Cảm biến đo mức xi măng

Quy trình sản xuất xi măng | Cảm biến đo mức xi măng – DINEL

Xi măng là một vật liệu cực kỳ quan trọng trong thời đại ngày nay. Hẳn các bạn cũng khá quen thuộc với nguyên vật liệu này. Ứng dụng của nó quá là phổ biến tới nỗi mà các bạn có thể quan sát nó ngoài thực tế. Xây nhày, làm gạch men, lát bê tông và muôn màn ứng dụng của nó. Ấy vậy, có bạn nào tò mò về quy trình sản xuất xi măng như nào thế nào chưa. Ngoài ra, không chỉ về quy trình sản xuất mà còn về cách họ dự trữ xi măng bằng bể chứa, Silo… Vậy, trong bài viết này bạn sẽ được biết thêm về cảm biến đo mức xi măng nhằm giám sát xi măng trong bể.

Quy trình sản xuất xi măng

Xi măng, hay với cái tên bắt nguồn là Ciment/Cement. Là một loại vật liệu xây dựng được sử dụng nhiều hiện nay. Đây là một loại vật liệu có khả năng kết dính thủy lực. Chúng thường có màu ghi xám hoặc trắng tinh tùy từng loại. Về cơ bản, khi bột xi măng tiếp xúc với nước sẽ xảy ra các phản ứng thủy hóa và nó sẽ tạo ra một dạng chất mới. Tên hóa học nó sẽ gọi là hồ xi măng.

Xi măng là gì
Xi măng là gì

Sau một thời gian, hồ xi măng sẽ tiến đến giai đoạn phản ứng hóa học tiếp theo. Gọi là quá trình ninh kết, hiểu đơn giản là quá trình hóa cứng của xi măng. Lúc này xi măng sẽ hóa thành chất rắn có cường độ và độ ổn định nhất.

Do đó, bất kỳ người thợ nào sẽ tận dụng quảng thời gian hồ xi măng đang ở trạng thái lỏng. Rồi dùng chúng như một chất kết dính giữa các vật liệu. Và cuối cùng chờ đợi khi xi măng bước vào phản ứng hóa học cuối cùng. Như vậy, các vật liệu xây dựng đã được liên kết chặt chẽ với nhau nhờ xi măng.

Nguyên liệu sản xuất xi măng

Câu hỏi đặt ra ở đây: “Trong xi măng gồm những thành phần gì mà có thể làm được như vậy?”

Thông thường, đối với quy trình sản xuất xi măng. Nguyên liệu thô để có thể chế tạo ra xi măng đó là canxi, sắt, silic và nhôm. 4 thành phần chủ yếu này chủ yếu được khai thac từ đất, tại các mỏ khoáng thạch. Dễ tìm nhất của 4 thành phần trên đó là trong đá vôi, đất sét và cát.

Nguyên liệu sản xuất xi măng
Nguyên liệu sản xuất xi măng

Hai nguyên liệu mà chứa hàm lượng các thành phần trên và được khai thác nhiều nhất chính là đất xét và mỏ đá vôi. Đối với đất xét, thì nguyên liệu này sẽ được khai thác bằng cách khoan xuống lòng đất. Chủ yếu những khu vực này có độ ẩm ướt tương đối cao. Hoặc, có thể khai thác đất sét ở các khu vực ao hồ, khu vực chứa nhiều nước.

Còn đối với đá vôi, chúng sẽ được khai hoang tại các mỏ khu vực khô cằn hoặc gần ngay chân núi. Hiện nay chúng ta có những mỏ thạch cao như là ở Na-kè, mỏ quặng sắt Quý Sa – Lào Cai…

Ngoài những vật liệu phổ biến tạo nên xi măng bên trên, thì đôi khi người ta sẽ dùng thêm một vài loại vật liệu khác như là đá phiến, vảy thép, tro bay và bô xít. Tuy nhiên, họ sẽ cho thêm chúng trong quá trình sản xuất xi măng và kèm với lừu lượng phần trăm nhỏ. Như vậy tính chất của một xi măng sẽ được tăng lên hơn bao giờ hết.

