水泥粉磨工艺学员手册.docx

水泥粉磨工艺 学员手册培训目标通过半天（共计4小时）系统的培训，帮助学员：了解：(一) 中国水泥行业发展史(二) 水泥粉磨主要工艺参数计算 掌握：(一) 水泥粉磨概述 (二) 水泥粉磨常用工艺流程 (三) 水泥粉磨系统主要设备及工作原理(四) 水泥助磨剂使用 学习大纲1.中国水泥发展史51.2中国水泥60年的发展历程52.水泥粉磨概论122.1粉磨机械技术发展122.2水泥粉磨定义及目的132.3水泥粉磨原理133.水泥粉磨常用工艺流程15_Toc3233346153.1水泥粉磨工艺流程分类153.1.1按工艺流程分类153.1.2按设备使用方式分类153.1.3各流程类型介绍154.水泥粉磨系统主要设备及工作原理234.1辊压机234.2球磨机244.3高效选粉机254.4 V型选粉机254.5立磨265.水泥粉磨主要工艺参数275.1水泥粉磨参数概念 275.2球磨机主要工艺参数275.3选粉工艺参数错误！未定义书签。5.4 辊压机工艺参数错误！未定义书签。6.水泥助磨剂使用296.1助磨概述 错误！未定义书签。6.2助磨剂作用机理错误！未定义书签。6.3助磨剂分类错误！未定义书签。6.4 如何正确使用助磨剂错误！未定义书签。6.5助磨剂使用生产使用遵循的原则错误！未定义书签。1. 中国水泥发展史1.1.1.11.1.2中国水泥60年的发展历程中国水泥60年的发展历程可分为六个阶段：（一） 建国初的恢复和初步发展阶段（19491978年）1949年新中国成立时，我国水泥生产企业只有35家，其中东北区14家，华北区5家，华东区8家，中南区3家，西南区4家，西北区1家。新中国成立后，水泥工业的主要任务是接管国民党官僚资本企业，修复遭受战乱破坏的设备，组织恢复生产。19491952年间，全国总共有18 个大中型水泥厂相继恢复生产。建国初期，政府实施的一系列政策取得了很大成功，前三年时间，水泥工业得到了全面恢复，到1952年底，全国水泥产量达到286万吨。旧中国水泥生产没有统一标准，有使用日本标准的，也有使用德国标准、英美标准的，十分混乱。由于标准不统一，给管理带来许多麻烦。建国之初，建材主管部门就组织技术人员开始研究制定自己的水泥标准（草案），1952年水泥标准草案讨论获得通过开始试行，1956年经过修改补充，把试验方法由软练法改为硬练法，1957年10月国家正式颁布统一施行。“一五”期间，水泥工业各项指标均提前和超额完成，新增水泥生产能力2359万吨，保证了国家基本建设的需要。1957年水泥产量686万吨，比1952年增长140%。“二五”时期，水泥工业的基本任务是：保证国家基本建设的需要；支持地方发展小型水泥厂。“一五”期间投资建设的10个水泥厂，在这一时期陆续建成投产。水泥工业因此得到迅速发展。1958 年和1959 年，从丹麦和西德进口了五套设备，并基本确定了以“小屯型窑”（立波尔窑）和“华新型窑”（湿法窑）作为我国发展的主导窑型。1958 年，湘乡水泥厂采用了我国自行设计制造的第一台华新窑，永安水泥厂和西卓子山水泥厂是使用小屯窑型建设的最早两个工厂。湘乡、永安、西卓子山几个水泥厂的建成，改变了过去基本依靠国外装备的被动局面，我国水泥工业设计及装备制造开始走上自力更生的道路。