课程设计说明书题目: 水泥粉磨车间设计院系：材料科学与工程学院专业班级：无机非金属材料工程09-3班学号： 15学生姓名：张楷指导教师：邱轶兵刘振英王金香2013年 1 月 17日安徽理工大学课程设计（论文）任务书2012年 12 月 29 日安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表目录摘要 (1)引言 (2)1.配料计算 (1)窑的生产能力标定 (1)原、燃料的选择及确定原料配比 (2)原料和燃料的选择 (2)尝试拼凑法配料计算 (3)2. 物料平衡计算 (5)消耗定额计算 (5)原料消耗定额计算 (5)石膏和混合材消耗定额计算 (6)燃料消耗定额计算 (6)编制物料平衡表 (7)3 .工艺流程选择设备选型 (9)工艺流程选择 (9)主机选型 (9)附属设备选型 (11)选粉设备的选型 (11)辊压机的选型 (12)除尘系统 (13)除尘设施 (13)除尘系统的计算 (13)斗式提升机 (14)输送设备 (14)总结 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录 (19)设备明细表 (19)摘要水泥熟料的粉磨是水泥生产的一个至关重要的环节，对水泥成品的质量起关键的影响。

设计的目的之一，就是在保证水泥产量和质量的前提下，减少成本，降低电力消耗，减少污染等。

本次设计的内容是日产5000吨熟料的水泥厂的水泥粉磨系统。

在设备选用上，尽量选用国内设备以便维修保养方便。

设计的内容具体为：1.配料计算2.物料平衡3.主机选型4.设计车间的工艺布局在水泥粉磨环节，采用目前较为广泛使用的辊压机混合粉磨系统，该粉磨系统是预粉磨和终粉磨相结合的方式。

从选粉机中卸出的一部分粗粉回入磨中，一部分粗粉与原料一起喂入辊压机进行循环粉磨成成品。

该系统目前运用技术已日趋成熟，具有节能高效等特点，为大多数大型水泥厂家所接受。

关键词：配料平衡选型设计产量引言1、水泥粉磨流程和设备发展情况水泥粉磨是水泥工业生产中耗电最多的一个工序。

近年来，随着新型干法水泥生产的发展，为了提高粉磨效率，节约能源，提高经济效益，水泥粉磨设备在大型化同时，也在不断地改进和发展，其发展情况是：（1）在设备大型化的同时力求选用高效、节能型磨机。

用于水泥粉磨的钢球磨机直径已达5m以上，电机功率达7000KW以上，台时产量达300t/h以上。

丹麦史密斯公司开发了钢段节能的康碧丹磨。

辊式磨也开始用于水泥粉磨。

德国研制了新型节能粉磨设备---辊压机。

（2）采用高效选粉机。

为了适应磨机大型化的要求，闭路流程的选粉设备也得到了较大发展。

旋粉效率达74%的日本小野田重工业公司的旋风筒式的O-SEPA、丹麦史密斯公司SEPAX和美国斯特蒂文特公司的SD等高效选粉机相继出现。

机械旋转式空气选粉机，目前其最大直径已达11m以上，选粉能力达300t/h以上。

旋风式选粉机最大选粉能力已达500t/h。

（3）采用新型衬板，改善磨机部件及研磨件材质。

目前水泥磨常用的衬板有压条式凸接衬板、达凸波形衬板、曲面环向阶梯衬板、锥面分级衬板、螺旋凸棱形分级衬板、角螺旋分级衬板、圆角方形衬板、环沟衬板、橡胶衬板、无螺旋衬板等。

