【導(dǎo)讀】本設(shè)計是在江蘇省徐州市銅山縣建一條φ72m旋窯新型干法水泥生產(chǎn)線。在設(shè)計過程中，我參考了很多的實際例子，并且結(jié)合理論經(jīng)驗數(shù)據(jù)。多缺點存在，所以望諒解。其中主要設(shè)計內(nèi)容有1.廠址選擇：廠址選擇工作是一。項綜合性工作，需要有關(guān)專業(yè)有經(jīng)驗的技術(shù)人員參加。以后就是全廠布局階段了，全廠布局的好壞會影響到水泥生產(chǎn)的流程。的情況，最后我綜合兩者定出我的窯型。要的環(huán)節(jié)，選型的主要依據(jù)就是物料平衡計算的結(jié)果。的選型，堆場的計算在這里均有介紹。設(shè)備包括，斗提，輸送機，風(fēng)機等設(shè)備。設(shè)備雖小，但是在生產(chǎn)過程中也是不可缺

　　

【正文】 湖南 11 海螺水泥有限公司 Φ 4 72m 5000 t/d 3100kJ/kg 以上兩個表可以看出，熟料燒成過程所消耗的實際熱量與煅燒全過程有關(guān)，除涉及到原、燃料性質(zhì)和回轉(zhuǎn)窯（包括分解 爐）外，還與廢氣熱回收裝置（各類預(yù)熱器或余熱鍋爐、余熱烘干等）和熟料余熱回收裝置（各類冷卻機）等有關(guān)。結(jié)合《水泥廠設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)要求后，綜合考慮確定熱耗為 3000kJ/kg。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 14 石膏和混合材 概述（石膏） 硅酸鹽水泥以其力學(xué)性能穩(wěn)定，原料來源廣泛，制造成本低廉等諸多優(yōu)點，多年來一直占據(jù)著建筑工程材料的主導(dǎo)地位。 傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥材料固有的韌性差、水化熱高、抗凍、抗?jié)B、抗腐蝕性差等缺點，愈來愈不適應(yīng)混凝土發(fā)展的需要。 石膏作為水泥的緩凝劑，用于調(diào)節(jié)水泥似的凝結(jié)時間，也可以增加水泥的強度，特 別對礦渣水泥作用更明顯。石膏也可作礦化劑用于熟料煅燒，對提高熟料產(chǎn)量和質(zhì)量有明顯的效果。石膏的質(zhì)量控制，應(yīng)該進(jìn)廠一批，取樣化驗一次。一般情況下，測定石膏中的 SO3 含量就可以了。根據(jù) SO3 的含量計算水泥中石膏的摻入量，如磨石膏粒度不應(yīng)大于 30mm，一般應(yīng)有 20 天的儲存量，使用的石膏和硬石膏的質(zhì)量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)要求。 除石膏的摻量外，石膏的品種也會影響水泥的水化進(jìn)程。內(nèi)川浩研究指出，石膏的溶解度與水泥中 Ca2+、 Al3+濃度之間維持良好的平衡是很重要的。不同品種的石膏具有不同的溶解度和溶解速度。沈梅非 等研究了不同形態(tài)石膏在蒸餾水和飽和石灰水溶液中的溶解度（見表） 表 16 石膏在不同溶液中溶解度隨時間的變化 石膏品種 溶液類型 CaSO4 的質(zhì)量濃度 /（ g L1） 5min 10min 30min 1h 2h 1d 4d 7d 硬石膏 蒸餾水 飽和石灰水 二水石膏 蒸餾水 — — — — 飽和石灰水 — 注：試驗溫度為 20～ 22℃ 內(nèi)川浩，宇智田俊一郎，ヅエツトセメリトとせつ，石膏と石灰 1972（ 118）。 沈梅非等。雙快型砂水泥中不同石膏形態(tài)的研究 [J]，硅酸鹽學(xué)報， 1982（ 9）。 石膏的分類： GB/T 54831996《石膏和硬石膏》國家標(biāo)準(zhǔn)中對石膏和硬石膏礦產(chǎn)品按礦物組分分為三類： G 類：稱為石膏產(chǎn)品。該產(chǎn)品以二水硫酸鈣（ CaSO4 2H2O）的質(zhì)量百分含量表示其品位。 A 類：稱為硬石膏產(chǎn) 品。該產(chǎn)品以無水硫酸鈣（ CaSO4）與二水硫酸鈣安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 15 （ CaSO4 2H2O）的質(zhì)量百分含量之和表示其品位，2C a S O 4 0 .8 0C a S O 4 + C a S O 4 2 H O ?? （質(zhì)量比）。 M 類：稱為混合石膏產(chǎn)品。該產(chǎn)品以無水硫酸鈣（ CaSO4）與二水硫酸鈣（ CaSO4 2H2O）的質(zhì)量百分含量之和表示其品位，2C a S O 4 0 .8 0C a S O 4 + C a S O 4 2 H O? ＜ （質(zhì)量比）。 