水泥窑第1节水泥生产过 程及其工艺
2020/11/22
水泥窑第1节水泥生产过程及其工艺
水泥与陶瓷及玻璃的特点
原料都是各种不同的天然岩石； 高温煅烧后构成产品； 由天然岩石到人造石质产品是一个还原循环 过程；天然岩石→破碎→煅烧→石质产品，矿 物成分没有改变，只是晶体结构发生了变化。
水泥窑第1节水泥生产过程及其工艺
水泥窑第1节水泥生产过程及其工艺
第二部分 水泥厂常见设备
Ì 1、斗式提升机 、胶带提升机、拉链机、螺旋输送机、带式输送机
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Ì 2、空气斜槽 、风机
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Ì 3、分格轮、空气炮、收尘器
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Ì 4、磨机、窑、破碎机
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Ì 磨辊辊套、衬板、研磨体、耐火材料
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传统水泥生产过程
Ì 水泥生产过程有许多工序和环节，水泥生产过程大致分 为五个过程：
Ì 1、原料开采 Ì 2、生料制备（粉磨） Ì 3、熟料煅烧 Ì 4、水泥制成（粉磨） Ì 5、水泥装运 Ì 将它们概括后，主要分为生料制备、熟料煅烧和水泥粉
周转、抛射、倾泻 二、球磨机的特点 ： 1、优点： 适应性较强，能连续生产和大规模生产； 颗粒级配易于调节，颗粒形貌近似球形，有利于生料煅烧及水泥的水化硬 化； 干法湿法均可，烘干粉磨同时，另有均化作用； 2、缺点： 粉磨效率低，只有2一3％。 研磨体和村板的消耗量大； 设备笨重，投资大．噪音大等
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Ì 企业规模划分
Ì 1）以工程设计水泥规模划分：大型》100万吨/年；中型为60-100万 吨/年；小型《60万吨/年
Ì 2）按回转窑熟料年生产能力划分：新型干法生产线，大型100万-350 万吨/年；中型60万-100万吨/年；小型20万-60万吨/年。
Ì 3）按单窑熟料产能划分：如2000t/d、2500t/d、5000t/d、7200t/d、 10000t/d等
Ì 预均化的意义 Ì 1.均化原料成分，减少质量波动，稳定生产 Ì 2.扩大矿山资源的利用，放宽矿山开采的质量控
制要求，降低开采成本 Ì 3.可对不同组分的原料预配料 Ì 采用预均化技术的条件 Ì C需a均CO化3；的波动R<5％：表示原料均匀性较好，不 Ì R=5～10％：原料均匀性一般，视情况而定 Ì R>15％：原料均匀性差，必须采用预均化 Ì 要求预均化后的成分波动范围控制在±1％
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预均化堆场的布置形式及堆取料方式 Ì 一、堆场的布置形式 Ì 1.矩形预均化堆场 Ì 直线布置：堆料机、取料机易布置，不需转化台车，多采用 Ì 平行布置：设中转台车，回转式或双臂式堆料机，较少采用 Ì 2.圆形预均化堆场 Ì 原料由进料机送到堆场中心，由可绕中心360°回转的悬臂式
Ì 水泥：凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既 能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等散料 或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬胶凝材料，通称为水 泥。
Ì 熟料：凡以适当成分的生料，烧至部分熔融所得的以硅酸 钙为主要成分的矿物质，称为硅酸盐水泥熟料。
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Ì 料耗：是指生成单位熟料所需的生料量（干基）。通常以 “t·生料/t·熟料”表示。
圆形预均化堆场
较大
较矩形减少30%～40%
进出料方向有所限制不利于灵活布 进出料方向随意，布置灵活 置。
设备费用多，土建投资亦较多
设备、土建投资较低
由于每个料堆的堆端和每个料堆之 取料层数大于堆料层数，因此均化效
间的成分差异，影响均化效果， 果好，堆、取料连续进行，物料
成分波动不连续
成分的波动不会产生突变。
Ì 生产硅酸盐水泥熟料的原料品种，主要由石灰质、硅铝质、铝质、硫 质及校正原料组成，不同水泥熟料品种所采用的原料不完全相同。
Ì 标准煤：国际统一以燃料热值为29308kj/m3的能源单位。 Ì 水泥混合材是指在水泥粉磨环节与熟料、石膏一起入磨、用以改善水
泥某种性能、调节水泥质量、降低成本所掺加的矿物质材料或工业废 渣。 Ì 普通硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，6%-15%混合材料和适量石 膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为普通硅酸盐水泥。
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二、生料制备过程
