生產實習報告
學院:材料科學與工程學院
班級:材料0201
姓名:魏永傑
學號:20號
指導老師:侯新凱 宋強
實習地點:陝西堯柏特種水泥股份有限公司
目 錄
前 言
0.1實習目標
赴水泥廠生產實習是材料工程專業本科生必修課程之一,通過生產實習,掌握水泥材料的具體生產工程,掌握水泥熟料的形成工程,掌握各種生產設備的工作原理和作用,為學好專業課程打下良好的基礎.
本次生產實習由侯新凱和宋強兩位老師帶隊,材料科學與工程專業材料工程模組共48人參加實習.整個實習共兩周,實習地方是陝西堯柏特種水泥股份有限公司.
0.2公司簡介
陝西堯柏特種水泥股份有限公司是集水泥和商品矽酸鹽生產於一體的股份制企業,是經陝西省人民政府批准成立的股份有限公司.公司所屬子公司包括:陝西堯柏水泥蒲城分公司,陝西堯柏水泥藍田分公司(籌),陝西堯柏水泥銷售公司.企業法定代表人張繼民,註冊資本6000萬元,企業總資產3.8億元.
蒲城分公司擁有2500t/d,500t/d,400t/d熟料新型乾法水泥生產線各一條,年產水泥120萬噸.主要產品有"堯柏"牌32.5r,42.5r粉煤灰水泥,32.5r,42.5r普通矽酸鹽水泥及32.5低熱礦渣水泥,42.5低熱水泥,42.5中熱水泥以及道路水泥等特種水泥.XX年企業通過iso9000產品質量和質量體系雙認證."堯柏"牌水泥被授予"國家免檢產品"稱號,廣泛套用於高速公路,鐵路,橋樑,隧道,機場,水利工程和民用建築等重點工程建設.
公司連續多年被省政府命名為"重契約,守信用"單位,"省十大水泥明星企業","省環保先進單位",是省水利廳指定的唯一特種水泥定點生產廠家;被省銀行同業協會評為"誠信企業";被渭南市政府列為"市水泥骨幹企業".公司連續四年被省農行評為"aaa"級信用企業和"黃金客戶".
0.2.1企業文化
經營理念:以人為本鑄造精品不斷創新趕超一流
企業核心價值觀:共同致富實現雙贏體現人生服務社會
企業核心競爭力:誠信經營質優價廉至誠服務行業領先
企業精神:自強自立勵精圖治開拓創新超越自我
0.2.2產品介紹
(1)32.5低熱礦渣矽酸鹽水泥
"堯柏"牌32.5低熱礦渣矽酸水泥具有強度高,水化熱低,抗凍,收縮小等技術特性.經國家水泥質量監督檢驗中心檢驗,符合gb200-XX國家標準32.5低熱礦渣水泥的技術要求,產品適用於各種大體積矽酸鹽工程.
(2)32.5r普通矽酸鹽水泥
"堯柏"牌32.5r等級普通矽酸鹽水泥是按照國家新標準gb175-1999組織生產的,它具有早強,28天富裕強度高,凝結時間正常,和易性好的特點.在全省質量評比中名列前茅.該產品廣泛用於工業以及民用建築.
(3)42.5低熱矽酸鹽水泥
"堯柏"牌42.5#低熱矽酸鹽水泥具有水化熱低,抗蝕,抗裂,耐磨等技術特性.符合gb200-XX國家標準42.5低熱矽酸鹽水泥技術要求.該產品特別適用於水工,大壩,大體積矽酸鹽工程.
(4)42.5中熱矽酸鹽水泥
"堯柏"牌42.5中熱矽酸鹽水泥是我公司1992年研製生產的特種水泥,經國家水泥質量監督檢驗中心檢驗,符合gb200-XX國家標準42.5中熱矽酸鹽水泥.具有強度高,抗凍,抗酸鹼腐蝕,耐磨抗裂性好,水化熱較低,顏色純正等特點.主要套用於水工,大壩,底下及隧涵等工程.
(5)42.5r普通矽酸鹽水泥
"堯柏"牌42.5等級普通矽酸水泥是按照國家新標準gb175-1999組織生產的,它具有早強,28天富裕強度高,凝結時間正常和易性好的特點.在全省質量評比中名列前茅.該產品廣泛用於工業及民用建築.
最後再次感謝陝西堯柏特種水泥股份有限公司為這次生產實習提供了實習基地並給與了大力支持.此外感謝侯新凱教授,宋強老師在這次實習中給與指導.
1水泥廠生產流程
1.1水泥生產工藝及其發展
水泥的生產工藝簡單講便是兩磨一燒,即原料要經過採掘,破碎,磨細和混勻製成生料,生料經1450℃的高溫燒成熟料,熟料再經破碎,與石膏或其他混合材一起磨細成為水泥.由於生料製備有乾濕之別,所以將生產方法分為濕法,半乾法或半濕法,乾法3種.
(1)濕法生產的特點將生料製成含水32%～36%的料漿,在迴轉窯內將生料漿烘乾並燒成熟料.濕法製備料漿,粉磨能耗較低,約低30%,料漿容易混勻,生料成分穩定,有利於燒出高質量的熟料.但球磨機易磨件的鋼材消耗大,迴轉窯的熟料單位熱耗比干法窯高2093～2931kj/kg(500～700kcal/kg),熟料出窯溫度較低,不宜燒高矽酸率和高鋁氧率的熟料.
(2)半乾法生產的特點將乾生料粉加10%～15%水製成料球入窯煅燒稱半乾法,帶爐篦子加熱機的迴轉窯又稱立波爾窯和立窯都是用半乾法生產.國外還有一種將濕法製備的料漿用機械方法壓濾脫水,製成含水19%左右的泥段再入立波爾窯煅燒,稱為半濕法生產.半乾法入窯物料的含水率降低了,窯的熟料單位熱耗也可比濕法降低837～1675kj/kg(200～400kcal/kg).由於用爐篦子加熱機代替部分迴轉窯烘乾料球,效率較高,迴轉窯可以縮短,如按窯的單位容積產量計算可以提高2～3倍.但半乾法要求生料應有一定的塑性,以便成球,使它的套用受到一定限制,加熱機機械故障多,在我國一般煅燒溫度較低,不宜燒高質量的熟料.
(3)立窯生產的特點立窯屬半乾法生產,它是水泥工業套用最早的煅燒窯,從19世紀中期開始由石灰立窯演變而來,到1912年發展成為機械化立窯.立窯生產規模小,設備簡單,投資相對較低,對水泥市場需求比較小的,交通不方便,工業技術水平相對較低的地區最為適用.用立窯生產水泥熱耗與電耗都比較低,我國是世界上立窯最多的國家,立窯生產技術水平較高.但是,立窯由於其自身的工藝特點,熟料煅燒不均勻,不宜燒高矽酸率和高飽和比的熟料,窯的生產能力太小,日產熟料量很難超過300噸,從目前的技術水平來看也難以實現高水平的現代化.
(4)乾法生產的特點乾法是將生料粉直接送入窯內煅燒,入窯生料的含水率一般僅1%～2%,省去了烘乾生料所需的大量熱量.以前的乾法生產使用的是中空迴轉窯,窯內傳熱效率較低,尤其在耗熱量大的分解帶內,熱能得不到充分利用,以致乾法中空窯的熱效率並沒有多少改善.乾法製備的生料粉不易混合均勻,影響熟料質量,因此40～50年代濕法生產曾占主導地位.50年代出現了生料粉空氣攪拌技術和懸浮預熱技術, 0年代初誕生了預分解技術,原料預均化及生料質量控制技術.現在乾法生產完全可以製備出質量均勻的生料,新型的預分解窯已將生料粉的預熱和碳酸鹽分解都移到窯外在懸浮狀態下進行,熱效率高,減輕了迴轉窯的負荷,不僅熱耗低使迴轉窯的熱效率由濕法窯的30%左右提高到60%以上,又使窯的生產能力得以擴大,目前的標準窯型為3000t/d,最大的10000t/d.我國現在有700t/d,1000t/d,XXt/d,4000t/d的幾種規格,逐步向大型方向發展.預分解窯生料預燒得好,窯內溫度較高,熟料冷卻速度快,可以燒高矽酸率,高飽和比以及高鋁氧率的熟料,熟料強度高,因此現在將懸浮預熱和預分解窯統稱為新型乾法窯,或新型乾法生產線,新型乾法生產是今後的發展方向.新型乾法窯規模大,投資相對較高,對技術水平和工業配套能力要求也比較高,如條件不具備則難以正常發展.
1.2全場平面布置及規模
1.2.1堯柏水泥廠(一廠)的平面布置
附:
圖1.1堯柏水泥廠(一廠)的平面布置
圖1.2堯柏水泥廠(一廠)的工藝流程簡圖
1.2.2堯柏水泥廠規模
堯柏水泥廠成立於1989年,當時有年產2萬噸的中空窯.其前身是罕井水泥廠,94-95年兼併了蒲城縣國辦水泥一廠、二廠.建了日產4萬噸的機立窯,XX年建成一條日產2500噸的乾法水泥生產線.是陝西第一家能生產低鹼水泥,第二家生產低溫水泥.目前年產水泥125噸,總資產3.8億,職工1000多人.XX年,堯柏集團通過了iso9000產品質量和質量管理體系雙認證;XX年初,國家質量監督檢驗檢疫總局給"堯柏"牌水泥頒發了"產品質量免檢證書",XX年獲得國家水泥免檢稱號.
1.3全廠主機設備與存儲設備
表1.1全廠主機設備與存儲設備列表
生料磨
迴轉窯
水泥磨
煤磨
冷卻機
儲存設備
一廠
mls3626立磨o-sepa高效選粉機
φ4×60m五級鏇風預熱器(帶分解爐)
φ4×13m2台
mpf1713
lbt32216
堆料場,配料站,均化庫,熟料庫,水泥庫
二廠
φ1.83×7mφ1.2×4.5m串聯o-sepa250選粉機
φ2.7×42m五級鏇風預熱器
φ2.2×7.5m"aaa"三倉磨
φ1.7×2.5m球磨機
φ2.8×28m
堆料場,配料站,均化庫,熟料庫,水泥庫
三廠
φ2.2×6.5m
o-sepa500選粉機
φ2.8/φ2.5×40m四級鏇風預熱器
φ2.2×6.5mφ1.83×7m串聯
φ1.7×2.5m球磨機
φ2.5/φ3.0/φ2.5
堆料場,配料站,均化庫,熟料庫,水泥庫
(1)pc-2018反擊錘式破碎機
轉子尺寸:φ2020×1802mm轉子轉速:300r/min
錘頭數量:36個電機電壓:10000v
進了粒度:≤1000mm電機功率:710kw
出料粒度:80%≤25mm生產能力:350～450t/h
(2)板式餵料機
型號: z180-9.8鏈板規格:1800×9800mm
鏈板速度:0.01～0.07m/s最大給料尺寸:1200mm
重量(不包括電機):6800kg電機功率:37kw
電機轉速:740r/min給料能力:65～650t/h,40～400m3/h
(3)mls3626立式輥磨機
給料粒度:≤90mm生產能力:185t/h
調速型液力偶和器
型號:yotg1000b額定功率:1400kw
額定輸入轉速:1000r/min轉差率:≤3%
調速範圍:(0.20-0.97)×輸入轉速
(4)ls型螺鏇輸送機
型號規格:ls500×6輸送能力:25m3/h
驅動裝置:n/25-30轉速:40y.p.m
(5)鏈斗輸送機
型號:scd630減速機型號:ynf-880
輸送能力:1XXkg/h設備總重:18000kg
電機功率:45kw
(6)o-sepa選粉機
型號:n-XX總重:19183kg
風量:XXm3/min餵料量:400t/h
電機功率:132kw水泥生產能力:72～120t/h
(7)羅茨鼓風機
型號:wl41-40/0.50介質名稱:空氣
流量:40m3/min介質密度:1.2kg/m3
(8)水泥窯尾引風機
流量:145000m3/min壓力:10000pa
功率:400kw工作溫度:250℃
工作轉速:148r/min
(9)調速型液力偶合器
型號:yoto850b功率:750kw
轉速:1500r/min滑差:≤0.03
調速範圍:0.2～0.97n電
(10)陝西壓強設備廠調速機
型號:zs125生產編號:48
速比:46輸入轉速:1000r/min
輪廓尺寸:211511551306
重量:2910kg
(11)離心通風機
型號:9-19-1100編號:02
流量:9047-1538m3/h轉速:1450r/min
全壓:7364-7236pa
2原材料和燃料的種類及要求
2.1原材料的種類
製造矽酸鹽水泥的主要原料是:石灰石原料(主要提供氧化鈣)和粘土質原料(主要提供氧化矽和氧化鋁,還提供部分氧化鐵),我國粘土質原料及煤炭灰分一般含氧化鋁較高,含氧化鐵不足,需用鐵質校正原料,即採用石灰石原料,粘土質原料和鐵質校正原料進行配料.
2.2原材料及燃料的要求
2.2.1原材料的要求
表2.1原材料的要求
序號
控制
對象
項目
控制
指標
合格率
取樣點
檢測頻次
取樣方式
1
石灰石
cao
≥48%
≥80%
配料站
1次/4h
瞬時
2
石灰石
cao
mgo
全分析
≥48%
≤3%
≥80%
堆場
1次/7天
綜合
3
粘土
全分析
水分
≤15%
≥80%
堆場
1次/7天
綜合
4
鐵粉
全分析
水分
fe2o3
≥10%
≥45%
≥80%
堆場
1次/7天
綜合
2.2.2燃料的要求
水泥工業所用的燃料為煙煤,其基本要求是:每千克煙煤的熱值在21000kj以上,揮發分含量應為20～30%,灰分小於25%,細度在80um六孔篩上的篩餘量應小於10%.
表2.2燃料的要求
序號
控制
對象
項目
控制
指標
合格率
取樣點
檢測頻次
取樣方式
1
原煤
工業
分析
ar≤25%
vr≤25%
qdw≥23027kj/kg
≥80%
堆場
1次/20h
綜合
2
入窯
煤粉
水分
細度
≤1%
≤10%
≥90%
≥80%
煤粉
倉口
1次/8h
1次/2h
綜合
3生料製備
3.1礦山的開採方式及設施
3.1.1開採方式
礦山的開採方式主要有露天開採和洞采兩種,露天開採又分為斜坡開採和凹陷開採.技術要求最低開採標高(不低於最低基準面,能保證礦山自由排水);合適的剝采比(剝取廢石量與開採礦石重量之比,一般大於0.2～0.5);最低可采厚度;夾石剔除厚度;礦山開採最終邊坡角.
3.1.2礦山開採的工藝流程
礦山開採的工藝流程:採礦工作面的整平→布置爆孔→鑽孔→裝藥爆破→集礦→裝車
3.2原料的破碎,預均化和生料粉磨
從礦山開採的礦石用卡車運到水泥廠,由板式餵料機送入單段錘式破碎機,再用皮帶送到預均化堆場,採用橫堆豎取的方式取料,料經皮帶送到石灰石倉.再加上從鐵粉倉和粘土倉及粉煤灰倉經電子皮帶稱定量取料混合後送入生料磨(立磨).經立磨粉磨後粗細料被選粉機分離,粗料返回立磨繼續粉磨,細料送入兩個錐型倉暫時儲存.
