日产5000吨熟料水泥厂设计
1.2.1.1原料资源
1、 石灰石：青龙山石灰石矿山。
2、 粘土：在石灰石矿山附近孔家村，含水量15%。
3、 砂岩：自备矿山，含水量3%。
4、 铁矿石（粉）：外购，含水量4%。
5、 矿渣（混合材）：钢铁厂碱性矿渣。含水量15%
6、 粉煤灰：外购，含水量0.5%。
7、 石膏：山东产SO 3，40%；含水量少量，块度<300毫米。 8、 燃料：权台煤矿烟煤；易磨性系数1.36；块度<80毫米。 9、 燃料：河南焦作无烟煤；块度<80毫米。 10、电源：从变电所接线进厂。35KV 11、水源：可采用地下水或不牢河水 12、交通：铁路可与津浦线接轨。 13、原料化学成份：见附表。
14、烟煤及无烟煤工业分析：见附表。 15、钢铁厂矿渣化学成份如下：
2SiO 32O Al 32O Fe C a O M g O Σ W
% 32.78 12.00 0.65 43.16 10.78 99.37 15.00
各原料的化学成分分析如表1-1所示，
权台煤矿烟煤资料： 1、工业分析：
水分（Mar ） 挥发分（Var ） 灰分（Aar ） 固定碳（Car ） 热值（Qar/kJ/kg ） % 1.71 17.66 21.80 58.83 23405.71
2、煤灰化学成分：
2SiO 32O Al 32O Fe C a O M g O 烧矢量 合计
% 50.81 32.05 5.82 3.07 2.34 0 94.09
河南焦作无烟煤资料： 1、 工业分析：
水分（Mar ） 挥发分（Var ） 灰分（Aar ） 固定碳（Car ） 热值（Qar/kJ/kg ）
% 2.06 4.69 15.14 78.11 27756.5
2、煤灰化学成分：
2SiO 32O Al 32O Fe C a O MgO 烧矢量 合计 % 47.52 34.85 5.94 4.39 1.81 0 94.51
1.2.1.2气象条件
1、气温：绝对最低温度：—22.6℃、绝对最高温度：40.6℃、平均气温：14℃、降雨量：年平均降雨量 689.9mm 、最大月降雨量：445.6mm （雨量主要集中在6-8月份）
2、相对温度：最高：100%、最低：1-4%、平均：72%
3、最大冻土深度：24cm
4、最大积雪深度：25cm
5、风向：本地区风向年频率见“风玫瑰图”。夏季多东南东风向，最大风速19.3米/6秒。
1.2.1.3水文、工程地质资料
1、洪水位最大标高：海拔33.58米（1963年9月8日），地区水利部门下达设计指标为34米。
2、经钻孔勘测未发现溶洞，裂隙和断层。
3、地震等级：国家地震局、武汉地震大队71年6—7调查。该地区几十年内地地震烈度定为7度。 1.2.2.3储量计算
㈠石灰石矿石的工业指标：根据矿区实际情况确定其技术指标为： a 、最低储量计算标高采用该地区地平面标高32米（历年来未被水淹没）。 b 、开采场边坡角采用 60°，由于矿山为一整体，大部分在开采时可完全采完，故在这些地段不考虑边坡角。 c 、储量计算参数的确定：
①、石灰石氧化镁含量不大于2.5%，氧化钙大于48%者划为矿石。 ②、矿石体重：经大小体重测定其范围在2.64—2.691吨/米2
㈡经过计算求得，
C1级贮量6503万吨
C2级贮量2985万吨
表1-2 矿石物理性质试验数据：
矿区矿石体重测定如表1-3所示，
表1-3 矿石体重测定结果表：
说明：1号为鲕状灰岩大体重样，4号为块状灰岩大体重样8号无代表性未参加平均体重计算表。
1.2.3厂址的选择
1.2.3.1概述
水泥厂厂址选择工作是可行性研究工作的重要环节，在提交可行性研究报告的同时，应同时提交厂址选择报告。工业企业及其所属工人村的建设地选择是工厂建设的重要环节。厂址选择的合理与否，将直接影响工厂建设的投资建设进度，同时也长期影响工厂投资后的生产、管理和工厂今后的发展。因而，对于新建项目的厂址选择，必须予以足够的重视。厂址选择工作，一般是由负责编制可行性研究的单位按厂址选择不同阶段的要求，提出工程水
文地质初堪、地形的测量、环境影响初评、厂外交通供水供电供油等。具备以上条件后，由筹建单位组织各有关部门进行厂址预选工作。可行性报告编制单位应根据项目建设和生产的各项要求进行技术、经济和社会等因素的全面分析论证，经多方案比较后，推荐最佳厂址方案和后备厂址方案以及生活区位置，提交厂址选择报告，报主管部门终审。
厂址选择工作是一项综合性工作，需要有关专业有经验的技术人员参加，一般包括：技术经济专业、总图运输专业、原料专业、采矿专业、工艺专业、水道专业、环保专业、电气专业等。
a、工厂总平面布置应有以下指标：
⑴工厂和工人村占地面积；
⑵用水及用电量；
⑶生产用的基本原料、燃料数量；
⑷运入及运出的物料周转量；
⑸建厂用的主要建筑材料用量；
⑹工厂及工人村的基建投资以及必要的各项扩大技术经济指标等。
b、影响厂址选择的主要因素：
⑴厂址靠近主要原料基地；
⑵厂址靠近铁路接轨车站；
⑶在有水运条件的地区，应尽量考虑利用水运及建设码头的可能性，厂址最好靠近主航道的一侧；
⑷厂址尽量靠近水源；
⑸厂址应靠近电源；
⑹厂址应有足够的建厂场地，但必须坚持贯彻国家节约用地方针政策。尽可能利用荒山野地。
⑺厂址地形最好是宽阔平坦，并捎带倾斜，以利简化工厂的竖向布置与减少平地的土石方量，并利于排水；
⑻工程地址条件。尽量避免死断层、溶洞、滑坡等；
⑼水文地质条件；
⑽雨水、污水排出的可能；
⑾地震，一般6级以下地区不考虑防震措施，6度以上地区要考虑设防震和抗震措施。9度以上地区不宜建厂；
⑿大件设备的运输；
⒀合理确定工人村建设场地；
⒁与其他方面协作。
c、厂址选择报告的内容和深度要求：
⑴厂址选择的依据；
⑵各厂址的具体位置、地形、地势和占用土地情况；
⑶各厂址的建设条件、交通情况、工程、水文地质、地震烈度、供电供水、防洪要求和施工条件等；
⑷工厂的位置和居民区、车站、矿山、附近居民点或企业之间的关系是否合理；
⑸对环境保护和生态平衡的预评价；
⑹协作条件；
⑺各厂址建设投资和经营费用的比较；
⑻各厂址建设工期的估算；
⑼各厂址优点和缺点的综合评论；
⑽推荐方案及其理由；
⑾附表1（各种方案对比表）
⑿附图（工厂总平面图、各厂址方案的区域位置图）。
1.2.3.3矿山矿石质量
矿山矿石质量良好，化学成分稳定，一般氧化钙含量多在52%以上，氧化镁含量多低于1.5%，其他有害杂质含量低。矿石中未发现游离二氧化硅及其矿物。矿床储量大，已探明的C1+C2级储量9488万t（其中C2级6503万t）所探明的储量和工作程度完全满足铜山县办好水泥厂的要求。
1.2.3.4地形图（见附表）
1.2.3.5方案比较（如表1-5所示）
表1-5 三中方案的综合比较
从以上比较情况可见，综合实际和各方面的情况来考察，以C方案为最佳方案。
1.3窑的选型及标定
回转窑系统的设计，是根据原料和燃料情况、生产的水泥品种和质量、工厂的自然条件和生产规模来确定窑系统的类型和尺寸，或对已建成的窑进行产量标定，以及计算单位产品的燃料消耗量，在窑的产量和燃料消耗量确定后，对回转窑系统的重要配套设备，如预热器、分解炉、冷却机等设备进行设计选型。
1.3.1窑的标定的意义
水泥厂设计过程中，当窑型与规格一旦确定之后，窑产量的标定是选择
生产系统设备，计算工厂的烧成能力，和熟料年产量的依据，同类窑在不同的生产条件下，其产量差异相当大，即使同一规格的窑，由于煅烧制度不同，产量也有较大的差别。
窑产量应该是工厂生产能力的限制因素，在窑以前的所有生产车间的生产能力，均以窑的产量为依据进行计算。窑产量标定过高或过低，均将产生不良后果，如标定过高生产中窑长期达不到设计产量，则浪费辅助设备的生产能力，降低工厂的经济效益；如果产量标定过低，生产中，窑很快大大超过设计产量，不仅使建厂经济效益降低，而且由于配套其它设备的生产能力限制，窑本身的生产能力也得不到正常发挥。 1.3.2 窑的选型计算
根据《水泥工业热工设备》P107确定生产能力为日产5000t 的熟料预分解回转窑筒体的尺寸。
① 根据要求的生产能力由（图2-98）查得：
回转窑的有效直径 D =4.8m ② 则回转窑的衬砖内径D i ：D i =D-2δ
当D ≤4m 时，δ=0.15m 当4m ＜D ≤5m 时，δ=0.18m 当5m ＜D ≤6m 时，δ=0.2m 当D ＞6m 时，δ=0.23m 所以D i =D-2δ=4.8-2?0.18=4.44m
③ 再由《水泥工业热工设备》P110的图（图2-100、图2-101、图2-102）查得：
单位容积产量 2.74~4.92v m =，取平均值3.83t/m 3
2日
单位表面积产量F m =126～228，取平均值177kg/m 22h 单位截面积产量A m =9.0～14.0，取平均值11.5 t/m 22h ④再由公式 D i =0.096
V F
m m L=24V
m m A
L/D=250F A m m L ——窑的筒体长度m ，
得：D i =0.0963（177/3.83）=4.44m L=243（11.5/3.83）=72.06m L/D=2503（11.5/177）=16.24
考虑衬砖厚度D=D i +2δ=4.44+0.232=4.84m
考虑窑体数据应取整数，确定回转窑筒体内径为4.8m ，长度为72m 。 φ4.8372回转窑的窑型技术参数如表1-6所示，
说明：* 表示该回转窑配窑外分解系统。
1.3.3 回转窑产量的标定 1.3.3.1 用经验公式计算
查《新型干法水泥厂工艺设计手册》所得回转窑产量标定公式， 回转窑技术规格如下：
内径 D ＝4.8m ；有效长度 L ＝72m ；因4m ＜D ≤5m ；所选用耐火砖厚度为δ＝0.18m 。
有效内径D i ＝D －δ2＝4.8－230.18＝4.44m
2.3280.68018.495i G D L = 2.3280.68018.495 4.4472=??5005/t d = 1.
