水泥制作流程图（PPT32页).ppt

1 水泥生产原理 2 一 水泥是一种性能较好的建筑材料 水泥是由水泥熟料锻烧而成的 水泥熟料主要由石灰石 粘土和铁粉这三种原料按一定比例配合后磨制成粉末状生料 生料经在炉窑内的连续加热 使其经一系列的物理化学变化就变成熟料 3 二 水泥生料在炉内锻烧成熟料的过程 可划分为以下5个阶段 1 水分蒸发阶段 段含两个过程 一是生料入炉后温度升至100 150 时 生料吸附水几乎全部蒸发掉 这个过程称干燥过程 二是生料干燥后随着煤的燃烧放热将物料温度升至450 时 原料构成之一的粘土失去结晶水 变成游离的无定型的AL2O3和SiO2 这两个过程均为吸热过程 4 2 碳酸盐分解阶段 炉窑内温度升至600 以上时 生料中的碳酸盐开始分解 3 碳酸盐分解阶段 炉窑内温度升至600 以上时 生料中的碳酸盐开始分解 固相反应阶段 这一阶段是生成部分水泥熟料矿物的阶段 5 4 水泥熟料烧成阶段 水泥熟料的主要成分是C3S 客观存在需在液相中形成 为此炉窑温度需继续升高 当温度升至1450 时C3S的生成反应速度最快 因此为保证C3S的生成温度 使它在水泥熟料中占据较大比重 提高水泥质量 要控制好这个阶段的窑温在1300 1450 1300 之间 6 5 水泥熟料冷却阶段 当温度降至1300 时 C3S的形成终止 此后温度再下降便进入了冷却阶段 水泥原料的混合生料经以上五个阶段就转变成了水泥熟料 再经一些必要的处理就成为建筑用的水泥 7 硅酸盐水泥水化反应 3CaO SiO2 6H2O 3CaO SiO2 3H2O 3Ca OH 22 2CaO SiO2 4H2O 3CaO SiO2 3H2O Ca OH 23CaO Al2O3 6H2O 3CaO Al2O3 6H2O 铁相固溶体的水化 8 三 水泥锻烧设备 水泥的锻烧过程是在一定的炉窑设备内进行的 目前在大中型水泥厂多采用回转窑生产工艺 小型水泥厂多采用立窑生产工艺 回转窑是一个大型的热工机组 由筒体 轮带 托轮 传动装置及密封装置等组成 9 钢筋混凝土排水管 钢纤维混凝土井盖 钢纤维 10 四 水泥生产用煤要求 煤的发热量 发热量高低直接影响到窑内温度的高低 进而影响到C3S的生成 为保证窑内温度在1450 要求煤炭应有较高的发热量 煤的挥发分 当使用回转窑时 为保证煤粉的顺利着火和足够的燃烧强度 一般要求Vd 18 30 之间 当采用立窑生产水泥时 因挥发分的析出是在缺氧条件下进行的 因此为减少q3的热损失 需燃用低挥发分的煤 以Vd 10 为宜 11 煤的灰分 灰分对水泥熟料锻烧的影响没有发热量和挥发分那么大 特别是立窑的锻烧过程 可把入窑前的生料还应视为一种高灰分的煤炭 这是因为水泥熟料与煤灰的化学成分基本相同 只是各种组分不一样 对回转窑 若灰分太高 一方面会降低煤的发热量 另一方面因煤粉燃烧后产生的煤灰飞落到熟料中会影响到熟料的质量 12 供煤粒度d 6 13mm或选用d 13 25mm的混煤 供煤水分MT ar 10 灰熔点ST 1250 13 水泥球磨机当球磨机回转时 研磨体在离心力和与筒体内壁的衬板面产生的摩擦力的作用下 贴附在筒体内壁的衬板面上 随筒体一起回转 并被带到一定高度 在重力作用下自由下落 下落时研磨体像抛射体一样 冲击底部的物料把物料击碎 研磨体上升 下落的循环运动是周而复始的 此外 在磨机回转的过程中 研磨体还产生滑动和滚动 因而研磨体 衬板与物料之间发生研磨作用 使物料磨细 由于进料端不断喂入新物料 使进料与出料端物料之间存在着料面差能强制物料流动 并且研磨体下落时冲击物料产生轴向推力也迫使物料流动 另外磨内气流运动也帮助物料流动 因此 磨机筒体虽然是水平放置 但物料却可以由进料端缓慢地流向出料端 完成粉磨作业 