水泥生產工藝流程:
1、破碎及預均化
(1)破碎 水泥生產過程中,大部分原料要進行破碎,如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產水泥用量最大的原料,開採後的粒度較大,硬度較高,因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中佔有比較重要的地位。
(2)原料預均化 預均化技術就是在原料的存、取過程中,運用科學的堆取料技術,實現原料的初步均化,使原料堆場同時具備貯存與均化的功能。
2、生料製備
水 泥生產過程中,每生產1噸矽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),據統計,幹法水泥生產線粉磨作業需要消耗的動力約佔 全廠動力的60%以上,其中生料粉磨佔30%以上,煤磨佔約3%,水泥粉磨約佔40%。因此,合理選擇粉磨裝置和工藝流程,最佳化工藝引數,正確操作,控制 作業制度,對保證產品質量、降低能耗具有重大意義。
3、生料均化
新型幹法水泥生產過程中,穩定入窖生料成分是穩定熟料燒成熱工制度的前提,生料均化系統起著穩定入窖生料成分的最後一道把關作用。
4、預熱分解
把 生料的預熱和部分分解由預熱器來完成,代替迴轉窯部分功能,達到縮短回窯長度,同時使窯內以堆積狀態進行氣料換熱過程,移到預熱器內在懸浮狀態下進行,使 生料能夠同窯內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,達到提高窯系統生產效率、降低熟料燒成熱耗的目的。
(1)物料分散
換熱80%在入口管道內進行的。喂入預熱器管道中的生料,在與高速上升氣流的衝擊下,物料折轉向上隨氣流運動,同時被分散。
(2)氣固分離
當氣流攜帶料粉進入旋風筒後,被迫在旋風筒筒體與內筒(排氣管)之間的環狀空間內做旋轉流動,並且一邊旋轉一邊向下運動,由筒體到錐體,一直可以延伸到錐體的端部,然後轉而向上旋轉上升,由排氣管排出。
(3)預分解
預 分解技術的出現是水泥煅燒工藝的一次技術飛躍。它是在預熱器和迴轉窯之間增設分解爐和利用窯尾上升煙道,設燃料噴入裝置,使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳 酸鹽分解的吸熱過程,在分解爐內以懸浮態或流化態下迅速進行,使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在迴轉窯內進行的碳酸鹽分解任務,移到分解爐內 進行;燃料大部分從分解爐內加入,少部分由窯頭加入,減輕了窯內煅燒帶的熱負荷,延長了襯料壽命,有利於生產大型化;由於燃料與生料混合均勻,燃料燃燒熱 及時傳遞給物料,使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程得到最佳化。因而具有優質、高效、低耗等一系列優良效能及特點。
5、水泥熟料的燒成
生料在旋風預熱器中完成預熱和預分解後,下一道工序是進入迴轉窯中進行熟料的燒成。
在 迴轉窯中碳酸鹽進一步的迅速分解併發生一系列的固相反應,生成水泥熟料中的等礦物。隨著物料溫度升高近時,等礦物會變成液相,溶解於液相中的 和 進行反應生成大量 (熟料)。熟料燒成後,溫度開始降低。最後由水泥熟料冷卻機將回轉窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的溫度,同時回收高溫熟料的顯 熱,提高系統的熱效率和熟料質量。
6、水泥粉磨
水泥粉磨是水泥製造的最後工序,也是耗電最多的工序。其主要功能在於將水泥熟料(及膠凝劑、效能調節材料等)粉磨至適宜的粒度(以細度、比表面積等表示),形成一定的顆粒級配,增大其水化面積,加速水化速度,滿足水泥漿體凝結、硬化要求。
