水泥廠參觀實(shí)習(xí)

PAGE南方兆山水泥廠參觀實(shí)習(xí)——水泥生產(chǎn)工藝學(xué)生：學(xué)號(hào)：專業(yè)：指導(dǎo)老師：土木工程學(xué)院二〇一一年六月PAGE1水泥廠參觀實(shí)習(xí)水泥生產(chǎn)工藝過(guò)程水泥是建筑工業(yè)三大基本材料之一，使用廣、用量大、素有“建筑工業(yè)的糧食”之稱。生產(chǎn)水泥雖需要較多的能源，但水泥與砂、石等材料的混泥土是一種低能耗新型建筑材料。在目前甚至未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，水泥仍將是人類社會(huì)的主要的建筑材料。所以，對(duì)于水泥生產(chǎn)過(guò)程的學(xué)習(xí)是很有必要的。通過(guò)兆山新星集團(tuán)湖南水泥有限公司的參觀學(xué)習(xí)，讓我們對(duì)于水泥的生產(chǎn)工藝過(guò)程有了深刻的認(rèn)識(shí)。硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝按照生料制備方法的不同可以分為：濕法、干法和半干法[1]。按照煅燒熟料窯的結(jié)構(gòu)可以分為立窯和回轉(zhuǎn)窯。而本文介紹的是新型的一種干法制備工藝，采用的是回轉(zhuǎn)窯。1.新型干法水泥生產(chǎn)方法凡是以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)為核心，并把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)如，礦山計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)化開(kāi)采，原料預(yù)均化，生料均化，高效多功能擠壓粉磨新技術(shù)、新型機(jī)械粉體輸送裝置、新型耐熱耐磨、耐火、隔熱材料以及IT技術(shù)等廣泛應(yīng)用與水泥干法生產(chǎn)全過(guò)程，使水泥生產(chǎn)具有高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約資源、清潔生產(chǎn)、符合環(huán)境保護(hù)要求和工藝裝備大型化、生產(chǎn)控制自動(dòng)化、實(shí)行科學(xué)管理的現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)方法，稱為新型干法水泥生產(chǎn)方法。目前，其是實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。2.新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程[2]新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程圖見(jiàn)圖1。3.工藝參數(shù)3.1破碎系統(tǒng)生產(chǎn)水泥的原料種類繁多，有鈣質(zhì)原料，也有硅鋁質(zhì)原料，這些原料不僅化學(xué)成分有差異，而且破碎時(shí)候的加工性能也有很大差別，這就給破碎機(jī)的選型帶來(lái)了難度。在破碎過(guò)程中，施加的機(jī)械力是物體結(jié)構(gòu)分裂而破碎，施加外力的方式和大小與物體抵抗破壞的能力有關(guān)。物體抵抗外力的能力的是它的一種物理力學(xué)性質(zhì)。一些晶粒排列緊密和規(guī)則的礦物質(zhì)，質(zhì)地堅(jiān)硬，強(qiáng)度大而不易破碎。沉積巖的晶粒和形狀大小不一，它們之間有各種交接物質(zhì)。硅質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)較強(qiáng)，而泥質(zhì)膠結(jié)性則差。礦物體的非均勻性直接影響著破碎的難易程度，其表現(xiàn)在它的結(jié)構(gòu)單元、粘結(jié)度、晶間質(zhì)、孔隙率的形狀、大小、分布與排列。影響礦物體破碎性能的還有含水率、粘性、韌性等因素。因此測(cè)得的礦石的強(qiáng)度、硬度并不能完全表明它的破碎難易。破碎作業(yè)：破碎作業(yè)可以通過(guò)不同的破碎系統(tǒng)來(lái)完成。根據(jù)物料的物理機(jī)械性質(zhì)、來(lái)料粒度、要求的破碎比，生產(chǎn)規(guī)模以及使用的破碎機(jī)等，可能有多種破碎系統(tǒng)。破碎系統(tǒng)包括劈碎級(jí)數(shù)和每級(jí)中的流程。破碎級(jí)數(shù)主要取決于工廠對(duì)該種原料要求的破碎比與所用的破碎機(jī)的破碎比。破碎方法：有擠壓、剪切、沖擊、碾磨。破碎機(jī)是利用一種或是多種方法組合而工作。3.2預(yù)均化堆場(chǎng)圖1新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程示意圖為保證水泥廠連續(xù)生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，水泥廠使用的所有原燃料的化學(xué)成分必須穩(wěn)定。