Sơ đồ quy trình sản xuất xi măng

Hiện nay, đối với công nghệ dây truyền sản xuất xi măng rất là đa dạng và nhiều phương thức sản xuất khác nhau. Nhưng nhìn chung, giữa các mô hình này nó sẽ có một điểm chung gần như tương tự nhau.

Về một quy trình sản xuất xi măng chung hiện nay, nó sẽ có khoảng 23 bước chỉ dùng để sản xuất và tạo ra xi măng. Để hiểu rõ hơn, các bạn quan sát hình ảnh mình tham khảo bài báo nước ngoài ở bên dưới để hiểu rõ hơn nhé.

Sơ đồ quy trình sản xuất xi măng
Sơ đồ quy trình sản xuất xi măng

Các bước được đánh số thứ tự có ý nghĩa như sau:

1.Quarry(ies): Mỏ đá
2. Crushing plant(s): Nhà máy nghiền
3. Raw material storage: kho nguyên liệu
4. Corrective materials: Thu thập nguyên liệu
5. Feed bins: Xe chở nguyên liệu
6. Raw mill: Máy nghiền thô 1
7. Raw mill: Máy nghiền thô 2
8. Electrostatic Percipitator: Lọc bụi tĩnh điện
9. Rotary kiln: Lò Quay
10. Clinker cooler:  máy làm nguội Clinker
11. Coal mill: Máy nghiền than
12. Hot gas generator: Máy tạo khí nóng.
13. Cooler dedusting: Làm mát khử bụi
14. Clinker storage: Thùng chứa Clinker
15. Gypsum: Thạch cao
16. Mineral components:  Thành phần khoáng chất
17. Cement mill: Máy nghiền xi măng
18. Filter: Máy lọc
19. Bulk dispatch: Bộ điều khối
20. Cement silo: Thùng chứa xi măng 1
21. Cement silo: Thùng chứa xi măng 2
22. Packing machine: Máy đóng gói
23. Bag palletization xếp gói hàng

Công nghệ và Quy trình sản xuất xi măng

Hẳn dựa vào sơ đồ quy trình sản xuất xi măng các bạn sẽ nhìn nhận thấy nó có nhiều bước. Tuy nhiên, trên thực tế quy trình sản xuất xi măng nó sẽ được tối giản thành 6 giai đoạn trong quá trình sản xuất xi măng.

Công nghệ và quy trình sản xuất xi măng
Công nghệ và quy trình sản xuất xi măng

Hiện nay, 6 giai đoạn này được coi là tiêu chuẩn chủ yếu đối với việc khai thác và sản xuất xi măng. Các giai đoạn ấy được diễn tả như sau:

Giai đoan 1: Tách chiết nguyên liệu thô

Nguyên liệu hầu hết sẽ được khai thác trực tiếp từ nhiên nhiên. Chẳng hẳn như tại các mỏ quạng đá vôi, đất sét…Tuy nhiên, vì sự khai thác trực tiếp như vậy nên đôi khi sẽ có nhiều tảng đá có kích thước khối lớn.

Tách chiết nguyên liệu thô từ mỏ quặng
Tách chiết nguyên liệu thô từ mỏ quặng

Vì vậy, họ sẽ bắt đầu quá trình làm nghiền nhỏ những tảng đá như vậy. Thành những dạng viên nhỏ để dễ dàng xử lý trong những khâu giai đoạn tiếp theo. Để dễ hình dung thì nó có kích thước tương tự như mấy viên sỏi.

Giai đoạn 2: Phân chia tỉ lệ, trộn lẫn và nghiền

Phân chia tỉ lệ thành phần vất chất
Phân chia tỉ lệ thành phần vất chất

Sau khi khai thác hoàn tất, nguyên liệu sẽ được chuyển đến một phòng có không gian rộng lớn để tiến hành quá trình phân tích. Đây có thể được gọi là phòng thí nghiệm của nhà máy. Mục đích của phòng này dùng để:

  • Phân chia tỷ lệ chính xác giữa đá vôi và đất sét trước khi bắt đầu nghiền nhỏ. Dựa vào nhiều tài liệu cũng như kiến thức thì tỉ lệ này chủ yếu là khoàng 80% đá vôi và 20% đất sét.

