第3章 原料均化过程技术与设备
(整理)原料及预均化技术
3.原料及预均化技术学习要点：掌握生产水泥所用原料的类型，每种类型原料提供的主要成分，各类原料中最常用的品种及对主要成分含量的要求破碎比，破碎段数，烘干的目的，常用设备，原料预均化的定义、原理；预均化堆场的类型，特点，影响均化效果的因素，描述物料均匀性的参数。
理解选择原料的原则，原料进行预处理的工作内容，生料均匀性对熟料煅烧的影响，生料均化链的组成，各环节完成工作量的大小，原料预均化堆场的工作过程，设备类型。
了解各类原料中常用品种的性能，低品位原料的类型，主要成分，可作哪种原料使用，使用时应注意什么，原料的开采方式，开采工艺，常用设备，原料运输进厂的方式。
3.1水泥生产的主要原料生产硅酸盐水泥熟料的主要原料有石灰质原料和黏土质原料。
3.1.1 石灰质原料凡是以碳酸钙为主要成分的原料都属于石灰质原料。
它可分为天然石灰质原料和人工石灰质原料两类。
水泥生产中常用的是含有碳酸钙(CaCO3)的天然矿石。
3.1.1.1 石灰质原料的种类和性（1）石灰石：是由碳酸钙组成的化学与生物化学沉积岩。
主要矿物：为方解石（CaCO3）微粒组成，并常含有白云石（CaCO3·MgCO3）、石英（结晶SiO2）、燧石（又称玻璃质石英、火石，主要成分为SiO2，属结晶SiO2）黏土质及铁质等杂质。
CaO含量：纯石灰石含CaO56%，烧失量为44%，随杂质含量增加CaO含量减少。
含水量：一般不大于1.0%，具体值随气候而异。
含黏土杂质越多，水分越高。
（2）泥灰岩：是碳酸钙和黏土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩，属石灰岩向黏土过渡的中间类型岩石。
是一种极好的水泥原料。
分类：高钙泥灰岩：CaO≥45%低钙泥灰岩：CaO＜45%有些地方产的泥灰岩成分接近制造水泥的原料，可直接烧制水泥，称天然水泥岩。
主要矿物：方解石（3）白垩：是海生生物外壳与贝壳堆积而成的，富含生物遗骸，主要由隐晶或无定形细粒疏松的碳酸钙所组成的石灰岩。
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
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
第三章 原、燃料预均化与生料均化,
（4）均化效果计算
H=Sb1/Sb2
式中： H——均化效果，单位为倍数； Sb1——均化前进料的标准偏差； Sb2——均化后进料的标准偏差； 一般水泥生产中，原燃料预均化堆场的均化效果可 达５—８，最高可达１０；经预均化后石灰石Ｃ ａＣＯ３含量的标准偏差最好可达±１％左右。
３.３预均化堆场的类型
3.7.4
横向倾斜层堆料法
横向倾斜层堆料法的特点如下:
（1）该法是将堆料按自然休止角铺成 许多平行的倾斜料层。第一层是先在堆场 的一侧堆成一各三角形物料条带，然后将 堆料机内移，在第一层三角形料带上铺料， 依次铺至堆场中央，即可形成横向倾斜层 料堆。 （2）要求堆料机必须在堆场宽度的1/2 范围内伸缩回转作业。
（3）配料堆场 配料堆场是将全部品种的原料，按照 配料要求，以一定的比例进入堆场，经过 混合均化，在出料时达到成分均匀稳定， 并且完全符合生料成分要求。这种堆场由 于具有完全的配料功能，须具备完善的取 样、试样处理、在线快速分析等手段，比 较复杂，一般很少用。
３.４ 原料预均化堆场的选用条件
水泥工业生产中，判断是否需要 建设预均化堆场，可根据原料成分波动及 生产要求条件确定。
（1） 预均化的基本原理及功能
水泥生产需要大量的原材料，为了保证 生产过程的连续性，要求原料有一定的储存 量，这些原料进厂后，先在堆场内储存，然 后再取出进入配料系统。简单的储、取过程， 只发挥了储库或堆场的一个功能，就是储存 的功能。预均化技术就是在原料的存、取过 程中运用科学的堆取料技术，实现原料的初
图1
矩形预均化堆场料堆的两种布臵形式
（3）进料皮带机和出料皮带机分别布臵 在堆场两侧。取料机一般停在料堆之间，可 向两个方向任意取料。堆料机通过活动的S型 卸料机在进料皮带机上截取原料，沿纵长方 向向 任何一个料堆堆料。也有的堆场采用顶 部活动皮带堆料。 （4）料堆平行布臵虽然在总平面布臵上 比较方便，但是取料机要设臵中转台车以便 平行移动于两料堆间，堆料机也要选用回转 式或双臂式以适用于平行的两个料堆，设备 及土建投资均高于前者，因此采用平行料堆 的矩形堆场较少。
