的材料科学与工程学院生产的实习报告

材料科学与工程学院生产实习报告 生产实习报告 学院:材料科学与工程学院 班级:材料 0201 姓名:魏永杰 学号:20 号 指导老师:侯新凯宋强 实习地点:XX 尧柏特种水泥股份有限公司 目录 前言 实习目标 赴水泥厂生产实习是材料工程专业本科生必修 课程之一,通过生产实习,掌握水泥材料的具体生产 工程,掌握水泥熟料的形成工程,掌握各种生产设备 的工作原理和作用,为学好专业课程打下良好的基 础. 本次生产实习由侯新凯和宋强两位老师带队, 材料科学与工程专业材料工程模块共 48 人参加实 习.整个实习共两周,实习地方是 XX 尧柏特种水泥 股份有限公司. 公司简介 XX 尧柏特种水泥股份有限公司是集水泥和商 品硅酸盐生产于一体的股份制企业,是经 XX 省人民 政府批准成立的股份有限公司.公司所属子公司包 括:XX 尧柏水泥蒲城分公司,XX 尧柏水泥蓝田分公 司,XX 尧柏水泥销售公司.企业法定代表人张继民, 注册资本 6000 万元,企业总资产亿元. 蒲城分公司拥有 2500t/d,500t/d,400t/d 熟料 新型干法水泥生产线各一条,年产水泥 120 万吨.主 要产品有“尧柏“牌,粉煤灰水泥,普通硅酸盐水泥 及低热矿渣水泥,低热水泥,中热水泥以及道路水泥 等特种水泥.20*年企业通过 iso9000 产品质量和 质量体系双认证.“尧柏“牌水泥被授予“国家免检产 品“称号,广泛应用于高速公路,铁路,桥梁,隧道,机 场,水利工程和民用建筑等重点工程建设. 公司连续多年被省政府命名为“重合同,守信用 “单位,“省十大水泥明星企业“,“省环保先进单位“, 是省水利厅指定的唯一特种水泥定点生产厂家;被 省银行同业协会评为“诚信企业“;被 XX 市政府列为 “市水泥骨干企业“.公司连续四年被省农行评为 “aaa“级信用企业和“黄金客户“. 企业文化 经营理念:以人为本铸造精品不断创新赶超一 流 企业核心价值观:共同致富实现双赢体现人生 服务社会 企业核心竞争力:诚信经营质优价廉至诚服务 行业领先 企业精神:自强自立励精图治开拓创新超越自 我 产品介绍 低热矿渣硅酸盐水泥 “尧柏“牌低热矿渣硅酸水泥具有强度高,水化 热低,抗冻,收缩小等技术特性.经国家水泥质量监 督检验中心检验,符合 gb200-XX 国家标准低热矿渣 水泥的技术要求,产品适用于各种大体积硅酸盐工 程. 普通硅酸盐水泥 “尧柏“牌等级普通硅酸盐水泥是按照国家新标 准 gb175-1999 组织生产的,它具有早强,28 天富裕 强度高,凝结时间正常,和易性好的特点.在全省质 量评比中名列前茅.该产品广泛用于工业以及民用 建筑. 低热硅酸盐水泥 “尧柏“牌#低热硅酸盐水泥具有水化热低,抗蚀,抗 裂,耐磨等技术特性.符合 gb200-XX 国家标准低热 硅酸盐水泥技术要求.该产品特别适用于水工,大坝,大 体积硅酸盐工程. 中热硅酸盐水泥 “尧柏“牌中热硅酸盐水泥是我公司 1992 年研 制生产的特种水泥,经国家水泥质量监督检验中心 检验,符合 gb200-XX 国家标准中热硅酸盐水泥.具 有强度高,抗冻,抗酸碱腐蚀,耐磨抗裂性好,水化热 较低,颜色纯正等特点.主要应用于水工,大坝,底下 及隧涵等工程. 普通硅酸盐水泥 “尧柏“牌等级普通硅酸水泥是按照国家新标准 gb175-1999 组织生产的,它具有早强,28 天富裕强 度高,凝结时间正常和易性好的特点.在全省质量评 比中名列前茅.该产品广泛用于工业及民用建筑. 最后再次感谢 XX 尧柏特种水泥股份有限公司 为这次生产实习提供了实习基地并给与了大力支持.此 外感谢侯新凯教授,宋强老师在这次实习中给与指 导. 1 水泥厂生产流程 水泥生产工艺及其发展 水泥的生产工艺简单讲便是两磨一烧,即原料 要经过采掘,破碎,磨细和混匀制成生料,生料经 1450的高温烧成熟料,熟料再经破碎,与石膏或其 他混合材一起磨细成为水泥.由于生料制备有干湿 之别,所以将生产方法分为湿法,半干法或半湿法, 干法 3 种. 湿法生产的特点将生料制成含水 32%36%的 料浆,在回转窑内将生料浆烘干并烧成熟料.湿法制 备料浆,粉磨能耗较低,约低 30%,料浆容易混匀,生 料成分稳定,有利于烧出高质量的熟料.但球磨机易 磨件的钢材消耗大,回转窑的熟料单位热耗比干法 窑高 20932931kj/kg,熟料出窑温度较低,不宜烧 高硅酸率和高铝氧率的熟料. 半干法生产的特点将干生料粉加 10%15%水 制成料球入窑煅烧称半干法,带炉篦子加热机的回 转窑又称立波尔窑和立窑都是用半干法生产.国外 还有一种将湿法制备的料浆用机械方法压滤脱水, 制成含水 19%左右的泥段再入立波尔窑煅烧,称为 半湿法生产.半干法入窑物料的含水率降低了,窑的 熟料单位热耗也可比湿法降低 8371675kj/kg.由 于用炉篦子加热机代替部分回转窑烘干料球,效率 较高,回转窑可以缩短,如按窑的单位容积产量计算 可以提高 23 倍.但半干法要求生料应有一定的塑 性,以便成球,使它的应用受到一定限制,加热机机 械故障多,在我国一般煅烧温度较低,不宜烧高质量 的熟料. 立窑生产的特点立窑属半干法生产,它是水泥 工业应用最早的煅烧窑,从 19 世纪中期开始由石灰 立窑演变而来,到 1910 年发展成为机械化立窑.