在改善易磨部件及研磨体材质方面，日益广泛地采用各种合金钢材料，提高耐磨性能，降低磨耗率，提高部件及研磨体使用寿命。

原来使用耐磨性低的普通钢材时，每吨水泥磨耗的衬板及研磨体达1000g之多，目前一般可降到100g以下。

（4）添加助磨剂，提高粉磨效率。

助磨剂能够消除水泥粉磨时物料结块和消除物料黏糊研磨体及衬板的弊端，改善粉磨作用，有效地提高粉磨效率。

常用的助磨剂有三乙醇胺、多缩乙二醇、等。

一般从磨头加入，掺加量约为%%。

（5）降低水泥温度，提高粉磨效率，改善水泥品质。

在水泥粉磨作业中，为防止石膏脱水，降低水泥粉磨的温度，提高粉磨效率，改善水泥品质，除已广泛采用的磨体淋水，加强磨内通风等措施外，，近年来采用了向磨内喷水，在选粉机内通风和采用水泥冷却器对出磨水泥进行冷却等方法。

（6）实现操作自动化。

目前，水泥粉磨已广泛采用电子定量喂料秤、自动化仪表及电子计算机控制生产，实现操作自动化，以进一步稳定磨机生产，提高生产效率。

磨内作业主要利用电耳和提升机负荷、选粉机回料量等参数进行磨机的负荷控制。

对石膏掺加量等亦可用X荧光分析仪、电子计算机进行配料控制。

(7)采取其他技术措施如降低入磨物料粒度，保证水泥成品的合理颗粒级配及根据产品标准选择适当的比表面积，改善配料，选择合理的熟料矿物组成，降低入磨物料水分等。

(8)开发粉状输送的新型设备在广泛推广应用挤压粉磨的同时，在粉状物料输送方面，研发机械输送粉状的超高超重提升机、密封皮带机、新型空气斜槽等装备，代替气力输送粉体物料旧模式，力求水泥生产综合电耗的进一步降低。

2.水泥粉末流程水泥粉磨流程主要有下列两种类型：开路流程：管磨、康碧丹磨。

闭路流程：一级管磨闭路、二级球磨闭路、辊式磨和辊压机等。

近年来，水泥粉磨趋向于闭路流程，特别是大型磨机更是如此。

在闭路流程中，又趋向于球磨机、辊压机及高效选粉机不同组合的粉磨流程。

其中，辊压机混合型粉磨系统是当今水泥行业最盛行的水泥粉磨系统。

这种粉磨流程与传统球磨机相比，可节省水泥的单位电耗近30%，还能确保水泥质量。

1.配料计算窑的生产能力标定设计任务要求设计日产熟料5000吨，由于矿渣水泥中混合材掺量为20%到70%，设计中取20%，石膏掺量根据水泥中SO 3含量确定。

根据熟料日产量选择窑型和规格：对于日产熟料5000吨的水泥厂： G ′=5000/24= （t ／h ） G=218.35098.1i D 式中：G ——熟料小时产量； Di ——回转窑的有效内径； 将G ′带入上式得：Di ′=由于4m ＜D ≤5m 时，δ=180mm ，Di=D-2δ式中：D ——回转窑的筒体内径； D=+2*= （m ）故：D 取，L=75 （m ） （L ／D=10～20，取长些是为了延长煤粉燃烧时间，使其充分燃烧，但不能过长，防止出现过烧，故此处取L ／D=15） 选φ×75m 的回转窑： G=^= （t ／h ）故：标定窑的产量为：5000 t ／d ；小时产量：Q ′=210 t ／h ；一般富余15﹪，则最大产量为：5750 t ／d ；窑台数：n= Q d /（24G ）= 5000/(24×210)=，取1台。

