粉磨站培训教材

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二零零九年十一月
目次
第一章原料破裂 (2)
第一节概述 (2)
第二节破裂设备的类型 (3)
第二章水泥制成 (7)
第一节水泥熟料的贮存 (7)
第二节石膏的感化 (8)
第三节水泥的粉磨 (8)
第三章水泥的储存与包装 (13)
第一节水泥储存 (13)
第二节水泥的包装和散装 (13)
第四章水泥物理考查标准及方法 (17)
第一节水泥细度的测定 (17)
第二节水泥凝集时刻和沸煮安定性的测定 (18)
第三节水泥强度测定 (20)
第五章水泥及其原材料化学分析方法 (22)
第一节试剂与设备 (22)
第二节部分分析 (29)
第三节化学全分析方法 (30)
第四节原燃料分析方法 (41)
第一章原料破裂
第一节概述
水泥临盆所需的原料，进厂粒度多半超出了粉磨设备许可的进料粒度，须要预先破裂。

此外，物料的粒度过大年夜也晦气于烘干、运输与储存等工艺环节。

水泥厂的石灰石、粘土、铁矿石、混淆材以及燃料煤等，大年夜部分都须要预先破裂。

石灰石是临盆水泥用量最多的原料，开采后的粒度较大年夜，硬度较高，是以石灰石的破裂在水泥厂的物料破裂中占据重要的地位。

临盆水泥所消费的电能约有四分之三用于物料的破裂和粉磨。

是以合理地选择破裂和粉磨设备就具有重要意义，破裂过程与粉磨过程比拟较，从增长同样的别处能而言，破裂过程要比粉磨过程经济而便利得多。

是以，在可能的前提下，在物料进入粉磨设备之前，应尽可能将物料破裂至粒径较小的小块。

一样要求石灰石进入粉磨设备之前小于25mm。

如许就能够减轻粉磨设备的负荷，进步磨机的产量。

别的，粒度较小的物料，水分的蒸发较轻易，因而可进步烘干机的效力。

物料破裂至微小的颗粒后，可削减在运输和储存过程中不合粒度物料的离析现象，从而幸免由此引起的原料成分的波动。

缩小物料粒度对磨前的配料环节也有侧重要的意义，粒度越微小平均，电子称量设备的运行就越稳固，配料就越精确。

跟着物料粒度的减小，破裂的效力降低专门快。

是以破裂过程的产品粒度的要求应合理，寻求过小的破裂粒度，不只降低了破裂效力，也将使破裂体系更为复杂。

破裂是用机械挤压或冲击的方法减小物料粒度的过程。

破裂比平日是由物料破裂前的最大年夜粒度与破裂后的最大年夜粒度的比值来确信的，见表3-1。

图3-1 颚式破裂机 1 机壳 2 固定颚板 3 动颚 4 飞轮5 偏爱 6 进料口 7 出口额 8 护板
物料的物理机械性质是选择破裂机类型重要身分，诸如强度、硬度、密度，是脆性或是韧性，是块状或片状，含水量、含泥量及粘塑性、磨蚀性等。

是以，不合的物料在抗压才能、抗剪才能、抗冲击才能、抗研磨刮削才能等表示是不一样的。

水泥厂须要破裂的物料因其物理机械特质不合而须要选择不合类型的破裂机。

下面重要介绍缅甸郊塞水泥厂应用的几种类型的破裂机。

第二节 破裂设备的类型
一、颚式破裂机
颚式破裂机在水泥工厂中被广泛采取，重要
用来破裂石灰石、铁矿石、石膏和大年夜块熟料
等。

其构造如图3-1所示。

活动颚板在偏爱轴带动
下，有规律地作来去活动，物料在固定颚板和活
动颚板之间被挤压破裂。

大年夜块物料由进料口
喂入，破裂后的小块物料由出料口排出。

颚式破
裂机有粗碎和细碎之分，其规格都按其进料口的
长宽尺寸来表示，如150×750mm ，250×400mm ，
250×500mm ，250×1000mm ，400×600mm ，600×
900mm ，900×1200mm ，1200×1500mm 和1500×
2100mm 等。

