nung không chỉ làm tăng tiêu hao điện năng mà còn làm bong các viên gạch chịu lửa bên trong lò cả theo chu vi lẫn chiều dài của lò.
- Biến dạng không bình thường của vỏ lò: Nếu biến dạng đạt tới một giới hạn nhất định sẽ dẫn đế hư hỏng gạch chịu lửa. Ngoài ra, do tải trọng không đều lên các bệ đỡ lò, mà độ mài mòn của bề mặt tiếp xúc giữa vỏ lò và bánh lò sẽ tăng lên.
Tất cả những vấn đề trên sẽ dẫn tới: Tăng độ méo ôvan của vỏ lò; tăng tiêu hao điện năng và làm hư hỏng gạch chịu lửa.
Làm cách nào duy trì được sự dịch chuyển bình thường?
SOFMET có thể tạo ra lớp bảo vệ kim loạt tuyệt vời ngay cả dưới nhiệt độ cao và áp suất cao, và bảo đảm cho sự dịch chuyển bình thường lâu dài.
Các chất kim loại mềm có trong SOFMET tạo thành một lớp bảo vệ kim loại trên mặt tiếp xúc giữa các blốc đỡ và mặt trong của bánh đỡ, có tác động như một đệm đỡ tải trọng, làm triệt tiêu áp lực do tải trọng gây ra bằng cách tăng diện tích bề mặt tiếp xúc thực tế, ngăn ngừa được sự tiếp xúc trực tiếp giữa các bề mặt tiếp xúc, và tạo ra khả năng giảm mài mòn. Lớp bảo vệ kim loại cũng có thể chịu được các tải trọng cao và chịu nhiệt tốt, và có thể duy trì được tính dính, sự chuyển dịch bình thường lâu dài.
So sánh độ bền vững tuổi thọ với các sản phẩm của các công ty khác
Khi bề mặt tiếp xúc giữa các blốc đỡ và bánh lò luôn luôn chịu nhiệt độ cao và áp suất cao, và tác động liên tục có thể không xảy ra khi tra dầu mỡ bình thường.
Tuy nhiên, lớp kim loại bảo vệ như SOFMET có độ dính cao với các bề mặt kim loại, nó có thể duy trì các bề mặt ma sát với đôi chút không bình thường trong thời gian dài so với sản phẩm khác, và thu được tác động ổn định. SOFMET đã được thừa nhận trong nhiều năm.
- Thử ma sát với bản trượt chuyển động qua lại:
Mục đích thử nhằm khẳng định trạng thái hình thành và độ bền vững của lớp bảo vệ dưới tác động của nhiệt độ cao và áp suất cao.
Phương pháp thử: Bản trượt chịu tác động lặp đi lặp lại của chuyển động qua lại và hệ số ma sát của bề mặt ma sát được đo 0,3 mk không cần tra dầu.
| ' border=0 src='/image/images?img_id=com.vportal.portlet.vcms.model.VcmsArticle.5601.951' /> |
| Thử ma sát với bản trượt chuyển động qua lại |
Các điều kiện thử: Nhiệt độ 350oC; Tốc độ trượt max: 0,0019 m/s; Tải trọng: 56,99 kgf/ đường kính 14 mm.
- Điều kiện bề mặt kim loại sau 600 vòng quay; So sánh hệ số ma sát khi sử dụng SOFMET với khi sử dụng 3 sản phẩm khác A, B và C.
- So sánh các bề mặt của kim loại: + Trường hợp bình thường: Những điểm không bình thường của tiếp xúc lặp đi lặp lại của các bề mặt kim loại, và cuối cùng bề mặt trở nên bị vỡ ra và sinh ra các điểm hoặc vết nứt nhỏ; + Trường hợp sử dụng dầu bôi trơn: Những điểm không bình thường của các bề mặt kim loại tạo ra độ phẳng mịn tạm thời, nhưng với sự tiếp xúc lặp đi lặp lại dưới áp lực, thì tác động giảm bớt và điều kiện bề mặt không ổn định xuất hiện; + Với sử dụng SOFMET: SOFMET dễ dàng bám vào bề mặt kim loại và tạo ra một lớp phủ vững chắc, bởi vậy một bề mặt kim loại ổn định được duy trì lâu dài.