3.3生料儲存,均化和輸送
由立磨出來的細粉經氣力輸送管道和皮帶提升機送到均化庫頂部,經四嘴下料機進入均化庫.均化庫既有均化的作用也有儲存生料的作用.
3.4水泥廠生料工段工藝流程圖
石灰石→板式餵料機→單段錘式破碎機→皮帶→堆料機→取料機→皮帶→配料站→立磨→o-sepa選粉機→氣力輸送管道和皮帶提升機→生料均化庫
附:圖3.1生料工段工藝流程圖(堯柏水泥一廠)
圖3.2生料工段工藝流程圖(堯柏水泥三廠)
3.5生料工段主要設備,設備工作原理
(1)板式餵料機
型號:bz180-9.8鏈板規格:1800×9800mm
鏈板速度:0.01～0.07m/s最大給料尺寸:1200mm
重量(不包括電機):6800kg電機功率:37kw
電機轉速:740r/min給料能力:65-650t/h40-400m3/h
板式餵料機能承受較大的料壓和衝擊,適應大塊礦石的餵料,該機給料均衡運轉可靠,但設備較重,價格高.板式餵料機分輕型,中型和重型三種.立窯水泥廠石灰石破碎的餵料機一般選用中型的占多.
(2)pc-2018反擊錘式破碎機
轉子尺寸:φ2020×1802mm轉子轉速:300r/min
錘頭數量:36個電機電壓:10000v
進了粒度:≤1000mm電機功率:710kw
出料粒度:80%≤25mm生產能力:350-450t/h
工作原理:物料進入錘破中受到高速迴轉的錘頭衝擊而被破碎,物料從錘頭處獲得動能以高速沖向打擊板而被第二次破碎,粒徑合格的物料通過蓖條排出,較大粒徑在蓖條上再經錘頭附加衝擊,研磨而被破碎,直至合格後通過蓖條排出.
(3)袋收塵——脈衝袋收塵器
是一種新型高效袋式收沉器,利用脈衝閥使壓縮空氣定時地對濾袋進行噴吹清灰,濾袋壽命長,收塵效率高.
工作原理:
含塵氣體由進風口進入箱體,氣體由濾袋外進入濾袋內,經文氏管進入上箱體,從出風口排出,粉塵能截留在濾袋外表面.為了保持收塵器的阻力在一定的範圍內(一般為1176～1470pa)必須定期清灰.清灰時由脈衝控制儀按程式開啟控制閥使氣滄內的壓縮空氣由噴嘴管的孔眼高速噴出,每個孔眼對準一個濾袋中心,通過文氏管的誘導在高速氣體周圍引入相當於噴嘴空氣5—7倍的二次空氣衝進濾袋,使濾袋急劇膨脹,引起衝擊震動.同時產生由袋內向袋外的逆向氣流,是黏附在濾袋外表面的積灰被吹落.此時濾布空隙中的粉塵也被吹落,吹掃下來的積灰落入灰斗經排灰系統排出.
(4)堆料機和取料機
堆料機是:車式懸臂膠帶堆料機.(一側兩軌)
取料機是:橋式刮板取料機.(兩側兩軌)
(5)立磨mls3626
給料粒度:≤90mm生產能力:185t/h
工作原理:
物料由三道鎖風閥門下料溜子進入磨內,堆積在磨盤中間.由於磨盤的鏇轉帶動磨輥轉動物料受離心力的作用想磨盤邊緣移動,並被齒入磨輥底部而粉磨.磨輥有液力系統增壓以滿足粉末需要.磨盤的轉速比較高,比相同直徑的球蘑機要快大約80%.物料不僅在輥下被壓碎,而且被推向外緣,越過擋料圈落入風環,被高速氣流入分離器,在迴轉風葉的作用下進行分選,粗粉重新返回磨盤再粉磨.合格的成品隨氣流帶出機外被收集作為產品,由於風環外氣流速度很高因此轉熱速率很快,小顆粒瞬時得到乾燥,大顆粒表面被烘乾,再折回重新粉碎過程中得到進一步乾燥.
(6)o～sepa選粉機
型號:n-XX總重:19183kg
風量:XXm3/min餵料量:400t/h
電機功率:132kw水泥生產能力:72～120t/h
工作原理:
待選物料由上部的兩個餵料管餵入選粉機,通過撒料盤緩衝板充分分散,落如選粉區,選粉氣流大部分來自磨機,通過切向一次風進口.來自收塵設備的收塵風通過二次風進口進入,經導向葉片水平進入選粉區.在選粉機內由垂直葉片和水平葉片組成籠式轉子,迴轉時使內外壓差在整個高度內上下保持一定,從而使氣流穩定均勻,為精確選粉創造了條件,物料自上而下為每個顆粒提供了多次重複分選的機會,而且每次分選都在精確的離心力和水平風力的平衡條件下進行.細粉從外向內克服了邊壁效應的不利影響.
(7)電收塵
工作原理:
電收塵利用高壓靜電場的作用,使通過的含塵氣體中的塵粒荷電,在電場的作用下,使塵粒沉積於電極上,將塵粒從氣體中分離出來.電收塵器具有運行可靠,維護簡單,電耗低,除塵效率高等優點,在合適條件下使用,其除塵效率可達99%以上.
(8)cp均化庫
工作原理:
該庫直徑較大,生料先送至頂生料分配器,再經放射狀布置的空氣輸送斜槽入庫,庫頂還設有收塵器,倉滿指示器等裝置,在大庫的下部中心建有一圈錐型混合室,當輪流向大庫的環型庫底沖氣時生料呈流態化並經混合室周圍的8—12個進料孔流入混合庫中,同時大庫內的生料呈鏇渦狀踏落,在生料下移的過程中產生重力混合,進入混合庫的生料則按扁型四分區進行激烈的空氣攪拌,即進行氣力均化.混合室的另一作用是靠室內所存一定數量成分均勻的生料起緩衝作用,使進入混合室時略有成分波動的生料縮小其波動.
(9)氣力輸送斜槽
以高壓離心通風機為動力源,使密閉輸送斜槽中的粉狀物料保持流態化向斜槽的一端緩慢流動,這種斜槽的主體部分無主動部件,結構簡單,輸送能力大,易改變輸送方向.
3.6保證生料質量的幾個控制環節
3.6.1生料粉磨系統的調節控制
為實現最優控制,使粉磨作業經常處於良好狀態,在烘乾粉磨系統生產中,越來越廣泛的採用電子計算機和自動化儀表,實行生產過程的自動調節控制.生料粉磨系統是水泥廠生產中實行自動化最為成功,並且得到普遍套用的一個工序.自動控制主要有以下五個方面的主要內容:①調節入磨原料配比,保證磨機產品達到規定的化學成分;②調節餵入磨物料總量,使粉磨過程經常處於最佳的穩定狀態,提高粉磨效率;③調節磨機系統溫度,保證良好的烘乾及粉磨作業條件,並使產品達到規定的水分;④調節磨機系統壓力,保證磨機系統的正常通風,滿足烘乾及粉磨作業需要;⑤控制磨機系統的開車餵料程式,實行磨機系統生產全過程的自動控制.
3.6.2原料配料控制
採用電子稱-x螢光分析儀-電子計算機自動調節生料磨系統的餵料配比,是20世紀60年代取得的成果.40多年來,國外許多現代化水泥廠幾乎全部實現了原料配比的自動控制.這個自動控制系統的套用成功,主要在於對生料化學成分可以進行線上快速分析和建立了一套數學模型及控制算法.
控制系統的目標是調節入磨原料配比,保證規定的生料化學成分.控制系統分為兩段,首先對待用的各種物料進行取樣和分析,再由東西得到的化學成分計算出各種原料的要求配比.計算公式是線形的,很容易由計算機計算出.在某些情況下即使不可能取得最理想的配比,也可以求出近乎理想的配比.
計算機取得的各種原料的成放是取樣值的平均數.原料成分的波動會導致生料成分的波動.近年來,很多工廠採用了自動取樣裝置及x螢光分析儀,-射線儀分析生料成分,將測定的結果輸入計算機,以便及時得到各種原料配比,並調整其流量.
樣品的抽取一般有兩種方式,即磨入口取樣和磨出口取樣.前一種取樣方式雖然可以縮短控制的滯後時間,但由於進入磨機前的物料均勻性差,故一般採用後一種取樣方式.
採用電子計算機進行配料計算和控制的指導思想及基本原則如下:
(1)對取樣器採集的樣品,一般是間隔測量分析,同時考慮到原料在餵料機上的輸送時間,在磨機內的粉磨時間以及制樣,分析所需的時間,故計算一次配料的時間周期大約為30-60min.生料配料控制程式也是按此時間定期啟動.
(2)配料計算中所用的生料目標率值,一般是套用熟料的率值,以便考慮煤灰摻入的影響.
(3)採用修正控制加積分控制的方法.對原料成分數據之所以進行修正計算,是由於給定的原料成分是某一段時間的平均值,而實際上從礦山開採的原料資源在質量上是有所波動的,雖經過預均化,入磨原料的成分仍然時刻波動,故原料成分的實際值與給定值之間有偏離.對於產生偏差的主要原因進行理論分析,可有兩種考慮方法:一是假定偏差是由於原料中所含比例最大的那種氧化物的波動引起的,例如,石灰石中的cao,砂岩中的sio2,頁岩中的al2o3和鐵粉中的fe2o3等,即修正的要素是選用這些原料中含量最多的氧化物;另一種假設是認為生料成分的波動是由於幾種原料中配合比例最大的那種原料化學成分波動,或者是由化學成分波動最大的那種原料的化學成分波動而引起的.這樣,在四種原料配料中假定三種原料化學成分沒有變,或假定四種原料中的三種含量較小的氧化物的成分未變,就可以根據兩次取樣間的原料配比及出磨生料中四種氧化物的含量計算下一周期所需的原料新配比(當然計算中也要考慮煤灰的影響).
(4)對原料成分進行修正計算後實際上每一次生料值率的瞬間值與目標值仍會產生微小的偏差.為消除這些偏差,在每次新配比計算中都要考慮前幾個周期進入均化庫的生料率值,以便消除或減小累計偏差,使在均化庫中的這幾個周期的生料的平均成分值與設定的目標值趨於一致.
3.6.3磨機系統壓力控制
磨機系統壓力控制的目的,是為了檢測各部通風情況,及時調節,滿足烘乾及粉磨作業要求.磨機出,入口負壓差,表征磨內通風的阻力大小,壓差增大表示磨內可能負荷過大或隔倉板篦縫可能發生堵塞;其他任何兩點之間的壓差有較大變動,都表明兩點間阻力的變.一般在生產情況基本正常,壓差變動不大時,可適當調節排風機的風門;壓差變動過大時,則需及時檢查設備狀況,及時消除故障.
3.6.4磨機開車餵料程式控制
對磨機啟動時的餵料程式控制的目的,是為了避免磨機啟動時,由於外了餵料不當時發生磨滿堵塞.該程式控制可以保證對磨機的餵料量進行均勻地,按一定程式的逐步加大,實現最優操作.控制辦法是在磨機啟動後,檢測出它的負荷值,用計算機按一定數學模型運算處理,向餵料調節器送出餵料量的目標值,使之逐步增大餵料量,直至磨機進入正常負荷狀態為止.
3.6.5輥式磨的自動調節控制系統
輥式磨自動控制系統的設定基本與上述方法相同,由於磨機結構與烘乾兼粉磨的鋼球蘑機不同,故自動控制系統亦有區別,一般裝設五個自動調節迴路.
3.6.6磨機系統溫度控制
磨機系統溫度控制的目的,是為了保持良好的烘乾及粉磨作業,保證成品水分達到規定要求.烘乾粉磨系統的溫度控制,大多採用單迴路自動調節系統.對磨機成品水分的控制可有兩種方法:一是根據原料及成品水分,通過調節系統排風機風門,改變入磨熱風量,控制烘乾作業;另一種是通過改變熱風入口管道上的冷風門,調節入磨熱風溫度,控制烘乾作業.兩種方法相比,後一種方法有利於保持磨機系統的生產穩定.在帶有預烘乾設備的烘乾粉磨系統及利用選粉機等設備同時進行原料烘乾時,亦需通過調節各種設備系統的排風機風門或冷風摻入量的辦法,調節熱風進入量或改變熱風溫度,以控制這些設備的出口氣溫,達到控制烘乾過程的目的.
4熟料的煅燒
4.1生料的預熱和預分解系統
堯柏水泥一廠的預熱與分解系統為五級鏇風預熱器和分解爐,從窯頭來的三次風入分解爐,分解爐上有兩個噴煤管來完成煤粉的供給.相關參數如下
分解爐的尺寸為:φ5.1×30m
五級預熱器的尺寸分別為:
c12—φ4600mm;c21—φ6500mm;c31—φ6800mm;c41—φ6800mm;c51—φ6800mm.
堯柏水泥三廠的預分解系統為四級鏇風帶分解爐.物料從預熱器的頂端加入,從一級鏇風筒依次向下再經過分解爐最後入迴轉窯;從窯頭來的高溫氣體先入分解爐,然後依次向上最後進入增濕塔,一句話概括就是料往下走,氣往上流.
預分解系統不但合理利用了來自於窯頭的廢氣,節約了能源,而且使物料預先進行了預熱和分解,從而為物料的煅燒提供了前提,提高了熟料的質量和生產效率.
4.2煅燒設備
在預分解窯系統中,迴轉窯具有燃燒燃料功能,熱交換功能,化學反應功能,物料輸送功能,降解利用廢氣物五大功能.迴轉窯中分為乾燥帶,預熱帶,分解帶,固相反應帶,燒成帶和冷卻帶,在堯柏水泥廠主要是採用ф4.0×60m的迴轉窯,其放置的傾斜度為4%,傳動裝置採用的是直流電機單傳動,窯體轉速為0.41～0.42r/min.
在迴轉窯的斜度和轉速不變的情況下,物料在窯內各帶的化學變化和物理狀態不同,使得物料以不同的速度通過窯的各帶.在燒成帶矽酸二鈣吸收氧化鈣形成矽酸三鈣微吸熱,只是在熟料形成過程中生成液相時需極少量的熔融淨熱,在分解窯內,碳酸鈣分解需要吸收大量的熱量.
4.3熟料冷卻
水泥熟料出窯溫度大約為1100～1300攝氏度,充分回收熟料帶走的熱量以預熱二次要氣,對提高燃燒速度和燃料溫度以及窯和冷卻機的熱效率,都有主要意義,冷卻熟料對於改善熟料的質量和易磨性有良好的效果,冷卻良好的熟料可保證設備的安全運轉.
熟料冷卻主要有三種類型:一是:筒式(包括單筒和多筒);二是:篦式(包括震動,迴轉推動篦式);三是:其他形式(包括立式及"g"式)
堯柏水泥廠,一廠使用的是篦冷機,通過風機進行冷卻.三廠使用的是單筒冷卻機,單筒冷卻機與窯相似,不同的是筒內裝有揚料板用以加速熟料冷卻.
