水泥工藝資料整理

1、1、什么是水泥11 水泥的定義和分類凡細(xì)磨材料、加入適量水后，成為塑性漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固的膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料，通稱為水泥。水泥的種類很多。按性質(zhì)和用途可分為一般用途水泥和特種用途水泥。一般用途水泥如硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。特種用途水泥如用于快速和搶修工程的早強(qiáng)水泥和快硬快凝水泥、用于水利工程的水工水泥、用于防滲堵漏的膨脹水泥、用于自應(yīng)力壓力管的自應(yīng)力水泥、用于油井開發(fā)的油井水泥、用于爐襯材料的耐火水泥以及其他專用水泥等；也可按組成分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥等

2、。目前水泥品種已達(dá)一百多種。用水泥制成的砂漿和混凝土，堅(jiān)固耐用，是重要的建筑材料和工程材料。1-2 新標(biāo)準(zhǔn)中水泥的分類及用途：1 石灰石、粘土和鐵質(zhì)原料經(jīng)混合粉碎、煅燒、加上石膏粉磨后所形成的水泥稱為硅酸鹽水泥，俗稱純熟料水泥，國(guó)際上稱波特蘭水泥。2 硅酸鹽水泥中摻加少量混合材而形成混合型水泥稱為普通硅酸鹽水泥，簡(jiǎn)稱普通水泥。活性混合材不超過15%，非活性不超過10%。3 硅酸鹽水泥熟料和?；郀t礦渣，石膏磨成的水泥稱為礦渣硅酸鹽水泥，添加量20-70%。硅酸鹽水泥（1）硅酸鹽水泥在土木建筑工程上是用量最多的水泥，墻面進(jìn)行處理時(shí)所使用的水泥，通常也是硅酸鹽水泥。華強(qiáng)水泥有限公司生產(chǎn)的水泥即是這

3、種水泥熟料。（2） 早強(qiáng)硅酸鹽水泥增加生料中的CaO，也就是提高熟料中的C3S礦物含量，同時(shí)提高水泥的細(xì)度和比表面積，這種水泥具有早期強(qiáng)度高的特點(diǎn)。例如，普通硅酸鹽水泥三天能達(dá)到的強(qiáng)度，早強(qiáng)水泥只需一天即可達(dá)到；普通硅酸鹽水泥七天能達(dá)到的強(qiáng)度，早強(qiáng)硅酸鹽水泥只需三天即可達(dá)到。這種水泥廣泛用于緊急工程，冬季寒冷工程，水泥混凝土制品。因?yàn)檫@種水泥比普通硅酸鹽水泥提高了水硬率和細(xì)度，所以生產(chǎn)所耗用的電力、燃料、耐火材料、鋼球等相應(yīng)增加，從而引起生產(chǎn)成本增加。早強(qiáng)硅酸鹽水泥由于水化反應(yīng)較快，需注意因水化熱高而引起的裂縫，這種水泥不適合于大體積混凝土建筑。（3） 中熱硅酸鹽水泥中熱波特蘭水泥中的C3S、

4、C3A較低，水化熱比較低，同時(shí)這種水泥的早期強(qiáng)度比普通硅酸鹽水泥低，主要用于大體積水泥混凝土。中熱水泥具有干縮小、抗硫酸鹽性好等特點(diǎn)，在水庫(kù)等大體積混凝土工程中是不可缺少的水泥。a) 除此以外，還有耐硫酸鹽水泥、低堿早強(qiáng)硅酸鹽水泥等。華強(qiáng)水泥有限公司計(jì)劃生產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥。1 高爐礦渣水泥高爐礦渣水泥中摻有經(jīng)水急速降溫的高爐礦渣，摻入礦渣的量應(yīng)控制在2070%之間。高爐礦渣水泥與硅酸鹽水泥相比，早期強(qiáng)度低，但經(jīng)過四周以后，與硅酸鹽水泥達(dá)到同樣的強(qiáng)度。高爐礦渣水泥水化反應(yīng)較慢，不易出現(xiàn)裂縫，和中熱水泥一樣，多用于大體積混凝土或者不太著急的工程。高爐礦渣因?yàn)閴A性（K2O、Na2O

5、）低，作為對(duì)水泥的降堿是有益處的。如果煉剛廠距水泥廠近的話，礦渣運(yùn)費(fèi)較低，這樣可以降低水泥的成本。2 粉煤灰水泥粉煤灰水泥中摻加了火力發(fā)電廠鍋爐所排出的煤灰，煤灰呈微細(xì)球形，摻入水泥里，就可以生產(chǎn)出用水量少、流動(dòng)性強(qiáng)、施工方便的混凝土。在中熱水泥中摻入粉煤灰成為中熱粉煤灰水泥，廣泛使用于大體積混凝土工程。但是粉煤灰中不能有未燃盡的煤。特種水泥1 固化材料固化材料屬于水泥系列，是一種將含水量大的松軟地盤、有機(jī)質(zhì)土壤地盤固化并改變成堅(jiān)固地盤的材料，另外還有將沼澤改變成松散的土，以便于容易處理的材料，這種材料的需求量正在逐步增加。固化材料比普通水泥中的SO3增加了7-10%，比表面積提高到4000-

6、4500cm2/g。（普通波特蘭水泥的SO3為2%左右，比表面積為3400-3600 cm2/g）2 超速硬水泥超速硬水泥水化反應(yīng)迅速，在短期內(nèi)即可達(dá)到一定強(qiáng)度，2-3小時(shí)壓縮強(qiáng)度可達(dá)到100Kgf/cm2以上。超速硬水泥以普通硅酸鹽水泥為基本材料，用硬化促進(jìn)劑和緩凝劑來控制凝結(jié)速度。這種水泥用于需要急速凝結(jié)的工程，例如道路鋪設(shè)的部分修補(bǔ)、往建筑物裂縫里填泥漿材料等。除此以外，還有白水泥、膨脹水泥、鋁質(zhì)水泥等。1-3 水泥的性質(zhì)（1） 水泥的物理性質(zhì)水泥加水?dāng)嚢韬蠓胖?-3小時(shí)開始凝固，此時(shí)還可以用小刀簡(jiǎn)單地切開，隨著時(shí)間的推移，水泥漿的硬度會(huì)增加。水泥的這種遇水凝固的性質(zhì)叫做水硬性。水泥所要

7、求的性質(zhì)中首先是強(qiáng)度，水泥幾乎沒有單一使用的，多以沙漿或混凝土的形式使用，所以在強(qiáng)調(diào)試驗(yàn)時(shí)，是以水泥沙漿的形式進(jìn)行。一般將水泥沙漿攪拌后測(cè)定三天、七天、二十八天的強(qiáng)度。水泥中加入適當(dāng)?shù)乃推渌牧虾?，必須馬上施工，所以自攪拌至施工之間的凝結(jié)時(shí)間是非常重要的要素。凝結(jié)時(shí)間過長(zhǎng)、過短對(duì)工程都有很大的影響，所以要測(cè)定水泥的凝結(jié)時(shí)間。一般來講煅燒不充分的水泥中有很多未反應(yīng)的f-CaO，f-CaO水化時(shí)膨脹率高，容易造成混凝土出現(xiàn)裂縫，檢查裂縫可能出現(xiàn)的程度的試驗(yàn)叫做安定性試驗(yàn)。根據(jù)國(guó)標(biāo)還需測(cè)定水泥的粉末細(xì)度。測(cè)定粉末細(xì)度用80微米標(biāo)準(zhǔn)篩，根據(jù)篩余量進(jìn)行細(xì)度試驗(yàn)，同時(shí)可以用比表面積方法進(jìn)行比表面積試驗(yàn)。