- Các tính chất của SOFMET: + Bề mặt bên ngoài:Chất mầu đồng; + Hàm lượng chất rắn: Các kim loại mềmđồng và các kim loại khác; + Độ sâu xâm nhập khi làm việc: NLGI No.2; + Giới hạn nhiệt độ:-20oC tới 800oC.
Những hiệu quả của SOFMET là gì?
Giảm mài mòn, phòng ngừa được dao động tốc độ lò nung và dao động tải trọng lò nung, và kiểm tra tốt biểu hiện của tác động.
việc sử dụng SOFMET làm hạn chế sự mài mòn không bình thường của phần tiếp xúc, sự dao động tốc độ lò nung, sự dao động tải trọng và những vấn đề vận hành khác, so cho những chi phí vận hành có thể giảm được ngay cả khi thiết bị cơ khí đã vận hành trong thời gian dài. Các ví dụ về những hiệu quả kinh tế được nêu ra dưới đây:
- Cải thiện được sự tiêu hao gạch chịu lửa của lò nung các kết quả nâng cấp từ 0,1 đến 0,3 kg gạch chịu lửa/1 tấn clinke đã được xác định.
- Giảm tiêu hao điện năng vận hành lò nung giảm tải trọng từ 0,3 đến 2,5 % trên cơ sở liên tục.
- Giảm mài mòn của các blốc đỡ.
- Ngăn ngừa được hư hỏng của bánh đỡ chính.
- Giảm được thời gian ngừng lò.
So sánh khe hở giữa các blốc đỡ và mặt trong của bánh đỡ tại mỗi bệ đỡ
Khi không duy trì được sự dịch chuyển bình thường trong thời gian vận hành, thì xảy ra sự mài mòn không bình thường giữa các blốc đỡ và bề mặt trong của bánh đỡ như các mặt tiếp xúc, và khe hở giữa các blốc đỡ và mặt bên trong của bánh đỡ tăng lên nhanh. Kết quả là, độ méo ôval tăng lên và gây ra nhiều ảnh hưởng có hại khác. Tuy nhiên, khi SOFMET được sử dụng, thì sự mài mòn không bình thường giảm đi. Mức độ mài mòn của các blốc đỡ giảm đi so với những điều kiện trước khi sử dụng SOFMET, và khe hở giữa các blốc đỡ và bề mặt trong của bánh đỡ trở nên không đổi.
Thử so sánh khe hở tính ra mm giữa các blốc đỡ và bề mặt trong của bánh đỡ:
+ Mục đích thử: Xác định sự thay đổi của khe hở giữa các blốc đỡ và mặt trong của bánh đỡ khi sử dụng SOFMET.
+ Lò nung thử nghiệm: Tổng chiều dài lò: 88 m4 bệ đỡ; Đường kính trong vỏ lò: 5,4 m; Sản lượng clinke: 180 tấn/giờ.
So sánh sự dao động của tốc độ lò trước và sau khi sử dụng SOFMET
Sự dao động tốc độ lò nung tại thời điểm hoạt động là do sự chênh lệch dịch chuyển giữa bánh và vỏ lò trên bệ đỡ khác nhau. Tuy nhiên, khi sử dụng SOFMET, thì bề mặt tiếp xúc được duy trì trạng thái dịch chuyển ổn định, và với việc sử dụng liên tục, thì sự dịch chuyển tại mỗi điểm đỡ sẽ được cải thiện và sự vận hành của lò không còn dao động bị lắc có thể đạt được.
Xác định dao động tốc độ lò nung:
+ Mục đích thử: Đo sự thay đổi tốc độ bằng sử dụng SOFMET.
+ Phương pháp thử: Đo bằng các công cụ của hệ thống theo dõi độ xoắn của lò. Các bộ cảm biến được bố trí tại 4 điểm cách đều nhau A, B, C, D. Tốc độ quay của lò giữa các bộ cảm biến được đo đối với mỗi bệ đỡ, và sự dao động tốc độ lò nung cũng được xác định.
+ Lò thử nghiệm: Tổng chiều dài lò: 80 m3 bệ đỡ; Đường kính trong của vỏ lò: 4,9 m; Sản lượng clinke: 230 T/giờ.