为了使物料能顺利的进入破裂机，最
大年夜入料粒度平日为其进料口宽度的0.85，如
进料口宽度250mm 的最大年夜进料粒度为210mm 。

颚式破裂机的长处是：构造简单、制造爱护轻易，机体稳固，能破裂高强度的矿石，进料口许可有物料聚积，因而关于喂料稳固性要求不高。

有用范畴广，对耐磨和韧性强的物料有较好的适应性。

其缺点是：破裂比较小，粗碎式颚式破裂机出料粒度往往不克不及知足入磨要求；片状岩石因为轻易产生漏料，不宜用颚式破裂机进行破裂；其动颚活动时呈来去活动，空行程不起破裂感化，工作效力较低；当破裂湿的和可塑性的物料时，出料口轻易堵塞。

二、锤式破裂机
图3-2 锤式破裂机 1 主轴 2 十字头 3 锤头 4 三角行篦条 5 弧行篦条
图3-3 环锤式破裂机
1 进料口
2 机盖
3 转子 4筛板调剂器
水泥工业中广泛地采取锤式破裂机，用来破裂石灰石、泥灰岩、熟料和煤块等。

锤式破裂机可分为单转子和双转子两种类型。

单转子锤式破裂机构造和工作道理如图3-2所示。

工作时，主轴被皮带轮上皮带拖动迁移转变，离心力感化将自由吊挂的锤头沿着十字头扭转的偏向抛出，进到弧形篦条上的料块，受到被锤头的猛烈冲击而破裂后从弧形篦条间落下，在降低过程中再被高
速扭转的锤头破裂，落到三角形篦条上。

小于篦
条闲暇的碎粒将被排出机体，大年夜于篦条闲暇
的大年夜颗粒将连续破裂过程，料块除受到锤头
扭转的冲击力外，在篦条上还受到锤头挤压和研
磨感化。

出料粒度则借助于三角形篦条间的闲暇
宽度及篦条工作面和锤头端面间的距离来调剂。

双转子锤式破裂机的工作道理与单转子锤式破
裂机的工作道理类似。

锤式破裂机的长处是: 临盆才能大年夜，破裂比高，最大年夜可达70；构造简单，机体小，产品粒度较小，因为采取冲击式破裂方法，产品将产生大年夜量细粉，有利于粉磨体系产量的进步。

零件易检修、拆换。

缺点是: 锤头、 篦条、衬板磨损快；工作时产生粉尘大年夜；不合适硬度较高，潮湿及粘性物料的破裂，当破裂水分大年夜或粘性物料时，产量会大年夜大年夜降低，易堵塞出料口，同时易损件的磨损大年夜大年夜加快。

三、环锤式破裂机
以往往常水泥厂的设计中，煤的破
裂多采取锤式破裂机，或还击式破裂机，
其成果是能耗大年夜，过破裂现象严峻，
造成大年夜量扬尘。

为了克服这些不足，
今朝设计中除采取颚式破裂机外，多半
是采取环锤式破裂机。

环锤式破裂机用于各类脆性物料，
物料的抗压强度不跨过100MPa ，别处水分不大年夜于15%。

除用于煤的破裂外，也可用于焦炭和页岩等物料的破裂。

环锤式破裂机是应用高速扭转的转子带动环锤对物料进行冲击破裂，使被冲
图3-4 粘土冲击式破裂机 1 转子2 还击板 3 链条 4 刮刀 5 活动辊筒
图3-5 还击式破裂机 1 进料口 2 导板 3 机壳 4 转子 5 板锤 6 还击板 7 链幕 8 出料
击后的物料又在环锤、破裂板和筛板之间受到紧缩、剪切、碾磨感化，进而达到所需粒度的高效力破裂机械。

四、粘土冲击式破裂机
粘土质原料是水泥临盆中的重要原料，
约占水泥原料的10-20%。

因为粘土含水分高，
又有较强的塑性，专门轻易粘结，故粘土破裂
需专用设备。

今朝采取较多的是粘土冲击式破
裂机，见图3-4。

该破裂机的破裂体系由三个活动辊筒构
成的还击板锤的转子体等部件所构成，重要借
高速扭转的转子体上的板锤冲击湿粘土块，使
其沿脆弱部分进行选择性破裂，被冲击的料块
获的专门大年夜的动能，再经还击板和湿土块互相间的冲击后，又被进一步破裂。