而水泥廠的進(jìn)場(chǎng)原燃料均為粒狀固體物料，不同于一般化工行業(yè)所用的液體原料，所以很難在輸送、儲(chǔ)存過(guò)程中自行均勻化，因此其化學(xué)成分的穩(wěn)定性要比后者差很多，給穩(wěn)定性生產(chǎn)所帶來(lái)的問(wèn)題要比一般化工行業(yè)嚴(yán)重得多。預(yù)均化堆場(chǎng)基本上適用于水泥原料中的主要組份石灰石。粘土質(zhì)原料大多是均質(zhì)的，雖然有些廠對(duì)這種原料也必須進(jìn)行預(yù)均化。石英砂和鐵礦這樣的原料差不多總是均質(zhì)的，因此不需要預(yù)均化。原煤預(yù)均化堆場(chǎng)典型的工藝流程為：原料由喂料倉(cāng)喂入皮帶，在轉(zhuǎn)運(yùn)到堆場(chǎng)堆料機(jī)皮帶，由堆料機(jī)呈長(zhǎng)方形堆料。另一堆堆好好的料正在由取料機(jī)取料，取下的原煤送到堆場(chǎng)皮帶，經(jīng)除鐵器和金屬探測(cè)器除去鐵和其他金屬后送入原煤倉(cāng)，等待入粉磨機(jī)粉磨。石灰石圓形預(yù)均化堆場(chǎng)的工藝為：石灰石從破碎機(jī)出料皮帶送到入堆場(chǎng)皮帶，再送至堆料機(jī)，在圓形料堆的一端堆料，取料機(jī)將物料取下送至出堆皮帶，送至原料配料站。為了防止取料故障，堆場(chǎng)設(shè)置了物料臨時(shí)出口，通過(guò)閥門(mén)也能將物料取出。3.3生料粉磨3.3.1基本原理生料的治療是熟料質(zhì)量的基礎(chǔ)，為了保證生料質(zhì)量，必須對(duì)以下參數(shù)進(jìn)行合理控制，控制的主要項(xiàng)目有：碳酸鈣（或氧化鈣）、細(xì)度、三氧化二鐵含量、生料含煤量、生料中礦化劑摻加量以及入磨物料的水分和粒度等。粉磨的基本原理：物料的粉磨是通過(guò)外力擠壓、沖擊、研磨等作用克服其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)及晶體間的內(nèi)聚力，使之由塊狀變?yōu)榉哿畹倪^(guò)程。物料受外力作用的粉碎機(jī)理復(fù)雜，既與物料性質(zhì)如顆粒狀態(tài)、粉磨特性、入磨粒度與產(chǎn)品細(xì)度等有關(guān)，也與粉磨設(shè)備、生產(chǎn)工藝等密切相關(guān)。其中對(duì)此有三個(gè)重要的理論，簡(jiǎn)單描述如下：第一粉碎理論：Rittnger1867年提出的理論認(rèn)為粉碎物料所消耗的能量與物料生產(chǎn)的表面積呈正比。其依據(jù)是任何純脆性晶體物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)間具有恒定的分子吸引力。從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，粉碎所消耗的能量與物質(zhì)揮發(fā)所需的總能量有關(guān)?？梢杂孟率奖硎荆篈F＝cG（1／dk－1／dM）其中，AF是實(shí)際能量消耗；dk，dM是物料假設(shè)為正立方體，dk為粉碎前它的邊長(zhǎng)，dM為粉碎后的邊長(zhǎng)；G為物料的重量；c為校正系數(shù)，取決于物料的性質(zhì)。第二粉碎理論：克爾皮喬夫和基克提出的粉碎容積或重量學(xué)說(shuō)認(rèn)為，相同條件下，將幾何形狀相似的物料粉碎成形狀亦相似的成品時(shí)，粉碎的能力與物料容積或重量呈正比。即：A＝б2V／（2E）其中，A是物料體積變形所需的功；б為變形產(chǎn)生的應(yīng)力；V變形物體的體積；E為物料的彈性模量。第三粉碎理論：邦德提出，粉碎物料的有效功與物料生產(chǎn)粉碎粒徑的平方根成反比。3.3.2工藝及裝備技術(shù)水泥生料制備系統(tǒng)的工藝和裝備技術(shù)在進(jìn)10年來(lái)一直處于快速發(fā)展階段，特別是新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。一是粉磨設(shè)備由過(guò)去以球磨機(jī)為主發(fā)展成高效率的立磨、輥壓機(jī)等多種型式并用。二是新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用，使生料粉磨系統(tǒng)工藝更加豐富和完善。球磨機(jī)烘干、粉磨一體化，適應(yīng)于含高水率的立磨粉磨，輥壓機(jī)的多種工藝組合以及對(duì)懸浮預(yù)熱器窯、預(yù)分解窯的廢氣做烘干熱源的利用等都促進(jìn)了生料制備技術(shù)的發(fā)展。三是操作控制自動(dòng)化的普遍形成。四是生料粉磨裝備的大型化，不斷滿足了水泥生產(chǎn)規(guī)模的大型化需求。3.3.3工藝流程與系統(tǒng)配置物料通過(guò)粉磨、提升、選粉這種循環(huán)過(guò)程來(lái)達(dá)到產(chǎn)品的細(xì)度，是球磨機(jī)粉磨生料的普遍工藝形式。