陶瓷行业智能化生产工艺方案
陶瓷行业智能化生产工艺方案第1章陶瓷行业智能化生产概述 (3)1.1 智能化生产的背景与意义 (3)1.1.1 背景分析 (3)1.1.2 意义 (3)1.2 陶瓷行业智能化生产现状分析 (4)1.2.1 智能化设备的应用 (4)1.2.2 信息化管理 (4)1.3 智能化生产工艺的发展趋势 (4)第2章智能化生产线规划与设计 (5)2.1 生产线布局设计原则 (5)2.2 陶瓷生产设备选型与配置 (5)2.3 智能化生产线控制系统设计 (6)第3章原料处理工艺智能化 (6)3.1 原料处理工艺流程优化 (6)3.1.1 工艺流程概述 (6)3.1.2 工艺流程优化措施 (6)3.2 自动配料系统 (7)3.2.1 系统构成 (7)3.2.2 配料精度控制 (7)3.2.3 系统优势 (7)3.3 原料混合与均化 (7)3.3.1 混合设备选择 (7)3.3.2 混合工艺参数优化 (7)3.3.3 均化工艺 (7)第4章模具设计与制造智能化 (8)4.1 模具设计与分析 (8)4.2 智能化模具加工技术 (8)4.3 模具在线检测与调整 (8)第5章成型工艺智能化 (9)5.1 成型工艺流程优化 (9)5.1.1 优化目标 (9)5.1.2 优化方法 (9)5.1.3 优化效果 (9)5.2 自动化成型技术 (9)5.2.1 技术概述 (9)5.2.2 技术特点 (9)5.2.3 应用案例 (9)5.3 在线检测与质量控制 (9)5.3.1 技术原理 (9)5.3.2 技术优势 (10)5.3.3 应用实践 (10)第6章干燥工艺智能化 (10)6.1 干燥工艺参数优化 (10)6.1.1 干燥工艺概述 (10)6.1.2 参数优化方法 (10)6.2 智能化干燥设备选型与应用 (10)6.2.1 智能化干燥设备类型 (10)6.2.2 设备选型依据 (11)6.3 干燥过程监控与调节 (11)6.3.1 监控系统设计 (11)6.3.2 调节策略 (11)第7章窑炉烧成工艺智能化 (11)7.1 窑炉烧成工艺优化 (11)7.1.1 窑炉结构优化 (11)7.1.2 烧成曲线优化 (11)7.1.3 窑炉操作参数优化 (12)7.2 智能化窑炉控制系统 (12)7.2.1 系统架构 (12)7.2.2 烧成参数在线检测 (12)7.2.3 控制策略与算法 (12)7.2.4 人机交互界面 (12)7.3 烧成过程在线监测与调整 (12)7.3.1 在线监测技术 (12)7.3.2 数据分析处理 (12)7.3.3 工艺参数调整 (12)7.3.4 智能优化与决策 (12)第8章釉料制备与施釉工艺智能化 (13)8.1 釉料制备工艺优化 (13)8.1.1 釉料配比优化 (13)8.1.2 釉料制备过程控制 (13)8.1.3 釉料制备设备智能化升级 (13)8.2 智能化施釉设备与技术 (13)8.2.1 智能化施釉设备 (13)8.2.2 施釉技术 (13)8.2.3 智能化施釉参数控制 (13)8.3 釉料质量在线检测 (13)8.3.1 在线检测系统构成 (13)8.3.2 数据处理与分析 (13)8.3.3 智能预警与故障诊断 (14)8.3.4 检测结果反馈与优化 (14)第9章质量检测与控制智能化 (14)9.1 成品质量检测方法与指标 (14)9.1.1 检测方法 (14)9.1.2 检测指标 (14)9.2 智能化检测设备选型与应用 (14)9.2.1 智能化检测设备选型 (14)9.2.2 智能化检测设备应用 (15)9.3 质量数据分析与追溯 (15)9.3.1 质量数据分析 (15)9.3.2 质量追溯 (15)第10章生产管理与决策支持系统 (15)10.1 生产数据采集与处理 (15)10.1.1 生产数据采集 (15)10.1.2 生产数据处理 (16)10.2 生产过程智能监控与调度 (16)10.2.1 生产过程监控 (16)10.2.2 生产调度 (16)10.3 基于大数据的生产决策支持系统 (16)10.3.1 大数据平台构建 (16)10.3.2 决策支持应用 (17)第1章陶瓷行业智能化生产概述1.1 智能化生产的背景与意义科技的飞速发展，智能化生产已成为制造业转型升级的关键途径。
