建筑材料热工设备1水泥窑第1节水泥生产过程及其工.pptx
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水泥：凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中 硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等散料或纤维材料牢固地胶结 在一起的水硬胶凝材料，通称为水泥。
熟料：凡以适当成分的生料，烧至部分熔融所得的以硅酸钙为主要成 分的矿物质，称为硅酸盐水泥熟料。
料耗：是指生成单位熟料所需的生料量（干基）。通常以“t·生料 /t·熟料”表示。
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预均化堆场的布置形式及堆取料方式 一、堆场的布置形式 1.矩形预均化堆场 直线布置：堆料机、取料机易布置，不需转化台车，多采用 平行布置：设中转台车，回转式或双臂式堆料机，较少采用 2.圆形预均化堆场 原料由进料机送到堆场中心，由可绕中心360°回转的悬臂式
带堆料机堆料。料堆为圆环，其截面是“人”字形料层。取 料一般都用桥式刮板取料机，可回转360 °，取出的物料经 刮板送到堆场中心卸料口，由地沟内的出料机运走
14
原料预均化
预均化的意义 1.均化原料成分，减少质量波动，稳定生产 2.扩大矿山资源的利用，放宽矿山开采的质量控
制要求，降低开采成本 3.可对不同组分的原料预配料 采用预均化技术的条件 需Ca均CO化3；的波动R<5％：表示原料均匀性较好，不 R=5～10％：原料均匀性一般，视情况而定 R>15％：原料均匀性差，必须采用预均化 要求预均化后的成分波动范围控制在±1％
1、原料开采 2、生料制备（粉磨） 3、熟料煅烧 4、水泥制成（粉磨） 5、水泥装运 将它们概括后，主要分为生料制备、熟料煅烧和水泥粉
磨三阶段，故俗称“两磨一烧”。如将煤粉制备列入也 可改称为“三磨一烧”。
13
一、原料开采
矿山开采与运输是将矿床用挖掘机、电铲、转机等机械 设备开采矿石，然后经运输设备，如汽车、胶带机，把 矿石输送到生产使用点——均化堆场、破碎机等。
5
企业规模划分
1）以工程设计水泥规模划分：大型》100万吨/年；中型为60-100万 吨/年；小型《60万吨/年
2）按回转窑熟料年生产能力划分：新型干法生产线，大型100万-350 万吨/年；中型60万-100万吨/年；小型20万-60万吨/年。
3）按单窑熟料产能划分：如2000t/d、2500t/d、5000t/d、7200t/d、 10000t/d等
作方便，利于自动化控制。
可在长度方向扩展
无法扩展
17
布料取料形式比较
1、人字型布料
人字形堆料的优点：堆料的方法 和设备都较简单，可取得较好的 化效果，因此这种方法使用得最 普遍。
主要缺点：物料颗粒离析比较显 著，堆料两侧及底部集中了大块 物料而料堆中上部分多为细粒。
2、波浪型布料法 波浪形堆料法的优点：均化
建筑材料热工设备
过程装备与控制工程系 严晗
第一章 水泥回转窑
第一节 水泥生产过程及其工艺
水泥窑型经历了哪六个阶段 1、1824年出现的土立窑； 2、1885年出现的回转窑； 3、1910年出现的机立窑； 4、1928年出现的立波尔窑； 5、1950年出现的悬浮预热器窑； 6、1971年出现的窑外分解窑。
颗粒离析作用，每层内部也比 较稳定。缺点是，堆料机结构 复杂，操作也不简单，一般都 用于多种原料混合配料的堆场。
4、横向倾斜层堆料法
6
第二部分 水泥厂常见设备
1、斗式提升机 、胶带提升机、拉链机、螺旋输送机、带式输送机
7
2、空气斜槽 、风机
8ຫໍສະໝຸດ Baidu
3、分格轮、空气炮、收尘器
9
4、磨机、窑、破碎机
10
磨辊辊套、衬板、研磨体、耐火材料
11
水泥生产工艺流程图
12
传统水泥生产过程
水泥生产过程有许多工序和环节，水泥生产过程大致分 为五个过程：
标准煤耗：把实物煤折算为标准煤的消耗量称为标准煤耗。 熟料烧成的综合能耗：是指烧成车间在标定期内，对熟料烧成过程中
实际消耗的各种能源进行综合计算所得的能源消耗量。 砖耗：在单位期间内，消耗的耐火砖量与单位期间熟料量的比值。 油耗：在单位期间内，消耗的柴油量与单位期间熟料量的比值。 原料——生料——熟料——水泥
生产硅酸盐水泥熟料的原料品种，主要由石灰质、硅铝质、铝质、硫 质及校正原料组成，不同水泥熟料品种所采用的原料不完全相同。
标准煤：国际统一以燃料热值为29308kj/m3的能源单位。 水泥混合材是指在水泥粉磨环节与熟料、石膏一起入磨、用以改善水
