无机非金属材料工艺学水泥工艺课件.ppt

1、无机非金属材料工艺学无机非金属材料工艺学-水泥工艺水泥工艺2022-11-16无机非金属材料工艺学水泥工艺无机非金属材料工艺学水泥工艺概述概述 水泥的生产工艺可以简述为两磨一烧，即原料要经过采掘、水泥的生产工艺可以简述为两磨一烧，即原料要经过采掘、破碎、磨细和混匀制成生料，生料经破碎、磨细和混匀制成生料，生料经14501450的高温烧成熟料，的高温烧成熟料，熟料再经破碎，与石膏或其他混合材一起磨细成为水泥。由于熟料再经破碎，与石膏或其他混合材一起磨细成为水泥。由于生料制备有干湿之别，所以将生产方法分为湿法，半干法或半生料制备有干湿之别，所以将生产方法分为湿法，半干法或半湿法，干法湿法，干法3

2、3种。种。1.1.水泥生产工艺过程水泥生产工艺过程原料原料破碎破碎烘干烘干配料配料粉磨粉磨生料库生料库均化均化煅烧煅烧冷却冷却熟料库熟料库配料配料石石灰灰石石、矿矿渣渣、粘粘土土煤粉煤粉煤磨煤磨煤煤石膏等石膏等粉磨粉磨包装包装包装包装无机非金属材料工艺学水泥工艺无机非金属材料工艺学水泥工艺无机非金属材料工艺学水泥工艺无机非金属材料工艺学水泥工艺无机非金属材料工艺学水泥工艺无机非金属材料工艺学水泥工艺无机非金属材料工艺学水泥工艺无机非金属材料工艺学水泥工艺鳄式破碎机鳄式破碎机-运作动态运作动态无机非金属材料工艺学水泥工艺1固定额板；固定额板；2动颚悬挂轴；动颚悬挂轴；3可动颚板；可动颚板；4前（

3、后）推力板；前（后）推力板；5偏心轴；偏心轴；6连杆；连杆；7连杆液压油缸；连杆液压油缸；8调整液压油缸调整液压油缸 应用：应用：主要用于中碎和细碎硬矿石和岩石，最适宜于破碎主要用于中碎和细碎硬矿石和岩石，最适宜于破碎 抗压强度抗压强度不高于不高于320MPa的各种矿石。的各种矿石。无机非金属材料工艺学水泥工艺 工作原理工作原理无机非金属材料工艺学水泥工艺 分类分类 特点特点 缺点缺点 应用对象应用对象无机非金属材料工艺学水泥工艺主要采用特殊耐磨主要采用特殊耐磨齿辊齿辊高速高速旋转旋转对物料进行劈裂破碎。对物料进行劈裂破碎。工作原理工作原理 特点：特点：体积小，破碎比大、噪声低，结构简单，维修

4、方便的优点。体积小，破碎比大、噪声低，结构简单，维修方便的优点。无机非金属材料工艺学水泥工艺 分类分类 应用对象应用对象适用于硬度不大的脆性或粘性物料的破碎；适用于硬度不大的脆性或粘性物料的破碎；通常指的是中硬或松软物料的中、细碎。通常指的是中硬或松软物料的中、细碎。无机非金属材料工艺学水泥工艺物料进入破碎机中，遭受到高速回转的锤头的冲击而破物料进入破碎机中，遭受到高速回转的锤头的冲击而破碎，破碎的物料，高速冲向架体内挡板，筛条，与此同时碎，破碎的物料，高速冲向架体内挡板，筛条，与此同时物料相互撞击，遭到多次破碎，小于筛条之间隙的物料，物料相互撞击，遭到多次破碎，小于筛条之间隙的物料，从间隙中

