主流程一般包括:礦山開(kāi)采——破碎——運(yùn)輸——儲(chǔ)存——均化配料——生料粉磨——燒成——破碎——存儲(chǔ)——水泥粉磨——儲(chǔ)存——包裝計(jì)量——出廠
2、子流程
2.1 其它原材料(硅質(zhì)、鋁質(zhì)等)開(kāi)采或采購(gòu)——破碎——烘干——存儲(chǔ)——均化配料——生料磨
2.2 燃料——采購(gòu)——粉磨——燒成
2.3混合材(石膏、活性填充材料、早強(qiáng)材料等)采購(gòu)——破碎(烘干)——儲(chǔ)存——配料——水泥磨
1.生料部分工藝流程
在原料配料庫(kù)內(nèi)的四種原料按照設(shè)定的原料配比由7臺(tái)定量給料機(jī)和皮帶機(jī)輸送到生料立磨里面,經(jīng)過(guò)輥磨的烘干和粉磨作用,得到0.080mm方孔篩篩余≤14%和水分小于0.5%的生料粉.生料粉經(jīng)過(guò)立磨自帶選粉機(jī)和雙旋分筒以及電收塵的收塵后,所收集到的生料粉成品通過(guò)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)輸送到生料均化庫(kù).生料磨還有排渣口排出的粗粉經(jīng)過(guò)提升機(jī)入緩沖料倉(cāng),然后通過(guò)定量給料機(jī)按給定量給磨機(jī)喂入外循環(huán)料.
本系統(tǒng)采用三風(fēng)機(jī)和兩級(jí)收塵.工況分為兩種狀況,一為磨停窯開(kāi),一為窯磨同時(shí)運(yùn)行.
當(dāng)窯磨同時(shí)運(yùn)行時(shí),窯尾廢氣通過(guò)增濕塔和高溫風(fēng)機(jī),一部分氣體通過(guò)生料磨,對(duì)入磨水分小于10%的生料在進(jìn)行粉磨的同時(shí)進(jìn)行烘干,使得出磨的物料水分小于0.5%.,然后該部分氣體攜帶著成品生料粉通過(guò)雙旋分筒進(jìn)行第一級(jí)選粉.經(jīng)過(guò)選粉的含塵量小于40~50g/Nm3的含塵氣體通過(guò)主排風(fēng)機(jī)后,進(jìn)入電收塵.同時(shí),從高溫風(fēng)機(jī)出來(lái)的氣體有一部分未通過(guò)生料磨,而是直接通過(guò)旁路風(fēng)管進(jìn)入電收塵.這兩股氣流在電收塵內(nèi)匯合后在電收塵內(nèi)進(jìn)行二次收塵.然后將含塵量小于100mg/Nm3的氣體排入大氣.
當(dāng)磨停窯開(kāi)時(shí),窯尾廢氣通過(guò)增濕塔和高溫風(fēng)機(jī)后直接進(jìn)入電收塵,然后通過(guò)電收塵的收塵后將含塵量小于100mg/Nm3的氣體排入大氣.
由增濕塔,雙旋風(fēng)筒和電收塵收集下來(lái)的生料粉和窯灰經(jīng)過(guò)提升機(jī)輸送到生料庫(kù)頂,然后通過(guò)庫(kù)頂?shù)男辈酆蜕戏峙淦鞣至鶄€(gè)點(diǎn)進(jìn)入生料均化庫(kù).然后通過(guò)攪拌庫(kù)的攪拌后分區(qū)卸料到混合室內(nèi),再次進(jìn)行均化后,經(jīng)過(guò)兩路充氣卸料裝置進(jìn)入鏈運(yùn)機(jī)后,由提升機(jī)輸送到庫(kù)頂,再次進(jìn)入失重倉(cāng)進(jìn)行均化.然后通過(guò)調(diào)整皮帶稱的速度按照給定的量下料,然后通過(guò)鏈運(yùn)機(jī)和提升機(jī)輸給窯尾喂料.
2.生料部分主要設(shè)備工作原理
生料粉磨采用立磨,這種型式磨機(jī)把粉磨和烘干的優(yōu)點(diǎn)集中于一體,因而具有很高的烘干和粉磨能力,磨機(jī)入口采用三道閘門鎖風(fēng)喂料裝置.按比例配好的混合料從進(jìn)料口落在立磨的磨盤中央,同時(shí)從高溫風(fēng)機(jī)來(lái)的300℃左右的窯尾廢氣從立磨進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入磨內(nèi),在離心力的作用下,物料向磨盤邊緣移動(dòng),經(jīng)過(guò)磨盤上的環(huán)形槽時(shí)受到磨輥的碾壓而粉碎,粉碎后的物料在磨盤邊緣被風(fēng)環(huán)處高速氣流帶起,大顆粒直接落到磨盤上重新粉磨,氣流中的物料經(jīng)過(guò)分離器時(shí),在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的作用下,粗粉落到磨盤上重新粉磨,合格細(xì)粉隨氣流一起出磨.生料磨還有一部分粗粉通過(guò)風(fēng)環(huán)處由于不能被氣流帶走,被刮板刮出,形成外循環(huán)物料.這部分最大循環(huán)量為40t.