中卸提升循環(huán)磨系統(tǒng)應(yīng)用較廣，其工藝為：物料由磨頭喂入，細(xì)磨后由中間卸料倉(cāng)排出。選粉回料分別從磨頭、磨尾返回粗磨倉(cāng)和細(xì)磨倉(cāng)，選粉細(xì)粉即為成品。磨內(nèi)物料的烘干熱源由窯尾廢氣或者另設(shè)高溫?zé)犸L(fēng)爐提供，熱風(fēng)大部分從磨頭進(jìn)入，少部分通過(guò)磨尾。通風(fēng)量較大，風(fēng)速以粗磨倉(cāng)高于細(xì)磨倉(cāng)，故既有良好的烘干效果，也不至于產(chǎn)生過(guò)粉磨現(xiàn)象。這個(gè)系統(tǒng)電耗較少，但其供熱、送風(fēng)系統(tǒng)較為復(fù)雜，嚴(yán)格鎖風(fēng)應(yīng)是值得注意的問(wèn)題。尾卸提升循環(huán)工藝流程與中卸循環(huán)磨不同的是,物料由磨頭喂入,磨尾排出,經(jīng)過(guò)提升、選粉出成品，粗粉則是按此再循環(huán)粉磨；熱源相同，但熱風(fēng)從磨頭進(jìn)入，磨機(jī)的通風(fēng)阻力較大，生產(chǎn)中往往增加其它的烘干設(shè)備來(lái)提高烘干分磨的效率。立式磨粉磨系統(tǒng)：立式磨作為一種集破碎、烘干、粉磨、選粉、輸送等功能于一體的高效率節(jié)能設(shè)備，在生料粉磨中應(yīng)用最為廣泛。常用的工藝流程有一級(jí)和二級(jí)收塵兩種粉磨系統(tǒng)。輥壓機(jī)擠壓粉磨系統(tǒng)：其流程一般采用擠壓半終粉磨工藝。粉細(xì)狀料餅經(jīng)打散機(jī)打散即進(jìn)入球磨機(jī)粉磨，再經(jīng)過(guò)選粉機(jī)分選出成品，粗粉少部分返回輥壓機(jī)其提高入機(jī)物料的密實(shí)度的作用，其余的則入球磨機(jī)重新粉磨。生料擠壓粉磨工藝還包括擠壓聯(lián)合粉磨和早期常用的擠壓預(yù)破碎等工藝流程。3.3.4過(guò)程控制（1）磨機(jī)負(fù)荷控制。當(dāng)入料水分、硬度發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)入磨物料量來(lái)保證磨機(jī)處于負(fù)荷穩(wěn)定的最佳粉磨狀態(tài)，避免堵塞或空磨現(xiàn)象發(fā)生。（2）磨機(jī)溫度控制。根據(jù)入料和成品水份要求烘干粉磨系統(tǒng)溫度克通過(guò)風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)入磨風(fēng)量，也可以通過(guò)熱風(fēng)入口管道上的冷風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)入磨風(fēng)溫。后者更有利于保持系統(tǒng)生產(chǎn)的穩(wěn)定。（3）壓力控制。壓力控制可檢測(cè)并及時(shí)調(diào)節(jié)磨機(jī)的通風(fēng)。磨內(nèi)的工作狀況可根據(jù)磨機(jī)出、入口的負(fù)壓差進(jìn)行判斷和調(diào)節(jié)。（4）系統(tǒng)設(shè)備啟動(dòng)程序控制。系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的啟動(dòng)需要合理、有序的進(jìn)行。如磨機(jī)啟動(dòng)時(shí)，喂料調(diào)節(jié)器控制喂料量逐步增大至目標(biāo)值等。3.4生料均化及入窯喂料、計(jì)量3.4.1生料均化機(jī)理新型干法水泥生產(chǎn)過(guò)程中，生料的均化是必不可少的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，也是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。生料均化是靠具有一定的空氣對(duì)生料進(jìn)行吹射均化。通常在庫(kù)底設(shè)置了充氣裝置，充氣后首先使物料松動(dòng)，然后將物料流態(tài)化并翻騰攪拌，使生料混合達(dá)到均化的目的。3.4.2生料均化作用出磨生料均化是生料均化過(guò)程中最后的一環(huán)，其負(fù)擔(dān)的均化工作量約為均化過(guò)程總量的40％。均化庫(kù)的任務(wù)是消除出磨生料具有短周期成分波動(dòng)，使生料的質(zhì)量達(dá)到入窯生料的要求，完成整個(gè)過(guò)程生料均化系統(tǒng)的全部任務(wù)，從而穩(wěn)定窯的熱工制度，提高窯的熟料產(chǎn)量和質(zhì)量。3.4.3生料均化的方法生料均化分為氣力均化。氣力均化的均化效果好，但是投資較高；機(jī)械均化是一種簡(jiǎn)易的均化措施，其投資省、操作簡(jiǎn)單，但是均化效果差，僅用于小型水泥廠。生料的氣力均化分為間歇式和連續(xù)式兩種。