【正文】 材料學(xué)院 材升0702班 學(xué)生 秦興東 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 41 頁(yè) 共 41 頁(yè)前 言 水泥在實(shí)用際生產(chǎn)中的地位和作用 水泥是建筑工業(yè)三大基礎(chǔ)材料之一，使用廣，用量大，可廣泛用于民用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利交通和軍事工程等。水泥工業(yè)是重工業(yè)，是社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)中不可或缺的工業(yè)之一。水泥是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)材料，使用廣，用量大，素有“建筑工業(yè)的糧食“之稱。生產(chǎn)水泥雖需較多能源，但是水泥與砂、石等集料所制成的混凝土則是一種低能耗性的建筑材料，其單位質(zhì)量的能耗，只有鋼的1/5—1/6，鋁合金的1/25，比紅磚還低35%。[11]水泥作為膠凝材料，具有水硬性、很好的可塑性。與砂石攪和后仍能使混合物具有必要的和易性，可澆筑成各種形狀的構(gòu)件，以滿足設(shè)計(jì)上的不同要求。適應(yīng)性強(qiáng)，還可用于海上、地下、深水或者嚴(yán)寒、干熱的地區(qū)，以及耐侵蝕、防輻射、核電站等特殊要求的工程，水泥硬化后可以獲得較高強(qiáng)度，并且改變水泥的組成，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)其性能，滿足不同工程的需要，尚可與纖維或者聚合物等多種無(wú)機(jī)、有機(jī)材料匹配，制成各種水泥基復(fù)合材料，有效發(fā)揮材料潛力，與普通鋼材相比，水泥制品不會(huì)生銹，也沒有木材這類材料易于腐蝕的缺點(diǎn)，更不會(huì)有塑料年久老化的問題，耐久性好，維修工作量少，等等。因此水泥不但大量應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑，還廣泛應(yīng)用于交通、城市建設(shè)、農(nóng)林、水利以及海港等工程，制成各種形式的混凝土、鋼筋混凝土的構(gòu)件構(gòu)筑物。[1] 世界水泥工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀目前，水泥的生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備規(guī)格均向大型化發(fā)展，水泥的生產(chǎn)規(guī)模有的已達(dá)每年四百萬(wàn)噸以上，帶預(yù)熱器和分解爐的新型干法窯，直徑也達(dá)7米左右，日產(chǎn)熟料6000噸到8000噸，磨機(jī)直徑已達(dá)5米以上。各國(guó)不少工廠在采用電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制之后，不但提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且還降低了燃料消耗，提高了產(chǎn)量和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。測(cè)試技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展到目前的電子探針、掃描電子顯微鏡、紅外光譜、高溫顯微鏡、能譜儀、波譜儀、高溫X射線等。這使水泥科學(xué)理論在煅燒工藝、熟料礦物及其形成、水泥的水化硬化、使你的新礦物系列等方面得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。近十年來(lái)，代表當(dāng)代水泥生產(chǎn)技術(shù)水平的新型干法生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，由于追求高效率、低能耗、零污染的環(huán)保要求，使水泥設(shè)備大型化、生產(chǎn)工藝節(jié)能化，操作管理智能化、環(huán)保措施生態(tài)化等方面取得了顯著的進(jìn)步和成就。[12] 我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)史和現(xiàn)狀 我國(guó)水泥工業(yè)始于1876年在河北唐山建立的啟新洋灰公司，改革開放以來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水泥工業(yè)也得到了前所未有的發(fā)展，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。水泥工業(yè)是重化工工業(yè)，它的特點(diǎn)是對(duì)礦物資源的依存性大，物料儲(chǔ)運(yùn)量多，能源消耗高。我國(guó)水泥工業(yè)已有百余年的歷史，但是在近十年才有了大的發(fā)展，,1999年5月國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委關(guān)于清理整頓小水泥廠意見的通知（國(guó)辦發(fā)199949號(hào)），決定對(duì)小水泥廠進(jìn)行清理整頓。吳邦國(guó)總理1999年8月28 日指出“水泥產(chǎn)量不少，但是小水泥太多，好水泥不多，有個(gè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的問題”。