水泥工藝過程的革新
2011-05-17 00:00
水泥工藝過程，通常簡(jiǎn)要地概括為“兩磨一燒”，即首先將原料粉磨成生料，然后經(jīng)過煅燒形成熟料，再將熟料粉磨成水泥。這樣的概括是僅就水泥生產(chǎn)中主要單元操作而言，對(duì)其它重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)：如破碎、烘干、配料、均化、儲(chǔ)存、計(jì)量、輸送、收塵等等均未涉及。但需指出，正是這些眾多的次要環(huán)節(jié)，對(duì)保證水泥產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，以及對(duì)水泥生產(chǎn)過程的連續(xù)性都是不可缺少的。它們也是新建水泥企業(yè)昂貴造價(jià)的重要構(gòu)成因素。
水泥工藝設(shè)計(jì)包括工藝設(shè)備選型和工藝布置兩大方面!工藝布置又分車間布置和全廠總體布置兩部分。各車間的工藝布置是土建和其它專業(yè)設(shè)計(jì)的依據(jù)，而包含各車間布置在內(nèi)的全廠總體布置又是確定全廠總占地面積多少和廠內(nèi)運(yùn)輸線路長(zhǎng)短的重要前提。另一方面，工藝設(shè)備選型則是確定需要設(shè)置那些車間的依據(jù)。舉例來說，在選用石灰石破碎機(jī)時(shí)，要依據(jù)所選破碎機(jī)的 “破碎比”性能以及其它工藝要求來確定需要設(shè)置幾段破碎車間 "即是否需要分別設(shè)置粗碎和中碎，甚至細(xì)碎#。又如，當(dāng)選用抓斗吊車作為廠內(nèi)物料運(yùn)輸設(shè)備時(shí)，由于它既可垂直提升，又可水平運(yùn)輸，從而為設(shè)置聯(lián)合儲(chǔ)庫創(chuàng)造了條件。在這種情況下，各個(gè)車間可圍繞聯(lián)合儲(chǔ)庫布置，使全廠總體布置十分緊湊，既節(jié)約了占地面積，又縮短了車間之間的運(yùn)輸距離。只是在工廠規(guī)模擴(kuò)大到一定程度后，這種方案才遭淘汰?？梢钥闯?，工藝設(shè)計(jì)的兩方面是一個(gè)整體，兩者之間有著密切的內(nèi)在聯(lián)系。
工藝過程的革新，首先有賴于工藝設(shè)備的革新。工藝設(shè)備的先進(jìn)性，除表現(xiàn)在優(yōu)良的機(jī)械設(shè)計(jì)外，還表現(xiàn)在它在工藝性能上是否兼有多種功能，從而可以簡(jiǎn)化工藝過程，節(jié)約投資。在干法生產(chǎn)中，在破碎和粉磨過程中同時(shí)進(jìn)行烘干，可以省去烘干車間。例如，選用烘干破碎機(jī)或烘干兼粉磨的風(fēng)掃磨，都能夠因不需要烘干而簡(jiǎn)化了工藝過程。立式磨也是一種烘干兼粉磨的磨機(jī)，它不僅能使粉磨和烘干同時(shí)進(jìn)行，而且還能喂入的粗粒物料，因而它兼能中碎，不需要設(shè)置細(xì)碎設(shè)備。此外，這種磨機(jī)內(nèi)部附有選粉設(shè)備，且磨內(nèi)物料依靠風(fēng)力輸送，不需要另設(shè)輸送設(shè)備。可以認(rèn)為，立式磨兼有破碎、粉磨、烘干、選粉和輸送五種功能。選用一臺(tái)立式磨就相當(dāng)于整個(gè)閉路粉磨系統(tǒng)。一臺(tái)設(shè)備代替了整個(gè)粉磨車間，其先進(jìn)性是不言而喻的。立式磨過去曾因磨輥不耐磨損而存在不能長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的缺陷，現(xiàn)已因耐磨材料的改善而得到解決。