4.4燒成工段工藝流程
附:圖4.1燒成工段工藝流程(堯柏水泥一廠)
圖4.2燒成工段工藝流程(堯柏水泥三廠)
4.5燒成工段主要設備及其工作原理
(1)鏇風預熱器
鏇風預熱器由上下排列的五級鏇風筒組成,為了提高收塵效率最上一級鏇風筒通常為雙級鏇風筒之間由氣體管通連線;每個鏇風筒和相連的管道形成預熱器的一個級.通常預熱器由上向下順序編號為ⅰ至ⅳ(或ⅴ,ⅵ)鏇風筒的卸料口用生料管道與下一級的氣體管道連線.生料首先餵入i級鏇風筒的入口的上升管道內,熟料在管道內進行充分熱交換,然後由i級鏇風筒把氣體和生料顆粒分離,收下的生料經卸料管進入ⅱ級鏇風筒的上升管道內進行第二次熱交換,再經ⅱ級鏇風筒分離,如此,依次經ⅴ級鏇風預熱器進入迴轉窯內進行煅燒,而預熱器排出的廢氣經增濕塔,電收塵器由排風機進入大氣.窯尾排出的1100℃煙氣經預熱器熱交換後溫度降至330℃左右,50℃左右的生料經多級預熱器預熱到750～820℃進入迴轉窯,熟料熱耗均為750/kg熟料左右.
(2)預熱預分解系統:(原理)懸浮預熱技術是指低溫粉體物料均勻分散在高溫氣流之中,在懸浮狀態下進行熱交換,使物料得到迅速加熱升溫的技術.其優越性在於使物料懸浮在熱氣流中,與氣流的接觸面積大幅度增加,傳熱速度極快,效率極高.同時,生料粉與燃料在懸浮下均勻混合,燃料燃燒熱及時傳給物料,使之迅速分解.而預分解(或窯外分解)技術是指將已經過懸浮預熱後的水泥生料,在達到分解溫度前,進入到分解爐內與進入到爐內的燃料混合,在懸浮狀態下迅速吸收燃料燃燒熱,使生料中的碳酸鈣迅速分解成氧化鈣的技術.
這樣不僅減少了窯內燃燒帶的熱負荷,並且入窯生料的碳酸鈣分解率達到了95%左右,從而大幅度提高了窯系統的生產效率.
(3)懸浮預熱預分解窯:其的特點是在長度較短的迴轉窯後裝設了懸浮預熱器和分解爐,使原來在窯內以堆積狀態進行的物料預熱及碳酸鈣分解過程,移到懸浮預熱器和分解爐內以懸浮狀態下進行,不僅可以減輕窯內煅燒帶的熱負荷,有利於縮小窯的規格及生產大型化,並且可以節約單位建設投資,延長襯料壽命,減少大氣污染.
(4)五級鏇風預熱器:主要是鏇風筒和各級鏇風筒之間的聯接管道,(亦稱換熱管道)鏇風筒的主要任務在於氣固分離,聯結管道主要起的是換熱作用.
鏇風筒:採用大直徑四圓心漸擴蝸殼結構,鏇風筒阻力低,下部偏錐結構,下料管粗(c1φ710mm),能有效防堵;合理的鏇風筒整體高度;有效防止物料因二次飛揚而導致的分離效率下降.
內筒:內筒插入深度低,內徑大,c1--c2級筒設定整流器,阻力明顯下降,c3--c5級筒採用掛片,方便安裝和更換,內筒材質為耐熱鋼,使用壽命較長.
nc型2500t/d鏇風筒規格:c1:c2—ф4600mm,出口氣壓約-6100pa左右,筒內溫度約330攝氏度左右.c2:c1—ф6500mm,筒內氣壓約-4400pa左右溫度約510℃左右.c3:c1—ф6800mm,筒內氣壓約-3600pa左右,筒內溫度約660℃左右.c4:c1—ф6800mm,筒內氣壓約-2500pa左右,筒內溫度約800℃左右.c5:c1—ф6800mm,筒內氣壓約-XXpa左右,筒內溫度約780℃左右.
導流板:導流板的作用是防止進氣口氣流與筒內鏇轉氣流碰撞,降低進口湍流阻力.本系統投料175t/h時,系統阻力僅4200pa.
翻板閥:下料管翻板閥位於上一級鏇風筒下料管與下一級鏇風筒上升管道之間,要求保持下料流暢的同時,封閉物料不能填充下料管.南京院設計的下料管桿輕錘小,材質為耐熱鋼,實用小巧.
撒料箱:它會影響氣固換熱的效率,本系統採用的擴散式撒料箱為凸弧多孔分布板結構,這種撒料箱強化了物料在氣流中的分散性,提高了氣固換熱的效率,降低了物料短路的可能.
(5)分解爐:採用線上鏇噴結合式管道分解爐.以噴騰分解爐為基礎,"渦鏇"結合.分解爐直接與窯尾煙室相接,避免了結皮和堵塞,三次風單側切向進入,布局簡單.分解爐出口在本體頂部縮徑,氣流獲得二次加速,有效地加強了後期的混合,煤粉經過噴嘴從三次風連線埠切向向下傾斜,儘管爐用煤管為單通道,但也能確保預燃充分.生料經c4級筒收集由爐側加入,受三次風的擾動,改善了其分布狀態,減少了塌料的危險.操作中由於受配料的影響,生料易燒性差,將爐出口溫度控制在910℃左右,c5級筒下料管890℃,從而保持一切正常.
4.6生料在各個反應帶的物理和化學變化
生料在煅燒過程中,經歷乾燥,預熱,分解,燒成,冷卻階段,發生了一系列物理化學變化;100～200℃左右,生料被加熱,水分被蒸發而乾燥;300～500℃左右,生料被預熱;500～800℃左右,粘土質礦物中的高嶺石脫水分解為無定形的sio2,al2o3等,有機物燃盡;800～1300℃左右,碳酸鈣分解為cao,並開始與粘土分解出的sio2,al2o3,fe2o3發生固相反應.隨著溫度的繼續升高,固相反應加速進行,並逐步形成矽酸二鈣2cao·sio2,鋁酸三鈣及鐵鋁酸四鈣.當溫度達到1300℃時固相反應完成,物種僅剩一部分cao未與其它氧化物化合.當溫度從1300℃升到1450℃再降到1300℃,即燒成階段.這時3cao al2o3及4cao al2o3 fe2o3燒制部分熔融狀態,液相出現,將所剩cao和2cao io2溶解,2cao io2在液相中吸收cao形成矽酸鹽水泥的最重要礦物矽酸三鈣3ca io2.這一過程是煅燒水泥的關鍵,必須達到足夠的溫度並停留適當長的時間,使充分形成3cao io2.
4.6.1理論熱耗
a.每公斤熟料所需原料:碳酸鈣約1.22kg,粘土約0.20kg,sio2,0.10kg,fe2o3,0.03kg,合計:約1.55kg.
b.每公斤熟料所需的熱量(kca):
(1)將粘土從20℃加熱到430℃過程中
碳酸鈣:1.22×0.248×430=130.1kca,粘土:0.20×0.248×430=21.3kca,
二氧化矽:0.10×0.239×430=10.3kca,fe2o3:0.30×0.190×430=2.5kca.
(2)粘土脫水0.20×223=44.6kca.
(3)從450℃加熱至900℃過程中
碳酸鈣:1.22(0.266×900-0.248×430)=156kca;粘土:0.17(0.258×900-0.238×430)kca;二氧化矽:0.10(0.263×900-0.19×430)kca;
fe2o3:0.03(0.218×900-0.19×430)-3.3kca;
總計:193.5kca
(4)caco3加熱分解成氧化鈣和二氧化碳:1.22×396=483kca.
(5)將物料從900℃加熱到1400℃
氧化鈣:77.5kca;粘土:24.8kca;二氧化矽:14.1kca;氧化鐵:4.1kca.合計:120.5kca.
(6)按熟料和矽酸三鈣比熱的差值來酸洗熱量:
1×1450(0.265-0.247)=26.1kca
總計:1032kca/kg熟料
c.可回收的熱量(kca/kg)
(1)熟料在1400℃形成的放熱效應103.0kca;
(2)熟料從1400℃冷卻至20℃1380x0.261=360.2kca;
(3)放出的二氧化碳從900℃冷卻至20℃0.537x880x0.257=124.2kca;
(4)水蒸氣冷卻熱(450℃～100℃)0.03(3.50x0.375)=4.0kca;
(5)水蒸氣冷凝0.03x539=16kca,水從100℃冷卻至20℃0.03x80=2.4kca.
總計:609.8kca約為610kca.
所以熟料形成熱為:1032-610=422kca/kg熟料.
4.6.2迴轉窯系統個反應帶內物料的物理化學反應進程
窯系統的在不同溫度場的各個反應帶內生料的物理,化學反應過程如下.但是由於溫度及反應速率的不同,其中許多反應帶在邊緣地區有相當一部分是交叉的.
1,乾燥帶
承擔生料中水分的蒸發任務.反應溫度100℃,實際上物料的溫度在大約20～50℃進入窯系統,超過露點溫度後,大約在75～150℃水分蒸發,反應吸熱約2675kj/kg,反應式:h2o→h2o↑.
2,預熱帶
承擔粘土質等原料中化學水的分解脫水任務.反應溫度450℃,反應熱很小.反應式:
al2o3 2sio2 h2o→al2o3 2sio2 h2o↑.
3,碳酸鹽分解帶
主要承擔碳酸鎂及碳酸鈣的分解任務.耗熱量:碳酸鎂為815kj/kg mgco3.碳酸鈣為:1656kj/kg caco3.由於生料中碳酸鈣的含量多,故本帶熱量是很大的.同時,在分解帶中還伴有ca,cf,c2f,c5a3等過渡礦物形成(一般在濕法及傳統乾法窯內形成較多,而在懸浮預熱和預分解系統內形成較少).反應溫度及反應式:
mgco3→mgo co2↑(600～700℃)
caco3→cao co2↑(650～900℃)
cao al2o3→cao al2o3(800℃)
cao fe2o3→cao fe2o3(800℃)
cao cao fe2o3→2cao fe2o3(800℃)
3(cao fe2o3) 2cao→5cao 3al2o3(900～950℃)
4,放熱反應帶(或稱過渡帶)
主要承擔固相反應任務,為放熱反應.放熱量:c2s形成放熱602kj/kg c2s,c4af形成放熱38kj/kg c4af,c3a形成放熱109kj/kg c3a(20℃時值).本帶上部為熾熱火焰,下部物料反應放熱,故物料升溫很快.反應溫度及反應式如下:
2cao sio2→2cao io2(1000℃)
3(2cao fe2o3) 5cao 3al2o3 cao→3(4cao al2o3 fe2o3)(1200～1300℃)
5cao 3al2o3 4cao→3(3cao al2o3)(1200～1300℃)
5,燒成帶
主要承擔燃料中的主要礦物c3s的形成,fcao的吸收,完成燃料的最後燒成任務.在本帶中的有1280℃開始出現液相,直到1450℃c3s大量形成,fcao最後基本吸收,完成燃料的最後燒結過程,離開火焰高溫區逐漸降溫到1300℃左右進入冷卻帶.在該帶1350℃～1450℃時液相量可達20%～30%,al2o3,fe2o3及其他組分進入液相.c3s形成為放熱反應,放熱量為447kj/kg c3s.反應溫度及反應式如下:
2cao io2 cao→3cao io2(1280～1450℃)
6,冷卻帶
主要任務有三項,一是使熟料中的c3a,c4af極少量c5a3重新結晶;二是使部分液相形成玻璃體;三是回收熟料中的熱焓加熱燃燒用空氣.本帶反應溫度為1350℃～1200℃以下.由於新型篦冷機的出現,在預分解窯系統中,孰料的主要冷卻任務已移到冷卻機內進行.
4.7熟料的主要質量指標
表4.1熟料的主要質量指標
項目
控制指標
合格率
檢測次數
升重
1375±75
≥85%
1次/小時
f-cao
90%
羊湖水:溫度:±2℃水質一般用飲用自來水
(3)安定性—試餅法
步驟:a.一個樣品需準備兩塊約100×100的玻璃板,每個試樣成行兩塊試餅.
b.在玻璃板上稍稍塗一層油.
c.稱取500克水泥以標準稠度用水量加水拌製成標準稠度淨漿.
d.將制好的淨漿取出一部分分成兩等份,使之稱球形,放在預先準備好的玻璃板上,並輕輕振動玻璃板,並用濕布擦過的小刀由邊沿向中間抹動,做成直徑70—80毫米,中心厚度約為10毫米,表面光滑的試樣,編號後將試餅放入濕氣養護箱,養護24±2h.士兵的形狀應呈球體的切片狀而不應為畸形.
e.養護一天后,取出試餅,脫去玻璃板,檢查試餅是否完整,在試餅無缺陷的情況下將試餅放入已調好水位的沸煮箱中,然後在30±5min內加熱直恆沸3h±5min.沸煮結束後,放掉箱中熱水,打開箱蓋,待箱體冷直室溫取出試餅.
d.①目測未發現裂縫,用直尺檢查也沒發現彎曲的試餅為安定性合格,反之為不合格.②當兩塊試餅判別結果有矛盾時則判斷該水泥安定性不合格.
(4)游離cao
步驟:a.稱0.5克水泥式樣放入錐形瓶(150ml).
b.加入15無水乾油酒精.
c.放在帶有石棉網的鐵架台上.
d.加熱煮沸保持微沸狀態15分鐘,取出冷卻立即用苯甲酸無水乙醇溶液滴直紅色消失.
e.在加熱直微沸狀態10分鐘,取下滴定直紅色消失,如此反覆滴定直紅色不再出現.
(5)水泥細度
細度也成為分散度,是指物料顆粒粗細的程度.水泥細度通常有三種表示方法:篩余,比表面積,顆粒級配.堯柏水泥廠採用比表面積法.
(6)水泥水化熱
水泥水化時發生溫度變化的主要來源是由於幾種無水化合物組分的熔解熱和幾種水化物在溶解中的沉澱熱,這些熱值的代數和就是水泥在任何時期下的水化熱.
6.2檢測儀器
(1)一廠所用的檢測儀器主要有:
a) 淨漿攪拌機sj--160型
b) 標準恆溫養護箱gb/t17671--1999型號溫度20±1℃
c) 沸煮箱
d) 水泥細度負壓篩析儀fsy—150d型
e) 紅外線乾燥器
f) 自動比表面積測定儀正的sib--j
g) jj--5水泥膠砂攪拌機
h) 水泥水化熱測定儀shr--650ⅱ型
i) 水泥自動抗折試驗機kij5000--ⅰ型
j) 水泥自動抗壓試驗機hy—200型
k) 螢光分析儀
(2)三廠所用的檢測儀器主要有:
(1)dbt-127型勃氏透氣比表面積儀,無錫建築儀器廠
(2)hby-40b型水泥恆溫恆濕標準養護箱
(3)sj-160水泥淨攪拌機
(4)kzj5000-1型水泥電動抗折實驗機,最大負荷:5000n,示指相對誤差<1%,山東榮城市石島儀器廠
6.3水泥性能檢測原理
測試原理:直接測定法是在熱量計周圍溫度不變條件下,直接測量熱量計內水泥膠砂的溫度變化,計算熱量計內積量和三是熱量的總和,從而得出水泥水化七天內的水化熱.