7、水泥包裝
水泥出廠有袋裝和散裝兩種發運方式。
水泥生產工藝
生產方法
矽酸鹽類水泥的生產工藝在水泥生產中具有代表性,是以石灰石和粘土為主要原料,經破碎、配料、磨細製成生料,然後喂入水泥窯中煅燒成熟料,再將熟料加適量石膏(有時還摻加混合材料或外加劑)磨細而成。
水泥生產隨生料製備方法不同,可分為幹法(包括半乾法)與溼法(包括半溼法)兩種。
①幹法生產。將原料同時烘乾並粉磨,或先烘乾經粉磨成生料粉後喂入幹法窯內煅燒成熟料的方法。但也有將生料粉加入適量水製成生料球,送入立波爾窯內煅燒成熟料的方法,稱之為半乾法,仍屬幹法生產之一種。
②溼法生產。將原料加水粉磨成生料漿後,喂入溼法窯煅燒成熟料的方法。也有將溼法制備的生料漿脫水後,製成生料塊入窯煅燒成熟料的方法,稱為半溼法,仍屬溼法生產之一種。
幹法生產的主要優點是熱耗低(如帶有預熱器的幹法窯熟料熱耗為3140~3768焦/千克),缺點是生料成分不易均勻,車間揚塵大,電耗較高。溼法生產具有操作簡單,生料成分容易控制,產品質量好,料漿輸送方便,車間揚塵少等優點,缺點是熱耗高(熟料熱耗通常為5234~6490焦/千克)。
生產工序
水泥的生產,一般可分生料製備、熟料煅燒和水泥製成等三個工序。
(1) 生料磨製
分幹法和溼法兩種。幹法一般採用閉路作業系統,即原料經磨機磨細後,進入選粉機分選,粗粉迴流入磨再行粉磨的操作,並且多數採用物料在磨機內同時烘乾並粉磨的工藝,所用裝置有管磨、中卸磨及輥式磨等。溼法通常採用管磨、棒球磨等一次透過磨機不再回流的開路系統,但也有采用帶分級機或弧形篩的閉路系統的。
(2) 煅燒
煅燒熟料的裝置主要有立窯和迴轉窯兩類,立窯適用於生產規模較小的工廠,大、中型廠宜採用迴轉窯。
①立窯:
窯筒體立置不轉動的稱為立窯。分普通立窯和機械化立窯。普通立窯是人工加料和人工卸料或機械加料,人工卸料;機械立窯是機械加料和機械卸料。機械立窯是連續操作的,它的產、質量及勞動生產率都比普通立窯高。近年來,國外大多數立窯已被迴轉窯所取代,但在當前中國水泥工業中,立窯仍佔有重要地位。 根據建材技術政策要求,小型水泥廠應用機械化立窯,逐步取代普通立窯。
②迴轉窯:
窯筒體臥置(略帶斜度,約為3%),並能作迴轉運動的稱為迴轉窯。分煅燒生料粉的幹法窯和煅燒料漿(含水量通常為35%左右)的溼法窯。
a.幹法窯
幹法窯又可分為中空式窯、餘熱鍋爐窯、懸浮預熱器窯和懸浮分解爐窯。70年代前後,發展了一種可大幅度提高迴轉窯產量的煅燒工藝——窯外分解技術。其特點是採用了預分解窯,它以懸浮預熱器窯為基礎,在預熱器與窯之間增設了分解爐。在分解爐中加入佔總燃料用量50~60%的燃料,使燃料燃燒過程與生料的預熱和碳酸鹽分解過程,從窯內傳熱效率較低的地帶移到分解爐中進行,生料在懸浮狀態或沸騰狀態下與熱氣流進行熱交換,從而提高傳熱效率,使生料在入窯前的碳酸鈣分解率達80%以上,達到減輕窯的熱負荷,延長窯襯使用壽命和窯的運轉週期,在保持窯的發熱能力的情況下,大幅度提高產量的目的。
b.溼法窯
用於溼法生產中的水泥窯稱溼法窯,溼法生產是將生料製成含水為32%~40%的料漿。由於製備成具有流動性的泥漿,所以各原料之間混合好,生料成分均勻,使燒成的熟料質量高,這是溼法生產的主要優點。
溼法窯可分為溼法長窯和帶料漿蒸發機的溼法短窯,長窯使用廣泛,短窯目前已很少採用。為了降低溼法長窯熱耗,窯內裝設有各種型式的熱交換器,如鏈條、料漿過濾預熱器、金屬或陶瓷熱交換器。
(3) 粉磨
水泥熟料的細磨通常採用圈流粉磨工藝(即閉路作業系統)。為了防止生產中的粉塵飛揚,水泥廠均裝有收塵裝置。電收塵器、袋式收塵器和旋風收塵器等是水泥廠常用的收塵裝置。
