日产5000吨水泥熟料厂生料粉磨系统工艺设计(共43页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上目录摘要.ABSTRACT.1 前言本设计的课题是：日产5000吨水泥熟料水泥厂生料粉磨系统工艺设计。本设计的目的在于培养自己综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析、解决实际问题能力；提高查阅文献和收集资料的能力，计算机技术和外语应用能力；使自己系统而又熟练地掌握水泥厂工艺流程，具有进行水泥厂主要车间初步设计计算、编写设计说明书等工作能力；进而培养创新精神和实践能力，为今后的实际工作打基础并通过本设计对大学所学知识进行系统应用。本设计的主要内容是：5000t/d熟料的水泥厂配料设计、物料平衡计算、设备选型计算和主机生产能力平衡计算、生料磨系统工艺设计说明

2、书的编制、工艺流程图及生料磨系统工艺布置图设计。本设计以性能可靠、技术先进、经济实用、节能降耗为原则,在确保设备运行稳妥可靠,确保产品质量和环保水平的前提下,优先选用引进技术、国内制造的高效节能设备,尽量采用国产化设备, 并优化技术方案, 降低工程造价,以获得最大的经济效益。结合本设计特点,对于部分关键的设备,采用引进国外技术、国内分交的方式,以确保生产线的安全、稳定运行,尽快实现达标、达产。生产线所有设备的选型和主要的技术方案, 立足于先进可靠,工艺流程和布置尽可能地简化, 遵循“最简单的流程就是最好的”原则。近年来随着我国装备制造业技术水平和生产能力的不断提高，水泥生产线的规模大型化已渐成

3、趋势。从国内外诸多水泥厂建设过程的经历来看，主机选型特别是生料磨的选型合理与否是影响项目投资、工程进度和投产后经济效益的重要因素。下面介绍下国内外生料磨发展现状：水泥工业的粉磨作业在过去的2030年间经历了重大的技术进步。在生料粉磨方面，立式辊磨已经几乎完全取代了球（管）磨机，享有绝对广泛的主导地位；近年来在发达国家中的市场占有率已达70以上，与之共存的（其余的20多）则是辊压机的终粉磨或半终粉磨系统。如果说，10年以前是水泥工业各种粉磨装备百花盛开、争奇斗艳的时代，例如辊压机、筒辊磨、立式辊磨等，都是意欲从根本上改革球磨机粉磨效率太低的弊端而研发的新型粉磨设备，那么经过近10年的工业实践与技

4、术竞争的考验，立式辊磨终于脱颖而出，技压群芳，几乎形成了一统天下的局面。因此本文只对立磨的国内外现状进行阐述：自二十年代德国研制出第一台立式磨以来，它就以其独特的粉磨原理克服了球磨机粉磨机理的诸多缺陷。由于立式磨采用料床粉磨原理粉磨物料，具有粉磨效率高、电耗低（比球磨机节电2030%）、烘干能力大、允许入磨物料粒度大、粉磨工艺流程简单、占地面积小、土建费用低、噪音低、磨损小、寿命长、操作容易等优点，吸引着世界各国许多粉体工程研究人员和设备制造厂商。经过近一个世纪的发展，立式磨技术已经十分成熟。特别是六十年代以来，随着窑外分解技术的诞生并向大型化发展，立式磨在国外水泥工业中得到了广泛应用，其技术

5、水平得到了进一步的提高和完善。国内外十多家公司相继研制了各种类型的立式磨，均取得了成功。 德国LOESCHE公司研制了LM立式磨、Pfeiffer公司研制了MPS立式磨、Krupp Polysius公司研制了RM立式磨、丹麦F.L.Smith公司研制了Atox立式磨；日本宇部公司生产引进德国LOESCHE公司技术，生产UB-LM立式磨；德国LOESCHE公司目前正在制造LM69.40立式磨，主机装机容量为7000Kw，产量可达1200吨/时，将用于印度与日产10000吨熟料的水泥生产线配套粉磨水泥原料，是世界上最大的立式磨。目前国内可供选用的几种国产大型立式磨及其主要特点1.HRM型立式磨HR