實驗步驟:1.試驗前準備工作;2.熱量計散熱常數的測定,熱量計熱定量的計算和散熱常數的計算;3.水泥水化熱的測定.
西安建築科技大學
圖5.1水泥製成系統
生產實習報告
學院:材料科學與工程學院
班級:材料0201
姓名:魏永傑
學號:20號
指導老師:侯新凱 宋強
實習地點:陝西堯柏特種水泥股份有限公司
目 錄
前 言
0.1實習目標
赴水泥廠生產實習是材料工程專業本科生必修課程之一,通過生產實習,掌握水泥材料的具體生產工程,掌握水泥熟料的形成工程,掌握各種生產設備的工作原理和作用,為學好專業課程打下良好的基礎.
本次生產實習由侯新凱和宋強兩位老師帶隊,材料科學與工程專業材料工程模組共48人參加實習.整個實習共兩周,實習地方是陝西堯柏特種水泥股份有限公司.
0.2公司簡介
陝西堯柏特種水泥股份有限公司是集水泥和商品矽酸鹽生產於一體的股份制企業,是經陝西省人民政府批准成立的股份有限公司.公司所屬子公司包括:陝西堯柏水泥蒲城分公司,陝西堯柏水泥藍田分公司(籌),陝西堯柏水泥銷售公司.企業法定代表人張繼民,註冊資本6000萬元,企業總資產3.8億元.
蒲城分公司擁有2500t/d,500t/d,400t/d熟料新型乾法水泥生產線各一條,年產水泥120萬噸.主要產品有"堯柏"牌32.5R,42.5R粉煤灰水泥,32.5R,42.5R普通矽酸鹽水泥及32.5低熱礦渣水泥,42.5低熱水泥,42.5中熱水泥以及道路水泥等特種水泥.企業通過ISO9000產品質量和質量體系雙認證."堯柏"牌水泥被授予"國家免檢產品"稱號,廣泛套用於高速公路,鐵路,橋樑,隧道,機場,水利工程和民用建築等重點工程建設.
公司連續多年被省政府命名為"重契約,守信用"單位,"省十大水泥明星企業","省環保先進單位",是省水利廳指定的唯一特種水泥定點生產廠家;被省銀行同業協會評為"誠信企業";被渭南市政府列為"市水泥骨幹企業".公司連續四年被省農行評為"AAA"級信用企業和"黃金客戶".
0.2.1企業文化
經營理念:以人為本鑄造精品不斷創新趕超一流
企業核心價值觀:共同致富實現雙贏體現人生服務社會
企業核心競爭力:誠信經營質優價廉至誠服務行業領先
企業精神:自強自立勵精圖治開拓創新超越自我
0.2.2產品介紹
(1)32.5低熱礦渣矽酸鹽水泥
"堯柏"牌32.5低熱礦渣矽酸水泥具有強度高,水化熱低,抗凍,收縮小等技術特性.經國家水泥質量監督檢驗中心檢驗,符合GB200-國家標準32.5低熱礦渣水泥的技術要求,產品適用於各種大體積矽酸鹽工程.
(2)32.5R普通矽酸鹽水泥
"堯柏"牌32.5R等級普通矽酸鹽水泥是按照國家新標準GB175-1999組織生產的,它具有早強,28天富裕強度高,凝結時間正常,和易性好的特點.在全省質量評比中名列前茅.該產品廣泛用於工業以及民用建築.
(3)42.5低熱矽酸鹽水泥
"堯柏"牌42.5#低熱矽酸鹽水泥具有水化熱低,抗蝕,抗裂,耐磨等技術特性.符合GB200-國家標準42.5低熱矽酸鹽水泥技術要求.該產品特別適用於水工,大壩,大體積矽酸鹽工程.
(4)42.5中熱矽酸鹽水泥
"堯柏"牌42.5中熱矽酸鹽水泥是我公司1992年研製生產的特種水泥,經國家水泥質量監督檢驗中心檢驗,符合GB200-國家標準42.5中熱矽酸鹽水泥.具有強度高,抗凍,抗酸鹼腐蝕,耐磨抗裂性好,水化熱較低,顏色純正等特點.主要套用於水工,大壩,底下及隧涵等工程.
(5)42.5R普通矽酸鹽水泥
"堯柏"牌42.5等級普通矽酸水泥是按照國家新標準GB175-1999組織生產的,它具有早強,28天富裕強度高,凝結時間正常和易性好的特點.在全省質量評比中名列前茅.該產品廣泛用於工業及民用建築.
最後再次感謝陝西堯柏特種水泥股份有限公司為這次生產實習提供了實習基地並給與了大力支持.此外感謝侯新凱教授,宋強老師在這次實習中給與指導.
1水泥廠生產流程
1.1水泥生產工藝及其發展
水泥的生產工藝簡單講便是兩磨一燒,即原料要經過採掘,破碎,磨細和混勻製成生料,生料經1450℃的高溫燒成熟料,熟料再經破碎,與石膏或其他混合材一起磨細成為水泥.由於生料製備有乾濕之別,所以將生產方法分為濕法,半乾法或半濕法,乾法3種.
(1)濕法生產的特點將生料製成含水32%～36%的料漿,在迴轉窯內將生料漿烘乾並燒成熟料.濕法製備料漿,粉磨能耗較低,約低30%,料漿容易混勻,生料成分穩定,有利於燒出高質量的熟料.但球磨機易磨件的鋼材消耗大,迴轉窯的熟料單位熱耗比干法窯高2093～2931Kj/kg(500～700kcal/kg),熟料出窯溫度較低,不宜燒高矽酸率和高鋁氧率的熟料.
(2)半乾法生產的特點將乾生料粉加10%～15%水製成料球入窯煅燒稱半乾法,帶爐篦子加熱機的迴轉窯又稱立波爾窯和立窯都是用半乾法生產.國外還有一種將濕法製備的料漿用機械方法壓濾脫水,製成含水19%左右的泥段再入立波爾窯煅燒,稱為半濕法生產.半乾法入窯物料的含水率降低了,窯的熟料單位熱耗也可比濕法降低837～1675kJ/kg(200～400kcal/kg).由於用爐篦子加熱機代替部分迴轉窯烘乾料球,效率較高,迴轉窯可以縮短,如按窯的單位容積產量計算可以提高2～3倍.但半乾法要求生料應有一定的塑性,以便成球,使它的套用受到一定限制,加熱機機械故障多,在我國一般煅燒溫度較低,不宜燒高質量的熟料.
(3)立窯生產的特點立窯屬半乾法生產,它是水泥工業套用最早的煅燒窯,從19世紀中期開始由石灰立窯演變而來,到1910年發展成為機械化立窯.立窯生產規模小,設備簡單,投資相對較低,對水泥市場需求比較小的,交通不方便,工業技術水平相對較低的地區最為適用.用立窯生產水泥熱耗與電耗都比較低,我國是世界上立窯最多的國家,立窯生產技術水平較高.但是,立窯由於其自身的工藝特點,熟料煅燒不均勻,不宜燒高矽酸率和高飽和比的熟料,窯的生產能力太小,日產熟料量很難超過300噸,從目前的技術水平來看也難以實現高水平的現代化.
(4)乾法生產的特點乾法是將生料粉直接送入窯內煅燒,入窯生料的含水率一般僅1%～2%,省去了烘乾生料所需的大量熱量.以前的乾法生產使用的是中空迴轉窯,窯內傳熱效率較低,尤其在耗熱量大的分解帶內,熱能得不到充分利用,以致乾法中空窯的熱效率並沒有多少改善.乾法製備的生料粉不易混合均勻,影響熟料質量,因此40～50年代濕法生產曾占主導地位.50年代出現了生料粉空氣攪拌技術和懸浮預熱技術, 0年代初誕生了預分解技術,原料預均化及生料質量控制技術.現在乾法生產完全可以製備出質量均勻的生料,新型的預分解窯已將生料粉的預熱和碳酸鹽分解都移到窯外在懸浮狀態下進行,熱效率高,減輕了迴轉窯的負荷,不僅熱耗低使迴轉窯的熱效率由濕法窯的30%左右提高到60%以上,又使窯的生產能力得以擴大,目前的標準窯型為3000t/d,最大的10000t/d.我國現在有700t/d,1000t/d,t/d,4000t/d的幾種規格,逐步向大型方向發展.預分解窯生料預燒得好,窯內溫度較高,熟料冷卻速度快,可以燒高矽酸率,高飽和比以及高鋁氧率的熟料,熟料強度高,因此現在將懸浮預熱和預分解窯統稱為新型乾法窯,或新型乾法生產線,新型乾法生產是今後的發展方向.新型乾法窯規模大,投資相對較高,對技術水平和工業配套能力要求也比較高,如條件不具備則難以正常發展.
1.2全場平面布置及規模
1.2.1堯柏水泥廠(一廠)的平面布置
附:
圖1.1堯柏水泥廠(一廠)的平面布置
圖1.2堯柏水泥廠(一廠)的工藝流程簡圖
1.2.2堯柏水泥廠規模
堯柏水泥廠成立於1989年,當時有年產2萬噸的中空窯.其前身是罕井水泥廠,94-95年兼併了蒲城縣國辦水泥一廠、二廠.建了日產4萬噸的機立窯,建成一條日產2500噸的乾法水泥生產線.是陝西第一家能生產低鹼水泥,第二家生產低溫水泥.目前年產水泥125噸,總資產3.8億,職工1000多人.,堯柏集團通過了ISO9000產品質量和質量管理體系雙認證;初,國家質量監督檢驗檢疫總局給"堯柏"牌水泥頒發了"產品質量免檢證書",獲得國家水泥免檢稱號.
1.3全廠主機設備與存儲設備
表1.1全廠主機設備與存儲設備列表
生料磨
迴轉窯
水泥磨
煤磨
冷卻機
儲存設備
一廠
MLS3626立磨o-sepa高效選粉機
Φ4×60m五級鏇風預熱器(帶分解爐)
Φ4×13m2台
MPF1713
LBT32216
堆料場,配料站,均化庫,熟料庫,水泥庫
二廠
Φ1.83×7mΦ1.2×4.5m串聯o-sepa250選粉機
Φ2.7×42m五級鏇風預熱器
Φ2.2×7.5m"AAA"三倉磨
Φ1.7×2.5m球磨機
Φ2.8×28m
堆料場,配料站,均化庫,熟料庫,水泥庫
三廠
Φ2.2×6.5m
o-sepa500選粉機
Φ2.8/Φ2.5×40m四級鏇風預熱器
Φ2.2×6.5mΦ1.83×7m串聯
Φ1.7×2.5m球磨機
Φ2.5/Φ3.0/Φ2.5
堆料場,配料站,均化庫,熟料庫,水泥庫
(1)PC-2018反擊錘式破碎機
轉子尺寸:Φ2020×1802mm轉子轉速:300r/min
錘頭數量:36個電機電壓:10000v
進了粒度:≤1000mm電機功率:710kw
出料粒度:80%≤25mm生產能力:350～450t/h
(2)板式餵料機
型號: BZ180-9.8鏈板規格:1800×9800mm
鏈板速度:0.01～0.07m/s最大給料尺寸:1200mm
重量(不包括電機):6800kg電機功率:37kw
電機轉速:740r/min給料能力:65～650t/h,40～400m3/h
(3)MLS3626立式輥磨機
給料粒度:≤90mm生產能力:185t/h
調速型液力偶和器
型號:YOTG1000B額定功率:1400kw
額定輸入轉速:1000r/min轉差率:≤3%
調速範圍:(0.20-0.97)×輸入轉速
(4)LS型螺鏇輸送機
型號規格:LS500×6輸送能力:25m3/h
驅動裝置:N/25-30轉速:40Y.P.M
(5)鏈斗輸送機
型號:SCD630減速機型號:YNF-880
輸送能力:1kg/h設備總重:18000kg
電機功率:45kw
(6)O-Sepa選粉機
型號:N-總重:19183kg
風量:m3/min餵料量:400t/h
電機功率:132kw水泥生產能力:72～120t/h
(7)羅茨鼓風機
型號:WL41-40/0.50介質名稱:空氣
流量:40m3/min介質密度:1.2kg/m3
(8)水泥窯尾引風機
流量:145000m3/min壓力:10000Pa
功率:400KW工作溫度:250℃
工作轉速:148r/min
(9)調速型液力偶合器
型號:YOTO850B功率:750KW
轉速:1500r/min滑差:≤0.03
調速範圍:0.2～0.97n電
(10)陝西壓強設備廠調速機
型號:ZS125生產編號:48
速比:46輸入轉速:1000r/min
輪廓尺寸:211511551306
重量:2910kg
(11)離心通風機
型號:9-19-1100編號:02
流量:9047-1538m3/h轉速:1450r/min
全壓:7364-7236Pa
2原材料和燃料的種類及要求
2.1原材料的種類
製造矽酸鹽水泥的主要原料是:石灰石原料(主要提供氧化鈣)和粘土質原料(主要提供氧化矽和氧化鋁,還提供部分氧化鐵),我國粘土質原料及煤炭灰分一般含氧化鋁較高,含氧化鐵不足,需用鐵質校正原料,即採用石灰石原料,粘土質原料和鐵質校正原料進行配料.
2.2原材料及燃料的要求
2.2.1原材料的要求
表2.1原材料的要求
序號
控制
對象
項目
控制
指標
合格率
取樣點
檢測頻次
取樣方式
1
石灰石
CaO
≥48%
≥80%
配料站
1次/4h
瞬時
2
石灰石
CaO
MgO
全分析
≥48%
≤3%
≥80%
堆場
1次/7天
綜合
3
粘土
全分析
水分
≤15%
≥80%
堆場
1次/7天
綜合
4
鐵粉
全分析
水分
Fe2O3
≥10%
≥45%
≥80%
堆場
1次/7天
綜合
2.2.2燃料的要求
水泥工業所用的燃料為煙煤,其基本要求是:每千克煙煤的熱值在21000KJ以上,揮發分含量應為20～30%,灰分小於25%,細度在80um六孔篩上的篩餘量應小於10%.
表2.2燃料的要求
序號
控制
對象
項目
控制
指標
合格率
取樣點
檢測頻次
取樣方式
1
原煤
工業
分析
Ar≤25%
Vr≤25%
QDW≥23027Kj/Kg
≥80%
堆場
1次/20h
綜合
2
入窯
煤粉
水分
細度
≤1%
≤10%
≥90%
≥80%
煤粉
倉口
1次/8h
1次/2h
綜合
3生料製備
3.1礦山的開採方式及設施
3.1.1開採方式
礦山的開採方式主要有露天開採和洞采兩種,露天開採又分為斜坡開採和凹陷開採.技術要求最低開採標高(不低於最低基準面,能保證礦山自由排水);合適的剝采比(剝取廢石量與開採礦石重量之比,一般大於0.2～0.5);最低可采厚度;夾石剔除厚度;礦山開採最終邊坡角.