工藝過程的革新，還有賴于過程控制技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新。立式磨除具有上述優(yōu)異性能外，還有一項(xiàng)不易為人察覺的內(nèi)在性能，即物料通過磨機(jī)的停留時(shí)間較筒式磨短得多。在立式磨內(nèi)，一般從物料喂入磨內(nèi)到生料出磨僅需數(shù)分鐘，而筒式磨需要數(shù)十分鐘。這樣，當(dāng)原料配料機(jī)裝在磨頭時(shí)，在配料后只需較短時(shí)間就能出磨并進(jìn)行取樣分析。這就是說，試樣分析結(jié)果可以較快地反饋以調(diào)整配料秤，從而達(dá)到“精確配料”的目的。所謂“精確配料”是指出磨生料在一定間隔時(shí)間內(nèi)，各試樣分析結(jié)果的平均值不經(jīng)調(diào)整即可符合目標(biāo)值的要求。取樣的頻率愈高，控制就愈精確。精確配料的目的是為了取消生料磨后的調(diào)整庫。國外不少濕法廠已經(jīng)在實(shí)踐中取消了調(diào)整庫，使出磨料漿直接喂入攪拌池，從而達(dá)到簡(jiǎn)化工藝過程的目的。濕法廠的這一改進(jìn)值得人們深思。
新型干法窯采用懸浮技術(shù)，窯本身具有良好的均化作用。因此，借鑒濕法廠精確配料的經(jīng)驗(yàn)，可考慮省去均化庫。這在國外已有先例。如意大利的水泥廠，除了采用立式磨外，還在光熒光分析儀的分析制度上采取革新措施，目的是進(jìn)一步縮短分析時(shí)間，提高取樣頻率，及時(shí)反饋以調(diào)整配料秤。他們的方法是采用兩套分析儀，套用在生料磨后進(jìn)行在線分析，但對(duì)出磨生料不是像通常那樣經(jīng)過熔融制成試餅再進(jìn)行分析，而是用粉狀試樣直接進(jìn)行分析。這樣做的結(jié)果，一般只需三分鐘就可取得一次結(jié)果，用于反饋控制。同時(shí)，用另一臺(tái)分析儀按常規(guī)用熔融試餅，每十分鐘進(jìn)行一次離線分析。兩種結(jié)果經(jīng)過對(duì)比得出一個(gè)因素作為控制配料秤的依據(jù)。該廠通過生產(chǎn)實(shí)踐，成功地實(shí)現(xiàn)了新型干法生產(chǎn)中取消生料均化庫的嘗試。我國也可在試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上采用這一方案。
水泥工藝過程的革新，還須結(jié)合我國的國情進(jìn)一步研究其具體安排，對(duì)“兩磨一燒”中的兩磨，可分別加以考慮。如前所述，新型干法中的生料粉磨系統(tǒng)，無可非議地應(yīng)選用立式磨與預(yù)分解窯進(jìn)行配套。立式磨可安裝在窯尾，成為燒成車間的組成部分。目前我國已在開發(fā)日產(chǎn)的大型生產(chǎn)線，應(yīng)及時(shí)開發(fā)與之匹配的立式磨，作為技術(shù)儲(chǔ)備。對(duì)于水泥粉磨系統(tǒng)，由于我國水泥工業(yè)，有悠久的發(fā)展小水泥的歷史，大量小水泥廠遍布全國，有條件利用這一優(yōu)勢(shì)，選擇適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，建設(shè)只生產(chǎn)熟料的中心工廠，就近向附近的小廠或小城鎮(zhèn)供應(yīng)熟料以生產(chǎn)水泥。水泥品種既可生產(chǎn)用于高性能混凝土的高標(biāo)號(hào)水泥，也可生產(chǎn)用于農(nóng)田水利的低標(biāo)號(hào)水泥或砌筑水泥。關(guān)于水泥粉磨系統(tǒng)，應(yīng)采用輥壓機(jī)和高效選粉機(jī)組成的閉路系統(tǒng)，以節(jié)約電力。中心廠的規(guī)模，應(yīng)與當(dāng)?shù)厥炝系男枨罅肯噙m應(yīng)。在條件許可下，再配備成完整的包括水泥粉磨系統(tǒng)的水泥廠。換言之，我國水泥工業(yè)在一定時(shí)期內(nèi)，將以大型的熟料中心廠與遍布全境的小粉磨站相結(jié)合的型式出現(xiàn)，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。中心廠的建設(shè)也可以用集資的形式，具體如何安排，視各省不同情況而定。
——來源：《中國水泥》雜志 2002年7月號(hào)
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