3.3.2 实际例子（现实生产中Φ
4.8×72窑的产量）
辽宁工源水泥（集团）有限责任公司、湖南11海螺水泥有限公司、冀东水泥厂、枣庄市金源水泥粉磨有限公司 、中材亨达水泥有限公司、铜陵海螺水泥有限公司、烟台东源水泥有限公司等厂家应用Φ4.8372回转窑组成日产熟料5000吨的干法烧成线，且达到预期效果；上海新建重型机械有限公司、江苏鹏飞集团股份有限公司、徐州天圣重工机械设备有限公司都定义Φ4.8372窑外分解系统回转窑日产熟料量为5000吨。 1.3.3.3 结论
回转窑的产量是确定工厂生产规模、原料、燃料消耗定额和全厂设备选型设计的依据，因而是水泥厂设计的重要指标。
除了窑的类型和尺寸外，影响回转窑产量的因素很多，特别是近年来，随着生料预均化系统的完善，悬浮预热与窑外分解技术的不断发展，电子计算机过程控制的广泛应用和科学管理的加强，使窑的单位产量指标有所提高。因此对设计中已确定的回转窑，必须进行产量的标定。
产量的标定应该是在确保优质、低消耗、长期安全运转的情况下，窑所能达到的合理产量。如果对窑的产量标定过低或过高，均会使整个系统不配套，生产操作出现不平衡。利用经验公式计算窑的产量，是标定产量的主要方法，另外还需要根据工厂具体条件和我国实际生产水平进行综合考虑。
科技在不断进步，水泥厂管理水平也日益提高，生产线的逐步完善将使
窑的生产能力进一步提高，结合厂家生产和重工机械公司给出的技术参数，这里标定窑的产量为5000t/d （或208.3t/h ）。 1.3.3.4 窑的年利用率
不同窑的年利用率可参考以下参数：湿法窑 0.90；传统干法窑 0.85；机立窑 0.8～0.85；悬浮预热窑、预分解窑 0.8～0.82。
所以年利用率 η=310/365=0.85 1.3.3.5 烧成系统的生产能力：
熟料的小时产量：1208.3/h h Q nQ t h ?== 熟料的日产量：245000/d h Q Q t d == 熟料的年产量：8760155.125/y h Q Q t y η== 1.3.3.6 确定窑的台数： 利用公式n=
8760y h l
Q Q η? 计算台数，
式中：n ——窑的台数
Q y ——要求的熟料年产量（t/年）
Q h 2l ——所选窑的标定台时产量（t/台2时）
η——窑的年利用率
所以n==1.0，故窑的台数取1台。
1.3.3.7 确定窑的烧成热耗
对新建窑确定燃料消耗量，计算单位熟料热耗是分析窑系统热工性能，为优质、高产、低耗及节能技改提供科学的依据。
窑的单位热耗是指窑系统生产单位熟料产量的实际烧成热耗。由于熟料在煅烧过程中损失了大量的热量，如废气和熟料带走的热焓、窑体向外界散失的热量、湿法生产中蒸发料浆水分的热耗量等等。因此窑的实际热耗比理论热耗高得多。
不同窑型对应的烧成热耗如表1-7所示，
表1-7 窑型与熟料烧成热耗（A ）
实际厂家的例子如表1-8所示，
表1-8 实际厂家的例子
以上两个表可以看出，熟料烧成过程所消耗的实际热量与煅烧全过程有关，除涉及到原、燃料性质和回转窑（包括分解炉）外，还与废气热回收装置（各类预热器或余热锅炉、余热烘干等）和熟料余热回收装置（各类冷却机）等有关。结合《水泥厂设计规范》的相关要求后，综合考虑确定热耗为3100kJ/kg。
1.4确定石膏和混合材掺量
1.4.1概述（石膏）
硅酸盐水泥以其力学性能稳定，原料来源广泛，制造成本低廉等诸多优点，多年来一直占据着建筑工程材料的主导地位。
传统的硅酸盐水泥材料固有的韧性差、水化热高、抗冻、抗渗、抗腐蚀性差等缺点，愈来愈不适应混凝土发展的需要。
石膏作为水泥的缓凝剂，用于调节水泥似的凝结时间，也可以增加水泥的强度，特别对矿渣水泥作用更明显。石膏也可作矿化剂用于熟料煅烧，对提高熟料产量和质量有明显的效果。石膏的质量控制，应该进厂一批，取样化验一次。一般情况下，测定石膏中的SO3含量就可以了。根据SO3的含量计算水泥中石膏的掺入量，如磨石膏粒度不应大于30mm，一般应有20天的储存量，使用的石膏和硬石膏的质量应符合国家标准规定的技术要求。
除石膏的掺量外，石膏的品种也会影响水泥的水化进程。内川浩研究指出，石膏的溶解度与水泥中Ca2+、Al3+浓度之间维持良好的平衡是很重要的。不同品种的石膏具有不同的溶解度和溶解速度。沈梅非等研究了不同形态石
膏在蒸馏水和饱和石灰水溶液中的溶解度（见表1-9）
注：试验温度为20～22℃
参考资料：
内川浩、宇智田俊一郎。ヅエツトセメリトとせつ，石膏と石灰1972（118）。 沈梅非等。双快型砂水泥中不同石膏形态的研究[J]，硅酸盐学报，1982（9）。 1.4.2 石膏的分类：
GB/T 5483《石膏和硬石膏》国家标准中对石膏和硬石膏矿产品按矿物组分分为两类：
G 类：称为石膏产品。该产品以二水硫酸钙（CaSO 422H 2O ）的质量百分含量表示其品位。
M 类：称为混合石膏产品。该产品以无水硫酸钙（CaSO 4）与二水硫酸钙（CaSO 422H 2O ）的质量百分含量之和表示其品位，
2CaSO4
0.80CaSO4+CaSO42H O
＜ （质量比）
。 1.4.3 技术要求：
GB/T 5483《石膏和硬石膏》国家标准中规定的技术要求是： （1）附着水：产品附着水不得超过4%（m/m ）。
（2）块度尺寸：产品的块度不大于400mm 。如有特殊要求，由供需双方商定。
（3）分级：各类产品按其品位分级，并应符合表1-10的要求。
表1-10 石膏的标准要求
1.4.4 确定石膏的含量
取SO 3=1.6，则需要的 1.6
440%==石膏的含量
，即石膏的掺入量为4%。 1.4.5 混合材概述
为了增加水泥产量，节约能源，降低成本，改善和调节水泥的某些性能，综合利用工业废渣，减少环境污染，在磨制水泥时，可以掺加数量不超过国家标准规定的混合材料。
混合材按其性质可以分为两大类：活性混合材料和非活性混合材料。 凡是天然的或人工制成的矿物质材料，磨成细粉，加水后其本身不硬化，但与石灰加水调和胶泥状态，不仅能在空气中硬化，并能继续在水中硬化，这类材料称为活性混合材料或水硬化混合材料。
生产通过水泥时，国家标准规定的活性混合材料主要有以下三类： （1）粒化高炉矿渣（GB/T203），粒化高炉矿渣粉（GB/T18046）。 （2）粉煤灰（GB/T 1596）。
（3）火山灰质混合材（GB/T 2847）。
非活性混合材料，又称填充性混合材，其活性指标不符合以上技术标准要求的粉煤灰、火山灰质混合材料和粒化高炉矿渣等及石灰石和砂岩。 1.4.6 混合材的掺量