立 窑生产规模小,设备简单,投资相对较低,对水泥市 场需求比较小的,交通不方便,工业技术水平相对较 低的地区最为适用.用立窑生产水泥热耗与电耗都 比较低,我国是世界上立窑最多的国家,立窑生产技 术水平较高.但是,立窑由于其自身的工艺特点,熟 料煅烧不均匀,不宜烧高硅酸率和高饱和比的熟料, 窑的生产能力太小,日产熟料量很难超过 300 吨,从 目前的技术水平来看也难以实现高水平的现代化. 干法生产的特点干法是将生料粉直接送入窑内 煅烧,入窑生料的含水率一般仅 1%2%,省去了烘 干生料所需的大量热量.以前的干法生产使用的是 中空回转窑,窑内传热效率较低,尤其在耗热量大的 分解带内,热能得不到充分利用,以致干法中空窑的 热效率并没有多少改善.干法制备的生料粉不易混 合均匀,影响熟料质量,因此 4050 年代湿法生产 曾占主导地位.50 年代出现了生料粉空气搅拌技术 和悬浮预热技术,0 年代初诞生了预分解技术,原料 预均化及生料质量控制技术.现在干法生产完全可 以制备出质量均匀的生料,新型的预分解窑已将生 料粉的预热和碳酸盐分解都移到窑外在悬浮状态下 进行,热效率高,减轻了回转窑的负荷,不仅热耗低 使回转窑的热效率由湿法窑的 30%左右提高到 60% 以上,又使窑的生产能力得以扩大,目前的标准窑型 为 3000t/d,最大的 10000t/d.我国现在有 700t/d,1000t/d,XXt/d,4000t/d 的几种规格,逐步 向大型方向发展.预分解窑生料预烧得好,窑内温度 较高,熟料冷却速度快,可以烧高硅酸率,高饱和比 以及高铝氧率的熟料,熟料强度高,因此现在将悬浮 预热和预分解窑统称为新型干法窑,或新型干法生 产线,新型干法生产是今后的发展方向.新型干法窑 规模大,投资相对较高,对技术水平和工业配套能力 要求也比较高,如条件不具备则难以正常发展. 全场平面布置及规模 尧柏水泥厂的平面布置 附: 图尧柏水泥厂的平面布置 图尧柏水泥厂的工艺流程简图 尧柏水泥厂规模 尧柏水泥厂成立于 1989 年,当时有年产 2 万吨 的中空窑.其前身是罕井水泥厂,94-95 年兼并了 XX 县国办水泥一厂、二厂.建了日产 4 万吨的机立窑, 20*年建成一条日产 2500 吨的干法水泥生产线. 是 XX 第一家能生产低碱水泥,第二家生产低温水泥.目 前年产水泥 125 吨,总资产亿,职工 1000 多人.20* 年,尧柏集团通过了 iso9000 产品质量和质量管理 体系双认证;20*年初,国家质量监督检验检疫总局 给“尧柏“牌水泥颁发了“产品质量免检证书“,20* 年获得国家水泥免检称号. 全厂主机设备与存储设备 表全厂主机设备与存储设备列表 生料磨 回转窑 水泥磨 煤磨 冷却机 储存设备 一厂 mls3626 立磨 o-sepa 高效选粉机 460m 五级旋风预热器 413m2 台 mpf1713 lbt32216 堆料场,配料站,均化库,熟料库,水泥库 二厂 7m串联 o-sepa250 选粉机 42m 五级旋风预热器 “aaa“三仓磨 球磨机 28m 堆料场,配料站,均化库,熟料库,水泥库 三厂 o-sepa500 选粉机 /40m 四级旋风预热器 7m 串联 球磨机 / 堆料场,配料站,均化库,熟料库,水泥库 pc-2018 反击锤式破碎机 转子尺寸:20201802mm 转子转速: 300r/min 锤头数量:36 个电机电压:10000v 进了粒度:1000mm 电机功率:710kw 出料粒度:80%25mm 生产能力:350450t/h 板式喂料机 型号:链板规格:18009800mm 链板速度:/s 最大给料尺寸:1200mm 重量:6800kg 电机功率:37kw 电机转速:740r/min 给料能力: 65650t/h,40400m3/h mls3626 立式辊磨机 给料粒度:90mm 生产能力:185t/h 调速型液力偶和器 型号:yotg1000b 额定功率:1400kw 额定输入转速:1000r/min 转差率:3% 调速范围:输入转速 ls 型螺旋输送机 型号规格:ls5006 输送能力:25m3/h 驱动装置:n/25-30 转速: 链斗输送机 型号:scd630 减速机型号:ynf-880 输送能力:1XXkg/h 设备总重:18000kg 电机功率:45kw o-sepa 选粉机 型号:n-XX 总重:19183kg 风量:XXm3/min 喂料量:400t/h 电机功率:132kw 水泥生产能力:72120t/h 罗茨鼓风机 型号:wl41-40/介质名称:空气 流量:40m3/min 介质密度:/m3 水泥窑尾引风机 流量:145000m3/min 压力:10000pa 功率:400kw 工作温度:250 工作转速:148r/min 调速型液力偶合器 型号:yoto850b 功率:750kw 转速:1500r/min 滑差: 调速范围:电 XX 压强设备厂调速机 型号:zs125 生产编号:48 速比:46 输入转速:1000r/min 轮廓尺寸:211511551306 重量:2910kg 离心通风机 型号:9-19-1100 编号:XX02 流量:9047-1538m3/h 转速:1450r/min 全压:7364-7236pa 2 原材料和燃料的种类及要求 原材料的种类 制造硅酸盐水泥的主要原料是:石灰石原料和 粘土质原料,我国粘土质原料及煤炭灰分一般含氧 化铝较高,含氧化铁不足,需用铁质校正原料,即采 用石灰石原料,粘土质原料和铁质校正原料进行配 料. 