水泥工艺培训材料(生料、熟料部分)

水泥工艺培训材料（生料、熟料部分）一新型干法工艺流程石灰石钢渣煤矸石砂岩粉煤灰均化库破碎石子矿渣粉煤灰石灰石硅质原料料校正原料原煤原煤煤原煤石膏混合材均化均化煤仓调配站生料磨均化库预热器分解炉回转窑篦冷机熟料库煤磨煤粉仓煤粉仓水泥磨水泥库包装散装调配站二、水泥生产的原燃料及配料2.1、水泥生产原料2.1.1.石灰质原料:(石灰石、大理石等）占生料70～75%（本厂82～87%）2.1.2粘土质原料:(硅铝质原料、粘土、砂岩等)占生料10～20%（砂岩4～6%）2.1.3.校正原料:(铁质、铝质原料、外加剂等)占生料5～10%（煤矸石3～4%粉煤灰3～4%钢渣3～4%）（有3、4、5组分配料。其中组分多、易于调整。我们厂现在是5组分配料）2.2、水泥生产燃料1.固体燃料(1)烟煤：挥发分≥14%回转窑主要使用烟煤。Vf（30～36%）Af（8～12%）Qdwf(6000～6500)(2)无烟煤：挥发分≤10%(3)低质煤：热值≤4000×4.18kJ/kg2.液体和气体燃料重油、渣油、天然气、煤气等。2.3水泥熟料的矿物组成2.3.1、熟料矿物组成C3S——硅酸三钙（含量:50～60%)（强度高）C2S——硅酸二钙(含量:15～32%)（强度较高）C3A——铝酸三钙(含量：3～11%)（凝结快）C4AF——铁铝酸四钙(含量:8～18%)（耐磨耐蚀）2.3.2、主要化学成分:CaO62～67%、SiO220～24%、Al2O34～7%、Fe2O32.5～6%。MgOR2OSO3CL-2.4、硅酸盐水泥熟料的率值2.4.1.率值：水泥熟料中各氧化物之间的相对含量的比值。它与熟料的矿物组成、熟料质量、生料的易烧性有密切的关系，是水泥生产中的重要控制指标之一。2.4.2常用率值:(1)石灰饱和比(KH):表示SiO2被CaO饱和成C3S的程度。KH=｛CaO-(1.65*AL2O3+0.35*Fe2O3+0.7SO3)｝／2.8SiO2(2)硅酸率(n或SM)：表示SiO2与Al2O3及Fe2O3之和的比值。SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)(3)铝氧率(P或IM)：表示Al2O3与Fe2O3的比值。IM=Al2O3/Fe2O3还有一些其它表示方法。如：HM2.4.3新型干法水泥生产工艺的熟料率值控制范围：饱和比KH:0.88～0.91、硅酸率n:2.4～2.7、铝氧率p:1.4～1.8(KH0.91n2.5p1.6)2.5配料计算2.5.1熟料中煤灰掺入量GA=q*AarS/Qnet,ar(热耗收到基S沉落率)2.5.2配料计算生料配料过程就是使熟料中的化学组分符合上述矿物组成和率值的过程。2.5.3五组分配料计算举例：1.原始数据1.1原料化学成分原料名称化学成分LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3Cl-合计水分石灰石40.576.021.810.8647.681.530.250.1198.831.10砂岩1.1791.892.701.740.440.190.650.250.0099.034.92粉煤灰5.3153.6428.836.052.730.730.000.000.0097.290.00钢渣5.9814.993.4925.5940.904.520.000.000.0095.4716.87煤矸石20.1454.0418.693.902.180.460.4399.844.60煤灰份0.0057.8914.5510.007.841.331.8593.461.2煤工业分析项目MarMadAadSt.adCladQnet煤1.816.5034.6755.0963862.