《水泥工艺学》生料均化技术
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新型干法水泥技术原理与应用讲座_连载三_第三讲生料均化技术
量 ! 生料经斜槽进入库底中心的搅拌仓中 $ 图! ’" # 生料 在 库 内 既 有 重 力 混 合 又 有 径 向 混 合 ! 中心室亦有少量空气搅拌 ! 故均化效果较好 ! 一般 单库可达 6 ! 双库并联可达 !, ) 电力消耗亦较小 ! 一 般为 ,("1!,(6& 2345 ! 同时 ! 库内物料卸空率较高 $
特 约 讲 座
新型干法水泥技术原理与应用讲座 !连载三"
陈全德 崔素萍 北京工业大学 !%)))&&"
第三讲
!
生料均化作用
生料均化技术
拌库虽然均化效果 !2 " 高 % 但耗电量大和多库间 歇作业是其缺点 # 均化链 $ 中 % 生 料均化是最重要的链环 & 高长明先生曾对此作了归 纳 % 如表 % 所示 & 在生料制备四个主要链环中 % 生 料均化年平均均化周期较短 % 均化效果良好 % 又是 生料入窑前的最后一个均化环节 % 其重要地位十分 显著 & 半个多世纪以来国内外学者一直重视均化率 的不断改进和优化 & 特别是悬浮预热和预分解技术 诞生以来 % 在同湿法生产模式竞争中 ’ 均化链 ( 的 不断完善 % 支撑着新型干法水泥生产的发展和大型 化 % 保证生产 ) 均衡稳定 ( 进行 % 其功不可没 & 因 此% 在新型干法水泥生产的生料 制 备 过 程 #均 化 链 ( 中 % 生料均化占有最重要的地位 & 表! 生料制备系统各环节功能和工作量
图 ! 充气装置示意图 图# 间歇式均化库底部四等分扇形 对角轮流充气时生料运动情况示意图
图 " 空气搅拌均化库库底各种分区方式 图 " 所示为采用陶瓷多孔板作为透气材料的 充气装置单元! 各种充气区可装设成扇状’ 条状 或 同 心 圆 环 体 " 一 般 设 有 1 !2 个 充 气 区 " 可 分 别 独立供气" 如图 ! 所示! 充气方式可分为定时’ 轮流 ’ 巡回供气多种 ! 一般 "31 区供搅拌空气 " 同 时向其他各区域供空气总量 !$4 的治化空气 ! & 1$ 采 用 四 等 分 扇 形 充 气 装 置 在 对 角 线 充 气 时 " 库内生料运动状态见图 * ! 要力求搅拌空气在 较低的风压’ 风量状态下运行" 做到既满足搅拌 要求又防止 ( 吹空 )" 以免 浪 费 空 气 和 降 低 搅 拌 效 果% & %$ 对 充 气 装 置 设 备 及 透 气 材 料 质 量 ’ 安 装 质量都要有高标准要求" 要防止漏气 (短路 ) 和 防止透气材料堵塞 % 图$ 伯力休斯公司双层库示意图
特 约 讲 座
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陈全德 崔素萍 北京工业大学 !%)))&&"
第三讲
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生料均化作用
生料均化技术
拌库虽然均化效果 !2 " 高 % 但耗电量大和多库间 歇作业是其缺点 # 均化链 $ 中 % 生 料均化是最重要的链环 & 高长明先生曾对此作了归 纳 % 如表 % 所示 & 在生料制备四个主要链环中 % 生 料均化年平均均化周期较短 % 均化效果良好 % 又是 生料入窑前的最后一个均化环节 % 其重要地位十分 显著 & 半个多世纪以来国内外学者一直重视均化率 的不断改进和优化 & 特别是悬浮预热和预分解技术 诞生以来 % 在同湿法生产模式竞争中 ’ 均化链 ( 的 不断完善 % 支撑着新型干法水泥生产的发展和大型 化 % 保证生产 ) 均衡稳定 ( 进行 % 其功不可没 & 因 此% 在新型干法水泥生产的生料 制 备 过 程 #均 化 链 ( 中 % 生料均化占有最重要的地位 & 表! 生料制备系统各环节功能和工作量
图 ! 充气装置示意图 图# 间歇式均化库底部四等分扇形 对角轮流充气时生料运动情况示意图
图 " 空气搅拌均化库库底各种分区方式 图 " 所示为采用陶瓷多孔板作为透气材料的 充气装置单元! 各种充气区可装设成扇状’ 条状 或 同 心 圆 环 体 " 一 般 设 有 1 !2 个 充 气 区 " 可 分 别 独立供气" 如图 ! 所示! 充气方式可分为定时’ 轮流 ’ 巡回供气多种 ! 一般 "31 区供搅拌空气 " 同 时向其他各区域供空气总量 !$4 的治化空气 ! & 1$ 采 用 四 等 分 扇 形 充 气 装 置 在 对 角 线 充 气 时 " 库内生料运动状态见图 * ! 要力求搅拌空气在 较低的风压’ 风量状态下运行" 做到既满足搅拌 要求又防止 ( 吹空 )" 以免 浪 费 空 气 和 降 低 搅 拌 效 果% & %$ 对 充 气 装 置 设 备 及 透 气 材 料 质 量 ’ 安 装 质量都要有高标准要求" 要防止漏气 (短路 ) 和 防止透气材料堵塞 % 图$ 伯力休斯公司双层库示意图
第六任务均化