6、M型立式磨是合肥水泥研究设计院研制的能广泛用于建材、冶金、电力、化工、非矿等行业粉磨各种非金属物料的高效节能的烘干兼粉磨设备，首台HRM1250立式磨于1989年用于安徽省蒙城县水泥厂，1993年通过了部级技术鉴定，1996年获建材行业科技进步二等奖。HRM型立式磨的磨盘为盘形、磨辊为轮胎形，组成合理的研磨区域，粉磨效率高、电耗低。磨辊可以翻出机外检修，辊套可以翻面使用，能延长使用寿命，有防止磨辊辊套与磨盘衬板直接接触的限位装置，能避免磨机运行时因断料引起的剧烈振动。磨辊轴承采用稀油循环强制润滑、在机外自然密封，轴承能得到良好的润滑和冷却，大大提高了轴承的使用寿命。磨辊横轴采用滚动轴承支撑，可

7、免维护。加压油缸设计为快速拆分结构，维护、检修十分方便。2008年10月，中国最大的立式磨HRM4800立式磨在浙江虎山集团5000吨/日水泥熟料生产线上投入运行，该设备研磨区域中径为Ø4800，研磨区域外径为Ø5600，磨盘外径为 Ø6100。在粉磨原料易磨性Bond指数为15.2kWh/t的难磨物料情况下，产量仍然达到了450t/h，系统粉磨电耗为13.5kWh/t。主要技术经济指标达到了国际同类产品先进水平。 HRM4800立式磨是按照与日产50007000吨水泥熟料生产线配套粉磨原料而设计的，只需配备不同的减速机与电机，

8、就能满足不同水泥生产线的需要，是目前我国最大的立式磨。2.TRM型立式磨与LGM型立式磨TRM型立式磨和LGM型立式磨的结构与LM型立式磨相同，磨盘为平盘、磨辊为锥台型，磨辊能翻出机外检修，分离器也为动静态分离器。主要特点与德国LOESCHE 磨相同。TRM型立式磨是天津水泥工业设计研究院研制的立式磨，其特点是磨盘转速较快，因而与其他型式的立式磨相比，在规格相同条件下，产量较高，而在同样能力的条件下，规格较小，设备重量较轻，能适应于风扫式和部分物料外循环系统。与日产5000吨水泥熟料生产线配套粉磨原料的TRM53.40立式磨于2008年9月投入运行，达到了设计的各项技术经济指标。3.MLS（M

9、PS）型立式磨MPS型立式磨是沈阳重型机器厂引进德国非凡公司于一九八五年十二月从西德PFEIFFER公司引进技术生产的立式磨。合同规定转让八种规格产品的全部设计、制造和检验技术，以及试验选型用MPS磨机全套试验室设备，以满足700t/d、1000t/d、2000 t/d水泥厂需要。 由于合同已经到期，沈阳重型机器厂将该立式磨产品改为MLS型立式磨，并开发设计了MLS3626、MLS3626加强型以及MLS4531原料立式磨，分别与2500t/d、3000 t/d和5000 t/d水泥熟料生产线配套粉磨原料。该型立式磨的研磨区域为环槽型、磨辊为轮胎型、辊套为分瓣型结构，每台磨有3个磨辊，由液压缸

10、通过压力框架对3个磨辊加压。  本设计的指导思想和设计路线：鉴于对国内可供选用的几种国产大型立式磨的情况了解和案例分析，以性能可靠、 技术先进、 经济实用、 节能降耗为原则, 在确保设备运行稳妥可靠,确保产品质量和环保水平的前提下本设计对5000t/d水泥生料磨提出初步选型方案：1） HRM4800立式磨：该设备研磨区域中径为Ø4800，研磨区域外径为Ø5600，磨盘外径为 Ø6100。在粉磨原料易磨性Bond指数为15.2kWh/t的难磨物料情况下，产量仍然达到了450t/h，系统粉磨电耗为13.5kWh/t。主要技