泥某种性能、调节水泥质量、降低成本所掺加的矿物质材料或工业废 渣。 普通硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，6%-15%混合材料和适量石 膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为普通硅酸盐水泥。
间的成分差异，影响均化效果， 果好，堆、取料连续进行，物料
成分波动不连续
成分的波动不会产生突变。
只有在料堆被取或堆完料后，换堆 作业才能开始。因此如堆、取 料周期控制不好，会影响设备 的利用。
堆取料机能分别的连续工作，设备利 用率高。
由于堆、取料分别分堆作业，操作 堆取料机连续围绕中心立柱回转，操
上有所不便。
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比较项目 占地面积 工艺平面布置 投资费用 均化效果
设备利用率
生产操作
可扩展性
矩形和圆形堆场的比较
矩形预均化堆场
圆形预均化堆场
较大
较矩形减少30%～40%
进出料方向有所限制不利于灵活布 进出料方向随意，布置灵活 置。
设备费用多，土建投资亦较多
设备、土建投资较低
由于每个料堆的堆端和每个料堆之 取料层数大于堆料层数，因此均化效
4
第一部分 几个概念
干法生产：将原料先烘干后粉磨或同时烘干与粉磨成生料粉，而后喂 入干法窑内煅烧成熟料称为干法生产。 窑外分解窑：亦称为预分解窑，是一种能显著提高水泥回转窑产量的 煅烧工艺设备，其主要特点是把大量吸热的碳酸钙分解反应从窑内传 热速率较低的区域移到悬浮器与窑之间的特殊煅烧炉（分解炉）中进 行。
效果好，特别是当物料颗粒 相差较大（如0~200mm）， 或者物料的成分在粒度大小 不同的颗粒中差别很大的情 况下，效果比较显著。 缺点：堆料点要在整个堆场 宽度范围内移动，堆料机必 须能够横向伸缩或回转，设 备价格贵，操作比较复杂， 所以此法一般仅限于少数物 料。
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布料取料形式比较
3、水平层堆料法 这种堆料发优点是，可以完全消除
熟料：凡以适当成分的生料，烧至部分熔融所得的以硅酸钙为主要成 分的矿物质，称为硅酸盐水泥熟料。
料耗：是指生成单位熟料所需的生料量（干基）。通常以“t·生料 /t·熟料”表示。
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预均化堆场的布置形式及堆取料方式 一、堆场的布置形式 1.矩形预均化堆场 直线布置：堆料机、取料机易布置，不需转化台车，多采用 平行布置：设中转台车，回转式或双臂式堆料机，较少采用 2.圆形预均化堆场 原料由进料机送到堆场中心，由可绕中心360°回转的悬臂式
带堆料机堆料。料堆为圆环，其截面是“人”字形料层。取 料一般都用桥式刮板取料机，可回转360 °，取出的物料经 刮板送到堆场中心卸料口，由地沟内的出料机运走
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原料预均化
预均化的意义 1.均化原料成分，减少质量波动，稳定生产 2.扩大矿山资源的利用，放宽矿山开采的质量控
制要求，降低开采成本 3.可对不同组分的原料预配料 采用预均化技术的条件 需Ca均CO化3；的波动R<5％：表示原料均匀性较好，不 R=5～10％：原料均匀性一般，视情况而定 R>15％：原料均匀性差，必须采用预均化 要求预均化后的成分波动范围控制在±1％
1、原料开采 2、生料制备（粉磨） 3、熟料煅烧 4、水泥制成（粉磨） 5、水泥装运 将它们概括后，主要分为生料制备、熟料煅烧和水泥粉
磨三阶段，故俗称“两磨一烧”。如将煤粉制备列入也 可改称为“三磨一烧”。
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一、原料开采
矿山开采与运输是将矿床用挖掘机、电铲、转机等机械 设备开采矿石，然后经运输设备，如汽车、胶带机，把 矿石输送到生产使用点——均化堆场、破碎机等。
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企业规模划分
1）以工程设计水泥规模划分：大型》100万吨/年；中型为60-100万 吨/年；小型《60万吨/年
2）按回转窑熟料年生产能力划分：新型干法生产线，大型100万-350 万吨/年；中型60万-100万吨/年；小型20万-60万吨/年。
3）按单窑熟料产能划分：如2000t/d、2500t/d、5000t/d、7200t/d、 10000t/d等
作方便，利于自动化控制。
可在长度方向扩展
无法扩展
