10传统水泥生产技术课件

第10章传统水泥生产技术

本章学习要点本章重点介绍几种传统水泥生产技术的发展状况、生产工艺流程、工艺原理、主要特点、生产过程的主要限制参数、烧成系统的正常煅烧操作、常见的不正常窑况产生缘由和处理方法、影响产质量因素、提高产质量的措施、传统窑型的改造等。10.1湿法回转窑生产技术

湿法回转窑生产是将生料制成含水为32%～40%的料浆，再由料浆泵送至回转窑内进行煅烧。主要优点：生料成分匀整，所以烧成的熟料质量高；料浆输送便利及生料粉磨过程扬尘少；水对物料有尖劈作用，故湿法粉磨效率高。主要缺点：熟料热耗高，蒸发料浆水分消耗热量约占总热耗的30%～35%；窑的单位容积产量低。10.1.1湿法回转窑的特点及发展概况

10.1.2湿法回转窑窑体的形态◆直筒型◆热端扩大型◆冷端扩大型◆哑铃型

10.1.3湿法回转窑的生产工艺流程

湿法回转窑的生产工艺过程除生备料的制备、窑尾及窑中部分（窑尾收集的粉尘从窑中喂入）与新型干法不同之外，其于的都大同小异。

10.1.4生料浆的制备

湿法窑料浆的制备：所需原料（如石灰石、铁粉）从联合储库通过行车抓斗将物料移至磨头仓或配料仓，再通过配料计量设备配料后从磨头喂入湿法磨；泥浆库里的黄泥浆通过喂料设备按比例从磨头（或磨尾）喂入湿法磨内；在磨头还通过水箱加水，依据料浆的泵送性能调整料浆水分。从粉磨系统出来的成品通过料浆泵和管道送入料浆库。料浆的调配是通过测定不同生料库里的料浆的CaCO3滴定值（或CaO），抽取两库料浆应有的比例进行调配和均化，以得到要求的入窑生料CaCO3滴定值。方法如下：例如有两库料浆，其TCaCO3分别为78.00及76.70，要求的入窑生料TCaCO3为77.50，求两库料浆的配比：

78.001.0077.50－76.50=1.00＼／77.50／＼76.500.5078.00－77.50=0.5010.1.5湿法窑内的煅烧

◆煅烧过程熟料的形成过程，从窑尾起先沿窑长度按温度和反应大致可分为：干燥带、预热带、碳酸盐分解带、放热反应带、烧成带和冷却带。Φ5/4.5×135m湿法回转窑内熟料的形成过程：Ⅰ－干燥带；Ⅱ－预热带；Ⅲ－碳酸盐分解带；Ⅳ－放热反应带；Ⅴ烧成带；Ⅵ－冷却带。

湿法窑的热效率

煅烧1kg水泥熟料理论热耗为1755.6～1797.4kJ，而湿法窑的实际热耗一般约为1kg熟料消耗5436～6688kJ的热量，热效率为25%～35%。

◆提高熟料产、质量和降低热耗的措施

正确确定窑煅烧制度

提高窑的传热实力

削减入窑料浆水分，降低蒸发水分的耗热

削减筒体散热损失

削减不完全燃烧热损失

削减废气带走热损失

削减熟料带走热损失及冷却机废气热损失

削减窑灰，降低窑灰带走的热损失

加矿化剂、利用工业废渣等，改善生料易烧性，降低烧成温度，实现低温煅烧◆湿法窑几种不正常窑况

结泥浆圈（泥巴圈）这种圈一般在链条带泥浆塑性最大的区域内形成。结圈后将阻碍物料的正常运动，影响窑内通风和物料的预烧。严峻时，使泥浆倒流出窑外，或灌入排风机。

周期性慢窑是指每隔一段时间（1～2小时）来一次大料，窑的尾温将低，迫使窑窑速减慢。由于窑速减慢后，窑的尾温又渐渐上升，料层减薄，因此又要在快转窑的同时，大量减煤，结果窑的尾温又渐渐下降，如此反复，窑内热工制度完全被破坏。10.2干法回转窑水泥生产技术

◆最原始生产水泥的回转窑，筒体内除砌有窑衬外，没有装任何热交换装置，所以又称为干法中空窑◆为了提高热效率，干法长窑也运用链条带、金属格子式热交换器和陶瓷或耐火材料格子式热交换器。10.2.1传统干法回转窑水泥生产技术

10.2.2立波尔窑水泥生产技术

为提高窑窑的传热实力，提高窑的热效率，在1928年由德国工程师立列伯设计，波立修斯工厂制造，在回转窑窑尾增设加热机，利用窑尾1000～1200℃高温废气穿过加热机上的生料球，对生料球进行加热，使生料的干燥、预热和碳酸盐的部分分解在加热机内进行，再进入回转窑煅烧成熟料。为了纪念创始人和制造厂，把这种带加热机的窑命名为立波尔窑。立波尔窑现在每台日生产实力可达3000吨熟料以上，其热耗已下降到3350kJ/kg熟料（800kcal/kg熟料）左右。10.3立窑水泥生产技术