2. Vấn đề thứ hai: Nguyên liệu bám vào thành lò nung sơ và gây ra cản trở dòng khí gas
Điều này xảy ra do tác động của lớp phủ của chất kiềm ngưng đọng có chứa trong nguyên liệu, bám trên các thành bên trong của lò nung sơ.
Điều này được giải quyết bằng cách sử dụng DNC mới.
Chất gì tạo ra lớp phủ nguyên liệu trên thành lò nung sơ?
Đó là do sự hóa lỏng của các chất kiềm có trong các nguyên liệu. Chất lỏng này sau đó bám vào thành lò và tạo ra lớp phủ. SiC thường được sử dụng như một nguyên liệu chịu lửa cho tường, có tác động làm giảm ảnh hưởng của lớp phủ này, nhưng do tác động của SiC chỉ giới hạn trên bề mặt, nên tác động này bị giảm mạnh khi có một lớp dày được tạo ra.
Có những phương pháp nào ngăn chặn tạo thành lớp phủ nguyên liệu lên hệ thống lò nung sơ?
DNC mới ngăn ngừa tạo thành lớp phủ nguyên liệu, làm cho dòng gas không bị kẹt và giảm được công tác bảo trì đối với nhà máy. Sử dụng DNC mới làm hạ thấp khả năng phản ứng giữa chất kiềm có trong nguyên liệu và tường ốp vật liệu chịu lửa.
Điều này không chỉ ngăn ngừa tạo thành lớp phủ, nhưng nếu vật liệu tạo thành lớp phủ trở nên dính bám, thì việc khử bỏ có thể bằng cách tác động tương đối nhẹ, sao cho công việc khử bỏ bình thường được thực hiện dễ dàng hơn và ít thường xuyên hơn, nhờ đó năng suất của nhà máy tăng lên, và chất lượng sản phẩm được cải thiện.
- Thành xyclôn: So sánh thành xyclôn sau 50 ngày phủ DNC mới với thành xyclôn không sử dụng DNC mới.
- So sánh ống trụ bên trong khi xử lý DNC mới và 50 ngày sau khi xử lý DNC mới.
- Nguyên lý sử dụng DNC mới: DNC mới là sản phẩm kiểu bùn sệt có chứa SiC hạt mịn và một chất hút kiềm, là chất kết dính đặc biệt như những thành phần cơ bản. Sau khi sử dụng, và sau khi bay hơi nước, SiC và chất hút kiềm tạo thành cấu trúc bền vững bám chặt vào tất cả các mặt mà trên đó nó được phun ra.
Sử dụng DNC: Khi nhiệt độ tăng lên, chất kết dính bay hơi, và khi đạt tới nhiệt độ nhất định, thì các hạt SiC và chất hút kiềm tạo ra phản ứng kết hợp nóng chảy, tạo thành lớp phủ rỗng vững chắc.
Tác dụng của DNC mới: Lớp phủ này hút một lượng lớn chất kiềm vào các lỗ rỗng của nó, và khi SiC hoạt động tới mức cao nhất thì việc tạo ra lớp phủ có thể được ngăn chặn một cách hiệu quả và trong thời gian dài.
- Các tính chất của DNC mới: Hình thức bên ngoài: Dạng huyền phù màu xám; Độ dính ở 40oC: 1850 cp; Tỷ trọng: 1,43; Hàm lượng chất rắn: 35wt%; Độ pH: 6,75; Phạm vi nhiệt độ sử dụng: Từ 0oC tới 1200oC.
| ' border=0 src='/image/images?img_id=com.vportal.portlet.vcms.model.VcmsArticle.5601.952' /> |
| Thử sau 50 ngày sử dụng DNC mới |
3. Vấn đề thứ 3: Các vấn đề rỗ bề mặt răng của bánh răng
Các nguyên nhân có thể phát hiện được bằng các giải pháp chống rỗ thông thường.
DAIKALUB GL giải quyết được vấn đề này.
Vấn đề chống rỗ bằng các giải pháp thông thường: Các giải pháp chống rỗ thông thường có một số vấn đề, thí dụ như cần nhiều thời gian để xử lý, hiệu quả thấp, khó điều chỉnh các khối lượng bổ sung...
| ' border=0 src='/image/images?img_id=com.vportal.portlet.vcms.model.VcmsArticle.5601.953' /> |
| |
Phương pháp dùng DAIKALUB GL tạo ra bề mặt kim loại phẳng mịn, các vấn đề thông thường được giải quyết và đạt hiệu suất cao.
