水泥生产工艺与装备-改

1、水泥生产工艺与装备无机材料生产工艺与装备 水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷耐火耐火材料材料水泥生产工艺与装备 工艺流程简介123各主要工序工艺装备发展现代水泥生产工艺与装备一、工艺流程简介高度概括“两磨一烧”生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨具体流程矿山开采、原料预均化、生料粉磨、生料均化、熟料煅烧、水泥粉磨和包装运输。二、各主要工序工艺装备发展 原料预均化 生料粉磨 生料均化 熟料煅烧 水泥粉磨2.1 原料预均化基本原理原料预均化的基本原理可以简单形象地描述为“平铺直取”，就是在原料堆放时，由堆料机连续地把进来的物料，按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠、厚薄一致的料层，而在取料时，则通过选择与堆

2、料方式相适应的取料机和取料方式，在垂直于料层的方向上，同时切取所有料层，这样在取料的同时完成了物料的混合均化，起到了预均化的作用。 预均化堆场的类型预均化堆场是将成分波动较大的单一品种物料如石灰石、原煤等，以一定的堆取料方式在堆场内混合均化，使其出料成分均匀稳定。这种堆场应用最为普遍，如石灰石堆场、原煤堆场等。预配料堆场是将成分波动较大的两种或两种以上原料，按一定的配合比例进入堆场，经混合均化，使其出料成分均匀，并基本符合下一步配料要求。如石灰石、黏土预配料堆场。配料堆场是将全部品种的原料，按照配料要求，以一定的比例进入堆场，经过混合均化，在出料时达到成分均匀稳定，并且完全符合生料成分要求。这

3、种堆场由于具有完全的配料功能，须具备完善的取样、试样处理、在线快速分析等手段，比较复杂，一般很少用。布置形式预均化堆场的布置形式分为矩形和圆形两种。矩形堆场优点：可采用多种堆取料方式，均化效果好；缺点：占地面积大，设备和土建投资较高。圆形堆场优点：占地面积少，约可节省30%40%的土地，设备及土建投资也较矩形堆场低30%40%；缺点：均化效果稍差一些。直线型矩形堆场布置圆形堆场圆形堆场常用的几种堆料机堆料机所起的作用是将进入堆场的物料，从与之相连接的进料皮带机上转运下来，按一定的方式堆成料堆。结构和性能不同的几种堆料机：天桥皮带堆料机悬臂式皮带堆料机桥架式皮带堆料机耙式堆料机天桥皮带堆料机悬臂

4、式皮带堆料机桥架式皮带堆料机耙式堆料机耙式堆料机主要用于侧面堆料，可作横向倾斜层和人字形堆料。这类设备的特点是可兼做堆料和取料作业，价格较低。取料机 取料机的结构和性能以及堆、取料机的配合，直接影响预均化效果。常用的取料机：桥式刮板取料机桥式圆盘取料机耙式取料机桥式刮板取料机桥式刮板取料机的松料装置桥式圆盘取料机桥式圆盘取料机适用于端面取料，该取料机具有均化效果好，动力消耗少，桥式圆盘取料机适用于端面取料，该取料机具有均化效果好，动力消耗少，占地面积小，机械构造简单，适用范围广等优点，因而近年来发展很快。占地面积小，机械构造简单，适用范围广等优点，因而近年来发展很快。耙式取料机耙式取料机既可用

5、于堆料，又可用于取料，动力消耗也较低，但均化效果不理想，只能用于对均化要求不高的场合。耙式取料机又可分为悬臂式和门式两种。水平辊磨水平辊磨球磨球磨辊压机辊压机立式磨立式磨联合粉磨联合粉磨2.2 水泥粉磨工艺发展球磨机球磨机球磨的构造球磨的构造：进出料装置、筒体、：进出料装置、筒体、主轴承、传动装置等主轴承、传动装置等. 球磨的工作原理球磨的工作原理 泻落状态泻落状态 转速太慢，研磨体和物料转速太慢，研磨体和物料= =动摩擦角高度，重力作用下下滑动摩擦角高度，重力作用下下滑 抛落状态抛落状态 转速适中，研磨体至一定高度后以近抛物线轨迹抛落下来转速适中，研磨体至一定高度后以近抛物线轨迹抛落下来 周