技術(shù)要求： GB/T 54831996《石膏和硬石膏》國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的技術(shù)要求 是： （ 1）附著水：產(chǎn)品附著水不得超過 4%（ m/m）。 （ 2）塊度尺寸：產(chǎn)品的塊度不大于 400mm。如有特殊要求，由供需雙方商定。 （ 3）分級：各類產(chǎn)品按其品位分級，并應(yīng)符合下表的要求。 表 17 石膏的標(biāo)準(zhǔn)要求 產(chǎn)品名稱 石膏（ G） 硬石膏（ A） 混合石膏（ M） 品位 %（ m/m） 級別 CaSO4 2H2O CaSO4 2H2O+ CaSO4 [ 且2C a S O 4 0 .8 0C a S O 4 + C a S O 4 2 H O ?? （質(zhì)量比） ] CaSO4 2H2O+ CaSO4 [ 且2C a S O 4 0 .8 0C a S O 4 + C a S O 4 2 H O? ＜ （質(zhì)量比） ] 產(chǎn)品名稱 石膏（ G） 硬石膏（ A） 混合石膏（ M） 特級 ≥ 95 — ≥ 95 一級 ≥ 85 ≥ 75 ≥ 65 ≥ 55 二級 三級 四級 混合材概述 為了增加水泥產(chǎn)量，節(jié)約能源，降低成本，改善和調(diào)節(jié)水泥的某些性能，綜合利用工業(yè)廢渣，減少環(huán)境污染，在磨制水泥時，可以摻加數(shù)量不超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的混合材料。 混合材按其性質(zhì)可以分為兩大類：活性混合材料和非活性混合材料。 凡是天然的或人工制成的礦物質(zhì)材料， 磨成細(xì)粉，加水后其本身不硬化，但與石灰加水調(diào)和膠泥狀態(tài)，不僅能在空氣中硬化，并能繼續(xù)在水中硬化，這類材料稱為活性混合材料或水硬化混合材料。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 16 生產(chǎn)通過水泥時，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的活性混合材料主要有以下三類： （ 1）粒化高爐礦渣（ GB/T203），粒化高爐鉻鐵渣（ Jc） 41?；郀t鈦礦渣（ Jc） 418。 （ 2）粉煤灰（ GB/T 1596）。 （ 3）火山灰質(zhì)混合材（ GB/T 2847）。 非活性混合材料，又稱填充性混合材，其活性指標(biāo)不符合以上技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料和?；郀t礦渣等及石灰石和砂巖。 配料計算 確定率值 什么是率值： 在生產(chǎn)控制中，不僅要控制熟料中個氧化物的含量，還可以控制個氧化物之間的比例即率值。 a. 水硬率（ HM） —— 所謂水硬率，是表示水泥熟料中堿性氧化物 CaO 的百分含量與酸性氧化物（ SiO Al2O Fe2O3）百分含量之比。 2 2 3 2 3C a O %H M = % % %S iO A l O F e O?? HM 值在 ～ （平均為 ）因此用其表示水泥質(zhì)量的好壞。但是水硬率有一定的局限性，因為 HM 只表示堿性氧化物與酸性 氧化物之間的比例。可能會出現(xiàn)HM 相同，而各種氧化物含量不同的情況，由于這個原因又提出了硅率和鐵率。 b. 石灰石飽和系數(shù) —— 一般稱為飽和比。它表示水泥熟料中的氧化鈣總量減去飽和酸性氧化物（ SiO Al2O Fe2O3）所需的氧化鈣后，剩下的與二氧化硅化合的氧化鈣的含量與理論上二氧化硅與氧化鈣化合全部生成硅酸三鈣所需的氧化鈣含量的比值。簡言之，飽和比 KH 表示熟料中氧化硅被氧化鈣飽和生成硅酸三鈣的程度。 多年水泥生產(chǎn)實踐和研究結(jié)果表明：水泥生料在煅燒過程中， CaO 首先為酸性氧化物 Al2O Fe2O SO3 所飽和而生成 C3A、 C4AF 等溶劑礦物，剩下的再于 SiO2結(jié)合生成硅酸鹽礦物。 SiO2 雖然也是酸性氧化物，但不完全被 CaO 所飽和而全部生成 C3S，而是還生成部分 C2S。生成的 C3S 與 C2S 的比例，與生產(chǎn)工藝條件包括煅燒條件緊密相連。飽和比的表示 2C a O 2 3 2 3 32C a O 1 . 6 5 0 . 3 5 0 . 7KH= 2 . 8 )S iOf A l O F e O S OS iO f? ? ? ??