原材料及燃料的要求 原材料的要求 表原材料的要求 序号 控制 对象 项目 控制 指标 合格率 取样点 检测频次 取样方式 1 石灰石 cao 48% 80% 配料站 1 次/4h 瞬时 2 石灰石 cao mgo 全分析 48% 3% 80% 堆场 1 次/7 天 综合 3 粘土 全分析 水分 15% 80% 堆场 1 次/7 天 综合 4 铁粉 全分析 水分 fe2o3 10% 45% 80% 堆场 1 次/7 天 综合 燃料的要求 水泥工业所用的燃料为烟煤,其基本要求是:每 千克烟煤的热值在 21000kj 以上,挥发分含量应为 2030%,灰分小于 25%,细度在 80um 六孔筛上的筛 余量应小于 10%. 表燃料的要求 序号 控制 对象 项目 控制 指标 合格率 取样点 检测频次 取样方式 1 原煤 工业 分析 ar25% vr25% qdw23027kj/kg 80% 堆场 1 次/20h 综合 2 入窑 煤粉 水分 细度 1% 10% 90% 80% 煤粉 仓口 1 次/8h 1 次/2h 综合 3 生料制备 矿山的开采方式及设施 开采方式 矿山的开采方式主要有露天开采和洞采两种, 露天开采又分为斜坡开采和凹陷开采.技术要求最 低开采标高;合适的剥采比;最低可采厚度;夹石剔 除厚度;矿山开采最终边坡角. 矿山开采的工艺流程 矿山开采的工艺流程:采矿工作面的整平布 置爆孔钻孔装药爆破集矿装车 原料的破碎,预均化和生料粉磨 从矿山开采的矿石用卡车运到水泥厂,由板式 喂料机送入单段锤式破碎机,再用皮带送到预均化 堆场,采用横堆竖取的方式取料,料经皮带送到石灰 石仓.再加上从铁粉仓和粘土仓及粉煤灰仓经电子 皮带称定量取料混合后送入生料磨.经立磨粉磨后 粗细料被选粉机分离,粗料返回立磨继续粉磨,细料 送入两个锥型仓暂时储存. 生料储存,均化和输送 由立磨出来的细粉经气力输送管道和皮带提升 机送到均化库顶部,经四嘴下料机进入均化库.均化 库既有均化的作用也有储存生料的作用. 水泥厂生料工段工艺流程图 石灰石板式喂料机单段锤式破碎机皮带 堆料机取料机皮带配料站立磨o-sepa 选粉机气力输送管道和皮带提升机生料均化库 附:图生料工段工艺流程图 图生料工段工艺流程图 生料工段主要设备,设备工作原理 板式喂料机 型号:链板规格:18009800mm 链板速度:/s 最大给料尺寸:1200mm 重量:6800kg 电机功率:37kw 电机转速:740r/min 给料能力:65-650t/h40- 400m3/h 板式喂料机能承受较大的料压和冲击,适应大 块矿石的喂料,该机给料均衡运转可靠,但设备较重,价 格高.板式喂料机分轻型,中型和重型三种.立窑水 泥厂石灰石破碎的喂料机一般选用中型的占多. pc-2018 反击锤式破碎机 转子尺寸:20201802mm 转子转速: 300r/min 锤头数量:36 个电机电压:10000v 进了粒度:1000mm 电机功率:710kw 出料粒度:80%25mm 生产能力:350-450t/h 工作原理:物料进入锤破中受到高速回转的锤 头冲击而被破碎,物料从锤头处获得动能以高速冲 向打击板而被第二次破碎,粒径合格的物料通过蓖 条排出,较大粒径在蓖条上再经锤头附加冲击,研磨 而被破碎,直至合格后通过蓖条排出. 袋收尘脉冲袋收尘器 是一种新型高效袋式收沉器,利用脉冲阀使压 缩空气定时地对滤袋进行喷吹清灰,滤袋寿命长,收 尘效率高. 工作原理: 含尘气体由进风口进入箱体,气体由滤袋外进 入滤袋内,经文氏管进入上箱体,从出风口排出,粉 尘能截留在滤袋外表面.为了保持收尘器的阻力在 一定的范围内必须定期清灰.清灰时由脉冲控制仪 按程序开启控制阀使气沧内的压缩空气由喷嘴管的 孔眼高速喷出,每个孔眼对准一个滤袋中心,通过文 氏管的诱导在高速气体周围引入相当于喷嘴空气 57 倍的二次空气冲进滤袋,使滤袋急剧膨胀,引 起冲击震动.同时产生由袋内向袋外的逆向气流,是 黏附在滤袋外表面的积灰被吹落.此时滤布空隙中 的粉尘也被吹落,吹扫下来的积灰落入灰斗经排灰 系统排出. 堆料机和取料机 堆料机是:车式悬臂胶带堆料机. 取料机是:桥式刮板取料机. 立磨 mls3626 给料粒度:90mm 生产能力:185t/h 工作原理: 物料由三道锁风阀门下料溜子进入磨内,堆积 在磨盘中间.由于磨盘的旋转带动磨辊转动物料受 离心力的作用想磨盘边缘移动,并被齿入磨辊底部 而粉磨.磨辊有液力系统增压以满足粉末需要.磨盘 的转速比较高,比相同直径的球蘑机要快大约 80%. 物料不仅在辊下被压碎,而且被推向外缘,越过挡料 圈落入风环,被高速气流入分离器,在回转风叶的作 用下进行分选,粗粉重新返回磨盘再粉磨.