【正文】 生產(chǎn)工藝流程 ： 新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程 簡(jiǎn)述 水泥生產(chǎn)原燃料及配料 生產(chǎn)硅酸鹽水泥的主要原料為石灰原料和粘土質(zhì)原料，有時(shí)還要根據(jù)燃料品質(zhì)和水泥品種，摻加校正原料以補(bǔ)充某些成分的不足，還可以利用工業(yè)廢渣作為水泥的原料或混合材料進(jìn)行生產(chǎn)。石灰石是水泥生產(chǎn)的主要原料，每生產(chǎn)一噸熟料大約需要 噸石灰石，生料中 80%以日產(chǎn) 5000 噸水泥熟料水泥廠生料粉磨系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) 7 上是石灰石。其中黃土和 黏土用得最多。黏土質(zhì)為細(xì)分散的沉積巖，由不同礦物組成，如高嶺土、蒙脫石、水云母及其它水化鋁硅酸鹽 。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 水泥磨 石灰石 單段錘式破碎機(jī) 預(yù)均化堆場(chǎng) 配料站 立式生料磨 均化庫(kù) 預(yù)熱器 分解爐 回轉(zhuǎn)窯 冷卻機(jī) 熟料庫(kù) 商 品熟料出廠 硅質(zhì)原料 破碎 硫酸渣 貯庫(kù) 煤 石膏 混合材 破碎 均化堆場(chǎng) 煤磨 煤粉倉(cāng) 破碎 破碎 貯庫(kù) 貯庫(kù) 烘干 袋裝水泥出廠 成品庫(kù) 包裝機(jī) 水泥庫(kù) 水泥散裝庫(kù) 散裝水泥出廠 日產(chǎn) 5000 噸水泥熟料水泥廠生料粉磨系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) 9 破碎及預(yù)均化 （ 1）破碎 水泥生產(chǎn)過程中，大部分原料要進(jìn)行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。 破碎過程要比粉磨過程經(jīng)濟(jì)而方便，合理選用破碎設(shè)備和和粉磨設(shè)備非常重要。物料破碎后，可減少在運(yùn)輸和貯存過程中不同粒度物料的分離現(xiàn)象，有得于制得成分均勻的生料，提高配料的準(zhǔn)確性。 原料預(yù)均化的基本原理就是在物料堆放時(shí)，由堆料機(jī)把進(jìn)來的原料連續(xù)地按一定的方式堆成盡可能多的相互平行、上下重疊和相同厚度的料層。 意義： （ 1）均化原料成分，減少質(zhì)量波動(dòng)，以利于生產(chǎn)質(zhì)量更高的熟料，并穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)。 （ 3） 可以放寬礦山開采的質(zhì)量和控要求，降低礦山的開采成本。 （ 5）為工廠提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的原料，也可以在堆場(chǎng)內(nèi)對(duì)不同組分的原料進(jìn)行配料，使其成為預(yù)配料堆場(chǎng)，為穩(wěn)定生產(chǎn)和提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率創(chuàng)造條件。 生料制備 水泥生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn) 1 噸硅酸鹽水泥至少要粉磨 3 噸物料（包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏），據(jù)統(tǒng)計(jì)，干法水泥生產(chǎn)線粉磨作業(yè)需要消耗安徽建筑工業(yè)學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 的動(dòng)力約占全廠動(dòng)力的 60%以上，其中生料粉磨占 30%以上，煤磨占約 3%，水泥粉磨約占 40%。 工作原理： 電動(dòng)機(jī)通過減速裝置帶動(dòng)磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，物料通過鎖風(fēng)喂料裝置經(jīng)下料溜子落到磨盤中央，在離心力的作用下被甩向磨盤邊緣交受到磨輥的輾壓粉磨，粉碎后的物料從磨盤的邊緣溢出，被來自噴嘴高速向上的熱氣流帶起烘干，根據(jù)氣流速度的不同，部分物料被氣流帶到高效選粉機(jī)內(nèi)，粗粉經(jīng)分離后返回到磨盤上，重新粉磨；細(xì)粉則隨氣流出磨，在系統(tǒng)收塵裝置中收集下來，即為產(chǎn)品。 生料均化 新型干法水泥生產(chǎn)過程中，穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工制度的前提，生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關(guān)作用。利用不同的流化空氣，使庫(kù)內(nèi)平行料面發(fā)生大小不同的流化膨脹作用，有的區(qū)域卸料，有的區(qū)域流化，從而使庫(kù)內(nèi)料面產(chǎn)生傾斜，進(jìn)行徑向混合均化。 工作原理： 預(yù)熱器的主要功能是充分利用回轉(zhuǎn)窯和分解爐排出的廢氣余熱加熱生料，使生料預(yù)熱及部分碳酸鹽分解。 （ 1）物料分散 換熱 80%在入口 管道內(nèi)進(jìn)行的。 （ 2）氣固分離 當(dāng)氣流攜帶料粉進(jìn)入旋風(fēng)筒后，被迫在旋風(fēng)筒筒體與內(nèi)筒（排氣管）之間的環(huán)狀空間內(nèi)做旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，并且一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下運(yùn)動(dòng)，由筒體到錐體，一直可以延伸到錐體的端部，然后轉(zhuǎn)而向上旋轉(zhuǎn)上升，由排氣管排出。它是在預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)分解爐和利用窯尾上升煙道，設(shè)燃料噴入裝置，使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐內(nèi)以懸浮態(tài)或 流化態(tài)下迅速進(jìn)行，使入窯生料的分解率提高到 90%以上。因而具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗等一系列優(yōu)良性能及特點(diǎn)。 在回轉(zhuǎn)窯中碳酸鹽進(jìn)一步的迅速分解并發(fā)生一系列的固相 反應(yīng)，生成水泥熟料中的 AC3 、 AFC4 、 SC2 等礦物。熟料燒成后，溫度開始降低。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 第二章 配料及配料 平衡計(jì)算 基本條件： 1）采用窯外分解窯生產(chǎn)熟料； 2）物料參數(shù)見表 1～ 3； 3）要求熟料三個(gè)率值： KH=177。 、 IM=177。 表 1 原燃料化學(xué)成分（ %） 名稱 燒失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 其 它 Σ 石灰石 砂頁(yè)巖 硫酸渣 煤灰 表 2 進(jìn)廠原燃料水分及粒度 物料名稱 石灰石 砂頁(yè)巖 硫酸渣 原煤 水分（ %） 1 4 15 10 粒度（ mm） ≤ 600 ≤ 40 ≤ 10 ≤ 100 表 3 煤的工業(yè)分析 揮發(fā)分 固定碳 灰 分 熱 值 % % % 23101kJ/kg 假設(shè)原料配比 石灰石 :砂巖 :硫酸渣 =:: 計(jì)算白生料化學(xué)成分 名稱 燒失量 二氧化硅 三氧化二鋁 三氧化二鐵 氧化鈣 氧化鎂 其他 合計(jì) 石灰石 砂巖 硫酸渣 白生料 100 日產(chǎn) 5000 噸水泥熟料水泥廠生料粉磨系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) 13 計(jì)算灼燒基生料化學(xué)成分 灼燒基成分 =A/(100L)=A/() 名稱 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 其 它 合計(jì) 成分 100 計(jì)算熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗 煤的工業(yè)分析 揮發(fā)分 固定碳 灰 分 熱 值 % % % 23101kJ/kg 單位熟料熱耗 :3050kJ/kg 標(biāo)準(zhǔn)煤耗 =熟料熱耗 /煤熱值 =3050/23101 = 煤 /Kg 熟料 計(jì)算煤灰摻入量 GA=P*A*S/100=*%*100/100=% ( 其中 A:煤收到基灰分含量（ %）； S：煤灰沉落 于熟料中的百分率（ %），一般取 100 ) 計(jì)算熟料化學(xué)成分（ %） 成分 二氧化硅 三氧化二鋁 三氧化二鐵 氧化鈣 氧化鎂 其他 總共 灼燒生料 煤灰 熟料 1 100 計(jì)算率值 KH=（ ） /=(177。 ) IM= Al2O3 /Fe2O3= (177。 現(xiàn)代化的水泥企業(yè)，從生產(chǎn)所需原料的機(jī)械化開采起，經(jīng)過一系列的運(yùn)輸和加工，到水泥的包裝或散裝輸出為止，系一級(jí)其復(fù)雜而科學(xué)的生產(chǎn)過程，故其總平面圖設(shè) 計(jì)必須處理許多復(fù)雜的技術(shù)問題。因此，工廠的主管部門和設(shè)計(jì)等建筑單位都必須十分重視平面布置的設(shè)計(jì) 。 對(duì)粉磨生料的要求有以下幾點(diǎn)：一是要達(dá)到規(guī)定的顆粒大??；二是不同化學(xué)成分的原料顆粒混合均勻；三是粉末效率高，耗能少，工藝簡(jiǎn)單，易于大型化。近年來其發(fā)展特點(diǎn)如下： （ 1）原料的烘干和粉磨一體化，烘干兼粉磨流程得到了廣泛應(yīng)用，并且由于結(jié)構(gòu)和材質(zhì)方面的改進(jìn)，輥式磨得到了新的發(fā)展。 （ 3）設(shè)備日趨大型化，以簡(jiǎn)化設(shè)備和工藝流程，與窯的大型化相匹配。 （ 5）采用預(yù)烘干（或預(yù)破碎）形式組成烘干（破碎）粉磨聯(lián)合機(jī)組。 （ 7）利用懸浮預(yù)熱器窯和預(yù)分解窯 320℃～ 350℃的廢氣來烘干原料，發(fā)展了各種烘干磨。 （ 9）磨機(jī)系統(tǒng)操作自動(dòng)化。 