经过1960年至1965年的调整，水泥工业生产建设开始全面好转，但“文革”又打乱了良好的发展局面，大批职工卷入运动，脱离岗位，大批干部靠边站，各级管理机构瘫痪，行业生产水平和经济效益大幅下滑，严重干扰和破坏了水泥工业的生产和建设。1967年、1968年水泥产量连续两年递减30%以上，1967年大中型水泥企业的产值降低32%，全员劳动生产率也下降30%以上，生产消耗的原燃材料却普遍增加，1969年大中型水泥企业的每吨熟料多消耗10公斤标煤。“文革”时期，随着各地大办农田水利建设，我国又掀起了大办地方水泥厂的高潮。从1970年起地方水泥每年以平均21.8%的速度递增。1973年地方水泥产量首次超过了统配水泥，到1978年地方水泥达到4 253.3万吨，占全国水泥总产量的65.2%，地方水泥厂也由1970年的875家增加到3 400多家。在国家统配水泥不足的情况下，地方水泥的发展为国家农田水利建设做出了重要贡献。1976年10月粉碎“四人帮”集团后，水泥工业各级生产指挥系统和管理工作步入正轨，生产秩序逐步恢复。（二） 水泥工业回复调整阶段（1979-1984年）1978年党的十一届三中全会全面拨乱反正，做出了把工作重点转移到以经济建设为中心的社会主义现代化建设上来的战略决策。当时，市场供需矛盾非常突出，国家大规模的基本建设急需以水泥为主的建筑材料。1978年7月，国务院批转了国家计委关于加速发展水泥工业的报告，追加了对水泥工业基本建设投资。1979年，在国家外汇非常紧张的情况下，国务院还是决定购买日本石川岛播磨重工株式会社设备，建设冀东水泥厂日产4 000吨水泥熟料新型干法生产线。这套新一代的预分解窑新型干法设备，是当时世界上最先进的水泥生产设备。1979年下半年，又与日方签订购买三菱重工株式会社成套设备合同，建设宁国水泥厂。由于国家外汇储备紧张，为减少用汇，该项目仅进口了生料制备、熟料烧成和水泥制造等3部分设备，矿山和水泥包装采用国产设备。这套设备与冀东水泥厂的不同点是采用一台?准515.5m的大直径中卸式原料磨，分解炉为MFC沸腾型。于此同时，江苏淮海水泥厂用罗马尼亚设备建设了一条悬浮预热窑新型干法生产线，设计年产水泥100万吨。这三个引进项目，是我国改革开放初期首批引进的成套项目，为逐步提高我国水泥工业技术水平奠定了基础。改革开放初期，建材部立即着手，把下放到各地的科技人员聚拢起来，加强了水泥工业的科研设计队伍的建设。陆续组建了天津水泥工业设计院、合肥水泥研究院、南京水泥设计院成都建材设计院等科研、设计单位。1984年，国家建材局在制定建材工业技术政策要点中明确提出，水泥工业要发展预分解窑新型干法，一般情况下不再扩建和新建湿法和老的干法生产线。自此，结束了长期以来水泥界的“干湿”之争，指明了中国水泥工业发展的方向。这一阶段，水泥行业的管理体制得到了恢复和健全，科研队伍逐步开始合拢，技术力量得到加强，引进国外先进技术装备的政策得到落实，水泥新标准和产品质量规范开始实施，为下一步水泥工业的蓬勃发展打下了良好的基础。（三） 水泥工业蓬勃发展阶段（1985-1995年）1986年，江西水泥厂日产2 000吨水泥熟料新型干法生产线建成投产，这条生产线是我国自行设计，主要采用国产设备建成的第一条日产2 000吨熟料预分解窑新型干法生产线。它的建成投产并通过国家级验收，是水泥科技攻关的重大成果，是中国水泥工业发展史上的一个里程碑。我国日产1 000吨、2 000吨的窑外分解技术基本自给，其主要技术经济指标已达到国际70年代末的水平。