水泥工艺集中培训教案2.docx
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水泥工艺集中培训教案2.docx
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水泥工艺集中培训教案2
水泥工艺集中培训教案2第二讲水泥生产过程
水泥生产五大工序:
矿山,生料,熟料,水泥,包装。
化验室检测,检查,监督。
即六大车间。
其中生料制备,熟料烧成,水泥制成是主要工序,简称“两磨一烧”。
(画出工序阶段图)
第一部分.生料制备
一.基本情况
1.流程:
(流行闭路烘干粉磨系统)提升机,喂料机(电振机,铰刀)磨机(管磨,立磨),选粉机,粗细分离器,电收尘器等。
2.种类:
生料磨(球磨,中卸磨,立磨),水泥磨,煤磨(风扫磨,立磨)
二.管磨1.结构:
①.筒体(钢板卷,焊而成,A3钢,16Mn钢(大磨机)抗弯曲,抗扭矩),
②.端盖(垂直磨机中心线安装)
③.衬板(保护筒体,改善粉磨作用,有平衬板,压条衬板,波纹衬板,小波纹衬板,阶梯衬板等,用螺栓固定或镶砌),
④.隔仓版(有单,双层的,分隔研磨体,筛析物料,控制物料流速),
⑤.主轴承(支承磨机,要润滑,测温),
⑥.转动装置(分中心转动和边缘转动),⑦.进料和喂料装置。
⑧.研磨体(球,棒,锻。
级配,装载量,定期清仓,及时补球。
)
2.原理:
①.冲击破碎:
研磨体被回转的磨机带起后抛落下来砸碎物料。
②.研碎:
研磨体之间相对滚动,滑动研磨物料。
③.磨机适宜工作转速:
n=32/
过快,研磨体作离心回转运动,无冲击力,过慢,研磨体作泻落运动,也无冲击力。
粉磨效率不高。
④.选分,粗细分开,粗粉回磨再磨而形成闭路系统。
(可减少过粉磨现象)细分收集。
3.影响磨机产质量的因素:
①.入磨物料的粒度,②.入磨物料的温度,③.入磨物料的水分,
④.入磨物料的易磨性,⑤.粉磨产品的细度,⑥.衬板,隔仓板形式
⑦.磨内风速,(正常:
0.4—0.6m/s),⑧.选粉效率和循环负荷率,
⑨.研磨体的级配与装载量。
4.“饱磨”问题:
①.现象:
磨内物料进,出失去平衡,短时间内磨内存料过多。
表现为:
磨音发闷直至消失,严重时磨头返料,隔仓板堵塞,磨尾不出料,衬板,钢球上粘着很厚的物料。
②.原因:
a.喂料太多,细度粗,难磨物料多而未及时调整喂料量。
b.物料水分大,磨机通风不良,造成“糊球”,冲击力不足。
c.研磨体级配不合理,一仓冲击能力下降,未及时补球,
d.隔仓板损坏,研磨体串仓,级配失去平衡,
e.选粉机效率低,回料量太多。
③.处理:
查明原因,对症处理。
A.首先减少或停止喂料;B.效果不大,可能是水分大造成“糊磨”,停止喂料,向磨内加干煤,使磨机自行清刷研磨体,磨音正常后再逐渐增加喂料量;C.还不行,则是隔仓板损坏球锻混合,停磨处理。
三.立磨1.结构:
①.底座,支承磨体。
②.磨盘(水平可回转,上刻一个圆形轨道叫辊道,加耐磨衬套。
),
③.磨辊(鼓形的,3—4个,与水平成15°安装,下部插在辊道内,上加磨衬套。
),
④.加压装置(向磨辊施加压力),
⑤.选粉机(将物料粗细颗粒分开,细粉收集,粗粉回磨再磨。
),
⑥.上、下壳体,⑦密封装置,⑧润滑装置,⑨传动装置。
⑩热风环。
2.原理:
(以莱歇磨为例)
①.加料:
物料经过三道锁风阀门,经下料溜子落入磨盘中间,磨盘转动,在离心力作用下向磨盘周边移动,进入滚道。
②.粉碎:
进入滚道后,在加压装置加压下,磨辊向物料施压,碾压物料,继续向磨盘周边移动,从磨盘边缘的挡圈溢出;同时由于磨盘与磨辊转速不同,对物料还有剪切破碎作用。
③.选分:
来自热风环的热风由下而上将物料吹起,带入动态分离器选粉,细粉收集,粗粉回磨再磨。
④.烘干:
物料在热风吹起悬浮烘干。
故,入磨物料水分可达15%.
