【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 銅礦渣等。 ? 硅質(zhì)校正原料 ? 質(zhì)量要求： n≥ SiO2=7090%； R2O≤%。 ? 常用的硅質(zhì)校正原料有粉砂巖、砂巖和河砂等。 ? 鋁質(zhì)校正原料 ? 質(zhì)量要求： Al2O3≥30% ? 且不含有害雜質(zhì)。 ? 常用鋁質(zhì)校正原料有鋁釩土、煤渣、煤矸石、粉煤灰等。 四、燃料 ? 新型干法回轉(zhuǎn)窯一般采用煙煤煅燒水泥，近幾年來，由于產(chǎn)煤地區(qū)資源及價(jià)格的差異，經(jīng)過大量研究與實(shí)踐，我國(guó)已經(jīng)成功開發(fā)出預(yù)分解窯利用無煙煤煅燒技術(shù)。由于無煙煤著火點(diǎn)高，燃燒時(shí)間長(zhǎng)，燃盡時(shí)間與反應(yīng)類型、反應(yīng)溫度、煤種類、顆粒細(xì)度、過?？諝饬康扔嘘P(guān)。無煙煤的燃盡時(shí)間約是煙煤的 ～ 。揮發(fā)分＜ 5%的無煙煤著火溫度比普通煙煤 (揮發(fā)分 25)高出200℃ ，說明揮發(fā)分較低的煤通常著火溫度較高，著火特性較差，無煙煤更差。 ? 一般為提高無煙煤在窯系統(tǒng)的燃燒速度，要求入窯爐煤粉細(xì)度達(dá)到 35%。 ? 對(duì)預(yù)分解窯來說，為防止結(jié)皮，還要求煤中含硫量小于 %。 五、微量元素的影響 ? （一） MgO ? 熟料中含少量 MgO，有以下作用： ? 增加液相量。 ? 降低熟料熔融溫度。 ? 改善水泥色澤。 ? 過多的 MgO會(huì)影響水泥安定性。 ? 一般熟料中的 MgO含量在 23%以下。 ? （二）堿 ? 堿在熟料中有以下作用： ? 微量堿可以降低燒成溫度，增加液相量。 ? 過多堿使 CaO難以吸收，不利于燒成。 ? 堿含量過高會(huì)降低水泥強(qiáng)度，使凝結(jié)時(shí)間不正常。 ? 硬化水泥表面起白霜，易開裂，產(chǎn)生堿集料反應(yīng)。 ? 生料堿含量過高，在干法生產(chǎn)中，易結(jié)皮堵塞。 ? （三） SO3 ? 在熟料中含有的 SO3有以下作用： ? 降低液相粘度，增加液相量，有利于 C3S的形成。 ? 降低熟料的燒成溫度。 ? 降低水泥的凝結(jié)速度，延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間。 ? 過量的 SO3會(huì)影響水泥的安定性。 ? （四） TiO2 ? 在熟料中含有少量 TiO2（ %）可以提高強(qiáng)度，過量則會(huì)降低熟料強(qiáng)度，故一般熟料中的 TiO2不超過 %。 ? （五） P2O5 ? 在熟料中含有 %的 P2O5可以提高強(qiáng)度，過多則會(huì)加速 C3S分解，產(chǎn)生二次 fCaO，降低強(qiáng)度。 第二節(jié) 原燃料的破碎烘干及預(yù)均化 ?一、破碎 ? 破碎的目的 ? 固體物料在外力作用下，克服了內(nèi)聚力，而使固體物料破碎的過程，稱為破碎。在水泥生產(chǎn)過程中，破碎物料的目的在于提高烘干和粉磨的效率，同時(shí)亦便于物料的均化、運(yùn)輸和儲(chǔ)存。 ? 破碎的分類 ? 粗碎 ≥100mm ，中碎 ≥30mm ，細(xì)碎 ≥ 3mm ? 破碎方法 ? 破碎方法按施加外力的方法可分為： ? (a)壓碎：適于脆性堅(jiān)硬物料粗碎。 ? (b)磨碎：適于細(xì)小物料細(xì)碎。 ? (c)劈碎：適于軟、脆物料。 ? (d)擊碎：較脆、硬物料。 二、烘干 ? 原料烘干的目的： ? 保證磨機(jī)正常安全運(yùn)轉(zhuǎn)，防止出現(xiàn)包球、糊磨、飽磨等不正?，F(xiàn)象。 ? 有利于粉狀物料的輸送、儲(chǔ)存及均化。 ? 烘干后各原料的入磨水分要求應(yīng)根據(jù)各生產(chǎn)工序合理確定。通常要求如下： ? 石灰石 粘土 鐵粉 煤 混合材 ? ～ % % 5% % 2% 三、原燃料預(yù)均化 ? 