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。
第三章原料及预均化技术
本章小结
1. 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。 2. 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。 3. 原料的预均化堆场的布置方式有矩形和圆形两 种。
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 1 n x x ——各次测量值的平均值，即 x = n ∑ i i =1
标准偏差是一项表示物料成分均匀性的指标，其值越小， 值越小， 值越小 成分越均匀。 成分越均匀。
2、变异系数： 、变异系数：
二、原燃料的预均化
定义： 定义：原燃料在储存、取用过程中，通过采用
特殊的堆取料方式及设施，使原料或燃料化学成分 波动范围减小，为入窑前生料或燃料成分趋于均匀 一致而作的必要准备过程。简言之，所谓原燃料的 预均化就是原料或燃料在粉磨之前所进行的均化。
原理： 平铺直取” 原理：“平铺直取”
预均化工艺及设施
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 原料破碎与烘干、 §3-3 原料破碎与烘干、输送与储存 §3-4 原料的预均匀化
§3-1 生产硅酸盐水泥所用原料
原料名称
石灰质原料 粘土质原料 铁质校正原料 硅质校正原料 铝质校正原料 外加剂 矿化剂、 晶种、 助磨剂
预均化堆场： 预均化堆场：
1、类型 、
矩型预均化堆场 预均化堆场 圆型预均化堆场
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。 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
生料均化
连续式均化库有多种结构型号 （1）彼得斯混合室库（CP库） （2）多料流式均化库
NC型多料流式均化库
NC型多料流式均化库特点： 1、库顶多点下料，平铺生料。 2、库内设有锥形中心室，库底分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 环形区进入中心室，再从中心室卸入库下称重小仓。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。 3、物料进入中心仓后，在减压锥的减压作用下，中 心区1~8区也轮流充气，并同外环区充气相对应，使进入 中心区生料能迅速膨胀、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。 4、库内中心仓未设料位计，而是通过充气管道上的 压力测量反映中心仓内料位状况。
生料均化度的频谱表示法 在上述极差法中，若以各取样点所代表的生料量为 横坐标，以各相应点所测的生料为纵坐标，绘制成如图 所示的波动曲线，该曲线既可表示实际平均偏差，又能 看出成分波动变化的全过程，利于了解波动周期的规律 性，找出不符合工艺指标的时间间隔或区段。 因此，频谱法常用于表示库内生料均化度的分布情 况和对连续式均化系统均化质量的评价。
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如图 所示。
1-石灰石矿 2-第二种原料 3-破碎 4-预均化堆场 5-重量喂料 6-磨机 7-流态化生料均化库 8-备用生料储库 9-试样 10-x-射线荧光分析仪 11-均化后入窑生料 12-回转窑
生料的质量控制
均化工艺控制及应注意的问题 1、确保足够的充其量、充气压力 2、努力提高出磨生料的合格率 3、做好搅拌前入库生料的调配工作 4、入搅拌库生料水分在1.0%以下 5、搅拌库中生料料高不宜超过库直筒高度的75% 6、充气搅拌时间不能过短也不宜过长。
(整理)原料及预均化技术.