“水泥生料制备技术”课程任务书院（系）材料工程系班级水泥111、112 部门任务六任务下达日期：2012 年 6 月04 日任务完成日期：2012 年 6 月19 日任务题目：水泥生料的均化主要内容和要求：内容：根据总任务书的有关要求，合理选择生料均化方法及均化设施，对生料进行均化调整，以满足入窑生料的控制指标，并能降低煅烧过程的热耗，提高熟料的产量和质量。
要求1、合理选择生料均化方法和均化设施；（选择均化方式：机械倒库、间歇、连续；建议选连续式；均化设施选择：从各种不同类型的均化库中选出本组的均化库。
注：计算储量）2、选择合适的均化参数；（空气压力、时间及充气量）3、对生料进行均化；（叙述所选择均化库的工作过程）4、尽可能采用新工艺新设备，降低均化电耗，满足均化过程的技术经济要求。
（电耗、已使用厂家、同时对均化结果进行预测）指导教师：胡家林一、生料均化作用在水泥工业生料制备过程的“均化链”中，生料均化是最重要的链环，在生料制备四个主要链环中，生料均化年平均均化周期较短，均化效果良好。
又是生料入窑前的最后一个均化环节，其重要地位十分显著。
半个多世纪以来国内外学者一直重视均化率的不断改进和优化。
特别是悬浮预热和预分解技术以来，在同湿法生产模式竞争中“均化链”的不断完善，支撑着新型干法水泥生产的发展和大型化，保证生产“均衡稳定”进行，其功不可没&。
因此，在新型干法水泥生产的生料制备过程“均化链”中，生料均化占有最重要的地位。
二、生料均化原理主要是采用空气搅拌及重力作用下产生的“漏斗效应”，使生料粉向下落降时切割尽量多层料面予以混合。
在不同流化空气的作用下，沿库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生径向倾斜，进行径向混合均化。
工业所用的生料均化库都是利用三种均化作用原理进行匹配设计的。
例如：间歇式均化，就是采用空气搅拌原理，使生料粉按规定要求沸腾、翻滚达到搅拌混合均匀的目的，这种搅拌库虽然均化效果（H）高但耗电量大和多库间歇作业是其缺点。
水泥工艺学生料均化技术
?原燃的预均化
（二）、评价物料均匀性的指标 1、标准偏差
S=
? 1
n?
1
n i?1
( xi
?
x)2
S——标准偏差（%）
n—— 试样总数或测量次数，一般不应少于20~30个
xi——物料中某成分的各次测量值，xi~xn
x ——各次测量值的平均值，即
x
? 1
n
n
xi
i?1
=
标准偏差是一项表示物料成分均匀性的指标，其值越
?原料的开采与运输
一、采掘
方式：露天开采
机械开采 水力开采
包括 剥离：搬移土岩（覆盖层）
开采：采开矿石
石灰石矿山
石灰石矿山开采设备
钻孔机
?原料的开采与运输
二、运输
?斗容挖掘机
装载： ?轮式装载机
?推土机 皮带输送机：胶带输送机道
?运输 钢索绞车运输：斜坡卷扬道 方式： 自卸料汽车：公路
窄轨电机车：铁路
锤式破碎机
反击式破碎机 立轴锤式破碎机 冲击式破碎机 风选锤式破碎机 高速粉煤机 齿辊式破碎机 刀式粘土破碎机
破碎原理
破碎比 I
允许物料 含水（%）
适宜破碎的物料
挤压
3～6
＜10
石灰石、熟料、石膏
挤压
8 ～10
＜10
石灰石、熟料、石膏
冲击
10 ～17（双 转子30 ～40 ）
＜10
石灰石、熟料、石膏、 煤
圆型预均化堆场
?原燃的预均化
4、影响均化效果的因素
堆料层数 物料的离析 原料成分的波动 取料的死角
生料均化技术
7.1.1 生料均化的意义
◆生料均化程度对 易烧性的影响
生料均化技术
生料均化程度对易烧性的影响
• 生料易烧性是指生料在窑内煅烧成熟料的相对难易程度。
• 生产实践证明，生料易烧性不仅直接影响熟料的质量和窑 的运转率，而且还关系到燃料的消耗量。在生产工艺一定 、主要设备相同的条件下，影响生料易烧性的因素有生料 化学组成、物理性能及其均化程度。
• 在配比恒定和物理性能稳定的情况下，生料均化程度是影 响其易烧性的重要原因，因为入窑生料成分（主要指 CaCO, )的较大波动，实际上就是生料各部分化学组成发 生了较大变化。因此，为确保生料具有稳定的、良好的易 烧性，提高熟料质量，除选择制订合理的配料方案和烧成 制度外，还应尽量提高生料的均化程度。
间歇式均化库
• 间歇式均化库是分区均化的一种，均化效果高，使用生料 成成分波动小，且配料设备不够准确的生料制备系统。出 磨生料入库装到适当高度后，即通过分配阀或阀门按时间 顺序轮流充气搅拌、取样化验、校正、再搅拌，直至生料 成分合格后出库。
• 均化原理是：当压缩空气迪人库底充气箱经透气层进入料 层时，使库内粉料体积膨胀，呈流态化，再按一定规律改 变各区进气压力（或进气量），则流态化粉料在库内也按 同样规律产生上下翻滚的对流运动。经1~2h的混合均化， 可以使全库粉料得到充分掺和的机会，最终达到成分均匀 的目的。
• 各个下料点的最远作用点与该下料点距离相同，保证生料 在平面上对称分布。
NC型多料流式均化库
