新型干法水泥生产技术探讨

科技创新2013年9月下 ·295·建筑工程技术与设计
【摘要】我国水泥工业目前正处于技术结构和产品结构调整的关键时期。

根据国家产业结构调整政策，近几年要加大力度淘汰技术落后、消耗高、污染和资源浪费严重、产品质量差的小水泥生产线，在总量调控的原则下发展新型干法水泥生产。

本文针对目前很多水泥生产企业中应用的新型干法水泥生产技术，从原理。

技术要求和未来发展方向几个角度加以阐述，提出，该生产工艺势必取代原有的水泥生产流程，是整个水泥生产企业的最终发展目标。

【关键词】水泥生产；新型干法；原料化处理
1.前言
现代水泥生产企业中所应用的干法水泥生产技术主要是以分解和悬浮技术为主要核心。

在生产流程当中结合目前广为流传的IT 技术，多功能挤压粉磨新技术、新型耐磨、耐热和耐火材料及新型机械粉体输送装置等现代科学新技术和成果的一种现代化的水泥生产技术。

这种生产流程可以实现高自动化，大型设备化，具有高质，清洁，环保，高效，有害物质少等多重特点，不但节约了生产成本，还可以节约大量的资源和能源，目前，已经在全世界水泥生产企业中普遍应用，是当前主要的水泥工艺生产技术。

对于我国而言，虽然对该技术的研发较晚，但是发展十分迅速，是我国所有水泥企业的发展最终之路。

2.新型干法水泥生产技术的现状
新型干法水泥的生产工艺过程包括原燃料进厂、破碎、生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨及发运等。

其生产技术的内容包括原料矿山计算机控制开采和预均化、生料均化、低阻高效分解炉和预热器、新型节能粉磨、隔热及高耐磨耐热材料、网络化信息技术与计算机、新型冷却机等，高新技术的应用可以实现水泥生产过程的节能、高效和自动化控制，符合可持续发展战略的要求。

当前我国水泥工业发展中存在的突出问题是：新上项目区域集中的现象严重，产能较大，但市场需求不足，导致恶性竞争严重：相对落后的水泥生产工艺（如立窑），生产的水泥产量占据较大的比例：小水泥生产企业的资源浪费现象严重，污染较大，石灰石利用率较低。

国内新型干法水泥生产技术的现状如下：
2.1节能粉磨粉碎技术与装备
（1）水泥粉磨系统。

包括：辊压机系统。

其电耗相对较低，以辊压机作为半终粉磨过程或预粉磨过程的主机装备，具有节电和可靠性强的优势，己被广泛接受和认可。

管磨闭路系统。

该系统被公认为是高新技术对传统流程进行改造的最典型的实例，其组成包括布袋收尘器、高效笼型选粉机和管磨机。

（2）原料烘干粉磨系统。

包括：生料辊压机终粉磨系统。

该系统运行平稳，可靠性好，能够满足回转窑满负荷运行需要；液压与电气自动化部分简单可靠，维护工作量小；采用的复合材质辊面耐磨性好；运行电耗低，吨生料工序电耗仅为13～14KWh，具有显著的节电效果，相对于立磨系统，其吨生料节电5～6KWh，折合生料成本3.0～3.6元/吨；热效率高，对于热风温度、风量的要求都低于立磨系统，有利于提高余热发电效率；运行震动、噪音小，厂区环保水平得以大幅度提升；操作简单，工况调节迅速；对金属异物的适应性相比立磨强等优点。

近年来，随着机械加工工业和材料工业的发展，已开发出国产的新一代的生料辊压机，使磨机的节电效果得到进一步的提升，使用寿命和可靠性也得到了较好的保证。

（3）粉碎技术与装备目前采用的较先进的是台时产量从80～1800t/h的不同形式的石灰石单段破碎机。

与此同时，难破碎物料的技术装备和破碎工艺也己发展较成熟，完全可以满足现代工程建设的需要。

2.2预分解窑节能煅烧工艺和技术装备
（1）为了满足不同生产规模的需要，开发出了二支撑和三支撑的回转窑系列产品，其中最大规格的三支撑回转窑可满足6000t/d 左右规模生产线的需要。

