水泥生產(chǎn)工藝是什么？

【專家解說(shuō)】：水泥生產(chǎn)工藝流程： 1、破碎及預(yù)均化 （1）破碎 水泥生產(chǎn)過(guò)程中，大部分原料要進(jìn)行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開(kāi)采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。 （2）原料預(yù)均化 預(yù)均化技術(shù)就是在原料的存、取過(guò)程中，運(yùn)用科學(xué)的堆取料技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原料的初步均化，使原料堆場(chǎng)同時(shí)具備貯存與均化的功能。 2、生料制備 水 泥生產(chǎn)過(guò)程中，每生產(chǎn)1噸硅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(jù)統(tǒng)計(jì)，干法水泥生產(chǎn)線粉磨作業(yè)需要消耗的動(dòng)力約占 全廠動(dòng)力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占約3%，水泥粉磨約占40%。因此，合理選擇粉磨設(shè)備和工藝流程，優(yōu)化工藝參數(shù)，正確操作，控制 作業(yè)制度，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗具有重大意義。 3、生料均化 新型干法水泥生產(chǎn)過(guò)程中，穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工制度的前提，生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關(guān)作用。 4、預(yù)熱分解 把 生料的預(yù)熱和部分分解由預(yù)熱器來(lái)完成，代替回轉(zhuǎn)窯部分功能，達(dá)到縮短回窯長(zhǎng)度，同時(shí)使窯內(nèi)以堆積狀態(tài)進(jìn)行氣料換熱過(guò)程，移到預(yù)熱器內(nèi)在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行，使 生料能夠同窯內(nèi)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(dá)到提高窯系統(tǒng)生產(chǎn)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(nèi)進(jìn)行的。喂入預(yù)熱器管道中的生料，在與高速上升氣流的沖擊下，物料折轉(zhuǎn)向上隨氣流運(yùn)動(dòng)，同時(shí)被分散。 （2）氣固分離 當(dāng)氣流攜帶料粉進(jìn)入旋風(fēng)筒后，被迫在旋風(fēng)筒筒體與內(nèi)筒（排氣管）之間的環(huán)狀空間內(nèi)做旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，并且一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下運(yùn)動(dòng)，由筒體到錐體，一直可以延伸到錐體的端部，然后轉(zhuǎn)而向上旋轉(zhuǎn)上升，由排氣管排出。 （3）預(yù)分解 預(yù) 分解技術(shù)的出現(xiàn)是水泥煅燒工藝的一次技術(shù)飛躍。它是在預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)分解爐和利用窯尾上升煙道，設(shè)燃料噴入裝置，使燃料燃燒的放熱過(guò)程與生料的碳 酸鹽分解的吸熱過(guò)程，在分解爐內(nèi)以懸浮態(tài)或流化態(tài)下迅速進(jìn)行，使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來(lái)在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行的碳酸鹽分解任務(wù)，移到分解爐內(nèi) 進(jìn)行；燃料大部分從分解爐內(nèi)加入，少部分由窯頭加入，減輕了窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)荷，延長(zhǎng)了襯料壽命，有利于生產(chǎn)大型化；由于燃料與生料混合均勻，燃料燃燒熱 及時(shí)傳遞給物料，使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過(guò)程得到優(yōu)化。因而具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗等一系列優(yōu)良性能及特點(diǎn)。 5、水泥熟料的燒成 生料在旋風(fēng)預(yù)熱器中完成預(yù)熱和預(yù)分解后，下一道工序是進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行熟料的燒成。 