預(yù)均化的目的 ? 降低原燃料成分波動(dòng)，保證生料配料、粉磨及熟料煅燒的正常、高效，提高熟料產(chǎn)質(zhì)量，降低消耗。 ? 預(yù)均化的作用： ? （ 1）縮短進(jìn)廠原燃料成分的波動(dòng)周期，為準(zhǔn)確配料、生料粉磨提高良好的條件。 ? （ 2）顯著降低原燃料成分波動(dòng)的振幅，縮小標(biāo)準(zhǔn)偏差，提高生料成分的均勻性，穩(wěn)定熟料煅燒時(shí)的熱工制度。 ? （ 3）有利于擴(kuò)大原燃料資源，利用低品位原燃料，降低生產(chǎn)消耗與成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 ? 預(yù)均化的條件 ? 一般根據(jù)原料的變異系數(shù) Cv來判定是否進(jìn)行預(yù)均化。 ? S— 標(biāo)準(zhǔn)偏差， — 各次測(cè)量的平均值。 ? 當(dāng) Cv＜ 5%時(shí)，原燃料均勻性良好，不需要預(yù)均化。 ? Cv＝ 510%時(shí)，原燃料成分有一定波動(dòng)，若生料配料準(zhǔn)確，均化效果好，可以不預(yù)均化，否則必須預(yù)均化。 ? Cv＞ 10%時(shí)，原燃料均勻性差，成分波動(dòng)大，必須進(jìn)行預(yù)均化。 %1 00?? xSCvx? 預(yù)均化原理 ? 經(jīng)破碎后的原燃料在堆放時(shí)，盡可能以最多的相互平行、上下重疊的同厚度料層構(gòu)成料堆。在取料時(shí)按垂直于料層方向的截面對(duì)所有料層切取一定厚度的物料，循序漸進(jìn)，依次切取，直到整個(gè)料層物料取完為止。即“平鋪直取”。 ? 預(yù)均化的工藝及設(shè)施 ? 預(yù)均化堆場(chǎng)是一種機(jī)械化、自動(dòng)化程度高的預(yù)均化設(shè)施。送入堆場(chǎng)的原燃料，通過采用堆料機(jī)連續(xù)以薄層疊堆，形成 200500層的具有一定長(zhǎng)度比的料堆，取料機(jī)則按垂直于料堆的縱向?qū)Ω髁蠈油瑫r(shí)切取，實(shí)現(xiàn)各層物料的混合，達(dá)到均化的目的。 ? 預(yù)均化堆場(chǎng)有矩形與圓形兩種。 ? 矩形預(yù)均化堆場(chǎng)設(shè)兩個(gè)料堆，一個(gè)堆料，一個(gè)同時(shí)取料，交替進(jìn)行，每個(gè)料堆的儲(chǔ)量通?？墒褂?57天。 ? 圓形預(yù)均化堆場(chǎng)與矩形相比，占地面積小，投資少，操作簡(jiǎn)便，有利于自動(dòng)控制。但圓環(huán)形料堆的物料分布對(duì)稱性與均勻性較差，若作為預(yù)配料堆場(chǎng)時(shí)，總是在堆料端布料，難以及時(shí)調(diào)整，且受廠房直徑限制，容量比矩形堆場(chǎng)小，不易擴(kuò)建。 ?矩形預(yù)均化堆場(chǎng)示意圖 ? 圓形預(yù)均化堆場(chǎng)示意圖 ? 進(jìn)料膠帶機(jī) 固定溜子 堆料機(jī) 中心柱 ? 取料機(jī) 接料膠帶機(jī) 廠房 料堆 ? 圓型預(yù)均化堆場(chǎng) ?圓形堆場(chǎng)的人字形堆料法 影響預(yù)均化效果的因素 ? 物料的粒度、形態(tài) ? 物料的含水率 ? 堆料層數(shù) ? 堆、取料方法與設(shè)備 ? 減少死料堆 第三節(jié) 干法生產(chǎn)對(duì)生料的要求及配料 ?一、有害成分含量 ?二、細(xì)度 ?三、均化效果 ? 配料方案，也就是熟料的礦物組成選擇，一般根據(jù)水泥品種、原料與燃料的品質(zhì)、生料的制備、生料的易燒性與熟料煅燒工藝等進(jìn)行綜合考慮，以達(dá)到保證水泥質(zhì)量、提高產(chǎn)量、降低消耗和設(shè)備長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。 一、確定配料方案的依據(jù) ? 