• 库内设有锥形中心室。库底共分18个区，中心室内为1~10区。中心 室与库壁的环形区为11~18 区，生料从外环区进人中心室，再从中心 室卸入库下称重小仓。NC库充气制度与MF库不同，在向中心室进料 时，外环区充气箱仅对11~18区中的一个区充气，这会对更多料层，中心 区1~8区也轮流充气，并同外环区充气相对应，使进人中心区生料能 够迅速膨胀、活化及混合均化。9~10区一直充气，进行活化卸料。卸 料主要通过一根溢流管进行，保证物料不会在中心仓短路。
第5章 生料均化技术
很高
最高
低
低
较高
较低
较高
操作要求（相 对比较）
复杂
简单
很简单
很简单
很简单
很简单
简单
简单
简单
结构或均化库 的特点（相对 比较）
库高60~ 7 0 m， 土 建费用大 ，管理和 操作都较 复杂
土建费 用很大， 效力不 高，电 力消耗 最大
建设费 用低， 管理方 便，维 护容易
建设费 用低， 管理方 便，维 护容易， 电耗不 低
60~80
60~80
50~80
60~80
60~80
均化空气量 （m3/t生料）
9~15
16~29
10~15
18~25
7~10
7~10
7~12
7~10
7~10
均化电耗 （MJ/t生料）
1.44~ 2.34
2.52~ 4.32
0.54~ 1.08
1.80~ 2.16
0.36~ 0.72
0.54左右
0.72~ 1.08
5.2 生料均化的主要设施
5.2.1 生料均化库的发展
◆传统均化方法：多库搭配→湿法搅拌 ◆生料粉空气搅拌均化方法：歇式均化库→连续式均化库 →多料流式均化库
5.2.2 生料粉气力搅拌的基本部件
充气装置的主要部件为多孔透气板 ，空气通过多孔板进入生料 粉中，这些空气细流使生料粉流态化。 陶瓷多孔板、水泥多孔板、金属多孔板等钢性透气层和纤维 材料制成的柔性透气层。
频谱法
5.1.3 均化过程的基本参数
◆均化效率 均化效率是衡量各类型均化库性能的重要依据之一。均化 前后被均化物料中某组分（如生料Tc值）差之比，就称为 该均化库在某段时间t内的均化效率（Ht），即：
第2章原料及预均化技术水泥工艺学精品课程ppt课件
低品位石灰质原料：CaO＜48%或含较多杂 质。其中白云石质岩不适宜生产硅酸盐水泥 熟料，其余均可用。
与CaO含量较高的石灰石搭配使用 用硅质泥灰岩作粘土质原料和取代部分石灰
质原料。
二、玄武岩资源的开发与利用
玄武岩：是一种分布较广的火成岩，其颜色 因异质矿物的含量而异，并由灰到黑，风化 后表面呈红褐色。
主要矿物是石英、长石、粘土等 胶结物质有粘土质、硅质、铁质及碳酸盐质。 颜色呈淡黄、淡红、淡棕色、紫红色等，质地一般
疏松，但也有较坚硬的。 粉页岩的硅率较高，一般大于3.0，可作为硅铝质
原料。
河泥、湖泥类
江、河、湖、泊由于流水速度分布不同，使挟带的 泥沙规律地分级沉降的产物。
其成分决定于河岸崩塌物和流域内地表流失土的成 分。
相出现的温度；加速C3S的形成
三、 缓凝剂
常用：石膏
石膏的作用： 缓凝
提高水泥早强，改善水泥性能
类型：天然石膏
石膏：CaSO4·2H2O
硬石膏： CaSO4
工业副产石膏
掺量：3%~6% 最佳掺量由试验决定；多了会
影响水泥安定性
§3-4 低品位原料和工业废渣的利用
低品位原料：指那些化学成分、杂质含 量与物理性能等不符合一般水泥生产要 求的原料。如：低品位石灰质原料
石灰质原料的一般要求如下：
石灰质原料的一般要求如下
名称品位
石 一级品 灰 石 二级品
泥灰岩
CaO ＞48
MgO ＜2.5
R2O ＜1.0
SO3 ＜1.0
燧石或石英 （f-SiO2）
＜4.0
45~48 ＜3.0 ＜1.0 ＜1.0 ＜4.0
35~45 ＜3.0 ＜1.2 ＜1.0 ＜4.0
与CaO含量较高的石灰石搭配使用 用硅质泥灰岩作粘土质原料和取代部分石灰
质原料。
二、玄武岩资源的开发与利用
玄武岩：是一种分布较广的火成岩，其颜色 因异质矿物的含量而异，并由灰到黑，风化 后表面呈红褐色。
主要矿物是石英、长石、粘土等 胶结物质有粘土质、硅质、铁质及碳酸盐质。 颜色呈淡黄、淡红、淡棕色、紫红色等，质地一般
疏松，但也有较坚硬的。 粉页岩的硅率较高，一般大于3.0，可作为硅铝质
原料。
河泥、湖泥类
江、河、湖、泊由于流水速度分布不同，使挟带的 泥沙规律地分级沉降的产物。
其成分决定于河岸崩塌物和流域内地表流失土的成 分。
相出现的温度；加速C3S的形成
三、 缓凝剂
常用：石膏
石膏的作用： 缓凝
提高水泥早强，改善水泥性能
类型：天然石膏
石膏：CaSO4·2H2O
硬石膏： CaSO4
工业副产石膏
掺量：3%~6% 最佳掺量由试验决定；多了会
影响水泥安定性
§3-4 低品位原料和工业废渣的利用
低品位原料：指那些化学成分、杂质含 量与物理性能等不符合一般水泥生产要 求的原料。如：低品位石灰质原料
石灰质原料的一般要求如下：
石灰质原料的一般要求如下
名称品位
石 一级品 灰 石 二级品
泥灰岩
CaO ＞48
MgO ＜2.5
R2O ＜1.0
SO3 ＜1.0
燧石或石英 （f-SiO2）
＜4.0
45~48 ＜3.0 ＜1.0 ＜1.0 ＜4.0