为了防止破裂腔的粘结，本机采取辊筒，在其背后装有刮刀，湿料一旦粘结到筒上即被刮下。

机壳四周吊挂链条，跟着破裂料的突击，一向地颤抖，湿料无法粘上，高速扭转转子将引诱大年夜量的空气进入破裂腔，跟着转子的扭转，空气受到离心力的感化，使其机壳内的含湿气体沿着出料口的偏向逸出，在此形成一个水蒸气分压差，可对破裂细料起到微小的烘干感化。

五、还击式破裂机
还击式破裂机在水泥工业中被广泛采
取。

它有用于破裂石灰石等脆性物料，是一
种高效力的破裂设备。

还击式破裂机如图3-5所示，它的破裂过
程是：物料经装料口处的导板(或称筛板)落
在转子上，受到高速扭转着的转子上的突击
板的高速冲打，被抛至上部吊挂着的还击板
上，从还击板上掉落下来的物料与转子连续
抛上来的物料互相冲击。

如许，物料在转子、导板、还击板及链幕之间的破裂空腔内受到反复猛烈的碰撞和冲击而获得破
裂。

破裂后的成品由出料口排出。

出料粒度
的大年夜小，靠高低调剂还击板尾部的螺栓
来操纵。

还击式破裂机具有构造简单，临盆效力高，破裂比大年夜，单位能耗低，产品粒度较细，磨损较少等长处。

缺点是: 不设下篦条的还击式破裂机产品中有少量大年夜块；用于单段破裂时，必须严格操纵最大年夜进料粒度，以免破坏转子。

第二章水泥制成
第一节水泥熟料的贮存
出窑熟料经冷却机冷却后，不克不及直截了当送到粉磨车间粉磨，而必须经由贮存。

熟料贮存的目标是：
1. 降低熟料温度，以包管磨机的正常操作。

一样从冷却机出来的熟料温度达100℃以上，大年夜块熟料的内部温度更高。

过热的熟料入磨会降低磨机产量，使磨机筒体因热膨胀而伸长，对轴承产生轴向压力；阻碍磨机轴肩的润滑，对磨机的安稳运转晦气；磨内温度过高，使石膏脱水过多，引起水泥凝集时刻不正常；过高的熟料温度，使磨内结团和包球的趋势增大年夜，粉磨效力降低。

2. 改良熟料质量，进步易磨性。

出窑熟估中含有必定命量的f-CaO，贮存时能接收空气中部分水汽，使部分f-CaO消解为氢氧化钙，在熟料内部产生膨胀应力，因而进步了熟料的易磨性，改良水泥的安定性。