合格的成 品随气流带出机外被收集作为产品,由于风环外气 流速度很高因此转热速率很快,小颗粒瞬时得到干 燥,大颗粒表面被烘干,再折回重新粉碎过程中得到 进一步干燥. osepa 选粉机 型号:n-XX 总重:19183kg 风量:XXm3/min 喂料量:400t/h 电机功率:132kw 水泥生产能力:72120t/h 工作原理: 待选物料由上部的两个喂料管喂入选粉机,通 过撒料盘缓冲板充分分散,落如选粉区,选粉气流大 部分来自磨机,通过切向一次风进口.来自收尘设备 的收尘风通过二次风进口进入,经导向叶片水平进 入选粉区.在选粉机内由垂直叶片和水平叶片组成 笼式转子,回转时使内外压差在整个高度内上下保 持一定,从而使气流稳定均匀,为精确选粉创造了条 件,物料自上而下为每个颗粒提供了多次重复分选 的机会,而且每次分选都在精确的离心力和水平风 力的平衡条件下进行.细粉从外向内克服了边壁效 应的不利影响. 电收尘 工作原理: 电收尘利用高压静电场的作用,使通过的含尘 气体中的尘粒荷电,在电场的作用下,使尘粒沉积于 电极上,将尘粒从气体中分离出来.电收尘器具有运 行可靠,维护简单,电耗低,除尘效率高等优点,在合 适条件下使用,其除尘效率可达 99%以上. cp 均化库 工作原理: 该库直径较大,生料先送至顶生料分配器,再经 放射状布置的空气输送斜槽入库,库顶还设有收尘 器,仓满指示器等装置,在大库的下部中心建有一圈 锥型混合室,当轮流向大库的环型库底冲气时生料 呈流态化并经混合室周围的 812 个进料孔流入混 合库中,同时大库内的生料呈旋涡状踏落,在生料下 移的过程中产生重力混合,进入混合库的生料则按 扁型四分区进行激烈的空气搅拌,即进行气力均化. 混合室的另一作用是靠室内所存一定数量成分均匀 的生料起缓冲作用,使进入混合室时略有成分波动 的生料缩小其波动. 气力输送斜槽 以高压离心通风机为动力源,使密闭输送斜槽 中的粉状物料保持流态化向斜槽的一端缓慢流动, 这种斜槽的主体部分无主动部件,结构简单,输送能 力大,易改变输送方向. 保证生料质量的几个控制环节 生料粉磨系统的调节控制 为实现最优控制,使粉磨作业经常处于良好状 态,在烘干粉磨系统生产中,越来越广泛的采用电子 计算机和自动化仪表,实行生产过程的自动调节控 制.生料粉磨系统是水泥厂生产中实行自动化最为 成功,并且得到普遍应用的一个工序.自动控制主要 有以下五个方面的主要内容:调节入磨原料配比, 保证磨机产品达到规定的化学成分;调节喂入磨 物料总量,使粉磨过程经常处于最佳的稳定状态,提 高粉磨效率;调节磨机系统温度,保证良好的烘干 及粉磨作业条件,并使产品达到规定的水分;调节 磨机系统压力,保证磨机系统的正常通风,满足烘干 及粉磨作业需要;控制磨机系统的开车喂料程序, 实行磨机系统生产全过程的自动控制. 原料配料控制 采用电子称-x 荧光分析仪-电子计算机自动调 节生料磨系统的喂料配比,是 20 世纪 60 年代取得 的成果.40 多年来,国外许多现代化水泥厂几乎全 部实现了原料配比的自动控制.这个自动控制系统 的应用成功,主要在于对生料化学成分可以进行在 线快速分析和建立了一套数学模型及控制算法. 控制系统的目标是调节入磨原料配比,保证规 定的生料化学成分.控制系统分为两段,首先对待用 的各种物料进行取样和分析,再由东西得到的化学 成分计算出各种原料的要求配比.计算公式是线形 的,很容易由计算机计算出.在某些情况下即使不可 能取得最理想的配比,也可以求出近乎理想的配比. 计算机取得的各种原料的成放是取样值的平均 数.原料成分的波动会导致生料成分的波动.近年来,很 多工厂采用了自动取样装置及 x 荧光分析仪,-射线 仪分析生料成分,将测定的结果输入计算机,以便及 时得到各种原料配比,并调整其流量. 样品的抽取一般有两种方式,即磨入口取样和 磨出口取样.前一种取样方式虽然可以缩短控制的 滞后时间,但由于进入磨机前的物料均匀性差,故一 般采用后一种取样方式. 采用电子计算机进行配料计算和控制的指导思 想及基本原则如下: 对取样器采集的样品,一般是间隔测量分析,同 时考虑到原料在喂料机上的输送时间,在磨机内的 粉磨时间以及制样,分析所需的时间,故计算一次配 料的时间周期大约为 30-60min.生料配料控制程序 也是按此时间定期启动. 配料计算中所用的生料目标率值,一般是应用 熟料的率值,以便考虑煤灰掺入的影响. 采用修正控制加积分控制的方法.对原料成分 数据之所以进行修正计算,是由于给定的原料成分 是某一段时间的平均值,而实际上从矿山开采的原 料资源在质量上是有所波动的,虽经过预均化,入磨 原料的成分仍然时刻波动,故原料成分的实际值与 给定值之间有偏离.对于产生偏差的主要原因进行 理论分析,可有两种考虑方法:一是假定偏差是由于 原料中所含比例最大的那种氧化物的波动引起的, 例如,石灰石中的 cao,砂岩中的 sio2,页岩中的 al2o3 和铁粉中的 fe2o3 等,即修正的要素是选用 这些原料中含量最多的氧化物;另一种假设是认为 生料成分的波动是由于几种原料中配合比例最大的 那种原料化学成分波动,或者是由化学成分波动最 大的那种原料的化学成分波动而引起的.这样,在四 种原料配料中假定三种原料化学成分没有变,或假 定四种原料中的三种含量较小的氧化物的成分未变,就 可以根据两次取样间的原料配比及出磨生料中四种 氧化物的含量计算下一周期所需的原料新配比. 对原料成分进行修正计算后实际上每一次生料 值率的瞬间值与目标值仍会产生微小的偏差.