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1、第第1010章章 传统水泥生产技术传统水泥生产技术 本章学习要点本章学习要点 本章重点介绍几种传统水泥生产技术的发展本章重点介绍几种传统水泥生产技术的发展状况、生产工艺流程、工艺原理、主要特点、状况、生产工艺流程、工艺原理、主要特点、生产过程的主要限制参数、烧成系统的正常煅生产过程的主要限制参数、烧成系统的正常煅烧操作、常见的不正常窑况产生缘由和处理方烧操作、常见的不正常窑况产生缘由和处理方法、影响产质量因素、提高产质量的措施、传法、影响产质量因素、提高产质量的措施、传统窑型的改造等。统窑型的改造等。10.1 10.1 湿法回湿法回转转窑生窑生产产技技术术 湿法回转窑生产是将生料制成含水为湿法
2、回转窑生产是将生料制成含水为32%32%40%40%的料浆，再由料浆泵送至回转窑的料浆，再由料浆泵送至回转窑内进行煅烧。内进行煅烧。主要优点：生料成分匀整，所以烧成主要优点：生料成分匀整，所以烧成的熟料质量高；料浆输送便利及生料粉磨的熟料质量高；料浆输送便利及生料粉磨过程扬尘少；水对物料有尖劈作用，故湿过程扬尘少；水对物料有尖劈作用，故湿法粉磨效率高。法粉磨效率高。主要缺点：熟料热耗高，蒸发料浆水主要缺点：熟料热耗高，蒸发料浆水分消耗热量约占总热耗的分消耗热量约占总热耗的30%30%35%35%；窑的；窑的单位容积产量低。单位容积产量低。10.1.1 10.1.1 湿法回湿法回转转窑的特点及窑
3、的特点及发发展概况展概况 10.1.2 10.1.2 湿法回湿法回转转窑窑体的形窑窑体的形态态直筒型热端扩大型 冷端扩大型 哑铃型 10.1.3 10.1.3 湿法回湿法回转转窑的生窑的生产产工工艺艺流程流程 湿法回转窑的生产工艺过程除生备料的制备、窑尾及窑中部分（窑尾收集的粉尘从窑中喂入）与新型干法不同之外，其于的都大同小异。10.1.4 10.1.4 生料生料浆浆的制的制备备 湿法窑料湿法窑料浆浆的制的制备备：所需原料：所需原料（如石灰石、（如石灰石、铁铁粉）从粉）从联联合合储库储库通通过过行行车车抓斗将物料移至磨抓斗将物料移至磨头仓头仓或配或配料料仓仓，再通，再通过过配料配料计计量量设备
4、设备配料后配料后从磨从磨头头喂入湿法磨；泥喂入湿法磨；泥浆库浆库里的黄里的黄泥泥浆浆通通过过喂料喂料设备设备按比例从磨按比例从磨头头（或磨尾）喂入湿法磨内；在磨（或磨尾）喂入湿法磨内；在磨头头还还通通过过水箱加水，依据料水箱加水，依据料浆浆的的泵泵送送性能性能调调整料整料浆浆水分。从粉磨系水分。从粉磨系统统出出来的成品通来的成品通过过料料浆泵浆泵和管道送入料和管道送入料浆库浆库。料浆的调配是通过测定不同生料库里的料浆的CaCO3滴定值（或CaO），抽取两库料浆应有的比例进行调配和均化，以得到要求的入窑生料CaCO3滴定值。方法如下：例如有两库料浆，其TCaCO3分别为78.00及76.70，要
5、求的入窑生料TCaCO3为77.50，求两库料浆的配比：78.00 1.00 77.5078.00 1.00 77.5076.50=1.0076.50=1.00 77.50 77.50 76.50 0.50 78.00 76.50 0.50 78.0077.50=0.5077.50=0.5010.1.5 10.1.5 湿法窑内的煅湿法窑内的煅烧烧 煅煅烧过烧过程程 熟料的形成熟料的形成过过程，从窑尾起先沿窑程，从窑尾起先沿窑长长度度按温度和反按温度和反应应大致可分大致可分为为：干燥：干燥带带、预热带预热带、碳酸碳酸盐盐分解分解带带、放、放热热反反应带应带、烧烧成成带带和冷却和冷却带带。5/4.
