新型干法旋窑水泥生产工艺

浅析新型干法旋窑水泥生产工艺
[摘要]随着经济建设规模的扩大，房地产业、工业的不断发展壮大，水泥生产中所造成的巨大资源、能源消耗以及废气、粉尘的排放，对社会生态环境极具破坏性。

节能环保的水泥生产工艺是降低大气及水源环境污染的途径。

本文就新型干法旋窑水泥生产工艺进行探索。

[关键词]水泥；新型干法；生产工艺
中图分类号： tq172 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-0144-02
一、前言
改革开放以后，我国的水泥工业已经得到了快速的发展，并取得了巨大成绩。

笔者对新型干法多年操作的体会总结，希望能对新型干法水泥工作者围绕回转窑的合理操作从原料配料、原料预均化、预热及烧成一系列工艺过程的操作与控制方面给出一些意见。

二、新型干法水泥生产的特点
1.优良的品质
本文采取了现在的新型干法水泥生产技术，矿山开采、原料预均化、原料配料及粉磨、生料空气搅拌均化四个关键环节互相衔接，紧密配合，形成生料制备全过程的均化控制保证体系即“均化链”，从而满足了悬浮预热、预分解窑新技术对生料质量提出的严格要求，产品质量可以与湿法媲美，使干法生产的熟料质量得到了保证。

2.低消耗
从总体来讲，熟料热耗低烧成热耗可降到3000 kj/kg 以下，水泥单位电耗降低到了90～100 kw·h/t以下。

采用了高效多功能挤压粉磨、新型粉体输送装置大大节约了粉磨和输送能耗；悬浮预热及预分解技术改变传统回转窑内物料堆积态的预热和分解方法，熟料的煅烧所需要的能耗下降。

3.生产效率的大幅度提高
悬浮预热、预分解窑技术从根本上改变了物料预热、分解过程的传热状态，传热、传质迅速，大幅度提高了热效率和生产效率。

操作基本自动化，单位容积产量达110～270 kg/m2，劳动生产率可高达1 000～4 000t/（人·年）。

4.减少污染，清洁环保
悬浮、预分解技术及新型多通道燃烧器的应用，有利于低质燃料及再生燃料的利用，同时可降低系统废气排放量、排放温度和还原窑气中产生的no2含量，减少了对环境的污染，为“清洁生产”和广泛利用废渣、废料、再生燃料及降解有害危险废弃物创造了有利条件。

5.装备大型化
装备大型化、单机生产能力大，使水泥工业向集约化方向发展。

水泥熟料烧成系统单机生产能力最高可达10000 t/d，从而有可能建成年产数百万吨规模的大型水泥厂，大大的提高了水泥生产的效率。

6.生产控制自动化
利用各种检测仪表、控制装置、计算机及执行机构等对生产过程自动测量、检验、计算、控制、监测，以保证生产“均衡稳定”与设备的安全运行，使生产过程经常处于最优状态，达到优质、高效、低消耗的目的。

7.管理科学化
应用it技术进行有效管理，采用科学的、现代化的方法对所获取的信息进行分析和处理。

8.投资大，建设周期较长
新型干法水泥生产技术要求的生产设备科技含量高，所占资源、地质、交通运输等条件都要求比较高，而且耐火材料的消耗亦较大，因此整体投资比较大。

三、新型干法旋窑水泥生产工艺流程
根据原材料种类和性质、所采用的生产方法、设备和生产规模不同，可对水泥生产工艺进行分类，我国以前使用的典型工艺主要包括立窑生产工艺、湿法生产工艺和干法生产工艺。