煅烧水泥熟料的窑筒体是立置不转动的称为立窑，其发展大体阅历了三个阶段：第一阶段是人工加料和人工卸料的一般（土）立窑；其次阶段是机械加料和机械卸料的机械化立窑，第三阶段是现代化立窑。立窑主要优点是：投资省；熟料热耗低；吨水泥电耗低；对原燃材料要求低；可以合理利用多种工业废渣。其缺点是：单机产量低；熟料质量不稳定。10.3.1概述

10.3.2立窑水泥的生产工艺流程

立窑水泥的生产大致分为四个阶段：

生料制备；

生料成球；

熟料烧成；

水泥制成。10.3.3立窑对原、燃材料的选择

◆原料的选择原料中燧石、石英、碱、MgO等有害成分要低，在要求限制范围之内；机立窑由于生料需成球，因此，要求粘土的可塑性指数＞13%。◆燃料的选择（1）合适的挥发分：一般要求<10%（最佳7%～8%）。（2）发热量：一般要求大于20900kJ/kg，最好在22990kJ/kg以上。10.3.4生料的成分

◆熟料率值

几种常见配料方案

高硅低铁配方：KH=0.88～0.94,n＞2.3,P＞2

高铝配方：KH=0.90～0.94,n=1.7～2.1,P=1.4～2.0

高铁高饱和比配方：KH=0.94～1.00,n=1.5～1.8,P=0.8～1.3

高硅高铁配方：KH=0.90～0.94,n>2.0～2.4,p>0.9～1.3

10.3.5全黑生料的配热

◆熟料煤耗

熟料实际煤耗的计算公式为：P=Q′/(Q×100kg)煤/100kg熟料。

若底火温度正常，在生料成分合适、操作正常的前提下，熟料质量好，没有欠烧和生烧，同时还原料也不多，则配热合适。

机立窑熟料的热耗：一般波动在3768～4187kJ/kg熟料，先进的在3349kJ/kg熟料。

10.3.6机立窑的结构

水泥机立窑是一种填满物料的内衬耐火材料的圆筒状固定竖式煅烧设备。其结构由加料装置、窑体部分、卸料装置、卸料密封装置、传动装置、鼓风系统和排烟除尘系统等几部分组成。

10.3.7供风与排气

◆供风方式机立窑的供风方式按供风管布置到窑体的位置分为：底送风、侧送风、底主风与腰侧送风、上升中心风管送风等几种供风方式。◆风量、风压

风量：鼓入窑内的风量代表供应燃料燃烧的氧量。

风压：入窑风压是用来克服窑内阻力，窑内阻力大则风压应大。◆鼓风机机立窑一般用风机的类型有：罗茨风机、叶氏风机和离心风机。10.3.8机立窑熟料的形成原理

◆煅烧过程的物理化学变更料球从上到下的运动过程中，仍阅历了生料的干燥、预热、分解、固相反应、烧成、冷却等阶段。不过，在同一时间内，料球内外煅烧不是匀整一样的。1－预热带；2－烧成带；3－冷却带。10.3.8机立窑熟料的形成原理

◆物料与气流在机立窑内的运动

物料在机立窑内的运动机立窑的窑体是固定不动的，料球从上到下运动的缘由：是由于熟料的卸出和料球在煅烧过程中产生体积收缩引起的。由于机立窑不转动，因而物料在立窑内除自上而下作垂直运动外，几乎没有翻滚运动，物料相互之间很少混合，这也是立窑熟料质量不均的缘由之一。◆物料与气流在机立窑内的运动

气体在机立窑内的运动燃料须要足够的空气量才能充分燃烧，并发出热量供熟料烧成。机立窑通风量的大小，若按窑横截面上每平方米、每分钟须要空气量来估计，机立窑须要30～42Nm3／(m2.min)。10.3.8机立窑熟料的形成原理

◆燃料的燃烧机立窑内燃料的燃烧过程也要经过干燥、预热、挥发分的逸出和固定碳燃烧等几个阶段。包氏反应：CO2+C→2COC+1/2O2→CO郝氏反应：CaCO3→CaO+CO2CO2+C→COCaCO3+C→CaO+2CO

10.3.9机立窑的煅烧

◆煅烧方法

白生料法

全黑生料法

半黑生料法◆成球和配煤

配煤配煤系统一般有两种：一种是全黑生料法，在生料磨前，煤与原料分别计量协作喂入磨内；另一种是白生料、半黑生料及料煤分别粉磨法，将磨细的生料和细碎后的煤粒（称外加煤或入窑煤）经计量设备分别计量，混合、搅拌、成球入窑。◆成球和配煤

成球●具有确定的机械强度●粒度匀整、大小适宜●具有确定的气孔率●热稳定性好●水分适宜◆机立窑的煅烧操作

立窑熟料外观质量分析

机立窑的热工制度