本次设计决定掺加5%的矿渣作为混合材。
我国水泥工业生产中使用的混合材料基本有两大类：粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料。水泥中混合材掺量按质量百分比计：活性混合材掺加量为＞5%且≤20%，其中可以用不超过水泥质量8%的非活性混合材料或不超过水泥质量5%的窑灰来代替。根据《中华人命共和国国家标准》（GB172-2007）对通用硅酸盐的规定，P 2Ⅱ型硅酸盐水泥熟料+石膏所占组分≥95%，粒化高炉矿渣或石灰石等混合材≤5%。
1.4.7 粒化高炉矿渣的技术指标（见表1-11）
表1-11 粒化高炉矿渣的技术指标
232=Al O SiO 活性系数 232CaO =MgO Al O SiO MnO
+++质量系数
222343.1610.78
1.205
32.7812.00CaO MgO SiO Al O ++=
==++碱性系数 23212.00
0.36632.78Al O SiO =
==活性系数
232CaO 43.1610.7812.00
= 1.97
32.780.63MgO Al O SiO MnO ++++==++质量系数
1.5 配料计算
1.5.1 确定率值 1.5.1.1 什么是率值
我国目前硅酸盐水泥熟料采用饱和比（KH ）、硅酸率（SM ）、铝酸率（IM ）三个率值控制熟料质量。KH 表示熟料中SiO 2被CaO 饱和成C 3S 的程度，KH 值高，硅酸盐矿物多，溶剂矿物少，熟料中C 3S 含量越高，强度越高；SM 表示熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比值，SM 高，煅烧时液相量减少，出现飞砂料的可能性增大，增加煅烧难度；IM 表示熟料中溶剂矿物C 3A 和C 4AF 的比值，IM 高，液相黏度大，难烧，但明显提高了熟料的三天强度和扩大了烧成范围，IM 低时黏度较小，对形成C 3S 有利，但烧成范围窄，不利于窑的操作。
预分解窑的热工特点，一是回转窑转速高，物料翻滚次数多，具有传热传质速度快的特点；而是采用预热预分解系统，物料预烧好，固相反应集中；三是采用高效冷却机，使熟料冷却速度快，熟料质量高。 对预分解窑熟料率值选取可参考表1-12、1-13，
表1-12国内外预分解窑熟料率值、矿物组成范围
注：习惯提法，高饱和比（KH=0.94±0.02）、中饱和比（KH=0.90±0.02)；
高硅酸率（SM=2.4~2.8）、中硅酸率（SM=2.0~2.3）、低硅酸率（SM=1.6~1.9）；
高铝氧率（IM=1.0~1.3）、低铝氧率（IM=1.4~1.6）；
表1-13硅酸盐水泥熟料配料率值和矿物组成建议范围
根据统计资料，为保证熟料正常烧成（易烧结而不结块)和水泥良好的物理性能（凝结正常、快硬高强和安定性良好），硅酸盐水泥熟料的主要氧化物控制范围应是：CaO 62%~67%,SiO2 20%~27%,Al2O3 4%~7%,Fe2O3 2.5%~7%。
1.5.1.2结论
查《新型干法水泥工艺设计手册》新型干法生产的熟料率值一般控制在：KH=0.90±0.02，SM(n)=2.6±0.1,IM(p)=1.6±0.1，
综上所述，最终率值的确定如下：KH=0.90，SM=2.5，IM=1.5。
配料方案分析，如表1-12所示，这种配料方案，用较低的铝氧率，液相黏度低，能很好的完成C
2
S吸收游离石灰的过程。高硅酸率有利于增加硅酸盐矿物总量，为提高熟料各龄期强度创造条件，相应溶剂矿物总量减少，熟料易烧性低，但由于窑内火焰温度高，且窑内物料需热量烧，高硅酸率的生料时可以烧成的。在高硅酸率下，饱和比无需太高就能达到高的C3S值。1.5.2 计算粉煤灰掺入量
利用下列公式
100y
y DW
qA R
S
Q
，
q 的取值前面已确定，取 q=3100kJ/kg 熟料 ，
∴310021.80100
2.9810023405.71S ??=
=?
式中： S ——煤灰掺入量，以熟料百分数表示（100%）
y
DW Q ——煤的应用基低热值（kJ/kg 煤）
y A ——煤的应用基灰分含量（%） q ——熟料烧成热耗（kJ/kg 熟料）
R ——煤灰沉落度（%），当窑后有电收尘且窑灰入窑时取
100%，
当窑后不设电收尘且窑灰不入窑时，可参考表1-14选择煤灰沉落率：
表1-14 不同窑型不设电收尘时的煤灰沉落率
注：① 以上煤灰沉落率均为无电收尘器时的数值。 ② 有电收尘器时，煤灰沉落率为100%（以上均是）。
1.5.3 计算物料平衡
（1）率值由以上述定为 KH=0.90,() 2.5n SM =,() 1.5p IM =。 （2）设96.5%∑=
23(2.81)(1) 2.65 1.35Fe O KH IM SM IM ∑
=
++++
96.5%
3.531565%
(2.80.901)(1.51) 2.5 2.65 1.5 1.35=
=?+?+?+?+
2323 1.5 3.531565% 5.297347%Al O IM Fe O =?=?=
22323() 2.5(3.531565% 5.297347%)22.07228%SiO SM Al O Fe O =+=?+=
22323()96.5%(22.07228% 5.297347% 3.531565%)65.59881%
CaO SiO Al O Fe O =∑-++=-++=
∑——设计熟料过程中Al 2O 3、Fe 2O 3、CaO 、SiO 2四种氧化物含量的总和，一般在97%左右。 （3）煤灰掺入量 S=2.98%
（4）以100kg 熟料为基准列表1-15用递减式凑法计算如下：
表1-15 熟料平衡计算表
128.6
100%84.71673%
128.613.6 4.7 4.9=?=+++干石灰石
13.6
100%8.959157%
128.613.6 4.7 4.9
=?=+++砂岩
4.7
100% 3.096179%
128.613.6 4.7 4.9
=?=+++粉煤灰 4.9
100% 3.227931%
128.613.6 4.7 4.9=?=+++铁粉
表1-16 熟料平衡计算检验
则熟料的率值计算如下：
1.650.3565.62095 1.65 5.301170.35 3.515819
0.897824
2.8 2.822.13426c c c C C A F KH S ---?-?=
=?
