水泥基础知识

1、第一章 水泥(shun)基础知识共五十四页第一节 新型干法水泥生产(shngchn)的特点一、生料制备全过程采用现代化均化技术。化学成份均齐的生料是保证水泥生产优质高效、低耗的基本条件，干法生产线的特点之一，在于(ziy)生料制备全过程全面采用现代场化技术，使矿山开采、原料预均化，原料配料及粉磨，生料气力均化四个链环节，互相衔接，紧密配合，形成生料制备全过程的均化控制保证体系，满足窑外分解技术以及共五十四页生产大型化对生料质量提出的严格要求。2、采用高效多功能设备3、用悬浮预热及预分解技术代替回转窑内物料的推积态预热和分解方法。4、装备大型化5、生产控制实现自动化。新型干法水泥生产过程环节多连

2、续性强，许多工序联合操作，相互影响，相互制约，因此，生产过程本身要求具有高度的稳定性，设备运转的可靠性和调节控制的及时性，这些(zhxi)要求都是靠人工技术操作所不能达到的。共五十四页 生产过程自动控制，具有反映灵敏，控制及时调整精确的特点，是保证现代化连续性生产安全稳定运行的必不可少(b b k sho)的工具。生产规模越大，生产连续性愈强，对生产稳定性要求愈高，实行生产自动化的必要性愈加明显。6、采用新型耐热、耐磨、耐火材料。7、重视消音除尘，满足环境保护要求。8、实行现代化科学管理。共五十四页第二节 干法水泥生产(shngchn)的客观规律对于一个具体的窑系统来说，最佳的稳定的热工制度，

3、也受到燃料燃烧规律和热传递规律的约束，即要求有一个正常的、良好(lingho)的燃料燃烧条件和热传递条件，来保证一个给定的热工制度，前两者紊乱必然使热力平衡分布遭到破坏；热力平衡遭到破坏，也必然使燃料燃烧和热传递不能正常进行，它们之间是互相关联、互相制约的，为了保证窑系统的良好(lingho)的燃烧条件，从而保证窑系统的最佳的稳定的热工制度。在共五十四页生产中必须做到生料化学成份稳定，生料喂料量稳定，燃料成份稳定（热值、细度），燃料喂入量稳定和设备运转稳定，即“五稳保一稳”。 这是水泥生产当中最重要的工艺原则。在干法水泥生产中，采用许多新技术和新装备，如原料的预均化，生料空气搅拌、多元素分析仪

4、、电子计算机、电子秤、自动化仪表，自动调节回路以及各种耐热、耐磨(nai m)、耐火材料，都是为了这个目的，水泥窑生产，只有做到五稳保一稳，才能保证各个技术参数经常处于最佳值，生产经常处于最佳状态，才能取得最佳的经济效益， 共五十四页否则，不遵循客观规律，忽视科学管理，忽视均衡稳定生产，甚至肓目追求产量，就会人为(rnwi)地造成窑系统热工制度的紊乱，结果只能事与愿违，得不偿失。 “均衡生产”是搞好干法生产的关键 1、“均衡稳定”是提高原料预均化效果的要求。2、“均衡稳定”是实现原料配料和烘干粉磨最优控制所需。3、“均衡稳定”是保持干法水泥窑最佳热工共五十四页制度的关键。4、“均衡稳定”是实现

5、生产过程自动化的基础和目的(md)。5、“均衡稳定”是系统设备安全运转提高收尘设备效率的需要。共五十四页第三节 原料(yunlio)预均化水泥工业在生产工艺过程中要力求生料质量的均齐，以保证熟料在煅烧时热工制度的稳定和熟料成品的质量优良。为了使生料均齐，可以在生料制备过程中的四个环节采取措施，这四个环节是：第一、矿山采掘原料时，按质量情况搭配 使用。第二、原料在堆均或储库内的均化。第三(d sn)、生料在粉磨过程中的均化。第四、生料粉磨后进入生料储库的均化。 共五十四页可以说，水泥生产的整个过程就是一个不断均化的过程，每经过一个过程都会使原料成半成品进一步得到均化，均化效果最好，第二、第四两个