11、术经济指标达到了国际同类产品先进水平。 HRM4800立式磨是按照与日产50007000吨水泥熟料生产线配套粉磨原料而设计的，只需配备不同的减速机与电机，就能满足不同水泥生产线的需要，是目前我国最大的立式磨。2）TRM53.40立式磨：TRM型立式磨和LGM型立式磨的结构与LM型立式磨相同，磨盘为平盘、磨辊为锥台型，磨辊能翻出机外检修，分离器也为动静态分离器。主要特点与德国LOESCHE 磨相同。TRM型立式磨是天津水泥工业设计研究院研制的立式磨，其特点是磨盘转速较快，因而与其他型式的立式磨相比，在规格相同条件下，产量较高，而在同样能力的条件下，规格较小，设备重量较轻，能适应于风扫式和部分物料

12、外循环系统。3）MLS4531立式辊磨：此型号的磨机被原国家经贸委列为国家重点新产品，该机采用了国产新技术、新结构，增强了设备运行的可靠性；增加了磨辊测温装置，起到监测磨辊内轴承温度的变化、保护磨辊轴承的作用；分离器传动采用变频电机驱动，主动、静态分离器代替了动态分离器，提高了设备的选粉能力和选粉效率；进料口及喷口环处衬板采用了特殊耐磨材质，延长了磨机的使用寿命，提高了运转率。经鉴定委员会专家评审一致认为：MLS4531立式辊磨机结构设计合理、配置先进，粉磨效率高、烘干能力强、粉磨电耗低，允许入磨粒度大、流程简单、电气控制系统先进，自动化水平高，噪音低、环保节能效果好，设备运行可靠、维修费用低

13、，满足了新型干法水泥生产大型化的要求，填补了我国大型立式辊磨机的空白，其主要性能指标达到了当代国际同类产品先进水平，性能价格比优于国外产品，可以替代进口。通过对三种方案的比较，为了适应新型干法水泥生产线的工艺特点，充分利用窑尾预热分解系统的废气余热，节约能源，以及设计题目的要求，从投入成本.运行成本.设备运行可靠性.易操作性几方面考虑，本设计选择MLS4531立式辊磨，该型号辊磨的性能参数为：生产能力: 400t/h, 入磨粒度: <110mm, 出磨细度:0.08mm筛余 10% 12%, 入磨水分:12%, 出磨水分:0.5%，当入磨粒度100mm, 入磨水分6%, 出磨水分0.5%

14、,磨盘转速：21.6r/min, 成品细度为80m筛筛余10% 12%时, 生产能力为400t/h, 年利用率68.64%。第一章 总论1.1 设计任务及其依据，论述所生产产品的意义和价值1.1.1 设计任务：日产5000吨水泥熟料水泥厂生料粉磨系统工艺设计 1. 1. 2 设计目的：毕业设计的目的在于培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析、解决实际问题能力；提高查阅文献和收集资料的能力，计算机技术和外语应用能力；使学生系统而又熟练地掌握水泥厂工艺流程，具有进行水泥厂主要车间初步设计计算、编写设计说明书等工作能力；进而培养学生创新精神和实践能力，为今后的实际工作打基础。1

15、.1.3 设计内容：1）5000、10000t/d熟料的水泥厂配料设计、物料平衡计算；2）5000、10000t/d熟料的水泥厂设备选型计算和主机生产能力平衡计算；3）5000、10000t/d熟料的水泥厂生料磨系统工艺设计说明书的编制；4）5000、10000t/d熟料的水泥厂工艺流程图及生料磨系统工艺布置图设计。1.1.4 生产产品的种类及意义和价值1.1.4.1 生产产品的种类及定义普通硅酸盐水泥简称普通水泥。凡由硅酸盐水泥熟料、6%-15%的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。国家标准对普通硅酸盐水泥的技术要求有：（1）细度 筛孔尺寸为80&a

