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一、水泥工艺基础知识二、粉磨基础知识三、水泥粉磨系统四、水泥粉磨设备一、水泥工艺基础知识•水泥的概念:凡细磨材料加水拌和成塑性浆体,能胶结砂石等适当材料,并能在空气中和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料,称为水泥。水硬性:一种材料磨成细粉成浆后,能在潮湿空气中和水中硬化并形成稳定化合物的性能,叫做水硬性。胶凝材料:在物理化学作用下,能从浆体变成坚固的石状体,并能胶结其他物料而有一定机械强度的物质,统称为胶凝材料。•水泥的分类:按用途和性能分为三类1、通用水泥:用于一般土木建筑工程的水泥(如普通硅酸盐水泥等)。2、专用水泥:具有专门用途的水泥。3、特性水泥:某种性能比较突出的水泥。•硅酸盐水泥:凡由硅酸盐水泥熟料,0~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为硅酸盐水泥。•硅酸盐水泥熟料:以适当成分的生料烧至部分熔融,所得以硅酸钙为主要成分的产物,即为硅酸盐水泥熟料。•水泥混合材料:在水泥生产过程中,为改善水泥性能,调节水泥标号而加入到水泥中的矿物质材料,称为水泥混合材料。混合材料分为活性混合材料和非活性混合材料两种。①活性混合材料:具有火山灰性或潜在的水硬性,以及兼有火山灰性或潜在水硬性的矿物质材料,称为活性混合材料。②非活性混合材料:在水泥中主要起填充作用,而又不损害水泥性能的矿物质材料,称为非活性混合材料。•添加混合材的作用:磨制水泥时加入混合材不仅可以调节水泥的标号与品种,增加水泥产量,降低成本。而且加入混合材在一定程度上能够改善水泥的某些性能,满足工程上对水泥的某些特殊技术要求。此外,还可综合利用某些工业废渣,具有节能意义。二、粉磨基础知识•粉磨的基本概念:用外力克服固体物料分子之间的内聚力,使之分裂,并使物料颗粒的粒径减小的过程,称之为粉碎。•粉磨的分类:物料的粉碎一般是在破碎机和粉磨机内分别进行的,所以,按其粉碎物料的粗细程度又分为破碎和粉磨两个机械操作过程。•粉磨的目的:在于使物料获得必要的分散度,成为一定组成的产品,以满足各工艺过程的要求。•水泥粉磨的意义:水泥熟料的粉磨主要任务是提供一定颗粒组成的成品,水泥的分散度可以用细度和比表面积来表示,在相同的矿物组成条件下,分散度越高,水泥磨的越细,水泥的水化速度越快,强度越高,特别是早期强度高,但是当比表面积超过一定限度,强度不再增长,反而下降,粉磨方式不同,即使比表面积相同,强度也会有所差别,颗粒级配非常重要。•粉碎比:原料粒径与粉碎产品粒径的比值,称为粉碎比。粉碎比从数量上衡量破碎或粉磨过程的指数,表示物料粒径在破碎和粉磨过程中改变的程度。•粒径:表示颗粒大小的尺寸,叫做粒径。对于生产过程中的各种固体颗粒来说,形状常是不规则的,但是也可以使用粒径来表示颗粒的大小。对于常见的不规则形状的颗粒,一般用“平均粒径”来表达全部颗粒的平均尺寸。•粉磨物料的性质:1、强度:物料抵抗破坏的阻力,强度大小与力度有关,分为:抗压、抗剪、抗弯、抗拉强度等。2、韧性与脆性:物料抗断裂的能力,高脆性的物料容易粉碎而低脆性的物料难以粉碎,•粉磨物料的性质:3、硬度:物料抵抗变形的能力,一般用莫氏硬度来表示。金刚石的硬度最高为10。强度大的物料其硬度也高,有时称之为坚硬物料,反之称之为软物料。4、物料的水分包括结晶水与表面水。影响粉磨作业的主要是表面水。5、塑性:在外力的作用下物料改变形状而不破裂的特性,塑性高的物料难以破碎。6、干燥性:指物料在烘干过程中是否容易脱水的特性。主要对于粘土烘干,干燥性好就容易烘干。•粉磨物料的性质:7、粘结性:物料本身与它物粘结的特性。特别是粘土,石灰石含有夹层土,如果粘结性较大,在破碎、存储与粉磨运输过程中往往产生粘结、堵塞,恶化操作,因此必须预烘干。8、易碎性:表示物料破碎难易程度的特性,它与易磨性没有规律性的关系。9、易磨性:指物料粉磨难易程度的特性。