8、（2） 水泥的化學(xué)性質(zhì)硅酸鹽水泥的定義是由水泥熟料加上適量的石膏后經(jīng)粉磨而產(chǎn)生的。水泥為什么能夠凝結(jié)，人們已經(jīng)知道熟料中的礦物與水化合后產(chǎn)生水合礦物質(zhì)，但是對(duì)于水合礦物質(zhì)的具體結(jié)構(gòu)還不能說是十分明了。因此，對(duì)于水泥的化學(xué)成分的管理具有非常重要的意義。只要充分管理好化學(xué)成分，生產(chǎn)水泥就不是太難的事情。水泥的大致化學(xué)成分如表所示：普通硅酸鹽水泥分析值CaOSiO2AL2O3Fe2O3SO363-6621-235-63左右1.5-2.3除此以外，還含有其他少量的組分，但決定水泥性質(zhì)的主要是以上成分，理解水泥的性質(zhì)，用下列率值表示則方便的多：水硬率：HM=C/（S+A+F） 熟料時(shí) HM=（C-（56

9、/80）SO3）/（S+A+F） 水泥時(shí) C：CaO S：SiO2 A：AL2O3 F：Fe2O3自從發(fā)現(xiàn)了水硬率，質(zhì)量的均勻和穩(wěn)定都有了很大的改善，至今仍被重視，一般來講，這個(gè)系數(shù)越大，越難燒成，但水泥的初期強(qiáng)度較高。硅率：SM=S/(A+F)硅率是表示二氧化硅含量高低的率值，這個(gè)率值越高，水泥的長(zhǎng)期強(qiáng)度就越高，收縮就越小。鐵率：IM=A/F鐵率與熟料的液相量有關(guān)，也是與熟料易燒性有關(guān)的率值。浙江華強(qiáng)水泥率值目標(biāo)值大致如下，但根據(jù)物理試驗(yàn)的結(jié)果，目標(biāo)值可改變。HMSMIMFe2O32.102.601.603.30華強(qiáng)水泥生產(chǎn)線中所預(yù)定使用的富陽(yáng)石灰石，品位比較高，不存在問題。另外，F(xiàn)e2O3

10、、MgO對(duì)熟料的顏色和易燒性都有關(guān)系，應(yīng)盡量減少波動(dòng)，MgO對(duì)水泥的安定性有影響，一般來講，生料的MgO含量應(yīng)控制在3%左右，熟料的MgO調(diào)整在2.5%以下。2水泥原料2-1 石灰石石灰石大部分是由CaCO3形成的水成巖。大致可分為由含有碳酸石灰質(zhì)的孔蟲、珊瑚礁、石灰藻等生物化石形成的和海水中的鈣物質(zhì)因某種原因經(jīng)化學(xué)反應(yīng)沉淀而形成的兩種。石灰石自地球形成開始，經(jīng)古生代、中生代、新生代至現(xiàn)代，在地球的各處經(jīng)過各個(gè)時(shí)代而生成，數(shù)量最多的要數(shù)古生代。石灰石的需求范圍很廣，用于水泥的生產(chǎn)、建筑材料、石灰、防止公害脫硫等。富陽(yáng)石灰石和普通石灰石化學(xué)成分比較如下：（%）Ig-lossCaOSiO2Al2O

11、3Fe2O3MgO燕地石灰石38424651591左右0.5左右1.53普通石灰石63662123563左右1.53 燒失量是指物質(zhì)被灼燒時(shí)重量的減少，通常在900時(shí)，灼燒一個(gè)小時(shí)作為檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。 石灰石的主要成分CaCO3經(jīng)灼燒后發(fā)生如下化學(xué)變化，CO2蒸發(fā)，留下CaO。 CaCO3- CaOCO2 石灰石有致密質(zhì)和結(jié)晶質(zhì)兩種，石灰石原本是有機(jī)物的殘骸，受低壓、溫度等的影響，形成非常細(xì)小的方解石結(jié)晶，這種結(jié)構(gòu)就叫做致密質(zhì)。方解石的結(jié)晶可以用肉眼看到的結(jié)構(gòu)叫做結(jié)晶質(zhì)。 致密質(zhì)的石灰石在破碎時(shí)無(wú)需太大的動(dòng)力，但粉磨時(shí)需要大的動(dòng)力。2-2 粉煤灰（FA） 粉煤灰又叫做“飛散灰”。是火力發(fā)電車的煤灰

12、經(jīng)收塵器收集的物質(zhì)。其比表面積為10000cm2/g球型微粉。和火力發(fā)電廠煤炭的成分不同。優(yōu)質(zhì)的煤灰（未含碳素而且質(zhì)量穩(wěn)定）可以直接摻入水泥中生產(chǎn)水泥。夾河粉煤灰和煙臺(tái)新發(fā)電廠的粉煤灰的大致成分如下：Ig-lossCaOSiO2Al2O3Fe2O3MgO夾河粉煤灰22013455525305120.51煙臺(tái)新發(fā)電廠682022475010左右71022.5表1-2 粉煤灰的燒失量高，未燃盡碳素殘留的可能性就大，如果將這種粉煤灰直接摻入水泥中，水泥混凝土施工時(shí)未燃碳素會(huì)浮到表面，給施工帶來問題，同時(shí)對(duì)強(qiáng)度帶來不良影響。粉煤灰堿含量低（R2O），粉磨所消耗的功幾乎為零，作為AL2O3、SiO2的來

13、源是有益的原料。 2-3 礦山表土通常SiO2、AL2O3的來源一般使用粘土，煙臺(tái)三菱水泥有相當(dāng)?shù)牡V山表土。由于粉煤灰中AL2O3高、SiO2低，而SiO2在水泥的主要化學(xué)成分中占第二位，因此礦山表土是很重要的。對(duì)礦山表土有以下要求：1 易磨性好 石灰石是比較容易粉磨的，這樣當(dāng)SiO2、Al2O3、Fe2O3等主要原料呈粗顆粒時(shí)，熟料燒成時(shí)固相反應(yīng)比較遲緩，不容易燒出好的熟料礦物，所以要求粘土具有較好的易磨性。2 運(yùn)輸、使用方便 如果粘土含水量大，在輸送過程中容易發(fā)生故障。在日本缺乏優(yōu)良的粘土，所以各個(gè)工廠都在積極地采取措施。 燕地石灰石礦山表土的概略分析質(zhì)如下：Ig-lossCaOSiO2A

14、l2O3Fe2O3MgO燕地礦山表土11.5657211144611.52-4鐵質(zhì)原料 鐵質(zhì)原料一般熔點(diǎn)低，在燒成過程中最先形成液相，然后與其他成分化合，對(duì)熟料礦物的生成起促進(jìn)作用。水泥中的Fe2O3約占3%，粉煤灰和礦山表土所提供的還不到3%，所以要補(bǔ)充鐵質(zhì)原料。通常是將煅燒硫鐵礦而生成的硫酸鐵或鐵礦石用做鐵質(zhì)原料。在日本主要用黃銅礦提煉后的銅礦渣。煙臺(tái)三菱水泥擬使用的鐵質(zhì)原料的分析值如下：Ig-lossCaOSiO2Al2O3Fe2O3MgO乳山硫酸廠1左右1左右35405750左右11.5萊州化工廠0.941.9741.528.3341.050.66萊州化工廠的試樣分析因僅做一次，只做參

15、考分析值。3、 原料工程 31 原料方面的主要設(shè)備石灰石自礦山用礦車運(yùn)送到工廠，粉碎到25mm以下，用堆料機(jī)堆料。作為主要原料的石灰石，經(jīng)過粉碎后，在石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)得到充分均化，這是保證主機(jī)設(shè)備（原料磨、回轉(zhuǎn)窯、水泥磨）長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)并生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥的首要條件。煙臺(tái)三菱水泥計(jì)劃使用的燕地石灰石有以下三個(gè)問題：1 不同的采掘現(xiàn)場(chǎng)石灰石的易碎性差異性較大。2 煙臺(tái)三菱水泥計(jì)劃用的石灰石CaO%在45%-50%之間，純石灰石CaO%含量為56%，由于煙臺(tái)三菱水泥的礦石中含有礦山表土以及粘土夾層，所以礦石品位降低。3 在不同的采掘現(xiàn)場(chǎng)MgO%在1.5%4.0%之間波動(dòng)。為了克服以上問題，在石灰石進(jìn)廠處理