35~45 ＜3.0 ＜1.2 ＜1.0 ＜4.0
水泥工艺学：第五章 物料的储存及均化
（3）圆形堆场与矩形堆场的比较 优点：
a. 占地面积小； b. 在容量相同的条件厂设备购置费较低， 并且经营费用比矩形堆场可省些；
c. 不存在处理端锥的困难； d. 易于控制。
不足：
a. 物料的分布不如矩形堆场的长形料 堆对称而均匀；
b. 总体布置及扩建； c. 堵塞、地下水位； d. 预配料调整不方便。
连续式空气搅拌库——早期是串联双库；
连续式混合室空气搅拌库——德国Claudius Peters公司；1975年均化室库。
70年代后期，多料流库——丹麦F.L.Smidth公 司CF库(Controlled Flow)；德国Polysius公司MF库 (Multiflow silo)。
（二）均化设施性能的评价
1）预均化效果较高，5~8，最高达10 。保证了生料 所需要的均齐性，同时使总体均化费用降低；
2）预均化堆场占地面积相对减少，3.5～4㎡ /t.sh --2～2.5㎡/t.sh；
3）实现自动控制。
（2）生料均化技术的发展
机械倒库——1950年以前；
间歇式空气搅拌库——50年代初期，预热器窑 的发展；60年代中后期，双层库。70年代广泛应用。
1）方案
是否需要采用预均化堆场及选择何种预均化方 案，应从工厂的规模、生产方法、投资大小和生料 制备均化链的四个均化环节加以综合考虑。
在生料制备均化链中，预均化堆场主要起两个 作用：消除进厂原料的长周期波动和显著地降低原 料成分波动的振幅，缩小其标准偏差值。
是否需要采用预均化堆场。一般主要基于如下 三方面的要求加以考虑，即原料均匀性的要求、物 料储存的要求和配料控制的要求。
共堆400层，平铺一层约10min.。 设CaCO3±5%，5%/400 = 0.0125%。 冀东、宁国水泥厂50×300m。
《水泥工艺学》第4章生料制备技术1
煤灰
53.52 35.34 4.46 4.79 1.19 99.30
三原料配料—尝试误差法
例：假设用窑外分解窑以三种原料配合进行生产，要求熟 料的三个率值为：KH=0.89±0.01、SM=2.1±0.1、IM=1.3±0.1， 单位熟料热为3350kJ/kg熟料，试计算原料的配合比。(题目同 P61 例4.2)
煤的工业分析
挥发物 22.42%
固定碳 灰分 热值 49.02% 28.56% 20930kJ/kg
水分 0.6%
三原料配料—尝试误差法
1．确定熟料组成：根据题意，已知熟料率值为 KH=0.89±0.01、SM=2.1±0.1、IM=1.3±0.1。
4.1. 3如何确定配料方案
1、水泥品种(以下列举几种水泥) 大坝水泥：防水化热，应降C3S、C3A，但C3S降得 过多，必影响强度等，所以应先考虑降C3A，即低p， 再适当降C3S。
4.1. 3如何确定配料方案
确定熟料率值的依据 2、原料品质 必须根据原料的资源情况、物理性质、化学成分及有害成 分的含量，决定是否可以使用或将不同品种原料进行搭配。 如粘土含Al2O3低时，往往配成C3A低的熟料，如要配成C3A 高的熟料，必须用Al2O3高的粘土或其它原料进行搭配； 如粘土含SiO2太低，则需搭配含硅高的硅质原料，为样就 要提高成本，并使生产工艺复杂；一般粘土质原料应尽量选择 含有非晶态SiO2的风化粘土，含微晶石英的粘土质原料次之， 尽量不用含有粗大颗粒石英的砂岩和河砂。
第四章 生料制备技术
1、配料方案的选择 2、生料的配料及计算 3、生料粉磨工艺技术 4、立式磨在生料粉磨中的应用 5、生料粉磨系统的调节控制
掌握:
本章学习要点
递减法配料计算方法； 生料的粉磨细度及颗粒分布要求； 生料制备的工艺过程及方法。
《水泥工艺学》第3章原料及预均化技术
3.2.2 燃料
（一）、固体燃料煤的种类 固体燃料煤，可用无烟煤、烟煤和褐煤。回转窑一般用烟 煤，立窑采用无烟煤或焦煤末。 1、无烟煤：无烟煤是一种碳化程度最高，干燥无灰基挥发 分含量小于10%的煤。其收到基低热值一般为20900～ 29700kJ/kg（5000～7000kcal/kg）。 无烟煤结构致密坚硬，含碳量高，着火温度为600～700℃， 燃烧火焰短，是立窑煅烧熟料的主要燃料。
3.2.2 燃料
(二)、煤的组成及分析 煤的分析方法通常有二种：元素分析和工业分析。 1、元素分析法 用化学分析方法，分析燃料的主要元素百分数，即碳（C）、 氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）及灰分（A）和水分（M） 等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。 ③氧（O）、氮（N）：不参与燃烧，不能放出热量。固体 燃料中含量约为1～3%。
原料必须满足一定的要求： 1．化学成分满足要求。
否则配料困难，甚至无法配料 2．含杂质少。
以免影响煅烧、水泥质量 3．应具有良好的工艺性能。
如易磨性、易烧性、易混合性等
类别
名称
备注
主要 石灰质原料 原料 黏土质原料