10、磨蚀性:指物料对粉碎部件耐磨表面产生磨损程度的性质,常用粉碎一吨物料的金属消耗量来表示,单位为g/t。物料的磨蚀性对于辊磨的选性非常重要。特别是对耐磨材质的选择。•粉碎机理。破碎过程主要是单体颗粒的粉碎,粉磨过程主要是料床粉碎。单体颗粒的粉碎:颗粒的粉碎实际上是裂缝扩展产生断裂的过程。单体粉碎主要有以下几种方法:压碎:将物料置于两个破碎表面之间,施加压力后,物料因应力达到其抗压强度极限而破碎。使用于大块物料。劈碎:用一个平面和一个带有尖棱的工作表面挤压物料时,物料将沿着压力作用线的方向劈裂。磨碎:物料与运动的工作表面之间受一定的压力和剪切力作用后,其剪应力达到物料的剪切强度极限时,物料即被粉碎。击碎:物料受高速回转机件的冲击力而破碎。其破碎力是瞬时作用时,其破碎效率高,破碎比大,能量消耗少。•料床粉碎:•粉碎的特性:单颗粒粉碎主要是外力直接作用于单个颗粒层,形成破坏应力而粉碎,而在料床粉碎时,被粉碎颗粒聚集在一起,形成颗粒床,各个颗粒均被临近颗粒所限,外力作用于颗粒层,直接接触颗粒的数量少,应力的传递主要是颗粒本身,颗粒间相互租用产生裂缝,断裂,劈裂而粉碎。•料床特性:料床是否稳定对料床粉磨非常重要。如球磨机中料床不受限制,辊压机中料床基本上全部受限,能量利用率辊压机要大于球磨机。三、水泥粉磨系统水泥粉磨系统包括开路(开流)磨、闭路(圈流)磨。就磨机系统本身的发展史看,一直是开路磨与闭路磨互为补充,交替发展。水泥熟料的粉磨系统是水泥生产各工艺环节中耗电最多的一个工序,约占1/3以上。•闭路粉磨系统:出磨水泥经选粉设备选粉后合格品作为成品入库,而不合格品回磨继续粉磨。•优点:粉碎效率高,磨机产量大,电耗低,与开路磨相比,产量提高15~25%,电耗省10%~15%。由于磨内通风量大,成品温度可降低20~40度。•缺点:设备环节多,厂房大,操作复杂,投资将提高20~25%。•开路粉磨系统:出磨水泥即是成品。•特点:系统简单,投资省,厂房小。•缺点:过粉磨现象严重,粉磨效率低,单位电耗大,球耗高,特别不适应高标号水泥的生产。物料选粉机不合格物料回磨闭路粉磨合格物料为成品•我公司水泥生产工艺流程图•我公司采用的是带辊压机的闭路粉磨工艺流程。带辊压机水泥粉磨系统一般有以下几种:①预粉磨:指物料辊压后,直接进入下一粉磨设备进行粉磨。②混合粉磨系统:辊压后的物料经磨机粉磨通过选粉机后,部分粗粉回辊压机进行再循环。③部分终粉磨系统:辊压后的物料经打散后直接接入选粉机,选出成品,粗粉再回磨机和辊压机。④终粉磨系统:仅用辊压机来完成粉磨成品的最终任务。•联合粉磨:联合粉磨系统使当今辊压机应用的主要流程。辊压机制成系统。料饼经打散机等分级设备进行分选,粗粉全部返回辊压机再压,大大提高了辊压机的循环量,由于回料部分已被选出,就使辊压机辊压更为有效,不再做无用功,分选后的细粉喂入后续的球磨机。因为力度小而均匀,非常有利于磨机的配球,故球磨机的粉磨效率也高。四、水泥粉磨设备•联合粉磨系统主要由球磨机、选粉机、辊压机、打散机四大部分组成,下面分别介绍这四大设备相关知识。破碎机械水泥厂所使用的破碎机按破碎前后物料粒度的大小分为:粗碎破碎机(由900~300毫米破碎到350~100毫米);中碎破碎机(由350毫米~100毫米破碎到100~20毫米);细碎破碎机(由100~50毫米破碎到5~10毫米)。按其工作原理和结构又可分为颚式破碎机、旋回破碎机、辊式破碎机、锤式破碎机和反击式破碎机。•我公司是锤式破碎机,利用高速回转的锤头的冲击作用和物料本身以高速向固定不动的衬板上冲击而使物料破碎。(一)O-Sepa选粉机粉磨后的粗物料经提升机从进料口喂入,通过旋转的撒料盘均匀撒向四周,因挡料圈的阻挡作用,物料在分散状态下撒落在导风叶和转子之间的选粉区。由于收尘器风机的抽风作用,选粉室内为负压状态,二次风口处的空气会自然被吸入选粉室内。粉磨后的含尘气体通常经风管由一次风口进入选粉室。O-Sepa选粉机结构•O-Sepa高效空气选粉机,具有提高粉磨系统产量、降低产品能耗、改进水泥质量、操作简单、维护工作量小等特点。