6、环节，占生料全部均化工作量的80%左右。1、预均化堆均，平铺直取(zh q)均化方法，影响均化堆场预均化的若干主要因素及其防止措施：原料料波动呈非正态分布，一般注意矿山开采时要注意搭配。物料高析作用，A、减少物料颗粒级差；B、加强堆料工作；C、加强取料工作。料堆端部锥体部分造成的不良影响。共五十四页堆料机布料不均造成的影响。堆料总层数的影响。均化效果通常指进料和出料标准偏差之比。均化堆场的均化效果一般在58，最高可达10。标准偏差是用以表示数据波动幅度和一种方法，也称为(chn wi)方庆功根： S=1/（n-1）（n=1(x-x)2)标准偏差越大，波动幅度也越大，标准偏差越小，成份越均匀。共

7、五十四页怎么样判断原料(yunlio)和燃料是否采用预均化堆场入窑生料CaO一般要求标准偏差不大于0.2%，因此即使在有高均化效果的生料均化库的条件下，出磨的CaO%的标准偏差也应该2%。例：煤炭灰分波动5%，对熟料成份的影响有多大：当煤的灰分波动5%时，熟料的石灰石饱和系数最大波动值为0.041，铝率为0.06，这两个数值已经超过熟料允许波动范围。共五十四页第四节 生料(shnglio)的均化由于生产的波动性，当均化前面三关“失守”时，还可以把住最后一关，生料均化库是新型干法水泥企业中赖以保证生产的主要环节，也是生料均化系统中任务最重工业的环节，更是在生料入窑前的最后一关。华宏公司的生料库是

8、一座1540.5米混合(hnh)室，该库可储存生料5200吨，一次储存满后，如以现在产量计算（120吨），生料用量为1908吨，则可供回转窑连续额定生产3.4天。共五十四页称重喂料仓是一个(y )带称重传感器的喂料仓，其工作原理是保证仓内物料重量稳定在一定范围，进而保证喂入预热器的物料量稳定。生料库底向心倾斜布置有多种规格充气箱按功能划分有：搅拌区、环形区、隧道区和侧卸区。搅拌区由布置在混合室内的充气箱组成，又可分为四个扇形区，在搅拌时，总是一个扇形区充强气，其余三个扇形区充弱气，这样可使混合室内的生料气化翻滚，而得到均化；强气区有一定时间间隔时，改充共五十四页弱气变成弱气区，而另一个弱气区同

9、时充强气变成强气区，这样反复不断的强弱变化是由四嘴空气分配器来完成的。环形区是由布置在混合室外面的充气箱组成，又可以分为十二个扇形小区，在生产时总是有三个小区（与搅拌区的强气区对应的）充气，使用权充气箱上面的生料流态化，流入混合室内；在一定(ydng)时间间隔时，这三个小区的充气换成另外两与之相邻的小区充气，卸料区随之而改变，这样反复不断的充气区改变，是由两个六嘴空气分配器完成的。隧道区是与混合室相连，其共五十四页作用是将混合室的排气由此隧道引入库顶无料空间，隧道区的充气(chn q)箱在生产时，部是充气(chn q)的。侧卸区是向库壁倾斜布置的充气箱组成，其作用是，当原料烘干粉磨系统不生产时

10、，侧卸区充气，由库侧卸料器卸出生料与废气处理系统回灰混合入提升机，入生料库，以免库内生料革一段时间成分变化较大，造成生料库出料或回转窑煅烧困难，这一点操作人员一定不能忽视。原理：库内生料呈层状分布，当环形区某一区充气时，使上面的生料局部流态化流走，在上面的生料同重力垂直下落产生漏共五十四页漏斗状料流，该料流因切割料层产生重力均化效果，进入均化室后在强弱(qin ru)气流的搅拌下，进一步均化。共五十四页第四节 烘干(hn n)粉磨 一、物料的粉磨作业是在外力作用下，通过冲击、挤压、研磨克服物料晶体内部矛盾各质点及晶体之间的内力，使大块物料变成小块以致细料的过程。从物料受外力粉碎的机理来看，破碎

