水泥熟料的调研报告.doc

我国水泥生产工艺状况的调研报告班 级： 粉体材料科学与工程一班姓 名： 黄蓓学 号： 1103011013完成时间： 2013.12.29成 绩：关于中国水泥行业发展的调查报告黄蓓 粉体一班 1103011013摘要:我国是一个水泥生产大国。水泥总产量连续多年居世界第一位，约占世界总产量的一半。从2003年到2005年，仅两年的时间，我国水泥生产结构进一步优化，实现了新型干法水泥生产能力占全国水泥总生产能力45%的巨大飞跃。这样的发展速度，在国际上是罕见的。我国水泥工业技术水平、装备制造和工程建设发展也很快，日产2000吨新型干法水泥生产技术装备全部实现国产化，日产4000吨、5000吨生产线国产化率达到90%以上，生产线投资大幅度降低，其先进性、可靠性大幅度提高，工艺技术和施工安装达到国际先进水平。“十五”期间，我国成为日产8000吨、10000吨生产线最多，并能够成套出口的水泥技术装备的强国。关键词：水泥、工艺流程、生产方法一、水泥生产工艺流程1、破碎及预均化（1）破碎 水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。（2）原料预均化预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。2、生料制备 水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占 全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制 作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。3、生料均化 新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。4、预热分解 把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使 生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。（1）物料分散 换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向上随气流运动，同时被分散。（2）气固分离 当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒筒体与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动，并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。（3）预分解 预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道，设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳 酸盐分解的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移到分解炉内 进行；燃料大部分从分解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带的热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化；由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热 及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。5、水泥熟料的烧成 生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。 在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应，生成水泥熟料中的等矿物。随着物料温度升高近时，等矿物会变成液相，溶解于液相中的 和 进行反应生成大量（熟料）。熟料烧成后，温度开始降低。最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度，同时回收高温熟料的显 热，提高系统的热效率和熟料质量。6、水泥粉磨 水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料（及胶凝剂、性能调节材料等）粉磨至适宜的粒度（以细度、比表面积等表示），形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化要求。7、水泥包装水泥出厂有袋装和散装两种发运方式。二、生产方法 硅酸盐类水泥的生产工艺在水泥生产中具有代表性，是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏（有时还掺加混合材料或外加剂）磨细而成。 