3.1.2礦山開採的工藝流程
礦山開採的工藝流程:採礦工作面的整平→布置爆孔→鑽孔→裝藥爆破→集礦→裝車
3.2原料的破碎,預均化和生料粉磨
從礦山開採的礦石用卡車運到水泥廠,由板式餵料機送入單段錘式破碎機,再用皮帶送到預均化堆場,採用橫堆豎取的方式取料,料經皮帶送到石灰石倉.再加上從鐵粉倉和粘土倉及粉煤灰倉經電子皮帶稱定量取料混合後送入生料磨(立磨).經立磨粉磨後粗細料被選粉機分離,粗料返回立磨繼續粉磨,細料送入兩個錐型倉暫時儲存.
3.3生料儲存,均化和輸送
由立磨出來的細粉經氣力輸送管道和皮帶提升機送到均化庫頂部,經四嘴下料機進入均化庫.均化庫既有均化的作用也有儲存生料的作用.
3.4水泥廠生料工段工藝流程圖
石灰石→板式餵料機→單段錘式破碎機→皮帶→堆料機→取料機→皮帶→配料站→立磨→o-sepa選粉機→氣力輸送管道和皮帶提升機→生料均化庫
附:圖3.1生料工段工藝流程圖(堯柏水泥一廠)
圖3.2生料工段工藝流程圖(堯柏水泥三廠)
3.5生料工段主要設備,設備工作原理
(1)板式餵料機
型號:BZ180-9.8鏈板規格:1800×9800mm
鏈板速度:0.01～0.07m/s最大給料尺寸:1200mm
重量(不包括電機):6800kg電機功率:37kw
電機轉速:740r/min給料能力:65-650t/h40-400m3/h
板式餵料機能承受較大的料壓和衝擊,適應大塊礦石的餵料,該機給料均衡運轉可靠,但設備較重,價格高.板式餵料機分輕型,中型和重型三種.立窯水泥廠石灰石破碎的餵料機一般選用中型的占多.
(2)PC-2018反擊錘式破碎機
轉子尺寸:Φ2020×1802mm轉子轉速:300r/min
錘頭數量:36個電機電壓:10000v
進了粒度:≤1000mm電機功率:710kw
出料粒度:80%≤25mm生產能力:350-450t/h
工作原理:物料進入錘破中受到高速迴轉的錘頭衝擊而被破碎,物料從錘頭處獲得動能以高速沖向打擊板而被第二次破碎,粒徑合格的物料通過蓖條排出,較大粒徑在蓖條上再經錘頭附加衝擊,研磨而被破碎,直至合格後通過蓖條排出.
(3)袋收塵——脈衝袋收塵器
是一種新型高效袋式收沉器,利用脈衝閥使壓縮空氣定時地對濾袋進行噴吹清灰,濾袋壽命長,收塵效率高.
工作原理:
含塵氣體由進風口進入箱體,氣體由濾袋外進入濾袋內,經文氏管進入上箱體,從出風口排出,粉塵能截留在濾袋外表面.為了保持收塵器的阻力在一定的範圍內(一般為1176～1470Pa)必須定期清灰.清灰時由脈衝控制儀按程式開啟控制閥使氣滄內的壓縮空氣由噴嘴管的孔眼高速噴出,每個孔眼對準一個濾袋中心,通過文氏管的誘導在高速氣體周圍引入相當於噴嘴空氣5—7倍的二次空氣衝進濾袋,使濾袋急劇膨脹,引起衝擊震動.同時產生由袋內向袋外的逆向氣流,是黏附在濾袋外表面的積灰被吹落.此時濾布空隙中的粉塵也被吹落,吹掃下來的積灰落入灰斗經排灰系統排出.
(4)堆料機和取料機
堆料機是:車式懸臂膠帶堆料機.(一側兩軌)
取料機是:橋式刮板取料機.(兩側兩軌)
(5)立磨MLS3626
給料粒度:≤90mm生產能力:185t/h
工作原理:
物料由三道鎖風閥門下料溜子進入磨內,堆積在磨盤中間.由於磨盤的鏇轉帶動磨輥轉動物料受離心力的作用想磨盤邊緣移動,並被齒入磨輥底部而粉磨.磨輥有液力系統增壓以滿足粉末需要.磨盤的轉速比較高,比相同直徑的球蘑機要快大約80%.物料不僅在輥下被壓碎,而且被推向外緣,越過擋料圈落入風環,被高速氣流入分離器,在迴轉風葉的作用下進行分選,粗粉重新返回磨盤再粉磨.合格的成品隨氣流帶出機外被收集作為產品,由於風環外氣流速度很高因此轉熱速率很快,小顆粒瞬時得到乾燥,大顆粒表面被烘乾,再折回重新粉碎過程中得到進一步乾燥.
(6)O～SEPA選粉機
型號:N-總重:19183kg
風量:m3/min餵料量:400t/h
電機功率:132kw水泥生產能力:72～120t/h
工作原理:
待選物料由上部的兩個餵料管餵入選粉機,通過撒料盤緩衝板充分分散,落如選粉區,選粉氣流大部分來自磨機,通過切向一次風進口.來自收塵設備的收塵風通過二次風進口進入,經導向葉片水平進入選粉區.在選粉機內由垂直葉片和水平葉片組成籠式轉子,迴轉時使內外壓差在整個高度內上下保持一定,從而使氣流穩定均勻,為精確選粉創造了條件,物料自上而下為每個顆粒提供了多次重複分選的機會,而且每次分選都在精確的離心力和水平風力的平衡條件下進行.細粉從外向內克服了邊壁效應的不利影響.
(7)電收塵
工作原理:
電收塵利用高壓靜電場的作用,使通過的含塵氣體中的塵粒荷電,在電場的作用下,使塵粒沉積於電極上,將塵粒從氣體中分離出來.電收塵器具有運行可靠,維護簡單,電耗低,除塵效率高等優點,在合適條件下使用,其除塵效率可達99%以上.
(8)CP均化庫
工作原理:
該庫直徑較大,生料先送至頂生料分配器,再經放射狀布置的空氣輸送斜槽入庫,庫頂還設有收塵器,倉滿指示器等裝置,在大庫的下部中心建有一圈錐型混合室,當輪流向大庫的環型庫底沖氣時生料呈流態化並經混合室周圍的8—12個進料孔流入混合庫中,同時大庫內的生料呈鏇渦狀踏落,在生料下移的過程中產生重力混合,進入混合庫的生料則按扁型四分區進行激烈的空氣攪拌,即進行氣力均化.混合室的另一作用是靠室內所存一定數量成分均勻的生料起緩衝作用,使進入混合室時略有成分波動的生料縮小其波動.
(9)氣力輸送斜槽
以高壓離心通風機為動力源,使密閉輸送斜槽中的粉狀物料保持流態化向斜槽的一端緩慢流動,這種斜槽的主體部分無主動部件,結構簡單,輸送能力大,易改變輸送方向.
3.6保證生料質量的幾個控制環節
3.6.1生料粉磨系統的調節控制
為實現最優控制,使粉磨作業經常處於良好狀態,在烘乾粉磨系統生產中,越來越廣泛的採用電子計算機和自動化儀表,實行生產過程的自動調節控制.生料粉磨系統是水泥廠生產中實行自動化最為成功,並且得到普遍套用的一個工序.自動控制主要有以下五個方面的主要內容:①調節入磨原料配比,保證磨機產品達到規定的化學成分;②調節餵入磨物料總量,使粉磨過程經常處於最佳的穩定狀態,提高粉磨效率;③調節磨機系統溫度,保證良好的烘乾及粉磨作業條件,並使產品達到規定的水分;④調節磨機系統壓力,保證磨機系統的正常通風,滿足烘乾及粉磨作業需要;⑤控制磨機系統的開車餵料程式,實行磨機系統生產全過程的自動控制.
3.6.2原料配料控制
採用電子稱-X螢光分析儀-電子計算機自動調節生料磨系統的餵料配比,是20世紀60年代取得的成果.40多年來,國外許多現代化水泥廠幾乎全部實現了原料配比的自動控制.這個自動控制系統的套用成功,主要在於對生料化學成分可以進行線上快速分析和建立了一套數學模型及控制算法.
控制系統的目標是調節入磨原料配比,保證規定的生料化學成分.控制系統分為兩段,首先對待用的各種物料進行取樣和分析,再由東西得到的化學成分計算出各種原料的要求配比.計算公式是線形的,很容易由計算機計算出.在某些情況下即使不可能取得最理想的配比,也可以求出近乎理想的配比.
計算機取得的各種原料的成放是取樣值的平均數.原料成分的波動會導致生料成分的波動.近年來,很多工廠採用了自動取樣裝置及X螢光分析儀,-射線儀分析生料成分,將測定的結果輸入計算機,以便及時得到各種原料配比,並調整其流量.
樣品的抽取一般有兩種方式,即磨入口取樣和磨出口取樣.前一種取樣方式雖然可以縮短控制的滯後時間,但由於進入磨機前的物料均勻性差,故一般採用後一種取樣方式.
採用電子計算機進行配料計算和控制的指導思想及基本原則如下:
(1)對取樣器採集的樣品,一般是間隔測量分析,同時考慮到原料在餵料機上的輸送時間,在磨機內的粉磨時間以及制樣,分析所需的時間,故計算一次配料的時間周期大約為30-60min.生料配料控制程式也是按此時間定期啟動.
(2)配料計算中所用的生料目標率值,一般是套用熟料的率值,以便考慮煤灰摻入的影響.
(3)採用修正控制加積分控制的方法.對原料成分數據之所以進行修正計算,是由於給定的原料成分是某一段時間的平均值,而實際上從礦山開採的原料資源在質量上是有所波動的,雖經過預均化,入磨原料的成分仍然時刻波動,故原料成分的實際值與給定值之間有偏離.對於產生偏差的主要原因進行理論分析,可有兩種考慮方法:一是假定偏差是由於原料中所含比例最大的那種氧化物的波動引起的,例如,石灰石中的CaO,砂岩中的SiO2,頁岩中的Al2O3和鐵粉中的Fe2O3等,即修正的要素是選用這些原料中含量最多的氧化物;另一種假設是認為生料成分的波動是由於幾種原料中配合比例最大的那種原料化學成分波動,或者是由化學成分波動最大的那種原料的化學成分波動而引起的.這樣,在四種原料配料中假定三種原料化學成分沒有變,或假定四種原料中的三種含量較小的氧化物的成分未變,就可以根據兩次取樣間的原料配比及出磨生料中四種氧化物的含量計算下一周期所需的原料新配比(當然計算中也要考慮煤灰的影響).
(4)對原料成分進行修正計算後實際上每一次生料值率的瞬間值與目標值仍會產生微小的偏差.為消除這些偏差,在每次新配比計算中都要考慮前幾個周期進入均化庫的生料率值,以便消除或減小累計偏差,使在均化庫中的這幾個周期的生料的平均成分值與設定的目標值趨於一致.
3.6.3磨機系統壓力控制
磨機系統壓力控制的目的,是為了檢測各部通風情況,及時調節,滿足烘乾及粉磨作業要求.磨機出,入口負壓差,表征磨內通風的阻力大小,壓差增大表示磨內可能負荷過大或隔倉板篦縫可能發生堵塞;其他任何兩點之間的壓差有較大變動,都表明兩點間阻力的變.一般在生產情況基本正常,壓差變動不大時,可適當調節排風機的風門;壓差變動過大時,則需及時檢查設備狀況,及時消除故障.
3.6.4磨機開車餵料程式控制
對磨機啟動時的餵料程式控制的目的,是為了避免磨機啟動時,由於外了餵料不當時發生磨滿堵塞.該程式控制可以保證對磨機的餵料量進行均勻地,按一定程式的逐步加大,實現最優操作.控制辦法是在磨機啟動後,檢測出它的負荷值,用計算機按一定數學模型運算處理,向餵料調節器送出餵料量的目標值,使之逐步增大餵料量,直至磨機進入正常負荷狀態為止.
3.6.5輥式磨的自動調節控制系統
輥式磨自動控制系統的設定基本與上述方法相同,由於磨機結構與烘乾兼粉磨的鋼球蘑機不同,故自動控制系統亦有區別,一般裝設五個自動調節迴路.
3.6.6磨機系統溫度控制
磨機系統溫度控制的目的,是為了保持良好的烘乾及粉磨作業,保證成品水分達到規定要求.烘乾粉磨系統的溫度控制,大多採用單迴路自動調節系統.對磨機成品水分的控制可有兩種方法:一是根據原料及成品水分,通過調節系統排風機風門,改變入磨熱風量,控制烘乾作業;另一種是通過改變熱風入口管道上的冷風門,調節入磨熱風溫度,控制烘乾作業.兩種方法相比,後一種方法有利於保持磨機系統的生產穩定.在帶有預烘乾設備的烘乾粉磨系統及利用選粉機等設備同時進行原料烘乾時,亦需通過調節各種設備系統的排風機風門或冷風摻入量的辦法,調節熱風進入量或改變熱風溫度,以控制這些設備的出口氣溫,達到控制烘乾過程的目的.
4熟料的煅燒
4.1生料的預熱和預分解系統
堯柏水泥一廠的預熱與分解系統為五級鏇風預熱器和分解爐,從窯頭來的三次風入分解爐,分解爐上有兩個噴煤管來完成煤粉的供給.相關參數如下
分解爐的尺寸為:Φ5.1×30m
五級預熱器的尺寸分別為:
C12—Φ4600mm;C21—Φ6500mm;C31—Φ6800mm;C41—Φ6800mm;C51—Φ6800mm.
堯柏水泥三廠的預分解系統為四級鏇風帶分解爐.物料從預熱器的頂端加入,從一級鏇風筒依次向下再經過分解爐最後入迴轉窯;從窯頭來的高溫氣體先入分解爐,然後依次向上最後進入增濕塔,一句話概括就是料往下走,氣往上流.
預分解系統不但合理利用了來自於窯頭的廢氣,節約了能源,而且使物料預先進行了預熱和分解,從而為物料的煅燒提供了前提,提高了熟料的質量和生產效率.
4.2煅燒設備
在預分解窯系統中,迴轉窯具有燃燒燃料功能,熱交換功能,化學反應功能,物料輸送功能,降解利用廢氣物五大功能.迴轉窯中分為乾燥帶,預熱帶,分解帶,固相反應帶,燒成帶和冷卻帶,在堯柏水泥廠主要是採用ф4.0×60m的迴轉窯,其放置的傾斜度為4%,傳動裝置採用的是直流電機單傳動,窯體轉速為0.41～0.42r/min.
在迴轉窯的斜度和轉速不變的情況下,物料在窯內各帶的化學變化和物理狀態不同,使得物料以不同的速度通過窯的各帶.在燒成帶矽酸二鈣吸收氧化鈣形成矽酸三鈣微吸熱,只是在熟料形成過程中生成液相時需極少量的熔融淨熱,在分解窯內,碳酸鈣分解需要吸收大量的熱量.
4.3熟料冷卻
水泥熟料出窯溫度大約為1100～1300攝氏度,充分回收熟料帶走的熱量以預熱二次要氣,對提高燃燒速度和燃料溫度以及窯和冷卻機的熱效率,都有主要意義,冷卻熟料對於改善熟料的質量和易磨性有良好的效果,冷卻良好的熟料可保證設備的安全運轉.