16、mp;micro;m的方孔筛的筛余不得超过10%，否则为不合格。（2）凝结时间 处凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于10小时。（3）标号 根据抗压和抗折强度，将硅酸盐水泥划分为325、425、525、625四个标号。普通硅酸盐水泥由于混合材料掺量较少，其性质与硅酸盐水泥基本相同，略有差异，主要表现为：（1）早期强度略低（2）耐腐蚀性稍好（3）水化热略低（4）抗冻性和抗渗性好（5）抗炭化性略差（6）耐磨性略差1.1.4.2 产品的意义及发展投资价值（1）产品意义与价值水泥是建筑工业三大基本材料之一。使用广，用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。其单位质量的能耗只有钢材的1/51/6，合金的1

17、/25，比红砖还底35%。根据预测，下一个世纪的主要建筑材料，还将是水泥和混凝土，水泥的生产和研究仍然极为重要。水泥粉磨和搅拌后，表面的熟料矿物立即与水发生水化反应，放出热量，形成一定的水化产物。由于各种水化的溶解度很小，就在水泥颗粒周围析出。随着水化作用的进行，析出的水化产物不断增多，以致互相结合。这个过程的进行，使水泥浆体稠化而凝结。随后变硬，并能将其搅拌在一起的混合材或矿渣、石等胶粒胶结成整体，逐渐产生强度。因此，水泥成水泥混凝土的强度是随龄期延长而逐渐增长的。早期增长快，但是，只要维持适当的温度和湿度，其强度在几个月、几年后还会进一步有所增长。另一方面，也可能在几十年后尚有未水化的部分

18、残留，仍具有继续进行水化作用的潜在能力。作为胶凝材料，除水硬外，水泥还有许多优点：水泥浆有很好的可塑性，与石拌合后仍能使混合物具有和易性，可浇注成各种形状尺寸的构件，以满足设计的不同要求；适应性强，还可以用于海上、地下、深水或者严寒、干热的地区，以及耐侵蚀、防辐射核电站等特殊要求的工程；硬化后可以获得较高的强度，并且改变水泥的组成，可以适当调节其性能，满足一些工程的不同的需要；尚可与纤维或者聚合物等多种有机、无机材料匹配，制成各种水泥基复合材料，有效发挥材料的潜力；与普通的钢铁相比，水泥制品不会生锈，也没有木材这类材料易于腐朽的特点，更不会有塑性年久老化的问题，耐久性好，维修工作量小等等。因此

19、水泥不但大量用于工业和民用建筑，还广泛应用于交通、城市建设、农林、水利及海港等工程，制成各种形式的混凝土，钢筋混凝土的构件和构件物。而水泥管、水泥船等各种特殊功能的建筑物、构筑物的出现有了可能。此外，如宇宙工业、核工业以及其他新型工业的建设也需要各种无机非金属材料。其中最为基本的是以水泥为主的新型复合材料。因此，水泥工业的发展对保证国家建设计划顺利进行，人民生活水平提高具有十分重要的意义，而且，其他领域的新技术也必须渗透到水泥工业中来，传统的水泥工业势必随着科学技术的发展而带来新的工艺变革和品种演变。应用领域必将有新的开拓，从而使其在国民经济中起到重要的作用。（2）需求地域结构分析（3） 供需

20、平衡分析 （4） 市场竞争分析（波特五力模型）第二章 配料及物料平衡计算2.1基本条件：1）采用窑外分解窑生产熟料；2）物料参数见表1-11-3；3）要求熟料三个率值：KH=0.89±0.01、SM=2.50±0.10、IM=1.60±0.10；4）单位熟料热耗：3055kJ/kg；5）生产损失：生料按1%计算，其它按3%计算。表21 原燃料化学成分（%）名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其 它石灰石41.632.541.110.6452.180.950.95100.00砂岩2.5377.7112.164.090.350.432.73100.00铁