16、過程中設(shè)有破碎機(jī)，石灰石堆取料機(jī)和預(yù)均化廠。 破碎機(jī)破碎機(jī)的設(shè)備費(fèi)用比較低，戰(zhàn)地少，用較少的動(dòng)力就可粉碎石灰石或熟料。破碎機(jī)的種類如圖4-1所示，有各種各樣 。煙臺(tái)三菱水泥石灰石和熟料預(yù)定用錘式破碎機(jī)（HC），錘式破碎機(jī)回轉(zhuǎn)的錘頭和篦子板擠碎而達(dá)到粉碎的目的。蓖條的間隙大小決定了破碎粒度的大小。破碎機(jī)的錘頭被磨損后，破碎能力就會(huì)降低，所以有必要定期更換錘頭。（A）旋回式破碎機(jī) （C）輥式破碎機(jī)（B）顎式破碎機(jī) （E）錘式破碎機(jī)（C）錐式破碎機(jī) （F）葉輪式破碎機(jī)堆取料機(jī) 為了使石灰石在進(jìn)入原料磨以前得到均化、成分穩(wěn)定，將碎石在預(yù)均化堆場(chǎng)進(jìn)行處理。預(yù)均化堆場(chǎng)設(shè)有堆料機(jī)，已經(jīng)得到均化的石灰石經(jīng)石灰

17、石取料機(jī)取出。 石灰石堆料機(jī)具有可以升降的堆料臂，堆料機(jī)沿著固定軌道往復(fù)運(yùn)動(dòng)，石灰石在堆料機(jī)頂部落入堆料臂上的運(yùn)輸皮帶，再由皮帶將石灰石堆到預(yù)均化堆場(chǎng)。從石灰石料堆的斷面層來看，不同質(zhì)量的石灰石呈層狀堆積起來，所以沿著石灰石料堆縱向的方向，無(wú)論何處都呈大致相同的層狀。 石灰石取料機(jī)是將預(yù)均化堆場(chǎng)料堆的石灰石橫向用刮板機(jī)按層面刮落，再由地面輸送皮帶運(yùn)出，取料量的大小是通過取料機(jī)的行走速度來控制。另外，也有通過調(diào)整刮板速度來調(diào)節(jié)取料量的方法。這樣，通過堆取料機(jī)的共同作用，大致可以使石灰石在進(jìn)入原料磨以前得到均化。堆取料如圖4-3所示，堆料機(jī)落料點(diǎn)在堆場(chǎng)的正中，邊行走邊取料，如圖4-4所示是用斷面刮

18、落出料的方法。這種堆取料方式叫做基普隆方式或叫做屋頂式堆取料方式。除此以外，還有將堆料臂進(jìn)行升降變化，如圖4-5所示可改變卸料頂端位置來堆料。還有如圖4-6所示的堆料方式，被稱為非垂直方式。4、 原料磨設(shè)備熟料是各種原料按適當(dāng)比例充分混合、粉磨、煅燒至部分呈熔融狀態(tài)，這也就是熟料的燒成。熟料燒成過程中固體之間要發(fā)生反應(yīng)（固相反應(yīng)），生料充分地磨細(xì)是進(jìn)行反應(yīng)的前提條件。另外水泥在加水?dāng)嚢枋褂眠^程中，為了促進(jìn)水化反應(yīng)也必須具有一定的細(xì)度和比表面積。因此生料和水泥都必須充分磨細(xì)。將原料和水泥粉磨的機(jī)械設(shè)備稱做磨機(jī)。一般的水泥工廠的磨機(jī)都是球磨機(jī)。球磨機(jī)呈圓筒橫置狀，磨內(nèi)裝入鋼球，通過磨機(jī)旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)

19、行粉磨，球磨機(jī)可以連續(xù)、大量地粉磨，又比較耐用，所以長(zhǎng)期以來采用這種方式。水泥廠所消耗的電力70%用于生料和熟料的粉磨，據(jù)理論分析球磨機(jī)所消耗的電力中只有1%用人粉磨和粉碎所做的功，其他的能量都變成熱量和噪音消耗掉了。由此可知，提高磨機(jī)的粉磨效率對(duì)降低生產(chǎn)成本是非常有效的。近幾年來，磨機(jī)研究有了很大的發(fā)展，新建水泥廠多使用立式磨?，F(xiàn)在開發(fā)了各種各樣的立式磨，廣泛使用的是電耗低，小時(shí)產(chǎn)量高的輥式磨機(jī)。4-1輥式磨機(jī)1 輥式磨機(jī)的特點(diǎn)：1、 粉磨效率高，磨機(jī)系統(tǒng)粉磨電力消耗僅占球磨機(jī)的70%左右。2、 設(shè)備占地面積比球磨機(jī)少，磨機(jī)內(nèi)裝有選粉機(jī)使得設(shè)備更加緊湊。3、 設(shè)備投資省。4、 單機(jī)小時(shí)產(chǎn)量高

20、，有可達(dá)500t/d以上的原料磨機(jī)。5、 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)噪音小。相反輥式磨機(jī)有以下缺點(diǎn)：1、 耐磨鋼的材質(zhì)雖經(jīng)改善，但壽命仍較短。2、 如果進(jìn)料的含水量、粒度等有較大波動(dòng)時(shí)，磨機(jī)本身振動(dòng)也較大。2 輥式磨機(jī)的工作原理1、 輥式磨機(jī)的喂料首先落到磨盤上，磨輥和磨盤的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將 喂進(jìn)的原料擠壓磨碎。輥式磨機(jī)有回轉(zhuǎn)輥輾轉(zhuǎn)型和固定型兩種。被輾碎的原料被下面吹上來的熱風(fēng)邊干燥邊上升，在通過選粉機(jī)的過程中，粗粉被打下而再次被粉碎。輥和磨盤如下圖所示：圖4-1是露塞磨機(jī)，圖4-2，圖4-3是雷蒙磨機(jī)是由彈簧固定。煙臺(tái)三菱水泥生產(chǎn)線采用的是露塞磨機(jī)，露塞磨機(jī)是由西德開發(fā)，在日本是由宇部鐵工制造銷售。三菱材料公司是于

21、1974年在東古工廠開始使用，當(dāng)時(shí)東古工廠處于增產(chǎn)狀態(tài)，需要增加原料磨，但因?yàn)闆]有地方放置以往的球磨機(jī)，所以引進(jìn)了露塞磨機(jī)，露塞磨機(jī)的磨盤旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，輥?zhàn)佑勺灾睾陀蛪旱淖饔?，將磨盤上的料擠壓粉碎。磨盤上被粉碎的料由于離心力的作用，被甩出磨盤，甩出磨盤的料被從下面吹上來的熱風(fēng)帶到磨內(nèi)選粉機(jī)，進(jìn)行選粉，細(xì)粉由旋風(fēng)分離器收集，最后被送入均化庫(kù)，粗粉被選粉機(jī)打下再次粉碎。為防止磨機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)磨輥與磨盤產(chǎn)生摩擦，這樣磨輥與磨盤之間留有一定的間隙。磨機(jī)機(jī)身上的選粉機(jī)可以通過改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)來調(diào)節(jié)生料的細(xì)度。露塞磨機(jī)的原單位電力消耗與球磨機(jī)相比，僅占球磨機(jī)的50%左右，但由于排風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗比較大，所以露

22、塞磨機(jī)整體電耗約為球磨機(jī)的70%。4-2球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)和粉碎結(jié)構(gòu) 球磨機(jī)結(jié)構(gòu)如圖所示，前后兩頭是由機(jī)座支撐的圓筒，里邊裝入鋼球旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)鑄球由上向下，撞擊原料、粉碎。鑄球必須比進(jìn)料粒度大才能有粉碎效果，通常為進(jìn)料粒度的5-7倍鋼球大小如果一致，球與球之間會(huì)產(chǎn)生間隙，如果都是直徑70mm的球時(shí)，其間隙約為40%，這樣球與球之間的料就不易被粉碎，所以一般將大小球混裝在一起。 再看一看磨機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和粉碎效果的關(guān)系。提高磨機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)如圖4-7所示；在55%NC（NC：球在磨機(jī)內(nèi)完全貼在磨機(jī)筒體上作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度）時(shí)，鋼球被適當(dāng)帶動(dòng)提升后，從其他球上滾落。這種情況適合與微粉粉碎，但由于沒有沖擊作用，不適于