O-Sepa选粉机是负压操作,气流分别由一次风管和二次风管切向进入蜗壳,通过导向叶片进入选粉区。在旋转的涡流叶片和水平分隔板的作用下,形成一个均衡稳定的水平旋转涡流环形区。二次风能够增强旋风作用以保持必要的平衡。二次风由环境空气组成。•喂入O-Sepa选粉机的物料,通过旋转的撒料盘和固定的冲击板作用,在分散状态下被抛向导向叶片和转子间。物料在此受旋转涡旋气流的挟带下,不同粒径的颗粒在离心力和旋转气流向心力的作用下,沿选粉区的高度从上到下连续不断的被转子的涡流叶片分选,合格的细粉通过涡流叶片,被气流从上部的出风管带走。粗颗粒继续向下流动,当经灰斗处时,受到三次风的再一次分选,进一步除去混在粗粉中的细粉。三次风全部由环境空气组成。最后选下的粗粉经灰斗出料口排出。排出的粗粉经重锤单翻板阀、空气输送斜槽返回磨头,再次粉磨。•含有水泥成品的气体出O-Sepa选粉机后,进入气箱袋式脉冲收尘器。该设备既是收集水泥成品的生产设备,又是净化气体的除尘设备。•当含尘气体从进风口进入收尘器后,首先碰到进风口中间的斜隔板,气流便转向灰斗,同时气流变缓,由于惯性作用,使气流中的粗颗粒粉尘直接落入灰斗,起到预收尘的作用。进入灰斗的气流随后折而向上进入收尘器本体,通过内部装有金属骨架的滤袋,粉尘被捕捉在滤袋的外表面,净化后的气体进入滤袋上的清洁气室,汇集到出风管排出。收尘器本体用隔板分成若干个独立的收尘室,按照给定的时间间隔对每个收尘室轮流进行清灰。每个收尘室装有一个提升阀,清灰时提升阀关闭,切断通过该收尘室的过滤气流,随即脉冲阀开启,向滤袋内吹入压缩空气,以清除滤袋外表面上的粉尘。各收尘室的脉冲喷吹时间和清灰周期,由专用的清灰程序控制器连续进行,净化后的气体由排风机排入大气。袋收尘器收集下来的粉尘直接作为水泥成品经空气输送斜槽、双层重锤锁风阀喂入水泥库壁斗提机。⑴、选粉机比表面积与细度的调节方法:比表面积细度调节方法过小过粗提高转速,降低风量过小正常提高转速,过小过细提高转速,增加风量正常过粗降低风量正常过细增加风量过大过粗降低转速,降低风量过大正常降低转速过大过细降低转速,增加风量⑵、选粉机各次风量调整对磨机系统工况的影响:风门磨内风量出磨负压出选粉机负压粗粉回粉量成品细度一次风加大增加上升上升增加变粗二次风加大下降下降下降减少变细三次风加大下降下降下降减少变细(二)我们来了解一下辊压机。在两个加压表面之间对散粒状物料进行料床粉磨原理早在古代就被人们所应用,农村用的碾就是典型的代表。我国的辊压机装备和应用技术在近1O多年间的发展非常快,特别是在近几年我国大力发展新型干法水泥工艺,由于辊压机在粉磨系统中有能耗低、效率高、噪音小等优点,所以水泥粉磨系统基本都采用了辊压机带球磨机的联合粉磨技术。•辊压机主要结构:•磨辊主轴及轴承;传动装置;主机架;液压系统;进料装置,由侧挡板和调节插板组成;润滑系统;检测系统•辊压机粉碎原理:辊压机是根据料床粉碎的原理设计的,两个辊子做慢速的相对运动,其中一个固定,另一个辊可以做水平方向的滑动,物料由辊压机上部连续喂入并通过双辊间的间隙,给活动辊一定的作用力,物料受压而粉碎。辊压机结构辊压机•辊压机的粉碎原理是料层粉碎;产品中细粉含量多,易磨性改善,最明显的特点是料饼和微裂纹。•物料通过辊压后产生3种效应:①辊压后粒度减小,其中小于0.08mm细粉为20-30%,小于2mm的物料达到了70%以上。②辊压后产生了不少成品。③颗粒的裂缝增加,料饼的易磨性得到了改善,使物料在下一个工序中的粉磨时,所需能耗大幅度降低。物料被挤压•辊压机粉磨系统:联合粉磨系统是当今辊压机应用的主要流程辊压机自成一套系统,料饼经过打散机等分级设备进行分选,粗粉全部返回辊压机再压,大大提高了辊压机的循环量,由于回料部分的细粉已被选出,就使辊压机辊压更为有效,不再做无用功了,分选后的细粉喂入后续的球磨机,因为粒度小而均匀,非常有利于磨机的配球,故球磨机的粉磨效率也高。•辊压机操作中的几个问题:影响辊压机运行的因素较多:要想使辊压机系统
本文标题:粉磨工艺培训
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