水泥生产随生料制备方法不同，可分为干法(包括半干法)与湿法（包括半湿法）两种。 干法生产。将原料同时烘干并粉磨，或先烘干经粉磨成生料粉后喂入干法窑内煅烧成熟料的方法。但也有将生料粉加入适量水制成生料球，送入立波尔窑内煅烧成熟料的方法，称之为半干法，仍属干法生产之一种。 湿法生产。将原料加水粉磨成生料浆后，喂入湿法窑煅烧成熟料的方法。也有将湿法制备的生料浆脱水后，制成生料块入窑煅烧成熟料的方法，称为半湿法，仍属湿法生产之一种。 干法生产的主要优点是热耗低（如带有预热器的干法窑熟料热耗为31403768焦/千克），缺点是生料成分不易均匀，车间扬尘大，电耗较高。湿法生产具有操作简单，生料成分容易控制，产品质量好，料浆输送方便，车间扬尘少等优点，缺点是热耗高（熟料热耗通常为52346490焦/千克）。生产工序 水泥的生产，一般可分生料制备、熟料煅烧和水泥制成等三个工序。 (1) 生料磨制 分干法和湿法两种。干法一般采用闭路操作系统，即原料经磨机磨细后，进入选粉机分选，粗粉回流入磨再行粉磨的操作，并且多数采用物料在磨机内同时烘干并粉磨的工艺，所用设备有管磨、中卸磨及辊式磨等。湿法通常采用管磨、棒球磨等一次通过磨机不再回流的开路系统，但也有采用带分级机或弧形筛的闭路系统的。 (2) 煅烧 煅烧熟料的设备主要有立窑和回转窑两类，立窑适用于生产规模较小的工厂，大、中型厂宜采用回转窑。 立窑： 窑筒体立置不转动的称为立窑。分普通立窑和机械化立窑。普通立窑是人工加料和人工卸料或机械加料，人工卸料；机械立窑是机械加料和机械卸料。机械立窑是连续操作的，它的产、质量及劳动生产率都比普通立窑高。近年来，国外大多数立窑已被回转窑所取代，但在当前中国水泥工业中，立窑仍占有重要地位。 根据建材技术政策要求，小型水泥厂应用机械化立窑，逐步取代普通立窑。 回转窑： 窑筒体卧置（略带斜度，约为3%），并能作回转运动的称为回转窑。分煅烧生料粉的干法窑和煅烧料浆（含水量通常为35左右）的湿法窑。 a.干法窑 干法窑又可分为中空式窑、余热锅炉窑、悬浮预热器窑和悬浮分解炉窑。70年代前后，发展了一种可大幅度提高回转窑产量的煅烧工艺窑外分解技术。其特点是采用了预分解窑，它以悬浮预热器窑为基础，在预热器与窑之间增设了分解炉。在分解炉中加入占总燃料用量5060的燃料，使燃料燃烧过程与生料的预热和碳酸盐分解过程，从窑内传热效率较低的地带移到分解炉中进行，生料在悬浮状态或沸腾状态下与热气流进行热交换，从而提高传热效率，使生料在入窑前的碳酸钙分解率达80以上，达到减轻窑的热负荷，延长窑衬使用寿命和窑的运转周期，在保持窑的发热能力的情况下，大幅度提高产量的目的。 b.湿法窑 用于湿法生产中的水泥窑称湿法窑，湿法生产是将生料制成含水为32%40%的料浆。由于制备成具有流动性的泥浆，所以各原料之间混合好，生料成分均匀，使烧成的熟料质量高，这是湿法生产的主要优点。 湿法窑可分为湿法长窑和带料浆蒸发机的湿法短窑，长窑使用广泛，短窑目前已很少采用。为了降低湿法长窑热耗，窑内装设有各种型式的热交换器，如链条、料浆过滤预热器、金属或陶瓷热交换器。 (3) 粉磨 水泥熟料的细磨通常采用圈流粉磨工艺（即闭路操作系统）。为了防止生产中的粉尘飞扬，水泥厂均装有收尘设备。电收尘器、袋式收尘器和旋风收尘器等是水泥厂常用的收尘设备。 近年来，由于在原料预均化、生料粉的均化输送和收尘等方面采用了新技术和新设备，尤其是窑外分解技术的出现，一种干法生产新工艺随之产生。采用这种新工艺使干法生产的熟料质量不亚于湿法生产，电耗也有所降低，已成为各国水泥工业发展的趋势。 原料和燃料进厂后，由化验室采样分析检验，同时按质量进行搭配均化，存放于原料堆棚。粘土、煤、硫铁矿粉由烘干机烘干水分至工艺指标值，通过提升机提升到相应原料贮库中。石灰石、萤石、石膏经过两级破碎后，由提升机送入各自贮库。化验室根 据石灰石、粘土、无烟煤、萤石、硫铁矿粉的质量情况，计算工艺配方，通过生料微机配料系统进行全黑生料的配料，由生料磨机进行粉磨，每小时采样化验一次生料的氧化钙、三氧 化二铁和细度的百分含量，及时进行调整，使各项数据符合工艺配方要求。磨出的黑生料经过斗式提升机提入生料库，化验室依据出磨生料质量情况，通过多库搭配和机械倒库方法进行生料的均化，经提升机提入两个生料均化库，生料经两个均化库进行搭配，将料提至成球盘料仓，由设在立窑面上的预加水成球控制装置进行料、水的配比，通过成球盘进行生料的成球。所成之球由立窑布料器将生料球布于窑内不同位置进行煅烧，烧出的熟料经卸料管、鳞板机送至熟料破碎机进行破碎，由化验室每小时采样一次进行熟料的化学、物理分析。根据熟料质量情况由提升机放入相应的熟料库，同时根据生产经营要求及建材市场情况，化验室将熟料、石膏、矿渣通过熟料微机配料系统进行水泥配比，由水泥磨机分别进行425号、525号普通硅酸盐水泥的粉磨，每小时采样一次进行分析检验。