在 回轉(zhuǎn)窯中碳酸鹽進(jìn)一步的迅速分解并發(fā)生一系列的固相反應(yīng)，生成水泥熟料中的等礦物。隨著物料溫度升高近時(shí)，等礦物會(huì)變成液相，溶解于液相中的 和 進(jìn)行反應(yīng)生成大量 （熟料）。熟料燒成后，溫度開(kāi)始降低。最后由水泥熟料冷卻機(jī)將回轉(zhuǎn)窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫(kù)和水泥磨所能承受的溫度，同時(shí)回收高溫熟料的顯 熱，提高系統(tǒng)的熱效率和熟料質(zhì)量。 6、水泥粉磨 水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗電最多的工序。其主要功能在于將水泥熟料（及膠凝劑、性能調(diào)節(jié)材料等）粉磨至適宜的粒度（以細(xì)度、比表面積等表示），形成一定的顆粒級(jí)配，增大其水化面積，加速水化速度，滿足水泥漿體凝結(jié)、硬化要求。 7、水泥包裝 水泥出廠有袋裝和散裝兩種發(fā)運(yùn)方式。 水泥生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)方法 硅酸鹽類水泥的生產(chǎn)工藝在水泥生產(chǎn)中具有代表性，是以石灰石和粘土為主要原料，經(jīng)破碎、配料、磨細(xì)制成生料，然后喂入水泥窯中煅燒成熟料，再將熟料加適量石膏（有時(shí)還摻加混合材料或外加劑）磨細(xì)而成。 水泥生產(chǎn)隨生料制備方法不同，可分為干法(包括半干法)與濕法（包括半濕法）兩種。 ①干法生產(chǎn)。將原料同時(shí)烘干并粉磨，或先烘干經(jīng)粉磨成生料粉后喂入干法窯內(nèi)煅燒成熟料的方法。但也有將生料粉加入適量水制成生料球，送入立波爾窯內(nèi)煅燒成熟料的方法，稱之為半干法，仍屬干法生產(chǎn)之一種。 ②濕法生產(chǎn)。將原料加水粉磨成生料漿后，喂入濕法窯煅燒成熟料的方法。也有將濕法制備的生料漿脫水后，制成生料塊入窯煅燒成熟料的方法，稱為半濕法，仍屬濕法生產(chǎn)之一種。 干法生產(chǎn)的主要優(yōu)點(diǎn)是熱耗低（如帶有預(yù)熱器的干法窯熟料熱耗為3140～3768焦/千克），缺點(diǎn)是生料成分不易均勻，車間揚(yáng)塵大，電耗較高。濕法生產(chǎn)具有操作簡(jiǎn)單，生料成分容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量好，料漿輸送方便，車間揚(yáng)塵少等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是熱耗高（熟料熱耗通常為5234～6490焦/千克）。 生產(chǎn)工序 水泥的生產(chǎn)，一般可分生料制備、熟料煅燒和水泥制成等三個(gè)工序。 (1) 生料磨制 分干法和濕法兩種。干法一般采用閉路操作系統(tǒng)，即原料經(jīng)磨機(jī)磨細(xì)后，進(jìn)入選粉機(jī)分選，粗粉回流入磨再行粉磨的操作，并且多數(shù)采用物料在磨機(jī)內(nèi)同時(shí)烘干并粉磨的工藝，所用設(shè)備有管磨、中卸磨及輥式磨等。濕法通常采用管磨、棒球磨等一次通過(guò)磨機(jī)不再回流的開(kāi)路系統(tǒng)，但也有采用帶分級(jí)機(jī)或弧形篩的閉路系統(tǒng)的。 (2) 煅燒 煅燒熟料的設(shè)備主要有立窯和回轉(zhuǎn)窯兩類，立窯適用于生產(chǎn)規(guī)模較小的工廠，大、中型廠宜采用回轉(zhuǎn)窯。 ①立窯： 窯筒體立置不轉(zhuǎn)動(dòng)的稱為立窯。分普通立窯和機(jī)械化立窯。普通立窯是人工加料和人工卸料或機(jī)械加料，人工卸料；機(jī)械立窯是機(jī)械加料和機(jī)械卸料。機(jī)械立窯是連續(xù)操作的，它的產(chǎn)、質(zhì)量及勞動(dòng)生產(chǎn)率都比普通立窯高。近年來(lái)，國(guó)外大多數(shù)立窯已被回轉(zhuǎn)窯所取代，但在當(dāng)前中國(guó)水泥工業(yè)中，立窯仍占有重要地位。 根據(jù)建材技術(shù)政策要求，小型水泥廠應(yīng)用機(jī)械化立窯，逐步取代普通立窯。 ②回轉(zhuǎn)窯： 窯筒體臥置（略帶斜度，約為3%），并能作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的稱為回轉(zhuǎn)窯。分煅燒生料粉的干法窯和煅燒料漿（含水量通常為35％左右）的濕法窯。 a.干法窯 干法窯又可分為中空式窯、余熱鍋爐窯、懸浮預(yù)熱器窯和懸浮分解爐窯。70年代前后，發(fā)展了一種可大幅度提高回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的煅燒工藝——窯外分解技術(shù)。其特點(diǎn)是采用了預(yù)分解窯，它以懸浮預(yù)熱器窯為基礎(chǔ)，在預(yù)熱器與窯之間增設(shè)了分解爐。