3. 熟料的储存作为缓冲环节，有利于窑磨临盆的均衡和操纵调配入磨熟料的质量。

出窑的熟料可依照质量的短长分库存放，以便搭配应用，保持水泥质量的稳固有控。

4. 熟料的均化熟料储存中，能够在必定程度上实现熟料的均化。

熟料的煅烧过程中，因为生料体系弗成幸免显现的生料成分的波动和煅烧体系弗成幸免的热工轨制的波动，将造成熟料质量的波动。

熟料储存过程中，应用进出物料不合的时刻分布，将可必定程度上实现质量波动不太大年夜的熟料的均化。

关于现代化水泥厂而言，熟料储存今朝常用的有圆形储库或圆形帐篷库。

前者是由钢筋混凝土浇注而成。

这种圆库是密闭的，库顶一样设一至两个下料口，采取拉链机进料。

库底设置一个或多个锥型漏斗卸料口，以进步卸空率，锥形漏斗下部设置钢棒阀和计量设备。

这种熟料
库大年夜小不一，小则可容几百吨，大年
夜则可容上万吨。

库的高径比一样为1.8～
2.5。

因为这种类型的熟料库出料口较少，
也可直截了当在库底设置计量及操纵举措
措施，水泥磨的配料在库底完成后，直截
了当送入水泥磨。

圆形储库密闭性较好，
图9-1 帐篷库的构造图 有利于收尘。

但作为水泥熟料的储存，散热较慢。

帐篷库的构造如图9-1所示。

这种构造在
高度上与圆柱形库比降低专门多，大年夜约只有圆柱形库的1/3阁下，是以关于扶植场地的地耐力可降低要求。

与圆形储库比拟，雷同储量的帐篷库占地面积较大年夜。

这种库的平面直径可由40～90m ，熟料储存量可由7000吨到80000吨。

从几何形体上看实际上是一个短圆柱形与一个圆锥形的结合。

直段部分可由混凝土制成，锥盖平日由钢构造拼装。

物料由顶端进入位于帐篷库中间的混凝土圆柱体形小库，小库自下而上全部圆柱面上遍布卸料孔。

熟料进入小库后，由卸料孔天然流出，形成一个底角为熟料天然休止角的圆锥形料堆，采取这种进料方法有利于收尘。

帐篷库关于地耐力的要求较低，熟料裸露面积大年夜，易于散热。

然则帐篷库的库底面积较大年夜，设的下料口数量较多，因而不宜采取库底配料的方法，须要增长一轮转运；帐篷库下可采取链式取料机取料，也可采取多点出料。

前者投资较大年夜，设备修理费用也较高。

后者投资较低，设备也较靠得住，但帐篷库卸空率比较低。

第二节 石膏的感化
水泥工业中应用的石膏平日有天然石膏和工业副产品石膏两类。

天然石膏呈多种形状产出，个中二水石膏为含有两个结晶水的天然石膏，其重要形状为：质纯无色的透亮晶体，称为透石膏（selenite ）；雪白色细粒块状、半透亮者为雪花石膏和细晶石膏（alabaster ）；呈纤维状具有丝绢光泽或半丝绢光泽者为纤维石膏（fib rous gypsum ）。

还有含杂质较多的土石膏、泥质石膏（clay gypsum ）等。

二水石膏的分子式为CaSO 4·2H 2O 。

二水石膏中的结晶水，在65～70℃时开端迟缓脱水，而在120～150℃则开端加快脱水，掉去一部分结晶水后成为半水石膏(CaSO 4·1
2H 2O)；当温度170～180℃时，结晶水全部离开而成为无水石膏(CaSO 4)。

天然界中有少量的无水石膏存在，因其质地较硬，因此又称硬石膏。

水泥临盆中应用石膏主假如应用石膏与硅酸盐矿物生成的中心矿物，降低水泥的水化速度，延缓水泥的凝集时刻，促进水泥强度以及改良水泥某些施工机能，如干缩性和抗冻机能等。

但过多的石膏会引起水泥的体积安定性和其他的部分机能的恶化。

是以水泥中的石膏掺加量必须有所限制。

石膏的掺加量平日采取水泥产品中的SO 3 含量进行操纵。

各国水泥标准关于水泥中的SO 3的含量操纵全然一致，约为2.5～3.0%。

第三节 水泥的粉磨
水泥熟料经由过程粉磨后，别处积增长得越多，水化感化越快；施工过程中只有小于必定粒度的水泥熟料颗粒才能进行水化反响，因而只有磨到必定细度的水泥才能具有必定的强度。

纯真从强度不雅点动身，最好把熟料磨细一些，然则在实际临盆中粉磨过细会使磨机产量明显降低，电耗急剧增长。

各国水泥标准均对水泥细度提出要求，水泥细度大年夜多操纵在88μm 筛余4～6%，或勃氏比别处积300m2/kg。

这些标准对细度要求一样要求并不高，然则作为强迫履行的国度标准，实际反应了国度关于水泥产品的市场准入要求。

但推敲市场竞争，各个水泥临盆企业平日进步水泥细度，以缩短水泥凝集时刻，进步水泥早期强度，进步市场竞争力。

是以市场出售的水泥水泥细度趋于较大年夜幅度赶过国度水泥标准。

一、球磨体系
开流磨体系的重要长处是流程简单，临盆靠得住，设备和土建费用低。

它的缺点是粉磨高标号水泥时，即比别处积跨过3000cm2/g时，电耗增长较大年夜，为了操纵开流磨的产品细度，水泥磨机的通风将大年夜大年夜受限，水泥临盆过程中产品过高的温度，将专门难降下来。