21、粉3.8910.964.9068.664.271.535.79100.00煤灰51.9833.373.024.760.716.36100.00表22 进厂原燃料水分及粒度物料名称石灰石砂岩铁粉原煤水分（%）17148粒度（mm）6004010100表23 煤的工业分析挥发分固定碳灰 分热 值29.77%41.82%25.82%25460kJ/kg2.2假设原料配比石灰石:砂岩:铁粉=0.835:0.1485:0.01652.3 计算白生料化学成分表2-4 白生料化学成分名称烧失量二氧化硅三氧化二铝三氧化二铁氧化钙氧化镁其他合计石灰石34.762.120.930.5343.570.790.798

22、3.5砂岩0.3811.541.810.610.050.060.4114.85铁粉0.060.180.081.130.070.030.101.65白生料35.2013.842.812.2743.690.881.291002.4 计算灼烧基生料化学成分灼烧基成分=A/(100-L)=A/(100-35.20)表2-5 灼烧基生料化学成分名称SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其 它合计成分21.364.343.5167.431.362.001002.5 计算熟料标准煤耗单位熟料热耗:3055kj/kg标准煤耗=熟料热耗/煤热值=3055/25460=0.Kg煤/Kg熟料2.6计算煤灰掺入量G

23、A=P*A*S/100=0.*25.82%*100/100=3.%( 其中A:煤收到基灰分含量（%）；S：煤灰沉落于熟料中的百分率（%），一般取100 )2.7计算熟料化学成分（%）表2-6 熟料化学成分成分二氧化硅三氧化二铝三氧化二铁氧化钙氧化镁其他总共灼烧生料0.20.4.3.65.1.1.97.煤灰0.0.0.0.0.0.0.2.熟料121.5.4.64.1.2.1002.8计算率值KH=（CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3）/2.8SiO2=0.890(0.89±0.01)SM=SiO2/( Al2O3+ Fe2O3)=2.55 (2.50±0.10)I

24、M= Al2O3 /Fe2O3=1.50(1.60±0.10)经验算满足设计要求，可取2.9 计算熟料料耗1.理论料耗HL=（100- GA）/（100-生料烧失量）=1.4954Kg生料/Kg熟料2.实际料耗HS= HL/（1-生产损失）=1.5105Kg生料/Kg熟料2.10计算实物煤耗P=P/（1-煤生产损失）=0.1237Kg煤/Kg熟料2.11 计算干基实际消耗定额干石灰石=1.5105×0.835/（1-1%）=1.2740Kg干石灰石/Kg熟料干砂岩=0.22266Kg干砂岩/Kg熟料干铁粉=0.0252Kg干铁粉/Kg熟料2.12 计算湿基实际消耗定额湿石灰

25、石=1.2740/（1-1%）=1.Kg湿石灰石/Kg熟料湿砂岩=0.22266/（1-7%）=0.Kg湿砂岩/Kg熟料湿铁粉=0.0252/(1-14%)=0.Kg湿铁粉/Kg熟料湿原煤=0.1257/（1-8%）=0.Kg湿原煤/Kg熟料2.13计算湿物料配合比湿物料总量=湿石灰石+湿砂岩+湿铁粉=1.表2-7 湿物料配合比物料名称湿石灰石湿粘土湿铁粉配比%82.5007515.620711.87854专心-专注-专业2.14编制物料平衡表表2-8 物料平衡表物料名称湿物料配合比（%）天然水分（%）消耗定额(kg/t)物料平衡量(t)干燥含天然水分的干燥的含天然水分的每小时每天每年每小时每

26、天每年石灰石82.5007511274.01286.869265.416676370268.097716434.345.95砂岩15.620717226.6243.65647.20833113350.761671218.28.8铁粉1.878541425.229.3025.25126390606.10458146.5145418.1煤灰/8123.7134.45725.77083618.528.01188672.285.35熟料2085000备注：每天按24小时计算，每年310天。石灰石破碎为两班制，其余为三班制。单位熟料热耗：3055kJ/kg，生产损失：生料按1%计算，其它按3%计算。标准

