水泥生产企业的主要生产工艺 水泥生产中有什么必要的生产工艺
水泥生产中有什么必要的生产工艺
水泥生产是一个复杂的过程,通常包括以下必要的生产工艺:
原料准备:水泥生产需要使用原材料,包括石灰石、粘土、铁矿石等。这些原材料需要经过破碎、混合、研磨和预处理等步骤,以便达到水泥生产所需的质量和化学成分。
烧结:经过原料准备后,原材料的混合物被送入炉内进行烧结。在高温下,原料混合物中的化学成分发生化学反应,形成熟料。这个烧结过程需要高温和时间的控制,以确保熟料的质量和化学成分达到要求。
磨碎:烧结后的熟料需要氏戚经过磨碎的过程,以便将其细化为水泥粉末。磨碎的过程需要使用水泥磨,通过摩擦、磨损等方式将熟料粉碎成水泥粉末。水泥磨的结构和操作也需要特别设计,以确保水泥粉末的质量和歼镇陵颗粒大小符合要求。
包装和存储:磨碎后的水泥粉末需要进行包装和存储,以便运输和使用。通常采用袋装或散装的方式进行包装,包装后的水泥需要进行存储,以防止水泥吸潮或结块。
除了上述必要的生产工艺外,水泥生产还需要对生产过程进行监控和控制,以确保水泥的质量和化学成分符合要求。例如,需要对原材料和烧结过程进行化学分析,对水泥粉末进行颗粒大小和表面积的测量等。
在生产过程中,需要采取措施控制旅腊炉内温度、燃料和气体流量等参数,以确保生产出高质量的水泥产品。
水泥厂的主要工艺流程是什么?
一般来讲,水泥行业生产的是硅酸盐水泥,硅酸盐水泥是 一种细致的、通常为灰色的粉末,它由钙 ( 来自石灰石 )、 硅酸盐、铝酸盐 ( 黏土 ) 以及铁酸盐组成。在一个硅酸盐 水泥工厂中,水泥生产有以下几个主要阶段:
1.生料的准备
· 石灰石是水泥生产的主要原材桐州颂料,大多数工厂都位于石 灰石采石场附近,以尽量降低运输成本。
· 通过爆破或者使用截装机来进行原料 ( 石灰石、页岩、 硅土和黄铁矿 ) 的提取。
· 原料被送至破碎机,在那里经过破碎或锤击变成碎块。
· 压碎的石灰石和其它原料通常覆盖储存,以防受外界环 境的影响,同时也可最大程度地减小灰尘。
· 在大多数情况下,采石场和水泥厂会需要分离的或单独 的电源设备。
2.生料磨
· 在生料磨车间,原料被磨得更细,以保证高质量的混合。
· 在此阶段使用了立磨和球磨,前者利用滚筒外泄的压力 将通过的材料碾碎,后者则依靠钢球对材料进行研磨。
· 至今为止,生料磨所消耗电能的大部分并未被用来破碎 材料,而是转化成了热能损耗。因此这里就存在一种经 济化的需求,希望能够对生料磨车间进行调节,将能量 损失保持在尽可能低的水平。
· 使用一种优化粉磨过程的电气自动化系统是很有必要的。
· 生料最终被运输到均化堆场进行储藏和进一步的材料混合。
3.熟料生产
· 熟料球形结块的直径必须在 0.32-5.0cm 范围之内,它们 是在原料之间的化学反应中产生的。
· 高温处理系统包括三个步骤:烘干或预热、煅烧 ( 一次 热处理,在其过程中生成氧化钙 ) 以及焙烧 ( 烧结 )。
· 煅烧是此工序中的核心部分。生料被连续地称重并送入 预热器最顶部的旋风分离器,预热器中的材料被上升的 热空气加热,在巨大的旋迹旁转窑内部,原料在 1450 摄氏 度下转化成为熟料。
· 熟料从窑头进入篦冷机进行热再生和冷却。冷却了的熟 料随后用盘式运输带传输到熟料料仓进行储存。
· 熟料冷却后可在运输带上传输,并可以再生多达 30% 的热量。送经熟料的冷却空气被导入旋窑,它有利于燃料燃烧。一般类型的篦冷机为往复炉蓖式、行星式和旋 转式。篦冷机收集的非常粗糙的粉尘由水泥矿物组成, 它被回收重新处理。
· 根据冷却效率和希望得到的冷却温度,在冷却过程中使 用的空气量大约为 1-2 千克 / 每千克熟料。如果在冷却 过程之后,一部分气体被用于其它过程,例如煤炭干燥, 则可以减少需要净化的气体量。
· 熟料储存能力可以基于市场考虑,一个工厂通常可以储 存熟料年产量的 5-25%。运输带和斗式提升机之类的设 备可用于将熟料从篦冷机到储存区以及熟料磨机之间进行传输。重力下落和传送点通常备有至粉尘收集器的通 风设备。
· 对低散失和低能局郑耗的主要要求是做到旋窑运转均衡一致。 因此 , 必须使用现代化过程控制技术对燃烧过程进行持续的监控。
4.储存及熟料磨
· 熟料从熟料料仓中取出并送到给料仓,在进入熟料磨之 前与石膏和添加剂进行配比混合。
· 在熟料粉磨过程中,熟料与其它原料被一同磨成细粉, 多达 5% 的石膏或附加的硬石膏被添加进来,以控制水 泥的凝固时间,同时加入的还有其它化合物,例如用来 调节流动性或者含气量的化合物。很多工厂使用滚式破 碎机来获取可减小到预定尺寸的熟料和石膏,这些材料 随后被送入球磨 ( 旋转式、垂直钢筒,内含钢合金滚珠 ) 进行余下的粉磨加工。
· 粉磨过程在封闭系统中进行,该系统配备了一个空气分 离机,用来按大小将水泥颗粒分开,没有完全磨细的材 料被重新送过该系统。
· 这道高能耗的工序需要自动化和最优化的控制,以保证 目前的质量要求。
工艺流程图如上。(要修改哪些方面才能通过)
水泥的生产工艺?