22.13426 2.510411
5.30117 3.515819C c C S SM A F =
==++ 5.30117 1.5078053.515819C C A IM F =
==
经过以上计算过程，三个率值均在允许的误差范围内，所以计算结果正确。 （5）计算熟料矿物组成：
322.8(32) 3.822.13426(30.8978242)58.328%C S SiO KH =-=???-= 228.60(1)8.6022.13426(10.897824)19.450%C S SiO KH =-=??-= 323232.65(0.64) 2.65(5.301170.64 3.515819)8.085%C A Al O Fe O =-=?-?= 3233.04 3.04 3.51581910.688%C AF Fe O ==?= （6）干原料质量比为：
干石灰石=84.71673% 干粉煤灰=3.096179% 干砂岩=8.959157% 干铁粉=3.227931%
（7）有害成分计算和评定：
MgO 含量：
石灰石中：84.71673%30.55%=0.466% 粉煤灰中：3.096179%30.62%=0.019%
砂岩中：8.959157%31.24%=0.111% 铁粉中：3.227931%31.66%=0.0536%
∑=0.466%+0.019%+0.111%+0.0536%=0.6496%，
符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥标准》中规定的水泥中MgO 含量不得大于5%（通过水泥压蒸试验并合格可放宽至6%），所以该配料方案可取。 （8）各原料的含水量：
石灰石1%，粉煤灰0.5%，砂岩3%，铁粉4%。
所以：
84.71673
100%85.57246%
1001=
?=-湿石灰石 100% 3.111738%
?=3.096179
湿粉煤灰=100-0.5
100%9.236244%
?=8.959157
湿砂岩=100-3 100% 3.362432%
?=3.227931
湿铁粉=100-4
将上式质量比换算为百分比：
100%84.48858%
?=85.57246
湿石灰石=85.57246+3.111738+9.236244+3.362432
100% 3.072324%
?=3.111738
湿粉煤灰=85.57246+3.111738+9.236244+3.362432
100%9.119256%
?=9.236244
湿砂岩=85.57246+3.111738+9.236244+3.362432
100% 3.319843%
?=3.362432
湿铁粉=85.57246+3.111738+9.236244+3.362432
四舍五入取：湿石灰石=84.49%
湿粉煤灰=3.07% 湿砂岩=9.12%
湿铁粉=3.32% （9）烧成系统的生产能力计算
1:208.3/h h Q nQ t h ?==熟料的小时产量 :245000/h h Q Q t d ==熟料的日产量
:8760155.125
h h Q Q t y η==熟料的年产量万 （10）工厂的生产能力（工厂决定卖出40%的熟料，只60%熟料用于水泥生
产）
1001003
:60%208.360%133/10010045h h p G Q t h
d e --=
?=??=----水泥小时产量
243190/
h G t d ==d 水泥的日产量:G 8760918080h G t y η==y 水泥的年产量:G
式中：d ——水泥中石膏的掺入量，为4%，
e ——水泥中混合材（矿渣）的掺入量，为5% p ——水泥的生产损失（%）可以取为1~3%，取3%。
1.5.4 原燃料消耗定额的计算 1.5.4.1 原料消耗定额
（1）考虑煤灰掺入时，1t 熟料的干生料理论消耗量：
100100 2.98 1.5194/10010036.14534T S K t t I --===--熟料
式中：T K ——干生料理论消耗量（t/t 熟料），
I ——干生料的烧失量（%）
， S ——煤灰掺入量，以熟料百分数表示。
（2）考虑煤灰掺入时，1t 熟料的干生料消耗定额：
100100 1.5194
1.5347/1001001
T K K t t p ?=
==--生生熟料
1.26665%
????=84.490.01+3.070.005+9.120.03+3.320.04
湿生料的总水分=
100
1.5347
1.5544
100 1.26665K ==-原生
式中：K 生——干生料消耗定额（t/t 熟料），
P 生——生料的生产损失（%）
，取1%。 （3）各种干原料的消耗定额：
1.534784.71673% 1.3002/K K X t t ==?=石灰石生石灰石熟料
1.3002
1.3133/1000.01K t t =
=-原石灰石熟料
1.5347 3.096179%0.0475/K K X t t ==?=粉煤灰生粉煤灰熟料
0.0475
0.0477/1000.005
K t t =
=-原粉煤灰熟料
1.53478.959157%0.1375/K K X t t ==?=砂岩生砂岩熟料
0.1375
0.14175/1000.03
K t t =
=-原砂岩熟料
1.5347 3.227931%0.0495/K K X t t ==?=铁粉生铁粉熟料
0.0495
0.05156/1000.04K t t =
=-原铁粉熟料
1.5.4.2 干石膏消耗定额：
1001004
0.0444/(100)(100)(10045)(1001)d d d K t t d e p ?=
==------熟料
式中：K d ——干石膏消耗定额，
d ，
e ——表示石膏掺入量（4%）
，混合材掺入量（5%）， d P ——石膏的生产损失，取1%。
1.5.4.3 干混合材的消耗定额
矿渣：1001005
0.0555(100)(100)(10045)(1001)e e K d e P ?=
==------e （t/t 熟料）
0.0555
0.0653/
10.15e K t t =
=-原熟料
式中：K e ——矿渣消耗定额，
d ，
e ——表示石膏掺入量，混合材掺入量，
e P ——矿渣的生产损失，取1%。
1.5.4.4 烧成用干煤消耗定额和烘干用煤消耗定额
100100(25)(23405.71251.71)23856.40(//)100100 1.71g y
y DW DW y
Q Q w Qar kJ kg w =+=+?=--
1001003100
0.1355/(100)23856.40(1001)g
DW q K t t Q P ??=
==-?-1f f 熟料（t/t 熟料）
11000.1355
0.13786/100 1.71f K t t ?=
=-湿熟料
式中：1f K ——烧成用干煤消耗定额（t/t 熟料），
q ——熟料烧成热耗（kJ/kg 熟料）
， g
DW
Q ——干煤低位热值（kJ/kg 熟料）， f P ——煤的生产损失%，取1%。
在新型干法的实际生产过程中，回转窑的用煤量为总烧成用量的40%左
右，而分解炉的为60%左右，则60
40
159.0=
-X X 推出0.0542X =（t/t 熟料） 式中X 表示回转窑用的煤
则分解炉中所用的煤为（t/t 熟料） 矿渣烘干：
2122100
100100f g DW f
q M W W K Q W Q P -=???
--烘湿烧
5000t/d水泥熟料生产线烧成车间工艺设计 摘要 本设计详细地论述了日产5000吨水泥熟料新型干法水泥厂整个生产工艺流程，生产P·O42.5、P·C42.5两种品种水泥。根据产品要求进行熟料矿物组成设计和配料计算；完成了物料平衡、主机平衡及储库这三大平衡计算，由物料平衡确定主机选型以及由储库平衡来确定堆场、堆棚和圆库的规格。根据设计要求进行重点车间工艺计算和主要设备选型，合理安排车间工艺布置。同时编写说明书。工艺布置应做到生产流程顺畅、紧凑、简捷。力求缩短物料的运输距离，并充分考虑设备安装、操作、检修、和通行的方便，以及其它专业对工艺布置的要求。 关键词：水泥，配料计算，平衡，选型
THE DESIGN OF CEMENT FACTORY THAT ITS DAILY CLINKER PRODUCTION IS 5000 TON ABSTRACT This design is discussed in detail the nissan 5000 tons of cement clinker NSP cement plant in the whole production process, production P·O42.5, P·C42.5 two varieties of cement. Design include clinker mineral composition design and ingredients calculation; Balance process calculation; The production process instructions; Factory layout. Determined by material balance by nnderground selection and host todetermine the depot, balance of tents and circular library specifications. According to the design requirements for key workshop process calculation and major equipment selection, reasonable arrangement of workshop process arrangement. While writing instruction. Process arrangement should be accomplished production flow smoothly, compact, simple. Strive to shorten the distance, and the transport materials full consideration of equipment installation, operation, maintenance, and traffic convenience, and other specialized to process arrangement demands. KEYWORDS：Cement, balance, selection, decomposition furnace