3.4.4生料入窯喂料的形式一種是窯尾喂料倉(cāng)設(shè)置于生料均化庫(kù)，利用庫(kù)底的空間，這種布置便于設(shè)備的操作、維護(hù)、管理和生料的取料，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。第二種是在庫(kù)側(cè)設(shè)置獨(dú)立的喂料樓，這種布置便于設(shè)備的操作、維護(hù)、管理和生料的取料，但是成本偏高，占地面積大等。第三種是將喂料倉(cāng)及計(jì)量設(shè)備置于庫(kù)頂?shù)牟贾眯褪?，這種布置土建投資較少，占地面積小，但是不便于設(shè)備的操作、維護(hù)、管理和生料的取料。3.4.5計(jì)量設(shè)備目前主要的計(jì)量設(shè)備有皮帶秤、沖板流量計(jì)和CF庫(kù)喂料自動(dòng)化控制系統(tǒng)等三種設(shè)備。3.4.6工藝流程多點(diǎn)流式均化庫(kù)（MF庫(kù)）當(dāng)窯、磨正常運(yùn)行時(shí)。來(lái)自生料磨的生料及窯尾廢氣處理收下的生料由提升機(jī)送入庫(kù)頂生料分配器經(jīng)斜槽連續(xù)的送入生料均化庫(kù)，在庫(kù)內(nèi)進(jìn)行重力及氣力均化。當(dāng)窯正常運(yùn)行、生料磨停時(shí)，窯灰可以直接井提升機(jī)進(jìn)入喂料倉(cāng)，與合格生料混合喂入窯中。出MF均化庫(kù)的生料經(jīng)充氣螺旋閘門(mén)、氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥、電動(dòng)流量控制閥進(jìn)入空氣斜槽，然后由提升機(jī)輸送入喂料倉(cāng)，喂料倉(cāng)可設(shè)為帶荷重傳感器的溢流倉(cāng)。喂料倉(cāng)的生料進(jìn)充氣螺旋閥、氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥、流量控制閥流入沖板流量計(jì)，計(jì)量后流入空氣斜槽和入窯尾提升機(jī)。3.5煤粉制備煤是水泥生產(chǎn)過(guò)程中煅燒熟料的必用燃料。煤的燃燒反應(yīng)能力與其揮發(fā)分含量成正比，碳粒燃燒速率則與顆粒的平方成反比。煤質(zhì)不同揮發(fā)分也不同，煤煙與無(wú)煙煤的差距更大，而煤粉的細(xì)度則以粗顆粒需要更長(zhǎng)的燃燒時(shí)間，因此要達(dá)到足夠的燃燒反應(yīng)能力，煤質(zhì)和顆粒細(xì)度是兩個(gè)重要的條件，粉磨的目的就是為了滿足煤粉燃燒提供所要求的粒度。3.5.1煤質(zhì)對(duì)粉磨過(guò)程的影響水份是影響煤粉制備和燃燒的不利因素之一。對(duì)于燃燒是因?yàn)槊悍墼诟邷叵滤菡舭l(fā)的同時(shí)也被冷卻，使其燃燒需要更高的溫度，水份愈高，滯后起燃愈嚴(yán)重，因此生產(chǎn)中對(duì)煤粉的水分應(yīng)控制字1％－1.5％。煤的易磨性具有兩大特點(diǎn)，一是不同產(chǎn)地的煤粉磨功指數(shù)分布較寬，二是難磨特性突出。3.5.2制備工藝煤粉的制備按供窯方式可以分為直接燃燒系統(tǒng)和間接燃燒系統(tǒng)。直接燃燒系統(tǒng)是將粉磨達(dá)到的合格煤粉直接風(fēng)送入窯，即：粉煤制備與供窯燃燒一步完成；間接燃燒是將粉磨磨后的煤粉入庫(kù)儲(chǔ)存，使粉磨和供窯形成兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。按粉末設(shè)備的類型可以分為球磨機(jī)粉磨和立式磨制備系統(tǒng)。風(fēng)掃磨是國(guó)內(nèi)制備煤粉應(yīng)用最為普遍的，風(fēng)掃磨借助氣力提升輸送煤粉，為減少通風(fēng)阻力，磨機(jī)大多短而粗；立式磨雖然也屬于風(fēng)掃磨性質(zhì)，但粉磨原理不同。3.6燒成系統(tǒng)3.6.1窯外分解技術(shù)窯外分解技術(shù)是新型干法水泥技術(shù)的核心，也是當(dāng)代新型干法水泥煅燒技術(shù)發(fā)展的主流技術(shù)，它是在懸浮預(yù)熱器窯的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展而成的。現(xiàn)代窯外分解技術(shù)按分解爐和回轉(zhuǎn)窯的相對(duì)位置關(guān)系的不同，又可以分為在線式分解窯系統(tǒng)和離線式預(yù)分解窯系統(tǒng)。根據(jù)分解爐用燃料和分解率的不同，又將窯外分解技術(shù)分為部分分解系統(tǒng)和全部分解系統(tǒng)。