MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan ngành sản xuất xi măng 1.1 Giới thiệu ngành sản xuất xi măng trong nước Xi măng là một trong những ngành công nghiệp được hình thành sớm nhất ở Việt Nam (ngày 25/12/1889 khởi công xây dựng nhà máy xi măng đầu tiên tại Hải Phòng). Đến nay đã có khoảng 90 công ty, đơn vị tham gia trực tiếp sản xuất và phục vụ sản xuất, trong đó khoảng 33 thành viên thuộc Tổng công ty Xi măng Việt Nam (VICEM), 5 công ty liên doanh, và hơn 50 công ty nhỏ và các trạm nghiền. Hiện tại, ở Việt Nam có 2 nguồn cung cấp xi măng cho thị trường là: nguồn sản xuất trong nước và nguồn xi măng nghiền từ clinker nhập khẩu. Năm 2001 tiêu thụ xi măng ở Việt Nam là 16,38 triệu tấn, nhưng đến năm 2008 tiêu thụ là 40,1 triệu tấn, năm 2009 tiêu thụ khoảng 45,3 triệu tấn và năm 2010 tiêu thụ khoảng 51 triệu tấn.
Tốc độ tăng trong tiêu thụ xi măng ở Việt Nam từ năm 2001 đến năm 2010 trung bình khoảng 15,7%/năm, trong những năm từ 2006 đến nay trung bình tăng 11%/năm. Trong những năm qua, ngành xi măng đã đóng góp một phần không nhỏ vào tốc độ tăng trưởng kinh tế Việt Nam, trung bình chiếm 10% - 12% GDP. Theo đánh giá, từ năm 2000 – 2009, lượng xi măng sản xuất trong nước vẫn không đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ nội địa do việc xây dựng phát triển mạnh. Tuy nhiên, đến hết năm 2010, tổng số dây chuyền sản xuất xi măng đã đầu tư và khai thác là 106 với tổng công suất thiết kế đạt 66,04 triệu tấn/năm.
59 dây chuyền công nghệ lò quay với tổng công suất thiết kế là 62,56 triệu tấn. 47 dây chuyền công nghệ lò đứng với công suất thiết kế khoảng 3,84 triệu tấn. Dưới đây là số liệu về sản xuất và tiêu thụ xi măng của Việt Nam giai đoạn 2000 - 2010: 1 Bảng 1.1: Hiện trạng sản xuất và sử dụng xi măng của VN giai đoạn 2000 - 2010 (Triệu tấn) 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Sản lượng 12,7 14,64 16,8 18,4 20 21,7 23,6 26,9 32,3 44 54 Tiêu thụ 13,62 16,48 20,5 24,38 26,5 28,2 32,1 35,8 39,9 45,3 51 Nhập khẩu 0,2 1,33 3,75 5,98 6,0 6,5 8,5 8,9 10 3,8 - 60 50 Triệu tấn xi măng 40 30 20 10 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Tiêu thụ thực tế Sản lượng sản xuất Hình 1.1 Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ xi măng của Việt Nam từ 2000 - 2010 Như vậy, sản lượng sản xuất xi măng trong các năm 2008 – 2010 liên tục tăng. Đến năm 2010, năng lực sản xuất xi măng đã vượt nhu cầu.
Hiện nay sản phẩm xi măng trên thị trường có nhiều loại, tuy nhiên thông dụng vẫn gồm hai loại sản phẩm chính là: Xi măng Portland chỉ gồm thành phần chính là clinker và phụ gia thạch cao, được ký hiệu theo dạng PC30, PC40, PC50. Xi măng Portland hỗn hợp ngoài thành phần chính là clinker và thạch cao, còn một số thành phần phụ gia khác như đá puzzoland, xỉ lò. Trên thị trường các loại xi măng này có tên gọi PCB30, PCB40.2 Ngành xi măng thế giới Trên thế giới hiện nay có khoảng hơn 160 nước sản xuất xi măng, tuy nhiên các nước có ngành công nghiệp xi măng chiếm sản lượng lớn của thế giới thuộc về Trung Quốc, Ấn Độ và một số nước ở khu vực Đông Nam Á là Thái Lan và Indonesia, Việt Nam. Nhu cầu tiêu thụ xi măng trên toàn cầu không ngừng tăng.