23、粗粉粉碎。 提高轉(zhuǎn)速至70%NC時(shí)，雖有一部分球呈自上而下自由落下的狀態(tài)。但球正好打到磨機(jī)底部，自由落下的距離最大，效果最好，所以通常選擇上述磨機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。把旋轉(zhuǎn)速度提高到85%時(shí)，鋼球就會(huì)亂飛，直接撞到磨機(jī)側(cè)面，起不到粉碎的效果，只能靠沖擊，進(jìn)行粗粉粉碎。 再進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)速，由于離心作用，球都貼在磨機(jī)內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)，沒有粉碎作用。上述的磨機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度稱做臨界速度（NC），已知磨機(jī)的內(nèi)徑D就可以用以下公式求出：NC42.3 D 在設(shè)計(jì)磨機(jī)時(shí)，決定按臨界速度的百分之多少進(jìn)行旋轉(zhuǎn)是很重要的條件?？紤]粉磨能力、磨機(jī)襯板、球磨損、電力消耗等，來決定旋轉(zhuǎn)速度。一般在設(shè)計(jì)時(shí)選擇自由下落距離為最大的7273%。磨

24、機(jī)筒體內(nèi)側(cè)裝有耐磨損的特殊襯板，磨損后只換襯板就可以，這個(gè)襯板不是平襯板，有各種形式，如果是平板，不等鋼球提升就會(huì)滑落。降低粉磨效率，為此，襯板設(shè)有凹凸結(jié)構(gòu)，防止鋼球滑落。襯板形狀不同，球的提升方法也不同。粗粉碎時(shí)，將球向上提升。粉磨時(shí)磨機(jī)內(nèi)的料面呈平緩狀態(tài)，使球中途滑落，靠摩擦作用粉磨。物料由磨頭的中空軸喂入，粉磨后的細(xì)料卸出方式如下：（1） 溢流方式細(xì)粉由磨尾的中空軸排出方式料與水呈濕式狀態(tài)喂入，磨好的泥漿由另一端中空軸溢流。由于料被水浸著，球落下的力量被減低，因此粉磨效率不高。（2） 周圍附近卸出方式在筒體四周，有排出粉狀物料的小孔，從小孔里排料時(shí)磨機(jī)內(nèi)的料呈傾斜狀態(tài)快速通過，經(jīng)粗粉碎后

25、立即排出。與選粉機(jī)以閉路方式連結(jié)，但物料在磨機(jī)內(nèi)通過速度過快，一般不采用這種。 （3） 提升排料方式提升排料方式是（1）和（2）的中間方式，磨機(jī)出口一側(cè)有小間隔，流入隔間的細(xì)料隨著磨機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)被提升排出。磨機(jī)內(nèi)的物料呈平緩的傾斜狀是粉碎時(shí)的最佳狀態(tài)。出口處的格子叫隔盤。最理想的是物料入口處為粉碎大的物料所用的大的鋼球，出料口應(yīng)裝小的鋼球。錐形磨機(jī)是改變磨機(jī)直徑，使大的鋼球集中在入料口一側(cè)，而圓筒式磨機(jī)如圖4-9用襯板將大的球集中在入料口一側(cè)，這類襯板叫做分級(jí).此外，還有分為粉碎室（一室），粉磨室（二室）的磨機(jī)，將大球集中在一室，將大球集中在一室，將小球裝在二室，這種磨機(jī)叫做復(fù)式磨機(jī)。也有分三室的

26、，但如果使用選粉機(jī)，采用閉路方式連接的，一般為兩個(gè)室。多倉(cāng)磨機(jī)因被分室隔離，所以磨機(jī)室長(zhǎng)圓型，磨機(jī)的長(zhǎng)度與直徑比（L/D），當(dāng)為兩個(gè)室時(shí)約為3個(gè)左右。粉碎用鋼球的選擇也很重要，把25MM的料加入磨機(jī)內(nèi)，粗粉碎時(shí)，球徑應(yīng)時(shí)被粉碎物粒度的57倍，所以一室中的球應(yīng)該是9050MM ，二室中的球應(yīng)為4020MM。粉磨時(shí)也有不用鋼球的，而用鋼棒進(jìn)行的。球的數(shù)量是提高粉磨效率的重要因素。球的體積與磨機(jī)內(nèi)的有效體積之比稱做媒體填充率，一般為2530%，但有時(shí)為了提高粉磨能力，也有提高到40%的時(shí)候。鋼球磨損后，磨機(jī)的電力下降，粉碎效果也不佳，所以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候要給予不充。球的磨損量按原料磨和水泥磨一為30g/

27、t100g/t.磨機(jī)出料都應(yīng)該是細(xì)粉，但有時(shí)也混有碎片或鐵片等所以在選粉機(jī)粗粉溜子處采用磁鐵排出鐵器等異物的辦法，加裝吸鐵器。（4） 球磨機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式 磨機(jī)是由重鋼板卷成的圓筒內(nèi)部襯板，大量的鋼三部分組成，要使其轉(zhuǎn)動(dòng)，需要很大的動(dòng)力為達(dá)到每分鐘1220轉(zhuǎn)，所以需要減少電機(jī)的轉(zhuǎn)速。驅(qū)動(dòng)方式有以下三類：1、 側(cè)驅(qū)動(dòng)方式磨機(jī)筒體上裝有大齒輪，電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸上裝有小齒輪，雙方咬合驅(qū)動(dòng)。該方只能用于1500km以下的磨機(jī)。2、 中心驅(qū)動(dòng)方式磨機(jī)上裝有驅(qū)動(dòng)軸，電機(jī)和減速機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。多用于大型磨機(jī)。電機(jī)分為同步電機(jī)和異步電機(jī)，后者雖便宜但效率不高，所以大型磨機(jī)一般用同步電機(jī)。這種電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有力，但啟動(dòng)時(shí)

28、有缺點(diǎn)。為此，改變電線連接線，作為啟動(dòng)快的異步電機(jī)啟動(dòng)，進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，切換成效率高的同步電機(jī)。磨機(jī)修理或加球時(shí)，為使磨門停在適當(dāng)?shù)奈恢茫瑐溆形C(jī)電機(jī)。（5） 兩用旋轉(zhuǎn)磨機(jī)是德國(guó)布路基斯公司開發(fā)的壁虎閉合循環(huán)方式的磨機(jī)。原料的烘干和粉磨可同時(shí)進(jìn)行，類似兩臺(tái)槽式磨機(jī)組合的結(jié)構(gòu)，所以叫做兩用旋轉(zhuǎn)磨機(jī)。由烘干室、一室、二室、中間排料口組成。由定量工料機(jī)，將混合好的原料，供料至烘干室，烘干室內(nèi)裝有提升器，原料隨磨機(jī)旋轉(zhuǎn)提升，從提升器處落下，與熱風(fēng)接觸被烘干。然后進(jìn)入一室，進(jìn)行粗碎，由中間排料口排出。為使球提升，增加沖擊度，一室內(nèi)安裝有大突起的襯板，二室內(nèi)安裝有低突起的波形襯板。由中間排料口排出的料粉，