當(dāng)前粉磨設(shè)備的發(fā)展，主要還在節(jié)能方面，力求降低粉磨電耗。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 生料粉磨 生料粉磨的意義 生料粉磨是水泥生產(chǎn)的重要工序，其主要 功能在于為熟料煅燒提供性能優(yōu)良的粉末狀生料。由于生料粉磨設(shè)備，土建等建設(shè)投資高，消耗量大（一般占水泥電耗的 1/4 以上）。 粉磨的基本原理 物料的粉磨是在外力作用下，通過沖擊，擠壓研磨克服物料晶體內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)和晶體之間的內(nèi)聚力，是大塊物料變成細(xì)粉的過程。 三個(gè)著名的基本原理 ①第一粉碎原理：（粉碎表面積原理）粉碎物料時(shí)，所消耗的能量與物料形成的新表面積成正比。 ③第三粉碎原理：邦得粉磨工作指數(shù)原理。 表 石灰石破碎機(jī)的選型計(jì)算 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 計(jì)算公式及依據(jù) 計(jì)算結(jié)果 方案Ⅰ 方案Ⅱ 1 需破碎物 料 物料 參照《物料平衡表》 石灰石，水分 1% 時(shí)產(chǎn)量 Gh t/h 日產(chǎn)量 Gd t/d 年產(chǎn)量 Gy t/y 20578978 2 破碎粒度 石灰石開采粒度D mm 參照設(shè)計(jì)任務(wù)書表 2 D≤ 600 磨機(jī)喂入粒度 mm ≤ 60 破碎粒度 d mm d≤ 40 3 破碎比 i=D/d 10 4 確定工藝方案 根據(jù)本表序號(hào) 3 計(jì)算 所得破碎比，并參照《手冊(cè)》表 45，擬定兩套工藝方案 錘式破碎機(jī) 反擊式破碎機(jī) 5 破碎系統(tǒng)要求 產(chǎn)量 t/h 《手冊(cè)》（ 44） G=g G0/dntk 607 燒成車間年產(chǎn)熟料量G0 t/y 參照《物料平衡表》 1601147 每噸熟料的石灰石耗量 g t/t 破碎系統(tǒng)全年工作日d d 《手冊(cè)》（ 44）， 280300 290 每天工作班數(shù) n 班 同上，多數(shù)為兩班制 兩班 每班工作小時(shí)數(shù) t h 同上， 6～ 7 供料不均衡系數(shù) k 同上， ～ 1 序 項(xiàng)目 單位 計(jì)算公式及依據(jù) 計(jì)算結(jié)果 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 號(hào) 方案Ⅰ 方案Ⅱ 6 選 擇 破 碎 機(jī) 規(guī)格型號(hào) 分別參考中國(guó)破碎機(jī)網(wǎng)和《手冊(cè)》表 416 PF1320 生產(chǎn)能力 t/h 600800 300350 轉(zhuǎn)子（直徑 D長(zhǎng)度 L） mm 2020*2208 最大入料粒度 mm 1100*1100*1500 500 出料粒度 mm ≤ 70 7 確定破碎機(jī)臺(tái)數(shù)Ｎ 班數(shù)Ｍ 綜合考慮生產(chǎn)能力和系統(tǒng)要求產(chǎn)量 N=1 M=2 N=2 M=2 8 所需電機(jī)功率 kW 《教材》公式 67 NM=KD2Ln K=～ ,取 K= 700900 300375 9 綜合分析、比較 方案二 PF1320 為反擊式，考慮生產(chǎn)能力要用兩臺(tái)，方案一 單段錘式破碎機(jī)，具有入料粒度大（最大 1100mm）、破碎比大、排放塊度?。ㄅ帕现校?25mm 可達(dá)到占 90%以上）、易損件（錘頭、篦條等）使用壽命長(zhǎng)，機(jī)內(nèi)設(shè)有排鐵裝置，轉(zhuǎn)子可從外段取出的特點(diǎn)。 11 結(jié)論 決定采用方案Ⅰ 表 2 單轉(zhuǎn)子 單段錘式破碎機(jī) 的技術(shù)性能參數(shù) 型號(hào)規(guī)格 最大進(jìn)料 (mm) 轉(zhuǎn)子直徑 (mm) 轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度 (mm) 出料粒度 (mm) 生產(chǎn)能力 (t/h) 電機(jī)功率 (kw) 2C 1100*1100*1500 2020 2208 ≤ 70 600800 700900 生料磨系統(tǒng) 生料粉磨設(shè)備 近年來隨著我國(guó)裝備制造業(yè)技術(shù)水平和生產(chǎn)能 力的不斷提高，水泥生產(chǎn)線的規(guī)模大型化已漸成趨勢(shì)。在當(dāng)代水泥工業(yè)生料粉磨裝備的選擇中，球磨系統(tǒng)已明顯減少，現(xiàn)在僅剩的一個(gè)使用范圍就是水泥粉磨了，即使在這個(gè)范圍內(nèi)球磨的選用已縮減到 50%（國(guó)際）和 70%（國(guó)內(nèi)），下降的趨勢(shì)仍在繼續(xù)。 表 輥式磨（立磨）的選型計(jì)算 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 計(jì)算公式和依據(jù) 計(jì)算結(jié)果 1 需粉磨物料量 時(shí)產(chǎn)量 t/h 參照《物料平衡表》 日產(chǎn)量 t/d 年產(chǎn)量 t/y 2 入磨物料性質(zhì)