一般情況下，分解爐內(nèi)的燃料用量占整個(gè)系統(tǒng)燃料的25－60％，在分解爐內(nèi)，同一反應(yīng)溫度條件下，對(duì)于燃料的燃燒放熱在前，生料的分解吸熱在后，在氣氛中氧含量充分的情況下，混合反應(yīng)過(guò)程可同時(shí)進(jìn)行，且反應(yīng)過(guò)程比較完全；對(duì)燃用無(wú)煙煤或煅燒更容易分解的物料，在同一反應(yīng)器分解爐內(nèi)，將會(huì)出現(xiàn)物料的分解吸熱過(guò)程在前，燃料的燃燒過(guò)程在后，易造成爐內(nèi)溫度過(guò)低，難于操作和控制的問(wèn)題，為了解決這一問(wèn)題的辦法，要么在設(shè)計(jì)是考慮這一因素，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將燃燒過(guò)程和分解過(guò)程分開(kāi)或分階段進(jìn)行，要求在系統(tǒng)操作和控制過(guò)程方面，應(yīng)避免采用上述的原燃料。無(wú)論采用何種原燃料，經(jīng)過(guò)預(yù)分解系統(tǒng)預(yù)熱分解后，今天回轉(zhuǎn)窯應(yīng)達(dá)到應(yīng)有的分解率和化學(xué)組分的控制要求，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)一步燒成水泥熟料。窯外分解技術(shù)雖然是以分解爐和現(xiàn)代預(yù)熱器系統(tǒng)構(gòu)成的預(yù)分解系統(tǒng)技術(shù)為代表，但還是離不開(kāi)回轉(zhuǎn)窯，冷卻機(jī)和燃燒器及其相關(guān)的技術(shù)的支撐，他們是一個(gè)有機(jī)的組合系統(tǒng)。窯外分解技術(shù)與傳統(tǒng)的濕法或是半干法回轉(zhuǎn)窯水泥生產(chǎn)技術(shù)相比，其最大的不同點(diǎn)是將原來(lái)在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)堆積態(tài)氣固見(jiàn)的“三傳一反”過(guò)程變成了懸浮態(tài)氣固間的“三傳一反”過(guò)程，大大的提高了各過(guò)程的效率和速率，達(dá)到了提高回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)能力的目的，降低了單位熟料的各種物質(zhì)消耗，最終實(shí)現(xiàn)了提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。3.6.2預(yù)分解工藝技術(shù)—分解爐目前投產(chǎn)使用的分解爐類型達(dá)30種以上。其特點(diǎn)和所具有的功能是共同的，均屬于高溫氣固多相流反應(yīng)器，具有懸浮床特點(diǎn)。爐中所進(jìn)行的過(guò)程可歸納為氣固分散、換熱、燃料燃燒、分解、傳質(zhì)、輸送。對(duì)分解爐來(lái)說(shuō)，物料的分散是前提，燃料的燃燒是關(guān)鍵。碳酸鹽的分解是目的。氣固之間的換熱和傳質(zhì)，速度較快，不是過(guò)程的控制因素，而往往反應(yīng)進(jìn)程受到燃料燃燒混合過(guò)程的控制。輸送則是氣固流動(dòng)的結(jié)果，要合理控制反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和工藝操作參數(shù)的范圍，就可以達(dá)到最低動(dòng)力消耗的目的。對(duì)分解爐內(nèi)氣固分散過(guò)程的要求是迅速、充分、均勻的過(guò)程。目前采取的有效分散措施大多以流體力學(xué)方法為主，利用旋流效應(yīng)、噴射效應(yīng)、繞流效應(yīng)、粉體沖擊效應(yīng)等來(lái)達(dá)到分散的目的。3.6.2煅燒工藝技術(shù)—回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯是水泥熟料煅燒不可缺少的重要熱工設(shè)備，經(jīng)歷100多年的不斷技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化，使得回轉(zhuǎn)窯更加安全可靠，并在化工和冶金行業(yè)也得到了廣泛的應(yīng)用?；剞D(zhuǎn)窯的流程：生料由高的一段送入，燃料與助燃空氣從另一段噴入，氣固以逆流方式相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行換熱與反應(yīng)。3.6.3冷卻工藝技術(shù)—冷卻機(jī)水泥熟料煅燒熱工過(guò)程中，預(yù)熱、燒成和冷卻是三個(gè)不可分割的工藝環(huán)節(jié)。熟料冷卻機(jī)是水泥回轉(zhuǎn)窯不可缺少的主要配套設(shè)備。熟料必須進(jìn)行冷卻的主要原因是：回收高溫熟料的熱量，節(jié)約能源；通過(guò)冷卻可以控制有水化活性的β-C2S轉(zhuǎn)變成無(wú)水化活性的γ-C2S，同時(shí)也避免了因冷卻問(wèn)題造成冷卻機(jī)內(nèi)的飛砂料的問(wèn)題，提高了水泥熟料的質(zhì)量和水泥強(qiáng)度的發(fā)揮；確保了輸料輸送和儲(chǔ)存熟料設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)；熟料冷卻后易磨性得到改善，有利于分磨。