熟料冷卻主要有三種類型:一是:筒式(包括單筒和多筒);二是:篦式(包括震動,迴轉推動篦式);三是:其他形式(包括立式及"g"式)
堯柏水泥廠,一廠使用的是篦冷機,通過風機進行冷卻.三廠使用的是單筒冷卻機,單筒冷卻機與窯相似,不同的是筒內裝有揚料板用以加速熟料冷卻.
4.4燒成工段工藝流程
附:圖4.1燒成工段工藝流程(堯柏水泥一廠)
圖4.2燒成工段工藝流程(堯柏水泥三廠)
4.5燒成工段主要設備及其工作原理
(1)鏇風預熱器
鏇風預熱器由上下排列的五級鏇風筒組成,為了提高收塵效率最上一級鏇風筒通常為雙級鏇風筒之間由氣體管通連線;每個鏇風筒和相連的管道形成預熱器的一個級.通常預熱器由上向下順序編號為Ⅰ至Ⅳ(或Ⅴ,Ⅵ)鏇風筒的卸料口用生料管道與下一級的氣體管道連線.生料首先餵入I級鏇風筒的入口的上升管道內,熟料在管道內進行充分熱交換,然後由I級鏇風筒把氣體和生料顆粒分離,收下的生料經卸料管進入Ⅱ級鏇風筒的上升管道內進行第二次熱交換,再經Ⅱ級鏇風筒分離,如此,依次經Ⅴ級鏇風預熱器進入迴轉窯內進行煅燒,而預熱器排出的廢氣經增濕塔,電收塵器由排風機進入大氣.窯尾排出的1100℃煙氣經預熱器熱交換後溫度降至330℃左右,50℃左右的生料經多級預熱器預熱到750～820℃進入迴轉窯,熟料熱耗均為750/kg熟料左右.
(2)預熱預分解系統:(原理)懸浮預熱技術是指低溫粉體物料均勻分散在高溫氣流之中,在懸浮狀態下進行熱交換,使物料得到迅速加熱升溫的技術.其優越性在於使物料懸浮在熱氣流中,與氣流的接觸面積大幅度增加,傳熱速度極快,效率極高.同時,生料粉與燃料在懸浮下均勻混合,燃料燃燒熱及時傳給物料,使之迅速分解.而預分解(或窯外分解)技術是指將已經過懸浮預熱後的水泥生料,在達到分解溫度前,進入到分解爐內與進入到爐內的燃料混合,在懸浮狀態下迅速吸收燃料燃燒熱,使生料中的碳酸鈣迅速分解成氧化鈣的技術.
這樣不僅減少了窯內燃燒帶的熱負荷,並且入窯生料的碳酸鈣分解率達到了95%左右,從而大幅度提高了窯系統的生產效率.
(3)懸浮預熱預分解窯:其的特點是在長度較短的迴轉窯後裝設了懸浮預熱器和分解爐,使原來在窯內以堆積狀態進行的物料預熱及碳酸鈣分解過程,移到懸浮預熱器和分解爐內以懸浮狀態下進行,不僅可以減輕窯內煅燒帶的熱負荷,有利於縮小窯的規格及生產大型化,並且可以節約單位建設投資,延長襯料壽命,減少大氣污染.
(4)五級鏇風預熱器:主要是鏇風筒和各級鏇風筒之間的聯接管道,(亦稱換熱管道)鏇風筒的主要任務在於氣固分離,聯結管道主要起的是換熱作用.
鏇風筒:採用大直徑四圓心漸擴蝸殼結構,鏇風筒阻力低,下部偏錐結構,下料管粗(C1φ710mm),能有效防堵;合理的鏇風筒整體高度;有效防止物料因二次飛揚而導致的分離效率下降.
內筒:內筒插入深度低,內徑大,C1--C2級筒設定整流器,阻力明顯下降,C3--C5級筒採用掛片,方便安裝和更換,內筒材質為耐熱鋼,使用壽命較長.
NC型2500t/d鏇風筒規格:C1:C2—Ф4600mm,出口氣壓約-6100Pa左右,筒內溫度約330攝氏度左右.C2:C1—Ф6500mm,筒內氣壓約-4400Pa左右溫度約510℃左右.C3:C1—Ф6800mm,筒內氣壓約-3600Pa左右,筒內溫度約660℃左右.C4:C1—Ф6800mm,筒內氣壓約-2500Pa左右,筒內溫度約800℃左右.C5:C1—Ф6800mm,筒內氣壓約-Pa左右,筒內溫度約780℃左右.
導流板:導流板的作用是防止進氣口氣流與筒內鏇轉氣流碰撞,降低進口湍流阻力.本系統投料175t/h時,系統阻力僅4200Pa.
翻板閥:下料管翻板閥位於上一級鏇風筒下料管與下一級鏇風筒上升管道之間,要求保持下料流暢的同時,封閉物料不能填充下料管.南京院設計的下料管桿輕錘小,材質為耐熱鋼,實用小巧.
撒料箱:它會影響氣固換熱的效率,本系統採用的擴散式撒料箱為凸弧多孔分布板結構,這種撒料箱強化了物料在氣流中的分散性,提高了氣固換熱的效率,降低了物料短路的可能.
(5)分解爐:採用線上鏇噴結合式管道分解爐.以噴騰分解爐為基礎,"渦鏇"結合.分解爐直接與窯尾煙室相接,避免了結皮和堵塞,三次風單側切向進入,布局簡單.分解爐出口在本體頂部縮徑,氣流獲得二次加速,有效地加強了後期的混合,煤粉經過噴嘴從三次風連線埠切向向下傾斜,儘管爐用煤管為單通道,但也能確保預燃充分.生料經C4級筒收集由爐側加入,受三次風的擾動,改善了其分布狀態,減少了塌料的危險.操作中由於受配料的影響,生料易燒性差,將爐出口溫度控制在910℃左右,C5級筒下料管890℃,從而保持一切正常.
4.6生料在各個反應帶的物理和化學變化
生料在煅燒過程中,經歷乾燥,預熱,分解,燒成,冷卻階段,發生了一系列物理化學變化;100～200℃左右,生料被加熱,水分被蒸發而乾燥;300～500℃左右,生料被預熱;500～800℃左右,粘土質礦物中的高嶺石脫水分解為無定形的SiO2,Al2O3等,有機物燃盡;800～1300℃左右,碳酸鈣分解為CaO,並開始與粘土分解出的SiO2,Al2O3,Fe2O3發生固相反應.隨著溫度的繼續升高,固相反應加速進行,並逐步形成矽酸二鈣2CaO·SiO2,鋁酸三鈣及鐵鋁酸四鈣.當溫度達到1300℃時固相反應完成,物種僅剩一部分CaO未與其它氧化物化合.當溫度從1300℃升到1450℃再降到1300℃,即燒成階段.這時3CaO Al2O3及4CaO Al2O3 Fe2O3燒制部分熔融狀態,液相出現,將所剩CaO和2CaO SiO2溶解,2CaO SiO2在液相中吸收CaO形成矽酸鹽水泥的最重要礦物矽酸三鈣3Ca SiO2.這一過程是煅燒水泥的關鍵,必須達到足夠的溫度並停留適當長的時間,使充分形成3CaO SiO2.
4.6.1理論熱耗
A.每公斤熟料所需原料:碳酸鈣約1.22Kg,粘土約0.20Kg,SiO2,0.10Kg,Fe2O3,0.03Kg,合計:約1.55Kg.
B.每公斤熟料所需的熱量(KCa):
(1)將粘土從20℃加熱到430℃過程中
碳酸鈣:1.22×0.248×430=130.1KCa,粘土:0.20×0.248×430=21.3KCa,
二氧化矽:0.10×0.239×430=10.3KCa,Fe2O3:0.30×0.190×430=2.5KCa.
(2)粘土脫水0.20×223=44.6KCa.
(3)從450℃加熱至900℃過程中
碳酸鈣:1.22(0.266×900-0.248×430)=156KCa;粘土:0.17(0.258×900-0.238×430)KCa;二氧化矽:0.10(0.263×900-0.19×430)KCa;
Fe2O3:0.03(0.218×900-0.19×430)-3.3KCa;
總計:193.5KCa
(4)CaCO3加熱分解成氧化鈣和二氧化碳:1.22×396=483KCa.
(5)將物料從900℃加熱到1400℃
氧化鈣:77.5KCa;粘土:24.8KCa;二氧化矽:14.1KCa;氧化鐵:4.1KCa.合計:120.5KCa.
(6)按熟料和矽酸三鈣比熱的差值來酸洗熱量:
1×1450(0.265-0.247)=26.1KCa
總計:1032KCa/Kg熟料
C.可回收的熱量(KCa/Kg)
(1)熟料在1400℃形成的放熱效應103.0KCa;
(2)熟料從1400℃冷卻至20℃1380X0.261=360.2KCa;
(3)放出的二氧化碳從900℃冷卻至20℃0.537X880X0.257=124.2KCa;
(4)水蒸氣冷卻熱(450℃～100℃)0.03(3.50X0.375)=4.0KCa;
(5)水蒸氣冷凝0.03X539=16KCa,水從100℃冷卻至20℃0.03X80=2.4KCa.
總計:609.8KCa約為610KCa.
所以熟料形成熱為:1032-610=422KCa/Kg熟料.
4.6.2迴轉窯系統個反應帶內物料的物理化學反應進程
窯系統的在不同溫度場的各個反應帶內生料的物理,化學反應過程如下.但是由於溫度及反應速率的不同,其中許多反應帶在邊緣地區有相當一部分是交叉的.
1,乾燥帶
承擔生料中水分的蒸發任務.反應溫度100℃,實際上物料的溫度在大約20～50℃進入窯系統,超過露點溫度後,大約在75～150℃水分蒸發,反應吸熱約2675KJ/Kg,反應式:H2O→H2O↑.
2,預熱帶
承擔粘土質等原料中化學水的分解脫水任務.反應溫度450℃,反應熱很小.反應式:
Al2O3 2SiO2 H2O→Al2O3+2SiO2+H2O↑.
3,碳酸鹽分解帶
主要承擔碳酸鎂及碳酸鈣的分解任務.耗熱量:碳酸鎂為815KJ/Kg MgCO3.碳酸鈣為:1656KJ/Kg CaCO3.由於生料中碳酸鈣的含量多,故本帶熱量是很大的.同時,在分解帶中還伴有CA,CF,C2F,C5A3等過渡礦物形成(一般在濕法及傳統乾法窯內形成較多,而在懸浮預熱和預分解系統內形成較少).反應溫度及反應式:
MgCO3→MgO+CO2↑(600～700℃)
CaCO3→CaO+CO2↑(650～900℃)
CaO+Al2O3→CaO Al2O3(800℃)
CaO+Fe2O3→CaO Fe2O3(800℃)
CaO+CaO Fe2O3→2CaO Fe2O3(800℃)
3(CaO Fe2O3)+2CaO→5CaO 3Al2O3(900～950℃)
4,放熱反應帶(或稱過渡帶)
主要承擔固相反應任務,為放熱反應.放熱量:C2S形成放熱602KJ/Kg C2S,C4AF形成放熱38KJ/Kg C4AF,C3A形成放熱109KJ/Kg C3A(20℃時值).本帶上部為熾熱火焰,下部物料反應放熱,故物料升溫很快.反應溫度及反應式如下:
2CaO+SiO2→2CaO SiO2(1000℃)
3(2CaO Fe2O3)+5CaO 3Al2O3+CaO→3(4CaO Al2O3 Fe2O3)(1200～1300℃)
5CaO 3Al2O3+4CaO→3(3CaO Al2O3)(1200～1300℃)
5,燒成帶
主要承擔燃料中的主要礦物C3S的形成,fCaO的吸收,完成燃料的最後燒成任務.在本帶中的有1280℃開始出現液相,直到1450℃C3S大量形成,fCaO最後基本吸收,完成燃料的最後燒結過程,離開火焰高溫區逐漸降溫到1300℃左右進入冷卻帶.在該帶1350℃～1450℃時液相量可達20%～30%,Al2O3,Fe2O3及其他組分進入液相.C3S形成為放熱反應,放熱量為447KJ/Kg C3S.反應溫度及反應式如下:
2CaO SiO2+CaO→3CaO SiO2(1280～1450℃)
6,冷卻帶
主要任務有三項,一是使熟料中的C3A,C4AF極少量C5A3重新結晶;二是使部分液相形成玻璃體;三是回收熟料中的熱焓加熱燃燒用空氣.本帶反應溫度為1350℃～1200℃以下.由於新型篦冷機的出現,在預分解窯系統中,孰料的主要冷卻任務已移到冷卻機內進行.
4.7熟料的主要質量指標
表4.1熟料的主要質量指標
項目
控制指標
合格率
檢測次數
升重
1375±75
≥85%
1次/小時
f-CaO
<1.5%
≥85%
1次/2小時
化學成分
三率值
≥80%
1次/8小時
物理性能
三率值
≥85%
1次/24小時
5水泥的製成
5.1熟料破碎
立窯熟料一般都有疏鬆多孔性脆的特點.出窯時經過卸料機械的擠壓破碎粒度較均齊.最大料快不大於100～150mm,為滿足輸送,均和粉磨工序對熟料粒度的要求.在熟料進庫前一般需要將其細度碎至30mm以下,常選用生產能力大於立窯台時產量的顎式,立軸錘式或衝擊式破碎機進行破碎,其中以採用細碎顎式破碎機效果較好.它可以連續可靠地將熟料破碎至20mm以下,揚塵少,而且檢修維修工作量不大.
5.2水泥粉磨
5.2.1水泥粉磨的功能和意義.
水泥粉磨是水泥製造的最後工序,也是耗電最多的工序.其主要功能在於將水泥熟料(及膠凝劑,性能調節材料等)粉磨至適宜的粒度(以細度,比表面積等表示),形成一定的顆粒級配,增大其水化面積,加速水化速度,滿足水泥漿體凝結,硬化要求.
5.2.2影響粉磨作業動力消耗和生產能力的因素:
(1)物料的性質.
(2)被粉磨物料的粒度與產品的細度.
(3)粉磨作業系統與設備性能.
5.2.3水泥磨系統的開路與閉路系統.
開路系統:在粉磨過程中當物料一次通過磨機後即為產品時稱為開路系統.閉路系統:當物料出磨後經過分級設備分出產品返回磨機內再磨稱為閉路系統.由於閉路粉磨有利於水泥質量,且技術經濟效果較好,因此閉路粉磨的鋼球式磨機水泥粉磨系統中套用比較廣泛.
5.3水泥包裝
水泥出廠有袋裝和散裝兩種發運方式.進料必須先經過迴轉篩將混入泥中的鐵件雜物篩除,防止堵塞,保證包裝機的正常運轉.包裝機和迴轉篩之間設定包裝小倉以穩定物料流量,不作貯存用.包裝好的袋水泥一般直接落入設於包裝機下的平型膠帶輸送機送至成品庫.
5.4製成工段工藝流程
附:圖5.1製成工段工藝流程圖(堯柏水泥一廠)
圖5.2製成工段工藝流程圖(堯柏水泥三廠)
5.5製成工段主要設備其工作原理
5.5.1球磨機
工作原理:磨機內裝有鋼球鋼段,當筒體鏇轉時,由於摩擦力,推力和離心力的作用,磨介隨筒體往上運動,運動一段距離然後下落.磨介運動的狀態視磨機的直徑,轉速,襯板形狀,磨介充填率等因素,可以呈瀉落式或拋落式下落,或呈離心狀態隨筒體一起迴轉.