石灰石、白垩、贝壳等 黏土、黄土、页岩、粉煤灰等
1t熟料 --1.6t干
原料
铁质校正原料 硫铁矿渣、铁矿石、铜矿渣等 生产熟料
第三章 原料及预均化技术
3.1 水泥生产用主要原料 3.2 水泥生产用辅助原料 3.3 矿山开采 3.4 原料破碎与烘干、输送与储存 3.5 原料的预均化 3.6 提高原料预均化效果的主要措施
硅酸盐水泥原材料种类
水泥熟料的质量主要取决于生料率值的控制和成分的均齐。 制备合适的生料，并适应煅烧设备的性能，对原料就有一定的 要求。需正确合理地选择和控制原料质量 。
材料工程技术专业《电子教材(生料均化技术)》
生料均化技术电子教材物料均化是水泥干法生产中很重要的工艺环节，它对提高水泥熟料产质量和确保水泥质量的稳定，有着举足轻重的作用。
早期水泥生产是采用立窑干法工艺，随着生产规模的扩大，先后出现了干法和湿法回转窑工艺。
在物料均化问题没有获得很好解决以前，能烧制高质量熟料的湿法生产工艺开展迅速。
五十年代，间歇式分区充气均化库的出现，使生料粉均化度接近或到达料浆的均化度，根本解决了生料均化问题，为生料均化工艺的变革奠定了根底，同时也促进了干法工艺的开展。
随着悬浮预热器窑在国际上的普遍应用，干法工艺在水泥工业中又重新处于主导地位。
窑外分解技术的成功应用，使干法生产工艺发生了新的变革，不但窑产量成倍增长，而且最先进窑的熟料热耗只有湿法工艺的一半。
许多带分解炉的现代大型干法旋窑运转实践说明，窑型越大，生料均化度对熟料产质量和窑热工制度稳定的影响也越大，因此对生料均化度的要求也越高。
随着原料预均化技术的出现和Χ射线荧光分析仪—电子计算机控制系统在配料上的应用，又促进了各种连续式均化库的研制和开展。
生料均化的根本原理生料均化的意义为了制成成分均齐而又合格的水泥生料，首先要对原料进行必要的预均化。
但即使原料预均化得十分均匀，由于在配料过程中的设备误差、各种人为因素及物料在粉磨过程中的某些离析现象，出磨生料仍会有一定的波动，因此，必须通过均化进行调整，以满足入窑生料的控制指标。
如CaCO3波动±10%的石灰石，均化后可缩小至±1%。
生料均化得好,不仅可以提高熟料的质量，而且对稳定窑的热工制度,提高窑的运转率、提高产量、降低能耗大有好处。
生料均化程度对易烧性的影响生料易烧性是指生料在窑内煅烧成熟料的过程中相对难易程度。
生产实践证明，生料易烧性不仅直接影响熟料的质量和窑的运转率，而且还关系到燃料的消耗量。
在生产工艺一定、主要设备相同的条件下，影响生料易烧性的因素有生料化学组成、物理性能及其均化程度。
在配比恒定和物理性能稳定的情况下，生料均化程度是影响其易烧性的重要原因，因为入窑生料成分〔主要指CaCO3〕的较大波动，实际上就是生料各局部化学组成发生了较大变化。
生料均化技术资料
（一）、机械均化系统
多库搭配 均化库骨四个组成，编成两组，交替进料，交 替均化，交替排料。
机械倒库（漏斗均化及多库搭配） 几个库中的生料按一定的比例释放，再回到这 几个库中。
（二）间歇式均化库
1、组成：生料搅拌库（一般设两个以上）、储存 库（一般设一个，但容积较大）。 2、特点：均化效果（H）高，但耗电量大，多库 间歇作业。 3、均化原理：压缩空气经库底充气装置的透气层 进入库内的料层，使库内料粉松动并呈流态化。 库底充气装置各区按一定规律改变进气压力或进 气量，会使已呈流态化的粉料也按同样的规律产 生上下翻滚和激烈搅拌，从而使全库生料得到充 分混合，最终达到成分均匀一致的目的。
（二）间歇式均化库
4、充气装置（充气箱）： （1）形式：扇形、环形、条形等，如图： （2）充气装置示意图：其透气层材质：陶瓷多 孔板、水泥多孔板、涤纶或尼龙等化纤织物。
形式：扇形、 环形、条形 等
其透气层材质： 陶瓷多孔板、 水泥多孔板、 涤纶或尼龙等 化纤织物
（3）充气方式：
①、强气充气法：先在全区域同时低压充气 10~15min，使库内生料膨胀，然后在充气区通入足 够的压缩空气，其余区不充气，每隔10~15min轮换 一次，如此重复，直至库内生料均匀性符合要求。 ②、强弱充气法：先在全区域同时充入强气约15 min左右使物料流态化，然后改为一区充强气（约占 总空气量的75%），其余区充弱气（约占25%）， 每隔10~20min依次轮换，循环一周或两周。
均化效果
矿山 预均化堆场
生料磨
生料均化库
1~10
0.5~4
1~2
7~15
0~15
~40
生 料 浆 的 均 化 和 生 料 粉 的 均 化
水泥工艺学生料均化技术
?原料的开采与运输
一、采掘
方式：露天开采
机械开采 水力开采
包括 剥离：搬移土岩（覆盖层）
开采：采开矿石
石灰石矿山
石灰石矿山开采设备
钻孔机
?原料的开采与运输
二、运输
?斗容挖掘机
装载： ?轮式装载机
?推土机 皮带输送机：胶带输送机道
?运输 钢索绞车运输：斜坡卷扬道 方式： 自卸料汽车：公路
窄轨电机车：铁路
悬浮烘干机 流态化烘干机
立式烘干塔
?破碎、烘干、输送、储存
回转烘干机工艺流程
? 顺流式
逆流式：
?破碎、烘干、输送、储存
三、物料的输送与储存
（一）物料的输送
