【文章內容簡介】 通航能力達 1000 噸級 ，故其具有充分的建立水泥廠 的經濟和地理基。 安徽理工大學畢業(yè)設計 2 1 總論 設計任務及其依據，論述所生產產品的意義和價值 設計任務 設計 年產 160 萬噸熟料 水泥廠 ,混合材為礦渣， 重點設計水泥粉磨車間。 生產產品的種類及意義和價值 生產產品的種類及定義 礦渣硅酸鹽 水泥 —— 根據國家標準 GB1344— 1999 規(guī)定， 凡由 硅酸鹽水泥熟料和?；郀t礦渣、適量石膏磨細制成的 水硬性膠凝材料 稱為礦渣硅酸鹽水泥（簡稱礦 渣水泥），代號 P178。S 。水泥中?；郀t礦渣摻加量按重量百分比計為 20％～ 70％。允許用石灰石、窯灰、粉煤灰和火山灰質混合材料中的一種材料代替礦渣，代替數量不得超過過水泥重量的 8％，替代后水泥中?；郀t礦渣不得少于 20％。 產品的意義和價值 水泥是建筑工業(yè)三大基本材料之一。使用廣，用量大，素有“建筑工業(yè)的糧食”之稱。其單位質量的能耗 只有鋼材的 1/5～ 1/6，合金的 1/25，比紅磚還低 35%。根據預測，下一個世紀的主要建筑材料，還將是水泥和混凝土，水泥的生產和研究仍然極為重要。 水泥作為膠凝材料， 有許多自己的優(yōu)點 ： 很好的水硬性， 水泥漿有很好的可塑性，與石膏拌合后仍能使混合物具有和易性，可澆注成各種形狀尺寸的構件，以滿足設計的不同要求，適應性強；還可以用于海上、地下、深水或者嚴寒、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；硬化后可以獲得較高的強度，并且改變水泥的組成，可以適當調節(jié)其性能，滿足一些工程的不同的需要等等。因此水泥不 但大量用于工業(yè)和民用建筑，還廣泛應用于交通、城市建設、農林、水利及海港等工程， 以及 宇宙工業(yè)、核工業(yè)以及其他新型工業(yè) 。 因此，水泥工業(yè)的發(fā)展對保證國家建設計劃順利進行，人民生活水平提高具有十分重要的意義，而且，其他領域的新技術也必須滲透到水泥工業(yè)中來，傳統的水泥工業(yè)勢必隨著科學技術的發(fā)展而帶來新的工藝變革和品種演變，應用領域必將有新的開拓，從而使其在國民安徽理工大學畢業(yè)設計 3 經濟中起到重要的作用。 主要建設條件 主要資源條件 原料資源 石灰石：青龍山石灰石礦山。 粘土：在石灰石礦山附近孔家村，含水量 15%。 砂巖：自備礦山，含水量 3%。 石灰石、粘土、砂巖礦山的位置見“江蘇省銅山縣青龍山地區(qū)地質圖” 鐵礦石（粉）：外購，含水量 4%。 礦渣（混合材）：徐州鋼鐵廠堿性礦渣。含水量 15% 粉煤灰：外購，含水量 %。 石膏：山東產 SO3， 40%；含水量少量，塊度 300 毫米。 燃料：權臺煤礦煙煤；易磨性系數 ；塊度 80 毫米。 燃料：河南焦作無煙煤；塊度 80 毫米。 電源：從彭場變電所接線進廠。 35KV 1水源：可采用地下水或不牢河水 1交通：見“青龍山礦區(qū)交通位置圖”。鐵路可在茅村車 站或前亭車站與津浦線接軌。 1原料化學成份：見附表。 1煙煤及無煙煤工業(yè)分析：見附表。 1徐州鋼鐵廠礦渣化學成份如下： 2SiO 32OAl 32OFe CaO MgO Σ W % 各原料的化學成分分析如表 11 所示， 表 11 原材料化學成分分析 名稱 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 燒失量 其他 合計 石灰石 砂巖 鐵 粉 粉煤灰 權臺煤礦煙煤資料： 安徽理工大學畢業(yè)設計 4 工業(yè)分析： 水分 （ Mar） 揮發(fā)分 （ Var） 灰分 （ Aar） 固定碳 （ Car） 熱值 （ Qar/kJ/kg） % 煤灰化學成分： 2SiO 32OAl 32OFe CaO MgO 燒矢量 合計 % 0 氣象條件 氣溫：絕對最低溫度： — ℃、絕對最高溫度： ℃、平均氣溫： 14℃、降雨量：年平均降雨量 、最大月降雨量： （雨量主要集中在 68 月份） 相對溫度：最高： 100% 最低： 14% 平均： 72% 最大凍土深度： 24cm 最大積雪深度： 25cm 風向：本地區(qū)風向 年頻率見“風玫瑰圖”。夏季多 東 南東風向，最大風速 米 /6秒。 