Ì 生料制备过程指入窑以前对原料的全部加工过程，包括 原料破碎、预均化、配料控制、烘干、粉磨和生料均化 等生产环节。其简要的工艺流程是：
Ì 石灰石均化堆场 原料计量配料系统及输送 原料磨 空气输送斜槽 提升机或气力输送泵输送 生料均化 库储存。
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Ì 为什么分级？水泥生产商为什么不惜巨资选用闭路系统？ Ì 分级------减少过粉磨！------提高粉磨效率。
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六、水泥装运和输出过程
Ì 水泥包装和散装过程指不同水泥经贮库、包装设施或散 装设施等生产环节出厂。其简要生产流程是：
Ì 袋装水泥 水泥库 包装机 推车或摞包机 水泥 栈台 运输设施出厂
Ì 散装水泥 散装库 散装机 散装汽车或散装火车或 轮船输出
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水泥工艺设备的发展
1、总体上向节能型发展。辊压机——-球磨，立 窑、湿法——预热分解窑 2、功能上向一机多能发展。烘干、粉磨、选分于 一体 3、系统上趋于短流向。 工业上多采用一体化。
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三、煤粉制备过程
Ì 指从原煤仓、喂料控制、烘干粉磨、收尘到煤粉仓等生 产贮存环节。其简要的生产流程：
Ì 标准煤耗：把实物煤折算为标准煤的消耗量称为标准煤耗。 Ì 熟料烧成的综合能耗：是指烧成车间在标定期内，对熟料
烧成过程中实际消耗的各种能源进行综合计算所得的能源 消耗量。 Ì 砖耗：在单位期间内，消耗的耐火砖量与单位期间熟料量 的比值。 Ì 油耗：在单位期间内，消耗的柴油量与单位期间熟料量的 比值。 Ì 原料——生料——熟料——水泥
1、人字型布料
人字形堆料的优点：堆料的方法 和设备都较简单，可取得较好的 化效果，因此这种方法使用得最 普遍。
主要缺点：物料颗粒离析比较显 著，堆料两侧及底部集中了大块 物料而料堆中上部分多为细粒。
2、波浪型布料法 波浪形堆料法的优点：均化
效果好，特别是当物料颗粒 相差较大（如0~200mm）， 或者物料的成分在粒度大小 不同的颗粒中差别很大的情 况下，效果比较显著。 缺点：堆料点要在整个堆场 宽度范围内移动，堆料机必 须能够横向伸缩或回转，设 备价格贵，操作比较复杂， 所以此法一般仅限于少数物 料。
磨三阶段，故俗称“两磨一烧”。如将煤粉制备列入也 可改称为“三磨一烧”。
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一、原料开采
Ì 矿山开采与运输是将矿床用挖掘机、电铲、转机等机械 设备开采矿石，然后经运输设备，如汽车、胶带机，把 矿石输送到生产使用点——均化堆场、破碎机等。
水泥窑第1节水泥生产过程及其工艺
原料预均化
带堆料机堆料。料堆为圆环，其截面是“人”字形料层。取 料一般都用桥式刮板取料机，可回转360 °，取出的物料经 刮板送到堆场中心卸料口，由地沟内的出料机运走
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矩形和圆形堆场的比较
比较项目 占地面积 工艺平面布置 投资费用 均化效果
设备利用率
生产操作
可扩展性
矩形预均化堆场
只有在料堆被取或堆完料后，换堆 作业才能开始。因此如堆、取 料周期控制不好，会影响设备 的利用。
堆取料机能分别的连续工作，设备利 用率高。
由于堆、取料分别分堆作业，操作 堆取料机连续围绕中心立柱回转，操
上ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ所不便。
作方便，利于自动化控制。
可在长度方向扩展
无法扩展
水泥窑第1节水泥生产过程及其工艺
布料取料形式比较
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布料取料形式比较
3、水平层堆料法
这种堆料发优点是，可以完全消除 颗粒离析作用，每层内部也比 较稳定。缺点是，堆料机结构 复杂，操作也不简单，一般都 用于多种原料混合配料的堆场。
4、横向倾斜层堆料法
这种堆料机可以采用耙式堆取 料合一的设备，因此在设备 价格上特别便宜。这也可以 说是其优点。但这种堆料法 的颗粒离析现象比人字形堆 料法更严重，大块颗粒几乎 全落到料堆底部，均化效果 是很不理想的。所以这种堆 料法只能应用于那些对均化 要求不高的原材料。
⒌从工艺设备复杂程度上讲：
水泥
陶瓷
玻璃
复杂
次之
再次之
⒍从厂区环境上讲
玻璃
陶瓷
水泥
干净
次之
再次之
⒎从产量产值上讲：
水泥
陶瓷
玻璃
一
二
三
水泥窑第1节水泥生产过程及其工艺
第一章 水泥回转窑
水泥窑第1节水泥生产过程及其工艺
第一节 水泥生产过程及其工艺
水泥窑第1节水泥生产过程及其工艺
第一部分 几个概念
Ì 干法生产：将原料先烘干后粉磨或同时烘干与粉磨成生料 粉，而后喂入干法窑内煅烧成熟料称为干法生产。 窑外分解窑：亦称为预分解窑，是一种能显著提高水泥回 转窑产量的煅烧工艺设备，其主要特点是把大量吸热的碳 酸钙分解反应从窑内传热速率较低的区域移到悬浮器与窑 之间的特殊煅烧炉（分解炉）中进行。