隋着国家产业政策的调整，新型干法生产工艺占的比例越来越大，由于国家对环保及节能的进一步要求，新型干法水泥工艺将逐步取代其他工艺。

预分解窑干法水泥生产工艺是新型干法生产工艺的典型代表。

图1给出了我国日产4000t熟料的预分解窑干法水泥生产工艺流程。

（如图1）
来自矿山的石灰石1由自卸卡车运入破碎机喂料仓，经破碎机6和破碎机7破碎，送入碎石库内存储，然后由裙板式喂料机、皮带
输送机定量送往预均化堆场9。

粘土用自卸卡车输入或从工厂的粘土堆棚中用铲斗卸入粘土喂料仓，经喂料机喂入双辊破碎机破碎，经计量设备送入预配料的预均化堆场9。

石灰石和私土在预配料均化堆场自动配合，并均化成均匀的石灰石、粘土混合原料。

混合原料、石灰石及铁粉3各自从堆场由皮带输送机送往生料磨11的磨头喂料仓，经定量卸料、喂料送入烘干磨进行烘干与粉磨。

烘干磨的热气体来自悬浮预热器14排出的废气，启动时则借助热风炉供热风。

粉磨后的生料用气力提升泵12送入两个连续式空气均化库，进一步用空气搅拌均化生料储存生料。

均化库中的生料经卸料、计量、提升、定量喂入后由气力提升泵送至窑尾悬浮预热器14和分解炉15，经预热和分解后的物料进入回转窑锻烧成熟料。

回转窑和分解炉所用原煤4经烘干兼粉磨后，制成煤粉并存储在煤粉仓中供给。

熟料经算式冷却机17冷却后，由裙板输送机、计量秤、斗士提升机分别送入熟料库中存储。

熟料、石膏5经定量喂料机喂料送入水泥磨中粉磨。

水泥磨23
带有选粉机24构成所谓的圈流水泥磨，粉磨时也可根据产品要求加入适量的混合材料和熟料、石膏一同粉磨。

粉磨后的水泥经仓式空气输送泵25送到水泥库26中存储，一部分水泥经包装机27包装为袋装水泥，用火车或卡车运输出厂，另一部分由散装专用车散装出厂。

工艺流程如下：
1.破碎及预均化
（l）破碎。

水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、石膏、煤等。

石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。

破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。

在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高磨机的产量。

物料破碎后，可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象，有利于制成分均匀的生料，提高配料的准确性。

（2）原料预均化。

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，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。

原料预均化的基本原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。

取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。

2.生料制备
水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。

因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。

3.生料均化
新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。

4.预热分解
把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回转窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。

5.水泥熟料的烧成
生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。

在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应，生成水泥熟料中的cao、sio2、a12o3等。

随着物料温度升高近时，cao、sio2、a12o3等矿物会变成液相，溶解于液相中的cao和sio2进行反应生成大量熟料。

熟料烧成后，温度开始降低。

最后由熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度，同时回收高温熟料的显热，提高系统的热效率和熟料质量。

6.水泥粉磨
水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。

其主要功能在于将水泥熟料（及胶凝剂、性能调节材料等）粉磨至适宜的
粒度（以细度、比表面积等表示），形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化要求。

7.水泥包装
水泥出厂有袋装和散装两种发运方式。

硅酸盐水泥的主要成分：硅酸三钙（3cao·al2o3）、硅酸二钙（4cao·sio2）、铝酸三钙
（3cao·al2o3）、铁铝酸四钙（4cao·a12o3一fe2o3）其中：cao：62～67%；sio2：20～24%；a12o3：4～7%；fe2o3：2～6%。

四、新型干法水泥生产工序
从上述的日产4000t熟料的预分解窑水泥生产线的工艺流程不难看出，新型干法水泥生产可以概括成生料制备、熟料煅烧、水泥制成这三大生产过程，但具体生产工序之多，远不只是“两磨一烧”三个工序。

一般而言，具体生产主要包括以下几大工序：①原料、燃料、材料的选择及入厂；②原料、燃料、材料的加工处理与预均化；③原材料的配合；④生料粉磨；⑤生料的调配、均化与储存；
⑥熟料煅烧；⑦熟料、石膏、混合材料的储存与准备；⑧熟料、石膏、混合材料的配合及粉磨（即水泥粉磨）；⑨水泥储存、包装及发运。

五、结束语
总而言，水泥行业是重污染行业，能源资源消耗量大、烟尘、粉尘排放量多，环境保护投资比例高。

水泥因其生产原料石灰石、粘土均来自自然环境，水泥工业与自然生态环境密切相关，所以推行清洁生产，减少对环境的污染和负荷，实现节能、降耗是水泥企业
义不容辞的责任。