从此在大中水泥厂建设中，结束了以湿法华新窑为代表的时代。水泥行业开始由“单轨制”（统配）改为“双轨制”（统配加市场）。为促进“双轨制”的实施，国家逐年减少企业统配水泥的数量。“双轨制”到1992 年被取消，水泥工业告别了计划经济体制，市场经济给水泥工业发展带来了生机与活力。“七五”期间，国家建材局将日产2 000吨熟料窑外分解窑生产线列为国家重大消化吸收的12条“龙”之中。“一条龙”管理方法，就是把攻关、开发、引进、技术改造、基本建设有机结合起来，把人财物统筹管理，集中众多科研设计单位及设备制造厂家分工合作，共同攻关。1994年，吉林双阳水泥厂日产2 000吨生产线将“一条龙”的13项开发成果应用上去并取得成功，建成投产后3个月内就达产达标，它标志着中国自主开发的预分解窑技术已经成熟。1993年10月8日，四川金顶（集团）股份有限公司在上海证交所上市。这是我国水泥行业第一支上市的股票。这一阶段，国民经济高速发展，水泥供求关系矛盾十分突出，但国家缺乏资金投入，所以地方水泥异军突起，立窑得到爆发性的发展，水泥产量平均每年增加约3000万吨。1995年全国水泥产量达4.7亿吨，完全满足了市场需求，从此告别了长达45年之久水泥供不应求的历史（四） 工业结构调整部署阶段（1996-2000年）建国以来，国内水泥长期供不应求，直到1995年才开始逆转。但市场急需的旋窑水泥仍然短缺，水泥总产量中立窑水泥81，结构性矛盾十分突出。国家建材局提出要从“产量效益型”向“质量效益型”转变，随后针对立窑制定了“限制、淘汰、改造、提高”的方针，得到吴邦国副总理和国家有关部委的肯定和支持，国务院、国家计委、经贸委围绕水泥工业结构调整制定出台了一系列的方针政策，各省市也纷纷采取相应的措施。1996年，上海市政府根据上海缺乏生产水泥的资源的实际情况，决定逐步退出水泥制造业，率先提出要淘汰立窑，并对入沪水泥采用“准用证”的办法控制立窑水泥涌入上海，为水泥工业结构调整开了先河。1996年，江泽民同志考察冀东水泥厂，并亲自为我国自行研发的第一条日产4000吨干法水泥熟料生产线投产点火。1997年亚洲发生金融危机波及到国内，水泥行业由于产能过剩，市场需求不足、水泥出口也大幅减少，企业经济效益下滑，全行业出现亏损，整个行业陷入了困境。1998年水泥行业开始从低谷中爬坡，增长速度逐年提高。过去由于投资高，建设周期长，达产达标慢，造成了许多项目投产之时就是企业亏损之日。从1996年起，国家建材局组织新型干法“低投资”、“国产化”工作，试图通过技术创新、优化设计、国产设备、业主负责等措施和工作，实现不降低项目技术水准前提下的低投资，更好体现技术和经济的圆满结合。2000年海螺集团在荻港建设的两条日产2 500吨熟料生产线，总投资仅3.7亿元，这标志着水泥技术装备“国产化”“低投资”基本实现，大力推广预分解窑的在经济上的条件已经成熟。1995年新型干法水泥2 853万吨，仅占总产量的6%。2000年上升到7 188万吨，占总产量的12%。这一阶段，水泥市场出现了供过于求的局面，亚洲金融危机又雪上加霜，水泥工业此时国家建材局科学分析形势，适时提出了“上大改小”和“限制、淘汰、改造、提高”的方针，为水泥工业的结构大调整作出了部署；新型干法水泥生产线的投资大大降低，由原来的吨投资1 0001 200元降低到400左右元，从而为新世纪水泥工业加快发展奠定了坚实基础。