29、經(jīng)斗式提升機(jī)提升，在選粉機(jī)內(nèi)分為粗粉和細(xì)粉，細(xì)粉進(jìn)入料倉(cāng)，粗粉進(jìn)入主要二室，其中一部分返回一室，再次粉碎。象以上由選粉機(jī)分級(jí)，粗粉再次粉碎的方式叫做閉路方式（閉合循環(huán)方式）熱氣經(jīng)過烘干后，在經(jīng)過一室，從中間排料口排到粗顆粒分離機(jī)（細(xì)度分離器），另外一部分熱氣為了彌補(bǔ)烘干室不足和提高粉碎效果進(jìn)入二室，然后排到顆粒細(xì)度分離器。在顆粒細(xì)度分離器中分離粗粉，旋風(fēng)分離器中分離了微粉的氣體，經(jīng)過排風(fēng)機(jī)（IDF）由電收塵器（EP）充分吸收微粉后排出。用旋轉(zhuǎn)磨機(jī)的特點(diǎn)（1） 消耗動(dòng)力少因?yàn)榇炙樵谝皇疫M(jìn)行后，立即進(jìn)入分離器，僅將粗粉再次粉碎，閉合循環(huán)式和氣體式組合在一起，所以比其它形式的磨機(jī)消耗動(dòng)力少。但與新的

30、立式磨機(jī)相比消耗動(dòng)力高。（2） 原料烘干和粉碎可同時(shí)進(jìn)行，原料水分在不超過5%時(shí)，可同時(shí)烘粉碎。（3） 作為烘干用熱源，預(yù)熱器排出的氣體可以得到利用。通過利用預(yù)熱器排出氣體，可以收回70Kcal/kg-cli左右的熱量，并且還可以起到降低EP入口溫度，提高EP收塵效果的作用。（4） 因?yàn)槭情]合循環(huán)方式，可以有效地管理磨機(jī)出料的粉末細(xì)度。4-3 選粉機(jī)磨機(jī)粉碎需大量的電力，所以沒有必要粉碎過細(xì)，為此，將原料適當(dāng)粉碎后通過分級(jí)，選出精粉，將粗粉送回到磨機(jī)進(jìn)行再粉碎。這種操作方法稱做閉路粉磨。閉路粉磨中安裝的選粉機(jī)（分級(jí)器）有各種形式和名稱，分級(jí)的原理是根據(jù)離心和氣流的原理，根據(jù)不同的生產(chǎn)廠家，有各

31、種各樣的產(chǎn)品。（1） STARTE BAND式選粉機(jī)STARTE BAND式選粉機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造如圖4-12所示。原料粉末（入粉）由中空軸部向旋轉(zhuǎn)的分散盤上落下沿四周方向排放，上部主葉片的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的循環(huán)氣流通過下部的導(dǎo)流葉片形成旋轉(zhuǎn)上升。將浮游狀態(tài)的微粉送至上部。內(nèi)筒的上部有分選葉片，強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)氣流使粗粉向內(nèi)筒分離。其上部有可調(diào)節(jié)內(nèi)徑的分割板（調(diào)節(jié)閥），調(diào)節(jié)該分離板可進(jìn)行粉末細(xì)度的管理，大幅度調(diào)整時(shí)，變更分選葉片的葉數(shù)。微粉上升至該內(nèi)徑的頸部，落入外筒的圓周壁內(nèi)，從精粉出口排出。用在水泥磨時(shí)，引入空氣（外氣），冷卻水泥，但用作原料磨時(shí)，沒有冷卻的必要，所以沒有連接空氣（外氣）輸入管。主軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)為1

32、50rpm250rpm。（2） 渦輪選粉機(jī)PLGS公司開發(fā)的類似STARTEBAND式（如圖4-13）型號(hào)。STARTEBAND式是主葉片呈放射狀的葉板式離心通風(fēng)機(jī)式的。將這個(gè)主葉片改成渦流風(fēng)機(jī)，改進(jìn)效率的既是渦輪選粉機(jī)。為了使原料粉分散的更好，在分散板下部裝有風(fēng)機(jī)。另外，分選葉片安裝位置可自由地呈放射狀調(diào)整半徑方向或接線方向，可隨意調(diào)整精粉細(xì)度，最近新開發(fā)了裝有主葉片和分選葉片的分散盤分別驅(qū)動(dòng)，可自由改變各自的轉(zhuǎn)數(shù)，達(dá)到調(diào)整粉末細(xì)度的方式。（3） 旋風(fēng)選粉機(jī)到目前為止，氣流選粉機(jī)是由裝在內(nèi)部的風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，用該風(fēng)回收精粉的辦法，但這類選粉機(jī)結(jié)構(gòu)上效率差，并且是在大量的粉塵中旋轉(zhuǎn)，所以葉片容易磨損

33、。旋風(fēng)選粉機(jī)將上升氣流引至裝在頂部外圍的68個(gè)旋風(fēng)筒中，在這里分離精粉，將幾乎沒有粉塵的空氣由風(fēng)機(jī)抽走，再次返回選粉機(jī)的分級(jí)室。精粉細(xì)度的調(diào)節(jié)，可以通過改變風(fēng)量或分選葉片的轉(zhuǎn)速。這種選粉機(jī)主要用于水泥磨中。 如圖4-14所示為旋風(fēng)選粉機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。（4） OSEPA選粉機(jī)OAEPA選粉機(jī)是由小野田水泥公司開發(fā)的新型選粉機(jī)。由磨機(jī)過來的原料自選粉機(jī)上面的入料口投入到分散盤上，分級(jí)所用空氣的導(dǎo)入口設(shè)在選粉機(jī)上部，一次空氣導(dǎo)入口和二次空氣導(dǎo)入口處在切線方向上。下部錐體處裝有三次空氣導(dǎo)入口。機(jī)身內(nèi)部裝有導(dǎo)流葉片，將一次空氣、二次空氣均勻地整流分配給分級(jí)室。為了將喂入的原料均勻地分配給分散盤，整流板和

34、渦流調(diào)整葉片均裝在變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)主軸上，原料從投入口投入，經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的分散盤和沖突板后以分散狀態(tài)進(jìn)到分散用空氣內(nèi)。分級(jí)用空氣分一次、二次空氣，沿切線方向流動(dòng)，經(jīng)過導(dǎo)流葉片形成一次渦流。再經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的整流板形成回轉(zhuǎn)二次渦流，根據(jù)顆粒的離心力與流動(dòng)空氣的阻力之間的平衡而達(dá)到分級(jí)的目的。細(xì)粉由中心部隨氣流排出，由機(jī)外的收塵器收集起來即是產(chǎn)品。粗粉隨導(dǎo)流葉片內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)下降，由三次空氣再次分選，細(xì)粉隨氣流上升，最終剩余的作為粗粉，返回磨機(jī)再次粉磨。（5） 粉機(jī)分級(jí)效果的判定方法作為分級(jí)效果的表示方法，其中之一是TORONPU分配率曲線，方便易懂。說明如下：進(jìn)入選粉機(jī)的入料粒子，在選粉機(jī)中分級(jí)。分返

35、回粉和精粉，返回粉中各粒徑的粒子占入料的百分之多少，將作為返回粉的比率，也叫做返回粉的分配率。按每個(gè)粒度計(jì)算該值，畫出圖表，就是TORONPU分配率曲線。假定某粒徑以dp為界，分級(jí)比較理想，則比dp小的粒子全部是精粉，比dp大的全部是粗粉。所以如圖4-16比dp小的部分中，返粉率為零，比dp大的部分中返粉率為100%。但實(shí)際上如圖4-17所示往往呈S狀，這是因?yàn)榱叫〉幕煸诰壑?，允許最大的粒度稱為分離粒度，以分離粒度為中心出現(xiàn)平緩曲線，可以通過曲線是直線還是水平線判斷分級(jí)效果。4-4 磨機(jī)的喂料設(shè)備精粉有一定的細(xì)度（比表面積）和化學(xué)成分要求，并且受循環(huán)提升機(jī)能力的限制，需要調(diào)整喂料量。作為喂