3.6.4廢氣處理工藝技術(shù)—增濕塔工作原理：增濕塔的主要作用是調(diào)節(jié)煙氣的比電阻，以提高電收塵的收塵效率，此外，它還可以降低工作溫度，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。增濕塔是一個(gè)鋼制的筒式裝備，煙氣從上部通入，高壓水從上部以霧狀噴入塔內(nèi)，煙氣與水霧進(jìn)行了強(qiáng)烈的熱交換，是水滴蒸發(fā)成水蒸氣，煙氣中的吸塵吸附水蒸氣，使比電阻降低，以適應(yīng)電收塵器捕集粉塵操作要求。增濕塔內(nèi)的噴水量應(yīng)根據(jù)增濕塔的布置方式，進(jìn)入增濕塔的廢氣量溫度和出口溫度要求來(lái)確定。3.6.5窯尾煙室、窯頭罩和三次風(fēng)管工藝技術(shù)窯尾煙室是連接回轉(zhuǎn)窯分解窯或者垂直煙道過(guò)渡結(jié)構(gòu)形式。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，過(guò)渡漸進(jìn)，不易積料，在與分解爐相連時(shí)，能夠使得爐氣均勻，不要產(chǎn)生偏流等問(wèn)題。窯頭罩是連接冷卻機(jī)和回轉(zhuǎn)窯的設(shè)備，與燃燒器燃燒和三次風(fēng)抽取之間關(guān)系密切。窯外分解窯設(shè)置三次風(fēng)管的作用是在不增加窯內(nèi)通風(fēng)的前提下，提供分解爐燃料燃燒所需要的空氣。其易出現(xiàn)的問(wèn)題是粉塵堆積、管襯磨損、三次風(fēng)砸門(mén)失靈。3.6.6燃燒器工藝技術(shù)粉煤燃燒系統(tǒng)是水泥熟料燒成系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，新型噴射管種類繁多，共同的特點(diǎn)是將噴出的空氣分為多股，即內(nèi)風(fēng)、外風(fēng)和煤風(fēng)。操作時(shí)通過(guò)改變內(nèi)外風(fēng)速和風(fēng)量比例，可以靈活調(diào)節(jié)火焰形狀和燃燒強(qiáng)度，以滿足燃燒熟料溫度的要。3.6.7密閉鎖風(fēng)技術(shù)燒成系統(tǒng)中易漏風(fēng)、漏灰和漏料的部位有：窯頭、窯尾和冷卻機(jī)的密封，因此應(yīng)采用先進(jìn)、可靠、有效的設(shè)備和技術(shù)措施來(lái)提高燒成系統(tǒng)的密閉鎖風(fēng)效果。3.7廢氣處理廢氣處理系統(tǒng)典型的工藝流程如下：3.7.1窯尾廢氣處理高溫風(fēng)機(jī)將來(lái)自窯尾的高溫廢氣，其大部分送至原料粉磨車間作為烘干熱源；出原料粉磨系統(tǒng)的廢氣與增濕塔降溫后的多余窯尾廢氣匯合，經(jīng)收塵器凈化后，再由窯尾排風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排入大氣。增濕塔可以布置在窯尾的高溫廢氣的主風(fēng)管上或旁路風(fēng)管上。收塵器和增濕塔收下的窯灰，經(jīng)輸送機(jī)入生料均化庫(kù)。當(dāng)窯系統(tǒng)運(yùn)行而生料磨停機(jī)時(shí)窯尾高溫溫廢氣增濕調(diào)質(zhì)、降溫后直接送入收塵器。收下的窯灰可直接送往生料入窯系統(tǒng)，喂入窯系統(tǒng)；或經(jīng)輸送設(shè)備送至生料均化庫(kù)。3.7.2窯頭廢氣處理出篦式冷卻機(jī)的冷卻余風(fēng)，經(jīng)冷卻機(jī)內(nèi)的噴水系統(tǒng)增濕調(diào)質(zhì)之后，進(jìn)入電收塵器凈化，凈化后廢氣再由鍋爐引風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排入大氣。電收塵器收集下來(lái)的熟料粉，經(jīng)輸送設(shè)備匯入輸料輸送鏈斗輸送機(jī)，送入熟料庫(kù)。3.8輸料輸送及熟料儲(chǔ)存熟料是生料經(jīng)過(guò)燒成系統(tǒng)中預(yù)熱分解，在窯內(nèi)1400℃－1450工藝流程：出窯熟料進(jìn)入1臺(tái)水平推動(dòng)篦式冷卻機(jī)進(jìn)行冷卻，出冷卻機(jī)熟料溫度為65℃3.9烘干設(shè)備水泥生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)物料的物理性質(zhì)、水份等因素來(lái)確定烘干的方法。通常采用的方法有兩種：一種是采用烘干兼粉磨的磨機(jī)，物料在粉磨過(guò)程中被烘干；另一種是采用單獨(dú)的烘干設(shè)備，將物料在入磨前進(jìn)行預(yù)烘干。前者由于烘干能力有限，所以有一定的局限性。回轉(zhuǎn)烘干機(jī)的工藝流程：濕物料（礦渣）從堆場(chǎng)或者堆棚經(jīng)皮帶及提升機(jī)送入中間倉(cāng)。倉(cāng)下設(shè)有計(jì)量皮帶機(jī)將濕物料喂入回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)。