6、转状态周转状态 转速太快时，研磨体与物料贴附筒体一起转动转速太快时，研磨体与物料贴附筒体一起转动 球磨内部运动状态球磨内部运动状态研磨体对物料的基本作用以研磨体对物料的基本作用以冲击冲击和和研磨研磨作用为主作用为主球磨的类型球磨的类型 按按筒体的长径比筒体的长径比R R分：分： 短磨机短磨机 R=R=2 2（一般称球磨机，多为单仓）（一般称球磨机，多为单仓） 中长磨机中长磨机 R=3R=3 长磨机长磨机 RR4 4（一般分成（一般分成2 24 4个仓）个仓） 按按是否连续操作是否连续操作可分为：连续磨机和间歇磨机。可分为：连续磨机和间歇磨机。 按按传动方式传动方式分为：分为： 中心传动磨机中心

7、传动磨机: :电动机通过减速机带动磨机卸料端空心轴而驱电动机通过减速机带动磨机卸料端空心轴而驱 动磨体回转，减速机输出轴与磨机中心线在同一直线上动磨体回转，减速机输出轴与磨机中心线在同一直线上 边缘传动磨机边缘传动磨机 : :电动机通过减速机带动固定在卸料端筒体上的电动机通过减速机带动固定在卸料端筒体上的 大齿轮而驱动磨体回转。大齿轮而驱动磨体回转。 球磨的类型球磨的类型 按按卸料方式卸料方式分：分： 尾卸式磨机尾卸式磨机 ：被粉磨物料从磨机一端喂入，从另一端卸：被粉磨物料从磨机一端喂入，从另一端卸出出 中卸式磨机中卸式磨机 ：被粉磨物料从磨机两端喂入，从中部卸出。：被粉磨物料从磨机两端喂入，

8、从中部卸出。 按按磨内研磨介质的形状磨内研磨介质的形状分：分： 球磨机球磨机 ：磨内研磨介质主要为钢球或钢段：磨内研磨介质主要为钢球或钢段 砾石磨：研磨介质为砾石、卵石、瓷球和刚玉球等，用砾石磨：研磨介质为砾石、卵石、瓷球和刚玉球等，用花岗岩或瓷质材料作衬板。花岗岩或瓷质材料作衬板。 按按操作工艺操作工艺可分：干法磨机和湿法磨机。可分：干法磨机和湿法磨机。 球磨机的特点球磨机的特点 优点：优点： 对其物理性质波动适应性较强对其物理性质波动适应性较强,连续生产连续生产 产品颗粒细度易于调节，颗粒呈球形产品颗粒细度易于调节，颗粒呈球形 可干法作业可干法作业,也可湿法作业也可湿法作业 对物料有混合、

9、搅拌、均化作用对物料有混合、搅拌、均化作用 缺点：缺点： 分离效率低分离效率低,电能有效利用率低电能有效利用率低 设备笨重设备笨重,噪音大噪音大,有较强振动有较强振动 占地面积大占地面积大立磨立磨工作原理立磨工作原理粗料粗料较细物料较细物料细物料去选粉机细物料去选粉机大物料颗粒入刮料器大物料颗粒入刮料器40 - 70 m/s风速 m/s物料粒度 mm挡料圈挡料圈立磨的构造立磨的构造立磨的构造立磨的构造立磨由机壳与机座、磨辊与磨盘、加压装置、分级装置、传立磨由机壳与机座、磨辊与磨盘、加压装置、分级装置、传动装置和润滑系统六大部分组成。动装置和润滑系统六大部分组成。磨的类型磨盘形式磨辊形式磨辊数莱

10、歇磨水平磨盘，镶有扇形衬板锥形磨辊小型磨有两个、大型磨有四个雷蒙磨带15倾角的碗型磨盘圆柱形磨辊小型磨有两个、大型磨有三个RM磨与磨辊形式相适应的碗型磨盘两个窄辊组成的鼓形磨辊两对磨辊MPS磨与磨辊形式相适应的曲面磨盘鼓形磨辊三个磨辊立磨的分类立磨的分类立磨的特点立磨的特点 优点：优点： 粉磨效率高，烘干能力强，产品的化学成分稳定粉磨效率高，烘干能力强，产品的化学成分稳定 颗粒级配均匀颗粒级配均匀,有利于锻烧，工艺流程简单有利于锻烧，工艺流程简单 建筑面积及占用空间小，噪音低、扬尘少建筑面积及占用空间小，噪音低、扬尘少 操作环境清洁，磨损小，利用率高操作环境清洁，磨损小，利用率高 缺点：缺点：

