水泥工艺过程的革新

水泥 2011-05-17

水泥工艺过程，通常简要地概括为“两磨一烧”，即首先将原料粉磨成生料，然后经过煅烧形成熟料，再将熟料粉磨成水泥。这样的概括是仅就水泥生产中主要单元操作而言，对其它重要生产环节：如破碎、烘干、配料、均化、储存、计量、输送、收尘等等均未涉及。但需指出，正是这些众多的次要环节，对保证水泥产品的质量和经济生产，以及对水泥生产过程的连续性都是不可缺少的。它们也是新建水泥企业昂贵造价的重要构成因素。

水泥工艺设计包括工艺设备选型和工艺布置两大方面!工艺布置又分车间布置和全厂总体布置两部分。各车间的工艺布置是土建和其它专业设计的依据，而包含各车间布置在内的全厂总体布置又是确定全厂总占地面积多少和厂内运输线路长短的重要前提。另一方面，工艺设备选型则是确定需要设置那些车间的依据。举例来说，在选用石灰石破碎机时，要依据所选破碎机的 “破碎比”性能以及其它工艺要求来确定需要设置几段破碎车间 "即是否需要分别设置粗碎和中碎，甚至细碎#。又如，当选用抓斗吊车作为厂内物料运输设备时，由于它既可垂直提升，又可水平运输，从而为设置联合储库创造了条件。在这种情况下，各个车间可围绕联合储库布置，使全厂总体布置十分紧凑，既节约了占地面积，又缩短了车间之间的运输距离。只是在工厂规模扩大到一定程度后，这种方案才遭淘汰。可以看出，工艺设计的两方面是一个整体，两者之间有着密切的内在联系。

工艺过程的革新，首先有赖于工艺设备的革新。工艺设备的先进性，除表现在优良的机械设计外，还表现在它在工艺性能上是否兼有多种功能，从而可以简化工艺过程，节约投资。在干法生产中，在破碎和粉磨过程中同时进行烘干，可以省去烘干车间。例如，选用烘干破碎机或烘干兼粉磨的风扫磨，都能够因不需要烘干而简化了工艺过程。立式磨也是一种烘干兼粉磨的磨机，它不仅能使粉磨和烘干同时进行，而且还能喂入的粗粒物料，因而它兼能中碎，不需要设置细碎设备。此外，这种磨机内部附有选粉设备，且磨内物料依靠风力输送，不需要另设输送设备。可以认为，立式磨兼有破碎、粉磨、烘干、选粉和输送五种功能。选用一台立式磨就相当于整个闭路粉磨系统。一台设备代替了整个粉磨车间，其先进性是不言而喻的。立式磨过去曾因磨辊不耐磨损而存在不能长期运转的缺陷，现已因耐磨材料的改善而得到解决。

工艺过程的革新，还有赖于过程控制技术的开发和创新。立式磨除具有上述优异性能外，还有一项不易为人察觉的内在性能，即物料通过磨机的停留时间较筒式磨短得多。在立式磨内，一般从物料喂入磨内到生料出磨仅需数分钟，而筒式磨需要数十分钟。这样，当原料配料机装在磨头时，在配料后只需较短时间就能出磨并进行取样分析。这就是说，试样分析结果可以较快地反馈以调整配料秤，从而达到“精确配料”的目的。所谓“精确配料”是指出磨生料在一定间隔时间内，各试样分析结果的平均值不经调整即可符合目标值的要求。取样的频率愈高，控制就愈精确。精确配料的目的是为了取消生料磨后的调整库。国外不少湿法厂已经在实践中取消了调整库，使出磨料浆直接喂入搅拌池，从而达到简化工艺过程的目的。湿法厂的这一改进值得人们深思。

新型干法窑采用悬浮技术，窑本身具有良好的均化作用。因此，借鉴湿法厂精确配料的经验，可考虑省去均化库。这在国外已有先例。如意大利的水泥厂，除了采用立式磨外，还在光荧光分析仪的分析制度上采取革新措施，目的是进一步缩短分析时间，提高取样频率，及时反馈以调整配料秤。他们的方法是采用两套分析仪，套用在生料磨后进行在线分析，但对出磨生料不是像通常那样经过熔融制成试饼再进行分析，而是用粉状试样直接进行分析。这样做的结果，一般只需三分钟就可取得一次结果，用于反馈控制。同时，用另一台分析仪按常规用熔融试饼，每十分钟进行一次离线分析。两种结果经过对比得出一个因素作为控制配料秤的依据。该厂通过生产实践，成功地实现了新型干法生产中取消生料均化库的尝试。我国也可在试验成功的基础上采用这一方案。

水泥工艺过程的革新，还须结合我国的国情进一步研究其具体安排，对“两磨一烧”中的两磨，可分别加以考虑。如前所述，新型干法中的生料粉磨系统，无可非议地应选用立式磨与预分解窑进行配套。立式磨可安装在窑尾，成为烧成车间的组成部分。目前我国已在开发日产的大型生产线，应及时开发与之匹配的立式磨，作为技术储备。对于水泥粉磨系统，由于我国水泥工业，有悠久的发展小水泥的历史，大量小水泥厂遍布全国，有条件利用这一优势，选择适当地点，建设只生产熟料的中心工厂，就近向附近的小厂或小城镇供应熟料以生产水泥。水泥品种既可生产用于高性能混凝土的高标号水泥，也可生产用于农田水利的低标号水泥或砌筑水泥。关于水泥粉磨系统，应采用辊压机和高效选粉机组成的闭路系统，以节约电力。中心厂的规模，应与当地熟料的需求量相适应。在条件许可下，再配备成完整的包括水泥粉磨系统的水泥厂。换言之，我国水泥工业在一定时期内，将以大型的熟料中心厂与遍布全境的小粉磨站相结合的型式出现，为经济建设服务。中心厂的建设也可以用集资的形式，具体如何安排，视各省不同情况而定。

——来源：《中国水泥》杂志 2002年7月号

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