在分解爐中加入占總?cè)剂嫌昧?0～60％的燃料，使燃料燃燒過(guò)程與生料的預(yù)熱和碳酸鹽分解過(guò)程，從窯內(nèi)傳熱效率較低的地帶移到分解爐中進(jìn)行，生料在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下與熱氣流進(jìn)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(dá)80％以上，達(dá)到減輕窯的熱負(fù)荷，延長(zhǎng)窯襯使用壽命和窯的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，在保持窯的發(fā)熱能力的情況下，大幅度提高產(chǎn)量的目的。 b.濕法窯 用于濕法生產(chǎn)中的水泥窯稱濕法窯，濕法生產(chǎn)是將生料制成含水為32%~40%的料漿。由于制備成具有流動(dòng)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(zhì)量高，這是濕法生產(chǎn)的主要優(yōu)點(diǎn)。 濕法窯可分為濕法長(zhǎng)窯和帶料漿蒸發(fā)機(jī)的濕法短窯，長(zhǎng)窯使用廣泛，短窯目前已很少采用。為了降低濕法長(zhǎng)窯熱耗，窯內(nèi)裝設(shè)有各種型式的熱交換器，如鏈條、料漿過(guò)濾預(yù)熱器、金屬或陶瓷熱交換器。 (3) 粉磨 水泥熟料的細(xì)磨通常采用圈流粉磨工藝（即閉路操作系統(tǒng)）。為了防止生產(chǎn)中的粉塵飛揚(yáng)，水泥廠均裝有收塵設(shè)備。電收塵器、袋式收塵器和旋風(fēng)收塵器等是水泥廠常用的收塵設(shè)備。 近年來(lái)，由于在原料預(yù)均化、生料粉的均化輸送和收塵等方面采用了新技術(shù)和新設(shè)備，尤其是窯外分解技術(shù)的出現(xiàn)，一種干法生產(chǎn)新工藝隨之產(chǎn)生。采用這種新工藝使干法生產(chǎn)的熟料質(zhì)量不亞于濕法生產(chǎn)，電耗也有所降低，已成為各國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。 生產(chǎn)工藝流程舉例 原料和燃料進(jìn)廠后，由化驗(yàn)室采樣分析檢驗(yàn)，同時(shí)按質(zhì)量進(jìn)行搭配均化，存放于原料堆棚。 粘土、煤、硫鐵礦粉由烘干機(jī)烘干水分至工藝指標(biāo)值，通過(guò)提升機(jī)提升到相應(yīng)原料貯庫(kù)中。 石灰石、螢石、石膏經(jīng)過(guò)兩級(jí)破碎后，由提升機(jī)送入各自貯庫(kù)?；?yàn)室根 據(jù)石灰石、粘土、無(wú)煙煤、螢石、硫鐵礦粉的質(zhì)量情況，計(jì)算工藝配方，通過(guò)生料微機(jī)配料系統(tǒng)進(jìn)行全黑生料的配料，由生料磨機(jī)進(jìn)行粉磨，每小時(shí)采樣化驗(yàn)一次生料的氧化鈣、三氧 化二鐵和細(xì)度的百分含量，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使各項(xiàng)數(shù)據(jù)符合工藝配方要求。磨出的黑生料經(jīng)過(guò)斗式提升機(jī)提入生料庫(kù)，化驗(yàn)室依據(jù)出磨生料質(zhì)量情況，通過(guò)多庫(kù)搭配和機(jī)械倒庫(kù)方法進(jìn)行生料的均化，經(jīng)提升機(jī)提入兩個(gè)生料均化庫(kù)，生料經(jīng)兩個(gè)均化庫(kù)進(jìn)行搭配，將料提至成球盤(pán)料倉(cāng)，由設(shè)在立窯面上的預(yù)加水成球控制裝置進(jìn)行料、水的配比，通過(guò)成球盤(pán)進(jìn)行生料的成球。所成之球由立窯布料器將生料球布于窯內(nèi)不同位置進(jìn)行煅燒，燒出的熟料經(jīng)卸料管、鱗板機(jī)送至熟料破碎機(jī)進(jìn)行破碎，由化驗(yàn)室每小時(shí)采樣一次進(jìn)行熟料的化學(xué)、物理分析。根據(jù)熟料質(zhì)量情況由提升機(jī)放入相應(yīng)的熟料庫(kù)，同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)要求及建材市場(chǎng)情況，化驗(yàn)室將熟料、石膏、礦渣通過(guò)熟料微機(jī)配料系統(tǒng)進(jìn)行水泥配比，由水泥磨機(jī)分別進(jìn)行425號(hào)、525號(hào)普通硅酸鹽水泥的粉磨，每小時(shí)采樣一次進(jìn)行分析檢驗(yàn)。磨出的水泥經(jīng)斗式提升機(jī)提入3個(gè)水泥庫(kù)，化驗(yàn)室依據(jù)出磨水泥質(zhì)量情況，通過(guò)多庫(kù)搭配和機(jī)械倒庫(kù)方法進(jìn)行水泥的均化。經(jīng)提升機(jī)送入2個(gè)水泥均化庫(kù)，再經(jīng)兩個(gè)水泥均化庫(kù)搭配，由微機(jī)控制包裝機(jī)進(jìn)行水泥的包裝，包裝出來(lái)的袋裝水泥存放于成品倉(cāng)庫(kù)，再經(jīng)化驗(yàn)采樣檢驗(yàn)合格后簽發(fā)水泥出廠通知單。