为消 除这些偏差,在每次新配比计算中都要考虑前几个 周期进入均化库的生料率值,以便消除或减小累计 偏差,使在均化库中的这几个周期的生料的平均成 分值与设定的目标值趋于一致. 磨机系统压力控制 磨机系统压力控制的目的,是为了检测各部通 风情况,及时调节,满足烘干及粉磨作业要求.磨机 出,入口负压差,表征磨内通风的阻力大小,压差增 大表示磨内可能负荷过大或隔仓板篦缝可能发生堵 塞;其他任何两点之间的压差有较大变动,都表明两 点间阻力的变.一般在生产情况基本正常,压差变动 不大时,可适当调节排风机的风门;压差变动过大时,则 需及时检查设备状况,及时消除故障. 磨机开车喂料程序控制 对磨机启动时的喂料程序控制的目的,是为了 避免磨机启动时,由于外了喂料不当时发生磨满堵 塞.该程序控制可以保证对磨机的喂料量进行均匀 地,按一定程序的逐步加大,实现最优操作.控制办 法是在磨机启动后,检测出它的负荷值,用计算机按 一定数学模型运算处理,向喂料调节器送出喂料量 的目标值,使之逐步增大喂料量,直至磨机进入正常 负荷状态为止. 辊式磨的自动调节控制系统 辊式磨自动控制系统的设置基本与上述方法相 同,由于磨机结构与烘干兼粉磨的钢球蘑机不同,故 自动控制系统亦有区别,一般装设五个自动调节回 路. 磨机系统温度控制 磨机系统温度控制的目的,是为了保持良好的 烘干及粉磨作业,保证成品水分达到规定要求.烘干 粉磨系统的温度控制,大多采用单回路自动调节系 统.对磨机成品水分的控制可有两种方法:一是根据 原料及成品水分,通过调节系统排风机风门,改变入 磨热风量,控制烘干作业;另一种是通过改变热风入 口管道上的冷风门,调节入磨热风温度,控制烘干作 业.两种方法相比,后一种方法有利于保持磨机系统 的生产稳定.在带有预烘干设备的烘干粉磨系统及 利用选粉机等设备同时进行原料烘干时,亦需通过 调节各种设备系统的排风机风门或冷风掺入量的办 法,调节热风进入量或改变热风温度,以控制这些设 备的出口气温,达到控制烘干过程的目的. 4 熟料的煅烧 生料的预热和预分解系统 尧柏水泥一厂的预热与分解系统为五级旋风预 热器和分解炉,从窑头来的三次风入分解炉,分解炉 上有两个喷煤管来完成煤粉的供给.相关参数如下 分解炉的尺寸为:30m 五级预热器的尺寸分别为: c124600mm;c216500mm;c31 6800mm;c416800mm;c516800mm. 尧柏水泥三厂的预分解系统为四级旋风带分解 炉.物料从预热器的顶端加入,从一级旋风筒依次向 下再经过分解炉最后入回转窑;从窑头来的高温气 体先入分解炉,然后依次向上最后进入增湿塔,一句 话概括就是料往下走,气往上流. 预分解系统不但合理利用了来自于窑头的废气,节 约了能源,而且使物料预先进行了预热和分解,从而 为物料的煅烧提供了前提,提高了熟料的质量和生 产效率. 煅烧设备 在预分解窑系统中,回转窑具有燃烧燃料功能, 热交换功能,化学反应功能,物料输送功能,降解利 用废气物五大功能.回转窑中分为干燥带,预热带, 分解带,固相反应带,烧成带和冷却带,在尧柏水泥 厂主要是采用 60m 的回转窑,其放置的倾斜度 为 4%,传动装置采用的是直流电机单传动,窑体转 速为/min. 在回转窑的斜度和转速不变的情况下,物料在 窑内各带的化学变化和物理状态不同,使得物料以 不同的速度通过窑的各带.在烧成带硅酸二钙吸收 氧化钙形成硅酸三钙微吸热,只是在熟料形成过程 中生成液相时需极少量的熔融净热,在分解窑内,碳 酸钙分解需要吸收大量的热量. 熟料冷却 水泥熟料出窑温度大约为 11001300 摄氏度, 充分回收熟料带走的热量以预热二次要气,对提高 燃烧速度和燃料温度以及窑和冷却机的热效率,都 有主要意义,冷却熟料对于改善熟料的质量和易磨 性有良好的效果,冷却良好的熟料可保证设备的安 全运转. 熟料冷却主要有三种类型:一是:筒式;二是:篦 式;三是:其他形式 尧柏水泥厂,一厂使用的是篦冷机,通过风机进 行冷却.三厂使用的是单筒冷却机,单筒冷却机与窑 相似,不同的是筒内装有扬料板用以加速熟料冷却. 烧成工段工艺流程 附:图烧成工段工艺流程 图烧成工段工艺流程 烧成工段主要设备及其工作原理 旋风预热器 旋风预热器由上下排列的五级旋风筒组成,为 了提高收尘效率最上一级旋风筒通常为双级旋风筒 之间由气体管通连接;每个旋风筒和相连的管道形 成预热器的一个级.通常预热器由上向下顺序编号 为至旋风筒的卸料口用生料管道与下一级的气 体管道连接.生料首先喂入 i 级旋风筒的入口的上 升管道内,熟料在管道内进行充分热交换,然后由 i 级旋风筒把气体和生料颗粒分离,收下的生料经卸 料管进入级旋风筒的上升管道内进行第二次热交 换,再经级旋风筒分离,如此,依次经级旋风预 热器进入回转窑内进行煅烧,而预热器排出的废气 经增湿塔,电收尘器由排风机进入大气.窑尾排出的 1100烟气经预热器热交换后温度降至 330左右, 50左右的生料经多级预热器预热到 750820 进入回转窑,熟料热耗均为 750/kg 熟料左右. 预热预分解系统:悬浮预热技术是指低温粉体 物料均匀分散在高温气流之中,在悬浮状态下进行 热交换,使物料得到迅速加热升温的技术.其优越性 在于使物料悬浮在热气流中,与气流的接触面积大 幅度增加,传热速度极快,效率极高.