所以,立式磨是一个烘干,粉磨,风扫磨。
3.立磨常见故障:
①大量吐渣:
A:
跑料:
料干,料细,流速快,盘上留不住,难以形成稳定料层。
难磨。
向磨内喷水2—3%,增加物料粘性。
B:
抛料:
料大,料粗,压不碎。
适当加压。
C:
掉料:
风速小,风量小,吹不起,加大风量。
②剧烈振动:
A:
硬质物料入磨,磨机突发振动。
应严格除铁。
B:
落料点不当,落料点偏了,引起周期性振动。
校正落料点。
C:
粒度变化,物料粒度过大,变化大,引起磨辊振动。
D:
料流不稳,喂料量变化,物料水分变化,造成磨辊振动。
E:
料层太薄,料干,料细引起抛料,形不成稳定料层,缓冲太小而振动。
F:
料层逐渐变薄,风料不平衡,风小,吐渣多,循环料少,
料压不平衡,料大,压力小,吐渣多,循环料少。
G:
液压系统刚性太强,可适当降低蓄能器充气压力。
四.选粉机
(一).离心式选粉机
1.结构:
①壳体:
内壳体顶部的环形通道上有一圈可调的挡风板,中部装有角度可调的回风叶。
外壳体上部的顶盖中部设加料管。
内外壳体下部是粗,细粉出口,热气体入、出口。
外壳由四个铸铁底座支撑。
②立轴:
上有撒料盘,小,大枫叶,由外壳顶部的电机,减速机驱动。
2.原理:
气流:
由内筒上升,到内外筒之间,再经由回风叶入内筒形成循环。
物料由加料管经中轴漏斗落到撒料盘,受离心力作用分散抛出,随气流旋转上升,
在内筒中离心分离和撞击风叶分离,粗粒收集排出。
在内外筒间环形分级区,通过惯性(气流方向突然)分离,重力沉降与气体分离,由细分口排出。
少量微粉随气流入内筒进入下一次循环。
3.细度调节:
挡风板外拉内外筒间距变大,产品粗,反之则反。
调节小枫叶(其主要作用),增加叶片产品细,反之则反。
调节小枫叶,增加叶片或增大器规格(内筒气流上升速度增加),产品变粗。
调节主轴转速,通过调整风叶不能达到目的时用之。
(二).O-Sepa选粉机
1.结构:
①蜗壳形筒体,上部有加料管(对称分布),一,二风切向(蜗壳)入口和气、细粉出口。
下部是锥形灰斗及粗粉出口,其中部是三次风管。
②转子,其上有涡轮叶片(高速转),撒料盘。
还有缓冲板,水平分隔板,中部有导向叶片。
另外,还有传动,支撑装置。
2.原理:
气体:
由一,二次风管切向入筒经导流叶片进入导流叶片和涡轮转子间环形分级区,形成一次涡流,再进入涡轮内部分级区,在涡轮叶片高速旋转带动下二次涡流,后由涡流中部经细粉出口进入收尘器。
物料:
经加料口喂入,经撒料盘,离心散开,在缓冲板作用下均匀分散后落入环形分级区与经过导流后的分级气流进行气物混合,在旋转的分级气流作用下,粗粉被甩向导流叶片,沿分级室下降进入锥形灰斗,再经过三次风漂洗,将粗粉和凝聚的细粉分出,粗粉排出。
而细粉随气流进入涡流分级区,在强制涡轮场中再次分级,粗粉被甩回到环形分级区,细粉随气经涡轮中部细粉出口排出。
3.特点:
①.设备特点:
分级气流仅在水平面内旋转,且气流平稳。
物料经过撒料盘和缓冲板充分分散后垂直下落,从上而下通过整个分级区,且受到多次分级。
分级效率高,处理物理量大,产品粒径范围窄。
②.性能特点:
A:
粉粒状物料粒径的分选精度较高,所以,分级效率可以提高,产量增加。
B:
可以生产粒度分布较窄的产品,改变涡轮的转速,可在10—300μm范围内调节分级粒径。
C:
可用含尘气体作分级气流,因此,粉碎—分级系统非常紧凑,并且具有冷却功能。
D:
可与立磨或辊压机组合成粉碎—分级系统,简化工艺流程,提高粉碎效率。
第二部分.熟料烧成
一.流程:
1.生料:
生料
提升机
喂料机
→分解炉→窑→冷却机
2.煤粉:
3.气体:
冷却机→窑→分解炉→预热器→增湿塔→电收尘→风机→烟囱
二.物化变化:
1.预热:
(在预热器中进行)
①.粘土脱水:
2SiO2∙Al2O3=2SiO2∙Al2O3+2H2O(脱水400—550℃)
②.分解:
2SiO2∙Al2O3=2SiO2+Al2O3(分解600—680℃)
2.分解:
(在分解炉内进行)石灰石分解:
⑴.反应:
MgCO3=MgO+CO2↑(600℃)CaCO3=CaO+CO2↑(900℃)
⑵.特点:
物料流速最快,烧失量最大,吸热量最大,可达干法窑的50%以上,所以从热的角度讲,碳酸盐的分解是熟料烧成的重要环节。
(3).影响碳酸钙分解的因素:
①.温度,温度升高分解加快,温度每升高50℃,分解速度加快一倍。
②.粒度,粒度越细分解越快,粒度小,表面积大反应点多,反应就快。
③.浓度,气体中二氧化碳的浓度越小分解越快,废气中二氧化碳浓度每减少1%,可缩短反应时间5%,加强窑内通风利于熟料烧成。
④.物性,生料的物理性质,如:
燧石含量的多少等。
3.固相反应:
(固态物料发生的反应)在回转窑内进行。
从800℃起,物料中的C,A,F,S反应形成CA,CF,C2S,到1300℃,C3A,C4AF,C2S大量形成。
(温度升高C含量增加)。
都是放热反应。
固相反应机理:
接触,吸附,反应,扩散。
4.熟料烧成:
(在窑内进行)
1反应:
C2S+CaO=C3S条件:
1300—1450℃,反应物溶于液相。
②特点:
温度最高,有液相(熟料中的C3A,C4AF熔化形成)产生,占物料的20%—30%。
窑内镶有火砖,窑外有淋水。
③影响C3S形成的因素:
A生料组分对液相的影响,B生料成分对液相的影响,C烧成温度的影响。
5.熟料冷却:
(篦冷机内进行)
目前采用推动式篦冷第四代,冷却快。
①.冷却意义:
回收热量,便于储存,运输和粉磨;改善熟料质量。
②.快冷的意义:
防止或阻止C3S分解,C2S粉化,C3A结晶,MgO的破坏作用。
提高熟料易磨性。
三.设备工作原理:
1.预热器:
①.型式:
流行旋风式(还有立筒式),由4—6级旋风筒上下串接而成,最上一级为双筒(收尘),大型窑采用双系列。
②.结构:
换热管道,外筒(装有压缩空气环管定时吹灰,锥体下部设有膨胀仓,防堵和二次飞扬),内筒(插入深度:
进气管中心或下沿,一个内筒直径),下料管等组成。
③.原理:
热风:
以10—25m/s进入(直入式,蜗壳式90°,180°,270°)换热管,再切向入筒旋流,在锥体底收紧从内筒排出。
物料:
管内:
顺流,分散,悬浮,预热(占80%),
筒内:
旋流,悬浮,预热,离心分离。
在锥体底收紧,从下料管喂入下一个换热管道,在下一级预热单元重复上述换热过程,如此多次换热来完成生料的预热。
生料在悬浮状态下与气体换热,换热速度快,效率高,窑产量提高60%.由预热器代替窑预热带顺应熟料形成特点。
④.结皮:
由于硫,碱,氯等物质的熔点高,沸点低,在窑内受热成气体挥发,在预热器中冷凝,落入物料后随物料前行,到了回转窑又挥发,形成循环,富集。
若其冷凝粘在预热器上,时间以长就成结皮,严重时堵塞。
造成生产中断。
影响设备正常运转。
2.分解炉:
①.型式:
分解炉型式很多,流行环保系列,如,DD炉,GG炉。