36、料設(shè)備，最初是通過調(diào)節(jié)圓盤的轉(zhuǎn)數(shù)，即容量控制型的。其后提出了定量喂料機(jī)（CFW）的方案，就是測(cè)出皮帶機(jī)上的料量，根據(jù)這個(gè)料量來調(diào)節(jié)物料出口擋板，使之達(dá)到喂料量設(shè)定值的方法。初期的CFW多為機(jī)械式的，由于機(jī)械磨損等原因，精度不能另人滿意。其次又提出了用皮帶機(jī)速度調(diào)整誤差的方法。1950年左右開發(fā)了電子管，但由于電子管的質(zhì)量低劣容易出現(xiàn)誤差。近年，運(yùn)用了電子裝置，精度及穩(wěn)定性有了非常大的進(jìn)步，原理如圖4-19所示。皮帶輸送機(jī)上的料量由差壓變送器測(cè)出，皮帶輸送機(jī)的速度由電機(jī)測(cè)出，重量和速度信號(hào)送入電子計(jì)算機(jī)，通過控制變送器差壓而達(dá)到控制喂料量的目的，這種控制方式叫做速度控制式CFW。如果是球磨機(jī)，站

37、在鋼球撞擊側(cè)時(shí)，通常（喂料量適當(dāng)時(shí)）可以聽到咣當(dāng)咣當(dāng)?shù)穆曇簦绻M(jìn)一步減少喂料量時(shí)，嘎嘎聲非常刺耳。停止喂料，如果磨機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，則不僅造成電力的浪費(fèi)，也會(huì)加速損傷磨機(jī)襯板和鋼球。若增加喂料量，磨機(jī)的聲音漸漸遲鈍，到最后磨機(jī)的出料量小于喂料量時(shí)，磨機(jī)就會(huì)堵塞了。所以通過磨機(jī)的聲音，判斷喂料量是否合適有很重要的意義。另外，使用立式磨時(shí)若原料供給量過少時(shí)，由于震動(dòng)會(huì)造成機(jī)械損傷。喂料量過多時(shí)，堵塞了磨機(jī)降低了通風(fēng)效果，為處理這種情況需要投入很大的勞力。要想喂料量適當(dāng)，在球磨機(jī)時(shí)有以下方法：（1） 控制循環(huán)提升機(jī)的電力，使之穩(wěn)定在一定量上來達(dá)到控制喂料量的方法。（2） 控制磨機(jī)一室的音響，使之維持在一

38、定的程度上，達(dá)到控制喂料量的方法。（3） （1）和（2）的組合方法立式磨時(shí)的控制有下方法：（?。┛刂茪怏w的磨機(jī)入口、出口壓差，使之維持在一定的程度上，達(dá)到控制喂料量的目的。立式磨運(yùn)轉(zhuǎn)中為保護(hù)機(jī)械等原因需要連續(xù)測(cè)定振動(dòng)或聲音，但沒有利用振動(dòng)或聲音而控制喂料量的。5 空氣均化 5-1 為什么空氣需要均化 在工廠每天要配合很多的原料，粉碎后生產(chǎn)原料精粉。每日入庫(kù)的原料，有子礦山采掘來的，也有工廠廢棄物，所以質(zhì)量有很大的變化。入廠使雖然進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量管理，在進(jìn)入原料磨粉碎前用CFW計(jì)量配合，但也很難生產(chǎn)出均原料精粉均化的目的有以下理由：（1） 原料有易燒或難燒的，若原料精粉的質(zhì)量不是均一的話，在窯燒

39、成熟料的過程中，火一時(shí)大一時(shí)小，由此產(chǎn)生的很多問題。要保證窯的長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，必須保證原料精粉的質(zhì)量均一。（2） 原料精粉質(zhì)量的不均一的話，熟的質(zhì)量不能均一。質(zhì)量不穩(wěn)定的產(chǎn)品，會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞公司的信譽(yù)。根據(jù)以上理由，三菱公司子1963年?yáng)|谷廠開始，裝備了西德PLGS德空氣均化裝置。 原料精粉采用空氣均化裝置，從水泥制造歷史看達(dá)到了比較新的時(shí)代。濕法窯的時(shí)代，為了是原料質(zhì)量均一化，使用了高耗能的摻有大量水的漿劑，通過攪拌原料達(dá)到了均化的目的?？諝饩b置的發(fā)明使燒成方式實(shí)現(xiàn)了向懸浮時(shí)預(yù)熱器方向的轉(zhuǎn)變。5-2 空氣均化的原理簡(jiǎn)單的說空氣均化是利用了粉體流動(dòng)現(xiàn)象引起粉體激烈移動(dòng)原理的混合方法。在容器的底部放置

40、多孔板（有孔多孔板）或類似帆布的整流器，將粉體填充在上面，將類似空氣的流體通過整流器，吹填充層，流速小的時(shí)侯，流體穿過填充層的空隙，粉體層靜止不動(dòng)，這時(shí)的壓力損失非常小。漸漸地增加流體的流量，壓力損失也相應(yīng)增加，這種狀態(tài)叫做固定層。進(jìn)一步增加流速，粉體層已不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，出現(xiàn)部分運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，這時(shí)為流動(dòng)開始點(diǎn)，此時(shí)的流體速度叫做流動(dòng)開始速度Umf。開始流動(dòng)的粉體隨著流速的增加，粉體的運(yùn)動(dòng)類似沸騰的流體，漸漸地向各方面混合、運(yùn)動(dòng)。流動(dòng)層的高度是靜止時(shí)高度的1.21.6倍左右。流動(dòng)層的壓力損失對(duì)流速而言基本是一個(gè)定值，大致與靜止層的填充壓力相等。這個(gè)性質(zhì)對(duì)流動(dòng)層的設(shè)計(jì)或操作是有意義的，即使層內(nèi)的狀態(tài)

41、在完全看不見的專政內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生好的流動(dòng)層?？梢耘袛嗥淞鲃?dòng)狀態(tài)。單純將流動(dòng)化的流體流動(dòng)，未必就產(chǎn)生流動(dòng)層，例如粉體潮濕，筒倉(cāng)的形狀，散氣盤等出現(xiàn)問題時(shí)，就不一定產(chǎn)生好的流動(dòng)層。流溝現(xiàn)象這是噴吹狀態(tài)的一種現(xiàn)象，流體通過粉體層阻力小的部分，向?qū)油鈬姶?，出現(xiàn)流體道溝的現(xiàn)象，這是由于通過阻力不平衡等引起的。起泡現(xiàn)象在充填層內(nèi)出現(xiàn)大氣泡的現(xiàn)象，這是由于通過整流器的流體氣泡的大小以及整流器的通過阻力不平衡等引起的。 沸騰現(xiàn)象粉體和水一樣激烈沸騰的流動(dòng)層，這是由于流體壓力損失有較大的變化。造渣現(xiàn)象在小型的流動(dòng)層，填充層高度L與直徑D的比例L/D過大或粉體的密度高的時(shí)候容易出現(xiàn)的現(xiàn)象，在普通的混合筒倉(cāng)內(nèi)不會(huì)發(fā)生這

42、種現(xiàn)象。亂飛現(xiàn)象如果加快流動(dòng)層的流速，粒子就會(huì)亂飛，流動(dòng)層的壓力損失就小。5-3 空氣均化的方法在筒倉(cāng)內(nèi)通過空氣均化的方法大致分為間歇均化和連續(xù)均化兩大類。間歇均化間歇均化有兩個(gè)以上的筒倉(cāng)，每個(gè)筒倉(cāng)內(nèi)裝有定量的原料粉末，經(jīng)過混合調(diào)整，達(dá)到一定的成分，質(zhì)量檢查的結(jié)果若表明生料達(dá)到要求就可以排料，向下道工序輸送，然后再均化另一個(gè)筒倉(cāng)的生料，這種均化方法被稱為間歇均化。間歇均化自入庫(kù)到排料有一定的時(shí)間，盡管筒倉(cāng)內(nèi)的生料質(zhì)量有變化，也可以通過混合，達(dá)到均一的目的。另外若均化的原料成分與目標(biāo)值有出入時(shí)也可以進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)主要調(diào)整CaCO3，調(diào)整用原料主要是添加優(yōu)質(zhì)石灰石或低質(zhì)石灰石原料。直達(dá)到一定的范