（五） 新型干法高速发展阶段（2001-2008年）2001年，中国水泥协会在安徽芜湖市召开新型干法水泥技术改造高级管理人员研讨会，近40家企业的百余名代表参加了会议。会议提出新型干法水泥技术的先进性和在结构调整中的不可替代性；希望水泥企业要抓住机遇，认真组织好新型干法水泥“国债”贴息项目与“双高一优”计划项目的实施，学习海螺发展经验，练好内功，优化设计，为产业结构调整做贡献。这次会议具有非常重要意义，可以说是一次思想动员会，从此我国的新型干法水泥驶上了快车道，水泥工业结构调整迎来了一个“黄金时代”，新型干法水泥生产线建设出现前所未有的高潮。随后中国水泥协会又与中国建材联合会、国家发改委有关司局联合调研，呼吁国家出台政策，培育和支持一批大企业集团，通过重组兼并，加快调整水泥行业组织结构调整，提高生产集中度。此建议随后得到有关部委的肯定，60家国家重点水泥企业名单公布，并明确了相关支持的政策和措施。这项政策的出台，对水泥行业组织结构的调整将产生深远的历史意义。与此同时，我国的水泥技术装备产业发展也突飞猛进。水泥装备技术在经历了引进关键技术、消化吸收再创新、集成创新等阶段后，进入了自主创新、并拥有国际先进技术的自主知识产权的时代，目前在全球已拥有超过40%的市场份额。2000年前，中国没有一个企业生产规模能达到1 000万吨，而如今企业集团通过兼并重组、建设新线、扩大规模，已有10多家企业集团超过了千万吨规模，其中安徽海螺集团、中国建材集团水泥产能均上亿吨。前12家水泥企业产量占总产量的比例由2000年的4.4%上升到2008年的24%，形成了一批有明显竞争优势的水泥企业集团，中国水泥已经进入大企业集团主导的时代。（六） 进入可持续发展阶段（2009年至今）伴随着产能过剩的日益严重，2009年国务院发布了38号文，从此总量控制、加快淘汰落后、政策鼓励企业兼并重组及大力开发余热发电等节能减排项目等成为了新的风向标在总量控制与兼并重组政策的双重引导下，企业的发展模式由纯粹新建转变成了以并购为主，新建为辅。已有2家企业达到了亿吨规模，前10家企业水泥产量4.7亿吨，占总产量的25%。中国水泥已经进入大企业集团主导的时代2011年，水泥工业“十二五”发展规划问世，提出立足国内需求，严格控制产能扩张，以调整结构为重点，大力推进节能减排、兼并重组、淘汰落后和技术进步。大力发展循环经济，促进水泥工业转型升级2. 水泥粉磨概述2.1 粉磨机械技术发展年度 发明者 粉碎机械 公元前500年 绞盘磨，轮碾机的先驱，用于谷物碾压 约900年 干法掏碎磨（dry stamp mill） 1512年 湿法掏碎磨（wet stamp mill 间歇式鼓形磨 1790年 英国人 辊式磨 1842年 US专利 冲击磨 约1850年 美国Griffin 离心摆动磨 1858年 美国Blke 颚式破碎机 1876年 德国Gebr.sachsenberg 筛板卸料球磨约1877年 美国gate 锤式破碎机 1891年 法konowt davidson 连续式管磨 约1925年 德Loesche 弹簧加载辊式磨 1935年 美国Harding 瀑布式自磨机 1969年 德Feige 双辊细粉磨 1977年 德Schonert 辊压机 2.2 粉磨的定义和基本目的2.2.1粉磨的定义：用外力克服固体物料 质点间的内聚力，使之分裂破坏并使其粒度减少的过程称为粉碎，它是破碎及粉磨的总称。 