6、5135m 5/4.5135m湿法回湿法回转转窑内熟料的形成窑内熟料的形成过过程：程：干燥干燥带带；预热带预热带；碳酸碳酸盐盐分解分解带带；放放热热反反应带应带；烧烧成成带带；冷却冷却带带。湿法窑的湿法窑的热热效率效率 煅烧1kg水泥熟料理论热耗为1755.61797.4kJ，而湿法窑的实际热耗一般约为1kg熟料消耗54366688kJ的热量，热效率为25%35%。提高熟料提高熟料产产、质质量和降低量和降低热热耗的措施耗的措施 正确确定窑煅正确确定窑煅烧烧制度制度提高窑的提高窑的传热实传热实力力 削减入窑料削减入窑料浆浆水分，降低蒸水分，降低蒸发发水分的水分的耗耗热热 削减筒体散削减筒体散热损
7、热损失失 削减不完全燃削减不完全燃烧热损烧热损失失 削减削减废废气气带带走走热损热损失失 削减熟料削减熟料带带走走热损热损失及冷却机失及冷却机废废气气热热损损失失 削减窑灰，降低窑灰削减窑灰，降低窑灰带带走的走的热损热损失失 加加矿矿化化剂剂、利用工、利用工业废业废渣等，改善生渣等，改善生料易料易烧烧性，降低性，降低烧烧成温度，成温度，实现实现低温煅低温煅烧烧 湿法窑几种不正常窑况湿法窑几种不正常窑况 结结泥泥浆浆圈（泥巴圈）圈（泥巴圈）这这种圈一般在种圈一般在链链条条带带泥泥浆浆塑性塑性最大的区域内形成。最大的区域内形成。结结圈后将阻碍圈后将阻碍物料的正常运物料的正常运动动，影响窑内通，影响
8、窑内通风风和和物料的物料的预烧预烧。严严峻峻时时，使泥，使泥浆浆倒流倒流出窑外，或灌入排出窑外，或灌入排风风机。机。周期性慢窑周期性慢窑 是指每隔一段是指每隔一段时间时间（1 12 2小小时时）来一次大料，窑的尾温将低，迫使来一次大料，窑的尾温将低，迫使窑窑速减慢。由于窑速减慢后，窑窑窑速减慢。由于窑速减慢后，窑的尾温又的尾温又渐渐渐渐上升，料上升，料层层减薄，因减薄，因此又要在快此又要在快转转窑的同窑的同时时，大量减煤，大量减煤，结结果窑的尾温又果窑的尾温又渐渐渐渐下降，如此反下降，如此反复，窑内复，窑内 热热工制度完全被破坏。工制度完全被破坏。10.2 10.2 干法回干法回转转窑水泥生窑
9、水泥生产产技技术术 最原始生产水泥的回转窑，筒体内除砌有窑衬外，没有装任何热交换装置，所以又称为干法中空窑为了提高热效率，干法长窑也运用链条带、金属格子式热交换器和陶瓷或耐火材料格子式热交换器。10.2.1 10.2.1 传统传统干法回干法回转转窑水泥生窑水泥生产产技技术术 10.2.2 10.2.2 立波立波尔尔窑水泥生窑水泥生产产技技术术 为为提提高高窑窑窑窑的的传传热热实实力力，提提高高窑窑的的热热效效率率，在在19281928年年由由德德国国工工程程师师立立列列伯伯设设计计，波波立立修修斯斯工工厂厂制制造造，在在回回转转窑窑窑窑尾尾增增设设加加热热机机，利利用用窑窑尾尾10001000
10、12001200高高温温废废气气穿穿过过加加热热机机上上的的生生料料球球，对对生生料料球球进进行行加加热热，使使生生料料的的干干燥燥、预预热热和和碳碳酸酸盐盐的的部部分分分分解解在在加加热热机机内内进进行行，再再进进入入回回转转窑窑煅煅烧烧成成熟熟料料。为为了了纪纪念念创创始始人人和和制制造造厂厂，把把这这种种带带加加热热机机的的窑窑命命名名为为立立波波尔尔窑窑。立立波波尔尔窑窑现现在在每每台台日日生生产产实实力力可可达达 30003000吨吨 熟熟 料料 以以 上上，其其 热热 耗耗 已已 下下 降降 到到3350kJ/kg3350kJ/kg熟料（熟料（800kcal/kg800kcal/k
