工藝技術(shù)水泥工藝0001

1、新型干法水泥生產(chǎn)工藝一、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)。1、石灰石原料 石灰質(zhì)原料是指以碳酸鈣為主要成分的石灰石、 泥灰?guī)r、白堊和 貝殼等。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 1. 3 噸石灰石，生料中 80%以上是石灰石。2、黏土質(zhì)原料 黏土質(zhì)原料主要提供水泥熟料中的、 、及少量的 。天然黏土質(zhì) 原料有黃土、黏土、頁(yè)巖、粉砂巖及河泥等。其中黃土和黏土用得最 多。此外，還有粉煤灰、煤矸石等工業(yè)廢渣。黏土質(zhì)為細(xì)分散

2、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。3、校正原料 當(dāng)石灰質(zhì)原料和黏土質(zhì)原料配合所得生料成分不能滿足配料方 案要求時(shí)（有的 含量不足，有的 和 含量不足）必須根據(jù)所缺少的 組分，摻加相應(yīng)的校正原料1）硅質(zhì)校正原料 含 80%以上2）鋁質(zhì)校正原料 含 30%以上（3）鐵質(zhì)校正原料 含 50%以上二、硅酸鹽水泥熟料的礦物組成硅酸鹽水泥熟料的礦物主要由硅酸三鈣（ ）、硅酸二鈣（ ）、 鋁酸三鈣（ ）和鐵鋁酸四鈣（ ）組成。三、工藝流程1、破碎及預(yù)均化（1）破碎 水泥生產(chǎn)過(guò)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。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料

3、，開(kāi)采后的 粒度較大，硬度較高，因此石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開(kāi)采 后的粒度較大， 硬度較高， 因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中 占有比較重要的地位。破碎過(guò)程要比粉磨過(guò)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。 在物料進(jìn)入粉磨設(shè)備之前， 盡可能將大塊物料破碎至 細(xì)小、均勻的粒度，以減輕粉磨設(shè)備的負(fù)荷，提高黂機(jī)的產(chǎn)量。物料 破碎后， 可減少在運(yùn)輸和貯存過(guò)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。（2）原料預(yù)均化 預(yù)均化技術(shù)就是在原料的存、取過(guò)程中，運(yùn)用 科學(xué)的堆取料技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)原料的初步均化， 使原料堆場(chǎng)同時(shí)具備貯存 與均化的功能。原料預(yù)

4、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(lái)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。取料時(shí)，在垂直于料層的方向， 盡可能同時(shí)切取所有料層， 依次切取，直到取完，即 “平鋪直取 ”。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)。（2）擴(kuò)大礦山資源的利用，提高開(kāi)采效率，最大限度擴(kuò)大礦山 的覆蓋物和夾層，在礦山開(kāi)采的過(guò)程中不出或少出廢石。（ 3）可以放寬礦山開(kāi)采的質(zhì)量和控要求， 降低礦山的開(kāi)采成本。（4）對(duì)黏濕物料適應(yīng)性強(qiáng)。（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

5、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。（6）自動(dòng)化程度高。2、生料制備水泥生產(chǎn)過(guò)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% 。因此，合理選擇粉 磨設(shè)備和工藝流程，優(yōu)化工藝參數(shù)，正確操作，控制作業(yè)制度，對(duì)保 證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗具有重大意義。工作原理：電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速裝置帶動(dòng)磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)， 物料通過(guò)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

6、的物料從磨盤的邊緣溢出， 被來(lái)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(lái)，即為產(chǎn)品。沒(méi)有被熱氣流帶起的粗 顆粒物料， 溢出磨盤后被外循環(huán)的斗式提升機(jī)喂入選粉機(jī)， 粗顆粒落 回磨盤，再次擠壓粉磨。3、生料均化新型干法水泥生產(chǎn)過(guò)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。均化原理：采用空氣攪拌，重力作用，產(chǎn)生 “漏斗效應(yīng) ”，使生料粉在向下卸 落時(shí)，盡量切割多層料面，充分混合。利用不同的流化空氣，使庫(kù)內(nèi)

7、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。4、預(yù)熱分解把生料的預(yù)熱和部分分解由預(yù)熱器來(lái)完成， 代替回轉(zhuǎn)窯部分功能， 達(dá)到縮短回窯長(zhǎng)度， 同時(shí)使窯內(nèi)以堆積狀態(tài)進(jìn)行氣料換熱過(guò)程， 移到 預(yù)熱器內(nèi)在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行， 使生料能夠同窯內(nèi)排出的熾熱氣體充分 混合，增大了氣料接觸面積，傳熱速度快，熱交換效率高，達(dá)到提高 窯系統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低熟料燒成熱耗的目的。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。 為了最大限度提高氣固間 的換熱效率，實(shí)現(xiàn)整個(gè)煅燒系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗

8、，必需具備氣 固分散均勻、換熱迅速和高效分離三個(gè)功能。（1）物料分散換熱 80%在入口管道內(nèi)進(jìn)行的。 喂入預(yù)熱器管道中的生料， 在與 高速上升氣流的沖擊下，物料折轉(zhuǎn)向上隨氣流運(yùn)動(dòng)，同時(shí)被分散。（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。（ 3）預(yù)分解 預(yù)分解技術(shù)的出現(xiàn)是水泥煅燒工藝的一次技術(shù)飛躍。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(guò)程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過(guò)程， 在分解