27、煤耗为0.Kg煤/Kg熟料，煤的热值为25460kJ/kg。第三章 总平面布置和工艺流程工厂总平面设计的任务，是根据厂区地形，进出厂物料运输方向和运输方式，工程地址，电源进线方向等，全面衡量，合理布置全厂所有建筑物，构筑物，铁路，道路以及地下和地上工程管线的平面和竖向的相互位置，使之适合于工艺流程，并与场地地形及绿化，美化相适应，保证劳动者有良好的劳动条件，从而使工厂组成一个有机的生产整体，以使工厂能发挥其最大的生产效能。现代化的水泥企业，从生产所需原料的机械化开采起，经过一系列的运输和加工，到水泥的包装或散装输出为止，系一级其复杂而科学的生产过程，故其总平面图设计必须处理许多复杂的技术问题。

28、而总平面设计的合理与否，对工厂的建设，生产以及将来的发展都有直接而深远的影响。因此，工厂的主管部门和设计等建筑单位都必须十分重视平面布置的设计。3.1 水泥总平面设计的步骤在两阶段设计中，工厂总平面图设计亦按初步设计及施工图设计两阶段进行。每个设计阶段又分为资料图和成品图两个步骤进行工作。现将各阶段工作分别叙述如下：3.1.1初步设计（1）工厂总平面轮廓图（资料图）根据与有关专业人员商定的各项建筑物设想的外形轮廓尺寸，并结合所选厂址的厂区地形，主导风向，铁路专用线及公路布置，电源等具体条件，绘出生产车间总平面轮廓资料图。在布置过程中应考虑厂内外道路及预留各种管线位置。（2）工厂总平面图（初步设

29、计成品图）在调整、补充、完善工厂总平面轮廓图的基础上，绘制工厂总平面布置图。3.2 工艺设计的基本原则3.2.1 工艺设计的基本原则 根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计。 主要设备的能力应与工厂规模相适应。 选择技术先进、经济合理的工艺流程和设备。 全面解决工厂生产，厂外运输和各种物料的储备关系。 注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展的余地。 合理考虑机械化、自动化装备水平。 重视消音除尘，满足环保要求。 方便施工、安装，方便生产、维修。3.3 工艺流程简介3.3.1水泥生产原燃料及配料生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加

30、校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。1、 石灰石原料 石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。2、 黏土质原料 粘土质原料是水泥的主要配料,主要利用其二氧化硅(SiO_2),三氧化二铝(Al_2O_3)和少量的三氧化二铁(Fe_2O_3)。天然粘土质原料有黄土、粘土以及砂页岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩等(以下简称粘土岩)。立窑生产水泥,生料须先成球。因粘土的塑性比较好,颗粒比较细,容易成球,有利于煅烧。所以最常用的是黄土、粘土。 (一

31、)粘土矿规模及矿石质量特征我省粘土分布虽广,但在质量、数量以及开采技术条件都能满足建矿要求的矿山却不多,不是与农业争地,就是储量分散,规模小,或者矿石质量不稳定,开采技术条件差。3、 校正原料 当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的 含量不足，有的 和 含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料（1）      硅质校正原料 含 80%以上（2）      铝质校正原料 含 30%以上（3）      铁质校正原料 含 50%以上3.3.2 硅酸盐水泥熟料的矿物组成

32、硅酸盐水泥熟料的矿物主要由硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙组成。3.3.3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。 破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高黂机的产量。物料破碎后，可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象，

33、有得于制得成分均匀的生料，提高配料的准确性。 （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。 原料预均化的基本原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。意义： （1）均化原料成分，减少质量波动，以利于生产质量更高的熟料，并稳定烧成系统的生产。  （2）扩大矿山资源的利用，提高开采效率，最大限度扩大矿山的覆盖物和夹层，在矿山开采的过程中不出或少出废

34、石。  （3）可以放宽矿山开采的质量和控要求，降低矿山的开采成本。  （4）对黏湿物料适应性强。  （5）为工厂提供长期稳定的原料，也可以在堆场内对不同组分的原料进行配料，使其成为预配料堆场，为稳定生产和提高设备运转率创造条件。  （6）自动化程度高。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