5、排出，个别较大的物料，在筛条上再次经锤头的从间隙中排出，个别较大的物料，在筛条上再次经锤头的冲击而破碎，物料被锤头从间隙中挤出。冲击而破碎，物料被锤头从间隙中挤出。工作原理工作原理无机非金属材料工艺学水泥工艺 特点和应用特点和应用优点优点：生产能力高、粉碎比大、电耗低、机械结构简单、投资费用少。：生产能力高、粉碎比大、电耗低、机械结构简单、投资费用少。缺点缺点：磨损大、需要均匀喂料、不能粉碎湿物料磨损大、需要均匀喂料、不能粉碎湿物料(含水量含水量1015%)。应用：应用：破碎石灰石、白云石、长石、萤石、泥灰岩、石膏等。破碎石灰石、白云石、长石、萤石、泥灰岩、石膏等。无机非金属材料工艺学水泥工艺

6、 工作原理工作原理物料进入破碎机中，在转子回转范围内受到板锤冲物料进入破碎机中，在转子回转范围内受到板锤冲 击，击，并被高速抛向反击板，再次受到冲击，然后又从反击板并被高速抛向反击板，再次受到冲击，然后又从反击板反弹到板锤，继续重复上述过程。反弹到板锤，继续重复上述过程。由于物料受到板锤的打击和反击板的冲击以及物料之由于物料受到板锤的打击和反击板的冲击以及物料之间的间的碰撞碰撞，物料不断产生裂缝而导致，物料不断产生裂缝而导致粉碎粉碎。无机非金属材料工艺学水泥工艺反击式破碎机反击式破碎机-运作动态运作动态无机非金属材料工艺学水泥工艺 特点和应用特点和应用优点优点：生产能力大、电耗低、：生产能力大

7、、电耗低、磨损少、产品粒度均匀。磨损少、产品粒度均匀。缺点缺点：防堵性能差、噪音大、防堵性能差、噪音大、粉尘多。粉尘多。分类分类应用：应用：粉碎碎石灰石、水粉碎碎石灰石、水 泥熟料、石膏、煤等。泥熟料、石膏、煤等。无机非金属材料工艺学水泥工艺 各类破碎机机械的对比各类破碎机机械的对比无机非金属材料工艺学水泥工艺某些矿山某些矿山成分波动成分波动很很大大；eg.生料生料CaCO3的质量分数不一；的质量分数不一；入库入库生料波动大生料波动大，仅仅用均化生料的方法来保证生料均齐性，仅仅用均化生料的方法来保证生料均齐性，要耗用更多资金；要耗用更多资金；生料库的均化，只能减小或解决短时间内的波动，生料库的

8、均化，只能减小或解决短时间内的波动，不能解决周不能解决周期较长的大波动期较长的大波动；原料预均化堆场的均化作用是在储存原料的同时实现的，既有原料预均化堆场的均化作用是在储存原料的同时实现的，既有利于利于减少投资费用，又能满足均化的需要减少投资费用，又能满足均化的需要。无机非金属材料工艺学水泥工艺 有利于稳定水泥窑的正常热工操作制度，提高产品质量，有利于稳定水泥窑的正常热工操作制度，提高产品质量，维持长期安全运转；维持长期安全运转；扩大原料资源；扩大原料资源；尽量利用夹层废石，延长现有矿山的使用年限；尽量利用夹层废石，延长现有矿山的使用年限；适应大型水泥企业要求，节约投资、降低成本。适应大型水泥

9、企业要求，节约投资、降低成本。无机非金属材料工艺学水泥工艺 样品合格率样品合格率。在一定范围内能够反映样品的波动情况，但并不在一定范围内能够反映样品的波动情况，但并不能反映全部样品的波动幅度，举例说明如下能反映全部样品的波动幅度，举例说明如下：无机非金属材料工艺学水泥工艺 标准偏差标准偏差nS标准偏差（标准偏差（%）nn试样总数或测量次数，一般不应少于试样总数或测量次数，一般不应少于2030个个;nxi物料中某成分的各次测量值，物料中某成分的各次测量值，xixn各次测量值的平均值各次测量值的平均值.注注:标准偏差是一项表示物料成分均匀性的指标，标准偏差是一项表示物料成分均匀性的指标，其值越小，