11、g熟料）左右。熟料）左右。10.3 10.3 立窑水泥生立窑水泥生产产技技术术 煅烧水泥熟料的窑筒体是立置不转动的称为立窑，其发展大体阅历了三个阶段：第一阶段是人工加料和人工卸料的一般（土）立窑；其次阶段是机械加料和机械卸料的机械化立窑，第三阶段是现代化立窑。立窑主要优点是：投资省；熟料热耗低；吨水泥电耗低；对原燃材料要求低；可以合理利用多种工业废渣。其缺点是：单机产量低；熟料质量不稳定。10.3.1 10.3.1 概述概述 10.3.2 10.3.2 立窑水泥的生立窑水泥的生产产工工艺艺流程流程 立窑水泥的生立窑水泥的生产产大致分大致分为为四个四个阶阶段：段：生料制备；生料成球；熟料烧成；水
12、泥制成。10.3.3 10.3.3 立窑立窑对对原、燃材料的原、燃材料的选择选择 原料的原料的选择选择 原原料料中中燧燧石石、石石英英、碱碱、MgOMgO等等有有害害成成分分要要低低，在在要要求求限限制制范范围围之之内内；机机立立窑窑由由于于生生料料需需成成球，因此，要求粘土的可塑性指数球，因此，要求粘土的可塑性指数13%13%。燃料的燃料的选择选择 （1 1）合合适适的的挥挥发发分分：一一般般要要求求10%2.02.4,p0.91.3 10.3.5 10.3.5 全黑生料的配热全黑生料的配热 熟料煤耗熟料煤耗 熟料实际煤耗的计算公式为：P=Q/(Q100kg)煤/100kg熟料。若底火温度正
13、常，在生料成分合适、操作正常的前提下，熟料质量好，没有欠烧和生烧，同时还原料也不多，则配热合适。机立窑熟料的热耗：一般波动在37684187kJ/kg熟料，先进的在3349kJ/kg熟料。10.3.6 10.3.6 机立窑的结构机立窑的结构 水泥机立窑是一种填满物料的内衬耐火材料的圆筒状固定竖式煅烧设备。其结构由加料装置、窑体部分、卸料装置、卸料密封装置、传动装置、鼓风系统和排烟除尘系统等几部分组成。10.3.7 10.3.7 供风与排气供风与排气 供供风风方式方式机机立立窑窑的的供供风风方方式式按按供供风风管管布布置置到到窑窑体体的的位位置置分分为为：底底送送风风、侧侧送送风风、底底主主风风
14、与与腰腰侧侧送送风风、上上升升中心中心风风管送管送风风等几种供等几种供风风方式。方式。风风量、量、风压风压风风量量：鼓鼓入入窑窑内内的的风风量量代代表表供供应应燃燃料料燃燃烧烧的的氧氧量。量。风风压压：入入窑窑风风压压是是用用来来克克服服窑窑内内阻阻力力，窑窑内内阻阻力大力大则风压应则风压应大。大。鼓鼓风风机机机机立立窑窑一一般般用用风风机机的的类类型型有有：罗罗茨茨风风机机、叶叶氏氏风风机和离心机和离心风风机。机。10.3.8 10.3.8 机立窑熟料的形成原理机立窑熟料的形成原理 煅烧过程的物理化学变更煅烧过程的物理化学变更 料料球球从从上上到到下下的的运运动动过过程程中中，仍仍阅阅历历了