11、及细磨过程十分复杂，至今都没有建立(jinl)完备的理论，这是由于破碎及细磨过程本身受很多因素的影响，而这些因素在不同的具体条件下又有着不同的变化，诸如，物料的性质、形状、粒度，产品的细度，设备共五十四页类型，操作方法等，因此，很难用一个简单公式加以全面概括。关于粉碎理论，其中(qzhng)最著名的有三个基本原理：第一粉碎原理即雷廷智的粉碎表面积原理；第二粉碎原理即克尔皮乔夫基本的粉碎容积或重量原理；第三粉碎原理即邦德的粉碎工作指数原理。粉碎表面积原理：粉碎物料时所消耗的能量与物料新生成的表面积成正比，其物理基础是：认为组成任何纯脆性的晶体物质的质点之间，具有恒定的分子吸引力。因此，从热力学观

12、点来看，粉碎所消耗的能量与物质挥发时所需的总能量有关，亦即共五十四页与用来拆开分子间的引力，产生新的表面所需的能量有关。粉碎容积或重量原理：在相同技术条件下，将几何形状相似(xin s)之物料粉碎成形状亦相似(xin s)的成品时，消耗的能量与其容积或重量成正比。邦德粉碎工作指数原理：粉碎所需的有效功与生成的碎粒的直径的平方根成反比。烘干粉磨系统总的来说可分三大类：钢球磨系统（包括球磨皮管磨系统）；辊式磨系统（或称立式磨系统）；气落磨系统共五十四页（或称无介质磨系统）。而钢球磨系统又分两类：即风扫磨及提升循环磨，提升循环又分中卸及尾卸两种。中卸提升循环磨系统：1、热风从两端进磨，通风量较大，又

13、没有烘干仓，有良好 的烘干效果。由于大部分热风从磨头进入，少部分从磨尾进入，故粗磨仓风速大，细度仓风速小，不致产生磨内料面过低的现象，同时，有利于除去物料中的残余水分和提高细磨仓温度(wnd)防止冷凝。利用窑尾废气可烘干含水份8%以下的原料。共五十四页2、磨机粗、细磨分开，有利于最佳配球，对原料的硬度及粒度的适应性较好。3、循环负荷(fh)大，磨内过粉碎少，粉磨效率较高。4、缺点是密封困难，系统漏风较多，生产流程也比较复杂。二、物料粉磨的目的和细度要求生料粉磨的目的，干法粉磨生料时，一般将细度控制在0.08毫米方孔筛筛余在1012%。水泥粉磨的目的，水泥细度控制在0.08毫米方孔筛筛余在 ，比

14、表面积在 cm/g。共五十四页燃料粉磨的目的，回转窑使用煤粉细度一般控制(kngzh)在0.08毫米方孔筛筛余在1015%。共五十四页第五节 中卸磨简单(jindn)介绍一、主要技术性能（一）规格：3.510m（二）生产能力 75t/h条件：粉磨中硬度原料。入磨粒度20mm，入磨物料总水分5%，用300的废气作烘干介质，成品(chngpn)细度4900孔筛筛余10%。（三）操作条件：1、入磨气体温度：2503502、出磨气体温度：7510共五十四页3、入磨原料水分：5%4、出磨物料水分：0.5%（四）磨机需用动力：1250KW二、工作原理原料由进料装器中的进料溜子经进料中空轴内的螺旋筒喂入烘干