10、成分越均匀。其值越小，成分越均匀。算数平均值算数平均值无机非金属材料工艺学水泥工艺波动范围波动范围(离散度离散度)表示物料成分的相对波动情况，表示物料成分的相对波动情况，S或或R越小则成分的均匀性越好。越小则成分的均匀性越好。无机非金属材料工艺学水泥工艺均化前物料的标准偏差与均化后物料的标准偏差之比。均化前物料的标准偏差与均化后物料的标准偏差之比。进料和出料标准偏差之比。进料和出料标准偏差之比。均化效果均化效果H越大，表示均化效果越好越大，表示均化效果越好 nS均化效果，按多少倍来计算；均化效果，按多少倍来计算；nS进进均化前物料标准偏差；均化前物料标准偏差；nS出出均化后物料标准偏差。均化后

11、物料标准偏差。无机非金属材料工艺学水泥工艺 定义定义原燃料在储存、取用过程中，通过采用特殊的堆取料方式及设原燃料在储存、取用过程中，通过采用特殊的堆取料方式及设施，使原料或燃料化学成分施，使原料或燃料化学成分趋于均匀一致趋于均匀一致的过程。的过程。简言之，所谓原燃料的预均化就是原料或燃料在粉磨之前所进简言之，所谓原燃料的预均化就是原料或燃料在粉磨之前所进行的均化。行的均化。原理：原理：“平铺直取平铺直取”无机非金属材料工艺学水泥工艺 矩形预均化堆场矩形预均化堆场无机非金属材料工艺学水泥工艺 圆形预均化堆场圆形预均化堆场云南兴建集团云南兴建集团 无机非金属材料工艺学水泥工艺3*120o人字型料堆

12、人字型料堆连续式堆料连续式堆料无机非金属材料工艺学水泥工艺无机非金属材料工艺学水泥工艺“人人”字形堆料法字形堆料法。无机非金属材料工艺学水泥工艺 波浪形波浪形堆料法堆料法无机非金属材料工艺学水泥工艺 水平层水平层堆料法堆料法无机非金属材料工艺学水泥工艺 横向倾斜层横向倾斜层堆料法堆料法无机非金属材料工艺学水泥工艺 其他其他堆料方法堆料方法 纵向倾斜层堆料法；纵向倾斜层堆料法；交替倾斜层堆料法；交替倾斜层堆料法；三人字形；三人字形；双圆堆形；双圆堆形；人字形和圆锥形结合的人字形和圆锥形结合的chevcon法。法。无机非金属材料工艺学水泥工艺 取料取料方法方法无机非金属材料工艺学水泥工艺 各式取料

13、机各式取料机无机非金属材料工艺学水泥工艺措施：措施：原料矿山开采时注意搭配。原料矿山开采时注意搭配。合理搭配开采时的台段、采区，合理规定各区的采掘量和合理搭配开采时的台段、采区，合理规定各区的采掘量和 运输方式。运输方式。措施：措施：减小物料颗粒级差；减小物料颗粒级差；加强堆料工作；加强堆料工作；加强取料工作。加强取料工作。无机非金属材料工艺学水泥工艺措施：措施：尽量减小端锥的影响，研究端堆部分在布料时的特点。尽量减小端锥的影响，研究端堆部分在布料时的特点。措施：措施：规定破碎机喂料制度、增添破碎机的喂料及控制系规定破碎机喂料制度、增添破碎机的喂料及控制系 统、定期检测预均化堆场进料量等等。统