Từ năm 1950 cho đến nay, sản lượng xi măng liên tục tăng cùng với sự phát triển trong công nghệ sản xuất xi măng. Lượng xi măng tiêu thụ năm 2005 trên toàn thế giới là 2.283 triệu tấn và đến năm 2010 đã lên tới 3.294 triệu tấn (hình 1.2 Tiêu thụ xi măng trên thế giới [7] Theo dự báo nhu cầu sử dụng xi măng từ nay đến năm 2020: Tăng hàng năm 3,6% năm nhu cầu sử dụng xi măng có sự chênh lệch lớn giữa các khu vực trên thế giới (nhu cầu các nước đang phát triển 4,3% năm, riêng châu Á bình quân 5%/năm, các nước phát triển xấp xỉ 1%/năm). 3 Hiện nay đã xuất hiện tình trạng dư thừa công suất của các nhà máy là phổ biến ở Đông Âu, Đông Nam Á. Các nước tiêu thụ lớn xi măng trong những năm qua phải kể đến: Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ, Nhật bản, Hàn Quốc, Nga, Tây Ban Nha, Italya, Braxin, Iran, Mê hy cô, Thổ Nhĩ Kỳ, Việt Nam, Ai Cập, Pháp, Đức.3 Trình độ công nghệ và năng lực sản xuất trong nước Số nhà máy xi măng trên toàn Việt Nam được chia thành 3 nhóm chính: nhóm trực thuộc Tổng công ty công nghiệp xi măng Việt Nam, các đơn vị liên doanh với nước ngoài và các nhà máy xi măng được những tập đoàn và công ty tư nhân tự đầu tư xây dựng.
Tổng cộng trên cả nước có gần 100 nhà máy sản xuất xi măng. Hiện nay, Việt Nam tồn tại song song hai loại công nghệ sản xuất xi măng: Công nghệ sản xuất xi măng lò đứng Công nghệ sản xuất xi măng lò quay Công nghệ sản xuất xi măng lò đứng: chủ yếu là lò đứng nhập từ Trung Quốc, phát triển mạnh từ thập kỷ 80 thế kỷ trước. Bên cạnh hạn chế về năng suất của mỗi lò (đạt 80.000 tấn/năm), lò đứng còn bị hạn chế về việc nâng cao chất lượng sản phẩm. Thị trường hiện còn chấp nhận xi măng lò đứng sử dụng cho các công trình xây dựng nhỏ.
Tuy nhiên, theo quy hoạch tổng thể phát triển công nghiệp ngành xi măng ở Việt Nam, tất cả các lò đứng và lò quay phương pháp ướt sẽ phải đóng cửa vào năm 2020. Công nghệ sản xuất xi măng lò quay: có nguồn cung cấp thiết bị chủ yếu là Châu Âu, Nhật Bản và Trung Quốc. Công nghệ sản xuất xi măng lò quay có công suất lớn nên được cơ giới hóa và tự động hóa cao, tiêu tốn ít nhiên liệu, tiết kiệm nhiên năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Hiện nay, công nghệ sản xuất xi măng lò quay đang dần thay thế công nghệ sản xuất xi măng lò đứng và lò quay phương pháp ướt.
4 Trong thời gian vừa qua, Việt Nam nhập nhiều dây chuyền sản xuất xi măng lò quay công suất nhỏ của Trung Quốc (công suất nhỏ hơn 1200 t/d). Các dây chuyền này thường không được đồng bộ, và hệ thống tự động hóa chưa cao, nên tiêu tốn nhiều năng lượng, tổn thất nguyên liệu lớn và gây ô nhiễm môi trường. Trình độ công nghệ của ngành lạc hậu cũ kỹ thừa hưởng của Nga, Pháp, Trung Quốc những năm 50 của thế kỷ trước vẫn còn được sử dụng. Hiện nay với các dự án dây chuyền, nhà máy xi măng lớn sẽ thay thế công nghệ cũ, giúp năng lực sản xuất được tăng lên gấp nhiều lần.