五 水泥设备的工作原理及特点 14 球磨机筒体的回转速度和研磨体的填充率对于粉磨物料的作用影响很大 当筒体以不同转速回转时 筒体内的研磨体可能出现三种状态 15 辊压机的工作原理 辊压机由两个相向同步转动的挤压辊组成 一个为固定辊 一个为活动辊 辊压机的工作原理见图3 1 物料从两辊上方给入 被挤压辊连续带入辊间 受到50 100MPa的高压作用后 变成密实的料饼从机下排出 排出的料饼 除含有一定比例的细粒成品外 在非成品颗粒的内部 产生大量裂纹 在进一步粉碎过程中 可较大地降低粉磨能耗 16 主要设备 17 斗式提升机 气箱式脉冲袋收尘器 18 水泥生产工艺流程 19 生料磨制 老式球磨机生产流程 在原料配料库内的四种原料按照设定的原料配比由7台定量给料机和皮带机输送到磨头 再经闸板进入辊压机喂料仓 物料经辊压机预粉碎后 经打碎机由提升机送到选粉机 选出的粗粉进入磨机粉磨 出磨物料经提升机送入选粉机 旋风筒 选粉机 旋风筒 选出的合格产品 送入生料库中 20 当辊压机出现故障时 可以通过闸板控制 直接将物料送入磨机粉磨 磨好的原料由上部进入选粉机 被选粉机进行分选 粗粉由下部泄出 合格的细粉被上升的气流带入旋风筒 气料在旋风筒内进行分离 含尘废气由上部抽出去收尘器 成品由下部泄出 去生料仓 虽然系统工作连续 但此时系统的生产效率会受到影响 生料磨通有来自烧成系统的废热气 在粉磨物料的过程中 同时对物料进行烘干 出磨含尘废气会和另一股来自窑尾的废热气进入选粉机 由选粉机排出的含尘废气被送入布袋收尘器 经净化后排入大气 21 选粉机中间主体四周均布着四个旋风筒 磨好的原料由上部进入选粉机 被选粉机进行分选 粗粉由下部泄出 合格的细粉被上升的气流带入旋风筒 气料在旋风筒内进行分离 含尘废气由上部抽出去收尘器 成品由下部泄出 去生料仓 为烧制做准备 22 斗式提升机 气箱式脉冲袋收尘器 23 原料球磨机主要用于水泥厂成品及原料的粉磨 也适用于冶金 化工 电力等工矿企业粉磨各种矿石及其他可磨性物料 可用于开流粉磨 也适用于与选粉机组成的循环圈流粉磨 原料球磨机具有对物料适应性强 能连续生产 破碎比大 易于调整粉磨产品的细度等特点 它既能干法生产也可以湿法生产 也可以粉磨与烘干同时进行作业 24 预热器 煤粉动态选粉机是煤磨闭路系统中专用的分级设备 主要由壳体 进出风管 导流叶片 转子 传动装置和防爆阀所组成 物料由进风管随气流进入选粉机 经灰斗与下壳体间的环形缝隙到达上壳体 气流通过沿切向布置的导向叶片时被改变方向 形成涡旋并进入转子 在气流向内的向心力和转子旋转向外的离心力的共同作用下 对物料进行分选 合格的物料 细粉 随气流进入转子内部 经由出风口排出 由下一级收尘设备将成品物料收集下来 不合格的物料 粗粉 则失去动能落入灰斗 通过回料管送回磨内再次循环 25 生料在旋风预热器中完成预热和预分解后 下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成 在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应 生成水泥熟料中的等矿物 随着物料温度升高近时 等矿物会变成液相 溶解于液相中的和进行反应生成大量 熟料 熟料烧成后 温度开始降低 最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送 贮存库和水泥磨所能承受的温度 同时回收高温熟料的显热 提高系统的热效率和熟料质量 26 选粉机是负压操作 气流分别由一次风管和二次风管切向进入 三次风由下部灰斗的三个方向进入选粉机 一次风由磨内通风和环境风组成 二次风由提升机收尘风和环境风组成 O SEPA选粉