43、圍，可反復(fù)調(diào)整，所以混合筒倉(cāng)內(nèi)調(diào)整精度可以達(dá)到非常高的程度，相反也有增加設(shè)備費(fèi)用的缺點(diǎn)。同時(shí)，由于精粉的接受通倉(cāng)也不是集中在一個(gè)通倉(cāng)內(nèi)，往各個(gè)通倉(cāng)分別少量加入，如圖5-3各通倉(cāng)間間隔一定的水平差，滿倉(cāng)后停止入庫(kù)，開始均化，用該方法，各個(gè)通倉(cāng)分別進(jìn)行入庫(kù)操作，達(dá)到各通倉(cāng)間成分盡可能均一。連續(xù)均化連續(xù)均化是原料精粉制造工序過程中，用一個(gè)混合筒倉(cāng)調(diào)整均化原料精粉的均化方式。連續(xù)均化筒倉(cāng)通常保持流動(dòng)狀態(tài)，從通倉(cāng)的一頭投入新的原料精粉，從另一頭將混合好的原料精粉排料。該方式如果筒倉(cāng)的容積較小會(huì)造成原料成分的波動(dòng)，所以盡可能設(shè)置大型的混合筒倉(cāng)。最近發(fā)展了X線分析裝置等分析技術(shù)，另外由于使用了電子計(jì)算機(jī)，質(zhì)

44、量情況立刻可以了解，并迅速對(duì)質(zhì)量偏差做出對(duì)應(yīng)措施，所以現(xiàn)在進(jìn)入了廣泛使用連續(xù)混合通倉(cāng)的時(shí)代。連續(xù)混合通倉(cāng)比間隙式混合通倉(cāng)設(shè)備大幅度下降，但需充分注意原料工序的品質(zhì)管理，裝備了連續(xù)式通倉(cāng)則需大幅度地增加分析頻率。連續(xù)混合類型中，根據(jù)不同的排料方法分為溢流式和底流式。溢流式是在通倉(cāng)的一定位置上裝有溢流管，流動(dòng)層高度增加的部分有溢流管排放。底流式是在通倉(cāng)底部的排料口排料方式。5-4 散氣盤 為使粉體流動(dòng)化，散氣盤的選擇很重要。 作為混合通倉(cāng)用的散氣盤必須具備以下條件：（1） 必須具有能夠充分承受填充重量的機(jī)械強(qiáng)度。（2） 散氣盤應(yīng)盡可能將流體均勻分散，必須使流體和粒子群均勻的接觸。原料粉體的粒子直徑

45、使以微米為單位，若散氣盤的眼過大，則會(huì)出現(xiàn)原料倒流或堵塞等情況的發(fā)生，為防止這類情況發(fā)生，散氣盤由有孔板和帆布組成。有孔平板用鋼鐵板式鑄造的框架固定，使從下面流入的空氣通過該有孔板，達(dá)到整流。以前有孔板的強(qiáng)度是個(gè)問題，最近因使用了高氧化鋁質(zhì)的瓷磚，所以強(qiáng)度問題已經(jīng)解決。帆布散氣盤是厚6MM左右的滌特綸帆布整流空氣，所以機(jī)械強(qiáng)度較強(qiáng)。5-5 羅茨風(fēng)機(jī) 羅茨風(fēng)機(jī)由兩個(gè)轉(zhuǎn)子組合，共同轉(zhuǎn)動(dòng)，將吸入的一定容量的空氣向出口排出，轉(zhuǎn)子與箱體之間有0.30.5mm的縫隙，所以不是完全密封的，入口與出口之間的壓差約為0.8Kgf/cm2，如果需要更大的壓力，需串聯(lián)兩臺(tái)以上的羅茨風(fēng)機(jī)來提高壓力，這時(shí)可提高壓力到1

46、.2 Kgf/cm21.5 Kgf/cm2?；旌贤矀}(cāng)使用羅茨風(fēng)機(jī)的理由是因?yàn)榱_茨風(fēng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上空氣與油不接觸，所以不會(huì)將油混入粉體中，如果使用空壓機(jī)，由于在汽缸中空氣要接觸，油呈霧狀分散，有可能沾在散氣盤里面，堵塞空眼。6、 原料精粉的化學(xué)成分調(diào)整生產(chǎn)均勻優(yōu)質(zhì)的原料精粉對(duì)熟料燒成的重要意義已在前面敘述。原料精粉中最重要的化學(xué)組成。為了盡可能達(dá)到均勻一致，各水泥廠多采用以下手段：（1） 選擇盡可能波動(dòng)少的原料。（2） 原料的儲(chǔ)存、使用時(shí)盡可能投放已均化的原料。（3） 預(yù)先檢測(cè)原料的化學(xué)變化，改變?cè)吓浔?。?） 分析出磨精粉的化學(xué)成分，修正配比。（5） 將原料精粉在筒倉(cāng)內(nèi)混合均勻，需要時(shí)添加修正原

47、料，使化學(xué)成分達(dá)到目標(biāo)值。經(jīng)常觀察由（4）得出的分析結(jié)果，越經(jīng)常調(diào)節(jié)配比，原料精粉的化學(xué)組成的波動(dòng)就越小。如果由人工根據(jù)重量法、容量法分析CaO、SiO2、AL2O3、Fe2O3的含量約需4個(gè)小時(shí)。為了盡早得出分析結(jié)果，很多工廠使用熒光X線進(jìn)行分析。最近，由于電子計(jì)算機(jī)的使用和分析裝置的進(jìn)步，已完全可以自動(dòng)化。6-1原料精粉的質(zhì)量管理原料精粉的質(zhì)量管理主要是進(jìn)行化學(xué)組成和粉末細(xì)度的管理?；瘜W(xué)組成的管理在水泥的化學(xué)性質(zhì)中已講述過，用以下率值進(jìn)行管理：HM=CaO/（SiO2+ AL2O3+ Fe2O3）- 水硬率SM= SiO2/（AL2O3+ Fe2O3）-硅酸率IM= AL2O3/ Fe2O

48、3 - 鐵率AM= SiO2/ AL2O3-活性系數(shù)MgO（%）-安定性 粉末細(xì)度是通過測(cè)定比表面積（cm2/g）和90um,50um篩余來管理。HM是最重要的率值，管理時(shí)必須使之與目標(biāo)值沒有偏差和波動(dòng)。決定目標(biāo)值，首先決定熟料目標(biāo)值，預(yù)先從實(shí)際結(jié)果掌握熟料和原料精粉的率值變化，以熟料達(dá)到目標(biāo)值為前提，決定原料精粉率值的目標(biāo)值。 熟料和原料精粉的率值之間有一定的差，這是因?yàn)槲谷腩A(yù)熱器的精粉中的微細(xì)粒子被預(yù)熱器的廢氣帶走了。煙臺(tái)三菱水泥生產(chǎn)線有較多的微細(xì)粉末煤灰被排掉，預(yù)計(jì)熟料的HM比原料精粉的HM的高。 原料精粉是和點(diǎn)收塵收集的灰同時(shí)送入均化庫(kù)，在進(jìn)入之前被連續(xù)取樣。將有代表性的試樣由熒光X線

49、分析裝置分析，分析值立即進(jìn)入電子計(jì)算機(jī)，根據(jù)與目標(biāo)值之間的差，調(diào)整原料磨機(jī)前各原料CFW控制用的比例設(shè)定器的設(shè)定值。煙臺(tái)三菱水泥是將預(yù)先混合的原料，進(jìn)入磨頭倉(cāng)再喂入磨機(jī)的，所以即使改變?cè)吓浔?，但?shí)際上，到原料磨產(chǎn)出需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，應(yīng)在充分考慮這個(gè)問題的基礎(chǔ)上進(jìn)行作業(yè)。6-2 熒光X線分析（1） 熒光X線分析時(shí)的式樣前處理 熒光X線分析裝置進(jìn)行原料精粉分析時(shí)，式樣的前處理方法有以下三種：1 非粉碎法 這是將抽取的式樣直接壓縮成型，做出平滑表面，裝入裝置室。這個(gè)方法比較簡(jiǎn)單，但嚴(yán)格來講，由于不是平滑的表面，分析結(jié)果誤差會(huì)很大。2 粉碎法將式樣再次微粉碎壓縮成型，做出平滑表面，裝入裝置內(nèi)的方法，可