配料方案主要是根據(jù)所要求生產(chǎn)的水泥品種、生產(chǎn)水泥所需的原燃料性質(zhì)、生料質(zhì)量以及生產(chǎn)所用的窯型和生產(chǎn)方式確定。 二、熟料率值的選擇 ? KH值的選擇 ? 工藝技術(shù)條件較好、入窯生料成分穩(wěn)定、生料預(yù)燒性好、看火操作水平較高或在生料中摻加礦化劑的，應(yīng)選擇較高的 KH值，反之應(yīng)選擇較低 KH值。 ? n值的選擇 ? n值的選擇應(yīng)與 KH值相適應(yīng)： ? KH值偏高， n值應(yīng)適當(dāng)降低，否則會(huì)導(dǎo)致生料中熔劑礦物減少，生料的易燒性變差，熟料中 fCaO也會(huì)增大。 ? KH值偏低時(shí)， n值應(yīng)適當(dāng)增大，否則會(huì)導(dǎo)致生料中硅酸鹽礦物減少，熟料的強(qiáng)度也會(huì)降低。 ? p值的選擇 ? 選擇 p值時(shí)也應(yīng)與 KH值相適應(yīng)。一般情況下，當(dāng)提高 KH值時(shí)，應(yīng)相應(yīng)選擇 p值，以降低液相出現(xiàn)的溫度和粘度，有利于 C3S的形成。 第四節(jié) 干法生料技術(shù)參數(shù)的控制和調(diào)節(jié) ?各率值的范圍要求： ?KH=， SM=， IM= 煤的工業(yè)分析 項(xiàng)目 Mar Aar Var FCar Q,ar（ KJ/kg ） 數(shù)值（ %） 20930 均化鏈各環(huán)節(jié)的功能 ?搭配開采：＜ 10% ?預(yù)均化： H=710， 3540% ?粉磨： H=12， ＜ 15% ?均化： H=715， 40%。 第三章 硅酸鹽水泥熟料的煅燒 ? 硅酸鹽水泥主要由熟料組成，熟料的煅燒過程直接決定水泥的產(chǎn)量、質(zhì)量、燃料與襯料的消耗以及窯的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。 ? 只有掌握了生料在煅燒過程中的物理化學(xué)變化規(guī)律，才能合理選擇水泥熟料煅燒方法與窯型，正確操作，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目的。因此，了解并研究熟料的煅燒過程是非常必要的。雖然水泥生產(chǎn)窯型有很多種，但窯內(nèi)形成熟料的反應(yīng)基本是相同的。 ? ? 二、影響回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)質(zhì)量的因素 ? 生料的易燒性 ? 配合形成生料的各種原料品位越高，成分波動(dòng)越小，其中晶體含量越少，結(jié)晶越不完全，以及生料越均勻，則生料的易燒性必須會(huì)大大提高。生料易燒性好，燒成熟料所需的熱量越少，熟料越易于燒成，其產(chǎn)量也越高，質(zhì)量越好。因而，在選擇原料時(shí)，應(yīng)盡可能選擇質(zhì)量好、成分波動(dòng)小、含結(jié)晶氧化物越少的原料。同時(shí)加強(qiáng)原料的預(yù)均化與生料的均化，降低生料的波動(dòng)，提高其均勻性，就能有效提高煅燒效率，提高窯的產(chǎn)質(zhì)量。 ? 風(fēng)、煤、料的配合 ? 在煅燒操作中，風(fēng)、煤的配合越合理，煤的燃燒越完全，窯內(nèi)的熱力強(qiáng)度越大，越有利于熟料的燒成。煤與料的配合越恰當(dāng)，就能夠?yàn)槭炝系臒商峁┍匦璧臒崃?，保證熟料中各種礦物能及時(shí)快速生成，也就能夠提高窯的生產(chǎn)效率。 ? 所以，在生產(chǎn)中要嚴(yán)格控制風(fēng)、煤、料三者的比例及其波動(dòng)，做到既保證生料燒成熟料有足夠的熱量，又讓煤能夠充分燃燒，不致造成能源浪費(fèi)，才能提高窯的產(chǎn)、質(zhì)量，降低消耗，降低成本。 ? 窯的傳熱能力 ? 窯的傳熱能力越強(qiáng)，熱交換越迅速，可以加速熟料的形成，有利于提高窯的產(chǎn)量、降低消耗與提高質(zhì)量。