②.结构:
窑气入口,脱销喷嘴,三次风入口,燃料喷嘴,生料入口,物料、气体出口。
③.原理:
Ⅰ区:
脱销区:
10%的煤在窑气(缺氧下)燃烧,产生CO等还原性气体,与窑气中的NOx反应变成N2而脱销。
Ⅱ区:
燃烧区:
50%的燃料在此加入,在三次风中分解,燃烧。
Ⅲ区:
主燃烧区:
90%的燃料在此燃烧。
Ⅳ区:
完全燃烧区:
余下10%的燃料在此继续燃烧。
窑气(30—40m/s)入炉,在Ⅰ区作喷腾运动,把煤分散、燃烧,脱销。
在Ⅱ区,三次风径向入炉对吹,物料,煤粉充分分散、混合,悬浮上升并进行燃料的分解,燃烧。
Ⅲ区,继续悬浮上升,燃料燃烧、放热;生料吸热、分解同时,迅速进行。
Ⅳ区,再次喷腾运动,完全燃烧,充分换热。
换热效率极高,原来在窑内要30分钟才可完成的分解反应,在分解炉里只需1—2秒就可完成,窑产量成倍增加。
分解炉能比回转窑出色完成碳酸钙的分解任务,这也是顺应了熟料形成的特点。
所以预分解窑倍受青睐,到1990年就有285台投产。
3.回转窑:
(目前流行三支承预分解窑)
①.结构:
筒体:
钢板卷、焊成,外有:
轮带(活套式,一体式),大齿轮,挡轮。
内有:
耐火砖,窑皮。
还有传动装置,密封装置等。
②.工作:
回转窑是一个反应器,是一个熔炉,是一个燃烧和传热设备,是一个输送设备。
作为一个窑操就要使这四个工作密切配合.
③.原理:
窑有3—6%的斜度,通过轮带搁置在托轮上,窑在回转时带动物料作弓形螺旋线运动,从窑尾到窑头前行,在此过程中烧成熟料(画图)。
④.窑皮:
附着在烧成带窑衬表面上的一层烧结熟料。
窑皮的形成:
靠近窑衬的液相在被物料埋住时,接收不到火焰的热量,又与窑衬换热使其温度降低而凝固,附着在窑衬上。
当转到火焰下时,其又接收火焰热量,如果融化就掉下来,不融化就形成第一层窑皮,当其又转到物料下面时,又有液相与第一层窑皮换热,继而凝固,形成第二层窑皮,如此……窑皮厚了,散热慢了,液相凝固上去后暴露在火焰下时就会融化,窑皮厚度就稳定了。
这就是挂窑皮。
挂窑皮时,料,煤要逐步增加,煤管位置,从外向里。
操作稳定正常时,窑皮是时而粘上去一些,时而又掉下来一些(当然是很少量的)。
影响挂窑皮的因素:
A生料的化学成分,B烧成温度与火焰形状,C喂料与窑速,D煤管位置(从外向里挂)。
⑤.黑影:
分解带和固相反应带温差大,在视觉上分解带物料发暗的现象叫黑影。
老窑上能看见。
预分解窑上看不见。
固相反应和烧成要像预热和分解一样,也放在一个或两个专门的设备内进行的研究在三十年前就开始至今未面世,说明回转窑完成烧成任务不可替代。
回转窑这个老功臣还不能退休,所以,水泥窑已发展到顶峰了,即形成预热器,分解炉,回转窑和篦冷机四机联合格局。
四.看火操作:
1.看火的“十看”:
一看熟料:
熟料的颜色,结粒大小,被窑带起的高度,翻滚情况,来料大小及黑影的位置;(正常熟料颜色在火焰下为亮红色,5—15mm占90%左右,高度在
—
.翻滚灵活,料层不薄也不厚,黑影看不见。
)
二看火焰:
火焰的颜色,长度,形状及位置;(正常的火焰颜色为灰白+粉红,长度适中,形状为斜扫把形,位置适当。
)
三看窑皮:
窑皮的厚度和亮度,是否有脱落,有无结圈;(窑皮厚度适中,亮度为亮红,不跨落,但时常会粘上一些,也掉下来一些,无结圈。
)
四看窑速:
窑回转速度的快慢,调速是否灵活;无级,有无振动和摩擦;
五看电流:
传动电机电流的大小;
六看淋水:
淋水量的大小,淋水处窑外表温度;(有的风冷)
七看排风:
窑尾排风机开闸大小,电流大小,烟气的颜色及温度;
八看分解炉:
分解炉内气体的温度,来料多少;
九看预热器:
各级预热器出口气体的温度,物料多少,是否结皮,堵塞;十看立升重:
即1立升粒径在5—7mm的熟料的质量。
2.操作
一是“看”,看要仔细,要全面。
看----观察窑的运行情况,看的内容是上边所述的“十看”。
看后记下所看到的现象;
二是“想”,想要认真,要仔细。
想就是比较----把刚才看到的现象与正常生产时的现象作比较,哪些现象是正常的,哪些现象是不正常的;想更是分析----分析出产生不正常现象的原因。
分析时可联系以前所学的理论知识和看火经验,还可以向老师和工人师傅请教,进而找到解决产生不正常现象的方法或措施。
三是“调”,调要及时,要果断,更要准确。
调----调节改变不正常现象对应的按钮,旋钮等。
调后再看,看不正常的现象消除了没有,看有没有和引起其他不正常的现象产生,若有,再想,再分析,再调节,如此往复。
第三部分.水泥粉磨
一.磨机系统:
与生料磨相似,但大多采用管磨,磨外淋水,降磨温防石膏脱水而假凝。
立磨还在试验,研究阶段。
二.常见故障:
“包球”:
磨内温度高,通风不良,物料受研磨体冲击而荷电,吸附在研磨体,衬板,隔仓板表面。
这种现象叫之。
1.现象:
磨音低沉(研磨体,衬板被物料包裹,缓冲冲击力),产量降低,产品细度粗,但比表面提高(物料静电吸引成片,用手轻压即成末)。
喂料被迫减少(隔仓板,蓖板堵塞),磨机和出磨斗提电流减少,出磨物料,气体温度升高,可使衬板翘起,衬板螺栓脱落,出磨水泥发粘,输送设备易堵塞,磨机出口大瓦温度高(可达80℃),可能发生烧瓦事故,
2.原因:
入磨熟料温度太高,磨内通风不良,磨外淋水少,喂料少或停料时间长,各仓粉磨能力不平衡。
3.处理:
(不能像处理“饱磨那样”先减料,否则,磨温更高).
A:
降磨温:
如:
加强通风,加大淋水,降低入磨物料温度。
B:
加助磨剂:
如:
干矿渣,干炉渣。
C:
调整研磨体级配,装载量。
三.磨机正常操作:
1.勤看:
①看物料:
粒度,水分,流量大小,均匀性,产品细度和温度。
②看仪表:
主电机电流:
下降—研磨体减少,大幅度下降—饱磨,波动大—传动装置有故障。
温度计,压力计,流量计和功率表的指示。
2.勤查:
①喂料系统:
运转情况(定期检查),
②转动系统:
润滑,主轴承温度(60℃),冷却水量,温度,密封及齿轮啮合情况。
减速机:
运转情况,响声为嗡嗡声。
各电机电流大小。
③排风管气体温,烘干磨的热风量及温度。
3.勤听:
听磨音:
一仓:
“哗哗”声,细仓:
“沙沙”声,
①.声音发闷:
A料多,
B料水分大且通风不良隔仓板堵塞,球,衬板上粘了物料。
C物料粒度变大,易磨性变小,
D钢球平均球经小,或装载量不足。
②.声音为“嗒嗒”声,表明物料少。
③.若每隔一定时间出现一次强烈的冲击声,则为衬板掉落。
4.勤联系:
勤与上、下工序联系,互通信息。
5.稳定:
稳定喂料量,稳定出磨产品质量,
6.调整:
A喂料量:
调节幅度不可过大,应与磨机能力匹。
B细度:
尽量从调整选粉机着手。
7.及时:
根据磨机运转情况,喂料情况,磨音,产品细度,出磨气体温度等及时调整、及时消除不正常现象,保持磨机正常高效运转。
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