水泥厂生产工艺流程简介-水泥的生产工艺

发布时间：2024-11-06

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水泥厂生产工艺

水泥：凡细磨物料，加适量水后，成塑性浆状，即能在空气硬化，又能在水中硬化的水硬性胶凝材料，并能把沙石等材料牢固地胶结在一起的叫水泥。一般来讲，水泥行业生产的是硅酸盐水泥，硅酸盐水泥是一种细致的、通常为灰色的粉末，它由钙( 来自石灰石)、硅酸盐、铝酸盐( 黏土) 以及铁酸盐组成。

从烧成窑分有立窑（包括机立），旋窑（回转窑）

生料进窑的形态有干法、湿法，如果生料为浆体，就是湿法。

一般用日产多少吨来论

水泥按用途及性能分为：

1、通用水泥，一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指：GB175—1999、GB1344—1999和GB12958—1999规定的六大类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。

2、专用水泥，专门用途的水泥。如：G级油井水泥，道路硅酸盐水泥。

3、特性水泥，某种性能比较突出的水泥。如：快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥。

水泥按其主要水硬性物质名称分为:

（1）硅酸盐水泥，即国外通称的波特兰水泥；（2）铝酸盐水泥；（3）硫铝酸盐水泥；（4）铁铝酸盐水泥；（5）氟铝酸盐水泥；（6）以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥。

水泥按需要在水泥命名中标明的主要技术特性分为：

（1）快硬性：分为快硬和特快硬两类；

（2）水化热：分为中热和低热两类；

（3）抗硫酸盐性：分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫酸盐腐蚀两类；

（4）膨胀性：分为膨胀和自应力两类；

（5）耐高温性：铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级。四、水泥命名的一般原则：

水泥的命名按不同类别分别以水泥的主要水硬性矿物、混合材料、用途和主要特性进行，并力求简明准确，名称过长时，允许有简称。

通用水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以混合材料名称或其他适当名称命名。

专用水泥以其专门用途命名，并可冠以不同型号。

特性水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以水泥的主要特性命名，并可冠以不同型号或混合材料名称。

以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥是以主要组分的名称冠以活性材料的名称进行命名，也可再冠以特性名称，如石膏矿渣水泥、石灰火山灰水泥等

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稍微了解水泥生产工艺的人，提到水泥的生产都会说到“两磨一烧”，它们即是：生料制备（一磨）、熟料煅烧（一烧）、水泥粉磨（二磨）。在一个硅酸盐水泥工厂中，水泥生产有以下几个主要阶段。

一：生料的准备

·石灰石是水泥生产的主要原材料，石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。大多数工厂都位于石灰石采石场附近，以尽量降低运输成本。

·通过爆破或者使用截装机来进行原料( 石灰石、页岩、硅土和黄铁矿) 的提取。

·原料被送至破碎机，在那里经过破碎或锤击变成碎块。

·压碎的石灰石和其它原料通常覆盖储存，以防受外界环境的影响，同时也可最大程度地减小灰尘。

·在大多数情况下，采石场和水泥厂会需要分离的或单独的电源设备。

石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。

1、原料破碎及预均化

（1）破碎水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。

原燃材料由自卸汽车运输倒入卸车坑中，由板式喂料机喂入破碎机中破碎。破碎后的原燃材料由胶带输送机送至预均化堆场。

（2）原料预均化预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。

破碎后的原燃材料由堆料机进行预均化及分层堆料，然后由刮板取料机取料。取出的原燃材料由胶带输送机送至原料配料站等地。

主要设备

1.石灰石板式喂料机

布置位置位于石灰石破碎车间内

用途用于石灰石喂料

2.石灰石破碎机

用途用于破碎石灰石

布置位置位于厂区石灰石破碎车间

破碎型式单段锤式(PCF20.18)

3.石灰石混匀堆取料机

二：生料磨制

2、生料制备

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水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。