15、仓。由于磨机的回转，物料被烘干仓内的扬料板扬起而掉落,与此同时,从进风管引入热气体并与物料进行热交换,从而使物料得到烘干。物料经过烘干（至含一定水分）后，通过双隔仓而进入粗磨仓。在粗磨仓内，物料在研磨(ynm)体（钢球）的冲击研磨(ynm)作用下 共五十四页而被粉碎(fn su)，同时继续进行煤干。被粉碎(fn su)到一定粒度的物料，通过出料篦板孔进入卸料仓，进而与由细磨仓出来的物料一起通过筒体上的卸料孔经出料罩而排出磨外。出磨的物料经输送设备送至选粉机进行分选。从选粉机分离出来的粗粉经设在传动端的回料装置（一部分由原料端口进入粗磨仓），通过回料中空轴内的螺旋筒进入细磨仓。粗粉在细磨仓内，在

16、平均直径较小的钢球作用下经受粉碎，并同时在从回料端进入磨内在热气体作用下，继续得到烘 共五十四页干。从细磨仓经出料篦板孔出来的物料与从粗磨仓出来的物料汇合在一起而排出磨外。物料以上述方式进行循环粉磨。二、磨机的结构概述如图所示，磨机主要由进料装置、主轴承、回转部分、出料罩、回料装置及润滑装置等组成。本磨机的传动装置，由于所配用的减速器来源(liyun)有变化，因此，传动装置另外设计。（一）进料装置物料经过进料装置而喂入磨内。进料装置共五十四页由进料溜子和进风管组成。进料溜子采用了固定百叶式结构，以便减小进风阻力。（二）主轴承本磨机采用两主轴承支承的方式，它们承受着磨机主体回转部分的全部负荷。两

17、主轴承的结构完全相同。主轴承向轴瓦直径较大，其目的是为了扩大中空轴内的通风面积而减小热气体(qt)通过时的阻力。主轴瓦用优质铸铁制成，主轴瓦包角为120，上面银铸有锡基轴承合金。主轴承采用集中强制润滑并设有高压浮升共五十四页装置，为了防止润滑油外流，两侧设有刮油板，中空轴颈顶部两端设有刮油刷。（三）回转部分 在原料进口端是烘干仓。烘干仓内设有钢板制成的扬料板，扬料板用螺栓与筒体联接。在烘干他内经过烘干后的物料，借助于双层隔仓板进入(jnr)粗磨仓。粗磨仓内装有高锰钢制成的阶梯衬板并通过螺栓与筒体联接。共五十四页靠近回料端的是细磨仓。细磨仓装有双波形衬板，由高锰钢制成，用螺栓与筒体联接。在粗磨仓

18、与细磨仓之间设有卸料仓。卸料仓两侧是出料篦板。卸料仓内沿筒体圆周等分开设十二个孔，既是卸料孔，又是排风孔。卸料仓内有出料筛。它由两个呈截头圆锥状筛子组成，每个筛子又分别由六块组成。为了减小通风阻力，筛面采用(ciyng)钢丝网结构。为了避免较大渣子进入物料输送系统和选粉机，出料筛内设有提升槽，它可以及时将渣子送回磨内。 共五十四页（四）回料装置回料装置设在磨机的传动端。它的功能是将从选粉机选出来的粗粉喂入细磨仓。主要包括下料斗、回转筒和传动接管。（五）出料罩出料罩在磨体中部的卸料仓外部(wib)。出料罩的上部是排风口，下部是出料口。出料罩与底座之间由四个螺栓支撑，通过螺栓可以调节出料罩的中心高

19、。（六）密封本磨机在原料进口端和粗粉回料端采用了周向拉伸弹簧油没石棉盘根的密封共五十四页形式，而在出料罩与筒体之间采用了径向压缩弹簧毛毡的密封形式。（七）主轴承的润滑与高压浮升装置1、本磨机主轴承采用了集中强制润滑方式，每个主轴承各配有一个XYZ型标准稀油站。2、高压浮升装置为了降低磨机的起动转矩(q dn zhun j)，并避免起动时因强烈干摩擦而损伤轴承合金或油颈。同时避免因磨体的膨胀与收缩带来的擦伤轴颈或轴承合金的可能性，本磨机主轴承设置了磨机起动前的高压浮升装置。共五十四页煤粉制备(zhbi)概述烘干煤磨一、技术性能(xngnng)1、规格 2.41.5+2m烘干仓：有效内径：2350