（2）开发了双旋流燃烧器，可适用包括无烟煤在内的不同性能燃料的燃烧需要，具有可灵活调节、对燃料的适应性强、可延长窑皮的使用寿命等显著优点。

（3）在对低热值煤、无烟煤等的燃烧特性及其燃烧机理进行工业试验的基础上，开发并推广应用了适合于燃烧特性且可靠实用的煅烧技术和装备，为降低生产运行成本和资源的综合利用创造了有利的条件。

（4）第四代熟料冷却机，配置中间熟料辊式破碎机得到广泛的应用，该装置的应用使冷却风量低，电耗低；热效率及冷却效率高；出冷却机熟料温度低，利于水泥粉磨工序的安全保证及水泥质量；磨损小，维护工作量小。

热回收效率大大提高，熟料冷却风量下降至1.7m3/kg左右，确保了烧成系统的高效运转。

（5）开发了分离效率高，风阻低，操作简单，不易结皮堵料；对煤适应性强；生料分解率高的五级双系列旋风预热器+在线分解炉。

以此同时，锁风阀、预热器内筒及耐火材料等的改进，也为熟料煅烧系统的低能耗和高可靠性提供了保障。

2.3原料均化技术
原料均化技术的应用是保证新型干法水泥生产产品质量的关键。

目前应用的新技术和装备有：
（1）矿化模型系统应用于矿山设计。

基于此制定的搭配开采方案可以为有效利用低品位矿石创造条件，同时也为所开采的矿石中主要成分的稳定性提供了保障。

（2）配置计量精确的粉状物料和块状物料计量装置。

水泥合格率的保证是通过质量控制系统，及时的调整各种原料的味料比例来实现。

（3）应用具有良好均化效果的原燃料均化堆场。

（4）为了确保入窑生料的合格率，采用了具有低能耗、强均化效果、高卸空率、降低库体高度，提高库体结构安全、降低施工难度等优点的CF均化库生料均化库。

2.4自动控制技术
新型干法水泥生产工艺线有上千个开关和阀门、数百台机械设备、近千台电动机、数十个调节回路和数百个模拟量检测点，因此为了保证产品质量的优良和系统运行的稳定性，就必须通过自动控制来实现。

目前，我国广泛采用的是国际上先进的图形显示技术、通信技术、计算机控制技术和集中管理、分散控制的集散型控制系统，并自行研发了工厂生产管理信息系统，保障了系统的安全性和可靠性，也符合了实用性的要求。

3.新型干法水泥生产技术的未来发展方向
虽然我国的新型干法水泥生产技术已达到国际较先进水平，但就整体上来看，还是存在很大的差距。

要想使这一技术取得更大的进步，赶超发达国家的先进水平，就必须做到在努力提高新型干法生产的水泥所占的比例的同时，继续加强技术研发和信息化建设，鼓励企业自主创新，引进新技术，做好人才培养，不断推行优化设计。

为此，我国的新型干法水泥生产技术在今后的发展过程中应做好以下几点：
（1）在完善和提高工艺装备和技术的基础上，力求不断的进行优化，通过科学的管理和规范的工程设计施工，进一步降低生产线的建设成本。

（2）深入研究原料均化技术，进一步扩大对工业废渣和生活垃圾的利用率。

并强化从原材料开采到粉磨前均化的手段和措施，以减少投资。

（3）加大对辊式磨系统、水泥预粉磨、终粉磨的辊压机和生料辊式磨系统的研发力度，并加快其推广应用进程，降低水泥生产的能耗。

（4）加大对一些关键技术装备的研发力度，如新一代的熟料冷却机和高性能回转窑。

加强对废弃塑料、轮胎、劣质煤的再利用研究，扩大替代燃料和燃料品种的范围。

（5）研发效率更高的能够降低有害气体和粉尘排放浓度的技术，将污染物的排放量控制到最低限度。

（6）进一步优化生产工艺过程，并做好个性化设计，以满足多种功能水泥生产的需要，力求以最低的成本和能耗，最大限度的满足市场的需求。

（7）在开发专用软件的基础上，研发生产工艺过程的（转下页）
新型干法水泥生产技术探讨
覃超健
（华润水泥（合浦）有限公司 广西北海 536119）
科技创新
·296· 2013年9月下建筑工程技术与设计
（接上页）自动化控制软件，并不断的进行推广和应用。