水文、工程地質資料 洪水位最大標 高：海拔 米（ 1963 年 9 月 8 日），地區(qū)水利部門下達設計指標為34米。 經鉆孔勘測未發(fā)現溶洞，裂隙和斷層。 地震等級：國家地震局、武漢地震大隊 71 年 6— 7 調查。該地區(qū)幾十年內地地震烈度定為 7 度。 附圖及附件 “青龍山礦區(qū)交通位置圖”、“江蘇省銅山縣青龍山地區(qū)地形圖工” 1： 10000、“風玫瑰圖” 江蘇省銅山縣青龍山石灰石礦區(qū)地質評價報告（摘要） 礦區(qū)概述 青龍山石灰石礦區(qū)位于徐州市東北 14 公里，屬銅山縣茅村公社管轄。津浦鐵路在礦區(qū)東部通過，相距兩公里余。 茅村至柳新公路經過礦區(qū)南緣，交通十分方便。 礦區(qū)西南有王莊、龐莊煤礦，東有權臺煤礦，相距約在十一公里。 萬 — 11萬伏高壓輸電線在礦區(qū)南東 3— 5 公里處通過。礦區(qū)南緣有經過水文勘測的豐富地下水源?？梢姷V山經濟地理情況很好。 安徽理工大學畢業(yè)設計 5 礦區(qū)地行屬低山丘陵，青龍山最高海拔標高 138 米，相對標高 106 米左右，山體呈攏狀沿北東方向分布，東坡較陡，坡角 20— 60 度；西坡較緩，坡角 15— 40 度，山壟間洼地地面標高 32— 35 米，浮土厚度 — 19 米。 礦區(qū)南緣有不勞河流經，河床寬 150— 300 米。水深 — 3 米。屬季節(jié)性河流?？菟粯烁? 米。歷年洪水水位最大標高 米（ 63 年 9 月 8 日）。最近幾年人工開挖，河床加寬加深，在其南 3 公里已修成京杭大運河，可能這行船、京杭大運河在蘭家壩筑有節(jié)制閘，近年不勞河最高洪水水位為 米。 礦區(qū)地質 ㈠礦區(qū)水泥原料石灰石系中寒武夏組鮞狀灰?guī)r、薄層灰?guī)r和快狀灰?guī)r相間分布、共有五層組成，構成青龍山主體。下寒武統饅頭組紫紅色云母質砂巖和泥灰?guī)r。在青龍山東坡下緣一帶分布、構成礦體底版。上寒武統炒米店組薄層灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r及薄層竹葉狀灰?guī)r相間分布在礦區(qū)西南角和礦區(qū)西北角，構成 礦層之頂板。 ㈡礦石質量 礦區(qū)中寒武統張夏組石灰?guī)r氧化鈣含量大多在 51%— 53%。僅個別樣品氧化鈣含量為 49%。氧化鎂含量多在 — %。而以 1%左右為多，僅第四層白云質 灰?guī)r在青龍山北部這一段氧化鎂含量高、變化大。最高達 %，最低為 %，平均達 %。（未圈入礦體）。其他地段只個別樣品氧化鎂含量大于 %。 由于山坡角大于地層傾角，部分勘探線可在山西坡沿傾向控制礦層。如第三層灰?guī)r，其氧化鎂在 1— %，說明沿傾向是穩(wěn)定的。石灰?guī)r寧 OK2 、 ONa2 及 2SO 含量極小， OK2 僅含 — ； ONa2 為 — %， 2SO 為 — %。都符合水泥生產要求。 儲量計算 ㈠石灰石礦石的工業(yè)指標：根據礦區(qū)實際情況確定其技術指標為： a、最低儲量計算標高采用該地區(qū)地平面標高 32 米（歷年來未被水淹沒）。 b、開采場邊坡角采用 60176。，由于礦山為一整體，大部分在開采時可完全采完，故在這些地段不考慮邊坡角。 c、儲量計算參數的確定： ①、石灰石氧化鎂含量不大于 %，氧化鈣大于 48%者劃為礦石。 ②、礦石體重：經大小體重測定其范圍在 — 噸 /米 2 ㈡經過計算求得， 安徽理工大學畢業(yè)設計 6 C1 級貯量 6503 萬噸 C2 級貯量 2985 萬噸 廠址的選擇 概述 水泥廠廠址選擇工作是可行性研究工作的重要環(huán)節(jié)，在提交可行性研究報告的同時，應同時提交廠址選擇報告。工業(yè)企業(yè)及其所屬工人村的建設地選擇是工廠建設的重要環(huán)節(jié)。廠址選擇的合理與否，將直接影響工廠建設的投資建設進度，同時也長期影響工廠投資后的生產、管理和工廠今后的發(fā)展。因而，對于新建項目的廠址選擇，必須予以足夠的重視。廠址選擇工作，一般是由負責編制可行性研究的單位按廠址選擇不同階段的要求，提出工程水文地質初堪、地形的測量、環(huán)境影響初評、廠外交通供水供電供油等。