水泥原材料經(jīng)過(guò)均化后入原材料庫(kù),用一定的配比經(jīng)皮帶入生料磨,磨到合適以后入生料均化庫(kù),生料粉經(jīng)斗提入懸浮預(yù)熱器預(yù)熱后入水泥回轉(zhuǎn)窯煅燒燒成熟料,熟料經(jīng)過(guò)篦冷機(jī)冷卻后入熟料庫(kù)。通過(guò)水泥配料站,水泥熟料加上一定的混合材和石膏磨細(xì)后就是成品水泥了,水泥生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)稱兩磨一燒
制造水泥的主要原料是石灰石(80%~90%,為質(zhì)量分?jǐn)?shù),以下同)、粘土(10%~15%)和鐵礦粉(1%~2%)。為了控制凝結(jié)速率),還要在熟料中加入3%以下的石膏。
(1)水泥生料煅燒成熟料的物理、化學(xué)變化過(guò)程
混合生料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的上端,受熱到100℃時(shí),主要是水分蒸發(fā),這一段叫干燥帶。干燥的生料繼續(xù)在窯中前進(jìn),在與更熱的氣體相遇時(shí),被加熱到600℃左右,這時(shí)發(fā)生有機(jī)物燃燒和高嶺土脫水。此時(shí),由于粘土可塑性減低,塊料粉碎成粉料,這一帶叫做“預(yù)熱帶”。
溫度升高到900℃,石灰石發(fā)生分解,生成的CaO和粘土組成里的二氧化硅、氧化鋁開(kāi)始發(fā)生固態(tài)反應(yīng),這一段叫“分解帶”。當(dāng)溫度升高到1100℃以上,CaO和酸性氧化物的反應(yīng)大為加快,反應(yīng)主要是:
3CaO+Al2O3—→3CaO·Al2O3(鋁酸三鈣)(1200℃時(shí))
這一段叫做“煅燒帶”或稱“放熱反應(yīng)帶”。
溫度到達(dá)1400℃左右,窯內(nèi)物料開(kāi)始燒結(jié),部分開(kāi)始熔融。這時(shí)硅酸二鈣仍保持為固態(tài),它熔于熔融液里,與游離的CaO繼續(xù)反應(yīng)生成硅酸三鈣(3CaO·SiO2)。硅酸三鈣以微小的結(jié)晶析出,即成熟料。這一段稱為“燒結(jié)帶”。
經(jīng)過(guò)燒結(jié)帶后,熟料開(kāi)始冷卻而出窯,這一段叫做“冷卻帶”。
(2)熟料中加入石膏,為什么可以延緩水泥硬化速率?
首先來(lái)分析一下水泥的硬化過(guò)程:
水泥配上適當(dāng)分量的水后,調(diào)和成漿,經(jīng)過(guò)相當(dāng)時(shí)間,凝固成塊,最后成為堅(jiān)硬如石的物體,這一過(guò)程叫做水泥的硬化。硬化時(shí)發(fā)生下列反應(yīng)
3CaO·SiO2+2H2O=2CaO·SiO2·H2O+Ca(OH)2(水解)
2CaO·SiO2+H2O=2CaO·SiO2+H2O(水化)
3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O(水化)
第一個(gè)反應(yīng)生成的Ca(OH)2由于開(kāi)始時(shí)量少而溶解,隨著量的增多,變成飽和溶液而后析出膠體Ca(OH)2,引起水合硅酸鈣和水合鋁酸鈣凝成凝膠狀膠體,這時(shí)水泥具有可塑性。膠狀物經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,漸漸變結(jié)實(shí),水泥就失去可塑性而凝結(jié)了。由于以上反應(yīng)隨著時(shí)間增加從水泥表面向內(nèi)部慢慢進(jìn)行,使凝膠更多且更結(jié)實(shí)。同時(shí)在形成膠體時(shí),氫氧化鈣凝膠和水合鋁酸鈣開(kāi)始結(jié)晶,隨著時(shí)間的增加,結(jié)晶的量增多,形成的晶體和無(wú)定形水合硅酸鈣相結(jié)合,使之機(jī)械強(qiáng)度不斷增大而硬化。
在水泥組成中,和水作用的速率最大的是鋁酸三鈣和硅酸三鈣,因此它們的含量對(duì)水泥的凝結(jié)硬化速率起著主要作用。當(dāng)加入石膏時(shí),硫酸鈣和鋁酸三鈣作用,而生成難溶的鋁硫酸鈣。由于這種化合物的生成,減小了鋁酸三鈣的作用,使膠凝速率變慢,因而延遲水泥的凝結(jié)時(shí)間和硬化速率。
(3)水泥的標(biāo)號(hào)
水泥的標(biāo)號(hào)是水泥強(qiáng)度大小的標(biāo)志,測(cè)定水泥標(biāo)號(hào)的抗壓強(qiáng)度,系指水泥砂漿硬結(jié)28d后的強(qiáng)度。例如檢驗(yàn)得到28d的抗壓強(qiáng)度為310kg/cm2,則水泥的標(biāo)號(hào)定為300號(hào)。抗壓強(qiáng)度在300~400kg/cm2者均算為300號(hào)。普通水泥有:200、250、300、400、500、600六種標(biāo)號(hào)。200號(hào)~300號(hào)的可用于一些房屋建筑。400號(hào)以上的可用于建筑較大的橋梁或廠房,以及一些重要路面和制造預(yù)制構(gòu)件。