（ ） （ （ 1）當(dāng) KH= 時，熟料礦物只有 C3S、 C3A、 C4AF，而無 C2S。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 17 （ 2）當(dāng) KH＞ 時，無論生產(chǎn)工藝多完善，總有游離氧化鈣存在。 （ 3）當(dāng) KH= 時，熟料礦 物 只有 C2S、 C3A、 C4AF 而無 C3S。 因此， KH 應(yīng)該控制在 ～ 之間，這樣，應(yīng)無 CaOf 存在，但是在實際生產(chǎn)中，由于被煅燒物料的性質(zhì)，煅燒溫度、液相量、液相粘度等因素的限制，理論計算和實際情況并不完全一致。因此 KH一般控制在 ～ 之間。 （ 1）當(dāng) CaOf 、2SiOf和 SO3數(shù)值很小時： 2 3 2 32C a O 1 .6 5 0 .3 5KH= 2 .8A l O F e OS iO?? （ 2）當(dāng)熟料中 Al2O3 含量較小，而 Fe2O3 含量較多，即 Al2O3/ Fe2O3＜ 時： 2 3 2 32C a O 1 .1 0 0 .7KH= 2 .8A l O F e OS iO?? c. 硅酸率 —— 又稱硅率，用 n 表示。歐美以 SM 表示。是水泥熟料中 SiO2 與Al2O3+ Fe2O3 之間的比值，也代表熟料中的硅酸鹽礦物和溶劑礦物之間的比值。 22 3 2 3n=SiOAl O Fe O? n 值過高，表示硅酸鹽礦物多，對水泥熟料是強度有利，但意味著溶劑礦物較少，液相量少，將給煅燒造成困難。 n 值過低，則對熟料強度不利。且溶劑礦物過多，易結(jié)大塊、爐瘤，結(jié)圈等，也不利于煅燒。 d. 鋁氧率 —— 又稱鋁率或鐵率。歐美以 IM 表示。是水泥熟料中 Al2O3 與 Fe2O3之間的比值。也反映了熟料中的 C3A 和 C4AF 的相對含量。 23(IM) 23p=Al OFe O 選擇 P（ IM）的高低，也應(yīng)視具 體情況而定。在溶劑礦物 C3A+C4AF 含量一定時， P（ IM）高，意味著 C3A 量多， C4AF 量小，液相粘度增加， C3S 形成比較困難，且熟料的后期強度、抗干縮性、耐磨性等均受影響；相反。如果 P（ IM）過低，則C3A 量少， C4AF 量多，液相粘度降低，這對保護(hù)好旋窯的窯皮和立窯的底火比例。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 18 表 18 硅酸鹽水泥熟料配料率值和礦物組成建議范圍 窯型 KH n p C3S% C2S% C3A% C4AF% 濕法窯 5159 1624 511 1117 干法窯 4667 1928 611 1118 立波爾窯 4453 2230 511 1117 預(yù)分解窯 4862 1428 710 1012 機立窯 適宜范圍 有礦化劑 5563 1822 1216 610 預(yù)分解窯 推薦值 適宜范圍 計算粉煤灰摻入量 利用下列公式100yyDWqA RS Q?， q 的取值前面已確定，取 q=3150kJ/kg 熟料 ， ∴ 3 1 5 0 * 2 6 .3 0 * 1 0 0 3 .9 02 1 2 5 0 .0 8 * 1 0 0S ?? 式中： S—— 煤灰摻入量，以熟料百分?jǐn)?shù)表示（ 100%） yDWQ —— 煤的應(yīng)用基低熱值（ kJ/kg 煤） yA —— 煤的應(yīng)用基灰分含量（ %） q—— 熟料燒成熱耗（ kJ/kg 熟料） R—— 煤灰沉落度（ %），當(dāng)窯后有電收塵且窯灰入窯時取 100%， 當(dāng)窯后不設(shè)電收塵且窯灰不入窯時，可參考表 114 選擇煤灰沉落率： 表 19 不同窯型不設(shè)電收塵時的煤灰沉落率 窯型 煤灰沉落率 窯型 煤灰沉落率 濕法長窯（ L/D=30～ 50）有鏈條 100% 干法中空窯 30～ 40% 濕法短窯（ L/D＜ 30）有鏈條 80% 干法短窯帶立筒式旋風(fēng)預(yù)熱器 90% 濕法短窯帶料漿蒸發(fā)機 70% 預(yù)分解窯 90% 立波爾窯 80% 立窯 100% 注：① 以上煤灰沉落率均為無電收塵器時的數(shù)值。 ② 有電收塵器時，煤灰沉落率為 100%（以上均是 ） 計算物料平衡 （ 1）率值由以上述定為 KH=, SM=, IM= 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 19 （ 2）設(shè) ? =% 23 ( 2 . 8 1 )( 1 ) 2 . 6 5 1 . 3 5F e O K H IM S M IM?? ? ? ? ? =% Al2O3=IM Fe2O3= %=% SiO2=SM