计算结果方案：热耗=800KH=0.910SM=2.50IM=1.60(1)原料配比：石灰石砂岩粉煤灰钢渣煤矸石煤灰掺入量煤耗干基84.714.813.213.763.51湿基83.874.953.144.433.600.810.125（2）生料熟料化学成分：LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3Cl-合计水分生料35.5313.703.382.1142.111.510.240.110.020.0098.702.08灼烧生料21.255.243.2765.322.350.380.160.020.0097.98熟料21.555.313.3264.852.340.370.160.040.0097.95三、原料的破碎及预均化3.1物料破碎3.1.1.破碎的目的破碎是利用外力克服物料的内聚力，使其由大变小的过程；常用机械方法来减小物料的粒度。（1）有利于物料的输送和预均化；（2）有利于配料的准确性；（3）有利于物料的烘干；（3）生料与熟料率值及矿物组成：KHSMIMLsfC3SC2SC3AC4AFCaSO4硫碱比生料0.9332.501.60熟料0.9102.501.6059.8416.668.4410.090.070.0727结果严整KHSMIM合计0.000.000.000.000.00（4）有利于粉磨过程的节能高产。3.1.2.破碎分类按破碎后的产品粒度分：（1）粗碎：将物料破碎到100mm以下；（2）中碎：将物料破碎到30mm以下；（3）细碎：将物料破碎到3mm以下。3.1.3.破碎比（永远大于1）物料被破碎前后的尺寸之比称之为：破碎比。3.1.4.公称破碎比破碎机进料口宽度与出料口宽度之比称之为:公称破碎比。3.1.5.物料颗粒大小的表示方法(1)平均粒径：表示物料颗粒大小的平均尺寸。算术平均粒径:(长+宽+高)÷3几何平均粒径:(长×宽×高)1/3(2)筛余(%)和当量径(d80):某一堆物料在经过取样筛析后，留在筛面上的量占物料筛析总量的百分数，标记为：R=%,以此来代表这些粉状物料的颗粒大小。筛孔尺寸写在R的右下角,筛余百分数的数值写在%的前面。如：生料细度R0.08=10%，它的含义是用0.08mm方孔筛对生料筛析后，它的筛余是10%。筛余百分数数值越大，物料越粗；反之，数值越小，物料越细。某一堆物料（颗粒群）中有80%的物料能通过某一孔径的筛网，则可以用该筛网的筛孔尺寸作为当量径来代表这堆物料的平均粒径，标记为：d80,如：入磨物料粒度d80=20mm。筛孔尺寸的表示方法:水泥行业的筛网孔径大小的表示方法有四种：筛号、筛孔数、网目和筛孔尺寸。①筛号：指每厘米长度筛网上的筛孔数。有多少个孔，叫多少号筛。②筛孔数：指每平方厘米筛网面积上的筛孔数。有多少个孔，叫多少孔筛。③网目：指每英寸长度筛网上的筛孔数。有多少个孔，叫多少目筛。④筛孔尺寸：指筛网的孔径尺寸大小。正方形孔，以边长表示；圆形孔，以直径表示。某厂32.5级普通硅酸盐水泥的颗粒组成举例：某水泥厂买进铁矿石作铁质原料，要求进厂矿石平均粒径小于20mm，经取样筛析结果如下，问：该原料粒度是否合格？3.2、物料烘干（干法生产水泥）3.2.1.物料烘干目的（1）方便物料储存、运输、预均化；（2）提高配料过程的准确性；（3）有利于粉磨过程的节能高产。3.2.2.固体物料的干燥过程（1）第一阶段：外扩散（表面水分蒸发）；（2）第二阶段：内扩散（内部水分扩散到表面）；3.2.3.烘干基本原理热气流(干燥介质)以对流传热等方式将热量传递给物料，使物料中的水分蒸发，并扩散到干燥介质中，水分被气流带走，物料得以干燥。3.2.4.水泥生产对入磨物料水分的要求根据生产实践经验，各种物料的水份可控制在下列范围内：(1)石灰石＜1%；(2)粘土＜2％；(3)铁粉＜8％；(4)混合材＜2％；(5)石膏＜8％；(6)熟料＜0.5％；(7)煤＜4％；(8)综合水分控制在1.5％以内。3.2.5.物料烘干方式（1）顺流烘干和逆流烘干物料在烘干机内的运动方向与热气流的流动方向一致，称之为顺流烘干；(适合烘矿渣、煤)物料在烘干机内运动方向与热气流的流动方向相反,称之为逆流烘干。