机械输送
常用的输 送设备
气力输送
皮（胶）带输送机 斗式提升机 振动输送机 刮板输送机 溜管 等
气力提升泵 空气输送斜槽
（二）物料的储存
?破碎、烘干、输送、储存
装车
皮带机长距离输送石灰石
一、破碎
?破碎、烘干、输送、储存
（一）、物料破碎的目的：
便于运输、储存、烘干、配料、喂料、粉磨
（二）、破碎工艺：
破碎：利用机械方法将大块物料变成小块物料的过程。 破碎段：物料每经过一次破碎，称为一个 破碎段 破碎比：物料破碎前后的粒度之比。
破碎几类型
鄂式、旋转式、 鄂旋式破碎机 细碎鄂式破碎机
说明
? 不同类型均化库，都是利用三种均化作用原理进 行匹配设计的
? 不同类型的均化库均化效果高低、电力消耗大小 等，关键在于三种均化作用匹配和利用技术水平 的高低。
? 不同的匹配方式，就要求均化库有不同的结构、 设备、控制装置和软件。
7.1.3 均化过程的操作参数
水泥生产过程中的均化
等都需要一定的储存期。
生料 的制 备 就是 将 各种 原 （ ） 经过 一 系列 的 燃 料 加工 处理 ， 成符合 入窑煅烧 要 求 的合 格生 料 。工艺 制 过程 是 ： 生产 水 泥所 用 的主要 原 料石 灰 石 、 土从 把 黏 矿 山上 开采 下来 。 破碎成 ２ ｍ ０ ｍ左 右 的碎块 。破碎 可 以在矿 山就地 进行 。 可 以运 到厂 里后 再破碎 。由于 也 矿 山各 处的化 学成分 是不均 匀 的 。除 了有计 划地 、 分
２原 燃材料 的预均 化 ． 原燃 料预 均化 时 ． 尽可 能以最 多 的相互平 行 和上 下重叠 的 同厚 度 的料 层进行 堆放储 存 ． 取用 时要垂 直 于料 层方 向同时 切取 不 同 的料层 ． 尽 为止 ， 是 预 取 这 均化原 理 中提 到的— — “ 平铺 直取 ” 。 法 堆放 的层 数越多 ．取料 时切取 的层 数也就 越多 ， 原料 在堆 放 时短 期 内 的波 动被 均摊 到较 长 的时 间 里
合室均 化库对 生料进 行均 化 ．这 样可 以 同时进料 、 均 化和 出库 ，生 料在 库 内产 生重力 混合 和气力 搅拌 ， 从 而达到 均化 的 目的。 以上提 到的几 点 ． 是每 个水 泥生产 企业 在预均化 环节不可 回避 的几个问题 各 个环节对 于能否保证均 匀稳定 的生料化 学成分 ． 都是 十分重要 的。 在这 里希望 能够 引起我们水 泥生产企业对 均化环节 的重视 。口
须要 均化
４生料的 均化 ．
切 取而减 小 了 ． 得所取 物料 的成分 达 到 比较均 匀 的 使
效果。
３生料 的制备 ．
生料 的均化过 程是在 封 闭的圆库 里完成 的。 它是 圆形 的钢 筋混凝 土结构 。 圆库规 格大小 视水泥 生产规
均化技术_精品文档
均化技术1. 物料的均化与预均化通过采用一定的工艺措施，达到降低物料的化学成分波动振幅，使物料的化学成分均匀一致的过程叫均化。
水泥生产过程中各主要环节的均化，是保证熟料质量、产量及降低能耗和各种消耗的基本措施和前提条件，也是稳定出厂水泥质量的重要途径。
实质上，水泥生产的整个过程就是一个不断均化的过程，每经过一个过程都会使原料或半成品进一步得到均化。
就生料的制备而言，原料矿山的搭配开采与搭配使用、原料的预均化、原料配合及粉磨过程中的均化、生料的均化，这四个环节相互组成一条与生料制备系统并存的生料均化系统——生料均化链。
四个环节中最重要的为原料的预均化和生料均化，这两个环节担负着生料均化链全部工作量的80%左右。
原料在存贮、取用过程中，通过采用特殊的堆、取料方式及设施，使原料的化学成分波动范围缩小，为入窑前生料成分趋于均匀一致而做的必要准备过程，通常叫做原料的预均化。
简而言之，所谓原料的预均化就是使原料在粉磨之前所进行的均化。
2. 预均化设备2.1 预均化堆场提高原料预均化效果的主要措施就是采用各类预均化堆场或预均化库来提高原料的预均化效果。
预均化堆场是一种机械化、自动化程度较高的预均化设施。
送入预均化堆场中的成分波动较大的原燃材料，通过采用堆料机连续以薄层叠堆，形成多层(200~500层)堆铺料层的具有一定长度比的料堆；而取料机则按垂直于料堆的纵向实行对成分各异的料层同时切取，完成“平铺直取”，实现各层物料的混合，其标准偏差缩小，从而达到均化的目的。
预均化堆场的布置方式有矩形和圆形两种。
矩形预均化堆场矩形预均化堆场中一般设两个料堆，一个在堆料，另一个在取料，相互交替，每个料堆的储量通常可供工厂使用5~7天。
圆形预均化堆场圆形预均化堆场的料堆为圆环状。
原料由胶带输送机送到堆场的中心上方，用回转悬臂胶带堆料机作往返回转堆料，一般用桥式刮板取料机或桥式圆盘取料机取料。
在料堆的开口处，一端在连续堆料，另一端在连续取料。
水泥工艺学(第四章)资料
＜3.0 ＜4.0 ＜2.0
﹥12 ﹥12
注：（1）SM= 2.0~2.7，一般需要掺硅质原料；当SM=3.5~4.0 时，一般需要与一级品或SM低的二级品原料搭配使用，或掺 用铝质原料。
（2）采用立波尔窑及立窑生产时，才要求提供塑性指数。