根據(jù)國(guó)務(wù)院的統(tǒng)一布署，近年來(lái)，建材行業(yè)一手抓淘汰小水泥，一手抓發(fā)展新型干法窯外分解大水泥，關(guān)小上大，壓改結(jié)合，結(jié)構(gòu)調(diào)整取得一定的成果。截止到目前，全國(guó)累計(jì)關(guān)閉淘汰小水泥廠3940戶，壓減落后生產(chǎn)能力近1億t。在關(guān)閉小水泥廠的同時(shí)，各地注重發(fā)展與淘汰相結(jié)合，推動(dòng)了新型干法窯外分解水泥快速發(fā)展。2001年有40多條新型干法生產(chǎn)線（其中2000t/d及以上生產(chǎn)線17條）相繼投產(chǎn)，新增優(yōu)質(zhì)水泥生產(chǎn)能力2000萬(wàn)t，全國(guó)投入運(yùn)營(yíng)的新型干法生產(chǎn)線總數(shù)已經(jīng)達(dá)到171條，年水泥熟料總生產(chǎn)能力達(dá)8000萬(wàn)t。“六五”、“七五”期間，吉林長(zhǎng)春雙洋水泥廠2000t/d新型干法生產(chǎn)線順利建成投產(chǎn)，標(biāo)志著我國(guó)水泥技術(shù)和裝備、建設(shè)和生產(chǎn)管理水平邁上了新臺(tái)階?！鞍宋濉逼陂g，河北冀東水泥廠擴(kuò)建工程是以國(guó)有設(shè)備為主的第一條4000t/d熟料示范生產(chǎn)線，設(shè)備國(guó)有化率近70%，預(yù)示著4000t/d的新型干法生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的國(guó)有化已經(jīng)進(jìn)入了工程應(yīng)用階段。但是，也應(yīng)該看到我國(guó)水泥工業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化水平低，與世界先進(jìn)國(guó)家相比還有較大差距。目前，我國(guó)水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)急需調(diào)整，水泥企業(yè)的規(guī)模普遍偏小，形不成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。水泥廠的生產(chǎn)控制應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)優(yōu)化軟件的開發(fā)和應(yīng)用，為進(jìn)一步穩(wěn)定操作參數(shù)、降低能耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量服務(wù)。同時(shí)大力發(fā)展水泥廠信息管理系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用推廣工作實(shí)現(xiàn)整個(gè)工廠的信息化、智能化和全方位的管理。[11] 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想睡泥工業(yè)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜工程,涉及專業(yè)知識(shí)多，知識(shí)面廣，其生產(chǎn)具有連續(xù)性，多環(huán)節(jié)相互制約，故設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于生產(chǎn)技術(shù)配套設(shè)備等的選擇，要選擇最佳方案，統(tǒng)籌安排，基于實(shí)際情況。本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是力求做到工藝流程順暢，設(shè)備選型合理，指標(biāo)先進(jìn)可行，以期盡快達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，達(dá)到優(yōu)質(zhì)優(yōu)產(chǎn)，低消耗，安全長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容本次設(shè)計(jì)為日產(chǎn)1200噸熟料的新型干法生產(chǎn)線生料粉磨系統(tǒng)。設(shè)計(jì)范圍是從入磨設(shè)備開始到生料粉出磨房為止，包括對(duì)工藝過(guò)程中主機(jī)設(shè)備和輔助設(shè)備的計(jì)算選型和各種設(shè)備的工藝布置。　設(shè)計(jì)題目興魯生態(tài)建材廠1200t/d熟料新型干法生產(chǎn)線生料粉磨系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)　設(shè)計(jì)建廠條件. 1 原料情況（1）、石灰石質(zhì)原料：自備礦山，距離廠區(qū)8公里。貯藏量可供1000t/d水泥生產(chǎn)線50年之用。（2）、粘土：本廠礦山，距廠區(qū)5公里。（3）、鐵粉：濟(jì)南某廠，具有長(zhǎng)期供貨合同。（4）、石膏：大汶口石膏礦。（5）、混合材：以濟(jì)南某鋼廠的礦渣為主。具有長(zhǎng)期供貨合同 工廠一般數(shù)據(jù)氣候條件：氣溫：℃；℃；月平均：℃；℃；降雨量：；日最大量：； 年主導(dǎo)風(fēng)向及風(fēng)頻：西南風(fēng) 平均風(fēng)速：； 交通：鐵路公路交通便利。