3.原料及预均化技术学习要点：掌握生产水泥所用原料的类型，每种类型原料提供的主要成分，各类原料中最常用的品种及对主要成分含量的要求破碎比，破碎段数，烘干的目的，常用设备，原料预均化的定义、原理；预均化堆场的类型，特点，影响均化效果的因素，描述物料均匀性的参数。
理解选择原料的原则，原料进行预处理的工作内容，生料均匀性对熟料煅烧的影响，生料均化链的组成，各环节完成工作量的大小，原料预均化堆场的工作过程，设备类型。
了解各类原料中常用品种的性能，低品位原料的类型，主要成分，可作哪种原料使用，使用时应注意什么，原料的开采方式，开采工艺，常用设备，原料运输进厂的方式。
3.1水泥生产的主要原料生产硅酸盐水泥熟料的主要原料有石灰质原料和黏土质原料。
3.1.1 石灰质原料凡是以碳酸钙为主要成分的原料都属于石灰质原料。
它可分为天然石灰质原料和人工石灰质原料两类。
水泥生产中常用的是含有碳酸钙(CaCO3)的天然矿石。
3.1.1.1 石灰质原料的种类和性（1）石灰石：是由碳酸钙组成的化学与生物化学沉积岩。
主要矿物：为方解石（CaCO3）微粒组成，并常含有白云石（CaCO3·MgCO3）、石英（结晶SiO2）、燧石（又称玻璃质石英、火石，主要成分为SiO2，属结晶SiO2）黏土质及铁质等杂质。
CaO含量：纯石灰石含CaO56%，烧失量为44%，随杂质含量增加CaO含量减少。
含水量：一般不大于1.0%，具体值随气候而异。
含黏土杂质越多，水分越高。
（2）泥灰岩：是碳酸钙和黏土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩，属石灰岩向黏土过渡的中间类型岩石。
是一种极好的水泥原料。
分类：高钙泥灰岩：CaO≥45%低钙泥灰岩：CaO＜45%有些地方产的泥灰岩成分接近制造水泥的原料，可直接烧制水泥，称天然水泥岩。
主要矿物：方解石（3）白垩：是海生生物外壳与贝壳堆积而成的，富含生物遗骸，主要由隐晶或无定形细粒疏松的碳酸钙所组成的石灰岩。
原料及预均化技术共22页文档
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
3干法水泥生产原料的破碎与预均化工艺技术
（!） 料堆平行布置虽然在总平面布置上比较方便， 但是取料机要设置中转台车以便 平行移动于两料堆间， 堆料机也要选用回转式或双臂式以适用于平行的两个料堆， 因此 采用平行料堆的矩形堆场较少。
第二节
圆形预均化堆场
圆形预均化堆场是使用较多的堆场， 其特点如下： （"） 原料由皮带机送到堆场中心， 由可以围绕中心作 #$%&回转的悬臂皮带机进行堆 料。 （’） 取料由桥式刮板取料机完成。桥架的一端联接在堆场中心立柱上， 另一端则架 设在料堆外围的圆形轨道上， 可作 #$%&回旋。取出的原料经刮板机送到堆场底部的中心 卸料口， 由地沟内的出料皮带机送走。 如图 # * ’ * ’ 所示。即 （#） ’% 世纪 (% 年代初期圆型堆场一般采用 # ) "’%&作业法， 圆形堆场的 " + # 容积正在进行堆料作业； " + # 容积正在进行取料作业； " + # 作为储备料 堆， 实际上有 ’ + # 的料堆可作为取料料堆。因此圆形堆场的 ’ + # 容量为有效容量。一般 同样储量的圆形堆场比矩形堆场的占地面积可减小 #%, 。
四、 锤式破碎机
水泥工业中广泛地采用锤式破碎机， 用来破碎石灰石、 泥灰岩、 熟料和煤块等。锤式 破碎机可分为单转子和双转子两种类型。单转子锤式破碎机构造和工作原理如图 ! " # " % 所示。 工作时， 主轴 # 被皮带轮上皮带拖动转动， 离心力作用将自由悬挂的锤头 ! 沿着十 字头旋转的方向抛出， 进到弧形篦条 & 上的料块， 被通过篦条间的锤头猛烈冲击所破碎 而从弧形篦条间落下， 在降落过程中再被高速旋转的锤头破碎， 落到三角形篦条 % 上。 小于篦条空隙的碎粒被排出机体， 大于篦条空隙的大颗粒继续受到破碎， 料块在弧形篦 条上只受到锤头旋转的冲击力， 而在三角形篦条上还受到锤头打击和研磨作用。出料粒 度则借助于三角形篦条间的空隙宽度及篦条工作面和锤头端面间的距离来调节。双转 子锤式破碎机的工作原理与单转子锤式破碎机的工作原理相似。 锤式破碎机的优点是： 生产能力大， 破碎比高， 最大可达 ’(； 构造简单， 机体小， 产品粒 度均匀， 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； 不适合破 碎潮湿及粘性物料， 当破碎水分大或粘性物料时， 产量会大大下降， 且易堵塞出料口。 ・ $!% ・