DAIKALUB GL bị hút vào mặt kim loại và kích hoạt bề mặt kim loại, sự biến dạng dẻo là tính chất của kim loại được tăng cường, và chính bề mặt kim loại được làm phẳng. Đối với nguyên nhân này, phải ngừng sản xuất, việc điều chỉnh lượng phụ gia là không cần thiết và thu được hiệu ứng phân bố ứng suất ổn định.
Khi DAIKALUB GL được sử dụng từ lúc bắt đầu vận hành, thì sự hư hỏng bề mặt răng được hạn chế, và không cần thay thế sau khi vận hành như trong trường hợp tra dầu chạy đặc biệt.
| ' border=0 src='/image/images?img_id=com.vportal.portlet.vcms.model.VcmsArticle.5601.954' /> |
| Sử dụng DAIKALUB GL để giải quyết các vấn đề bánh răng |
So sánh hiệu quả trước và sau khi dùng DAIKALUB GL
- Máy nghiền mịn: So sánh trạng thái bề mặt bánh răng trước và sau khi sử dụng. Trước khi sử dụng có các chỗ không bình thường, các vết nứt nhỏ...có thể nhìn thấy và rỗ phát triển lũy tiến. Nhưng sau khi sử dụng, bề mặt trở nên phẳng mịn hơn, có thể nhìn thấy rỗ được cải thiện tốt hơn.
- Đầu cần cẩu: So sánh trạng thái mặt răng trước khi sử dụng DAIKALUB GL và sau khi sử dụng 7200 gìơ, 14.400 giờ.
- Nguyên lý của DAIKALUB GL:
+ Những chỗ không bình thường nhỏ có thể nhìn thấy trên mặt răng bánh răng. Các phần nháp trên cùng chịu tiếp xúc lặp đi lặp lại cho thấy ứng suất tập trung cao hơn, và xung quanh chúng trở thành các khu vực được kích hoạtlà trạng thái dễ dàng xuất hiện biến dạng dẻo.
+ Khi các phân tử của DAIKALUB GL có tính chất hút vào các vị trí có năng lượng kích hoạt cao, thì chúng được hút vào các vết nứt xung quanh các khu vực phản xạ, và trong khi đó loại bỏ lớp bị ô nhiễm trên mặt kim loại, chúng được hút vào mặt của lớp ô xy hóa.
+ DAIKALUB GL được hút vào nó làm mềm bề mặt của lớp ô xy hóa để kích thích sự chảybiến dạng dẻo của mặt kim loại. Sau đó mặt kim loại trở lên phẳng mịn dưới tác động của các tải trọng lặp đi lặp lại khi tiếp xúc.
- Các tính chất của DAIKALUB GL: Biểu hiện bên ngoài:Dầu nâu-đen; Độ dínhISO VG: 460 tới 680; Tỷ trọng: 1,01; Mức độ cho thêm dầu bánh răng: 12% hoặc cao hơn.
4. Những giải pháp công nghệ khác
Hoàn toàn có thể tin vào khả năng tạo ra được những giải pháp làm giảm bớt chi phí và tăng năng suất cho nhà máy xi măng. Thiết bị sản xuất xi măng bao giờ cũng hoạt động dưới những điều kiện khắc nghiệt của nhiệt độ cao, áp suất cao... dưới ảnh hưởng của những sản phẩm có liên quan tới dầu bôi trơn phụ thuộc nhiều vào các phương pháp sử dụng. Daishin Kako Co. sử dụng thiết bị đo lường được phát triển trên cơ sở nhiều năm nghiên cứu triển khai để xác định ảnh hưởng của các sản phẩm của công ty, và thông qua việc trình bày dữ liệu và đánh giá trạng thái của thiết bị liên quan tới mức độ mỏi phá hoại giòn, công ty cung cấp những phương pháp phù hợp nhất để thu được hiệu quả bền vững lâu dài.
Đinh Bá Lô dịch
Nguồn tin: Tài liệu của hãng Daishin Kako Co., Ltd, Nhật Bản