地理?xiàng)l件：地面承受能力 25t/廠區(qū)位于濟(jì)南市西郊水源：以黃河水為主要工業(yè)用水。另自備地下水源電源：保證供應(yīng)。環(huán)境保護(hù)：當(dāng)?shù)丨h(huán)境部門對(duì)建長(zhǎng)進(jìn)行了環(huán)境評(píng)價(jià)，并已批準(zhǔn)當(dāng)?shù)亟◤S。 產(chǎn)品銷售：散裝40%、袋裝60%以下為各原燃料化學(xué)成分、水分、煤的工業(yè)分析組成表 原燃料化學(xué)成分名稱LossMgOR2O其他石灰石粘土鐵粉煤灰 煤的工業(yè)分析項(xiàng)目 Wy(%) Vy(%) Ay(%) Cy(%) Qy數(shù)值23470KJ/Kg 原燃料水分物料名稱石灰石粘土鐵粉混合材原煤石膏水分%　配料計(jì)算的目的 熟料組成確定后以便可根據(jù)所用原料進(jìn)行配料計(jì)算以求出符合要求熟料組成的原料配合比。 [9]　率值的選擇,經(jīng)驗(yàn)表明:高硅酸率,高鋁氧率,，一個(gè)合理的配料方案既要考慮熟料質(zhì)量，又要考慮物料的易燒性；既要考慮各率值或礦物組成的絕對(duì)值，又要考慮它們之間的相互關(guān)系[9],根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選取如下率值: 石灰飽和系數(shù)（KH）=；硅酸率（SM）=；鋁酸率（IM）=?！∮?jì)算煤灰摻入量： Ga= ==%[9] （） 式中： Ga——熟料中煤灰摻入量 g——單位熟料熱耗，取3350KJ／Kg 煤的應(yīng)用基灰份含量 S—煤灰沉落率，電收塵S=100%　計(jì)算干燥原料配合比：假定干燥原料配合比為：石灰石：% 粘土：% 鐵粉：% 生料的化學(xué)組成名稱配合比lossSiO2Ai2O3Fe2O3CaO石灰石粘土鐵粉生料灼燒生料（除去燒量） 煤灰摻入量 %，則灼燒生料配合比為（%=%） 熟料的化學(xué)成分名稱配合比SiO2Ai2O3Fe2O3CaO灼燒生料煤灰熟料1計(jì)算熟料率值： KH（石灰飽和系數(shù)）==[9] SM（硅率）== IM（鋁率）==由于生產(chǎn)中波動(dòng)，孰料率值控制指標(biāo)可定為 KH=177。 SM=177。 IM=177。，則干燥原料配合比為 石灰石=% 粘土=% 鐵粉=%　計(jì)算濕原料配合比已知各種原料的天然水分為：石灰石 1% 濕粘土 15% 濕鐵粉 5% 濕原煤 6%計(jì)算濕料質(zhì)量比：濕石灰==[9]濕黏土==濕鐵粉==　計(jì)算濕原料百分比總和=++=濕石灰石=100%=%[9]濕黏土=100%=%濕鐵粉=100%=%物料平衡計(jì)算是計(jì)算從原料進(jìn)廠到成品出廠各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要處理的物料量，包括所有原料、燃料、半成品、成品的量，表達(dá)為小時(shí)、日、年需要量。并把它作為確定工廠各種物料需要量、運(yùn)輸量、工藝設(shè)備選型和計(jì)算儲(chǔ)存容量的根據(jù)。有了這些需要量才能進(jìn)行主機(jī)平衡計(jì)算和儲(chǔ)存容量計(jì)算。[9]　所有原始數(shù)據(jù)：1200噸／天；：一臺(tái)。：；：石灰石：%；粘土：%；鐵粉：%5. 物料天然水分物料名稱石 灰 石粘 土鐵 粉礦 渣石 膏煤天然水分（％）： 4% （注：%—%范圍內(nèi)，石膏分子式：（）：14%8. 各種物料生產(chǎn)損失生產(chǎn)損失石灰石粘土鐵粉生料石膏礦渣水泥煤 % 4 4 4 4 3 3 4 3：3250 KJ／Kg熟料：Ｑ＝23470KJ／Ｋg熟料　計(jì)算過(guò)程當(dāng)設(shè)計(jì)任務(wù)書中工廠規(guī)模以水泥年產(chǎn)量表示時(shí)，先計(jì)算要求的熟料年產(chǎn)量，然后選擇窯型、規(guī)格，標(biāo)定窯的產(chǎn)量，確定該窯的年利用率，計(jì)算窯的臺(tái)數(shù)，最后在核算設(shè)計(jì) 的熟料年產(chǎn)量和設(shè)計(jì)的水泥年產(chǎn)量?！　?熟料產(chǎn)量和水泥產(chǎn)量的計(jì)算（1） 設(shè)計(jì)的熟料產(chǎn)量：1200噸/日（2） 要求的熟料年產(chǎn)量 Q年=G年[9] （） 式中 Q年——要求熟料的年產(chǎn)量，t/a G年——設(shè)計(jì)任務(wù)書中要求的水泥年產(chǎn)量，t/a d ——水泥中石膏摻入量，% e ——水泥中混合才摻入量，% p ——水泥的生產(chǎn)損失，% G年=1200噸365天=438000t/a d=4% e=14% p=4% Q年=438000=374125t/a　　(3) 設(shè)計(jì)熟料的小時(shí)產(chǎn)量　　　熟料的小時(shí)產(chǎn)量：Q= n Q =1t/a= 50t/a[9]熟 料 日 產(chǎn) 量：Q= 1200噸／日熟 料 年 產(chǎn) 量：Q= 8 760η Q 　　　　　　　　　　 = 50 = 363540噸／年（2）設(shè)計(jì)的水泥產(chǎn)量：水泥的小時(shí)產(chǎn)量：Q= Q[9] = = ／小時(shí)水泥的日產(chǎn)量： Q= 24 Q = = ／日水泥的年產(chǎn)量： Q= 8760ηQ = = ／年　　 原材料、燃料消耗定額的計(jì)算：（1）.原料消耗定額計(jì)算：　　a. 考慮煤灰摻入時(shí)，干生料消耗定額： K= [9] （） S=式中： I：干生料燒矢量