Quá trình nghiền hỗn hợp nhỏ này thành dạng bột đó là nhờ một cái máy. Nó có cơ cấu gồm con lăn quay và bàn xoay. Bàn xoay sẽ quay liên tục dưới con lăn và con lăn tiếp xúc trực tiếp với hỗn hợp để nghiền thành phần thành bột mịn. Hỗn hợp nguyên liệu thô còn lại sẽ được tích trữ ở một bộ phận ống khác sau khi đã nghiền thành bột mịn.

Giai đoạn 3: Chuẩn bị nung hỗn hợp sản xuất xi măng

Những nguyên liệu được nghiền mịn này sẽ được đưa vào một cái lò nung. Lò nung này được thiết kế thêm một bộ phận có khả năng xoay tròn thẳng đứng. Như vậy nó sẽ quá trình nung sẽ được tỏa nhiệt đều lên nguyên liệu.

Giai đoạn 4: Hỗn hợp trong lò nung

Quá trình nung lại hỗn hợp này sẽ cần tới nhiệt độ lên đến gần 1450 độ C. Và một tên gọi khác cho quá trình này gọi là tôi luyện nguyên liệu. Tức là, việc nung nóng này sẽ tạọ ra một chuỗi phản ứng hóa học gồm Ca và SiO3. Đồng thời còn có thêm khí CO2 và khí CO tham gia quá trình phản ứng kèm với chất xúc tác là nhiệt độ cao. Phương trình này sẽ tạo ra một hợp chất mới đó là CaSiO3, thành phần chính của xi măng.

Quá trình tôi luyện xi măng trong lò nung
Quá trình tôi luyện xi măng trong lò nung

Mục đích của việc tôi luyện xi măng này nhằm giúp tăng kết cấu các phân tử của xi măng. Nhưng đồng thời làm cho tính chất vật lý của xi măng mềm nhão ra. Có thể nhào trộn bằng tay. Và cuối cùng, sau khi nguyên liệu đã được tôi luyện, nó sẽ hình thành nên sỉ khô. Sỉ này sẽ rơi xuống phần thấp nhất của lò nung.

Giai đoạn 5: Làm mát và nghiền thành phẩm

Sỉ khô này, khi lấy ra nó vẫn đang còn nóng. Thế nên nó phải trải qua thêm quá trình làm mát nhờ vào khí cưỡng bức. Tức là sỉ khô sẽ hấp thụ khí này và dần dần nhiệt độ của nó được giảm đi.

Làm mát và nghiền sản phẩm xi măng thành bột
Làm mát và nghiền sản phẩm xi măng thành bột

Tiếp đến, một băng truyền sẽ có các viên bi sắt hoặc máy nghiền cơ cấu thêm những viên bi sắt. Nó có nhiệm vụ làm nghiền lại thêm lần nhữa những sĩ khô này. Quá tình nghiên như thế này, nó sẽ hình thành nên bột xi măng được bán bên ngoài thị trường.

Giai đoạn 6: Đóng bao và phân phối sản phẩm

Khi có được bột xi măng này rồi. Thì sẽ có một băng truyền tải, truyền tải bột xi măng này tới các bể chứa silo. Việc di chuyển như vậy nhằm giúp dự trữ xi măng. Đồng thời sẽ tiến hành đóng gói bao bì xi măng tự động.

Đóng gói thành phẩm thành bao
Đóng gói thành phẩm thành bao

Do đó, ở giai đoạn này. Họ luôn đảm bảo rằng có một thiết bị giám sát độ cao hay chiều cao mức xi măng. Bằng những các con cảm biến chuyên dụng. Như thế khi quá trình đóng gói diễn ra tự động sẽ đảm bảo 2 mục đích sau:

  • Dám sát được lượng xi măng hiện tại cao bao nhiêu?
  • Bảo vệ các thiết bị hoạt động tự động hoặc tiết kiệm, giả sử như xi măng trong Silo bị hết.