35、制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。工作原理 电动机通过减速装置带动磨盘转动，物料通过锁风喂料装置经下料溜子落到磨盘中央，在离心力的作用下被甩向磨盘边缘交受到磨辊的辗压粉磨，粉碎后的物料从磨盘的边缘溢出，被来自喷嘴高速向上的热气流带起烘干，根据气流速度的不同，部分物料被气流带到高效选粉机内，粗粉经分离后返回到磨盘上，重新粉磨；细粉则随气流出磨，在系统收尘装置中收集下来，即为产品。没有被热气流带起的粗颗粒物料，溢出磨盘后被外循环的斗式提升机喂入选粉机，粗颗粒落回磨盘，再次挤压粉磨。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

36、生料成分的最后一道把关作用。均化原理： 采用空气搅拌，重力作用，产生“漏斗效应”，使生料粉在向下卸落时，尽量切割多层料面，充分混合。利用不同的流化空气，使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，从而使库内料面产生倾斜，进行径向混合均化。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。    工作原理：预热器的

37、主要功能是充分利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料，使生料预热及部分碳酸盐分解。为了最大限度提高气固间的换热效率，实现整个煅烧系统的优质、高产、低消耗，必需具备气固分散均匀、换热迅速和高效分离三个功能。（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

38、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。4、水泥熟料的烧成烧成系统由五级旋风预热器、分解炉、回转窑、篦冷机组成。喂入预热器的生料经预热器预热、在分

39、解炉内分解后，喂入窑内煅烧；出窑高温熟料在水平推动篦式冷却机内得到冷却，大块熟料经冷却机出口处锤式破碎机破碎后，汇同出冷却机的小粒熟料经盘式输送机送至熟料库。篦冷机排出的热空气部分作为高温风入窑和三次风送往分解炉，部分作为煤粉制备的烘干热源，剩余废气经电收尘净化后排入大气。第四章 生料粉磨车间设计在整个水泥生产过程中，物料粉磨是最为重要的一个环节。因此也就有了“两磨一烧”的说法。随着新型干法水泥生产技术的发展，为了适应不同原料和工艺的要求，提高粉磨效率，生料粉磨系统也得到了不断的改进和发展。近年来其发展特点如下： （1）原料的烘干和粉磨一体化，烘干兼粉磨流程得到了广泛应用，并且由于结构和材质方

40、面的改进，辊式磨得到了新的发展。（2）磨机和新型高效选粉机，输送设备相匹配，组成了各种新型干法闭路粉磨流程，提高粉磨效率，降低电耗。（3）设备日趋大型化，以简化设备和工艺流程，与窑的大型化相匹配。（4）新型节能粉磨设备辊压机不但应用在生料粉磨系统中，而且也应用在水泥粉磨系统中。（5）采用预烘干（或预破碎）形式组成烘干（破碎）粉磨联合机组。（6）管磨机内部结构的改进。（7）利用悬浮预热器窑和预分解窑320350的废气来烘干原料，发展了各种烘干磨。（8）采用电子定量喂料秤，X荧光分析仪、电子计算机自动调节系统，控制原料的配料，为入窑生料成分的均齐、稳定创造条件。（9）磨机系统操作自动化。应用自动调

41、节回路以及电子计算机控制生产，代替人工操作力求生产稳定。当前粉磨设备的发展，主要还在节能方面，力求降低粉磨电耗。同时，也在采取积极措施尽量降低磨损件的磨耗。4.1 生料粉磨4.1.1 生料粉磨的意义生料的细度直接影响窑内锻烧时熟料的形成速度。生料细度越细，则生料各组分间越能混合均匀，窑内锻烧时生料各组分越能充分接触，使碳酸钙分解反应、固相反应和固液相反应的速度加快，有利于游离氧化钙的吸收；但当生料细度过细时，粉磨单位产品的电耗将显著增加，磨机产量迅速降低，而对熟料中游离氧化钙的吸收并不显著。生料中的粗颗粒，特别是一些粗大的石英（结晶 Si0 ：）和方解石晶体的反应能力低，且不能与其他氧化物组分