15、了生生料料的的干干燥燥、预预热热、分分解解、固固相相反反应应、烧烧成成、冷冷却却等等阶阶段段。不不过过，在在同同一一时时间间内内，料料球球内内外外煅煅烧烧不不是是匀匀整整一一样的。样的。1 1预热带；预热带；2 2烧成带；烧成带；3 3冷却带。冷却带。10.3.8 10.3.8 机立窑熟料的形成原理机立窑熟料的形成原理 物料与气流在机立窑内的运动物料与气流在机立窑内的运动 物料在机立窑内的运动物料在机立窑内的运动 机机立立窑窑的的窑窑体体是是固固定定不不动动的的，料料球球从从上上到到下下运运动动的的缘缘由由：是是由由于于熟熟料料的的卸卸出出和和料料球球在在煅煅烧烧过过程程中中产产生生体体积积收
16、收缩缩引引起起的的。由由于于机机立立窑窑不不转转动动，因因而而物物料料在在立立窑窑内内除除自自上上而而下下作作垂垂直直运运动动外外，几几乎乎没没有有翻翻滚滚运运动动，物物料料相相互互之之间间很很少少混混合合，这这也也是是立立窑窑熟料质量不均的缘由之一。熟料质量不均的缘由之一。物料与气流在机立窑内的运动物料与气流在机立窑内的运动 气体在机立窑内的运动气体在机立窑内的运动 燃燃料料须须要要足足够够的的空空气气量量才才能能充充分分燃燃烧烧，并并发发出出热热量量供供熟熟料料烧烧成成。机机立立窑窑通通风风量量的的大大小小，若若按按窑窑横横截截面面上上每每平平方方米米、每每分分钟钟须须要要空空气气量量来来
17、估估计计，机机立立窑窑须须要要303042Nm342Nm3(m2.min)(m2.min)。10.3.8 10.3.8 机立窑熟料的形成原理机立窑熟料的形成原理 燃料的燃烧燃料的燃烧 机立窑内燃料的燃烧过程也要经过干燥、预热、挥发分的逸出和固定碳燃烧等几个阶段。包氏反应：CO2+C2CO C+1/2O2CO郝氏反应：CaCO3CaO+CO2 CO2+C CO CaCO3+C CaO+2CO 10.3.9 10.3.9 机立窑的煅烧机立窑的煅烧 煅烧方法煅烧方法 白生料法全黑生料法半黑生料法成球和配煤成球和配煤 配煤配煤配配煤煤系系统统一一般般有有两两种种：一一种种是是全全黑黑生生料料法法，在在
18、生生料料磨磨前前，煤煤与与原原料料分分别别计计量量协协作作喂喂入入磨磨内内；另另一一种种是是白白生生料料、半半黑黑生生料料及及料料煤煤分分别别粉粉磨磨法法，将将磨磨细细的的生生料料和和细细碎碎后后的的煤煤粒粒（称称外外加加煤煤或或入入窑窑煤煤）经经计计量量设设备备分分别别计计量量，混混合、搅拌、成球入窑。合、搅拌、成球入窑。成球和配煤成球和配煤 成球成球 具有确定的机械强度具有确定的机械强度粒度匀整、大小适宜粒度匀整、大小适宜具有确定的气孔率具有确定的气孔率热稳定性好热稳定性好水分适宜水分适宜 机立窑的煅烧操作机立窑的煅烧操作 立窑熟料外观质量分析机立窑的热工制度机立窑煅烧操作方法正常煅烧操作
19、闭门操作不正常窑况的处理 10.4 10.4 传统传统水泥生水泥生产产技技术术的改造的改造 干法中空窑的改造干法中空窑的改造湿法回湿法回转转窑的改造窑的改造机立窑的改造机立窑的改造本章学本章学习习小小结结 通通过过对对各各种种生生产产方方法法的的工工艺艺原原理理、生生产产过过程程的的特特点点等等学学习习，驾驾驭驭影影响响熟熟料料产产质质量量的的因因素素，提提高高熟熟料料产产质质量量的的措措施施；驾驾驭驭正正常常的的煅煅烧烧操操作作和和不不正正常常窑窑况况的的处处理理；通通过过对对传传统统回回转转窑窑与与新新型型干干法法回回转转窑窑的的比比较较，驾驾驭驭一一些些常常见见的的对对传传统统回回转转窑窑的的改改造造方案。方案。