同时,生料粉与 燃料在悬浮下均匀混合,燃料燃烧热及时传给物料, 使之迅速分解.而预分解技术是指将已经过悬浮预 热后的水泥生料,在达到分解温度前,进入到分解炉 内与进入到炉内的燃料混合,在悬浮状态下迅速吸 收燃料燃烧热,使生料中的碳酸钙迅速分解成氧化 钙的技术. 这样不仅减少了窑内燃烧带的热负荷,并且入 窑生料的碳酸钙分解率达到了 95%左右,从而大幅 度提高了窑系统的生产效率. 悬浮预热预分解窑:其的特点是在长度较短的 回转窑后装设了悬浮预热器和分解炉,使原来在窑 内以堆积状态进行的物料预热及碳酸钙分解过程, 移到悬浮预热器和分解炉内以悬浮状态下进行,不 仅可以减轻窑内煅烧带的热负荷,有利于缩小窑的 规格及生产大型化,并且可以节约单位建设投资,延 长衬料寿命,减少大气污染. 五级旋风预热器:主要是旋风筒和各级旋风筒 之间的联接管道,旋风筒的主要任务在于气固分离, 联结管道主要起的是换热作用. 旋风筒:采用大直径四圆心渐扩蜗壳结构,旋风 筒阻力低,下部偏锥结构,下料管粗,能有效防堵;合 理的旋风筒整体高度;有效防止物料因二次飞扬而 导致的分离效率下降. 内筒:内筒插入深度低,内径大,c1-c2 级筒设 置整流器,阻力明显下降,c3-c5 级筒采用挂片,方 便安装和更换,内筒材质为耐热钢,使用寿命较长. nc 型 2500t/d 旋风筒规格:c1:c24600mm, 出口气压约-6100pa 左右,筒内温度约 330 摄氏度 左右.c2:c16500mm,筒内气压约-4400pa 左右 温度约 510左右.c3:c16800mm,筒内气压约- 3600pa 左右,筒内温度约 660左右.c4:c1 6800mm,筒内气压约-2500pa 左右,筒内温度约 800左右.c5:c16800mm,筒内气压约-XXpa 左 右,筒内温度约 780左右. 导流板:导流板的作用是防止进气口气流与筒 内旋转气流碰撞,降低进口湍流阻力.本系统投料 175t/h 时,系统阻力仅 4200pa. 翻板阀:下料管翻板阀位于上一级旋风筒下料 管与下一级旋风筒上升管道之间,要求保持下料流 畅的同时,封闭物料不能填充下料管.南京院设计的 下料管杆轻锤小,材质为耐热钢,实用小巧. 撒料箱:它会影响气固换热的效率,本系统采用 的扩散式撒料箱为凸弧多孔分布板结构,这种撒料 箱强化了物料在气流中的分散性,提高了气固换热 的效率,降低了物料短路的可能. 分解炉:采用在线旋喷结合式管道分解炉.以喷 腾分解炉为基础,“涡旋“结合.分解炉直接与窑尾烟 室相接,避免了结皮和堵塞,三次风单侧切向进入, 布局简单.分解炉出口在本体顶部缩径,气流获得二 次加速,有效地加强了后期的混合,煤粉经过喷嘴从 三次风端口切向向下倾斜,尽管炉用煤管为单通道, 但也能确保预燃充分.生料经 c4 级筒收集由炉侧加 入,受三次风的扰动,改善了其分布状态,减少了塌 料的危险.操作中由于受配料的影响,生料易烧性差,将 炉出口温度控制在 910左右,c5 级筒下料管 890,从而保持一切正常. 生料在各个反应带的物理和化学变化 生料在煅烧过程中,经历干燥,预热,分解,烧成,冷 却阶段,发生了一系列物理化学变化;100200左 右,生料被加热,水分被蒸发而干燥;300500左 右,生料被预热;500800左右,粘土质矿物中的 高岭石脱水分解为无定形的 sio2,al2o3 等,有机物 燃尽;8001300左右,碳酸钙分解为 cao,并开始 与粘土分解出的 sio2,al2o3,fe2o3 发生固相反应. 随着温度的继续升高,固相反应加速进行,并逐步形 成硅酸二钙 2caosio2,铝酸三钙及铁铝酸四钙. 当温度达到 1300时固相反应完成,物种仅剩一部 分 cao 未与其它氧化物化合.当温度从 1300升到 1450再降到 1300,即烧成阶段.这时 3caoal2o3 及 4caoal2o3fe2o3 烧制部分熔融状态,液相出现, 将所剩 cao 和 2caosio2 溶解,2caosio2 在液相中 吸收 cao 形成硅酸盐水泥的最重要矿物硅酸三钙 3casio2.这一过程是煅烧水泥的关键,必须达到足 够的温度并停留适当长的时间,使充分形成 3caosio2. 理论热耗 a.每公斤熟料所需原料:碳酸钙约,粘土约, sio2,fe2o3,合计:约 b.每公斤熟料所需的热量: 将粘土从 20加热到 430过程中 碳酸钙:430=,粘土:430=, 二氧化硅:430=,fe2o3:430= 粘土脱水223= 从 450加热至 900过程中 碳酸钙:=156kca;粘土:;二氧化硅:; fe2o3:; 总计: caco3 加热分解成氧化钙和二氧化碳: 396=483kca. 将物料从 900加热到 1400 氧化钙:;粘土:;二氧化硅:;氧化铁:合计: 按熟料和硅酸三钙比热的差值来酸洗热量: 11450= 总计:1032kca/kg 熟料 c.可回收的热量 熟料在 1400形成的放热效应; 熟料从 1400冷却至 20=; 放出的二氧化碳从 900冷却至 20=; 水蒸气冷却热=; 水蒸气冷凝=16kca,水从 100冷却至 20= 总计:约为 610kca. 所以熟料形成热为:1032-610=422kca/kg 熟料. 