5.5.2袋式收塵器
包裝車間的塵源主要是包裝機在生產中更換紙袋時由包嘴子噴出水泥揚起的灰塵,以及水泥袋運送過程中落包式或破包時的飛塵.包裝收塵通常設定一台袋式收塵器進行多點塵.
袋式收塵器的工作原理:
把頂部封閉的圓筒形濾袋3朝上並排懸吊在過濾室2內,含塵氣體從下面送進濾袋內.氣體穿過濾袋經排風口排出.塵粒被濾袋截留,積集在濾袋內壁上形成塵粒層.為了使濾袋保持通暢,在適當的間隔時間內進行清理一次.通過清灰機構1使積聚在濾袋內表面上的塵粒振落到灰倉4後排出.過濾和清灰依次交替進行.
5.5.3 O-sepA高效選粉機
型號:N-200
電機:P=132KW
風量:m3/min
餵料:400t/h
水泥生產能力:72-120t/h
工作原理:空氣從兩個入口沿水平切線方向進入由轉子和定子所組成的分級室,選粉機餵料從頂部兩個方面進入定子內部,被水平進入的氣流強烈衝散並進入迴旋氣流中,以保證在較高的固氣比濃度下使物料分散.分級氣流來自磨尾和提升機的含塵氣體,沿切線進入一個可調的均勻渦流場,物料的分離是通過迴旋氣流的離心作用完成的,並隨氣流調節風葉的作用再次分離.粗粉在向集料斗落下的過程中,被進入選粉機流動的三次風"清洗",使粗粉中夾帶的細粉再次分離出來.細粉通過管道從頂部隨氣流逸出經鏇風筒收集下來作為成品,粗粉從底部排出,並重新入磨.產品細度可通過調節氣流的迴轉轉子速度進行調節.
5.6出廠水泥的主要質量指標
1、不溶物:PI中不溶物不得超過0.75%,PII中不得超過1.5%.
2、氧化鎂:水泥中氧化鎂的含量不得超過5.0%,如果水泥經壓蒸安定性試驗合格,則水泥中氧化鎂含量允許放寬到6.0%.
3、三氧化硫:水泥中三氧化硫的含量不得超過3.5%.
4、燒失量:PI的燒失量不得大於3.0%,PII不得大於3.5%,PO不得大於5.0%.
5、細度:矽酸鹽水泥比表面積大於300mHkg,葡萄水泥80nm方孔篩篩條不得超過10.0%.
6、凝結時間:矽酸鹽水泥初凝不得早於45min,終凝不得遲於6h,普通水泥初凝不得早於45min,終凝不得遲於10h.
7、安定性:用沸煮法校驗必須合格.
8、鹼:水泥中鹼的含量按Na2O+0.658K2O計算值來表示.若使用活性集料(滑料),用戶要求提供低鹼水泥時,水泥中鹼含量不大於0.60%,或由供需雙方商定.
9、標號及強度:矽酸鹽水泥分425R,525,525R,625,625R,725R六個標號,普通水泥分325,425,425R,525,525R,625,625R七個標號,R表示早強化.
10、檢測及取樣:
序 號
控制
對象
項目
控制指標
合格率
取樣點
檢測
頻次
取樣
方式
1
出磨
水泥
SO3
比表
面積
MgO
Loss
物理
性能
2.4±0.3%
340±10m2/Kg
≤5.0%
≤5.0%
無
≥85%
磨尾
1次/2h
1次/4h
瞬時
100%
1次/24h
綜合
2
包裝
袋重
標誌
單包淨含量≥49Kg
20袋總重≥1000Kg
100%
成品庫
1次/編號
隨機
清晰,齊全
3
袋裝出廠水泥
細度
SO3
MgO
Loss
袋重
≤3.0%
≤3.5%
≤5.0%
P.O≤5.0%
100%
袋裝庫
1次/編號
隨機
單包淨含量≥49Kg
20袋總重≥1000Kg
4
散裝出廠水泥
細度
SO3
MgO
Loss
≤3.0%
≤3.5%
≤5.0%
P.O≤5.0%
100%
散裝庫下料口
1次/編號
隨機
表5.1 32.5低熱礦渣矽酸鹽水泥技術指標
指標名稱
GB13693-92
燒失量
≤3.0%
MgO
≤5.0%
要求低鹼時
≤1.0%
SO3
≤3.5%
比表面積
≥250m2/kg
凝結時間
初凝
不得早於60min
終凝
不得遲於12h
安定性(沸煮法)
合格
抗壓強度(抗折強度)MPa
3d
/
7d
≥12.0(3.0)
28d
≥32.5(5.5)
水化熱kJ/kg
3d
197
7d
230
表5.2 32.5R普通矽酸鹽水泥技術指標
指標名稱
GB175-1999
MgO
≤5%
SO3
≤3.5%
燒失量
≤5%
鹼含量
/
細度
≤10.0%
凝結時間
初凝
不得早於45min
終凝
不得遲於10h
安定性(沸煮法)
合格
抗壓強度(抗折強度)MPa
3d
16(3.5)
28d
32.5(5.5)
表5.3 42.5低熱矽酸鹽水泥技術指標
指標名稱
GB13693-92
燒失量
≤3.0%
MgO
≤5.0%
要求低鹼時
≤0.6%
SO3
≤3.5%
比表面積
≥250m2/kg
凝結時間
初凝
不得早於60min
終凝
不得遲於12h
安定性(沸煮法)
合格
抗壓強度(抗折強度)MPa
3d
/
7d
≥13.0(3.5)
28d
≥42.5(6.5)
水化熱kj/kg
3d
230
7d
260
表5.4 42.5中熱矽酸鹽水泥技術指標
指標名稱
GB13693-92
燒失量
≤3.0%
MgO
≤5.0%
要求低鹼時
≤0.6%
SO3
≤3.5%
比表面積
≥250m2/kg
凝結時間
初凝
不得早於60min
終凝
不得遲於12h
安定性(沸煮法)
合格
抗壓強度(抗折強度)MPa
3d
≥12.0(3.0)
7d
≥22.0(4.5)
28d
≥42.5(6.5)
水化熱kj/kg
3d
251
7d
293
表5.5 42.5R普通矽酸鹽水泥技術指標
指標名稱
GB175-1999
MgO
≤5%
SO3
≤3.5%
燒失量
≤5%
鹼含量
/
細度
≤10.0%
凝結時間
初凝
不得早於45min
終凝
不得遲於10h
安定性(沸煮法)
合格
抗壓強度(抗折強度)MPa
3d
21(4.0)
28d
42.5(6.5)
6水泥性能檢測
6.1水泥製成工程檢測項目
(1)凝結時間
在水化的誘導期,會泥漿的可塑性基本不變,然後逐漸失去流動能力,開始凝結,到達"初凝";接著進入凝結階段,繼續變硬,帶完全失去可塑性,有一定結構強度,即為"終凝",初凝時間大於四十五分鐘;終凝時間小於等於十個小時.
所用儀器為:凝結時間測定儀(維卡儀).
(2)強度
水泥強度是評比水泥質量的重要指標,我國的國家標準規定:將水泥與標準砂以1:2.5的比例配成砂漿,按嚴格規定程式進行測試.水泥的強度一般是指水泥試件單位面積上所能承受的外力,它是水泥的最重要性.水泥是當代混凝土的主要膠結材料,水泥強度是水泥膠結能力的體現,是混凝土的強度的根本來源,因此水泥強度的測定和套用具有極為重要的實際意義.
強度標準檢驗方法,都包含有以下內容:
a.標準砂顆粒度0.25mm--0.65mm其中:<0.25mm的0.65mm的<3%;SiO含量≥96%;燒適量≤0.4%;含泥量≤0.2%.
b.水泥膠砂組成:GB177-77標準膠砂的平均流動度約為135mm,在規定的固定水灰比下絕大部分水泥在130---140mm範圍內.
c.試體尺寸和形狀:HGB177-77開始,我國通用40×40×160mm小梁試件,試驗時先折斷,然後將二截分別受壓來測扛折抗壓強度.抗折跨度為10±0.1mm,支持和加荷圓柱直徑為10±0.1mm.抗壓的受壓面積為40×62.5mm,長度由抗壓夾具來控制,試件高度比50%
濕氣養護箱:溫度:±3℃相對溫度:>90%
羊湖水:溫度:±2℃水質一般用飲用自來水
(3)安定性—試餅法
步驟:a.一個樣品需準備兩塊約100×100的玻璃板,每個試樣成行兩塊試餅.
b.在玻璃板上稍稍塗一層油.
c.稱取500克水泥以標準稠度用水量加水拌製成標準稠度淨漿.
d.將制好的淨漿取出一部分分成兩等份,使之稱球形,放在預先準備好的玻璃板上,並輕輕振動玻璃板,並用濕布擦過的小刀由邊沿向中間抹動,做成直徑70—80毫米,中心厚度約為10毫米,表面光滑的試樣,編號後將試餅放入濕氣養護箱,養護24±2h.士兵的形狀應呈球體的切片狀而不應為畸形.
e.養護一天后,取出試餅,脫去玻璃板,檢查試餅是否完整,在試餅無缺陷的情況下將試餅放入已調好水位的沸煮箱中,然後在30±5min內加熱直恆沸3h±5min.沸煮結束後,放掉箱中熱水,打開箱蓋,待箱體冷直室溫取出試餅.
d.①目測未發現裂縫,用直尺檢查也沒發現彎曲的試餅為安定性合格,反之為不合格.②當兩塊試餅判別結果有矛盾時則判斷該水泥安定性不合格.
(4)游離CaO
步驟:a.稱0.5克水泥式樣放入錐形瓶(150ml).
b.加入15無水乾油酒精.
c.放在帶有石棉網的鐵架台上.
d.加熱煮沸保持微沸狀態15分鐘,取出冷卻立即用苯甲酸無水乙醇溶液滴直紅色消失.
e.在加熱直微沸狀態10分鐘,取下滴定直紅色消失,如此反覆滴定直紅色不再出現.
(5)水泥細度
細度也成為分散度,是指物料顆粒粗細的程度.水泥細度通常有三種表示方法:篩余,比表面積,顆粒級配.堯柏水泥廠採用比表面積法.
(6)水泥水化熱
水泥水化時發生溫度變化的主要來源是由於幾種無水化合物組分的熔解熱和幾種水化物在溶解中的沉澱熱,這些熱值的代數和就是水泥在任何時期下的水化熱.
6.2檢測儀器
(1)一廠所用的檢測儀器主要有:
a) 淨漿攪拌機SJ--160型
b) 標準恆溫養護箱GB/T17671--1999型號溫度20±1℃
c) 沸煮箱
d) 水泥細度負壓篩析儀FSY—150D型
e) 紅外線乾燥器
f) 自動比表面積測定儀正的SIB--J
g) JJ--5水泥膠砂攪拌機
h) 水泥水化熱測定儀SHR--650Ⅱ型
i) 水泥自動抗折試驗機KIJ5000--Ⅰ型
j) 水泥自動抗壓試驗機HY—200型
k) 螢光分析儀
(2)三廠所用的檢測儀器主要有:
(1)DBT-127型勃氏透氣比表面積儀,無錫建築儀器廠
(2)HBY-40B型水泥恆溫恆濕標準養護箱
(3)SJ-160水泥淨攪拌機
(4)KZJ5000-1型水泥電動抗折實驗機,最大負荷:5000N,示指相對誤差<1%,山東榮城市石島儀器廠
6.3水泥性能檢測原理
測試原理:直接測定法是在熱量計周圍溫度不變條件下,直接測量熱量計內水泥膠砂的溫度變化,計算熱量計內積量和三是熱量的總和,從而得出水泥水化七天內的水化熱.
實驗步驟:1.試驗前準備工作;2.熱量計散熱常數的測定,熱量計熱定量的計算和散熱常數的計算;3.水泥水化熱的測定.
西安建築科技大學
圖5.1水泥製成系統
金工實習報告
學院：材料科學與工程學院
專業：03級高分子甲班
姓名：邱紫芸
實習號：024
為期兩周的金工實習，雖然時間不長，但期間有許多事情讓我難忘。
在這兩周里,我們要接觸焊接,鉗工,刨工,車工，鑄造，數銑,數車等工種。大家的心情都很激動，都對實習滿懷憧憬。在這之前，我們大多數人對工廠的認識只限於其他人的描述和電視，雜誌上的報導。又想著終於能看到製圖課中畫的那些工件和書上描述的機器,能了解平時用的零件是怎么制出來的，感覺有點興奮。我們就是懷著這種複雜的心情準備參加實習的。
金工實習的第一天，要先上安全教育課。由於是第一次金工實習,大家只準備了一份期待和好奇就去了,聽了一堂安全教育課後,雖然一直在笑,但也明白金工實習是一件嚴肅,嚴謹的事。不能有一絲的馬虎大意,否則要不就是機械事故,要不就人身事故。這些看似好笑的錯誤,其實是很容易就犯,它們的危害性以及一切能夠避免這些錯誤發生的規則,不知凝聚了多少先輩的血與汗,甚至是生命的代價。
上完安全教育課後，金工實習就正式開始了。我所在的實習組是G2組。我們組第一天的工種是焊接,我們做的是電焊和氣焊。 一直以來看了工人師傅們燒電焊，火花四濺,覺得很新奇,今天自己也能親自動手了,真是很興奮。 在電焊實習工程中,師傅先是教我們了焊接的基本理論知識和原理,讓我知道焊接技術中要注意的點點滴滴,然後手把手的交我們好好學習了怎么燒好電焊的注意事項。但是在實習的過程中，聽著老師的講解，看著四濺的火花，聯想起在剛剛結束的安全教育課上看的工人出了事故的錄像，我竟無端端地害怕起來。在完成正式的作品之前,我們花了很長的時間來練習,光是要將焊出來的線比較直我們都練了很久。然後就要使焊出來均勻.這就要嚴格控制移動鐵條的速度,不然就會厚薄不均,或產生斷點的地方。要產生美麗的魚鱗花紋還真不是那么容易。由於害怕，我總是感覺手在抖動,拿著焊槍不自覺地快速一划而過，效果自然不好。所以我在上午都沒有很大的收穫。其實焊接並沒有我想像中的那么危險，在我們的實習車間中，所用的電壓都比較低，而且我們都穿著安全服裝，火花一般不會傷害到我們，中午午休的時候我就想通了。所以下午的氣焊的感覺良好, 在師傅的指導之下,我們知道了氣焊由乙炔發生器、回火防止器、氧氣瓶、減壓器、焊槍組成；學會了如何調火焰和平焊。在氣焊實習中，我們了解了氣焊的實質，電焊機的組成與焊條的構成；學會了選用焊條的種類和如何操作電焊機。接下來,我便迫不急待地要點燃火焰,想親手調出來那種很漂亮的火焰,可是卻發出一聲很大的響聲嚇了一大跳,原來是氧氣放得太多了.學會了如何調火焰後,就要練習了,要想產生師傅那種美麗的火焰真不容易,有時總感覺好像那些工具很不聽使喚,要試過很多次才能真正明白怎么使用。也正是在這樣的反覆推敲中,我們學到了怎么樣才能學好手中的技術,也使原來在書本上的知識在手上實現了。同時在認識實習的過程中,我們認識了很多工具,和工藝方法,在老師的帶領下,我們覺得實習真的是很有必要的,原來因為覺得電焊這些粗魯的技術活,學來沒什麼用的想法也一掃而空.