《水泥工艺技术》实验教学大纲 【实验教学目的和要求】 按照我校制定的培养目标，学生毕业后能尽快上岗，缩短毕业后的适应期，在校学习期间，既要注重专业理论的学习，更要侧重学生动手能力的培养。《水泥工艺技术》实验环节教学目的是使学生掌握水泥生产过程的程序和方法、水泥质量检验和管理的基本技能。本课程设计了两个综合实验，将水泥生产过程程序串接在一起，随着教学进程分阶段完成，既让学生了解了水泥生产程序和操作要点，又了解了不同配料方案对水泥生产过程和质量的影响。通过本课程的实验，使学生加深对水泥生产程序的理解，加深对水泥质量管理方法的理解，并掌握水泥物理性能检验的具体操作技能。 【实验教学内容与课时安排】
【实验教学的考核与评价】 由任课教师和实验指导教师共同对学生实验操作、实验结果和实验报告进行评分，计入该门课程的总成绩，比例为30%。 实验一光片的制备 【实验教学目的】 通过本部分的实验，使学生了解光片的制作过程，初步掌握制片基本技术。 【实验教学地点】 校内岩相实验室 【实验资料来源】 教研室自编教材、资料 【实验教学要求】 1．了解光片的制备过程； 2．每人至少制备一个硅酸盐水泥熟料的硫磺光片。 【考核要点】 学生所制光片的质量 【实验教学的内容和步骤】
在教师的指导下，按照实验教材的内容和步骤对以上内容进行实验。 实验二反光显微镜的构造与调节 【实验教学目的】 通过本部分的实验，使学生熟悉反光显微镜的原理、构造；学会反光显微镜的调节。【实验教学地点】 校内岩相实验室 【实验资料来源】 教研室自编教材、资料 【实验教学要求】 1．熟悉反光显微镜的原理、构造、附件、用途及使用须知； 2．学会反光显微镜的调节与教正； 3．学会反光显微镜的维护保养； 【考核要点】 反光显微镜的构造、调节 【实验教学的内容和步骤】 在教师的指导下，按照实验教材的内容和步骤对以上内容进行实验。
5000t水泥厂设计说明书 设计总说明 水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。自水泥投入工业生产以来，水泥窑的发展经历了立窑、干法中空窑、湿法窑、悬浮预热器窑、预分解窑五个阶段。世界上用回转窑煅烧水泥是在1884年，我国于1996年建成第一台回转窑。20世纪70年代初，国际上出现了窑外分解新技术，使入窑生料碳酸盐的分解率从悬浮预热器窑的30%左右提高到90%左右，减轻窑内煅烧带的热负荷，缩小了窑的规格，减少了单位建设投资，窑衬寿命延长，减少了大气污染。20世纪90年代国际上以预分解烧成技术为主，进一步优化系统内各项装备技术，提高产量和质量，降低热耗和电耗，以提高劳动生产率，降低产品成本，增加经济效益，同时扩大原燃料的适用范围和减少粉尘及有害气体的排放，保持可持续发展。 我国新型干法水泥生产技术和装备水平已与国际先进水平相接近，但整体水平还存在较大差距。一方面，目前我国水泥熟料生产线的平均规模较小，水泥熟料生产工艺多样，各种生产工艺与技术装备水平之间差异较大。另一方面，新型干法水泥熟料的生产工艺中，技术与装备水平参差不齐，既有达到世界先进水平的生产线，也有一批规模较小的熟料生产线。这些规模较小的生产线的技术装备水平仍然不高，各项技术经济指标也比较落后。因此，从突破性转变到实现根本性转变，还要付出长期艰苦的努力。 根据国家制定的“十一五”计划及2010年远景目标，今后我国水泥工业的发展方针是控制总量、调整结构、提高效益和注重环保。新增大中型新型干法窑生产能力5000万吨，逐步淘汰年生产能力在4. 4万吨及以下的立窑水泥厂，原则上不再建立窑生产线，鼓励支持有实力的大水泥企业通过股份制及吸收外资等形式组建和发展大型企业集团，积极消化吸收引进的水泥技术装各。大力支持发展2000t/d以上的(特别是4000t/d及以上)新型干法生产线。而5000 t/d熟料预分解生产线在我国各设计院技术已达成熟，很适合我国水泥工业发展现状。 目前，5000t/d熟料生产线已成为我国具普遍意义的设计课题之一。设计要求依据建厂资料设定目标水泥产品，经过配料计算、物料平衡计算、主机设备选型和平衡计算、主要车间工艺设计、全厂工艺平面布置及绘图等环节，重点进行窑尾烧成车间的工艺设计。 本设计的指导思想是：在给定建厂条件下，按照生产要求选用合理的生产工艺，通过合理的设备选型及较优的配方，配合采用先进合理的水泥工艺外加剂技术，以期生产出质量优良的水泥产品。同时量力采用先进的设计、新工艺、新技术与新设备，采用清洁的能源和原燃料，节省能源，提高资源的利用率，达到设
唐 山 学 院 毕 业 设 计 设计题目：日产5000吨新型干法水泥厂生料粉磨车间工艺设计 系 别：_______________________ 班 级：_________________________ 姓 名：_________________________ 指 导 教 师：_________________________ 2013年 6月 6 日 环境与化学工程系 10材料工程技术（2）班 刘臻
日产5000吨熟料新型干法水泥厂生料粉磨车 间工艺设计 摘要 本设计任务是设计日产熟料5000吨的水泥厂。设计过程经过厂址的选择、全厂的布局、窑的选型、物料的平衡计算、各个车间工艺设计及主机选型、物料的储存和预均化、生料粉磨车间设计。 生料采用预化库储存，新型干法水泥生产技术，原料和燃料均采用预均化，粉磨大部分采用立磨，烧成采用预分解窑并考虑了余热发电，出厂以散装为主，袋装为辅。 关键字：水泥新型干法生产生料粉磨
Nissan 5000 tons of clinker NSP cement raw meal grinding workshop process design Pick to This design task is to design nissan 5000 tons of cement clinker. Design process by selecting the site of factory, factory layout, kiln type selection, material balance calculation, each workshop process design and host selection, material storage and homogenization, raw meal grinding workshop design. Raw materials adopt advance library storage, NSP cement production technology, raw materials and fuel adopt advance homogenization, grinding, most of them adopt vertical mill with precalcining kiln firing and considering the waste heat power generation, the factory is given priority to with bulk, bagged is complementary. Key words: cement NSP production r aw meal grinding
5000t/d水泥生产线纯低温余热发电项目 基本设计方案 ××××年×月×日
目录 一、项目概况 (1) 二、余热条件 (1) 三、发电系统主参数的确定 (1) 四、余热发电工艺流程简述 (2) 五、余热锅炉与水泥生产工艺系统的衔接 (3) 六、工程条件 (4) 七、主要技术指标 (6) 八、项目定员 (7) 九、工程进度计划 (7)
一、项目概况 ××公司现有一条5000t/d新型干法水泥熟料生产线，为充分回收利用水泥生产线窑头、窑尾的余热资源，缓解日益紧张的电力供求矛盾，本工程拟对水泥熟料生产线建设一套装机容量均为10MW的纯低温余热发电系统，力求做到充分利用工艺生产余热，达到节约能源，降低能耗，提高企业经济效益的目的。 二、余热条件 依据以往的工程经验，对生产线的烟气参数进行了整理。 单条5000t/d水泥熟料生产线余热条件如下： 1）窑尾余热锅炉 窑尾预热器出口废气量：330,000Nm3/h 进锅炉废气温度：340℃ 余热锅炉出口温度：220℃（进原料磨烘干原料） 含尘浓度（进口）：80g/Nm3 2）窑头余热锅炉 熟料冷却机抽气口废气量：220,000Nm3/h 进锅炉废气温度：380℃ 余热锅炉出口温度：85℃ 含尘浓度（进口）：≤8g/Nm3（设置预除尘装置） 三、发电系统主参数的确定 根据目前纯低温余热发电技术及装备现状，结合水泥窑生产线余热资源情况，本工程装机采用纯低温余热发电双进汽技术。采用双进汽系统的主要目的是为了提高系统循环效率。使低品位的热源充分利用，获得最大限度的发电功率，降低窑头(AQC)双蒸汽余热锅炉的排气温度；其次，双进汽系统的二级蒸汽经过过热，保证汽轮机内的蒸汽最大湿度控制在14％的以下，使汽轮机末级叶片工作在安全范围内，提高机组的效率；再次，双进汽系统的低压蒸汽可用于供热、洗浴等方面，在烟气余热变化较大时，可不进行补汽，提高了系统运行灵活性。 5000t/d生产线10MW余热发电系统： SP炉：主蒸汽压力1.7MPa，主蒸汽温度320±10℃，产汽量为23.9t/h；