别的，产品细度也不易调剂。

是以关于大年夜型水泥磨体系，几乎美满是采取闭路体系。

60年代后期，继单仓和多仓管磨一级闭路的差不多上成长了一种双仓中长磨闭路体系。

它补偿了单仓短磨因为粉磨线路太短，在粉磨比别处积较高情形下，轮回负荷过大年夜以及产量要求高时直径太大年夜的缺点。

别的它又克服了多仓长磨粉磨线路太长，效力低的缺点。

因此这种双仓中长磨一级闭路体系对粉磨不合细度的水泥来说，适应性较强，专门比较别处积高的水泥粉磨效力高，轮回负荷合适。

至今，采取双仓闭路体系，是世界水泥工业成长中的重要情势。

图9-2为闭路水泥磨体系工艺流程图。

二．高效选粉机
新型高效选粉机有日本小野田水泥公司的O—SEPA选粉机，史密斯公司的SEPAX选粉机以及美国斯图特公司的SD侧进风型选粉机等，均在物料的分散、气流流向、物料活动和分级机能方面有专门大年夜改进。

O—SEPA选粉机已引进消化，在国内组织临盆。

依照这些高效选粉机的工作道理，我国的建材机械企业，也开创了一些类似的高效选粉机。

使我国水泥预分化临盆线在进行扶植筹划时，应用市场竞争，更好的知足扶植需求，有了更多的选择。

O—SEPA选粉机在构造和工作道理上均有其独到之处。

物料从顶部喂入转子上的撒料盘，被离心力甩到挡料环上，把团粒打散；同时改变偏向，在强涡流空气的剪切感化下，进行第二次分散。

导向叶片与转子之间的分级区形成平均的料幕。

磨机排气和粉磨体系内从属设备的含尘气体，分别作为一次和二次风沿切向进入蜗壳形机体内，借助导向叶片和反转展转转子，产生流速与压力稳固的程
Nt Nc Br 度涡流，分散的物料在此经由过程分级界线分明的选粉区，竖直高度上活动距离大年夜，逗留时刻长，表示出较高的分选效力。

分选出来的细粉随气体送至收尘器收集。

而粗颗粒则被洁净的二三次风进行再次分选后排出。

因为这几种选粉机均在防止磨损上有专门稳妥的技巧方法（采取具有高耐磨机能的高合金铸钢，粘贴抗磨性优胜的陶瓷马赛克等）能够在较高风速前提下，实现选粉功课的高效力。

磨内气体全部经由选粉机后排出，水泥及回粉冷却好。

实际应用中，其磨机体系的临盆才能与通俗离心式选粉机比拟，约进步15%，节电约10—15%。

专门在产品粉磨细度要求较高时，与通俗选粉机比拟，有更高的效力。

三．辊压机
辊压机是两个相对运转的料辊，在专门高的压力下，对物料进行挤压，实现破裂和粉磨过程的粉磨机械。

辊压机的成功应用，得力于高压料层破裂摧残理论的成长。

该理论认为固体物料受外界压力时产生紧缩变形和应力集中，当应力达到颗粒某一最弱的轴向破坏应力极限时，颗粒就会在最弱处产生碎裂。

固体物料受压而破裂摧残的难易程度，可用脆性值Br 衡量：
式中： Nc —为抗压强度 Nt —为抗拉强度
脆性值越大年夜，物料越易被压碎。

脆性值大年夜而坚硬的物料，其破裂摧残功的应用率高。

水泥工业中熟料的物性是专门适应这种设备进行粉磨的。

应用这一道理，开创出的辊压机由固定辊和滑动辊构成的，其相向的迁移转变的磨辊依附摩擦，将需破裂摧残的物料带入挤压区，滑动辊在液压缸的驱动下，使辊间的挤压破裂区，在与物料接触的区域内，产生500—1000MPa 的压力，使物料决裂。

