课程设计---水泥粉磨车间设计说明书.doc
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1、课程设计说明书题目: 水泥粉磨车间设计 院 系: 材料科学与工程学院 专业班级: 无机非金属材料工程08-2班 学 号: 2008300178 课程设计(论文)任务书 材料科学与工程 学院 无机非金属材料 教研室学 号 学生姓名 专业(班级)无机非金属材料工程08-2班 设计题目水泥粉磨车间设计设计技术参数窑型为460预分解窑, 窑产量为日产熟料2500吨 原料配比为石灰石84.58%,砂页岩6.70%,粉煤灰6.70%,铁矿石2.01%。率值为KH=0.877,SM=2.42,IM=1.56 石膏掺加量为2.5%,混合材掺加量为30%磨机主要参数:规格(m):413;筒体转速(r/min):
2、 15.46;研磨体装载量(t):235;设计产量(t/h):85设计要求年产矿渣水泥95万吨。工作量A1图纸一张5000字左右的说明书一份工作计划第16周查阅资料,确定相关参数第18周完成图纸设计第17周完成物料平衡计算第19周完成课程设计说明书参考资料1.2.3.指导教师签字教研室主任签字2011年 12 月12 日学生姓名: 学号: 专业班级: 无机非金属材料工程08-2班 课程设计题目: 水泥粉磨车间设计 指导教师评语:成绩: 指导教师: 年 月 日 课程设计(论文)成绩评定表目 录摘 要I引 言i1.配料计算11.1 窑的生产能力标定11.2 原、燃料的选择及确定原料配比21.2.1
3、 原料和燃料的选择21.2.2 确定原料配比31.3 率值计算42. 物料平衡计算62.1消耗定额计算62.1.1 原料消耗定额计算62.1.2 石膏和混合材消耗定额计算72.1.3 燃料消耗定额计算72.1.4 熟料及水泥消耗定额82.2 编制物料平衡表83 .工艺流程选择设备选型103.1 工艺流程选择103.2 主机选型10附属设备选型11选粉设备的选型11辊压机的选型133.3.3 除尘系统14斗式提升机16输送设备163.4 设备明细表16总结19参考文献20致谢21摘 要 水泥熟料的粉磨是水泥生产的一个至关重要的环节,对水泥成品的质量起关键的影响。设计的目的之一,就是在保证水泥产量
4、和质量的前提下,减少成本,降低电力消耗,减少污染等。本次设计的内容是年产95万吨矿渣水泥粉磨系统。在设备选用上,尽量选用国内设备以便维修保养方便。设计的内容具体为:1.配料计算2.物料平衡3.主机选型4.设计车间的工艺布局在水泥粉磨环节,采用目前较为广泛使用的辊压机预粉磨系统,该粉磨系统系将物料先经辊压机辊压后送入后续球磨机粉磨成成品。该系统目前运用技术已日趋成熟,具有节能高效等特点,为大多数大型水泥厂家所接受。关键词:配料 平衡 选型 设计 产量引 言1、水泥粉磨流程和设备发展情况水泥粉磨是水泥工业生产中好点最多的一个工序。近年来,随着新型干法水泥生产的发展,为了提高粉磨效率,节约能源,提高
5、经济效益,水泥粉磨设备在大型化 同时,也在不断地改进和发展,其发展情况是:(1)在设备大型化的同时力求选用高效、节能型磨机。用于水泥粉磨的钢球磨机直径已达5m以上,电机功率达7000KW以上,台时产量达300t/h以上。丹麦史密斯公司开发了钢段节能的康碧丹磨。辊式磨也开始用于水泥粉磨。德国研制了新型节能粉磨设备-辊压机。(2)采用高效选粉机。为了适应磨机大型化的要求,闭路流程的选粉设备也得到了较大发展。旋粉效率达74%的日本小野田重工业公司的旋风筒式的O-SEPA、丹麦史密斯公司SEPAX和美国斯特蒂文特公司的SD等高效选粉机相继出现。机械旋转式空气选粉机,目前其最大直径已达11m以上,选粉能