要提高窯的傳熱能力，則必須使生料在形成熟料的過程中，充分與熱空氣接觸，增大其傳熱面積，加快其傳熱速度。因此，要保證入窯生料的細(xì)度，增大生料在與熱空氣接觸時(shí)的分散程度，保障熱交換的時(shí)間，才能最終做到提高窯的傳熱能力，提高窯的產(chǎn)質(zhì)量。 ? 三、懸浮預(yù)熱器窯 ? 生料預(yù)熱的特點(diǎn) ? 顆粒細(xì)小、與熱氣流交換熱量的面積大、升溫速度快、時(shí)間短。其結(jié)果是生料中的碳酸鈣在入窯前，分解率得到較大幅度的提高（達(dá)到 40%左右），大大減輕了窯的熱負(fù)荷，從而提高窯的生產(chǎn)效率。 ? 生料在預(yù)熱器內(nèi)要反復(fù)經(jīng)過分散 — 懸浮 — 換熱 — 氣固分離四個(gè)過程。生料分散程度越高、與熱空氣的接觸面積越大，氣固分離越充分，傳熱效率就越高。 ? 懸浮預(yù)熱器的類型 ? 常用的懸浮預(yù)熱器有旋風(fēng)預(yù)熱器，其上部為鋼板卷制焊接而成的圓筒，下部為圓錐，故又簡(jiǎn)稱旋風(fēng)筒。根據(jù)理論計(jì)算，使用五到六級(jí)旋風(fēng)筒，其傳熱效果，常用的是五級(jí)旋風(fēng)筒，也有四級(jí)筒。 ? 為使生料能充分分散，懸浮于管道內(nèi)氣流中，應(yīng)注意： ? （ 1）在生料進(jìn)入每級(jí)預(yù)熱器的上升管道內(nèi)安裝生料分散裝置，使生料在上面受到?jīng)_擊而分散。如插板、縮口、風(fēng)翅及螺旋等裝置。 ? （ 2）物料進(jìn)入管道應(yīng)選擇適宜的角度、位置。一般應(yīng)使生料逆氣流方向而入，增強(qiáng)氣流對(duì)生料的沖擊分散作用，延長(zhǎng)生料在管道內(nèi)的停留時(shí)間，保證熱交換的充分進(jìn)行。 ? （ 3）保證兩級(jí)旋風(fēng)筒之間有足夠長(zhǎng)的管道，使生料易于懸浮，且有足夠的熱交換空間與時(shí)間。 ? （ 4）旋風(fēng)筒下部卸料裝置應(yīng)保證密封性，防止漏風(fēng)。 ? （ 5）保證熱煙氣量、溫度與速度。 ? 一般來說，旋風(fēng)筒內(nèi)傳熱量約占 1020%，絕大部分傳熱是在煙氣管道內(nèi)進(jìn)行的。 ? 四、窯外分解窯 ? 又稱為預(yù)分解窯，它是一種能顯著提高水泥回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的煅燒工藝設(shè)備。其主要特點(diǎn)是把大量吸熱的碳酸鈣分解反應(yīng)從窯內(nèi)傳熱速率較低的區(qū)域轉(zhuǎn)移到懸浮預(yù)熱器與窯之間的分解爐內(nèi)進(jìn)行。生料在分解爐內(nèi)分散率極高，傳熱速度很快，碳酸鹽分解十分迅速。在生料入窯前，其碳酸鈣分解率可達(dá)到 9095%，使生產(chǎn)能力在懸浮預(yù)熱器的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步得到大幅度提高，熱耗也有較大的降低。 ? 預(yù)分解窯的工藝流程如下圖 53所示。 ? 圖 53 帶五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器窯外分解窯的工藝流程圖 ? Q=3300t/d， q=3000kJ/kgCK（ 717kcal/kgCK） ? 分解爐 回轉(zhuǎn)窯（燃料 40%） 冷卻機(jī) ? 冷卻機(jī)三次風(fēng)入分解爐 風(fēng)機(jī) 各級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器 ? 圖 56 預(yù)分解窯系統(tǒng)工藝流程示意圖 第四節(jié) 熟料冷卻機(jī) ? 水泥出窯熟料溫度約為 11001300℃ ，每 1kg熟料含有 11701380KJ（ 280330kcal）熱量，若得到充分回收熟料帶走的熱量可以預(yù)熱二次空氣，提高