11、 不适于磨蚀性大的物料不适于磨蚀性大的物料辊压辊压机机辊压机的工作原理辊压机的工作原理 物料从两辊间的上方喂入物料从两辊间的上方喂入, ,在高压作用下受挤压在高压作用下受挤压形成密实的料床。形成密实的料床。辊压机的构造辊压机的构造主要组成部分：加料装置、磨辊、传动装置、液压主要组成部分：加料装置、磨辊、传动装置、液压系统、润滑系统、机架和安全保护罩等。系统、润滑系统、机架和安全保护罩等。辊压机辊面形式辊压机辊面形式1.光滑辊面光滑辊面 a.光滑辊面制造、维修成本较低，辊面腐蚀易修复。光滑辊面制造、维修成本较低，辊面腐蚀易修复。 b.当喂料量不稳定时，会产生振动和冲击。当喂料量不稳定时，会产生振

12、动和冲击。 c.咬合角小。咬合角小。2.沟面辊面沟面辊面 克服光滑辊面的缺点，其结构形式通过堆焊来实现。克服光滑辊面的缺点，其结构形式通过堆焊来实现。辊压机特点辊压机特点 优点：优点： 粉磨效率高粉磨效率高,电耗低电耗低,增产节能增产节能 可降低钢铁消耗可降低钢铁消耗,单位磨耗为单位磨耗为0.5g/t 噪音低噪音低,约为约为80dB 体积小体积小,质量轻质量轻,占地面积小占地面积小,容易安装容易安装 缺点：缺点： 辊压机本身不具有烘干作用辊压机本身不具有烘干作用 不适宜粘湿性、磨蚀性大的物料不适宜粘湿性、磨蚀性大的物料生料粉磨系统的类型 12354立式辊磨系统辊压磨系统中卸提升循环磨系统风扫磨

13、系统尾卸提升循环磨系统风扫磨系统风扫磨的特点：磨体短而粗，通风阻力小利用窑尾热废气可烘干水分小于8%的原料，若另设热风炉供应高温热风，则可烘干含水分12%的原料风扫磨系统的单位理论功率产量较低，能耗较高。 尾卸提升循环磨系统特点：采用机械方法卸料磨内阻力大烘干能力差(利用窑尾废气可烘干4%-5%的水分,增设热风炉可烘干8%水分)中卸提升循环磨系统特点:综合了风扫磨和尾卸提升循环磨的优点，其烘干能力相当于风扫磨和尾卸提升循环磨的结合，粉磨效果相当于二级圈流系统。通风量大,烘干能力强分为粗、细磨两仓， 对原料适应性好磨内过粉碎少, 粉磨效率高立式辊磨系统立式磨的优点:磨方式合理,粉磨效率高（比球磨

14、电耗降低10%-30%)烘干能力强允许入磨物料粒度大容易调节控制辊压磨系统特点：粉磨电耗低烘干能力较差采用辊压机采用辊压机+ +打散分级机打散分级机+ +开路球磨机工艺流程图开路球磨机工艺流程图采用辊压机采用辊压机+V+V型选粉机型选粉机+ +开路球磨机的开路球磨机的200200万吨万吨/ /年粉磨站年粉磨站（内蒙冀东）（内蒙冀东）几种生料粉磨系统的比较产量为产量为50-5550-55吨吨/ /小时小时项目项目中卸磨系统中卸磨系统立式磨系统立式磨系统挤压磨系统挤压磨系统规格规格3.2m10m3.2m10mHRM1900HRM1900HFCG100/35HFCG100/35总装机容量（总装机容量

15、（KWKW）其中：主电机功率（其中：主电机功率（KWKW） 选粉机功率（选粉机功率（KWKW） 球磨机功率（球磨机功率（KWKW） 主风机功率（主风机功率（KWKW）13751375100010001501502252251185118550050055556306301035103532325555380380280280最大通风量最大通风量(m(m3 3/h)/h)36800368006060060600系统漏风系统漏风(Pa)(Pa)909050505050年运转率年运转率(%)(%)757590909090系统电耗系统电耗(KWh/t)(KWh/t)2222161616162.3 生料

16、均化的原理采用空气搅拌及重力作用下产生的“漏斗效应”（或称鼠穴效应），使生料粉向下落降时切割尽量多层料面予以混合。同时，在不同流化空气的作用下，使沿库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生径向倾斜，进行径向混合均化。水泥工业所用的生料均化库，都是利用三种均化作用原理进行匹配设计的。 连续式连续式间歇式间歇式多料流式多料流式生料均化库的类型生料均化库的类型生料均化库的类型与特点间歇式均化库间歇式均化库是水泥工业最早利用的均化库，这种均化库由于动力消耗大等原因逐步被淘汰，但其基本原理及利用高压空气充分搅拌生料的作用已被许多新型连续式均化库移植、改进和吸