Một số nhà máy xi măng mà bạn nên biết

Một số nhà máy xi măng
Một số nhà máy xi măng

Ngày nay, có một số nhà máy xi măng ở Việt Nam và chúng đã tồn tại lâu đời. Dưới đây là một số nhà máy mình thu thập được.

  • Xi măng The Vissai.
  • xi măng Vicem Hà Tiên.
  • Xi măng Nghi Sơn.
  • Xi măng Bỉm sơn.
  • Xi măng Lộc Sơn.
  • Xi măng Vinaconex.
  • Xi măng Cẩm Pha.
  • Xi măng Tam Điệp…

Cảm biến đo mức xi măng

Cảm biến đo mức xi măng chỉ là một thiết bị phụ trợ trong hệ thống sản xuất xi măng lớn tại các nhà máy. Vai trò của chúng chủ yếu nhằm đảo bảo cung cấp thông tin hay trạng thái của những khu vực cảm nhận xi măng.

Các loại cảm biến đo mức xi măng
Các loại cảm biến đo mức xi măng

Hiện nay, có hai phương pháp tiếp cận dùng trong lĩnh vực xi măng:

  • Dùng để báo mức xi măng
  • Dùng để đo mức chiều cao xi măng

Lý do cần dùng cảm biến đo mức xi măng?

Vấn đề đặt ra đối với cảm biến đo mức xi măng đó là khi nào chúng ta sẽ dùng cảm biến đo mức xi măng?

Trong tất cả các bước cũng như giai đoạn sản xuất xi măng trên. Thì quy trình sử dụng cảm biến đo mức xi măng nằm ở khâu đóng với và phân phối sản phẩm. Nguyên do vì sao mà nó nằm ở giai đoạn này. Lý đo đầu tiên là cảm biến chỉ dùng cho mỗi xi măng sau sản xuất.

Đến với nguyên do khác đó chính là quá trình giám sát xi măng. Việc giám sát xi măng tại phòng giám sát chủ yếu để nhận biết được lượng xi măng trong bình silo đang còn lại là bao nhiêu.

Ngoài ra, việc sử dụng cảm biến đo mức xi măng này sẽ bảo vệ được thứ

  • Tránh làm bể Silo bị đầy hoặc chứa quá tải khối lượng.
  • Bảo vệ các loại động cơ như băng truyền, bơm hoặc một số thiết bị phụ cận khác
  • Thông báo tình trạng hiện tại của bình chứa Xi măng.

Cảm biến báo đầy báo cạn

Cảm biến báo đầy báo cạn, đây là loại cảm biến dùng để nhận biết việc đầy của xi măng hoặc xi măng đã cạn hết trong bình Silo. Đây là kiểu loại cảm biến được thiết kế dưới dạng một que dò. Bằng cách sử dụng nguyên lý điện dung để báo hiệu trạng thái.

Đối với loại cảm biến báo đầy báo cạn này có đặc biểm nổi bật đó chính là độ nhạy và độ trễ cho cảm biến. Về độ nhạy của cảm biến nó sẽ phụ thuộc vào phạm vi vùng sóng cảm nhận của que dò.

Hai loại cảm biến đo mức xi măng
Hai loại cảm biến đo mức xi măng

Tức là, phạm vi sóng cảm nhận này càng lớn thì độ nhạy càng cao và ngược lại. Còn về độ trễ, chúng ta có thể tinh chỉnh độ trễ của nó như là 1s, 2s, 3s…Hiện nay, có hai dạng dùng để báo mức ON-OFF

  • Cảm biến dạng điện dung
  • Cảm biến dạng cánh xoay

Cảm biến dạng cánh xoay, là một thiết loại cảm biến hoạt động dựa vào Motor và Stator. Về nguyên lý hoạt động của loại này cũng đơn giản, bình thường khi cảm biến hoạt động thì Stator sẽ làm motor quay. Khi cánh quay bị cản trở, xi măng chẳng hạn. Thì cảm biến sẽ báo mức đầy hoặc cạn như bạn mong muốn.