生产工艺 硅酸盐水泥生产工艺流程可分为生料制备、熟料煅烧、水泥制成(粉磨)和包装等过程。
1.生料制备 包括从原料破碎开始至成分调配到合乎要求的生料过程。生料制备有干法和湿法两种方法。在干法制备过程中,石灰石等大块硬质原料,按传统工艺是先经过一次破碎至大小在100mm左右的块料,或再经第二次破碎至小于25mm的块料(近年来已发展一次即破碎至小于25mm的块料工艺)。粘土等含水原料则应经烘干再与石灰石、铁矿石等按比例送入磨机内,研磨成细的生料粉,输入搅拌库,在库中用压缩空气搅拌,并调整成分至合格的生料粉。湿法制备生料过程与干法的主要区别,在于粘土是先用水淘洗成泥浆,与石灰石和铁矿石共同研磨至含水分约为35%的生料浆。干法制备生料的主要优点是在煅烧水泥熟料时的热耗比湿法低,每千克熟料的热耗只需要3.6~4.6MJ,而湿法需要 5.2~6.3MJ。但湿法制备的生料成分较易均匀。一些先进干法生产水泥厂,近年来采用原料预均化和生料成分自动控制等措施,以保证生料粉成分的均匀。
生料的研磨在不同类型的磨机中进行,主要有球磨、管磨、立式磨和烘干与研磨同时进行的中间卸料磨等。为节约研磨过程的电能、提高磨机效率,生产中常采用闭路(圈流)式粉磨,即将出磨机物料先经过一个颗粒分级设备——选粉机,选出细颗粒部分作为产品,粗颗粒部分返回磨机内继续研磨。闭路系统粉磨比开路粉磨(不经过选粉机分级)的产量约可提高15%~25%,并减少了过粉碎现象。缺点是设备投资大、操作和管理较复杂。近年来,又采用一种新型的带选粉机的立式辊轮磨,将破碎、研磨、干燥和分级在同一个装置内完成。目前,最大的立式磨每小时产量可达400t。
2.熟料煅烧 已制备好的生料在不同型式的窑内煅烧成水泥熟料。一般生料粉或生料浆在回转窑内煅烧,中国大多数小型水泥厂均采用立窑煅烧,用立窑煅烧时生料粉中混入需要的煤粉,并加适量水混合制成直径为10~30mm的生料球。立窑煅烧的水泥熟料质量略差,但煅烧温度低,耗煤量较小。为了节约能耗、提高回转窑的生产能力,自70年代开始发展了窑尾带预热器和分解炉的窑外分解技术。
水泥生料在窑内受热过程中发生一系列物理和化学变化,如游离水的蒸发、粘土脱去结晶水、碳酸钙分解成氧化钙。后者与粘土中的氧化硅和氧化铝及铁矿石间发生固相反应生成化合物,它们的存在形式主要有四种,即硅酸三钙(3CaO·SiO2,简写C3S)、硅酸二钙(2CaO·SiO2,简写C2S),铝酸三钙(3CaO·AI2O3,简写C2A)和铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3,简写C4AF)。还有少量余岩未化合的氧化钙和方镁石 (MgO)。有时还有硫酸盐、钛酸盐等,但数量更少。由于熟料中还含有其他氧化物,上述各化合物并不是以纯的状态存敏让在,往往固溶有其他各种氧化物。故又将它们按照矿物相(即晶相)来命名,如硅酸三钙称阿利特,它在熟料中占50%以上;硅酸二钙称贝利特,约含有25%;铝酸三钙为铝酸盐;铁铝四钙称才利特。从反光显微镜下观察到的水泥熟料结构可见到六方晶体是阿利特,圆粒晶体是贝利特。晶体间的物质系由于物料在1450℃左右温度下有约30%熔融经冷却后形成,称中间相,其中亮的部分是才利特,又称白色中间相(即无定形的非晶相),暗色的是铝酸盐,又称黑色中间相。水泥熟料化学成分(%)有一定范围要求,氧化钙62~67,氧化硅20~24,氧化铝4~7,氧化铁3~5。
3.水泥制成和包装 从窑内出来的水泥熟料经冷却后加入适量石膏(控制水泥中SO3≤3.5%),在磨机内研细,制成硅酸盐水泥。水泥研磨的细度对水泥质量影响较大,提高细度,可提高水泥的强度,但相应的电耗也增大。细度一般控制在0.08mm方孔筛上的筛余量不大于10%,或者比表面积在3000cm2/g左右。水泥研磨过程中的粉尘较大,因此在设备进出口竖拿御、输送过程及包装处均应安装收尘设备,如沉降室、旋风收尘器、袋收尘器等。一些先进的工厂中均装有电除尘器。在中国还利用含K2O高的粘土或钾长石代替粘土原料,在煅烧过程中使氧化物挥发至尘埃中,收集含K2O较高的粉尘,可以作钾肥使用。水泥粉常用纸袋包装,但近年来已大量改用散装船、散装车输送,提高了装运效率,降低了成本。
用途 广泛用于民用和工业用的建筑工程,例如油田和气田的固井、水利工程中的大体积坝体、军事抢修工程,还可用于作耐酸、耐火材料,坑道中喷射封顶以代替坑木。水泥还可以代替木材和钢材用于多种场合,如电线杆、铁路枕轨、输油和输汽管道、贮原油和贮气罐等。