回转窑系统个反应带内物料的物理化学反应进 程 窑系统的在不同温度场的各个反应带内生料的 物理,化学反应过程如下.但是由于温度及反应速率 的不同,其中许多反应带在边缘地区有相当一部分 是交叉的. 1,干燥带 承担生料中水分的蒸发任务.反应温度 100, 实际上物料的温度在大约 2050进入窑系统,超 过露点温度后,大约在 75150水分蒸发,反应吸 热约 2675kj/kg,反应式:h2oh2o. 2,预热带 承担粘土质等原料中化学水的分解脱水任务. 反应温度 450,反应热很小.反应式: al2o32sio2h2oal2o3+2sio2+h2o. 3,碳酸盐分解带 主要承担碳酸镁及碳酸钙的分解任务.耗热量: 碳酸镁为 815kj/kgmgco3.碳酸钙为: 1656kj/kgcaco3.由于生料中碳酸钙的含量多,故本 带热量是很大的.同时,在分解带中还伴有 ca,cf,c2f,c5a3 等过渡矿物形成.反应温度及反应 式: mgco3mgo+co2 caco3cao+co2 cao+al2o3caoal2o3 cao+fe2o3caofe2o3 cao+caofe2o32caofe2o3 3+2cao5cao3al2o3 4,放热反应带 主要承担固相反应任务,为放热反应.放热量: c2s 形成放热 602kj/kgc2s,c4af 形成放热 38kj/kgc4af,c3a 形成放热 109kj/kgc3a.本带上部 为炽热火焰,下部物料反应放热,故物料升温很快. 反应温度及反应式如下: 2cao+sio22caosio2 3+5cao3al2o3+cao3 5cao3al2o3+4cao3 5,烧成带 主要承担燃料中的主要矿物 c3s 的形成,fcao 的吸收,完成燃料的最后烧成任务.在本带中的有 1280开始出现液相,直到 1450c3s 大量形成, fcao 最后基本吸收,完成燃料的最后烧结过程,离 开火焰高温区逐渐降温到 1300左右进入冷却带. 在该带 13501450时液相量可达 20%30%,al2o3,fe2o3 及其他组分进入液相.c3s 形成为放热反应,放热量为 447kj/kgc3s.反应温度 及反应式如下: 2caosio2+cao3caosio2 6,冷却带 主要任务有三项,一是使熟料中的 c3a,c4af 极 少量 c5a3 重新结晶;二是使部分液相形成玻璃体; 三是回收熟料中的热焓加热燃烧用空气.本带反应 温度为 13501200以下.由于新型篦冷机的出 现,在预分解窑系统中,孰料的主要冷却任务已移到 冷却机内进行. 熟料的主要质量指标 表熟料的主要质量指标 项目 控制指标 合格率 检测次数 升重 137575 85% 1 次/小时 f-cao 90% 羊湖水:温度:2水质一般用饮用自来水 安定性试饼法 步骤:a.一个样品需准备两块约 100100 的玻 璃板,每个试样成行两块试饼. b.在玻璃板上稍稍涂一层油. c.称取 500 克水泥以标准稠度用水量加水拌制 成标准稠度净浆. d.将制好的净浆取出一部分分成两等份,使之 称球形,放在预先准备好的玻璃板上,并轻轻振动玻 璃板,并用湿布擦过的小刀由边沿向中间抹动,做成 直径 7080 毫米,中心厚度约为 10 毫米,表面光滑 的试样,编号后将试饼放入湿气养护箱,养护 242h.士兵的形状应呈球体的切片状而不应为畸 形. e.养护一天后,取出试饼,脱去玻璃板,检查试 饼是否完整,在试饼无缺陷的情况下将试饼放入已 调好水位的沸煮箱中,然后在 305min 内加热直恒 沸 3h5min.沸煮结束后,放掉箱中热水,打开箱盖,待 箱体冷直室温取出试饼. d.目测未发现裂缝,用直尺检查也没发现弯 曲的试饼为安定性合格,反之为不合格.当两块试 饼判别结果有矛盾时则判断该水泥安定性不合格. 游离 cao 步骤:a.称克水泥式样放入锥形瓶. b.加入 15 无水干油酒精. c.放在带有石棉网的铁架台上. d.加热煮沸保持微沸状态 15 分钟,取出冷却立 即用苯甲酸无水乙醇溶液滴直红色消失. e.在加热直微沸状态 10 分钟,取下滴定直红色 消失,如此反复滴定直红色不再出现. 水泥细度 细度也成为分散度,是指物料颗粒粗细的程度. 水泥细度通常有三种表示方法:筛余,比表面积,颗 粒级配.尧柏水泥厂采用比表面积法. 水泥水化热 水泥水化时发生温度变化的主要来源是由于几 种无水化合物组分的熔解热和几种水化物在溶解中 的沉淀热,这些热值的代数和就是水泥在任何时期 下的水化热. 检测仪器 一厂所用的检测仪器主要有: a 净浆搅拌机 sj-160 型 b 标准恒温养护箱 gb/t17671-1999 型号温度 201 c 沸煮箱 d 水泥细度负压筛析仪 fsy150d 型 e 红外线干燥器 f 自动比表面积测定仪正的 sib-j gjj-5 水泥胶砂搅拌机 h 水泥水化热测定仪 shr-650型 i 水泥自动抗折试验机 kij5000-型 j 水泥自动抗压试验机 hy200 型 k 荧光分析仪 三厂所用的检测仪器主要有: dbt-127 型勃氏透气比表面积仪,无锡建筑仪 器厂 hby-40b 型水泥恒温恒湿标准养护箱 sj-160 水泥净搅拌机 kzj5000-1 型水泥电动抗折实验机,最大负荷: 5000n,示指相对误差1%,XX 荣城市石岛仪器厂 水泥性能检测原理 测试原理:直接测定法是在热量计周围温度不 变条件下,直接测量热量计内水泥胶砂的温度变化, 计算热量计内积量和三是热量的总和,从而得出水 泥水化七天内的水化热. 