磨出的水泥经斗式提升机提入3个水泥库，化验室依据出磨水泥质量情况，通过多库搭配和机械倒库方法进行水泥的均化。经提升机送入2个水泥均化库，再经两个水泥均化库搭配，由微机控制包装机进行水泥的包装，包装出来的袋装水泥存放于成品仓库，再经化验采样检验合格后签发水泥出厂通知单。三、生产中常见的问题及解决措施1.水泥厂的增湿塔有湿底现象，该如何解决这个问题？ 先分析原因，再设法处理。原因分析：喷嘴调整不佳；喷嘴内结垢堵塞或喷嘴接缝处漏水（喷嘴密封垫失效）；管路漏水，压力不足；水泵故障。处理方法：停窑检修时重新调整喷嘴；停窑检修时清洗或更换喷嘴；堵漏管路、调整水泵工作压力；启动备用水泵。查明原因，尽快检修更换部件；湿窑灰立刻从旁路排出。2.煤源紧张，水泥厂在煅烧时掺用了灰分较大的劣质煤，要注意什么问题？ 劣质煤的特点是灰份高，燃烧慢，发热量低。使用劣质煤煅烧时，黑火头长，窑内温度低后不易烧起来，而且易结圈。使用劣质煤时，首先应根据煤的成分改变配料，采用比较易烧的方案；同时改进喷煤系统，加强煤风混合，加快燃烧速度。在有可能的条件下，可把煤粉磨得细一些，水分低些一二次风温度高些。除上述条件外，关键的问题还在于窑操如何改变操作参数，适合煅烧劣质煤的需要。使用劣质煤时，在不致使窑尾温度过低的情况下，应关小排风，尾温比正常控制低，以保证较集中的火焰和一定的烧成带热力强度，弥补煤质不好带来的黑火头长热力分散的缺陷。在煅烧过程中，烧成带温度应偏上限控制。使用劣质煤，预打小慢车的作用更为显著，要很好地加以运用，只要加强操作，采取各种相应措施，用劣质煤是可以烧出高标号水泥熟料的。配料不当，饱和比低，熔剂矿物多 改善配料 窑前用煤过多，燃烧不完全，高温区后移，提前形成液相结块，而不能越过窑皮区 控制好窑前用煤拉风过大，高温区后移 合理用风分解炉温过高，液相提前出现 控制适当的分解炉温度窑速过低，窑内填充率高 物料易烧性好时，尽量薄料快烧上升烟道等大块结皮料垮落，形成结核体 定期清理上升烟道、窑尾喂料的结皮3.公司水泥厂日产2000吨水泥熟料生产线，2002年5月有火焰扫窑皮的现象，给窑的正常操作带来很大的影响，请分析产生的原因并提出解决的措施。产生的原因及解决的措施如下：燃烧器的位置问题。燃烧器的位置是相当重要的，如安装不合适，将直接影响到回转窑内的煅烧情况和耐火材料的使用寿命，甚至影响到回转窑筒体的使用安全。要调整安装好位置。火焰的形状不好。内风过大，火焰发散造成扫窑皮现象。如果结构设计没问题，则通过内外风的调节和配合改变其工作状态，可减少因火焰形状造成的扫窑皮现象。燃烧器喷头处有异物。如由煤粉带入的泡沫、塑料袋、碎布等杂物夹在喷口处，造成火焰变形或分叉，发现后应及时清理。燃烧器喷头处有结焦或窑衬脱落，导致燃烧器喷头变形等，发现后应及时处理或更换。燃烧器的结构问题。因燃烧器结构设计不合理，造成的扫窑皮问题，很难通过生产控制和操作的选择，达到目的。如旋流叶片的导向问题、内外风的匹配问题、煤风通道倒角问题等。必须针对回转窑的结构和燃料的状况，选择合适的燃烧器，以满足生产要求。4.水泥厂4000t/d水泥熟料生产线，2003年11月因红窑停机达12天，造成较大经济损失，试分析产生的原因并提出解决的措施。 原因分析：配料和操作过程有问题，导致窑皮挂得厚薄不均或脱落；窑衬镶砌质量不好或损坏或渗蚀变薄后未按期更换；轮带与垫板磨损严重，间隙过大，使筒体径向变形增大；筒体中心线不直；筒体部分热变形，内壁凹凸不平，造成耐火砖脱落。 对应的处理办法：加强配料工作及煅烧操作控制，以稳定窑皮；选用高质量窑衬，提高镶砌质量，严格控制窑衬使用周期，及时检查砖厚及时更换渗蚀损坏的窑衬；严格烧成带附近轮带与垫板的间隙；间隙过大时要及时更换垫板或加垫调整，为防止和减少垫板长期相对运动所产生的磨损，在轮带与垫板间加润滑剂；定期校正筒体中心线，调整托轮位置；必须做到红窑必停，对变形过大的筒体及时修理或更换。5.某厂在雨季时，入磨物料综合水分达4%，生料磨磨音发闷，磨机电流表读数下降，磨尾出料少，请分析磨机产生什么不正常情况？产生的原因是什么？如何处理？ 该磨机产生了“饱磨”。产生原因是入磨物料水分过大，应先减少喂料量，如果效果不明显，则需要停止喂料，待磨音正常后再逐渐加料至正常。6.当旋风筒，分解炉等窑尾系统温度降低，其它参数无明显变化，试分析烧成系统产生什么故障？如何处理？ 故障为生料饱和比过高，产生的原因有生料配比不当，或配料系统发生故障，或生料均化不良。在来料突然中断时，为什么要立即停止向分解炉喷煤，而窑头喷煤又不能立即全停。来料突然中断时，分解炉内很快没物料，温度急剧升高，损坏设备，因此应该要立即停止向分解炉喷煤，而窑内还有物料，如立即停止向窑头喷煤，会造成跑生料。7.产生黄心料的原因是什么？如何解决？ 黄心料产生的原因从理论上讲是由于有还原气氛的存在，使熟料中的三价失被还二价铁而产生黄心料。实际生产中其产生的主要原因有：（1）配料中三率值不合理，烧围窄，液相提前出现结大块。（2）由于燃料的不完全燃烧产生还原气氛，导致