Tuy nhiên, vì xi măng ở dạng bôt mịn và phần motor của cảm biến có khẽ hỡ thêm nó dầu bôi trơn. Do đó, khi dùng để đo mức dễ bị bột xi măng tràn vào đông cơ. Để lâu ngày dẫn đến, cảm biến bị cứng phần motor làm trạng thái motor khi nào cũng báo hiệu.

Cảm biến báo đầy báo cạn xi măng
Cảm biến báo đầy báo cạn xi măng

Đối với cảm biến điện dung thì khác. Bởi vì que dò của chúng chỉ dùng để cảm nhận như những loại cảm biến điện dung bình thường. Tuy nhiên, giá thành của loại này sẽ mắc nhiều lần so với các loại điện dung cũng như cảm biến dạng cánh xoay đo mức xi măng.

Bài viết tham khảo: Cảm biến điện dung DLS-27N và thông số kỹ thuật.

Ưu nhược điểm cảm biến báo đầy báo cạn

Về ưu điểm

  • Ngoài dùng để báo mức xi măng, còn dùng để báo mức các loại bột ngũ cốc, bột mịn. Một số chất lỏng đặc thù như hóa chất, trong y dược…
  • Có thể thay đổi độ trễ và độ nhạy của cảm biến thông qua tua vít.
  • Có thể thay đổi một trong hai chế độ: Chế độ báo đầy – chế độ báo cạn.
  • Vật liệu làm nên cảm biến bằng thép không rỉ đặc biệt
  • Chịu được nhiệt độ cao, có thể lên đến 200 độ C đối với nhiệt độ nguyên vật liệu cần đo.

Về nhược điểm

  • Giá thành của loại này mắc hơn cảm biến cánh xoay và các loại cảm biến điện dung tầm thường.

Cảm biến đo mức radar

Khác với cảm biến báo đầy báo cạn (PNP), thì cảm biến đo mức Radar sẽ dùng để đo mức liên tục cho bình chứa Silo xi măng.  Việc đo mức liên tục này sẽ dễ dàng giám sát được chiều cao tương đối của xi măng trong tanks, silo là bao nhiêu.

Cảm biến đo mức radar tuyến tính
Cảm biến đo mức radar tuyến tính

Một điểm khác của cảm biến đo mức radar, đó là phần nguyên lý đo mức của nó. Cấu tạo của cảm biến đo mức radar này sẽ có một que đo dài lến đến 40m. Cảm biến sẽ bắn ra những chùm sóng chạy dọc theo que dò này. Hễ khi mà nó gặp bề mặt cản, xi măng. Thì các sóng này sẽ được phản hồi lại.

Tiếp đến cảm biến đo mức sẽ phân tích số liệu thu thập được và chuyển nó thành tín hiệu tuyến tính tiêu chuẩn 4-20mA.

Ngày nay, loại cảm biến có chức năng tương tự đối với cảm biến radar. Đó là cảm biến siêu âm. Tuy nhiên, đối với vật liệu dạng bột như xi măng thì cảm biến siêu âm sẽ đo không chính xác và dễ bị nhiễu.

Thêm vào đó, chỉ riêng loại cảm biến đo mức radar đo liên tục này có khả năng chịu được nhiệt đô lến đến khoảng 200 độ C. Và áp suất chịu được lến đến 10MPa. Không những vậy, loại radar này cho phép bạn nhìn thấy rõ mức là bao nhiêu. Thông qua màn hình hiển thị năm bên trên cảm biến.

Bài viết tham khảo: Cảm biến điện dung GRLM-70N và thông số kỹ thuật.

Ưu nhược điểm cảm biến đo mức radar

Về ưu điểm

Ngoài việc đo mức liên tục xi măng ra, còn đo một số môi trường đặc biệt: nước thải, dầu nhiên liệu, chất lỏng hóa học…

Có màn hình hiển thị và dùng nó để cài đặt chức năng đo cho cảm biến.