2.2.2粉磨的目的：是在于使物料获得民必要的分散度，成为一定粒度组成的产品，以满足各生产工艺过程的要求。 2.2.3水泥粉磨的作用：最大限度地满足水泥适度的粒度分布，从而达到最佳 的水泥强度目标。 2.2.4水泥粉磨的任务：是提供一定颗粒组成的成品。 2.2.5粉磨的分类标准：以粉磨后产品粒度大小分为粗磨及细磨。 粗磨：产品粒度2mm细磨：产品粒度0.01mm2.3粉磨原理 3、 水泥粉磨常用工艺流程3.1水泥粉磨工艺流程分类3.1.1按工艺流程分类1、开流粉磨系统。2、闭路粉磨系统。3、联合粉磨系统。3.1.2按设备使用方式分类。 4、球磨机粉磨系统:5、立磨终粉系统: 6、立磨-球磨机联合粉磨系统:7、 辊压机终粉系统: 8、辊压机-球磨机联合粉磨系统:9、卧式辊磨（Horomill）粉磨系统3.1.3各流程类型介绍1、开流粉磨系统 定义：水泥配料通过磨机一次粉磨就排出磨外即为成品。 优点：糸统所需的附属设备少，流程简单，建设投资省，操作控制方便。 缺点：细度对粉磨效率影响大，产量低，电耗高。 系统示意图： 2、闭路粉磨系统: 定义：物料出磨后经过选粉机系统选出产品，粗粉返回磨机再磨。 优点：减少过粉磨现象、可以提高产量、降低电耗、产品细度容易控制 。 缺点：但是系统设备投资大，操作维护较为复杂。 系统示意图 3、联合粉磨系统:定义：物料通过辊压机或者立磨的预粉磨后，筛选出其中的细料进入球 磨机进行 终粉，通过选粉机及收尘系统将符合要求的成品选出。 优点：此种方式与闭路粉磨系统相比，产量更高，能耗更低， 缺点：设备投资更大，操作系统更复杂。 系统示意图： 4、 球磨机粉磨系统:定义：指以球磨机单独作为主要粉磨设备从而达到最终粉磨效果5、 立磨终粉系统: 定义：是指以立磨单独作为主要粉磨设备从而达到最终粉磨效果的粉磨系统。 优点：这种方式比球磨机粉磨系统效能高。 缺点：经测验，这种方式产生的成品由于是完全靠挤压生成，颗粒级配不太理想，而且颗粒表面形状也不利于水泥的水化及水泥强度。 系统示意图6、立磨-球磨机联合粉磨系统: 定义：是指在物料在进入球磨机终粉前，先经过以立磨作为主要设备的预粉磨系统，然后分级符合要求的细料进入球磨进行终粉磨， 优点：这种方式效率高，而且最后由球磨机进行终粉，颗粒级配及颗粒表面形状好。 缺点：工艺流程复杂，一次性投资大 ，设备维护困难，操作复杂。 系统示意图： 7、辊压机终粉系统: 定义：是指以辊压机单独作为主要粉磨设备从而达到最终粉磨效果的粉磨系统。 优点：比立磨终粉系统效能更高 缺点：但是和立磨终粉系统类似，产品颗粒级配及表面形状不理想系统示意图 8、辊压机-球磨机联合粉磨系统:定义：即在物料在进入球磨机终粉前，先经过以辊压机作为主要设备的预粉磨系统，然后分级符合要求的细料进入球磨进行终粉磨。优点：这种方式比立磨-球磨机联合粉磨系统效率更高，而且最后由球磨机进行终粉，颗粒级配及颗粒表面形状好。缺点：一次性投资大，设备维护费用高。系统示意图9、卧式辊磨（Horomill）粉磨系统:卧式辊磨，又称Horomill， 1990s，法国FCB公司开发出HOROMILL（又叫卧式辊磨）。这种HOROMlLL磨是继辊压机、立式磨之后发展起来的新一代水泥粉磨技术。是一种新式粉磨设备，能效比和辊压机相似，产量更大。但是根据其粉磨原理，其产品颗粒状况应当和立磨终粉成品类似，应该不太理想。 