粘土质原料的选择
（1）硅率、铝率值要适当。 （2）尽量不含碎石、卵石，粗砂含量应小于5%。 （3）回转窑生产时对可塑性不做要求。
校正原料的质量要求
名称 铁质校正原料
常用材料 硫铁渣、低品位铁矿、
炼铁厂的尾矿 铅矿渣、铜矿渣
硅质校正原料 硅藻土、硅藻石、蛋白 石、砂岩
铝质校正原料 炉渣、煤矸石、矾土
质量要求
Fe2O3＞40%
SiO2: 70%~90% SM﹥4.0；R2O﹤4.0%
Al2O3﹥30%
四、低品位原料和工业废渣的利用
400 ～ 600
300 ～ 450
粘土中矿物 分解达最高 活化时温度
(℃) 600 ～800
500 ～700
400 ～700
粘土质原料的质量要求
品位
硅率SM
铝率IM
பைடு நூலகம்
MgO （%）
R2O （%）
SO3 （%）
塑性 指数
一级品 2.7~3.5 1.5~3.5 ＜3.0 ＜4.0 ＜2.0
二级品 2.0~2.7或 不限 3.5~4.0
纯石灰石含56%CaO、44%CO2，白 色，随杂质含量增加CaO含量减少。
石灰石中氧化钙含量应不低于45%～ 48%。
泥灰岩
是碳酸钙和粘土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩， 属石灰岩向粘土过渡的中间类型岩石。是一种极好的水泥原 料。
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悬浮烘干机 流态化烘干机
立式烘干塔
破碎、烘干、输送、储存
回转烘干机工艺流程
• 顺流式
逆流式：
破碎、烘干、输送、储存
三、物料的输送与储存
（一）物料的输送
机械输送
常用的输 送设备
气力输送
皮（胶）带输送机 斗式提升机 振动输送机 刮板输送机 溜管 等
气力提升泵 空气输送斜槽
（二）物料的储存
破碎、烘干、输送、储存
小，成分越均匀。
原燃的预均化
2、变异系数：
CV
S 100% x
变异系数：表示物料成分的相对波动情况，变异 系数越小成分的均匀性越好。
3、均化效果：
H S进 S出
H越大，表示均化效果越好
4、合格率：指若干个样品在规定质量标准上下 限之内的百分率。
原燃的预均化
3、生料均化链
环节名称
原料矿山的搭配开采与搭 配使用
原燃的预均化
4、影响均化效果的因素
堆料层数 物料的离析 原料成分的波动 取料的死角
生料均化技术
7.1.1 生料均化的意义
◆生料均化程度对易烧性的影响
定义
生料易烧性是指生料在窑内煅烧成 熟料的过程中相对难易程度。
影响因素 表示方法
在生产工艺一定、主要设备相同的
条件下，影响生料易烧性的因素有生料
化学组成、物理性能及其均化程度。
原燃的预均化
（二）、评价物料均匀性的指标 1、标准偏差
S=
1
n 1
n i 1
( xi
x)2
S——标准偏差（%）
n—— 试样总数或测量次数，一般不应少于20~30个
xi——物料中某成分的各次测量值，xi~xn
x ——各次测量值的平均值，即
x
1
n
n i 1
xi
=
标准偏差是一项表示物料成分均匀性的指标，其值越
易烧性指数 C3S C3A C4AF
指数或系数 越大,易烧性
越差
易烧性系数
2.8SiO2
100CaO 1.1Al2O3 0.7Fe2O3
10SiO2 Al2O3 Fe2O3
3MgO
R2O
7.1.2 生料均化基本原理
生料均化技术
主要是采用空气搅拌及重力作用下产生的 “漏斗效应”（或称鼠穴效应），使生料粉向 下落降时切割尽量多层料面予以混合。同时， 在不同流化空气的作用下，使沿库内平行料面 发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料， 有的区域流化，从而使库内料面产生径向倾斜， 进行径向混合均化。
◆充气装置故障及防止措施 ◆入库生料成分的控制 ◆入库物料物理性能的影响及防止措施 ◆压缩空气质量的影响及防止措施 ◆其他机电设备故障的影响及防止措施 ◆影响间歇式均化库均化效果的其它因素及防止措施 ◆影响连续式均化库均化效果的其他因素及防止措施
本章小结
硅酸盐水泥生产用的主要原料有石灰质原料、粘 土质原料；辅助原料有校正原料、外加剂、燃料、 缓凝剂、混合材料等。 1.原料的准备包括开采、运输、破碎、烘干、输送 与储存等加工过程。 2.原料的预均化堆场的布置方式有矩形和圆形两种。 3.本章主要介绍了生料均化的基本原理，生料均化 的主要设施，生料均化库，生料粉气力搅拌法的 基本部件；生料均化的工艺技术；提高生料均化 效果的途径
皮带机长距离输送石灰石
一、破碎
破碎、烘干、输送、储存
（一）、物料破碎的目的：
便于运输、储存、烘干、配料、喂料、粉磨
（二）、破碎工艺：
破碎：利用机械方法将大块物料变成小块物料的过程。 破碎段：物料每经过一次破碎，称为一个破碎段 破碎比：物料破碎前后的粒度之比。
破碎几类型
鄂式、旋转式、 鄂旋式破碎机 细碎鄂式破碎机
（一）、烘干的基本原理： 利用热气流作为干燥介质，将热量传给物料，使