20、m有效长度：1990m粉磨仓： 共五十四页 仓 仓有效内径： 2240m 2260m有效长度： 1750mm 2750mm2、用途：烘干兼粉磨煤3、生产能力：9t/h（中等可磨性煤，进料粒度25mm,水份10%，粉磨到880筛余为8%）4、操作(cozu)条件入磨混合风温：250（窑尾废气）出磨风温80磨内风量：18500m3/h共五十四页5、电动机型号YR450-50-8 额定容量(rngling) 28KW额定电压 6000V 满载转速 739r/min6、研磨体总装载量 20.8t7、研磨体级配： 研磨体尺寸 研磨体装载量（t） 仓 仓 60 1.8 202 6.2 50 2.3 161

21、6 6.3 40 2.4 30 1.8 共五十四页8、磨机填充率：26%二、结构概述及工作原理此磨机是用以烘干兼研磨煤粉的生产设备。1、结构概述2.44.5+2m风扫式球磨机是由：进料装置、主轴承、回转部分、出料装置、传动装置等主要部件所组成。进出料装置的支架用地脚螺栓(lushun)固定在基础上。在筒体的两端用螺栓(lushun)连接方法联接铸钢制成的中空轴。在筒体内部，用双隔仓分隔粉磨仓与烘干仓，用单隔仓将粉磨仓分隔成二仓，仓装有波形衬板，仓共五十四页装有平衬板，衬板与筒体全部采用螺栓连接。烘干仓内装有挡风板，其作用之一是增加阻力，使与热风一起进入的原煤及时(jsh)落到烘干仓端部（生产实

22、践证明：无挡风板容易使煤被带到距进料端磨头较远处，影响烘干效果），另一作用是使气流沿磨内圆周进入，以使气流分布均匀，这样就能提高烘干及粉磨能力。为了保温，在筒体与衬板之间垫一层厚为10毫米的石棉板隔热层。进料中空轴端面与进料装置之间以及出料中空轴与出料装置之间装有密封装置，共五十四页用以防止漏风。主轴承是用以支承磨体回转的部件。为了便于及时检查主轴瓦温度在轴瓦上装有WZPM-201型端面热电阻（pt100），并在轴瓦中设有冷却水道。本磨机的传动系统是由一个电动机用弹性柱销联轴器与减速器相联减速器的出轴亦用弹性柱销联轴器与小齿轮联接，小齿轮与用螺栓固定在筒体法兰上的铸钢大齿轮相啮合。为了安装(n

23、zhung)和运输，将大齿轮制成对开式。为了提高大小齿轮承载能力和使用寿命，应用了大变位齿轮。共五十四页主轴承的润滑采用固定油圈带油润滑，同时(tngsh)还设置了磨机高压油站，以利于在磨机开、停时减小瓦与中空轴间的磨擦。2、工作原理喂料设备将原煤送入磨机进料装置的溜子内，物料通过进料锥套进入烘干仓，在烘干仓内，物料被扬料板扬起，与进风管送来的热风进行充分的热交换，被子烘干的物料经过双隔仓进入仓粉磨，仓内的波形衬板将研磨体带到一定的高度，利用其降落时的冲击能和磨擦能将原煤进行破碎和研磨，经过破碎和研磨后，部分细粉被风带出磨机；大部分细粉通过单隔仓的共五十四页篦板孔进入仓继续粉磨，仓设有平衬板，

24、研磨体与衬板间运动主要(zhyo)是相对滑动，这样经仓破碎和研磨后的物料进入仓继续研磨。磨好的细粉被热风带出磨机，细粉与风的混合物经过专设的分离器将不合格的粗粉分出并送回磨机重新研磨，合格的细粉与风的混合物被输入旋风收尘器内，在此将细粉收下。共五十四页煅烧过程(guchng)物理化学变水泥生料在加热煅烧过程中发生(fshng)如下主要变化：一、自由水的蒸发当生料被加热到100左右，生料中自由水分开始蒸发，当温度升到150200 时，生料中自由水全部被排除，此过程也称干燥过程。共五十四页二、粘土(zhn t)的脱水与分解粘土主要由含水硅酸铝所组成，其中二氧化硅和氧化铝的比例（波动2：14：1之间