（8）加大对重要技术装备的研发力度，缩短其应用周期，实现高生产率。

（9）重视生态化工程的研究、设计和建设，以期实现与环境的自然融合。

4.几点思索
经过几十年（特别是改革开放以来）的发展，我国新型干法水泥生产技术已取得了很大的成绩。

结合上述分析，我们认为我国新型干法水泥生产的下一步发展将具有以下特点：
（1）随着我国经济的发展，投资多元化的格局将更明显，水泥厂建设的资金来源会更宽阔，这会有利于我国水泥工业“上大改小”政策的实施。

（2）由于技术的成熟和资金的保证，我国新型干法水泥生产线的建设高潮将继续；而且，在下一阶段的建设中，主流规模将是5000t/d～10000t/d熟料生产线。

我国大型水泥企业集团可望在短时间内进人世界10强之列。

（3）综合比较我国新型干法水泥生产技术和世界先进技术水平不难发现，在技术开发、工艺配置、生产操作、自动化控制、经营管理等各方面的差距正在缩小；目前最大的差距是一些大型机械设备的制造加工和材质选用及其加工技术，这也是我们实现大型生产线国产化的技术难点。

下阶段的建设中，将研究开发大型设备的材料和制造加工问题。

（4）环境保护和高效利用资源将成为新一批大中型新型干法水泥生产线建设必须面临和解决的重要问题，这关系到行业的可持续发展，也关系到我们的生存环境。

参考文献
[1]范毓林.我国新型干法水泥生产技术的创新历程[J].水泥技术，2007，（2）
[2]郝令旗，张浩云，齐国彤.新型干法水泥生产技术的现状与发展[J].新世纪水泥
导报，2004，（4）
[3]宋寿顺，陈友德.新型干法水泥生产技术和立窑改造[J].中国水泥，2004，（7）
[4]刘志江.中国水泥工业的可持续发展[J].水泥技术，2004，（5）
【摘要】通过对钢绳芯胶带结构、粘接原理的分析，探讨了接头型式、硫化胶料对接头质量的影响，为胶带硫化提供了借鉴的经验。

【关键词】钢绳芯胶带；接头硫化
一、引言
钢绳芯胶带输送机是煤矿倾斜主井常用的胶带输送机。

由于其胶带中含有钢丝绳芯，抗拉强度大，收缩率小，能够满足长距离、高速度、大运量输送的需要，在生产中占据着重要地位。

钢绳芯胶带在整个胶带输送机中，无论是成本还是质量，都占有相当的比例，因而钢绳芯胶带的安全性、可靠性倍受关注。

钢绳芯胶带输送机铺设长度大，最长可达13.136km。

钢绳芯胶带厚度为普通带厚的2～3倍，胶带通常每100m为一卷，而一部胶带输送机由多卷胶带首尾连接而成。

钢绳芯胶带的连接方式为热硫化连接。

它是利用橡胶与钢丝绳芯的粘接力，将两条输送带的芯体接在一起，将连接用的胶料置于连接部位，在一定压力、温度和时间作用下，使缺少弹性和温度的生胶变成具有高弹性、高粘接强度的熟胶。

但是接头在硫化过程中，受到环境、条件、工艺等诸多因素限制，接头强度达不到胶带本身的强度，据有关试验表明，接头强度在70%～95%之间。

二、钢绳芯胶带接头硫化原理
钢绳芯胶带是由上、下覆盖胶、芯胶、以一定间距纵向排列在胶中的钢丝绳及边胶组成，钢绳芯胶带接头硫化是依靠钢丝绳对橡胶的粘着力来实现的。

这就需要考虑钢丝绳表面特性，与橡胶具有亲合力，通常是镀锌或镀铜绳。

带芯钢丝绳的粘着力通常以抽出力来表示，就是将埋入橡胶中的单位长度钢丝绳抽出所需要的力。

抽出力与钢丝绳埋入橡胶中的长度成正比。

埋入长度越长，抽出钢丝绳所需力越大，当埋入长度增长至一定量时，抽出力就超出钢丝绳本身的破断强度，此时钢丝绳不能被抽出而拉断。

胶带接头搭接长度太短，接头强度达不到要求，造成安全隐患；搭接长度过长，会造成胶带的严重浪费。

胶带的搭接长度应根据胶带强度和绳芯的抽出力来计算，选定相对合理的搭接长度。

三、接头型式的选择
接头型式是根据钢丝绳在接头区域排列分布不同而定为一级、二级、三级、和四级四种，接头型式关系到接头强度保持率、接头部位的平均有效间距和接头长度。