物料水分蒸发，蒸发出来的水再扩散到干燥介质中被干 燥介质带走。 （二）烘干目的： 便于输送、储存、粉磨 （三）需烘干的物料：通常有粘土、煤、混合材
§破碎、烘干、输送、储存
烘干方法及设备：
烘干方法
单独烘干 烘干兼粉磨
回转烘干机
烘干设备
储存期：物料的储存量能满足工厂生产
需要的天数。
储存期要合理
露天堆场
堆棚
储存设施： 预均化堆场、均化库
圆库
联合储库
储料仓 等
原燃的预均化
一、基本概念： （一）、物料的均化
1、均化：通过采用一定的工艺措施，达到降低物料的 化学成分波动振幅，使物料的化学成分均匀一致的过程。
2、均化的意义：均化是保证熟料质量、产量及降低消 耗的基本措施和前提条件，也是稳定出厂水泥质量的重 要途径。
类型
IBAU 中心室库 伯力休斯MF库
史密斯CF控制流式库
中国TJ-TP型库
中国NC型库等
IBAU库
IBAU库
CF库
CF库
TP库
NC库
7.3 生料均化的工艺技术
◆现代化水泥厂的生料制备及其均化系统工艺流程：
4道主要工序
矿山的选择性开采 原料预均化混合堆场
生料粉磨 生料均化
7.4 提高生料均化效果的途径
◆均化原理
间歇式பைடு நூலகம்化库
◇压缩空气通入充气箱经透气层进入料层，使库内粉料 体积膨胀，呈流态化，再按一定规律改变各区进气压力 或进气量，则流态化粉料在库内也按同样规律产生上下 翻滚的对流运动。经1~2小时的混合均化，可以使全库 粉料得到充分掺合的机会，最终达到成分均匀的目的。
◇一般设两个以上搅拌库和一个大容积的储存库， 进料——搅拌——卸料间歇完成。
发展趋势：多料流式均化库
生料均化技术 7.2.2 生料粉气力搅拌的基本部件
充气装置
位置
设在搅拌库底
结构
生料均化技术
作用
多孔板
充气时空气通过多孔板进入生料粉中，但 停止充气时，生料粉不能通过多孔板下落。
材质
陶瓷多孔板 水泥多孔板 钢性透气层 柔性透气层
生料均化技术
7.2.3 生料均化库的主要设施
第7章 生料均化技术
本章 学习 要点
理解
理解生料均化的意义
掌握
生料均化的基本原理； 生料易烧性；定义、影响因素 生料均化的主要设备及工艺； 能进行入窑生料的合理调配。
7.1 生料均化的基本原理
生料均化技术
7.1.1 生料均化的意义
熟料的产、质量； 生料均化程度会影响： 窑的热工制度；
窑的运转率； 能耗。
原料的开采与运输
一、采掘
方式：露天开采
机械开采 水力开采
包括 剥离：搬移土岩（覆盖层）
开采：采开矿石
石灰石矿山
石灰石矿山开采设备
钻孔机
原料的开采与运输
二、运输
装载：
斗容挖掘机 轮式装载机
推土机
皮带输送机：胶带输送机道
运输 钢索绞车运输：斜坡卷扬道 方式： 自卸料汽车：公路
窄轨电机车：铁路
装车
◆优点
◇工艺流程简单，占地少，布置紧凑； ◇操作控制方便，岗位工人少，并易于 实现自动控制； ◇基建投资省，比间歇式空气搅拌库可 节省投资20%左右； ◇耗电较少，操作维修费用低。
• 锥形混合室均化库
• 圆柱形混合室均化库
多料流式均化库
原理
侧重于库内的重力混合作用,基本不用或减小气力均化作用, 以简化设备和节省电力.库内有多处平行的料流,漏斗料柱以 不同流量卸料,在产生纵向重力混合作用的同时,还进行了径 向的混合.有的在库底增加了一个小型搅拌仓,使经过库内重 力切割料层均化后的物料,进入小仓再经搅拌后卸料。
冲击
10 ～20
＜12
冲击 冲击、磨剥
冲击 挤压、磨剥 挤压、冲击
10 ～30 70 ～200 70 ～180
3 ～17 8 ～12
＜10 ＜8 8 ～ 12 ＜20 ＜18
石灰石、熟料、石膏、 煤
石灰石、熟料、煤 石灰石、熟料、石膏、
煤 石灰石、熟料、石膏
煤 煤 粘土 粘土
二、烘干
§破碎、烘干、输送、储存
生料均化技术
7.1.1 生料均化的意义
◆生料均化在生料制备过程中的重要地位
生料均化链
是最后环节, 完成均化任务 的40%左右
矿山 开采
原料 预均化
生料 粉磨
生料 均化
生料均化技术
1
2
3
4
7
6
7
9
8
生料制备及生料均化工艺流程
1---石灰石矿 2、第二种原料 3、破碎 4、预均化堆场 7、配料 6、磨机 7、生料均化库 8、试样 9、荧光分析仪 10、去水泥窑系统
锤式破碎机
反击式破碎机 立轴锤式破碎机 冲击式破碎机 风选锤式破碎机 高速粉煤机 齿辊式破碎机 刀式粘土破碎机
破碎原理
破碎比 I
允许物料 含水（%）
适宜破碎的物料
挤压
3～6
＜10
石灰石、熟料、石膏
挤压
8 ～10
＜10
石灰石、熟料、石膏
冲击
10 ～17（双 转子30 ～40 ）
＜10
冲击
10 ～40
＜12
（二）、原理：“平铺直取”
（三）、预均化堆场：
原燃的预均化
1、类型
矩型预均化堆场 预均化堆场
圆型预均化堆场
原燃的预均化
矩型预均化堆场
一般设两个料堆，一个在堆料，另一 个在取料，相互交替。
矩型预均化堆场
圆型预均化堆场
堆为圆料环状，在料堆的开口处， 一端在连续堆料；另一端连续取料。
原燃的预均化
圆型预均化堆场
完成均化 工作量的任务（%）
10~20
原料的预均化