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布料取料形式比较
1、人字型布料
人字形堆料的优点：堆料的方法 和设备都较简单，可取得较好的 化效果，因此这种方法使用得最 普遍。
主要缺点：物料颗粒离析比较显 著，堆料两侧及底部集中了大块 物料而料堆中上部分多为细粒。
2、波浪型布料法 波浪形堆料法的优点：均化
建筑材料热工设备
过程装备与控制工程系 严晗
第一章 水泥回转窑
第一节 水泥生产过程及其工艺
水泥窑型经历了哪六个阶段 1、1824年出现的土立窑； 2、1885年出现的回转窑； 3、1910年出现的机立窑； 4、1928年出现的立波尔窑； 5、1950年出现的悬浮预热器窑； 6、1971年出现的窑外分解窑。
颗粒离析作用，每层内部也比 较稳定。缺点是，堆料机结构 复杂，操作也不简单，一般都 用于多种原料混合配料的堆场。
4、横向倾斜层堆料法
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第二部分 水泥厂常见设备
1、斗式提升机 、胶带提升机、拉链机、螺旋输送机、带式输送机
7
2、空气斜槽 、风机
8ຫໍສະໝຸດ Baidu
3、分格轮、空气炮、收尘器
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4、磨机、窑、破碎机
10
磨辊辊套、衬板、研磨体、耐火材料
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水泥生产工艺流程图
12
传统水泥生产过程
水泥生产过程有许多工序和环节，水泥生产过程大致分 为五个过程：
标准煤耗：把实物煤折算为标准煤的消耗量称为标准煤耗。 熟料烧成的综合能耗：是指烧成车间在标定期内，对熟料烧成过程中
实际消耗的各种能源进行综合计算所得的能源消耗量。 砖耗：在单位期间内，消耗的耐火砖量与单位期间熟料量的比值。 油耗：在单位期间内，消耗的柴油量与单位期间熟料量的比值。 原料——生料——熟料——水泥
生产硅酸盐水泥熟料的原料品种，主要由石灰质、硅铝质、铝质、硫 质及校正原料组成，不同水泥熟料品种所采用的原料不完全相同。
标准煤：国际统一以燃料热值为29308kj/m3的能源单位。 水泥混合材是指在水泥粉磨环节与熟料、石膏一起入磨、用以改善水
泥某种性能、调节水泥质量、降低成本所掺加的矿物质材料或工业废 渣。 普通硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，6%-15%混合材料和适量石 膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为普通硅酸盐水泥。
间的成分差异，影响均化效果， 果好，堆、取料连续进行，物料
成分波动不连续
成分的波动不会产生突变。
只有在料堆被取或堆完料后，换堆 作业才能开始。因此如堆、取 料周期控制不好，会影响设备 的利用。
堆取料机能分别的连续工作，设备利 用率高。
由于堆、取料分别分堆作业，操作 堆取料机连续围绕中心立柱回转，操
上有所不便。
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比较项目 占地面积 工艺平面布置 投资费用 均化效果
设备利用率
生产操作
可扩展性
矩形和圆形堆场的比较
矩形预均化堆场
圆形预均化堆场
较大
较矩形减少30%～40%
进出料方向有所限制不利于灵活布 进出料方向随意，布置灵活 置。
设备费用多，土建投资亦较多
设备、土建投资较低
由于每个料堆的堆端和每个料堆之 取料层数大于堆料层数，因此均化效
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第一部分 几个概念
干法生产：将原料先烘干后粉磨或同时烘干与粉磨成生料粉，而后喂 入干法窑内煅烧成熟料称为干法生产。 窑外分解窑：亦称为预分解窑，是一种能显著提高水泥回转窑产量的 煅烧工艺设备，其主要特点是把大量吸热的碳酸钙分解反应从窑内传 热速率较低的区域移到悬浮器与窑之间的特殊煅烧炉（分解炉）中进 行。
效果好，特别是当物料颗粒 相差较大（如0~200mm）， 或者物料的成分在粒度大小 不同的颗粒中差别很大的情 况下，效果比较显著。 缺点：堆料点要在整个堆场 宽度范围内移动，堆料机必 须能够横向伸缩或回转，设 备价格贵，操作比较复杂， 所以此法一般仅限于少数物 料。
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布料取料形式比较
3、水平层堆料法 这种堆料发优点是，可以完全消除