水泥工廠(chǎng)的典型生產(chǎn)流程
一般來(lái)講，水泥行業(yè)生產(chǎn)的是硅酸鹽水泥，硅酸鹽水泥是一種細(xì)致的、通常為灰色的粉末，它由鈣 ( 來(lái)自石灰石 )、 硅酸鹽、鋁酸鹽 ( 黏土 ) 以及鐵酸鹽組成。在一個(gè)硅酸鹽水泥工廠(chǎng)中，水泥生產(chǎn)有以下幾個(gè)主要階段：
生料的準(zhǔn)備
· 石灰石是水泥生產(chǎn)的主要原材料，大多數(shù)工廠(chǎng)都位于石灰石采石場(chǎng)附近，以盡量降低運(yùn)輸成本。
· 通過(guò)爆破或者使用截裝機(jī)來(lái)進(jìn)行原料 ( 石灰石、頁(yè)巖、 硅土和黃鐵礦 ) 的提取。
· 原料被送至破碎機(jī)，在那里經(jīng)過(guò)破碎或錘擊變成碎塊。
· 壓碎的石灰石和其它原料通常覆蓋儲(chǔ)存，以防受外界環(huán)境的影響，同時(shí)也可最大程度地減小灰塵。
· 在大多數(shù)情況下，采石場(chǎng)和水泥廠(chǎng)會(huì)需要分離的或單獨(dú)的電源設(shè)備。
生料磨
· 在生料磨車(chē)間，原料被磨得更細(xì)，以保證高質(zhì)量的混合。
· 在此階段使用了立磨和球磨，前者利用滾筒外泄的壓力將通過(guò)的材料碾碎，后者則依靠鋼球?qū)Σ牧线M(jìn)行研磨。
· 至今為止，生料磨所消耗電能的大部分并未被用來(lái)破碎
材料，而是轉(zhuǎn)化成了熱能損耗。因此這里就存在一種經(jīng)濟(jì)化的需求，希望能夠?qū)ι夏ボ?chē)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，將能量損失保持在盡可能低的水平。
· 使用一種優(yōu)化粉磨過(guò)程的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是很有必要的。
· 生料最終被運(yùn)輸?shù)骄褕?chǎng)進(jìn)行儲(chǔ)藏和進(jìn)一步的材料混合。
熟料生產(chǎn)
· 熟料球形結(jié)塊的直徑必須在 0.32-5.0cm 范圍之內(nèi)，它們 是在原料之間的化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的。
· 高溫處理系統(tǒng)包括三個(gè)步驟：烘干或預(yù)熱、煅燒 ( 一次 熱處理，在其過(guò)程中生成氧化鈣 ) 以及焙燒 ( 燒結(jié) )。
· 煅燒是此工序中的核心部分。生料被連續(xù)地稱(chēng)重并送入預(yù)熱器最頂部的旋風(fēng)分離器，預(yù)熱器中的材料被上升的熱空氣加熱，在巨大的旋轉(zhuǎn)窯內(nèi)部，原料在1450攝氏度下轉(zhuǎn)化成為熟料。
· 熟料從窯頭進(jìn)入篦冷機(jī)進(jìn)行熱再生和冷卻。冷卻了的熟料隨后用盤(pán)式運(yùn)輸帶傳輸?shù)绞炝狭蟼}(cāng)進(jìn)行儲(chǔ)存。
· 熟料冷卻后可在運(yùn)輸帶上傳輸，并可以再生多達(dá)30%的熱量。送經(jīng)熟料的冷卻空氣被導(dǎo)入旋窯，它有利于燃料燃燒。一般類(lèi)型的篦冷機(jī)為往復(fù)爐蓖式、行星式和旋轉(zhuǎn)式。篦冷機(jī)收集的非常粗糙的粉塵由水泥礦物組成，它被回收重新處理。
· 根據(jù)冷卻效率和希望得到的冷卻溫度，在冷卻過(guò)程中使用的空氣量大約為 1-2 千克/ 每千克熟料。如果在冷卻過(guò)程之后，一部分氣體被用于其它過(guò)程，例如煤炭干燥， 則可以減少需要凈化的氣體量。
· 熟料儲(chǔ)存能力可以基于市場(chǎng)考慮，一個(gè)工廠(chǎng)通常可以?xún)?chǔ)存熟料年產(chǎn)量的5-25%。運(yùn)輸帶和斗式提升機(jī)之類(lèi)的設(shè)備可用于將熟料從篦冷機(jī)到儲(chǔ)存區(qū)以及熟料磨機(jī)之間進(jìn)行傳輸。重力下落和傳送點(diǎn)通常備有至粉塵收集器的通風(fēng)設(shè)備。
· 對(duì)低散失和低能耗的主要要求是做到旋窯運(yùn)轉(zhuǎn)均衡一致。因此,必須使用現(xiàn)代化過(guò)程控制技術(shù)對(duì)燃燒過(guò)程進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)控。
儲(chǔ)存及熟料磨
· 熟料從熟料料倉(cāng)中取出并送到給料倉(cāng)，在進(jìn)入熟料磨之前與石膏和添加劑進(jìn)行配比混合。
· 在熟料粉磨過(guò)程中，熟料與其它原料被一同磨成細(xì)粉，多達(dá)5%的石膏或附加的硬石膏被添加進(jìn)來(lái)，以控制水 泥的凝固時(shí)間，同時(shí)加入的還有其它化合物，例如用來(lái) 調(diào)節(jié)流動(dòng)性或者含氣量的化合物。很多工廠(chǎng)使用滾式破 碎機(jī)來(lái)獲取可減小到預(yù)定尺寸的熟料和石膏，這些材料隨后被送入球磨 ( 旋轉(zhuǎn)式、垂直鋼筒，內(nèi)含鋼合金滾珠 ) 進(jìn)行余下的粉磨加工。
· 粉磨過(guò)程在封閉系統(tǒng)中進(jìn)行，該系統(tǒng)配備了一個(gè)空氣分 離機(jī)，用來(lái)按大小將水泥顆粒分開(kāi)，沒(méi)有完全磨細(xì)的材 料被重新送過(guò)該系統(tǒng)。
· 這道高能耗的工序需要自動(dòng)化和最優(yōu)化的控制，以保證目前的質(zhì)量要求。
儲(chǔ)藏和發(fā)運(yùn)
· 成品水泥被儲(chǔ)藏在巨大的混凝土料倉(cāng)內(nèi)。
· 可以將水泥散裝到卡車(chē)或者車(chē)皮中發(fā)運(yùn)給客戶(hù)，也可以裝袋，用標(biāo)準(zhǔn)貨車(chē)發(fā)送。
· 在運(yùn)營(yíng)一個(gè)水泥廠(chǎng)時(shí)，交貨過(guò)程是最主要的任務(wù)之一。
· 由于發(fā)運(yùn)設(shè)備通常也用于稱(chēng)量和裝卸來(lái)自外部供應(yīng)商的材料，因此這些系統(tǒng)必須同時(shí)支持給料傳輸?shù)倪^(guò)程控制。
· 現(xiàn)代化的發(fā)運(yùn)系統(tǒng)提供了全部的物流支持，并且使發(fā)運(yùn)過(guò)程對(duì)操作者透明。
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