在此阶段使用了立磨机和球磨机，前者利用滚筒外泄的压力将通过的材料碾碎，后者则依靠钢球对材料进行研磨。

老式球磨机生产流程：在原料配料库内的四种原料按照设定的原料配比由7台定量给料机和皮带机输送到磨头，再经闸板进入辊压机喂料仓，物料经辊压机预粉碎后，经打碎机由提升机送到选粉机，选出的粗粉进入磨机粉磨，出磨物料经提升机送入选粉机（旋风筒），选粉机（旋风筒）选出的合格产品，送入生料库中。

当辊压机出现故障时，可以通过闸板控制，直接将物料送入磨机粉磨，磨好的原料由上部进入选粉机，被选粉机进行分选，粗粉由下部泄出，合格的细粉被上升的气流带入旋风筒。气料在旋风筒内进行分离，含尘废气由上部抽出去收尘器，成品由下部泄出，去生料仓。虽然系统工作连续，但此时系统的生产效率会受到影响。

生料磨通有来自烧成系统的废热气，在粉磨物料的过程中，同时对物料进行烘干，出磨含尘废气会和另一股来自窑尾的废热气进入选粉机，由选粉机排出的含尘废气被送入布袋收尘器，经净化后排入大气。

选粉机工作原理：

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选粉机中间主体四周均布着四个旋风筒。磨好的原料由上部进入选粉机，被选粉机进行分选，粗粉由下部泄出，合格的细粉被上升的气流带入旋风筒。气料在旋风筒内进行分离，含尘废气由上部抽出去收尘器，成品由下部泄出，去生料仓，为烧制做准备

新式生料立磨工作原理：（自带选粉机）

生料粉磨采用立磨，这种型式磨机把粉磨和烘干的优点集中于一体，因而具有很高的烘干和粉磨能力，磨机入口采用三道闸门锁风喂料装置。按比例配好的混合料从进料口落在立磨的磨盘中央，同时从窑尾高温风机来的300℃左右的窑尾废气从立磨进风口进入磨内，在离心力的作用下，物料向磨盘边缘移动，经过磨盘上的环形槽时受到磨辊的碾压而粉碎，粉碎后的物料在磨盘边缘被风环处高速气流带起，大颗粒直接落到磨盘上重新粉磨，气流中的物料经过分离器时，在旋转转子的作用下，粗粉落到磨盘上重新粉磨，合格细粉随气流一起出磨。合格的细粉被上升的气流带入旋风筒。气料在旋风筒内进行分离，含尘废气由上部抽出去收尘器，成品由下部泄出，去生料仓，为烧制做准备。生料磨还有一部分粗粉通过风环处由于不能被气流带走，被刮板刮出，形成外循环物料。这部分最大循环量为40t。

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斗式提升机气箱式脉冲袋收尘器

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原料球磨机主要用于水泥厂成品及原料的粉磨，也适用于冶金、化工、电力等工矿企业粉磨各种矿石及其他可磨性物料。可用于开流粉磨，也适用于与选粉机组成的循环圈流粉磨。

原料球磨机具有对物料适应性强、能连续生产、破碎比大、易于调整粉磨产品的细度等特点。它既能干法生产也可以湿法生产，也可以粉磨与烘干同时进行作业。

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与球磨机相比，立磨机具有以下特点；

粉磨效率高；烘干能力大；入磨物料料度大，大中型立磨可以省掉二级破碎；产品的化学成份稳定；颗料级配均齐，产品料度均齐，有利于煅烧；工艺流程简单；噪音低、扬尘少、操作环境清洁；金属损耗小，利用率高；使用经济。

3、生料均化

新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。

生产线设置一座连续式生料均化库储存和均化生料。库中的生料经过交替分区充气后由周边环形区卸至混合室，生料在混合室被充气搅拌均匀。均化后的生料粉通过计量后，经空气输送斜槽和斗式提升机，再通过分料阀、锁风阀分别喂入双系列预热器的两个进料口。

生料均化原理：

采用空气搅拌，重力作用，产生“漏斗效应”，使生料粉在向下卸落时，尽量切割多层料面，充分混合。利用不同的流化空气，使库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生倾斜，进行径向混合均化。