实验步骤:1.试验前准备工作;2.热量计散热常 数的测定,热量计热定量的计算和散热常数的计算; 3.水泥水化热的测定. 西安建筑科技大学 图水泥制成系统 生产实习报告 学院:材料科学与工程学院 班级:材料 0201 姓名:魏永杰 学号:20 号 指导老师:侯新凯宋强 实习地点:XX 尧柏特种水泥股份有限公司 目录 前言 实习目标 赴水泥厂生产实习是材料工程专业本科生必修 课程之一,通过生产实习,掌握水泥材料的具体生产 工程,掌握水泥熟料的形成工程,掌握各种生产设备 的工作原理和作用,为学好专业课程打下良好的基 础. 本次生产实习由侯新凯和宋强两位老师带队, 材料科学与工程专业材料工程模块共 48 人参加实 习.整个实习共两周,实习地方是 XX 尧柏特种水泥 股份有限公司. 公司简介 XX 尧柏特种水泥股份有限公司是集水泥和商 品硅酸盐生产于一体的股份制企业,是经 XX 省人民 政府批准成立的股份有限公司.公司所属子公司包 括:XX 尧柏水泥蒲城分公司,XX 尧柏水泥蓝田分公 司,XX 尧柏水泥销售公司.企业法定代表人张继民, 注册资本 6000 万元,企业总资产亿元. 蒲城分公司拥有 2500t/d,500t/d,400t/d 熟料 新型干法水泥生产线各一条,年产水泥 120 万吨.主 要产品有“尧柏“牌,粉煤灰水泥,普通硅酸盐水泥 及低热矿渣水泥,低热水泥,中热水泥以及道路水泥 等特种水泥.20*年企业通过 iso9000 产品质量和 质量体系双认证.“尧柏“牌水泥被授予“国家免检产 品“称号,广泛应用于高速公路,铁路,桥梁,隧道,机 场,水利工程和民用建筑等重点工程建设. 公司连续多年被省政府命名为“重合同,守信用 “单位,“省十大水泥明星企业“,“省环保先进单位“, 是省水利厅指定的唯一特种水泥定点生产厂家;被 省银行同业协会评为“诚信企业“;被 XX 市政府列为 “市水泥骨干企业“.公司连续四年被省农行评为 “aaa“级信用企业和“黄金客户“. 企业文化 经营理念:以人为本铸造精品不断创新赶超一 流 企业核心价值观:共同致富实现双赢体现人生 服务社会 企业核心竞争力:诚信经营质优价廉至诚服务 行业领先 企业精神:自强自立励精图治开拓创新超越自 我 产品介绍 低热矿渣硅酸盐水泥 “尧柏“牌低热矿渣硅酸水泥具有强度高,水化 热低,抗冻,收缩小等技术特性.经国家水泥质量监 督检验中心检验,符合 gb200-XX 国家标准低热矿渣 水泥的技术要求,产品适用于各种大体积硅酸盐工 程. 普通硅酸盐水泥 “尧柏“牌等级普通硅酸盐水泥是按照国家新标 准 gb175-1999 组织生产的,它具有早强,28 天富裕 强度高,凝结时间正常,和易性好的特点.在全省质 量评比中名列前茅.该产品广泛用于工业以及民用 建筑. 低热硅酸盐水泥 “尧柏“牌#低热硅酸盐水泥具有水化热低,抗蚀,抗 裂,耐磨等技术特性.符合 gb200-XX 国家标准低热 硅酸盐水泥技术要求.该产品特别适用于水工,大坝,大 体积硅酸盐工程. 中热硅酸盐水泥 “尧柏“牌中热硅酸盐水泥是我公司 1992 年研 制生产的特种水泥,经国家水泥质量监督检验中心 检验,符合 gb200-XX 国家标准中热硅酸盐水泥.具 有强度高,抗冻,抗酸碱腐蚀,耐磨抗裂性好,水化热 较低,颜色纯正等特点.主要应用于水工,大坝,底下 及隧涵等工程. 普通硅酸盐水泥 “尧柏“牌等级普通硅酸水泥是按照国家新标准 gb175-1999 组织生产的,它具有早强,28 天富裕强 度高,凝结时间正常和易性好的特点.在全省质量评 比中名列前茅.该产品广泛用于工业及民用建筑. 最后再次感谢 XX 尧柏特种水泥股份有限公司 为这次生产实习提供了实习基地并给与了大力支持.此 外感谢侯新凯教授,宋强老师在这次实习中给与指 导. 1 水泥厂生产流程 水泥生产工艺及其发展 水泥的生产工艺简单讲便是两磨一烧,即原料 要经过采掘,破碎,磨细和混匀制成生料,生料经 1450的高温烧成熟料,熟料再经破碎,与石膏或其 他混合材一起磨细成为水泥.由于生料制备有干湿 之别,所以将生产方法分为湿法,半干法或半湿法, 干法 3 种. 湿法生产的特点将生料制成含水 32%36%的 料浆,在回转窑内将生料浆烘干并烧成熟料.湿法制 备料浆,粉磨能耗较低,约低 30%,料浆容易混匀,生 料成分稳定,有利于烧出高质量的熟料.但球磨机易 磨件的钢材消耗大,回转窑的熟料单位热耗比干法 窑高 20932931kj/kg,熟料出窑温度较低,不宜烧 高硅酸率和高铝氧率的熟料. 半干法生产的特点将干生料粉加 10%15%水 制成料球入窑煅烧称半干法,带炉篦子加热机的回 转窑又称立波尔窑和立窑都是用半干法生产.国外 还有一种将湿法制备的料浆用机械方法压滤脱水, 制成含水 19%左右的泥段再入立波尔窑煅烧,称为 半湿法生产.半干法入窑物料的含水率降低了,窑的 熟料单位热耗也可比湿法降低 8371675kj/kg.由 于用炉篦子加热机代替部分回转窑