第一章绪论 1.1 概述 水泥工厂设计是水泥工厂土建施工、投产后正常生产和未来发展的前提基础，最直接关系到水泥厂的投资成本和效益回报，具有至关重要的低位和意义。而水泥工厂设计的核心就是工艺设计，包括生产工艺流程的选择和工艺设备的选型及布置。 新型干法水泥生产经过多年的技术攻关和生产实践，在我国已经实现了5000T/D的国产化，并在投产后迅速达标。各设计院利用自己的核心技术优化烧成系统，能耗均能达到国际先进水平的。新型干法是以旋风预热器-分解炉-回转窑-篦冷机系统（既“筒-管-炉-窑-机”）为核心，使水泥生产过程具有高效、低耗、绿色环保和大型化、自动化的特征。同时有效降解利用生活垃圾、工业废渣和有毒有害废弃物，促使水泥工业实现清洁生产和可持续发展的战略目标。这在德国一些为发达国家已逐步显露。 我国水泥产量已经连续18年居世界各国首位，但产品质量不高、生产水平落后、污染严重的问题也十分突出，急需进行产业调整。新型干法水泥生产的水泥仅占水泥总量的55%，而发展国家都在90%以上。目前我国水泥生产企业有一定规模的近5000多家，国内十大水泥集团水泥产量仅达到全国总产量的23%，而世界十大水泥集团的产量占世界水泥总产量的1/3以上。另外我国的水泥散装率也非常低，2007年仅达到了40%，而世界发达国家水泥在上世纪60年代末就完成了从袋装到散装的改革，实现了水泥散装，散装率达到并保持在90%以上。因此，我国水泥工业的发展任重而道远。 经过5·12汶川大地震和国家大力发展西部的政策性引导，四川水泥出现了前所未有的火爆，国内水泥巨头纷纷在四川投产新生产线，随着大量中小立窑的淘汰，四川水泥资源配置正逐渐优化，步入良好的发展轨道。放到全国，中国水泥正发生着翻天覆地的变化。在2009年中国国际水泥峰会上中国水泥协会会长雷前治透露，有关部门正在酝酿制定水泥工业发展规划，推动产业联合重组将是主要内容之一。所以，中国水泥的前景值得期待。 1.2 本设计简介 本设计是5000t/d水泥熟料预分解窑烧成窑尾工艺设计，采用目前国内外水泥行业相对比较先进的技术和设备，特别结合我国原燃料条件，在设备选型上尽量考虑国产，最大限度的降低基建投资和能耗，同时又最大限度的提高产量和质量，做到技术经济指标先进、合理，生产过程绿色环保。 本设计采用4组分（石灰石、铝矾土、砂岩、硫酸渣）配料生产，因交通便利，离峨眉山市约12KM，铝矾土、砂岩、硫酸渣来源丰富、运距短，因此采用火车和汽车结合的运输方式。页岩配料仓底下设Centrex筒仓卸料器，以便湿物料的顺利排出。 本设计中石灰石的预均化采用圆形预均化堆场，相对矩形预均化堆场具有占地面积少、基建投资省、操作维护方便且均化效果相差不大等优势。其规模为φ110 m。石灰石矿山矿化学成分稳定，品质优良，均匀性好，全矿CaCO3 标准偏差只有3个台段超过3.0%，最大为3.5%，平均为2.25%。配料用石灰石存储圆库规格为1-φ8×18m，有效储量为1360t，实际存储时间为5.1h，能满足生产的正常进行。 原煤在预均化方式选择时亦采用圆形预均化堆场，原煤成分波动对外购煤而言质量很难预先控制，同时考虑到可能存在多点供煤，设置预均化堆场非常有必要。其规格为φ90m，有效储量为6207t。回转悬臂堆料机生产能力150t/h，桥式刮板取料机取料能力为60t/h。预均化堆场外设置一堆棚，作为原煤进厂的临时堆放地，也起缓冲作用。 生料磨采用TRM53.4的立磨一台，生产能力430 t/h，设有物料外循环系统。该生料磨2008年9月1日在辽宁富山水泥5000t/d生产线上投产运行，台时产量稳定在430 t/h，无论是产、质量均能满足5000t/d生产线的生产要求。
洛阳理工学院 课程设计说明书 课程名称：新型干法水泥生产技术与设备设计课题：5000t/d水泥熟料NSP窑的设计专业：无机非金属材料工程 班级： 学号： 姓名： 成绩： 指导教师（签名）： 年月日
课程设计任务书 设计课题：5000t/d水泥熟料NSP窑的设计 一、课题内容及要求： 1.物料平衡计算 2.热平衡计算 3.窑的规格计算确定 4.主要热工技术参数计算 5.NSP窑初步设计：工艺布置与工艺布置图（窑中） 二、课题任务及工作量 1.设计说明书（不少于1万字，打印） 2.NSP窑初步设计工艺布置图（1号图纸1张，手画） 三、课题阶段进度安排 1.第15周：确定窑规格、物料平衡与热平衡计算、主要热工参数计算 2.第16周：NSP窑工艺布置绘图 四、课题参考资料 李海涛. 新型干法水泥生产技术与设备[M].化学工业出版社 严生.新型干法水泥厂工艺设计手册[M].中国建材工业出版社 金容容.水泥厂工艺设计概论[M].武汉理工大学出版社 2011.5.3
设计原始资料 一、物料化学成分（%） 项目Loss SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO SO3其他合计干生料35.88 13.27 3.03 2.09 44.68 0.29 0.16 0.60 100 熟料0 22.48 5.54 3.79 66.83 0.59 0.05 0.72 100 煤灰0 51.60 31.79 4.16 3.62 0.68 2.20 5.95 100 二、煤的工业分析及元素分析 工业分析（%） Q net.ar kJ/kg M ar F.C ar A ar V ar 1.00 44.93 25.71 28.36 23614 元素分析（收到基）（％） C H O N S A W 60.10 3.96 7.91 0.97 0.35 25.71 1.00 三、热工参数 1. 温度 a. 入预热器生料温度：50℃； b. 入窑回灰温度：50℃； c. 入窑一次风温度：20℃； d. 入窑二次风温度：1100℃； e. 环境温度：20℃； f. 入窑、分解炉燃料温度：60℃； g. 入分解炉三次风温度：900℃； h. 出窑熟料温度：1360℃； i. 废气出预热器温度：330℃； j. 出预热器飞灰温度：300℃； 2. 入窑风量比(％)。一次风(K 1)：二次风(K 2 )：窑头漏风(K 3 )＝ 10:85:5； 3. 燃料比(％)。回转窑(K y )：分解护(K F )＝40:60； 4. 出预热器飞灰量：0.1kg/kg熟料； 5. 出预热器飞灰烧失量：35.20％； 6. 各处过剩空气系数：
《水泥混凝土的碳化》 设计报告 姓名：谢文才 学号：09140206 班级：09级2班 专业：材料科学与工程 指导教师：熊出华 时间：2012.06.11 重庆交通大学土木建筑学院
目录 1设计目的 (3) 2设计题目描述 (3) 3设计报告内容 (3) 3.1混凝土碳化机理 (3) 3.2影响混凝土碳化的因素 (4) 3.3延缓混凝土碳化的措施 (5) 3.4混凝土碳化模型和实验方法 (6) 4结束语 (6) 5参考文献 (7)
一、设计目的 根据老师课堂讲授内容，对所学到的知识理解、整合、掌握。教材上讲解混凝土碳化的内容很少，通过查找与其有关的资料，对混凝土碳化这方面做一个深刻的认识。在查阅资料过程中深刻理解混凝土碳化的机理、影响因素以及防治措施和碳化发面的实验，这样能让自己在这块内容上掌握得更好，并且能在今后的工作中得到运用。 二、设计题目描述 混凝土的碳化，是指混凝土中的Ca(OH)2与空气中的CO2起化学反应，生成中性的碳酸盐CaCO3。未碳化的混凝土呈碱性，混凝土中钢筋保持钝化最低（临界）碱度是PH值为11.5，碳化后的混凝土PH值为8.5～9.5。碳化使混凝土的碳度降低，同时，增加混凝土孔隙溶液中氢离子数量，使混凝土对钢筋的保护作用减弱。当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。钢筋锈蚀后，锈蚀产生的体积比原来膨胀2～4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，锈蚀越严重，铁锈越多，膨胀力越大，最后导致混凝土开裂形成顺筋裂缝。裂缝的产生使水和CO2得以顺利的进入混凝土内，从而加速了碳化和钢筋的锈蚀 三、设计报告内容 1 混凝土碳化机理 1.1混凝土碳化机理 碳化过程是二氧化碳由混凝土表面向内部逐渐扩散深入。碳化引起水泥石化学组成及组织结构的变化，二氧化碳的作用不仅对水泥石中的氢氧化钙发生反应，而且由于氢氧化钙浓度的降低，将要侵蚀和分解水泥石中所有的水化产物，形成硅胶和铝胶，从而对混凝土的化学性能和物理力学性能产生明显的影响，主要是对混凝土碱度、强度和收缩产生影响。 其化学反应方程式如下： H 2O + CO 2 = H 2 CO 3 Ca(OH) 2 + H 2 CO 3 = CaCO 3 + H 2 O 3C a·2SiO 2·3H 2 O + 3H 2 CO 3 = 3CaCO 3 + 2SiO 2 + 6H 2 O 2Ca·SiO 2·4H 2 O + 2H 2 CO 3 = 2CaCO 3 + 2SiO 2 + 6H 2 O （1）钢筋混凝土结构中钢筋处于水泥石的碱性环境中，在钢筋表面生成一层钝化薄膜，钝化薄膜能保护钢筋免于锈蚀，如果钢筋的碱性环境由于碳化而成中性，则钝化膜破坏，从而导致钢筋锈蚀；
日产5000吨熟料水泥生产线工艺设计-参数 摘要 本次设计的是一条日产5000吨水泥熟料的新型干法水泥生产线。该生产线主要生产的水泥品种为P.O 42.5和P.F 32.5水泥，袋散比为：40%：60%。 本次设计的主要内容包括：全厂生产工艺流程设计；熟料矿物组成设计及配料计算；工艺平衡计算（物料平衡、储库平衡、主机平衡）；计算和确定新型回转窑、悬浮预热器、分解炉的型号及规格，以及窑尾气体平衡的计算，同时还编写了全厂工艺流程概述、全厂质量控制表等；最后进行了全厂工艺平面布置的设计。 在本次设计中，采用了一些新的工艺技术，例如：高效率立式磨和高效选粉机等，特别是采用的TDF型分解炉为喷腾型分解炉，结构简单，外形规整，便于设计布置，为DD型的改进型，是国内制造的新一代分解炉。本次设计还采用了利用窑尾热废气预热生料以及在窑头窑尾设置余热锅炉进行余热发电的有效方法来降低系统热耗。 关键词：配料，选型，预热器，分解炉，烧成窑尾