近年來,由於在原料預均化、生料粉的均化輸送和收塵等方面採用了新技術和新裝置,尤其是窯外分解技術的出現,一種幹法生產新工藝隨之產生。採用這種新工藝使幹法生產的熟料質量不亞於溼法生產,電耗也有所降低,已成為各國水泥工業發展的趨勢。
生產工藝流程舉例
原料和燃料進廠後,由化驗室取樣分析檢驗,同時按質量進行搭配均化,存放於原料堆棚。 粘土、煤、硫鐵礦粉由烘乾機烘乾水分至工藝指標值,透過提升機提升到相應原料貯庫中。 石灰石、螢石、石膏經過兩級破碎後,由提升機送入各自貯庫。化驗室根 據石灰石、粘土、無煙煤、螢石、硫鐵礦粉的質量情況,計算工藝配方,透過生料微機配料系統進行全黑生料的配料,由生料磨機進行粉磨,每小時取樣化驗一次生料的氧化鈣、三氧 化二鐵和細度的百分含量,及時進行調整,使各項資料符合工藝配方要求。磨出的黑生料經過鬥式提升機提入生料庫,化驗室依據出磨生料質量情況,透過多庫搭配和機械倒庫方法進行生料的均化,經提升機提入兩個生料均化庫,生料經兩個均化庫進行搭配,將料提至成球盤料倉,由設在立窯面上的預加水成球控制裝置進行料、水的配比,透過成球盤進行生料的成球。所成之球由立窯布料器將生料球佈於窯內不同位置進行煅燒,燒出的熟料經卸料管、鱗板機送至熟料破碎機進行破碎,由化驗室每小時取樣一次進行熟料的化學、物理分析。根據熟料質量情況由提升機放入相應的熟料庫,同時根據生產經營要求及建材市場情況,化驗室將熟料、石膏、礦渣透過熟料微機配料系統進行水泥配比,由水泥磨機分別進行425號、525號普通矽酸鹽水泥的粉磨,每小時取樣一次進行分析檢驗。磨出的水泥經鬥式提升機提入3個水泥庫,化驗室依據出磨水泥質量情況,透過多庫搭配和機械倒庫方法進行水泥的均化。經提升機送入2個水泥均化庫,再經兩個水泥均化庫搭配,由微機控制包裝機進行水泥的包裝,包裝出來的袋裝水泥存放於成品倉庫,再經化驗取樣檢驗合格後簽發水泥出廠通知單。
水泥生產工藝流程:
1、破碎及預均化
(1)破碎 水泥生產過程中,大部分原料要進行破碎,如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產水泥用量最大的原料,開採後的粒度較大,硬度較高,因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中佔有比較重要的地位。
(2)原料預均化 預均化技術就是在原料的存、取過程中,運用科學的堆取料技術,實現原料的初步均化,使原料堆場同時具備貯存與均化的功能。
2、生料製備
水 泥生產過程中,每生產1噸矽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),據統計,幹法水泥生產線粉磨作業需要消耗的動力約佔 全廠動力的60%以上,其中生料粉磨佔30%以上,煤磨佔約3%,水泥粉磨約佔40%。因此,合理選擇粉磨裝置和工藝流程,最佳化工藝引數,正確操作,控制 作業制度,對保證產品質量、降低能耗具有重大意義。
3、生料均化
新型幹法水泥生產過程中,穩定入窖生料成分是穩定熟料燒成熱工制度的前提,生料均化系統起著穩定入窖生料成分的最後一道把關作用。
4、預熱分解
把 生料的預熱和部分分解由預熱器來完成,代替迴轉窯部分功能,達到縮短回窯長度,同時使窯內以堆積狀態進行氣料換熱過程,移到預熱器內在懸浮狀態下進行,使 生料能夠同窯內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,達到提高窯系統生產效率、降低熟料燒成熱耗的目的。
(1)物料分散
換熱80%在入口管道內進行的。喂入預熱器管道中的生料,在與高速上升氣流的衝擊下,物料折轉向上隨氣流運動,同時被分散。
(2)氣固分離