14、、定期检测预均化堆场进料量等等。无机非金属材料工艺学水泥工艺 均化方式均化方式机械均化气力均化多库搭配多库搭配机械倒库机械倒库间歇式间歇式双层式双层式连续式连续式多料流式多料流式投资省，操作简便，均化效果差投资省，操作简便，均化效果差小厂，立窑厂小厂，立窑厂均化效果好，投资高均化效果好，投资高大厂大厂均化在封闭的均化在封闭的圆库内完成圆库内完成无机非金属材料工艺学水泥工艺2020世纪世纪5050年代前年代前,主要靠主要靠机械倒库机械倒库,动力消耗大动力消耗大,均化效均化效果不好。因生料浆易于搅匀，当时积极发展湿法生产。果不好。因生料浆易于搅匀，当时积极发展湿法生产。5050年代初期，年代初期，

15、间歇式空气搅拌库间歇式空气搅拌库开始迅速发展；开始迅速发展；6060年代，年代，双层库双层库（上层搅拌库，下层储存库）出现；（上层搅拌库，下层储存库）出现；7070年代德国缪勒、伊堡、克拉得斯年代德国缪勒、伊堡、克拉得斯彼特斯等公司研彼特斯等公司研究开发了多种究开发了多种连续式均化库连续式均化库，随后伊堡、伯力休斯、，随后伊堡、伯力休斯、史密斯公司又研发了史密斯公司又研发了多料流式均化库多料流式均化库。生料均化库的发展生料均化库的发展无机非金属材料工艺学水泥工艺多库搭配多库搭配均化库骨四个组成，编成两组，交替进料，交替均均化库骨四个组成，编成两组，交替进料，交替均化，交替排料。化，交替排料。机

16、械倒库机械倒库（漏斗均化及多库搭配）漏斗均化及多库搭配）几个库中的生料按一定的比例释放，再回到这几个几个库中的生料按一定的比例释放，再回到这几个库中。库中。无机非金属材料工艺学水泥工艺 组成：组成：生料搅拌库（一般设两个以上）、储存库（一般设一个，生料搅拌库（一般设两个以上）、储存库（一般设一个，但容积较大）。但容积较大）。特点：特点：均化效果（均化效果（H）高，但耗电量大，多库间歇作业。）高，但耗电量大，多库间歇作业。均化原理：均化原理：压缩空气经库底充气装置的透气层进入库内的料层，使库压缩空气经库底充气装置的透气层进入库内的料层，使库内料粉松动并呈流态化。库底充气装置各区按一定规律改内料粉

17、松动并呈流态化。库底充气装置各区按一定规律改变进气压力或进气量，会使已呈流态化的粉料也按同样的变进气压力或进气量，会使已呈流态化的粉料也按同样的规律产生上下翻滚和激烈搅拌，从而使全库生料得到充分规律产生上下翻滚和激烈搅拌，从而使全库生料得到充分混合，最终达到成分均匀一致的目的。混合，最终达到成分均匀一致的目的。无机非金属材料工艺学水泥工艺 充气装置（充气箱）：充气装置（充气箱）：(1)(1)形式：扇形、环形、条形等。形式：扇形、环形、条形等。(2)(2)充气装置示意图：其透气层材质：陶瓷多孔板、水泥充气装置示意图：其透气层材质：陶瓷多孔板、水泥 多孔板、涤纶或尼龙等化纤织物。多孔板、涤纶或尼龙

18、等化纤织物。无机非金属材料工艺学水泥工艺无机非金属材料工艺学水泥工艺 充气方式：充气方式：强气充气法强气充气法：先在全区域同时低：先在全区域同时低压充气压充气1015min，使库内生料膨，使库内生料膨胀，然后在充气区通入足够的压胀，然后在充气区通入足够的压缩空气，其余区不充气，每隔缩空气，其余区不充气，每隔1015min轮换一次，如此重复，轮换一次，如此重复，直至库内生料均匀性符合要求。直至库内生料均匀性符合要求。强弱充气法强弱充气法：先在全区域同时充：先在全区域同时充入强气约入强气约15 min左右使物料流态左右使物料流态化，然后改为一区充强气（约占化，然后改为一区充强气（约占总空气量的总空