The Design of a Cement Clinker Production Line With the Capacity of 5000 Tons Per Day-Parameter 3 ABSTRACT The title of the graduating design is to construct a cement plant with 5000 tons per day production line the main production is 42.5 P.O and 32.5 P.F, Bag than scattered: 40%：60%。 The main content of this design is:Selection of ratios and the calculating and of raw mixes ;Manufacturing process and selection of the main machines ;The phases of this design is to calculate and design preheated and pre -claimer and also the balancing of the main machines at the same time , I compose the summarization of technology flow for what factory and quality control of the whole factory and prospects of the design project for graduation etc ;The 1ast step of the design is the layout of the whole plant .In the design , some new technologies and techniques are introduced such as vertical spindle moll and high efficiency classifiers and acts . In this design, adopt some new technology, for example: efficiency vertical polishing and efficient classifier, etc.Especially the TDF type of decomposing furnace smoke for spray type decomposition furnace, simple and neat appearance, easy to design layout, DD type for improved by tianjin cement design institute transformation, the domestic manufacturing of a new generation of decomposing furnace.This design has also used the use of hot gas preheating and end of the raw material in the kiln head end of the waste heat boiler to waste heat power set the effective method to reduce the heat consumption system. KEY WORDS: ratio of raw materials ，slection ，preheater, calciner，Burn into kiln tail
摘要 水泥是社会经济发展最重要的建筑材料之一，在今后几十年甚至是上百年之内仍然是无可替代的基础材料，对人类生活文明的重要性不言而喻。 现代最先进的水泥生产技术就是新型干法预分解窑。预分解窑是在悬浮预热器与回转窑之间增设分解炉，在分解炉中加入占总用量50%-60%的燃料，使燃料燃烧的过程与生料碳酸盐分解的吸热过程在悬浮状态或沸腾状态下迅速进行，从而使入窑生料的分解率从悬浮预热窑的30%-40%提高到85%-90%，使窑的热负荷大为减轻，窑的寿命延长，而窑的产量却可成倍增长。与悬浮预热器窑相比，在单机产量相同的条件下，预分解窑具有:窑的体积小，占地面积减小，制造、运输和安装较易，基建投资较低，且由于一半以上的燃料是在温度较低的分解炉内燃烧，，产生有害气较少，减少了对大气的污染。 体NO ｘ 为了符合当今水泥行业的发展需求同时也是对大学本科四年所学知识的考查，我选择了“日产5000吨水泥熟料新型干法生产线窑尾系统工艺设计”这个课题作为我的毕业课题。设计范围主要是窑尾系统，通过配料计算、工艺平衡计算等得出结果，并结合实际对主机及附属设备进行选型，进而对各种设备进行工艺布置，对全厂的设备进行简单规划。 为了使本次设计各项指标符合国家标准，本次设计的过程和结果完全依据水泥工厂设计规GB50295—1999；同时设计上参考了德州大坝水泥5000 t/d 熟料生产线、烟台东源5000 t/d 新型干法生产线等国内先进的相近规模生产线，并密切联系了毕业实习以及大学期间的认识实习、生产实习等。在符合最新生产发展要求的基础上，达到最大程度节约资源、能源，做到既降低生产成本又能稳定生产，经济效益和社会效益双赢的可持续生产。 关键词：电力系统；烧成系统；配料系统；粉磨系统
目录 摘要 (2) 绪论 (3) 1. 工艺设计的要求、任务和原则 (4) 1.1设计要求 (4) 1.2 设计任务 (4) 1.3设计原则 (4) 2. 配料计算 (6) 2.1确保熟料率值的组成 (6) 2.1.1率值的定义 (6) 2.1.2率值的确定 (6) 2.2原始数据 (7) 2.2.1原料及煤灰的化学成分 (7) 2.2.2.烟煤.无烟煤工业分析 (7) 2.2.3.原燃材料资源 (7) 2.3配料计算 (8) 2.3.1熟料热耗的确定 (8) 2.3.2计算粉煤灰掺入量 (8) 2.3.3用计算机计算干生料的配合比 (8) 2.4石膏掺量 (9) 2.4.1概述 (9) 2.4.2确定石膏的含量 (10) 2.5混合材的掺量 (10) 2.5.1混合材概述 (10) 2.5.2混合材的掺量 (11) 3. 物料平衡计算 (12) 3.1消耗定额的计算 (12) 3.1.1烧成系统的生产能力计算 (12) 3.1.2工厂的生产能力计算 (12) 3.1.3原燃料消耗定额的计算 (12) 3.2 物料平衡表 (14) 4. 粉磨流程的选择 (15) 5. 设备选型 (16) 5.1水泥磨的选型 (16) 5.2选粉设备的选型 (16) 5.3辊压机的选型 (18) 5.4除尘系统 (19) 5.4.1除尘设施 (19) 5.4.2除尘系统的计算 (19) 参考文献与附录 (21) 致谢 (22)
摘要 水泥熟料的粉磨是水泥生产的一个至关重要的环节，对水泥成品的质量起关键的影响。设计的目的之一，就是在保证水泥产量和质量的前提下，减少成本，降低电力消耗，减少污染等。 本次设计的内容是日产2500吨熟料的水泥粉磨系统。在设备选用上，尽量选用国内设备以便维修保养方便。设计的内容具体为： 1.配料计算 2.物料平衡 3.主机选型 4.设计车间的工艺布局 在水泥粉磨环节，采用目前较为广泛使用的辊压机预粉磨系统，该粉磨系统系将物料先经辊压机辊压后送入后续球磨机粉磨成成品。该系统目前运用技术已日趋成熟，具有节能高效等特点，为大多数大型水泥厂家所接受。 关键词：配料平衡选型设计产量
题目：日产4000吨水泥熟料工厂设计班级：材料学院 430902班 组员：朱欢（43090204）曹甫（43090205）张少林（43090208）陈恺（43090212） 完成内容：
物料平衡计算 一、烧成车间生产能力 1 窑的年利用率 根据最新技术 窑的年利用率 η=325/365=0.89 2 窑的型号和台数的确定 用周平衡法 先令n=1，则7.1661 244000 241.=?=?= n Q Q d h （t/h ），查表选择型号Ф4.8×74 其小时产208.=l h Q （t/h ），则8.0208 244000 =?=n ，则定为一台型号Ф4.8 ×74的回转窑。 表1是选定窑型情况 表1 选定的窑型 3 回转窑产量的标定 实际窑的日产量为4000t/d 748.4?φ的小时产量为4000/24=166.7t/h,所以定日产量为170t/h 。 4 确定石膏的含量
适当增加石膏量有利于提高早期强度，但过多会引起膨胀,国家标准规定三氧化硫不大于4%，换算得石膏不大于6.8%.所以石膏加入量选为2%。 5 混合材掺量 混合材掺量为30%的粒化高炉矿渣 6 烧成系统的生产能力： 熟料的小时产量：h t nQ Q l h h /170,== 熟料的日产量：d t Q Q h d /408024== 熟料的年产量： y t Q Q y /132538887601h ==?η 7 工厂的生产能力 水泥中石膏的掺入量d=2%，水泥中混合材的掺入量e=30%，水泥的生产损失p=3%。 ()()()h t e d P Q G h /5.24230 21003100170100100h =---?=---= 水泥小时产量： ()d t G G h d /58205.2422424=?==水泥日产量： ()y t G Q h y /18906275.24289.087608760=??=?=η水泥年产量： 二、配料计算 1 确定率值的生料的化学成分 表2 硅酸盐水泥熟料配料率值和矿物组成建议范围
H R M4800立式磨在日产5000吨水泥熟料 生产线上的应用