42、充分接触，这就造成锻烧反应不完全，使熟料 ,f-Ca 0 增多，严重影响熟料质量，所以必须严格加以控制，而颗粒较均匀的生料，能使熟料锻烧反应完全，并加速熟料的形成，故有利于提高窑的产量和熟料的质量。因此，生料的粉磨细度，用管磨机生产时通常控制在 0. 08mm 方孔筛筛余 10 左右，0.2m m 方孔筛筛余小于 1. 5 为宜。闭路粉磨时，因其粗粒较少，产品颗粒较均匀，因而可适当放宽 0. 08mm 筛筛余，但仍应控制。 2mm 筛筛余，对于原料中含石英质原料和粗质石灰岩时，生料细度应细些，特别要注意 0. 2mm 筛筛余量。生料粉磨是水泥生产的重要工序，其主要功能在于为熟料煅烧提供性能优良

43、的粉末状生料。对粉磨生料要求：一是要达到规定的颗粒大小（可以细度，比面积等表示）；二是不同成分的化学原料颗粒混合均匀；三是粉磨效率高，耗能少，工艺简单，易于大型化，形成规模化生产能力。由于生料粉磨设备，土建等建设投资高，消耗量大（一般占水泥电耗的1/4以上）。因此采用高新技术，优化生料粉磨工艺，对水泥工业现代化建设起到重大的作用和意义。4.1.2 粉磨的基本原理物料的粉磨是在外力作用下，通过冲击，挤压研磨克服物料晶体内部各质点和晶体之间的内聚力，是大块物料变成细粉的过程。粉磨功一部分用于物料生成新的表面积，变成固体的自由表面能；大部分则转变为热量散失于空间。三个著名的基本原理第一粉碎原理：（粉

44、碎表面积原理）粉碎物料时，所消耗的能量与物料形成的新表面积成正比。第二粉碎原理：粉碎容积或重量原理。第三粉碎原理：邦得粉磨工作指数原理。4.1.3 干法生料粉磨4.1.3.1 干法生料粉磨类型及比较粉磨流程又称为粉磨系统，它对粉磨作业的产量、质量、电耗、投资，以及便于操作、维护等都有十分重要意义。粉磨系统有开路和闭路两种。当物料一次通过磨机后即为成品时称为开路系统；当物料出磨后经过分级设备选出产品，粗料返回磨机内再磨称为闭路系统。开路系统的优点是：流程简单，设备少，投资省，操作维护方便，但物料必须全部达到产品细度后才能出磨。开路系统产品颗粒分布较宽，当产品细度（筛余）达到求时，其中必有一部分物

45、料过细，称为过粉磨现象。过细的物料在磨内产生缓冲垫层，妨碍粗料进一步磨细，从而降低粉磨效率。闭路系统与开路系统相比，由于细粉被及时选出，产品粒度分布较窄，过粉磨现象得以减轻。出磨物料经输送及分选，可散失一部分热量，粗粉再回磨时，可降低磨内温度，有利于提高磨机产量，降低粉磨电耗。一般闭路系统较开路系统可提高产量 15 -25 ，产品细度可通过调节分级设备来控制。但是闭路系统设备多，较为复杂，系统设备利用率低，投资大，操作、维护、管理较复杂。 此外，开路系统产品的颗粒分布较宽，而闭路系统产品的颗粒组成较均匀，粗粒和微粉数量减少，因而在相同比表面积的条件下，闭路较开路粉磨的水泥，早期强度略有提高，后期强度有较明显的提高，如保持同样的强度，则闭路系缠的产晶些表面积可4.1.3.2干法生料粉磨系统介绍 干法生料粉磨系统，需要对含有水分的物料进行烘干。 50 年代以前建的水泥厂，物料多数是经过单独烘干设备烘干后再入磨粉磨，随着干法水泥生产技术的发展，特别是悬浮预热器窑和预分解窑的出现，为充分利用窑的废气余热并简化生产工艺过程，出现了多种闭路的烘干一粉磨系统，如尾卸提升烘干磨，中卸提升烘干磨，风扫式钢球磨和立式磨（