6、力达300t/h以上。旋风式选粉机最大选粉能力已达500t/h。(3)采用新型衬板,改善磨机部件及研磨件材质。目前水泥磨常用的衬板有压条式凸接衬板、达凸波形衬板、曲面环向阶梯衬板、锥面分级衬板、螺旋凸棱形分级衬板、角螺旋分级衬板、圆角方形衬板、环沟衬板、橡胶衬板、无螺旋衬板等。在改善易磨部件及研磨体材质方面,日益广泛地采用各种合金钢材料,提高耐磨性能,降低磨耗率,提高部件及研磨体使用寿命。原来使用耐磨性低的普通钢材时,每吨水泥磨耗的衬板及研磨体达1000g之多,目前一般可降到100g以下。(4)添加助磨剂,提高粉磨效率。助磨剂能够消除水泥粉磨时物料结块和消除物料黏糊研磨体及衬板的弊端,改善粉磨
7、作用,有效地提高粉磨效率。常用的助磨剂有三乙醇胺、多缩乙二醇、等。一般从磨头加入,掺加量约为0.008%-0.08%。(5)降低水泥温度,提高粉磨效率,改善水泥品质。在水泥粉磨作业中,为防止石膏脱水,降低水泥粉磨的温度,提高粉磨效率,改善水泥品质,除已广泛采用的磨体淋水,加强磨内通风等措施外,近年来采用了向磨内喷水,在选粉机内通风和采用水泥冷却器对出磨水泥进行冷却等方法。(6)实现操作自动化。目前,水泥粉磨已广泛采用电子定量喂料秤、自动化仪表及电子计算机控制生产,实现操作自动化,以进一步稳定磨机生产,提高生产效率。磨内作业主要利用电耳和提升机负荷、选粉机回料量等参数进行磨机的负荷控制。对石膏掺
8、加量等亦可用X荧光分析仪、电子计算机进行配料控制。(7)采取其他技术措施 如降低入磨物料粒度,保证水泥成品的合理颗粒级配及根据产品标准选择适当的比表面积,改善配料,选择合理的熟料矿物组成,降低入磨物料水分等。 (8)开发粉状输送的新型设备 在广泛推广应用挤压粉磨的同时,在粉状物料输送方面,研发机械输送粉状的超高超重提升机、密封皮带机、新型空气斜槽等装备,代替气力输送粉体物料旧模式,力求水泥生产综合电耗的进一步降低。水泥粉磨流程主要有下列两种类型:开路流程:管磨、康碧丹磨。闭路流程:一级管磨闭路、二级球磨闭路、辊式磨和辊压机等。近年来,水泥粉磨趋向于闭路流程,特别是大型磨机更是如此。在闭路流程中
9、,又趋向于球磨机、辊压机及高效选粉机不同组合的粉磨流程。其中,辊压机混合型粉磨系统是当今水泥行业最盛行的水泥粉磨系统。这种粉磨流程与传统球磨机相比,可节省水泥的单位电耗近30%,还能确保水泥质量。1.配料计算1.1 窑的生产能力标定设计任务要求设计年产矿渣水泥95万吨,由于矿渣水泥中混合材掺量为20%到70%,设计中取30%,石膏掺量根据水泥中SO3含量确定。根据水泥年产量计算水泥熟料年产量: Qy=(100-d-e)/(100-p)Gy 式中:Qy要求的熟料年产量(t/a); Gy工厂规模(t/a);p水泥的生产损失(),可取为13计算中取1%;d水泥中石膏的掺入量()(因石膏中含SO3为4
10、0%,若取水泥中SO3含量为1%时,石膏掺量为2.5%); e水泥中混合材的掺入量(); Qy=(100-2.5-30)/(100-1) 950000=647727.77(t)根据水泥熟料年产量确定水泥熟料日产量: Qy=365Qd,对预分解窑年利用率为:85%95%,在此取=85%则有:Qd=647727.77/365/0.85=2087.76(t)选窑规格:460m2=,L=60m根据以下公式计算窑产量:Gd1 =0.37743Di(2.5185)L(0.51861)=85.1t/h(或2042t/d)Gd2=1.5564Di(3.0765)=87.1t/h(或2090t/d)Gd3=0.
