水泥制备1,2.doc

新型干法水泥生产工艺流程简述一、! 5 J7 I) H* D0 L水泥生产原燃料及配料$ R0 G- d( Q3 p生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。4 G: c% - 3 s9 n* O1、/ R+ t& I( _石灰石原料& D3 K/ 0 n8 f, c石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。- Z1 s! BU A) H3 x& 2、8 B p7 . 8 v: 黏土质原料- A T! g% f; Y, z黏土质原料主要提供水泥熟料中的 、 、及少量的 。天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。其中黄土和黏土用得最多。此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩，由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。, o3 r! J! t, W. i: P- h3、8 0 H# Z% |0 v) 校正原料$ P: R) g! a) K7 J0 8 w* 当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的 含量不足，有的 和 含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料) t0 ?6 h3 C+ O+ u（1）6 J8 R! . J, ; B8 t硅质校正原料 含 80%以上) yO# a; s7 a# r/ Z$ N（2）# H* V; w0 V! w7 W铝质校正原料 含 30%以上! M& g( ! S, j% y) V, x! c7 L5 T( U（3）8 U* | f: Ib. G- x8 F/ J铁质校正原料 含 50%以上6 a/ / # T; l二、; G) k! p; f) ?1 . g$ S硅酸盐水泥熟料的矿物组成2 R6 J9 J1 / R F% X! d W: e硅酸盐水泥熟料的矿物主要由硅酸三钙（3CaOSiO2 ）、硅酸二钙（2CaOSi02 ）、铝酸三钙（3CaOA1203）和铁铝酸四钙（4CaOAl2O3Fe2O3简写为C4AF）组成。) w! m) 2 t Q4 j( : l; U$ _# R三、3 H, z0 % t$ R2 H4 Q工艺流程$ j. |7 k2 o( o* i s8 k1、& n: Z. s8 5 g( L* t破碎及预均化) 8 l; y; r% w( g （1）破碎 水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。/ 7 q: t3 y8 ?5 - h 破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高黂机的产量。物料破碎后，可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象，有得于制得成分均匀的生料，提高配料的准确性。! e+ P: 3 T% m! c- h% X4 X: （2）原料预均化 预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。9 f6 ) U & l+ I s( A# T; Y 原料预均化的基本原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。- A% r- / z9 意义：3 T y! q4 g5 / q! o H（1）均化原料成分，减少质量波动，以利于生产质量更高的熟料，并稳定烧成系统的生产。- m; A2 ! h9 h G) |, （2）扩大矿山资源的利用，提高开采效率，最大限度扩大矿山的覆盖物和夹层，在矿山开采的过程中不出或少出废石。9 P3 ?/ 8 x/ k （3）可以放宽矿山开采的质量和控要求，降低矿山的开采成本。- U/ R2 e+ L# T/ Q W5 q （4）对黏湿物料适应性强。/ H! T C8 Q: N1 （5）为工厂提供长期稳定的原料，也可以在堆场内对不同组分的原料进行配料，使其成为预配料堆场，为稳定生产和提高设备运转率创造条件。/ N; s W% H- J, ?/ ! _ （6）自动化程度高。) G0 y- a- A6 . V7 4 b1 E2、生料制备 E W, h2 m3 w. l 水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。4 V: : f$ T8 C; o6 z3 z: J! L 工作原理：% E- J+ 0 H# E6 f V( 电动机通过减速装置带动磨盘转动，物料通过锁风喂料装置经下料溜子落到磨盘中央，在离心力的作用下被甩向磨盘边缘交受到磨辊的辗压粉磨，粉碎后的物料从磨盘的边缘溢出，被来自喷嘴高速向上的热气流带起烘干，根据气流速度的不同，部分物料被气流带到高效选粉机内，粗粉经分离后返回到磨盘上，重新粉磨；细粉则随气流出磨，在系统收尘装置中收集下来，即为产品。没有被热气流带起的粗颗粒物料，溢出磨盘后被外循环的斗式提升机喂入选粉机，粗颗粒落回磨盘，再次挤压粉磨。5 ?7 _: J7 : a+ u0 E3、生料均化2 P% j; X P& - w2 N0 V7 _+ O新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。5 I9 y2 V1 g( 0 7 e/ Q8 f均化原理：. ? N! H3 , R E( # d2 l! B采用空气搅拌，重力作用，产生“漏斗效应”，使生料粉在向下卸落时，尽量切割多层料面，充分混合。利用不同的流化空气，使库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生倾斜，进行径向混合均化。4、预热分解- Z- H, u7 g$ AN& L& z H$ O 把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。