4、水泥粉磨系统主要设备及工作原理4.1辊压机4.2球磨机4.3高效选粉机4、4V型选粉机V型选粉机工作原理：物料经提升机从进料口喂入选料粉机，由于挡料板的缓冲作用，物料被均匀地分散后，通过打散格进入选粉壳体。同时，由于风机的抽风作用，使得选粉机内为负压状态，吸入的气流从进风壳体的进风口进入选粉机，流经选粉机壳体里面的打散格从出风口排出，由于气流和重力作用，细粉随气流从出风品排出，由旋风筒或袋收尘收集为成品，部分细粉和大部分中细粉通过细粉出料口排出，这此物料直接送入磨机。粗粉下落通过粗粉卸料口排出。5、立磨工作原理： 粉磨物料从磨机上部喂入，集于磨盘形成研磨层，经磨辊研磨的物料沿着磨盘挡圈的边缘溢出.磨内的物料分离装置可按细度要求进行分级,细粉排出磨外,粗粉再回到研磨室内磨。5、水泥粉磨主要工艺参数5.1水泥粉磨参数概念5.1.1、物料粉磨性能参数 易碎性：表示物料破碎难易程度的特性。 易磨性：表示物料粉磨难易程度的特性。球磨机和辊压机用粉磨功指数来表示：kw.h/t。 磨蚀性：物料对粉磨部件耐磨表面产生磨损程度的性质。用粉磨1t物料的金属消耗量表示，单位g/t.5.1.2、物料粒度参数 细度：物料经粉磨后的料度大小。用筛余及比表积面表示。 筛余：物料 经筛孔为X的筛进行筛分后听筛上量占原物料总量的百分数。 比表面积：单位质量颗粒所具有的表面积。用m2/kg表示。 颗粒级配：按物料颗粒大小排列其所占的比例，单位来%。 特征粒径：在颗粒级配中占36.8%的颗粒粒径。 5.2球磨机主要工艺参数5.2.1磨机研磨体 研磨体填充率 装载量 料球比 研磨体级配 1、各仓最大球径 2、平均球径 3、级配 4、 研磨体调整及补球 5.2.2磨内筛余曲线 磨内水泥筛余曲线做法 1、停磨 2、观察 3、取样 4、做图 磨内水泥筛余曲线讨论 5.2.3水泥粒度分布5.2.3.1水泥粒度分布的合理范围 5.2.3.2水泥粒度分布讨论 6、水泥助磨剂使用 6.1、助磨剂概述： 助磨剂是在水泥粉磨过程中向磨机系统添加的化学药剂的总称。其主是提高粉磨效率，加快矿石颗粒的破碎速度，并由于药剂的分散作用，而改变物料的流变力学特征，有的还可以对钢球和衬板起缓蚀作用，最终达到降低能耗、钢耗的作用。水泥工业助磨剂的使用已经有相当的一段历史。20世纪30年代已国外已开始使用。目前华润水泥已投产基地大部分在使用助磨剂，对提高水泥产品混合材掺量，提高磨机台时产量，改善出厂水泥使用性能，降低生产成本发展了很大作用。目前使用最好的是南宁公司，PC石灰石掺量已达到25%以上。 6.2、 助磨剂作用机理：6.2.1粉体流变学说： 助磨剂是通过物理化学作用吸附于物料表面，使物料颗粒间的磨擦力和粘附力减小，颗粒表面的电荷得到中和，使其在磨内的流动性趋好，粉磨效率提高。 6.2.2降低硬度学说： 助磨剂在颗粒上的吸附降低了颗粒的表面能或引起表面层晶格的错位迁移，产生点和线的缺陷，从而降低颗粒的强度和硬度，同时阻止新裂纹的闭合，促进裂纹的扩展。63、助磨剂分类：6.3.1固体助磨剂： 硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、炭黑、氧化镁粉胶体石 墨、天然石膏等。 6.3.2液体助磨剂： 三乙醇胺、聚丙烯酸脂、甘醇、聚羧酸盐、甲醇、以及其它表面活性剂、分散剂等。 6.3.3气体助磨剂： 丙酮、甲烷、水蒸气和四氯化碳等。6.4、如何正确选用助磨剂:6.4.1、助磨剂