第3章 原料均化过程技术与设备

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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


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。
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§3.3 均化生料库





1．生料均化库是如何发展起来的？（了解） 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 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） 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） 5．IBAU中心室库组成、均化原理及特点是什么？（掌握）
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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。



堆料层数：层数越多均化效果越好，但料层越多，则由于 休止角的原因，堆料面积越小料层越薄，因此当料层增加 到一定层数后，对均化效果影响较小，一般400~500层即 可满足均化效果。 物料的离析：堆料时大颗粒总是滚到料堆底部小颗粒总是 留在料堆的顶部，这样就造成料堆的离析效应，而大小颗 粒的成分是不一样的，对石灰石大颗粒的碳酸钙含量高， 小颗粒的碳酸钙含量小，从而使得料堆横断面上成分的不 均匀。改善方法是尽量减小颗粒的级差。 端锥效应：每个料堆尤其是矩形料堆，有两个端部，端部 呈圆形，料层与取料机切面不是垂直而是平行的，加之端 部离析严重，因此端部均化效果差。为减小需要适当增加 料堆的长宽比。
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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。

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。
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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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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）






充气系统（包括管路、充气箱漏气）充气无力，无法进行均化； 多孔料发生碎裂、微孔堵塞，空气有短路，局部有堵塞，全库无效吹 气； 卸料口多孔材料常常发生吹掉、撕裂，造成出料不畅或无法出料事故； 多孔材料被压断、挤裂从而生料倒灌，甚至进入主风管道，再返吹入 其他充气箱，致使全部充气系统失效。 防止措施： 保证充气箱与管道金属材料与非金属材料连接部分密封可靠；充气箱 要有足够强度，保证耐久性和不变形；安装前要进行单体防漏水压试 验；安装后要进行总体防漏检验。 防止多孔材料断列、撕裂，防止被压缩空气中的水分及油滴堵塞微孔。 充气材料要整体铺搭，避免多块搭接。同时要保证充气材料与充气箱 体边缘的严密性与可靠性。


“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。
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）
圆型预均化堆场
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矩形原型预均化堆场的优缺点





矩形预均堆场优缺点 优点：扩建简单，均化效果较圆形好，出料可布置在堆场 地面，较圆形堆场方便。 缺点：当换堆时由于料堆的端部效应会出现短暂的成分波 动。占地面积、设备及投资均较圆形堆场多 圆形预均堆场优缺点 优点：不存在换堆问题。占地面积、设备及投资均较矩形 堆场少。 缺点：不能扩建，且进料皮带要架空，中心出料口要布置 在较深的地坑中。
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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）
1 n x —各次测量值的平均值，x xi n 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，成分越均匀。 上一页 下一页 返 回
（2）变异系数CV
CV

S x
100%
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。

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（3）均化效果H
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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。

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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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）
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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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

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5．均化过程各个环节均化效果及完成工作量是 多少？（了解）

生料制备系统内 各环节 平均均 化周期① （h） 矿山 预均化堆场 生料磨 生料均化库 8~168 2~8 1~10 0.5~4 7~10 1~2 7~15 均化效果 均化完成工作量 比例 （%） ＜10 35~40 0~15 ~40


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。