其辊筒的别处多用堆焊，别处硬度可达到HRC55—58，硬化层厚度可达6—7mm 。

辊压机设置了液压体系以及响应的监测和操纵体系，使体系能够或许以稳固的压力和辊间隙正常运转。

关于必定的物料，有一个响应的被压碎至幻想状况的临界压力。

当辊压力稍大年夜于临界压力时，料层中的细粉已达到相当数量，连续增大年夜压力只能使少量大年夜颗粒处于细粉包抄之中，关于连续破裂摧残产生不良阻碍。

是以一样操纵在出辊压机的产品为用手轻松搓碎的扁平料饼。

辊压机能量应用率高于其它的粉磨设备。

因为慢速挤压，其研磨部件的磨损较小。

自1985年问世，我国部分建材机械企业先后引进德国洪堡公司设备临盆技巧，一些水泥研究设计院也先后研制小型辊压机。

取得节电14—30%的后果。

并依照不合前提，开创出开路，闭路，半闭路、生料终粉磨体系及响应配套的打散机等设备。

然则部分未完全解决的技巧问题，也一向困扰着辊压机的应用。

物料与磨辊之间因为重要表示为静摩擦，其磨损速度及磨辊的修理周期，尚能为用户接收，但物料与辊压机侧板的磨擦，重要表示为动摩擦，磨损速度快，
修理周期短。

一旦侧板显现较大年夜的间隙，辊压机出料的粒度分布将恶化，经由过程辊压机边部的物料将得不到优胜的挤压，但之后的管磨机的研磨介质的球径级配，又弗成能跟着入磨物料粒度变更而及时调剂，因而弗成幸免的造成体系粉磨效力的大年夜幅降低。

采取打散机实现闭路预粉磨，因此能够或许解决这一问题，但又因体系过于复杂，体系运转率低。

轴承、液压体系、辊子在高压负荷下运转，应用寿命不睬想。

凡此各种均造成辊压机运转率低下，修理费用较高。

因为以上缘故，辊压机在我国水泥行业中的应用，一度曾陷入逆境。

但近年设备和工艺体系的一系列改进，同时也因水泥临盆线范畴的扩大年夜，也没有更好的设备及体系解决单机高产的水泥粉磨问题。

辊压机用于水泥预粉磨体系，又有了必定程度的成长，并取得了较好的效益。

这主假如：
降低推动动磨辊向静磨辊运行的液压缸液压体系的压力，从而进步液压体系工作的靠得住性。

因为动静磨辊间的压力有所降低，使辊压机的挤压后果有所降低。

采取恰当降低辊压机技巧指标的方法，进步辊压机的运转率。

用极为简单的分料阀闭路预粉磨体系，代替复杂的打散机预粉磨体系。

用少量就义体系分选指标的方法，进步预粉磨体系的运转率。

从辊压机的出生到现在，差不多有二十余年的应用汗青。

在其应用初期，赐与了其过高的期望值，选定了一些过于将就、离开实际的技巧参数，导致了辊压机预粉磨体系运转率的降低。

在拥有必定的应用体会后，人们恰当降低部分工艺参数，进步打散机和预粉磨体系的运转率，使辊压机预粉磨体系，真正进入了有用时期。

四．水泥粉磨的CKP体系
辊式磨因为粉磨过程中的高效力，采取辊式磨研磨水泥，一向是水泥界妄图的工艺。

但辊式磨粉磨产品，存在产品粒径分布较窄，小于30微米的细颗粒数量较少，将是以引起水泥水化速度慢，强度专门是早期强度不足的问题。

因而辊式磨用于水泥成品的终粉磨，一向是一个难于超越的障碍。

在这种前提下，采取辊式磨作为预粉磨CKP体系就应运而生了。

早在上个世纪八十年代，中国建筑材料科学研究院水泥所总工程师左万信提出了用辊式磨进行预粉磨，而以填充白色石球的管磨机为终粉磨，对高水分，要求产品高细度的白水泥熟料进行粉磨。

从而进步白水呢粉磨电耗的假想，这是将高效力的辊式磨用于水泥预粉磨的早期假想。

上世纪末，日本国川崎公司领先在大年夜型水泥粉磨体系采取辊式磨作为水泥预粉磨，制造了水泥粉磨的所谓“CKP”体系。

采取该体系大年夜大年夜降低了水泥粉磨电耗，使水泥粉磨电耗降低到不足30度的高程度。

因为大年夜量的粉磨过程在冷却后果极好的辊式磨中完成，关于降低水泥温度，防止石膏脱水，也具有优胜的技巧优势。

在今朝，因为CKP体系关于辊式磨的专门要求，大年夜型辊式磨的水泥预粉磨体系的设备制造技巧我国还没有完全操纵。

全套设备进口费用的昂扬，使国内推广CKP体系，在投资上还存有必定的障碍。