當氣流攜帶料粉進入旋風筒後,被迫在旋風筒筒體與內筒(排氣管)之間的環狀空間內做旋轉流動,並且一邊旋轉一邊向下運動,由筒體到錐體,一直可以延伸到錐體的端部,然後轉而向上旋轉上升,由排氣管排出。
(3)預分解
預 分解技術的出現是水泥煅燒工藝的一次技術飛躍。它是在預熱器和迴轉窯之間增設分解爐和利用窯尾上升煙道,設燃料噴入裝置,使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳 酸鹽分解的吸熱過程,在分解爐內以懸浮態或流化態下迅速進行,使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在迴轉窯內進行的碳酸鹽分解任務,移到分解爐內 進行;燃料大部分從分解爐內加入,少部分由窯頭加入,減輕了窯內煅燒帶的熱負荷,延長了襯料壽命,有利於生產大型化;由於燃料與生料混合均勻,燃料燃燒熱 及時傳遞給物料,使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程得到最佳化。因而具有優質、高效、低耗等一系列優良效能及特點。
5、水泥熟料的燒成
生料在旋風預熱器中完成預熱和預分解後,下一道工序是進入迴轉窯中進行熟料的燒成。
在 迴轉窯中碳酸鹽進一步的迅速分解併發生一系列的固相反應,生成水泥熟料中的等礦物。隨著物料溫度升高近時,等礦物會變成液相,溶解於液相中的 和 進行反應生成大量 (熟料)。熟料燒成後,溫度開始降低。最後由水泥熟料冷卻機將回轉窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的溫度,同時回收高溫熟料的顯 熱,提高系統的熱效率和熟料質量。
6、水泥粉磨
水泥粉磨是水泥製造的最後工序,也是耗電最多的工序。其主要功能在於將水泥熟料(及膠凝劑、效能調節材料等)粉磨至適宜的粒度(以細度、比表面積等表示),形成一定的顆粒級配,增大其水化面積,加速水化速度,滿足水泥漿體凝結、硬化要求。
7、水泥包裝
水泥出廠有袋裝和散裝兩種發運方式。
水泥生產工藝
生產方法
矽酸鹽類水泥的生產工藝在水泥生產中具有代表性,是以石灰石和粘土為主要原料,經破碎、配料、磨細製成生料,然後喂入水泥窯中煅燒成熟料,再將熟料加適量石膏(有時還摻加混合材料或外加劑)磨細而成。
水泥生產隨生料製備方法不同,可分為幹法(包括半乾法)與溼法(包括半溼法)兩種。
①幹法生產。將原料同時烘乾並粉磨,或先烘乾經粉磨成生料粉後喂入幹法窯內煅燒成熟料的方法。但也有將生料粉加入適量水製成生料球,送入立波爾窯內煅燒成熟料的方法,稱之為半乾法,仍屬幹法生產之一種。
②溼法生產。將原料加水粉磨成生料漿後,喂入溼法窯煅燒成熟料的方法。也有將溼法制備的生料漿脫水後,製成生料塊入窯煅燒成熟料的方法,稱為半溼法,仍屬溼法生產之一種。
幹法生產的主要優點是熱耗低(如帶有預熱器的幹法窯熟料熱耗為3140~3768焦/千克),缺點是生料成分不易均勻,車間揚塵大,電耗較高。溼法生產具有操作簡單,生料成分容易控制,產品質量好,料漿輸送方便,車間揚塵少等優點,缺點是熱耗高(熟料熱耗通常為5234~6490焦/千克)。
生產工序
水泥的生產,一般可分生料製備、熟料煅燒和水泥製成等三個工序。
(1) 生料磨製
分幹法和溼法兩種。幹法一般採用閉路作業系統,即原料經磨機磨細後,進入選粉機分選,粗粉迴流入磨再行粉磨的操作,並且多數採用物料在磨機內同時烘乾並粉磨的工藝,所用裝置有管磨、中卸磨及輥式磨等。溼法通常採用管磨、棒球磨等一次透過磨機不再回流的開路系統,但也有采用帶分級機或弧形篩的閉路系統的。
(2) 煅燒
煅燒熟料的裝置主要有立窯和迴轉窯兩類,立窯適用於生產規模較小的工廠,大、中型廠宜採用迴轉窯。
①立窯:
窯筒體立置不轉動的稱為立窯。分普通立窯和機械化立窯。普通立窯是人工加料和人工卸料或機械加料,人工卸料;機械立窯是機械加料和機械卸料。機械立窯是連續操作的,它的產、質量及勞動生產率都比普通立窯高。近年來,國外大多數立窯已被迴轉窯所取代,但在當前中國水泥工業中,立窯仍佔有重要地位。 根據建材技術政策要求,小型水泥廠應用機械化立窯,逐步取代普通立窯。
②迴轉窯:
窯筒體臥置(略帶斜度,約為3%),並能作迴轉運動的稱為迴轉窯。分煅燒生料粉的幹法窯和煅燒料漿(含水量通常為35%左右)的溼法窯。
a.幹法窯
幹法窯又可分為中空式窯、餘熱鍋爐窯、懸浮預熱器窯和懸浮分解爐窯。70年代前後,發展了一種可大幅度提高迴轉窯產量的煅燒工藝——窯外分解技術。其特點是採用了預分解窯,它以懸浮預熱器窯為基礎,在預熱器與窯之間增設了分解爐。在分解爐中加入佔總燃料用量50~60%的燃料,使燃料燃燒過程與生料的預熱和碳酸鹽分解過程,從窯內傳熱效率較低的地帶移到分解爐中進行,生料在懸浮狀態或沸騰狀態下與熱氣流進行熱交換,從而提高傳熱效率,使生料在入窯前的碳酸鈣分解率達80%以上,達到減輕窯的熱負荷,延長窯襯使用壽命和窯的運轉週期,在保持窯的發熱能力的情況下,大幅度提高產量的目的。
b.溼法窯
用於溼法生產中的水泥窯稱溼法窯,溼法生產是將生料製成含水為32%~40%的料漿。由於製備成具有流動性的泥漿,所以各原料之間混合好,生料成分均勻,使燒成的熟料質量高,這是溼法生產的主要優點。
溼法窯可分為溼法長窯和帶料漿蒸發機的溼法短窯,長窯使用廣泛,短窯目前已很少採用。為了降低溼法長窯熱耗,窯內裝設有各種型式的熱交換器,如鏈條、料漿過濾預熱器、金屬或陶瓷熱交換器。
(3) 粉磨
水泥熟料的細磨通常採用圈流粉磨工藝(即閉路作業系統)。為了防止生產中的粉塵飛揚,水泥廠均裝有收塵裝置。電收塵器、袋式收塵器和旋風收塵器等是水泥廠常用的收塵裝置。
近年來,由於在原料預均化、生料粉的均化輸送和收塵等方面採用了新技術和新裝置,尤其是窯外分解技術的出現,一種幹法生產新工藝隨之產生。採用這種新工藝使幹法生產的熟料質量不亞於溼法生產,電耗也有所降低,已成為各國水泥工業發展的趨勢。
生產工藝流程舉例
原料和燃料進廠後,由化驗室取樣分析檢驗,同時按質量進行搭配均化,存放於原料堆棚。 粘土、煤、硫鐵礦粉由烘乾機烘乾水分至工藝指標值,透過提升機提升到相應原料貯庫中。 石灰石、螢石、石膏經過兩級破碎後,由提升機送入各自貯庫。化驗室根 據石灰石、粘土、無煙煤、螢石、硫鐵礦粉的質量情況,計算工藝配方,透過生料微機配料系統進行全黑生料的配料,由生料磨機進行粉磨,每小時取樣化驗一次生料的氧化鈣、三氧 化二鐵和細度的百分含量,及時進行調整,使各項資料符合工藝配方要求。磨出的黑生料經過鬥式提升機提入生料庫,化驗室依據出磨生料質量情況,透過多庫搭配和機械倒庫方法進行生料的均化,經提升機提入兩個生料均化庫,生料經兩個均化庫進行搭配,將料提至成球盤料倉,由設在立窯面上的預加水成球控制裝置進行料、水的配比,透過成球盤進行生料的成球。所成之球由立窯布料器將生料球佈於窯內不同位置進行煅燒,燒出的熟料經卸料管、鱗板機送至熟料破碎機進行破碎,由化驗室每小時取樣一次進行熟料的化學、物理分析。根據熟料質量情況由提升機放入相應的熟料庫,同時根據生產經營要求及建材市場情況,化驗室將熟料、石膏、礦渣透過熟料微機配料系統進行水泥配比,由水泥磨機分別進行425號、525號普通矽酸鹽水泥的粉磨,每小時取樣一次進行分析檢驗。磨出的水泥經鬥式提升機提入3個水泥庫,化驗室依據出磨水泥質量情況,透過多庫搭配和機械倒庫方法進行水泥的均化。經提升機送入2個水泥均化庫,再經兩個水泥均化庫搭配,由微機控制包裝機進行水泥的包裝,包裝出來的袋裝水泥存放於成品倉庫,再經化驗取樣檢驗合格後簽發水泥出廠通知單。