在烘干機(jī)內(nèi)，礦渣與熱風(fēng)爐產(chǎn)生的高溫廢氣進(jìn)行順流熱交換，使其所含水分得以蒸發(fā)。干物料經(jīng)提升機(jī)和皮帶送入干物料庫(kù)。出烘干機(jī)廢氣，經(jīng)防結(jié)露帶凈化處理后，由鍋爐引風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)煙囪排入大氣。3.10水泥粉磨水泥粉磨是決定實(shí)物質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以細(xì)度為標(biāo)準(zhǔn)，粉磨的作用就是最大程度的滿足水泥適宜的粒度分布，從而達(dá)到最佳的強(qiáng)度指標(biāo)。常用的工藝流程：3.10.1開(kāi)流粉磨水泥配料通過(guò)磨機(jī)一次粉磨排出磨外即為成品。由于其細(xì)度有磨機(jī)一次粉磨完成，系統(tǒng)所需的輔助設(shè)備少，固流程簡(jiǎn)單，投資少，操作控制方便，但磨內(nèi)細(xì)粉容易凝聚，產(chǎn)生粘球、糊磨、堵塞等現(xiàn)象。影響開(kāi)流磨產(chǎn)量和細(xì)度的原因，就物料而言，一是入料細(xì)度；二是物料的易磨性。3.10.2閉路粉磨在閉路生產(chǎn)中，物料先經(jīng)磨機(jī)粉磨，再通過(guò)選粉機(jī)分選排出成品，粗粉返回磨機(jī)繼續(xù)粉磨，直至選粉達(dá)到合格細(xì)度。其與前者相比，可以減少水泥過(guò)粉磨現(xiàn)象，有利于提高產(chǎn)品細(xì)度和生產(chǎn)效率。3.10.3磨外預(yù)粉磨其作用是盡可能較小入磨粒度，為提高粉磨產(chǎn)量和細(xì)度創(chuàng)造了條件。工藝流程：物料先經(jīng)預(yù)粉磨機(jī)粉磨，再經(jīng)過(guò)球磨機(jī)，再通過(guò)選粉機(jī)分選排出成品，粗粉返回球磨機(jī)繼續(xù)粉磨，直至選粉達(dá)到合格細(xì)度。還有很多粉磨系統(tǒng)，在此就不進(jìn)行一一介紹。3.11水泥的輸送與儲(chǔ)存出磨水泥不能直接出廠，必須經(jīng)過(guò)輸送設(shè)備送入儲(chǔ)存庫(kù)內(nèi)儲(chǔ)存一定時(shí)間經(jīng)檢驗(yàn)合格后方能出廠。水泥儲(chǔ)存有以下幾點(diǎn)作用：嚴(yán)格控制水泥質(zhì)量。改善水泥質(zhì)量。在存放過(guò)程中，水泥吸收空氣中的水份是水泥中所含的游離的氫氧化鈣消解，同時(shí)存放時(shí)也可以使得過(guò)熱的水泥得到冷卻。水泥庫(kù)可以分別儲(chǔ)存不同標(biāo)號(hào)、品種的水泥。水泥庫(kù)在生產(chǎn)過(guò)程中起到了緩沖調(diào)節(jié)的作用，調(diào)節(jié)水泥粉磨車間的不間斷操作和水泥及時(shí)出廠等作用。工藝流程：從水泥粉磨車間來(lái)的水泥經(jīng)斗式提升機(jī)提升至水泥庫(kù)頂，進(jìn)入設(shè)在庫(kù)頂?shù)目諝廨斔托辈郏儆尚辈鄯謩e進(jìn)入四座水泥圓庫(kù)內(nèi)儲(chǔ)存。斜槽用風(fēng)由斜槽風(fēng)機(jī)提供，在同一時(shí)間通過(guò)向相互對(duì)稱的兩個(gè)充氣區(qū)充氣，使得儲(chǔ)存早庫(kù)內(nèi)該區(qū)域不同時(shí)間進(jìn)庫(kù)的水泥，通過(guò)重力切削流向設(shè)在庫(kù)中心的均化倉(cāng)內(nèi)。水泥庫(kù)與均化庫(kù)之間由空氣斜槽連接，庫(kù)底設(shè)有卸料系統(tǒng)控制進(jìn)均化倉(cāng)水泥量。3.12水泥包裝與散裝3.12.1固定式包裝系統(tǒng)工藝流程由水泥儲(chǔ)存系統(tǒng)送來(lái)的水泥經(jīng)板鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)，卸入振動(dòng)篩、中間倉(cāng)，再經(jīng)手動(dòng)螺旋閘門(mén)、水平回轉(zhuǎn)下料閥，送入四個(gè)咀包裝機(jī)，包裝成袋后的袋裝水泥經(jīng)帶式輸送機(jī)、清包機(jī)、帶式輸送機(jī)送入成品庫(kù)堆放或直接裝車發(fā)貨。包裝漏出的水泥、收塵器收集的水泥及清包機(jī)所清的水泥灰，經(jīng)回灰螺旋送回鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)內(nèi)，包裝系統(tǒng)產(chǎn)生粉塵經(jīng)袋式收塵器凈化后，由風(fēng)機(jī)排入大氣。3.12.2回轉(zhuǎn)式包裝系統(tǒng)由水泥儲(chǔ)存系統(tǒng)來(lái)的水泥經(jīng)板鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)送入振動(dòng)篩篩除雜質(zhì)后，卸入帶料位指示器的中間倉(cāng)，中間倉(cāng)下設(shè)手動(dòng)螺旋閘門(mén)和立式回轉(zhuǎn)喂料機(jī)。