11、15362Vi(0.97422)=82.9t/h(或2013t/d)Gd4=0.27250Di(2.6804)L(0.48912)=83.0T/h(或1992t/d)G平均=(G1+G2+G3+G4)/4=84.8t/h(或2035t/d)Gd1与平均值最接近窑台数:n= Qy /(8760Gd1)= 647727.27/(876085.1)=1.02,标定此窑产量Qd=2500t/d 。 对于日产熟料2500t的窑,熟料小时产量产量:Qh=Qd/24=104.17(t/h),熟料年产量:Qy=365Qd =3652500=775625(t/y);相对应的水泥小时产量:Gh=(100-p)/(
12、100-d-e)Qh=152.78(t/h), 水泥日产量:Gd= Gh=(100-p)/(100-d-e)2500 =3666.67(t/d),水泥年产量:Gy= Gh=(100-p)/(100-d-e)Qy=1137583.33(t/y)。1.2 原、燃料的选择及确定原料配比 原料和燃料的选择一、原燃材料资源:1石灰石:自备矿山,中硬,含水量1%。2粘土:自备矿山,含水量4%。3砂岩:自备矿山,含水量2%。4铁矿:外购,铁矿尾砂,含水量15%。5粉煤灰:外购,含水量0.5%。6矿渣(混合材):外购,碱性矿渣,含水量15%7石膏:外购,SO3:40%;W:少量;块度300毫米。8燃料:外购,
13、烟煤或无烟煤,易磨性系数1.36,块度80毫米。二、烟煤及无烟煤的工业分析:表1-1烟煤及无烟煤的工业分析名称水分(Mar/%)挥发份(Var/%)灰分(Aar/%)固定碳(Car%)热值(Qar%)烟煤无烟煤75.05三、原料及煤灰的化学成分表1-2 原料及煤灰的化学成分名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO总和石灰石粘土砂页岩粉煤灰铁矿石0烟煤煤灰无烟煤煤灰对于回转窑由于煅烧熟料时要求火焰的长度比较长,因此燃料常选烟煤。考虑到节省土地和尽量利用废弃物的原则原料可以选石灰石、砂页岩、粉煤灰、铁粉四种,其中粉煤灰和砂页岩按一定比例混合等效于粘土。 确定原料配比对于新型干法水泥生产工
14、艺,水泥熟料率值大致为:KH=0.86-0.90,SM=2.2-2.6,IM=1.3-1.8。根据新型干法水泥厂工艺设计手册确定KH=0.88+-0.22,SM=2.5+-0.1,IM=1.6+-0.1。熟料单位热耗确定为3100KJ/Kg熟料。煤灰掺入量:GA=qAyS/ Qy100=(310027.76%100)=4.04%,S为粉尘沉落度,有收尘设备时取100。设W=97.5%W(Fe2O3=3.47%W(Al2O3)=IMW(Fe2O3)=5.55%W(SiO2)=SMW(Al2O3)+W (Fe2O3 )=22.55%W(CaO)=W-W(SiO2)+W(Al2O3)+W(Fe2O3
15、)=65.93%表1-3 配料计算过程计算步骤SiO2Al2O3Fe2O3CaO其他备注所要求熟料组成粉煤灰差2.21-127Kg石灰石干石灰石=65.68%/51.54%100Kg=差-11Kg粉煤灰100Kg=差0-3Kg铁矿石干铁矿石=0.98%/31.21%100Kg=差砂页岩干砂页岩=8.44%/88.40%100Kg=差+1Kg粉煤灰干粉煤灰=0.41%/33.74%100Kg=和砂页岩0.02干砂页岩=0.51%/88.4%100Kg=差+石灰石干石灰石=0.40%/51.54%100Kg=差)100%=84.85%100%=6.70%100%=6.70%100%=2.01%1.
16、3 率值计算表1-4 熟料各成分计算过程名称配合比(%)烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO石灰石砂页岩粉煤灰铁矿石生料100灼烧生料-灼烧生料-煤灰-熟料100-KH=Ca-1.65 Al2O3-0.35 Fe2O3SM= SiO2/( Al2O3+ Fe2O3IM=Al2O3/ Fe2O3=1.562. 物料平衡计算 原料消耗定额计算考虑煤灰掺入量时,1t熟料的干生料理论消耗量:KT=(100-s)/(100-I)式中 KT干生料理论消耗量(t/t熟料); I干生料的烧失量(); s煤灰掺入量,以熟料百分数表示()。则有:KT(t/t熟料);考虑煤灰掺入量时,1t熟料的干生料消耗定额:
17、K生=100K干/(100-P生)式中 K生干生料消耗定额(t/t熟料); P生生料的生产损失(),一般13,计算时取1%。则有:K生=(100(t/t熟料);各种干原料消耗定额: K原=K生X式中 K原某种干原料的消耗定额(t/t熟料); X干生料中该原料的配合比()。则有:K干石= K生84.59%=1.269(t/t熟料);K干砂=K生6.70%=0.1005(t/t熟料);K干粉= K生6.70%=0.1005(t/t熟料);K干铁=K生2.01%=0.03051(t/t熟料)。各物料的湿消耗定额:K湿=100K干/(100-W0)式中 K湿、K干分别表示湿、干物料消耗定额(t/t熟料
18、); W0该湿物料的天然水分()。则有:K湿生=100K生/(100-W0)=1001.5/(100-1.3148)=1.52(t/t熟料)其中W生15)/100=1.3148%;k湿石=100K干石/(100-W0)=1001.269/(100-1)=1.282(t/t熟料);K湿砂=100K干砂/(100-W0)=1000.1005/(100-2)=0.1026(t/t熟料);K湿粉=100K干粉/(100-W0)=1000.1005/(100-0.5)=0.1010(t/t熟料);K湿铁=100K干铁/(100-W0)=1000.03015/(100-15)=0.03547(t/t熟料)
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