Cung vượt cầu là tình trạng mà ngành xi măng đang phải đối mặt. Vì vậy xuất khẩu xi măng được coi là giải pháp giúp ngành vượt qua giai đoạn khó khăn này. Tuy nhiên để nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao khả năng cạnh tranh chính là tăng chất lượng sản phẩm. Chủ trương của chính phủ, đến năm 2015 chấm dứt hoạt động của tất cả hệ thống xi măng lò đứng và chuyển sang xi măng lò quay và đến năm 2015 tất cả các nhà máy phải tự túc ít nhất 20% năng lượng điện từ việc tận dụng nguồn nhiệt khí thải thừa.
Tổng công suất thiết kế của các nhà máy xi măng Việt Nam là 68,5 triệu tấn. Trong đó 11 công ty xi măng lớn chiếm hơn 50%, Hà Tiên 1 có công suất thiết kế lớn nhất với 7,3 triệu tấn/năm. Các nhà máy xi măng lớn của Việt Nam được liệt kê trong bảng sau: Bảng 1.2: Công suất thiết kế của các nhà máy xi măng lớn của Việt Nam STT Nhà máy xi măng Địa điểm Công suất hiện tại (ngàn tấn) 1 Hoàng Thạch Hải Dương 4.000 4 Chinfon Hải Phòng 4.000 6 Hoàng Mai Nghệ An 1.400 7 Tam Điệp Ninh Bình 1.400 8 Hải Phòng Hải Phòng 1.400 9 Phúc Sơn Hải Dương 4.000 10 Holcim Kiên Giang 3.600 11 Hà Tiên 1 TP HCM 7.300 Tổng công suất 38.900 Theo Hiệp hội Xi măng Việt Nam, năm 2013 sẽ có 6 nhà máy xi măng với công suất 6,72 triệu tấn đi vào hoạt động, tổng công suất cả nước lên trên 75 triệu tấn/năm. Đó là Nhà máy XM X18 công suất 1.000 tấn/ngày; Nhà máy XM 12/9 Nghệ An (XM Dầu khí) công suất 0,6 triệu tấn/năm; Nhà máy XM Trung Sơn – Bình Minh (Hòa Bình) 0,91 triệu tấn/năm; Nhà máy XM Hương Sơn 0,35 triệu tấn/năm; XM Mai Sơn (Sơn La) 0,91 triệu tấn/năm; XM Công Thanh 2 (Thanh Hóa) 3,6 triệu tấn/năm.4 Quy trình sản xuất xi măng Quy trình sản xuất xi măng điển hình được trình bày như sau: 6 Hình 1.3 Quy trình sản xuất xi măng 7 Quy trình sản xuất xi măng được tóm tắt qua các công đoạn sau: Nguyên liệu: Khai thác từ mỏ Mỏ - đá vôi, macnơ và đất sét cũng như những vật liệu chứa các oxid nhôm, sắt, canxi, silic được lấy từ mỏ bằng kĩ thuật nổ mìn hay khoan.
Nguyên liệu được chuyển đến máy đập Máy đập - vật liệu từ mỏ được làm giảm kích thước bằng những máy đập khác nhau. Các khối đá được làm giảm kích thước từ 120 cm đến khoảng từ 1,2 – 8 cm. Vật liệu thô (đất sét) cũng có thể cần được sấy để việc pha trộn và đập hiệu quả hơn. Nguyên liệu được chuyển đến băng tải Băng tải - vật liệu thô được vận chuyển riêng biệt từ mỏ bằng những băng tải, xe goòng hoặc những biện pháp hậu cần thích hợp khác đến nhà máy.
Trộn vật liệu Lớp trộn - đá vôi đã nghiền và đất sét được trộn đồng nhất và lưu kho dự trữ. Chuẩn bị đưa vào nghiền và sấy trong lò nung. 8 Nghiền thô Nghiền thô - các vật liệu thô được nghiền và sấy trong máy nghiền con lăn. Những con lăn lớn được lắp trên một bàn xoay và vật liệu thô được nghiền cho đến khi chúng đủ mịn để chuyển đến silo đồng nhất bằng không khí.
Lọc bụi Túi lọc bụi - bao gồm nhiều túi lọc bằng vải hoặc nỉ để tách các hạt mịn từ khí thải lò. Khí thải từ nhiều lò nung được dùng để sấy vật liệu thô, vì vậy cải thiện việc sử dụng năng lượng hiệu quả của nhà máy. Gia nhiệt Gia nhiệt - những cylon gia nhiệt sẽ nâng nhiệt độ của bột liệu thô lên cao trước khi vào lò nung.