立式回轉(zhuǎn)喂料機(jī)的轉(zhuǎn)速由包裝機(jī)內(nèi)的料位指示器控制，以確保中間倉(cāng)和包裝機(jī)內(nèi)的喂料穩(wěn)定。人工將水泥袋插到包裝機(jī)出料咀上，包裝機(jī)開(kāi)始自動(dòng)灌裝，裝滿水泥的水泥包被推卸到皮帶上，經(jīng)正包皮帶機(jī)送至清包機(jī)，然后開(kāi)始校檢，然后通過(guò)傳動(dòng)輥道，送到帶式輸送機(jī)，送至成品庫(kù)或直接發(fā)貨。3.12.3散裝工藝流程水泥庫(kù)底或庫(kù)側(cè)出料系統(tǒng)一般由充氣式給料器、充氣卸料箱、充氣螺旋閘門(mén)、氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥、電動(dòng)流量控制閥等組成。出庫(kù)水泥經(jīng)充氣螺旋閘門(mén)、氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥、電動(dòng)流量控制閥、空氣斜槽送至水泥散裝機(jī)。移動(dòng)式散裝機(jī)可在軌道上水平移動(dòng)，以調(diào)整裝灌位置。這樣水泥就能在密閉狀態(tài)下通暢無(wú)阻的卸入水泥灌中。4.對(duì)耐久性的影響4.1磨損磨損分機(jī)械磨損(路面、廠房地坪的磨損)和沖刷及氣蝕的作用造成的磨損(水工結(jié)構(gòu)的被破壞)。路面磨損的速率，主要取決于混凝土面層的強(qiáng)度和硬度，因此使用水泥的泌水性和離析性至關(guān)重要，而并不是非用道路水泥不可。礦渣或粉煤灰的摻^，如混合材比表面積較低，泌水性較差，當(dāng)然不耐磨。但如摻人比表面積很高的磨細(xì)礦渣或粉煤灰，在精心施工的條件下也不是不可用于道路工程。水泥的保水性愈好，泌水性愈少，水泥比表面積愈高，其耐磨性愈佳，反之水泥中混合材愈粗，保水性愈差。沖刷和氣蝕是水工混凝土磨損的主要原因。試驗(yàn)證明水泥中C3S的抗沖磨能力最強(qiáng)，C3A4.2物理因素的破壞破壞混凝土的物理因素包括：·干濕交替·水的滲透·凍融交替和鹽的結(jié)晶除機(jī)械磨損的破壞外，水的滲透是所有破壞的根源，而干濕交替作用是各種破壞的促進(jìn)因素，因此混凝土的抗?jié)B性對(duì)耐久性十分重要。僅就水泥本身而言，水泥的需水量和密實(shí)性(基本上可視作強(qiáng)度)，與混凝土的抗?jié)B性有較大關(guān)聯(lián)。當(dāng)需要水泥強(qiáng)度較高時(shí)，一般將水泥磨得更細(xì)一點(diǎn)，雖然對(duì)混凝土的密實(shí)性有利，但需水量卻提高了，這是相互矛盾的。解決這個(gè)矛盾的辦法是在水泥中摻人相當(dāng)數(shù)量的高比表面積的磨細(xì)礦渣或粉煤灰，使之與熟料水化后生成的Ca（OH)2起火山灰反應(yīng)而生成新的C—S—H凝膠，有助于孔的細(xì)化并增加了孔的曲折度，從而增大了混凝土的抗?jié)B能力。另一方面，磨細(xì)混臺(tái)材的加入可以增強(qiáng)集料和水泥漿體的界面，有助于抗?jié)B。但是混合材比表面積太低，將影響抗凍融性能和抗鹽剝蝕能力，特別是摻石灰石作混合材尤差(可能是石灰石存在時(shí)水泥水化生成碳鋁酸鹽的緣故)4.3化學(xué)侵蝕水泥工作者大都很清楚水泥中C3A含量高對(duì)混凝土抗硫酸鹽侵蝕不利，所以ASTM—V型水泥規(guī)定2C3A+C4AF含量不得大于20％。摻有磨細(xì)礦渣或粉煤灰的水泥較有利于抗硫酸鹽的侵蝕，這是由于火山灰反應(yīng)可減少水化物中Ca(OH)2混凝土在足夠的齡期后才受到硫酸鹽的侵蝕。另一方面，摻有磨細(xì)礦渣等混合材的水泥，在相同的條件下，對(duì)混凝土的抗大氣中酸的侵蝕也是有利的，理由同上。不過(guò)，對(duì)抗酸性而言，混凝土的密實(shí)性(強(qiáng)度)的影響比水泥化學(xué)成分和混合材的影響更大。堿一骨料反應(yīng)對(duì)混凝土產(chǎn)生的破壞也是眾所周知的事實(shí)，水泥堿含量對(duì)自身的28d和以后的強(qiáng)度的影響也是十分嚴(yán)重的。但是堿一骨料反應(yīng)的必要條件是水的存在，所以使用含堿量較高的水泥制備混凝土，提高其密實(shí)性有利于減少破壞反應(yīng)，而且在地面以上的構(gòu)件受破壞的風(fēng)險(xiǎn)也少得多。在原料條件不利時(shí)，多摻磨細(xì)礦渣并保持較高強(qiáng)度，是抑制堿一骨料反應(yīng)的有效措施。4.4鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕是混凝土結(jié)構(gòu)過(guò)早被破壞的主要原因之一。一般在混凝土中孔隙內(nèi)有很高濃度的Ca(OH)2，故其pH值均在12.4以上。在此條件下鋼筋表面(2～6)×10-3μm的氧化膜使鋼筋處于鈍化狀態(tài)。但如一旦鈍化膜遭破壞，鋼筋就會(huì)