9、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。將原來(lái)在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行的碳酸鹽分解任務(wù)，移到分解爐內(nèi)進(jìn)行； 燃料大部分從分解爐內(nèi)加入， 少部分由窯頭加入， 減輕了窯內(nèi)煅燒帶 的熱負(fù)荷，延長(zhǎng)了襯料壽命，有利于生產(chǎn)大型化；由于燃料與生料混 合均勻，燃料燃燒熱及時(shí)傳遞給物料，使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過(guò) 程得到優(yōu)化。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)。4、水泥熟料的燒成 生料在旋風(fēng)預(yù)熱器中完成預(yù)熱和預(yù)分解后， 下一道工序是進(jìn)入回 轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行熟料的燒成。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 、 、 等礦物。隨著物料溫度升高近 時(shí)，

10、 、 、 等礦物會(huì)變成液相，溶解于液相中的 和 進(jìn)行反應(yīng)生成大量 (熟 料)。熟料燒成后，溫度開(kāi)始降低。最后由水泥熟料冷卻機(jī)將回轉(zhuǎn)窯 卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫(kù)和水泥磨所能承受的溫度， 同時(shí)回收高溫熟料的顯熱，提高系統(tǒng)的熱效率和熟料質(zhì)量。5、水泥粉磨水泥粉磨是水泥制造的最后工序， 也是耗電最多的工序。 其主要 功能在于將水泥熟料(及膠凝劑、性能調(diào)節(jié)材料等)粉磨至適宜的粒 度(以細(xì)度、比表面積等表示)，形成一定的顆粒級(jí)配，增大其水化 面積，加速水化速度，滿足水泥漿體凝結(jié)、硬化要求。6、水泥包裝水泥出廠有袋裝和散裝兩種發(fā)運(yùn)方式。硅酸鹽水泥生產(chǎn)的原料1. 硅酸鹽水泥的主要成分 硅酸三鈣(

11、3CaO?SiO2 )、硅酸二鈣( 2CaO?SiO2 )、鋁酸三鈣 (3CaO?AI2O3 )、 鐵鋁酸四鈣( 4CaO?AI2O3?Fe2O3 )其中：CaO 62 67% ; SiO2 20 24% ; AI2O3 4 7%; Fe2O32 6%。2. 硅酸鹽水泥生產(chǎn)的主要原料（1） 石灰質(zhì)原料： 以碳酸鈣為主要成分的原料，是水泥熟料中 CaO 的主要來(lái)源。如石 灰石、白堊、石灰質(zhì)泥灰?guī)r、貝殼等。一噸熟料約需1.4 1.5 噸石灰質(zhì)干原料，在生料中約占 80%左右。石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求品位 CaO（%） MgO（%） R2O（%） SO3（%） 燧石或石英 （%）一級(jí)品 >48 V

12、 2.5 V 1.0 V 1.0 V4.0二級(jí)品 45 48 V 3.0 V 1.0 V 1.0 V4.0（2）粘土質(zhì)原料：含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要成分為 SiO2，其次為AI2O3，少量 Fe2O3 ，是水泥熟料中 SiO2、AI2O3、Fe2O3 的主要來(lái)源。粘土質(zhì) 原料主要有黃土、粘土、頁(yè)巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。一噸熟料約 需0.30.4噸粘土質(zhì)原料，在生料中約占 1117%。粘土質(zhì)原料的質(zhì)量要求品位 硅酸率 鐵率 MgO （%） R2O（%） SO3（%） 塑性指數(shù)一級(jí)品 2.73.5 1.53.5 V3.0 V4.0 V2.0 >12二級(jí)品 2.02.7 或3.54.0 不

13、限 V3.0 V4.0 V2.0 >12 一般情況下 SiO2 含量 6067%， AI2O3 含量 1418%。（3）主要原料中的有害成分 MgO :影響水泥的安定性。水泥熟料中要求 MgO v 5%，原料中 要求 MgO v 3%。 堿含量（ K2O 、Na2O ）:對(duì)正常生產(chǎn)和熟料質(zhì)量有不利影響。水泥熟料中要求 R2O v 1.3%，原料中要求 R2O v 4%。 P2O5 :水泥熟料中含少量的P2O5對(duì)水泥的水化和硬化有益。當(dāng) 水泥熟料中 P2O5 含量在 0. 3 %時(shí)，效果最好，但超過(guò) 1%時(shí)，熟料 強(qiáng)度便顯著下降。 P2O5 含量應(yīng)限制。 TiO2 :水泥熟料中含有適量的T

14、iO2，對(duì)水泥的硬化過(guò)程有強(qiáng)化作 用。當(dāng)TiO2含量達(dá)0.51.0%，強(qiáng)化作用最顯著，超過(guò) 3%時(shí)，水 泥強(qiáng)度就要降低。如果含量繼續(xù)增加，水泥就會(huì)潰裂。因此在石灰石 原料中應(yīng)控制 TiO2v2.0%。3. 硅酸鹽水泥生產(chǎn)的輔助原料（1）校正原料 鐵質(zhì)校正原料： 補(bǔ)充生料中 Fe2O3 的不足， 主要為硫鐵礦渣和鉛 礦渣等。 硅質(zhì)校正原料：補(bǔ)充生料中 SiO2 的不足，主要有硅藻土等。 鋁質(zhì)校正原料：補(bǔ)充生料中 AI2O3 的不足，主要有鋁釩土、煤矸 石、鐵釩土等。校正原料的質(zhì)量要求硅質(zhì)原料 硅 率 SiO2（%） R2O（%）> 4.0 70 90 v 4.0 鐵質(zhì)原料Fe2O3 > 40%鋁質(zhì)原料AI2O3 >