記得金工之前聽人說的最多就是說鉗工很辛苦，很枯燥而且很累的。星期三這天，我們就要做鉗工了。在師傅的指點下，我們知道了鉗工的主要內容為刮研、鑽孔，攻套絲、鋸割、銼削、裝配、劃線等等；了解了銼刀的構造、分類、選用、銼削姿勢、銼削方法和質量的檢測。通過實際的動手操作使同學們十分驚訝的是，光是銼刀的使用就有那么多講究.開工之前師傅給我們講了大概的過程以及各種工具的使用.我們第一次接觸鉗工，這一切使同學們感到十分新鮮而又茫然，擔心這么多東西自己能不能掌握並且套用於實際操作。我們這天的任務是做出一個螺母。一開始我們都感覺挺難的，因為螺母雖然小，但做起來還是挺複雜的。由於女生都很少用鋸子和銼刀,光是從鐵棒上把我們所需長度的鐵鋸下來再銼平都用了好久。接下來便是在鐵塊上準確地畫出個正六邊形然後用銼刀將鐵塊沿著正六邊形銼成一個正六邊形捷運塊。銼刀的使用方法是用右手手中心頂住刀柄，左手押在銼刀的上表面一起向前用力，銼削時用交叉銼法比較快而且避免工件表面出現圓弧。由於初做時沒有掌握這種方法,不是把表面銼成了弧形就是把銼得尺寸參差不齊，而且隨時測量銼後的尺寸才不至於出錯.我銼了很久，才把它給銼好了。整個過程中,終於明白”鐵杵磨成針”,而且很辛苦,有同學由於不正確地使用銼刀,手都弄傷了.更多的同學是手上磨出泡來了。把各個面都銼平了之後，就要鑽孔了。由於鑽大孔時螺母歪了一下，孔就有點歪了。再接著就要攻絲，攻完絲後，螺母就大功告成了。雖然我做的螺母的孔有點歪，但它畢竟是我的第一件手工產品，花了整整一天時間，出了很多汗，手都銼酸了才做成的，所以我還是很喜歡它，把它帶回來留做紀念了。通過者一天的勞動，我明白了即使是一個很不起眼的螺母，也要耗費人類很大的時間和精力才能完成，我們應該尊敬和重視人類的勞動成果。
最好玩的是鑄造。在鑄造實習中，讓人感覺似乎回到了童年時代，我們又玩起了“沙窩窩”。然而，現在的“沙窩窩”既象童年時代一樣好玩，又是技術的學習。在高中的化學課上，我們曾經接觸過鑄造的概念，當時我並不是很明白它的含義。而這天，在學習的過程中，我終於明白了鑄造的過程。由於這個工種我們只是實習半天，所以我們只是做了整模兩箱造型。在師傅的指點下，我們知道了當零件的最大截面在端部時，可選它做分型面，將模樣做成整體，採用整模兩箱造型。首先，造下砂型。將模樣安放在底板上的砂箱內，安放兩個定位銷座，加型砂後用砂沖子搗緊，用刮砂板刮平。其次，造上砂型。翻轉下砂型，按要求放好上砂箱，橫澆口，直澆口棒和定位銷，撒分型砂後加型砂造上砂型。再次，扎通氣孔。取出澆口棒，開外澆口並按要求扎通氣孔。最後，開箱起模與合型。打開上砂型，起出模樣。我們每個人都很認真地做，做完後還互相比較誰做得最好，感覺又回到了小時候。
雖然車工也只是做了半天，但它給我的感受很深。師傅跟我們仔細地介紹了車床的使用以及要注意的事項。我們了解了車刀的種類，常用的刀具材料，刀具材料的基本性能；知道了車刀的組成和主要幾何角度。我們還了解了普通車床的型號、用途、切削運動、各組成部分的作用及傳動系統。明白了車工常用的刀具,如:（右偏刀、彎頭刀、鏜刀、螺紋車刀、切槽刀）和量具以及主要附屬檔案:三爪卡盤、撥盤、頂尖、心軸、花盤、彎板的大致結構和套用。同時,我們了解並遵守車工安全操作規程，學會使用車床。掌握了車削端面、外圓、錐面、鑽孔、鏜孔的操作方法。我們這天的任務是把一個球狀鐵塊車成圓柱形。記著師傅跟我們講車床的主軸的轉速可以達到每分鐘1000多轉，所以要車削時，心裡很害怕，看著龐大的車床和飛速轉動的主軸，啟動機器時手都是顫抖的。後來看了老師示範以及觀察了旁邊的同學，他們都表現得很輕鬆，自己才鼓起勇氣嘗試一下。原來並不是想像中那么恐怖，只要安裝好刀具和工件，調好進給量，聚精會神觀察刀具的運動不讓它碰到主軸，就不會發生很大的危險的了。要協調控制好兩個手柄來確定進給量來還真不是一件容易的事,不是忘了調其中一個就是調得太急切太快,一不小心就削去一大片,這樣要修整回來就很不容易了。期間最重要的就是安全,這是師傅一再強調的。在操作中，同學之間配合得很好，雖然兩個同學共用一台工具機，但感覺到就像一個人在操作。
看起來簡單的工作,當你做起來才會知道並不是我們想像的那么簡單。任何一件事要做好都要掌握一定的技術,還必須具備一定的素質才能完成。要了解一項工種，熟練車床的操作，光是靠啃書本是無用的。所謂實習就是要我們自己實際的去練習，去操作。要真正的能從書本的理論知識轉到實際操作，實踐中來。還有就是不能由著自己的性子來操作，一定要在師傅的指導，講解下進行操作，嚴格遵守操作規程，不可自己耍小聰明。還有，在實際操作中我們應該學會如何和同事合作、分工，以提高工作效率。合作之間其實並不是單純的操作，相互呼應，還可以提高我們的實際解決問題的能力。
這種金工實習對我們大學生真的很重要。不論你的專業知識有多好,不論你如何能說你對某個工作很熟悉,都沒有一次短短的實踐重要。經過了實踐,經過了思考,經過了努力才會真正理解專業課程,才算真正熟悉了一道工序。兩周的金工,我們做的僅僅是技術工人們極少的一部分,但凡事都得慢慢來,有了這樣的一次經歷,我們用一種全新的方式去讀懂書本,也能為我們以後出去工作打下了一個很好的實踐基礎,也不會讓人感覺我們只是高分低能,嬌生慣養的大學生了.
在整個過程中，除了專業的知識外，我們學會了很多，成長了很多。在鉗工中我們體驗到了其中的腰酸背痛，培養了我們的嚴謹態度，也鍛鍊我們的耐心和細心；車工中的兩人合作提高了合作和溝通，我們肯動手，肯動腦筋，遇到困難和挫折時，我們有足夠的勇氣和毅力去克服，遇到不懂的地方，我們會主動得查找資料，學會了如何學習，改變一成不變思維定向！
整個實習過程中,每一位師傅也給我留下了很深刻的印象。他們總是很耐心地給我們講解一切,手把手地教會我們每一道工序,也總是不厭其煩地告訴我們做每個步驟都要注意安全。現在想起他們的細心與關心總是感覺很溫馨,很難忘。時間短暫,我們卻經歷了很多,得到了很多很珍貴的永遠都難忘的東西。謝謝每一位師傅,謝謝你們教會我們很多,謝謝你們給了我一份值得珍藏的永遠!
03高分子甲班
邱紫芸
36001073
實習號：024
認識實習報告
所屬學院： 物理科學與技術學院
專業班級： 套用物理0801班
學 號：
姓 名： 海宇澤亞
指導老師： 王 世 良
實習時間： XX.7.1—XX.7.2
實習地點： 長沙市太陽人電子有限公司
湖南科力遠新能源股份有限公司
目 錄
前 言 ……………………………………………………2
實習目的 ……………………………………………………2
實習內容 ……………………………………………………3
太陽 人 ……………………………………………………3
1.1 公司簡介 ……………………………………………………3
1.2 產品介紹 ……………………………………………………3
1.3 實習見聞 ……………………………………………………4
科力 遠 ……………………………………………………4
2.1 公司簡介 ……………………………………………………4
2.2 產品介紹 ……………………………………………………5
2.3 實習見聞 ……………………………………………………6
實習感想 ……………………………………………………6
前 言
不知不覺中，我們已經過了懵懂的大一，過了浮躁的大二，在這兩年中我們的懵懂與浮躁慢慢退去，慢慢加重的是對大學的認真思考，是對自身專業的認識的渴望。特別是當家人或朋友問及我們什麼是材料科學與工程從事哪方面工作的時候，我們只能馬馬虎虎的給他們介紹一翻，因為我們也不是很了解。於是，我們渴望有那么一次機會能夠讓我們了解我們的專業，了解我們專業的所從事的內容，了解我們專業的發展前景，了解我們專業與那些公司對口，了解我們專業……學校應我們學生所需，在這準大三的暑假，給我們開設了認識實習這門課。
實習目的
大學是當代社會的中流力量，而大學生就是砥柱的每一份。為了深入地了解套用物理專業在現代電子科技產品中的重要作用，同時也給大學生對自己未來的規劃提供更好的現實性建議，學院組合了套用物理專業的同學在長沙市高新區的兩家電子產品公司進行為期兩天的認識實習，使學生在參觀學習的工程中進一步了解怎樣將理論知識轉化為生產力，同時將之與實踐結合起來，提高同學們的綜合素質，為日後的學習、科研積累感性認識。
實習內容
一、長沙市太陽人電子有限公司（XX年7月1日）
1.1 公司簡介
長沙太陽人電子有限公司,成立於1995年,是湖南省科委認定的高科技企業、長沙高新技術產業開發區的明星企業,也是長沙高新技術產業開發區與湖南大學聯合成立的“湖大學子高新區創業世紀行”團體首批入選的十家企業之一。長沙太陽人電子有限公司是一家專業從事液晶顯示器研究、生產和經營的高科技企業。多年來公司一直致力於改進技術、提高質量和完善管理,培養和引進了一批高水平的專業技術人才。公司規模不斷壯大,產品質量穩定可靠,服務體系日趨完美。公司擁有強大的cob、tab、cog、cof液晶模組生產能力和完善的產品檢測系統,XX年被國家技術監督局授予液晶顯示器行業“全國用戶產品質量滿意,售後服務滿意十佳企業”的光榮稱號。XX年初順利通過了iso9001:XX版國際質量管理體系認證,公司嚴格按質量管理體系運作並保持持續改進,真誠向廣大客戶提供至臻產品及服務。在您的信賴和關愛中,我們取得了驕人的業績,並將一如既往地與新老客戶攜手合作,共創輝煌。
1.2 產品介紹
液晶器件,晶體諧振器,專用儀器儀表,其他未分類,通訊產品配件部件,廣電、電信設備液晶顯示模組,lcd,恆溫晶振,控制軟體。太陽人產品廣泛用於智慧型電錶、水錶、煤氣表、熱表、電話機、ic卡話機、稅控加油機、電子計價秤、銀行點鈔機、行動電話、pda、醫療儀器等計量、通信、測試儀器儀表領域。
1.3 實習見聞
在太陽人認識的過程中，我們走進公司的部分產品生產線，大家就自己感興趣的話題和工作人員進行了交流，他們的工作似乎只是簡單的焊接，但通過自己親手焊接收音機的過程，在那種環境中長期焊接並不是一件容易的事，保證產品的質量那就更難了。
給我印象很深的是產品下線的最後一道工序，也就是產品的檢查，兩位工作人員熟練的操作者電腦，只看見顯示器上密密麻麻的點，能在其中找到問題，那是需要一定技能的。
二、湖南科力遠新能源股份有限公司（XX年7月2日）
2.1 公司簡介
公司始建於1998年1月，根植於人傑地靈、文化底蘊深厚的湖南長沙。總部基地位於國家級長沙高新技術產業開發區內，是一家集新型儲能材料、先進電池及其延伸產品的研發、生產和銷售於一體的現代化高新技術企業。
以鍾發平博士為核心，公司匯聚了一大批專家、學者，經過十年的拼搏，不僅成就了先進儲能材料及高能動力電池產業，在國際國內具有舉足輕重的地位，而且還打造了一支學者型的管理專家團隊和一支市場型的研發團隊。通過多層面、多形式、廣泛的國際合作，公司已成為主業突出、孵化高新技術成果能力強、成果轉化速度快、獨具特色的高科技企業。
公司旗下擁有長沙力元新材料有限責任公司、益陽科力遠電池有限責任公司、常德力元新材料有限責任公司以及湖南科霸汽車動力電池有限責任公司，並在國家級長沙高新技術產業開發區建有動力電池及儲能材料工業園，是我國儲能材料和綠色電池的重要生產基地。
2.2 產品介紹
公司產品覆蓋電池材料和二次電池兩大領域。電池材料主要以連續化帶狀泡沫鎳為主，並研究開發了特別適合電動汽車的高強度超強結合力型泡沫鎳等先進儲能材料，產能規模與產品質量均處於全球領先地位。二次電池產品主要為大功率、高溫鎳氫電池等鎳系列電池。
公司與日本、美國、韓國、香港等行業內國際巨頭建立了多層面的合作關係。
面向未來，公司將以環保、節能、大功率的電動汽車動力電池、鎳鋅動力電池、先進儲能材料等系列產品的研發、生產銷售為主要發展方向，形成完整的供應鏈，為全球客戶提供卓越產品和真誠服務，為各類電子、電器產品及電動汽車提供完整的動力解決方案，矢志成為全球值得信賴的新型儲能材料及先進電池供應商。
2.3 實習見聞
相比於太陽人，科力達在規模上要大得多，廠區的設施、環境等方面更整合，公司的產品為節能電池，這是當下的一個熱門產業，應該說公司的著眼點很遠，很有前景，不過生產線等資源並沒有得到很好的利用，如果一個公司可以在保證當下的前提下，有一個創新點，相信一定可以闖出一番天地。
實習感想
兩天的認識實習的確很短，在專業知識方面，大家不可能得到多少見長，但還是給我留下了很深的印象。太陽人成立已經15年了，但規模並不是很大，這有公司經營產品的限制，在21世紀這個資訊時代，注定電子產品是主流，但要開拓一片天地也不是一件容易的事情。科力遠作為一種新型產品的生產商，可以說市場發展的空間很大，尤其對汽車節能電源來說，在中國這個汽車生產和銷售“雙料冠軍”的氛圍中，前景很好，但同時也有一點，競爭是殘酷激烈的，只有你的產品是no.1，公司才可能立於不敗之地。
與科力遠之隔一條街便是占地幾千畝的三一重工基地，說實話，真的有點羨慕，但願自己將來也可以闖出這樣或者更大的天地。
相信自己永遠沒有錯，我還得加把勁，努力吧，為自己的夢想！
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