均化技术
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。
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。
第4章 生料制备与均化
(5)彼得斯磨，又称E型磨(球--环式)； (6)ATOX磨(圆柱辊--平盘式)。
(a) LM莱歇型
(b)MPS型 (c)RM伯力休斯型
(d)ATOX型
(e)VR雷蒙型
1-分离器 2-壳体Fra bibliotek3-磨辊
4-翻辊装臵 5-液压加压装臵
6-摇臂 7-圆柱销
8-磨盘 9-传动装臵
10-机座
11-摇臂运动、磨 机振动监测装臵
5.监视装臵：摇臂监视、振动监视。 6.传动装臵：电动机、减速器。 7.喷水系统：降低温度、稳定料层。
8.粗粉外循环系统：提升机。
二、立磨的分类
按磨辊、磨盘的几何形状分为：
(1)莱歇磨(锥辊--平盘式)； (2) MPS磨(鼓辊--碗式)；
(3)雷蒙磨(锥辊--碗式)；
(4)伯力鸠斯磨(双鼓辊--碗式)；
前新型干法水泥生产生料粉磨基本上为立磨生产，因此，这里
只对立磨的结构和粉磨作简要介绍。
第一节 立 磨
一、立磨的工作原理及立磨的结构
（一）立式磨的工作原理 主要工作部分为磨盘及磨辊。电动机通过减速器带动磨盘 转动，磨辊在磨盘上绕自身轴心滚动。物料通过锁风喂料装臵 经下料溜管落到磨盘中央，由于离心力的作用形成环形料床， 并被钳入磨辊与磨盘之间，受到挤压作用而被粉碎，并由于相 对滑动产生剪切力，使物料被磨细。
1.中间带凹槽的 轮胎型磨辊； 2.浅盆形磨盘 （碗状）； 3.独特的除铁 装臵
OK磨结构示意图
E型磨机是一种球—环式立 式磨机，如图所示。这种磨多用 于煤粉制备，主要由粉磨室、分 离器和传动机构组成。 粉磨室是由研磨环构成，下 环回转，上环固定，球在上下环 之间滚动。 喂料机把入磨物料从上部通 过分离器，或从侧边通过磨机壳 体喂入粉磨室，然后靠离心力把 物料甩到球下。 磨后的产品从粉磨装置的周 边排出，被上升的气流带人分离 器。分离后的粗料返回粉磨室， 而细粉则随气流排出磨外。 该磨配置10～12个高耐磨 铸钢制成的空心球，按磨机规格 的不同，球径最大达500mm。
水泥工艺学-第3章原料及预均化技术
3.1.1 石灰质原料
石灰岩：是由碳酸钙所组成的化学与生物化学沉积岩，主 要矿物：
方解石（CaCO3）微粒 常含有白云石（CaCO3·MgCO3）、石英（结晶SiO2）、燧石 （又称玻璃质石英、火石，主要成分为SiO2 ，属结晶SiO2 ）、 粘土质及铁质等杂质。 结构致密，呈块状，性脆，莫氏硬度 3 ～ 4 。
3.1.1 石灰质原料
凡是以碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙为主要成分的原料都叫 石灰质原料。如石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等。
一般生产1t熟料约用1.3-1.5t石灰质干原料，在生料中约 占原料总量的80%以上。
1．种类 ①．天然的：石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等。 我国水泥工业生产中应用最普遍的是石灰岩（俗称石灰 石），泥灰岩次之，个别小厂采用白垩和贝壳。
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 。
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
3.1.1 石灰质原料
原料及预均化技术..