17、纳。连续式均化库混合室库混合室库均化室库均化室库多料流式均化库IBAU中心室库库底设置一个大型圆锥，结构合理分为68个充气区生料入库分布均匀重力混合和径向混合结合，均化效果好，电力消耗小多料流式均化库CF控制流式均化库单点进料库底分为7个卸料区域，每区有6个三角形充气区组成，共有42个充气区兼有重力混合、气力搅拌和径向混合作用，均化效果好多料流式均化库MF控制流式均化库库顶多点卸料，布料均匀10-16个充气区，轮流充气，产生漏斗效应兼有重力混合、气力搅拌和径向混合作用，均化效果好多料流式均化库TP控制流式均化库综合了混合室库和IBAU库的优点多点布料底部轮流充气，形成漏斗效应重力、径向、气力共

18、同作用多料流式均化库NC控制流式均化库库顶多点卸料，平铺生料库内设有锥形中心室，库底分区充气重力混合和气力均化相结合 立波尔窑立波尔窑立窑立窑干法余热发电窑干法余热发电窑湿法窑湿法窑干法中控窑干法中控窑窑外分解窑窑外分解窑悬浮预热窑悬浮预热窑2.4 水泥烧成工艺发展立窑立窑竖式固定床燃烧设备，竖式固定床燃烧设备，目前使用的为机立窑。目前使用的为机立窑。沿窑的高度方向分为沿窑的高度方向分为预热带预热带，烧成带烧成带和和冷冷却带却带 回转窑回转窑 窑筒体卧置(略带斜度，约3%)，并能做回转运动的称为回转窑。回转窑可分为煅烧生料粉的干法窑和煅烧料浆的湿法窑。回转窑回转窑回转窑预分解窑预分解窑预热器：

19、完成预热、粘土脱水分解和部分碳酸盐解,然后入回转进行煅烧。旋风筒内的物料和风向如图所示。 预热器：生料首先喂入一级旋风筒入口的上升管道，进行充分的热交换，然后一级旋风筒把气体和生料颗粒分离，收下生料经过卸料管进入二级旋风筒的上升管道内进行第二次热交换。等等。预热器分解：生料使物料分解，实质是高温气固多相反应器。分解大量的碳酸钙，生料颗粒以悬浮或沸腾状态分散在分解炉中，是生料群苏完成分解反应。减轻回转窑热负荷，是回转窑的生产能力以倍数增加。几种典型的预分解窑SF-NSF-CSF窑C-FF炉结构示意图特点1、三次风切线进入 2、喂料:炉顶/锥体下部/锥体下部/烟道3、燃料:锥体下部/涡室顶 FLS

20、-SLC-ILC窑FLS-SLC-ILC窑FLS-SLC-ILC窑FLS-SLC-ILC窑FLS-SLC-ILC窑特点 1、奔腾式分解炉2、异线/同线 MFC-NMFC窑MFC-NMFC窑MFC-NMFC窑MFC-NMFC窑MFC-NMFC窑MFC-NMFC窑特点： 1、沸腾式 2、流化床 3、溢流/携出 4、停留时间长5、风速低 Prepol型和Pyroclon型特点： 1、不设专门分解炉 2、窑尾过剩空气系数大 3、使用块状燃料 RSP窑特点： 1、旋风-喷腾2、三室 目的：改善熟料质量与易磨性；降低熟料的温度，便于运输、储存、 和粉磨；回收热量，预热二次空气，降低热耗、提高热利用率。快冷对改善熟料质量的作用： 防止或减少C3S的分解；避免-C2S转变成-C2S ；改善了水泥安定性；使熟料晶体减少，提高水泥抗硫酸盐性能；冷却的目的及作用熟料冷却机作业原理在于高效、快速地实现熟料与冷却空气之间的气固换热。熟料冷却机由单筒到多筒到蓖式不断发展，是围绕提高气固换热系数，增大气固接触面积，增加气固换热温差等提高气固换热速率和效率方向发展的冷却机作用原理作为工艺装备，对高温熟料的骤冷。作为热工装备，对二次风、三次风的加热升温作为热回收装备，对出窑熟料携出热量回收。 作为熟料输送装备，输送高温熟料。 熟料冷却机功能 筒式：包括单筒和筒式：包括单筒和多筒，但因机构复多