式中：n ——窑的台数；Q d ——要求的熟料日产量（t ／d ）； 24——每日小时数； 烧成系统的生产能力：熟料的小时产量：Q h =n Q ′= (t/h) 熟料的日产量：Q d =24Q h =5000 （t/d ） 熟料的年产量：Q y =8760ηQ h =164万 （t/y ） 工厂生产能力确定：水泥小时产量：G h =[(100-p)/(100-d-e)]×Q h = (t/h) 水泥日产量：G d =24 G h = （t/d ） 水泥年产量：G y =8760ηG h =202万（t/y ） 式中：n ——窑的台数；Qd——要求的熟料日产量（t／d）；Q′——所选窑的标定台时产量(t/（台·h)）；η——窑的年利用率，η在85﹪～95﹪之间，此处取η=85﹪；p——水泥的生产损失（％），可取为1％～3％，计算中取3%；d——水泥中石膏的掺入量（％）（因石膏中含SO3为40%，若取水泥中SO3含量为%时，石膏掺量为5%）；e——水泥中混合材的掺入量（％），掺入矿渣20﹪；原、燃料的选择及确定原料配比1.2.1 原料和燃料的选择一、原燃材料资源：1．石灰石：自备矿山，中硬，含水量1%。

2．粘土：自备矿山，含水量4%。

3．砂岩：自备矿山，含水量2%。

4．铁矿：外购，铁矿尾砂，含水量15%。

5．粉煤灰：外购，含水量%。

6．矿渣（混合材）：外购，碱性矿渣，含水量15%7．石膏：外购，3SO：40%；W：少量；块度<300毫米。

8．燃料：外购，烟煤或无烟煤，易磨性系数，块度<80毫米。

二、烟煤及无烟煤的工业分析：三、原料及煤灰的化学成分对于回转窑由于煅烧熟料时要求火焰的长度比较长，因此燃料常选烟煤。

考虑到节省土地和尽量利用废弃物的原则原料可以选石灰石、砂页岩、粉煤灰、铁矿石四种，其中粉煤灰和砂页岩按一定比例混合等效于粘土。

1.2.2 尝试拼凑法配料计算根据《新型干法水泥厂工艺设计手册》确定：KH=±,SM=±,IM=±。

熟料单位热耗确定为3000KJ/Kg熟料。

计算煤灰掺入量：G A =qAarS/ （Qnet，ar×100）×100%=(3000×%×100)/×100) ×100%=%式中：S——粉尘沉落度，有收尘设备时取100。

q——熟料单位热耗，KJ/Kg熟料则灼烧生料在熟料中的配比为：%。

熟料成分=灼烧生料中各氧化物成分×%+煤灰中相应氧化物成分×%。

假设原料配比为：石灰石：%，砂页岩：%，粉煤灰：%，铁矿石：%。

计算结果如下表中：表1-3 熟料各成分计算过程KH=（ CaO Fe2O3）／（×SiO2）=SM= SiO2/( Al2O3+ Fe2O3)=IM= Al2O3/ Fe2O3=上述三个率值均在要求的范围内，即认为假设配料计算的结果符合要求，各干原料的配合比为：石灰石：﹪；砂页岩：﹪；粉煤灰：﹪；铁矿石：﹪。

2. 物料平衡计算消耗定额计算2.1.1 原料消耗定额计算考虑煤灰掺入量时，1t熟料的干生料理论消耗量:K干=(100-s)/(100-I)式中： K干——干生料理论消耗量（t/t熟料）；I——干生料的烧失量（％）；s——煤灰掺入量，以熟料百分数表示（％）。

则有：K干=（）/（）=（t/t熟料）；考虑煤灰掺入量时，1t熟料的干生料消耗定额：K生=100K干/（100-P生）式中： K生——干生料消耗定额（t/t熟料）；P生——生料的生产损失（％），一般3％～5％，计算时取4%。

则有：K生=（100×）/（100-3）=（t/t熟料）；各种干原料消耗定额：K原=K生×X式中 K原——某种干原料的消耗定额（t/t熟料）； X——干生料中该原料的配合比（％）。

则有：K干石灰石= K生×%=×%=（t/t熟料）；K干砂页岩=K生×%=×%=（t/t熟料）；K干粉煤灰= K生×%=×%=（t/t熟料）；K干铁矿石=K生×%=×%=（t/t熟料）。

各物料的湿消耗定额：K湿=100K干/(100-W)式中 K湿、K干——分别表示湿、干物料消耗定额（t/t熟料）；W——该湿物料的天然水分（％）。