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
冲击
冲击 冲击 冲击 冲击、磨剥
＜10
＜12 ＜12 ＜10 ＜8
高速粉煤机
齿辊式破碎机 刀式粘土破碎机
冲击
挤压、磨剥 挤压、冲击
50 ～180
3 ～15 8 ～12
8 ～ 12
＜20 ＜18
煤
粘土 粘土
§3.5破碎、烘干、输送、储存
第 三 章 原料及预均化技术
原料及预均化技术
生产硅酸盐水泥所用原料
原料名称
石灰质原料 粘土质原料 铁质校正原料
主要提供的成分
CaO SiO2、Al2O3 少量Fe2O3 Fe2O3
配比 （%）
~80 10~15
校正 原料
硅质校正原料
铝质校正原料 矿化剂、 晶种、 助磨剂
SiO2
Al2O3
外加剂
如：CaF2 熟料
窄轨电机车：铁路
装 车
皮带机长距离输送石灰石
§3.5破碎、烘干、输送、储存
一、破碎
（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
（二）物料的储存
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 储存设施：
露天堆场 堆棚 预均化堆场、均化库
圆库
联合储库 储料仓 等
§ 3-6 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。
第三章原料及预均化技术(课件)
纯净的石灰石白色。自然界中的石灰石
常因含杂质的含量不同而呈青灰、灰白、灰 黑、淡黄及红褐色等不同颜色。石灰石一般 呈块状，结构致密，性脆，莫试硬度3～4， 密度2.6～2.8g/cm3，，耐压强度随结构和孔 隙率而异，单向抗压强度在30～170MPa之间， 一般为80～140MPa，石灰石含水一般不大于 1.0%，水分大小随气候而异。
水泥厂的原料是用露天开采 开采过程：
剥离：覆盖层的剥离 开采：有用矿的开采
钻 眼 爆破 采 运
矿石的运输，根据采石场距工厂的距离及采 石场与工厂间的地形可以利用不同的运输工具。 ◇皮带输送机 ◇钢索绞车 ◇自动卸料汽车 ◇小型内燃机车 ◇火车装运 ◇架空索道
3.4 原料破碎与烘干、输送与储存
3.4.1破碎 1、破碎：利用机械方法将大块物料变成小块 物料的过程（粒度大于2～5mm）。 破碎的目的：便于运输、储存、烘干、配料 和粉磨。 破碎的物料：石灰石、粘土等原料及熟料、 石膏、混合材料、煤等。
料进行烘干。回转烘干机，流态烘干机， 振动烘干机，立式烘干窑（塔） ◇烘干兼粉磨（烘干磨）：可简化流程，节 省设备和投资，减少人员，减少扬尘点，
还可以利用窑尾和冷却机的废气余热。采
用烘干磨时，要求入磨物料的平均水分小
于6%（也有的更高）。
烘干兼粉磨
3.4.3 输送与储存
◆物料的输送 ◇粒状或小块状的物料：皮（胶）带输送机、斗式提升机、 振动输送机、埋刮板式输送机等 ◇粉状物料的输送 ：螺旋输送机（铰刀）、斗式提升机、
◇黄土 是没有层理的粘土与微粒矿物的天然 混合物。成因以风积为主，也有成因于冲 积、坡积、洪积和淤积的。颜色以黄褐色 为主。 ◇页岩 是粘土经长期胶结而成的粘土岩。一般 形成与海相或陆相沉积，或海相与陆相交 互沉积。化学成分类似于粘土，可作为粘 土使用，但其硅率较低，通常配料时需掺 加硅质校正原料。页岩颜色不定，一般灰 黄、灰绿、黑色及紫色等，结构致密坚实， 层理发育，通常呈页状或薄片状。
第1章 材料的均化及设备1
b 移动式皮带机
均化设施的 原理与结构
波浪形堆料
料层变成细小的料条，堆料点多，减小离析，适用于粒度分布广 的物料，端面取料 必须用可以横向伸缩或回转的悬臂皮带堆料机 多用于粘土的长形预均化堆场，用桥式链斗取料机取料。
均化设施的 原理与结构
水平层状堆料
所形成的料堆横截面有梯形、也有三角形。端部取料 可完全消除离析，且每层物料的纵向、横向的均匀性都 较高。 设备动作多、复杂，不便自动化 用于多种物料相混合的堆场。
均化设施的 原理与结构
均化设施的 原理与结构
均化设施的 原理与结构
解决过渡带的问题 倾斜人字形堆料 取料机可切割大部分料层，且取料机随堆料 机不断前进，消除了过渡带问题。但切割层变 动，料堆成分不稳定，均化效果稍差。
均化设施的 原理与结构
储存库均化物料
单个库均化作用 不大，多采用多 库 并联或串联 一般均化系数23，均化方式简 单 用于粒状、粉状 物料
概述
混合均化方式
是同时、或先后、或交替使用上述两种均化方式。如 各种混合室（如彼特斯混合室库、带减压锥的连续式） 生料均化库。广泛使用。
均化设施
均化设施的 原理与结构
根据均化原理设计均化设施（又称均化单元）注：储存 设施也在均化单元的范畴。
均化堆场
在堆取料的过程中均化 用于原料（如石灰石）、煤 当用于原料均化时，称预均化堆场，还起储存、预配料 （较少采用）的作用。 优点：处理物料量大、能耗省、均化效果好，利于原料 合理搭配，便于对原料进行质量控制。 缺点：占地大
缺点：库规模受限制 （≤6.5m）、螺旋轴 和叶片易损，且检修 困难，易喷仓
库底条形卸料器
适应性强
间歇式均化库
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7．气力式均化库的均化效果影响因素有哪些？（掌握）