Dùng để đo được những khu vực có chiều cao lên đến 40m. Tuy nhiên phổ biến nhất vẫn là dùng để đo 8m.

Có tiêu chuẩn phòng chống cháy nổ.

Về nhược điểm

Giá thành của loại cảm biến này khá là mắc.

Loại cảm biến này rất ít được người sử dụng. Do đó chưa có sự phổ biến.

Cảm biến có điểm chết, nên khi đo cần tránh khu vực này.

Phân biệt ứng dụng cảm biến đo mức xi măng

Đối với cảm biến báo đầy báo cạn. Việc dùng loại cảm biến này sẽ phù hợp cho hai mục đích dưới đây:

  • Dùng để thông báo tín hiệu đầy cạn xi măng. Thông qua các đèn báo hiệu hoặc còi báo âm thanh.
  • Dùng để đóng ngắt động cơ: băng truyền, bơm…

Đối với cảm biến đo mức radar liên tục. Thường được dùng cho những mục đích như sau:

  • Dùng để giám sát mức chiều cao bình silo xi măng.
  • Dùng để điều khiển các loại thiết bị dựa vào nguyên lý PID controller.

Mua cảm biến đo mức xi măng ở đâu?

Tóm lại, đối với việc đo mưc xi măng. Chúng ta thường sẽ có hai phương pháp phổ biến. Để có thể hiểu rõ thêm loại giải pháp nào phù hợp với dự án bên bạn hoặc gặp những vấn đề rắc rối này. Các bạn có thể liên hệ thông tin bên dưới đây để mình hỗ trợ cho nhé.

Ngoài ra, không chỉ tư vấn giải pháp về loại cảm biến điện dung, siêu âm, radar. Mà bên chúng mình còn tư vấn thêm một số giải pháp về bộ chuyển đổi tín hiệu. cảm biến áp suất và đồng hồ đo.

Cảm ơn các bạn đã đọc bài viết của mình. Chúc các bạn một ngày tốt lành.

Consulting Solutions Engineer

Nguyễn Thành Đạt



Bài viết liên quan

Cảm biến đo mức axit hóa chất chất ăn mòn chất độc hại

Cảm biến đo mức hóa chất hóa học Công Nghiệp | Dinel

Tóm Tắt Nội Dung1 Tại sao nên dùng cảm biến đo mức chất lỏng chống hóa chất?1.1 4 loại chất hóa học hay dùng trong công nghiệp1.1.1 Axit Sulfuric (H2SO4)1.1.2 Ethylene (C2H4)1.1.3 Chlorine (Cl2)1.1.4 Natri hydroxide (NaOH – Sodium hydroxide)2 Cảm biến đo mức nước không tiếp xúc với hóa chất2.1 Cảm biến mức nước […]

Sensor là gì? Tìm hiểu các loại sensor công nghiệp

Sensor là gì? | #5 loại sensor phổ biến trong công nghiệp

Tóm Tắt Nội Dung1 Sensor là gì?1.1 Vai trò cảm biến trong hệ thống dây truyền sản xuất?2 Temperature sensor2.1 Các loại cảm biến nhiệt độ2.2 Ứng dụng cảm biến nhiệt độ3 Pressure sensor3.1 Các loại cảm biến áp suất3.2 Ứng dụng cảm biến áp suất4 Hall sensor4.1 Các loại cảm biến dòng4.2 Ứng dụng […]

Công tắc dòng chảy

CÔNG TẮC DÒNG CHẢY | FLOWSWITCH LÀ GÌ?

Tóm Tắt Nội Dung1 Công tắc dòng chảy là gì?1.1 Công tắc dòng chảy là một cảm biến?1.2 Nguyên lý làm việc1.3 Hướng dẫn cách lắp đặt1.4 Khi nào dùng công tắc dòng chảy?1.5 Ứng dụng công tắc dòng chảy2 Phân biệt các loại cảm biến dòng chảy2.1 Công tắc dòng chảy phi 21-27-342.2 Công […]