选择接头型式时要根据钢丝绳直径和胶带的钢丝绳中心距全面考虑。

一级搭接的钢丝绳为一对一交叉搭接，在接头部位排列的钢丝绳是其它部位钢丝绳数量的二倍。

这就要求钢丝绳的直径要细，相邻两根钢丝绳的间距要至少大于钢丝绳的直径。

较细的钢丝绳其破断力也较小，其运输能力及铺设长度将受到限制。

一级搭接由于钢丝绳排列紧密，因此接头强度保持率较高，能缩短接头长度，减少胶带浪费。

二级搭接型式的钢丝绳排列比非接头部位多50%。

在接头区域，有30%的钢丝绳在接头中部对接，接头强度保持率有所降低，需增加钢丝绳搭接长度来弥补。

二级搭接适用于钢丝绳直径适中，排列间距较大的胶带接头。

三级搭接型式的钢丝绳排列比非接头部位多33%。

在接头区域，钢丝绳对接分布在两个断面（或斜断面）上，每个断面（或斜断面）有25%的钢丝绳对接，其接头强度保持率高于二级搭接长度，但低于一级搭接。

三级搭接适用于钢丝绳直径较粗，钢丝绳排列间距较大的胶带接头。

三级全搭接型式比三级搭接多一根钢丝绳，国内高强度输送带大多采用三级全搭接型式。

四级搭接型式的钢丝绳排列与正常胶带相同。

在接头区域，所有的钢丝绳均采用对接，对接接头分布在五个断面（或斜断面）上，每个断面上有20%的钢丝绳对接接口，因而其接头强度保持率大大降低，一般不采用这种接头型式。

从各种型式的接头强度试验的结果来看，四级搭接型式强度保持率最低，其次是二级搭接型式，强度保持率最高的是一级搭接型式和三级全搭接。

四、胶料的选择
钢芯胶带是由橡胶和钢丝绳组成。

不同的生产厂家，橡胶成分配方不同，接头所用胶料必须与胶带橡胶成分相同，否则在两种橡胶的搭接处就会出现裂纹、进水，腐蚀钢丝绳，影响接头质量。

其次，保证胶料的有效使用。

胶料在常温下保存不超过三个月，有效的胶料通常较软且有一定的弹性，这是保证接头质量的基础。

五、接头硫化
接头硫化是一个非常主要的工艺过程，关系到整个接头的强度，硫化的每个步骤，每个环节都有章可循，必须严格执行厂家提供的硫化工艺规程。

在剥头过程中，要避免钢丝绳打卷，削头尽量不要损坏钢丝绳表面的镀锌层，保证镀锌层与橡胶有良好的粘接性能。

为保护钢丝绳表面的镀锌层最好保留钢丝绳表面1mm厚的橡胶，所有粘接面均用120#汽油清洗干净，并晾干，保证相互之间的粘接，避免产生气泡；硫化时，要在50min之内迅速达到硫化温度，否则生胶有可能在高温下老化，影响接头质量；硫化过程的三要素压力、温度、时间要严格控制。

压力低，不能保证硫化头的密度和强度，压力高又会使接头和硫化梁变形；硫化温度要达到144.7℃，温度低，生胶不能变成熟胶，接头达不到强度要求，温度高，可能导致橡胶老化，强度降低；硫化时间不足或过长同样达不到接头所要求的温度。

总之，钢绳芯胶带的硫化连接必须把好每个环节的质量关，严格遵守硫化工艺规程，才能保证接头强度要求，满足接头表面质量，为实现钢绳芯胶带输送机的安全运行奠定良好的基础。

钢丝绳芯胶带接头，硫化的制作工艺
苏 东
（孙村煤矿机电部 271219）。