19、气量的75%），其余区充弱），其余区充弱气（约占气（约占25%），每隔），每隔1020min依次轮换，循环一周或两周。依次轮换，循环一周或两周。无机非金属材料工艺学水泥工艺均化原理：均化原理：主要是采用主要是采用空气搅拌及重力作用下产生的空气搅拌及重力作用下产生的“漏斗效应漏斗效应”（或称鼠穴效应），（或称鼠穴效应），使生料粉向下落降时切割尽量多使生料粉向下落降时切割尽量多层料面予以混合。同时，在不同流化空气的作用下，层料面予以混合。同时，在不同流化空气的作用下，使沿库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有使沿库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面

20、产生径的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生径向倾斜，进行径向混合均化。向倾斜，进行径向混合均化。均化作用：均化作用：空气搅拌、重力均化、径向混合。空气搅拌、重力均化、径向混合。无机非金属材料工艺学水泥工艺n类型：类型：双层式均化库双层式均化库 混合室或均化室均化库混合室或均化室均化库 多料流式均化库多料流式均化库 （目前使用最广泛）（目前使用最广泛）无机非金属材料工艺学水泥工艺 双层式均化库双层式均化库 结构：结构：上层上层是多个是多个空气搅拌库空气搅拌库,下层下层为为储存库储存库.特点：特点：高度高高度高(一般一般6070m),土建土建造价高造价高,上下上下操作不方便操作不方便.20

21、20世纪世纪6060年代研发年代研发,70,70年代在国外应用较多年代在国外应用较多,8080年代后渐被淘汰年代后渐被淘汰.无机非金属材料工艺学水泥工艺混合室或均化室均化库混合室或均化室均化库均化原理：均化原理：库底部库底部设置设置混合室混合室或或均化室均化室。环形区内分环形区内分8 8个小区个小区布置充气装布置充气装置，并由空气分配阀轮流置，并由空气分配阀轮流充气，充气，使生料使生料膨松活化膨松活化，向中央的，向中央的混混合室合室或或均化室流动均化室流动。使每个活化生料区向下使每个活化生料区向下卸料卸料时时产生产生重力均化重力均化，进混合室或均，进混合室或均化室后再由化室后再由空气进行搅拌均

22、化空气进行搅拌均化，均化效果高。均化效果高。无机非金属材料工艺学水泥工艺 特点特点兼备兼备储存储存与与均化均化功能；功能；均化原料系采用均化原料系采用库内库内”平铺直取平铺直取”与混合室或均化室内与混合室或均化室内空空气搅拌气搅拌相结合；相结合；库顶中心设有生料分配器，使入库料在库内基本呈水平库顶中心设有生料分配器，使入库料在库内基本呈水平分散分布，分散分布，进料的同时卸料进料的同时卸料；库内结构较复杂，充气装置及空气搅拌室维修困难，生库内结构较复杂，充气装置及空气搅拌室维修困难，生料卸空率低，电耗较大。料卸空率低，电耗较大。目前已渐被多料流式均化库代替目前已渐被多料流式均化库代替.无机非金属

23、材料工艺学水泥工艺n原理原理:侧重于库内的重力混合重力混合作用，基本不用气力均化作用气力均化作用，以简化设备和节省电力。多数库底增设一个小型搅拌仓。多料流式均化库多料流式均化库类型类型 IBAU中心室库 伯力休斯MF库 史密斯CF库 中国TJ-TP型库 中国NC型库等无机非金属材料工艺学水泥工艺充气装置发生漏泄、堵塞、配气不匀等；充气装置发生漏泄、堵塞、配气不匀等；生料物性与设计不符，如含水量、颗粒大小发生生料物性与设计不符，如含水量、颗粒大小发生变化等；变化等；压缩空气压力不足或含水量大等；压缩空气压力不足或含水量大等；机电故障；机电故障；无法控制的其他因素：无法控制的其他因素：如库内贮量、出入库物料流量、进库物料成分波如库内贮量、出入库物料流量、进库物料成分波动周期等。动周期等。无机非金属材料工艺学水泥工艺2022-11-16无机非金属材料工艺学水泥工艺