(适合烘粘土)（2）水泥厂物料的干燥方法晾晒、通风吹干、熟料、烧成余热烘干、粉磨兼烘干、回转烘干机、立式烘干塔烘干。（3）进入烘干机的热气温度烘干物料煤粘土矿渣石灰石热气温度(℃)400～700600～800700～800800～10003.3、原料预均化3.3.1.定义(1)预均化:使单一品种物料的化学组成、品位质量混合均匀的过程称之为预均化。(2)均化:使多品种物料的化学成分按一定比例、配合均匀、稳定的过程称之为均化。3.3.2.预均化在水泥生产中的意义(1)稳定工艺条件和热工制度：提高配料准确性、生料合格率、供热的稳定性（煤灰沉落率）；(2)扩大资源降低成本：搭配用料、延长矿山使用寿命、综合利用工业废渣。(3)减少无组织排放、有利于环保、清洁生产。3.3.3.堆、取料技术（1）料堆形式：单人字形、多人字形、波浪形、水平铺层、倾斜铺层、连续铺层；（2）取料方式：断面、侧面、底部；（平铺竖取、切割料层）3.3.4.预均化设施：（1）预均化堆棚：卸料小车胶带输送机连续布料、铲车或侧式刮板取料机端面取料、投资省、适合含少量水分的物料预均化、占地面积大、除尘困难。（2）圆形预均化库：回转悬臂胶带堆料机连续布料、桥式刮板取料机或底部多点出料、预均化效果好、占地省，适合单品种、干燥、小块物料、一次性投资较大。（3）仓式预均化库：储库为长方体、上部移动皮带机往复布料、下部多孔同时卸料、有多库搭配作用，可以单仓间歇式、或双仓交替式，也可以用于几种物料分别预均化，占地面积多、一次性投资较大。四、.生料制备1干法球磨机工作原理球磨机是一个水平放置、低速回转的筒体。筒体内装填着不同种类、规格的研磨体，物料加入到磨内，主要是靠研磨体的粉碎作用，使其由块状物料变成粉状物料。由于磨头不停地强制喂料，使磨头与磨尾形成了一定的料位差，在料位差、扬料板、磨机通风及筒体回转的共同作用下，物料被粉磨并从磨头流向磨尾，直至排出磨外。2.粉磨工艺流程（1）开路流程在粉磨过程中，物料一次通过磨机即为产品，称为开流系统（又称开路系统）。,,（2）闭路流程在粉磨过程中，物料出磨后经过分级设备（选粉机）选出合格产品，不合格的粗粉返回磨内重磨，称为闭路流程（又称圈流粉磨系统）。3分级设备（选粉机）的作用选粉机是闭路粉磨系统的一个重要组成设备。作用是：及时将粉磨到一定细度的合格细粉选出，粗粉重新返回磨机再粉磨，防止细粉在磨内粘附研磨体，引起的缓冲作用，从而提高磨机粉磨效率；还能调节成品细度，防止粗细不均，保证粉磨产品质量。4粉磨工艺流程特点开路流程的优点是：流程简单，设备少，操作简便，基建投资少。其缺点是：由于物料必须全部达到成品细度后才能出磨。因此当要求产品细度较细时，较快磨细的物料将会产生过粉磨现象，并在磨内形成缓冲层，防碍其它粗料进一步粉磨，甚至产生细粉包球现象，从而降低粉磨效率，影响节能高产。闭路流程与开路流程优缺点正好相反。其优点是：可以消除过粉磨现象，可降低磨内温度，因而粉磨效率高、节能效果好；与相同条件开路磨机比较，水泥磨产量一般可提高10～20％，生料磨可提高30％左右。其缺点是：流程复杂、设备多，操作管理技术要求也高，基建投资较大。5烘干兼粉磨流程它是把热风通入磨机内，使物料烘干过程与粉磨过程同时完成的工艺流程。由于烘干过程是在粉磨过程中进行，因此热交换速度加快，物料内部水分容易扩散蒸发，适当加大磨机通风量，不仅可以改善物料烘干效果，同时还可以提高磨机产量。球磨机粉磨过程中，研磨体发热，可适当减少供风热量；同时在新型干法生产中，可以充分利用回转窑烧成系统的废气余热，组成窑磨一体机系统，来进行物料的烘干兼粉磨。目前国内大型化水泥生产线广泛采用中卸烘干磨、立式磨烘干兼粉磨工艺流程制备生料。五、熟料烧成一、生料在煅烧过程中的物理化学变化1.干燥、脱水、预热：100℃～600℃2.碳酸盐分解：600℃～1200℃CaCO3→CaO+CO2↑3.固相反应：800℃～1250℃生成2CaO·SiO2（C2S）、3CaO·Al2O3（C3A）、4CaO·Al2O3·Fe2O3（C4AF）；4.熟料烧成：1300℃～1450℃～1