充气装置发生漏泄、堵塞、配气不匀等； 生料物性与设计不符，如含水量、颗粒大小发生 变化等； 压缩空气压力不足或含水量大等； 机电故障； 无法控制的其他因素，如库内贮量、出入库物料 流量、进库物料成分波动周期等。
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§3.2 预均化堆场
1．预均化堆场有哪些类型？各类型的优缺点是什 么？（掌握） 2．预均化堆场堆料和取料方式有哪些？（掌握） 3．有哪些类型堆取料机械？（掌握） 4．影响均化堆场均化效果的因素有哪些？（掌握）
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1．预均化堆场有哪些类型？各类 型的优缺点是什么？（掌握）
取料机械： 刮板取料机
分桥式刮板取料机与悬臂刮板取料机两种。前者用于端面取料， 后者可以端面取料，也可以沿着料堆轴线纵向移动取料，适应圆 锥堆法。
适用于端面或侧面取料。 是近年来发展起来的新型取料机，适用于端面取料
链斗取料机
桥式圆盘取料机
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4．影响均化堆场均化效果的因素 有哪些？（掌握）
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）。 特点：均化效果（H）高，但耗电量大，多库间歇 作业。 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。
第3章 原料均化过程技术与设备
3.1 原料预均化技术基础 3.2 原料预均化堆场 3.3 生料均化库
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3.1 原料预均化技术基础
1．什么叫均化与预均化？均化的意义是什么？ （掌握） 2．评价物料均匀性指标有哪些？（掌握） 3．预均化的原理是什么？（掌握） 4．什么条件下需要采取预均化措施？（掌握） 5．均化过程各个环节均化效果及完成工作量是多 少？（了解）
“平铺直取”。 即： 堆放时，尽可能地以最多的相互平行、上 下重叠的同厚度的料层构成料堆； 取料时，按垂直于料层方向的截面对所有 料层切取一定厚度的物料
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4．什么条件下需要采取预均化措施？（掌握）
CV<5％时，原料的均匀性良好，不需要进行预均化。 CV=5％～10％时，原料的成分有一定的波动。如果其他原 料包括燃料的质量稳定、料准确及生料均化设施的均化效 果好，可以不考虑原料的预均化。相反，其他原料包的质 量不稳定，生料均化链中后两个环节的效果不好，矿石中 的夹石、夹土多，此应考虑该原料的预均化。 CV>10 ％时，原料的均匀性很差，成分波动大，必须进行 预均化。 校正原料一般不考虑单独进行预均化，黏土质原料既可以 单独预均化，也可以与石灰石合后一起进行预均化。 进厂煤的灰分波动大于±5％时，应考虑煤的预均化。当 工厂使用的煤种较多，不仅和热值各异，而且灰分的化学 成分各异，它们对熟料的成分及生产控制将造成一定影响， 严重时对熟料产量、质量产生较大的影响时，应考虑进行 煤的预均化。
类型：
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5．IBAU中心室库组成、均化原理及特点是什么？ （掌握）
IBAU 中心室库 库底中心设置一个大型圆锥。 库壁与圆锥之间形成环形区， 分成 6~8 个充气区，由 6~8 个流 量控制阀门控制卸料量，生料 经斜槽进入库底中心的搅拌仓 内。 生料入库装置类似混合室均化 库，由分料器和辐射形空气斜 槽将生料基本平行地铺入库内。 生料在库内既有重力混合又有 径向混合，中心室有少量空气 搅拌。 均化效果较好，电力消耗较小， 库内物料卸空率较高
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6．CF库组成、均化原理及特点是什么？（掌握）
CF库生料入库方式为单点进料。 库底分为7个卸料区域，每区由6个三角 形充气区组成，因而共有6×7=42个三 角形充气区。每个三角形充气区的充气 箱都是独立的。 每个卸料区中心有个出料孔，上边由减 压锥覆盖。卸料孔下部与卸料阀及空气 斜槽相联，将生料送到库底中央的小混 合室中。 库下小混合室由负荷传感器支撑，以此 控制料位及卸料的开停。 库底的42个三角形充气箱充气卸料由设 定的计算机软件控制，使库内卸料形成 的42个漏斗流，按不同流量卸料，以便 使物料产生重力纵向均化的同时，产生 径向混合均化。一般保持3个卸料区同 时卸料，进入库下小型混合室后有搅拌 混合作用。 均化效果较好，库内结构较复杂，充气 管路多，自动化水平高，维修较困难。
Sin H Sout
均化前物料的标准偏差与均化后物料的标 准偏差之比。 H 越大，表示均化效果越好
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（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。可以反映物料成分的均匀性， 但不能反映全部样品的波动幅度及其成分 分布特性。