HRM4800立式磨 在日产5000吨水泥熟料生产线上的应用 Application of HRM4800 Vertical Mill in a 5000t/d cement production line 作者：胡子龙、郑咸雨、赵才土 单位名称：浙江虎山集团浙江省江山市 324103 摘要：浙江虎山集团5000t/d熟料生产线生料粉磨系统选用了国产技术的首台 HRM4800立式磨，文章概述了该立磨的工作原理、结构特点；详细介绍了其安装程序及尺寸的把握；全部总结了安装及调试过程中出现的问题和注意事项。该立磨已经运行了将近18个月，通过整改和优化，其各项技术指标趋于合理，运转率达80%，产量稳定在440~450t/h；且其操作简单，维护方便，完全能替代进口产品。 关键词：HRM4800立式磨；生料粉磨系统；工艺流程；工作原理；5000t/d熟料abstract:Zhejiang Hshan Goup adopted the first domestic HRM4800 vertical mill for their 5000t/d cement production line’s raw material grinding system. The paper summarized the working principle and structure,introduced in detail the installation process and the installing dimension as well as the problems and precautions .Up to the present the vertical mill has run for eight months,by improving measures,the technical indexes became reasonable and the running rate was up to 80%,the output was stable at 440~450t/h,and it is simple operation and convenient maintenance,can substitute for import production completely. Key words: HRM4800 vertical mill;raw mill grinding system; process;working principle; 5000t/d clinker 0 前言
水泥混凝土路面设计 1标准轴载交通量分析 高速公路设计基准期为30年，安全等级为一级，我国公路水泥混凝土路面 设计规范以汽车轴重为100kN 的单轴荷载作为设计标准轴载，表示为BZZ —100 凡前、后轴载大于40KN （单轴）的轴数均应换算成标准轴数，换算公式为： n P i 16 N s i 1 ^100) 式中： N s — 100KN 的单轴一双轮组标准轴数的通行次数; R —各类轴一轮型；级轴载的总重（KN ）； n —轴型和轴载级位数； 叫一各类轴一轮型i 级轴载的通行次 j —轴一轮型系数。 表1-1轴载换算结果 式中： N e —标准轴载累计当量作用次数（日）； t —设计基准年限； g r — 交通量年平均增长率，由材料知，g r =0.05； n —临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，如下（表1-2），取0.20。 则设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数 :N e N s [(1 g$ 1] 365 g r
表1-2 混凝土路面临界荷位车辆轮迹横向分布系数 公路等级 纵缝边缘处 高速公路、一级公路、收费站 0.17 ?0.22 / / ” 行车道宽＞7m 0.34 ?0.39 二级及二级以下公路 行车道宽＜ 7m 0.54 ?0.62 N s i N i (R)16 =511.835 i 1 100 N e 248 X104 因为交通量100X104 v 248X 04 v 2000X104 次，故可知交通属于重交通等级。 2拟定路面结构 由上述及表16-20知相应于安全等级一级的变异水平的等级为低级， 根据高 速公路重交通等级和低级变异水平等级查表 16-17得初拟普通混凝土面层厚度大 于240mm 。普通混凝土板的平面尺寸为宽 4m,长4.5m ，拟定各结构层厚：普 通混凝土面层厚为250mm ；基层选用水泥稳定粒料，厚为 180mm;二级自然区 划及规范知垫层为150mm 的天然砂砾，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为 5.0Mpa ，路基回弹模量为 30Mpa ;低剂量无机结合稳定土垫层回弹模量去 N e N s [(1 g/ 1] 365 g r
2．煤的工业分析 4．水泥品种：用到公式: Q net.ar =( Q net.ad ＋ 25 M ad )× ad ar M M --100100－25ar M 散袋比 0.25：0.75 P .O 52.5 20% P .O 42.5 80% 1.1 煤粉掺入量的计算 由驻马店豫龙同力水泥有限公司提供数据为：KH=0.89±0.02；SM=2.65±0.1；IM=1.65±0.1，并设定熟料的热耗2968Kj/Kg 熟料，煤灰沉降率为100%。 计算煤灰掺入量 G A =ar net ar Q S qA .=2449810003.2430180000??= 2.96% 其中： G A ——熟料煤粉掺入量；q ——单位熟料热耗；Qnet ，ar ——煤的应用 基低位发热量；S ——煤的应用基沉降率； Aar ——煤的应用基灰分含量 1.2用误差尝试法计算原料配合比 设定熟料矿物组成为：C 3S=54%，C 2S=18%，C 3A=8%， C 4AF=10%。依据矿物相组成计算各率值和化学组成计算为： KH=0.898、SM=2.44、IM=1.56。 SiO 2=0.2631C 3S+0.3488C 2S=0.2631 ?54%+0.3488 ?18% =20.49% Al 2O 3=0.3773C 3A+0.2098C 4AF=0.3773 ?8%+0.2098 ?10% =5.12% Fe 2O 3=0.3286C 4AF =0.3286 ?10% =3.29%
CaO=0.7669C 3S+0.6512C 2S+0.6227C 2A+0.4616C 4AF=61.11% 1.3 将各原料的化学组成换算为灼烧基表1-2 各原料的化学组成换算为灼烧基 1.4 计算燃烧原料的配合比及率值和矿物组成 表1-3 熟料组成减去煤灰掺入成分 石灰石配比：P 石灰石≈ CaO CaO 无灰熟料石灰石 ≈ 03 .7901 .61≈77.20% 粉煤灰配比：P 粉煤灰≈ 232323Al O Al O P Al O -?无灰熟料石灰石石灰石 粉煤灰 ＝ 61 .32% 20.7794.120.4?-≈8.30% 砂岩的配比：P 砂岩＝2222SiO SiO P SiO P SiO -?-?无灰熟料石灰石粉煤灰粉煤灰砂岩/ ＝ 14 .94% 30.883.52%20.7713.689.18?-?-≈10.38%
工业大学教科学院 毕业设计文献综述 设计题目: 日产5000吨新型干法水泥生产 线生料车间工艺设计 学生： 学号：200621600111 专业：建筑材料与工程 指导教师：振明 2009年2月25 日
水泥工业的发展概况 自从波特兰水泥诞生、形成水泥工业性产品批量生产并实际应用以来，水泥工业的发展历经多次变革，工艺和设备不断改进，品种和产量不断扩大，管理和质量不断提高。 一、世界水泥工业的发展概况 第一次产业革命的开始，催生了硅酸盐水泥的问世。1825年，人类用间歇式的土窑烧成水泥熟料。第二次产业革命的兴起，推动了水泥生产设备的更新。随着冶炼技术的发展，1877年，用回转窑烧制水泥熟料获得专利权，继而出现单筒冷却机、立式磨以及单仓钢球磨等，有效地提高了产量和质量。1905年，发明了湿法回转窑。1910年，立窑实现了机械化连续生产，发明了机立窑。1928年，德国发明了立波尔窑，使窑的产量明显提高，热耗降低较多。第三次产业革命的发展，达到了水泥高度工业化阶段，水泥工业又相应发生了深刻的变化。1950年，悬浮预热器窑的发明，更使熟料热耗大幅度降低；熟料冷却设备也有了较大发展，其他的水泥制造设备也不断更新换代。1950年，全世界水泥总产量为1.3亿吨。 20世纪60年代初，随着电子计算机技术的发展，在水泥工业生产和控制中开始应用电子计算机技术。日本将德国的悬浮预热器技术引进后，于1971年开发了
水泥窑外分解技术，从而带来了水泥生产技术的重大突破，揭开了现代水泥工业的新篇章。各具特色的预分解窑相继发明，形成了新型干法水泥生产技术。随着原料预均化、生料均化、高功能破碎与粉磨、环境保护技术和X射线荧光分析等在线检测方法的发展，以及电子计算机和自动控制仪表等技术的广泛应用，新型干法水泥生产的熟料质量明显提高，在节能降耗方面取得了突破性的进展，其生产规模不断扩大，新型干法水泥工艺体现出独特的优越性。70年代中叶，先进的水泥厂通过电子计算机和自动化控制仪表等设备，已经实施全厂集中控制和巡回检查的方式，在矿山开采、原料破碎、生料制备、熟料烧成、水泥制成以及包装发运等生产环节分别实现了自动控制。新型干法水泥生产工艺正在逐步取代湿法、普通干法和机立窑等生产工艺。1980年，全世界水泥总产量为8.7亿吨。2000年，全世界水泥总产量为16亿吨。当今，世界水泥工业发展的总体趋势是向新型干法水泥生产工艺技术发展。 1.水泥生产线能力的大型化 世界水泥生产线建设规模在20世纪70年代为日产1000~3000t，在80年代为日产3000~5000t，在90年代达到4000~10000t。目前，日产能力达5000t、7000t、9000t、10000t等规模的生产线已达100多条，正在兴建的世界最大生产线为日产12000t。 随着水泥生产线能力的大型化，形成了年产数百万吨乃至千万吨的水泥厂，特大型水泥集团公司的生产能力也达到千万吨到1亿吨以上。 2.水泥工业生产的生态化 从20世纪70年代开始，欧洲一些水泥公司就已经进行废弃物质代替自然资源的研究，随着科学技术的发展和人们环保意识的增强，可持续发展的问题越来