25、）常见的有高岭土和蒙脱土，但大部分粘土属高岭土高岭土主要由高岭石组成。加热高岭石时当温度(wnd)升高至400500 时高岭石失去结构水，变为偏高岭石（ 2SiO2Al2O3 ），并进一步分解为化学性较高的无定型的氧化铝和氧化硅。2SiO2Al2O32H2O=2SiO2Al2O3+2H2O 2SiO2Al2O3= Al2O3+2SiO2高岭石脱水后具有较高的化学性，为下一步与氧化钙反应创造了有利条件。共五十四页三、石灰石的分解(fnji)MgCO3 MgO+CO2CaCO3 Cao+CO2CaCO3是生料中主要成分，分解时吸收的热量约占干法窑热耗的一半以上，分解时间和分解率都将影响熟料的烧成，

26、因此的分解是熟料的重要过程之一。的分解与温度，颗粒粒径，气体中的含量等因素有关。碳酸盐分解是吸热反应，因此温度升高使分解速度加快。石灰石颗粒粒径越小，则面积越大，使传热(chun r)面积增大，分解速度加快。碳酸钙的分解具有可逆的性质。共五十四页四、固相反应(fnyng)粘土和石灰石分解以后(yhu)分别形成了CaO、MgO 、SiO2 、Al2O3等氧化物，这些氧化物在低于800 时就开始反应形成CA，与，在同时含量达最大值。物料在经上这些反应过程中都没有熔融状态出现，反应是在固体状态下进行的，这就叫固相反应。固态反应速度的主要影响因素如下：1、生料细度及其均匀程度2、原料物理性质对固相反应

27、影响3、温度对固相反应影响4、其他因素共五十四页五、熟料(sh lio)烧成物料加热到最低共熔温度（物料在加热过程中，开始出现液相的温度称为最低共熔温度）时，物料中开始出现液相，液相主要由CA和CAF所组成(z chn)，还有等其他组成(z chn)。在液相的作用下进行熟料灯烧成。液相出现后和都开始熔于其中，在液相中CS吸收游离氧化钙形成 这个过程也称石灰吸收过程CS是在液相中形成，因此液相量的增加和液相粘度的减少，都有利于和在液相中扩散，即有利于吸收形成。因此影响液相量和液相粘度的因素，也是影响生成的因素。共五十四页（一）生料的组分数对液相生成的影响（二）化学成分的影响一般铝酸三钙和铁铝四钙

28、在1300左右时，都能熔成液相，所以称与为熔剂(rngj)性矿物质，当煤成温度为1450时CA和CAF都是熔性矿物，但它们生成液相的粘度不同的，形成的液相粘度大，形成的液相粘度小。从烧成角度看，铝率高对煤成不利，使不易生成。但从水泥熟料性能角度看，含量高的熟料强度发挥快，因此早期强度高；而且的存在对强度的发挥也有利；同时有适当含量的CA，使水泥熟料的凝结时间也能正常。所以铝率要适当。共五十四页过高的KH值往往使CO不能完全被CS。不能结合的CO成游离状态(zhungti)存在，经过高温营业烧后成死烧状态(zhungti)，这种死烧的游离CO水化速度慢，因而影响水泥熟为瓣安定性。（三）烧温度的影响共五十四页六、熟料(sh lio)的冷却熟料烧成后，就要进行冷却，冷却的目的在于：改进熟料质量；提高(t go)熟料的易磨性；回收熟料热，降低热耗，提高(t go)热的效率；降低熟料温度，便于熟料的运输、储存的粉磨。共五十四页均化库生料库是一座1540.5米混合室均化库，在正常生产时，可连续卸入成分符合要求的生料，同时连续卸出均质生料。该库可储存生料5200吨一次储存满后，可供回转窑连续额定生产