具備以上條件后，由籌建單位組織各 有關部門進行廠址預選工作?？尚行詧蟾婢幹茊挝粦鶕椖拷ㄔO和生產的各項要求進行技術、經濟和社會等因素的全面分析論證，經多方案比較后，推薦最佳廠址方案和后備廠址方案以及生活區(qū)位置，提交廠址選擇報告，報主管部門終審。 廠址選擇工作是一項綜合性工作， 根據項目建議書的內容，按照類似工廠的建設資料 、概略指標和設計文件，擬訂數種工廠總平面布置草圖和概略地確定相關指標，如 工廠總平面布置 相關指標、影響廠址選擇的主要因素、 廠址選擇報告的內容和深度要求，受篇幅限制，在此不詳述，具體見 GB502952020。 地質 略，見 礦區(qū)概述 。 礦山礦石質量 礦山礦石質量良好，化學成分穩(wěn)定，一般氧化鈣含量多在 52%以上，氧化鎂含量多低于 %，其他有害雜質含量低。礦石中未發(fā)現游離二氧化硅及其礦物。礦床儲量大，已探明的 C1+C2 級儲量 9488 萬 t（其中 C2 級 6503 萬 t）所探明的儲量和工作程度完全滿足銅山縣辦好水泥廠的要求。 安徽理工大學畢業(yè)設計 7 地形圖（ 見附表） 方案比較（如表 15 所示） 表 15 三中方案的綜合比較 項目 A方案 B方案 C方案 位置 距石灰石礦 距 砂巖礦 距石灰石礦 距砂巖礦 距石灰石礦 距砂巖礦 地形 東低西高，坡度大約 2%，有坡地。 東低西高，坡度大約 3%，有坡地。 東低西高，比較平坦，略有坡地。 交通 廠外交通工程量大，要在大毛山和二毛三毛山之間建條公路以運砂巖，另建一條鐵路經長山和奶山之間與茅村站接軌以運產品。 廠外交通工程量小于 A，在二毛、三毛山東側 70km處新建一條公路通砂巖礦，建一條鐵路通茅村，但短于 A，為 1km左右。 石灰石有汽車直接進廠進行二破，砂巖則需要在大毛山、二毛山、三毛 山之間建一條公路，其工程量與 A差不多，另外在湖上架橋，接公路以運產品。 銷售戰(zhàn)略 以徐州市區(qū)和淮海經濟開發(fā)區(qū)為主，參考其市場需求，決定以生產 42 425R水泥為主。 距水電源距離 較遠 較遠 最近 礦山爆破 安全性 不受影響 不受影響 略有影響 原料、燃料 供給 相同 生活設施 距村落較遠 最遠 最近 從以上比較情況 ， 以及 綜合 結合現代水泥廠高污染、高能耗的特點 ，以 C 方案為最佳方案。 窯的選型及標定 窯的標定的意義 水泥廠設計過程中，當窯型與規(guī)格一旦確定之后，窯產量的標定是選 擇生產系統設備，計算工廠的燒成能力，和熟料年產量的依據，同類窯在不同的生產條件下，安徽理工大學畢業(yè)設計 8 其產量差異相當大，即使同一規(guī)格的窯，由于煅燒制度不同，產量也有較大的差別。 窯產量應該是工廠生產能力的限制因素，在窯以前的所有生產車間的生產能力，均以窯的產量為依據進行計算。窯產量標定過高或過低，均將產生不良后果，如標定過高生產中窯長期達不到設計產量，則浪費輔助設備的生產能力，降低工廠的經濟效益；如果產量標定過低，生產中，窯很快大大超過設計產量，不僅使建廠經濟效益降低，而且由于配套其它設備的生產能力限制，窯本身的生產能力也得不到正常發(fā)揮。 窯的選型計算 根據 以下方法確定： 根據 南京水泥工業(yè)設計院新推出的推薦公式： iGDl? t/d 其中， G—— 熟料 日產量， t/d； Di,L—— 窯的有效直徑和長度， m； 而 Gd=5157t/d,即 。 ② 窯的有效直徑： 3 GDi K? ， 其中， Di—— 窯的有效直徑； G—— 窯的涉及產量； K—— 系 數， t/()(選 50 到 60 之間 )； 當 K 分別取 60,55,50 時，代入上式： 31 5 1 5 7 6 0 4 .4 1Di ??； 32 5 1 5 7 5 5 4 .5 4Di ?? 33 5 1 5 7 5 0 4 .6 8Di ?? ③ 窯長由公式 .3 6L Di Di? （ L/Di—— 長徑比）求得 L1=； L2=。L3=. ④ 窯的公稱直徑 2D Di ???(耐火磚的厚度取 220mm): D1=。d2=。D3=. ⑤窯的產量根據公式 Di L? 得： G1=。G2=。G3=⑥而現代 NSP 窯長徑比為 11— 15 之間（ 21 世紀水泥報道） 安徽理工大學畢業(yè)設計 9 L1/D1=。L2/D2=。L