2 Q- J0 Y M# G6 o+ O D 工作原理： 预热器的主要功能是充分利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料，使生料预热及部分碳酸盐分解。为了最大限度提高气固间的换热效率，实现整个煅烧系统的优质、高产、低消耗，必需具备气固分散均匀、换热迅速和高效分离三个功能。 0 l6 U N1 |, S1 H: |2 |（1）物料分散 & E ?, w: j+ C$ c# w 换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向上随气流运动，同时被分散。$ Q. 6 T; ! + ?: （2）气固分离 , p E! t% J# e. r8 : q当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒筒体与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动，并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。; O# C; H! b; mV（3）预分解 0 N( F7 ) I6 j O 预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道，设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移到分解炉内进行；燃料大部分从分解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带的热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化；由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。: X* u3 o) b C, J, J4 A% Z$ f. N# M4、水泥熟料的烧成4 u9 w4 ( M0 E& _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。8 K$ w: J v) ( i7 v4 u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。) e/ S% w7 j1 / 5、水泥粉磨) | f& y3 1 i( Q 水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料（及胶凝剂、性能调节材料等）粉磨至适宜的粒度（以细度、比表面积等表示），形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化要求。6、水泥包装水泥出厂有袋装和散装两种发运方式、水泥生产工艺流程稍微了解水泥生产工艺的人，提到水泥的生产都会说到“两磨一烧”，它们即是：生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨。水泥：凡细磨物料，加适量水后，成塑性浆状，即能在空气硬化，又能在水中硬化的水硬性胶凝材料，并能把沙石等材料牢固地胶结在一起的叫水泥。一般来讲，水泥行业生产的是硅酸盐水泥，硅酸盐水泥是 一种细致的、通常为灰色的粉末，它由钙 ( 来自石灰石 )、 硅酸盐、铝酸盐 ( 黏土 ) 以及铁酸盐组成。在一个硅酸盐 水泥工厂中，水泥生产有以下几个主要阶段： 生料的准备 石灰石是水泥生产的主要原材料，大多数工厂都位于石 灰石采石场附近，以尽量降低运输成本。 通过爆破或者使用截装机来进行原料 ( 石灰石、页岩、 硅土和黄铁矿 ) 的提取。 原料被送至破碎机，在那里经过破碎或锤击变成碎块。 压碎的石灰石和其它原料通常覆盖储存，以防受外界环 境的影响，同时也可最大程度地减小灰尘。 在大多数情况下，采石场和水泥厂会需要分离的或单独 的电源设备。 生料磨 在生料磨车间，原料被磨得更细，以保证高质量的混合。 在此阶段使用了立磨和球磨，前者利用滚筒外泄的压力 将通过的材料碾碎，后者则依靠钢球对材料进行研磨。 至今为止，生料磨所消耗电能的大部分并未被用来破碎 材料，而是转化成了热能损耗。因此这里就存在一种经 济化的需求，希望能够对生料磨车间进行调节，将能量 损失保持在尽可能低的水平。 使用一种优化粉磨过程的电气自动化系统是很有必要的。 生料最终被运输到均化堆场进行储藏和进一步的材料混合。 熟料生产 熟料球形结块的直径必须在 0.32-5.0cm 范围之内，它们 是在原料之间的化学反应中产生的。 高温处理系统包括三个步骤：烘干或预热、煅烧 ( 一次 热处理，在其过程中生成氧化钙 ) 以及焙烧 ( 烧结 )。 煅烧是此工序中的核心部分。生料被连续地称重并送入 预热器最顶部的旋风分离器，预热器中的材料被上升的 热空气加热，在巨大的旋转窑内部，原料在 1450 摄氏 度下转化成为熟料。 熟料从窑头进入篦冷机进行热再生和冷却。冷却了的熟 料随后用盘式运输带传输到熟料料仓进行储存。 熟料冷却后可在运输带上传输，并可以再生多达 30% 的热量。送经熟料的冷却空气被导入旋窑，它有利于燃料燃烧。一般类型的篦冷机为往复炉蓖式、行星式和旋 转式。篦冷机收集的非常粗糙的粉尘由水泥矿物组成， 它被回收重新处理。 根据冷却效率和希望得到的冷却温度，在冷却过程中使 用的空气量大约为 1-2 千克 / 每千克熟料。如果在冷却 过程之后，一部分气体被用于其它过程，例如煤炭干燥， 则可以减少需要净化的气体量。 熟料储存能力可以基于市场考虑，一个工厂通常可以储 存熟料年产量的 5-25%。运输带和斗式提升机之类的设 备可用于将熟料从篦冷机到储存区以及熟料磨机之间进行传输。重力下落和传送点通常备有至粉尘收集器的通 风设备。 对低散失和低能耗的主要要求是做到旋窑运转均衡一致。 因此 , 必须使用现代化过程控制技术对燃烧过程进行持续的监控。储存及熟料磨 熟料从熟料料仓中取出并送到给料仓，在进入熟料磨之 前与石膏和添加剂进行配比混合。 在熟料粉磨过程中，熟料与其它原料被一同磨成细粉， 多达 5% 的石膏或附加的硬石膏被添加进来，以控制水 泥的凝固时间，同时加入的还有其它化合物，例如用来 调节流动性或者含气量的化合物。很多工厂使用滚式破 碎机来获取可减小到预定尺寸的熟料和石膏，这些材料 随后被送入球磨 ( 旋转式、垂直钢筒，内含钢合金滚珠 ) 进行余下的粉磨加