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3．预均化的原理是什么？（掌握）
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2．预均化堆场堆料和取料方式有哪些？（掌握）
人字形堆料 波浪形堆料 倾斜形堆料 水平形堆料 端面取料法 侧面取料法。
波浪形堆料法
人字形堆料法
横向倾斜形堆料法
水平层形堆料法
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3．有哪些类型堆取料机械？（掌 握）
堆料机械：
天桥皮带堆料机、车式悬臂胶带堆料机、耙式堆料机。
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4．多料流式均化库均化原理是什么？有哪些类型的多 料流式均化库？（掌握）
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。多数库底增设一个小型 搅拌仓。 IBAU 中心室库 伯力休斯MF库 史密斯CF库 中国TJ-TP型库 中国NC型库等
预均化堆场分为矩形和圆形两种类型
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矩形预均化堆场
设两个料堆，一个堆料，另一个取料，相 互交替作业，两堆料可以平行排列，也可 以纵向直线排列。每堆料的储量5～7d。
矩型预均化堆场
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圆形预均化堆场
设一个圆弧料堆，在料堆的开口处，一端 连续堆料，一端连续取料，储量4～7d。
6．CF库组成、均化原理及特点是什么？（掌握） 7．气力式均化库的均化效果影响因素有哪些？（掌握）
8．气力式均化库操作运行中常见问题有哪些？如何防止？ （掌握）
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1．生料均化库是如何发展起来的？（了解）
20世纪50年代前，主要靠机械倒库，动力消耗大，均化效果不好。因 生料浆易于搅匀，当时积极发展湿法生产。 50年代初期，间歇式空气搅拌库开始迅速发展。 60年代，双层库（上层搅拌库，下层储存库）出现。 70年代德国缪勒、伊堡、克拉得斯•彼特斯等公司研究开发了多种连 续式均化库，随后伊堡、伯力休斯、史密斯公司又研发了多料流式均 化库。 我国发展历程： 20世纪50年代以前，多采用多库搭配方式，均化效果很差； 70年代邯郸等厂采用了间歇式空气搅拌库； 80年代淮海厂曾采用双层库； 连续式均化库由天津水泥工业设计研究院前身邯郸设计所于70年代末 期研发成功，80年代首先在江西厂2000t/d 新型干法生产线上应用； 80年代初期投产的冀东、宁国等厂引进了连续式及多料流式均化库。 90年代以来，天津、南京等设计部门均研发了各具特点的多料流式均 化库。
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1．什么叫均化与预均化？均化的 意义是什么？（掌握）
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称为均化。 均化贯穿于水泥生产各个环节，一般将原料破碎后、入磨前进行的均 化称为预均化，包括矿山开采过程的均化及原料进厂后的存储均化两 个环节，其中重点是存储预均化环节。 存储预均化环节又分为原料的预均化和燃料的预均化。原料预均化主 要用于石灰质原料，其他原料基本均质，不需要预均化；燃料的预均 化是对原煤进行预均化。 均化的意义： （1）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。 （2）均化技术是现代新型干法水泥生产技术的关键技术，是干法与 湿法生产技术长期竞争并最终彻底战胜湿法生产的致胜法宝。
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2．机械式均化库有哪些方法？机械式均化的特 点是什么？（了解
多库搭配
均化库由四个组成，编成两组，交替进料，交 替均化，交替排料。 几个库中的生料按一定的比例释放，再回到这 几个库中。
机械倒库（漏斗均化及多库搭配）
特点：投资省，操作简便，均化效果差。
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3．间歇是均化库是如何构成的？ 均化原理和特点是什么？（了解）
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2．评价物料均匀性指标有哪些？（掌握）
（1）标准偏差S （2）变异系数CV （3）均化效果H （4）合格率
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（1）标准偏差S
1 n 2 S ( xi x ) n 1 i 1
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