50、部分解決非粉碎法的缺點(diǎn)。 微粉碎時(shí)普遍使用小型振動(dòng)磨粉碎2分鐘。3 熔融法以硼酸鈉或硼酸鋰作為溶劑，加到式樣內(nèi)熔融，然后冷卻成圓片狀的方法，分析結(jié)果幾乎沒有誤差，前處理約需要10分鐘，這是個(gè)問題。（2） 熒光X線分析原理 X線和光以及電波一樣是一種電磁波，X線再電磁波中屬于波長(zhǎng)比較短的一組，具有普通光線類似的性質(zhì)。將X線照射到某物質(zhì)上從該物質(zhì)上產(chǎn)生X線，這個(gè)X線的波長(zhǎng)具有一定的范圍，其中具有特定的波長(zhǎng)的X線的有特別高的強(qiáng)度，把這個(gè)特別強(qiáng)的X線叫做特性X線，各種元素都有各自的特定波長(zhǎng)的特性X線。 熒光X線分析時(shí)，將X線照射到式樣上，由于X線照射而產(chǎn)生的X線叫做熒光X線（二次X線） ，從式樣中產(chǎn)生

51、的熒光X線是式樣中含有的元素產(chǎn)生的特性X線。將混雜的特性 X線，用分光晶體按波長(zhǎng)分離，得出各元素的特性X線。類似于將太陽(yáng)用三棱鏡分析，如分出七色光的方法，再用X線檢測(cè)器測(cè)定這類特性X線的強(qiáng)度。式樣的組成范圍較窄時(shí)，式樣中的元素含有量和特性X線強(qiáng)度可以考慮為成比例的，將該比例關(guān)系預(yù)先查出，就可以將特性X線強(qiáng)度換算成含量。（3） 一次X線的產(chǎn)生照射式樣的X線稱做一次X線，這是用X線管產(chǎn)生的，由高壓發(fā)生裝置向管球陰極絲輸送高壓，從而極絲受熱，絲熱產(chǎn)生的熱電子被加速，撞到中間陰極板上，產(chǎn)生X線。沖撞時(shí)只有一部分變成X線，大部分變成熱能，使中間陰極溫度提高，所以為防止損傷，在中間陰極裝有冷卻水。（4）

52、熒光X線的產(chǎn)生和分光 一次X線碰到試樣上，產(chǎn)生熒光X線，通過圖6-2所示的路線，進(jìn)入計(jì)數(shù)管，為防止被空氣吸收而衰減，熒光X線的通路是真空的，三棱鏡分光是利用折射現(xiàn)象，X線的分光是利用衍射現(xiàn)象，熒光X線照射到分光晶體后，與最初的前進(jìn)方向不同，出現(xiàn)折射，這種現(xiàn)象叫做衍射現(xiàn)象。如圖6-3所示，假定原子按直線排列，波長(zhǎng)為的熒光X線以的角度射入，、和d之間若滿足下列條件，則X線產(chǎn)生衍射。=2dsin這種關(guān)系稱為布來古衍射條件。所以若需求出某元素的熒光X線，則可以根據(jù)其波長(zhǎng)，滿足上述條件，即設(shè)定好分光晶體的角度和檢測(cè)器的位置即可。（5） X線強(qiáng)度的測(cè)定作為熒光X線的減出器使用的是比例計(jì)數(shù)器或閃爍計(jì)數(shù)器，都

53、是將X線強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的東西。比例計(jì)數(shù)管是圓筒中有拉伸的鎢絲，里面充有PR氣體（氬90%、甲烷10%）在鎢絲和圓筒之間通有2000V的直流電壓，側(cè)面有一貼有薄膜（光子鉛膜）的窗口，X線從這里進(jìn)入后，氬氣發(fā)生電離，鎢絲和圓筒之間產(chǎn)生電流。閃爍計(jì)數(shù)管與比例計(jì)數(shù)管完全不同，它是閃爍體和光電倍增管組成，X線照射到閃爍體上產(chǎn)生光而光電倍增變換成電信號(hào)。從X線減出器出來的信號(hào)，經(jīng)過增幅器，轉(zhuǎn)換成一定程度大的信號(hào)（脈沖信號(hào)）這個(gè)脈沖信號(hào)經(jīng)過一定時(shí)間在計(jì)數(shù)器上表示，這就是計(jì)數(shù)回路。（6） 測(cè)量線和分析值的計(jì)算必須將計(jì)數(shù)器上表示的X線強(qiáng)度換算成分析值，事先應(yīng)測(cè)出已知化學(xué)成分試樣的特性X線強(qiáng)度，求出試樣的化學(xué)成

54、分和特性X線強(qiáng)度的關(guān)系，該關(guān)系式稱做測(cè)量線公式。若測(cè)定出未知試樣的特性X線強(qiáng)度，可用該測(cè)量線計(jì)算出。試樣的化學(xué)成分改變，則測(cè)量線公式也發(fā)生大的變化。所以化學(xué)成分不同時(shí)，必須各自做出測(cè)量線公式。6-3鈣量?jī)x調(diào)整原料成分最重要的是HM（水硬率）的調(diào)整，但由于TL（CaCO3）分析或X線裝置分析不能連續(xù)進(jìn)行，所以這類分析有時(shí)間間隔。三菱材料公司和理學(xué)電氣公司共同開發(fā)了原料成分中的CaO連續(xù)測(cè)定裝置（鈣量?jī)x）鈣量?jī)x的分析原理于熒光X線分析裝置相同，所不同的是作為一次X線，使用的是由試樣部、測(cè)定部、計(jì)數(shù)回路部組成。（1） 試樣部試樣部是個(gè)將連續(xù)取樣器所取的樣品用輥?zhàn)訅褐瞥尚秃?，送到測(cè)定部，同時(shí)還可以處理

55、已測(cè)定的廢棄試樣的裝置。（2） 測(cè)定部用放射性同位素（RI）發(fā)出的X線照射試樣，測(cè)出由Ca發(fā)出的熒光X線并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。（3） 計(jì)數(shù)回路部將減出器的電信號(hào)增幅，分選出相當(dāng)于由Ca發(fā)出的熒光X線信號(hào)，做計(jì)數(shù)記錄，同時(shí)，將信號(hào)送至Ca控制裝置（配料CFM）。7、 燒成工序7-1燒成窯的演變現(xiàn)在世界多數(shù)水泥工廠使用的回轉(zhuǎn)窯，是1885年英國(guó)人發(fā)明的。在此之前不能象今天這樣可以連續(xù)生產(chǎn)，立窯內(nèi)裝上原料，燒成一批，排出一批。效率非常低下。但是，回轉(zhuǎn)窯的缺點(diǎn)是熱耗非常高。其后，設(shè)置了利用廢熱的鍋爐，回收窯的廢熱，大幅度降低了熱耗以后，干式短窯成了水泥熟料燒成的主流。干式短窯存在如何穩(wěn)定質(zhì)量的問題。1950年左右，由于原料均化的研究開發(fā)，經(jīng)濟(jì)性長(zhǎng)窯，即窯體很長(zhǎng)的大型濕法長(zhǎng)窯開始普及。濕法長(zhǎng)窯濕用大量的水將原料制成料漿，因?yàn)榱蠞{攪拌后質(zhì)量比較均勻，所以質(zhì)量管理簡(jiǎn)單，但是，大量使用水后，存在熱耗量高的問題。 自從提出了空氣均化的方案后，干法方式可以簡(jiǎn)便地調(diào)整原料后，出現(xiàn)了類似立波爾回轉(zhuǎn)窯或帶有懸浮預(yù)熱器的回轉(zhuǎn)窯，在回轉(zhuǎn)窯之后加裝了懸浮預(yù)熱器，這樣，熱耗降低的干法回轉(zhuǎn)窯引起廣泛注意。三菱材料公司是在1963年（在日本是初次）在東古工廠引進(jìn)了帶有懸浮預(yù)熱器的回轉(zhuǎn)窯。懸