主要设备

4. 辊式磨

5.窑尾袋收尘器

规格型号户外型

用途用于窑尾及原料磨废气生料粉的捕集

布置位置位于增湿塔与原料磨后面

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6.窑尾袋收尘器排风机

用途用于窑尾及原料磨系统废气处理

布置位置位于窑尾袋收尘后

工作风温正常： 80～150℃ 极限温度：200℃

7.窑尾高温风机

用途用于抽引预热器废气

布置位置位于预热器后面、增湿塔后面

工作风温正常温度：320～350℃;

极限温度：450℃;

风机叶片需采用优质耐磨材料制成，保证转子叶片有较长的寿命。

8.原料磨循环风机

用途用于原料磨系统通风

布置位置位于原料磨组合式旋风筒后

工作风温正常：90~100℃ 极限温度(短时)：250℃

风机叶片需采用优质耐磨材料制成，保证转子叶片有较长的寿命。

三：熟料烧制

喂入预热器的生料粉，经过预热器的换热和分解炉的预分解后，由五级旋风筒的下料管进入回转窑，然后在回转窑内经过高温烧成，然后经过窑口下落到篦冷机进行冷却后，将熟料冷却到环境温度+65℃后，通过拉链机输送到熟料库和黄料库。

窑头通风量主要由通过喷煤管的一次风（包括输送煤粉和供煤粉燃烧用的空气），和入窑的二次风（由篦冷机直接入窑的高温空气，气体温度为950～1100℃）），分解炉的三次风（由篦冷机直接通过三次风管到分解炉的高温空气，气体温度为800℃））构成。篦冷机冷却所需风量由7台高压和中压风机提供。冷却风除了供给二次风和三次风外，余风一部分给煤磨提供热量（气体温度为400℃），多余的废气经过多管旋风收尘器收尘后排入大气。

约350度的窑尾废气从预热器顶部由高温风机抽出，在风机出口管道适合的地方进行分风，一部去煤磨烘干煤粉，一部分去生料磨烘干生料。其它气体进入增湿塔，在塔内喷水降温，粉尘初步沉淀后，气体排出，汇合生料磨排出的含尘气体进入布袋收尘器，经净化后排入大气。

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分解炉

4、预热分解

把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。

预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道，设燃料喷入装置，使煤粉燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移到分解炉内进行；煤粉燃料大部分从分解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带的热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化；由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。

预热器的工作原理：生料从C2～C1旋风筒风管加入，与热气流混合后，随上升气流进入C1旋风筒，物料在C1旋风筒内预热分离后，经C1旋风筒下料管进入C3～C2旋风筒风管，然后随上升气流进入C2旋风筒，在C2旋风筒中再次被预热后，经C2旋风筒下料管进入C4～C3旋风筒风管，然后再随气流进入C3旋风筒，物料在C3旋风筒中再次被预热后，经C3旋风筒下料管进入C5～C4旋风筒风管，然后再次随气流进入C4旋风筒，物料在C4旋风筒中再次被预热、分解后经C4下料管进入分解炉和上升烟道内，进入上升烟道内的那部分物料，被上升烟道内的气流带入分解炉涡壳，与三次风混合后，在与直接进入分解炉内的那部分物料混合，两部分原料在分解炉内快速预热和分解后，经C5～分解炉风管进入C5旋风筒，由C5旋风筒分离后，经下料锥体进入回转窑中。

煤粉制备工作原理：生产线的原煤仓中的原煤经计量后，喂入风扫煤磨机中粉磨，采用冷却机的中温废气（一次风）作为烘干热源。出磨煤粉由动态选粉机选粉后，粗粉返回煤磨继续粉磨，细粉送入窑头和分解炉煤粉仓中储存。煤粉经仓底定量转子给料秤计量后，由气力输送至窑头及分解炉煤粉燃烧器。煤粉有百分之五十到六十送入分解炉，有百分之四十至五十送入回转窑，窑头设有燃烧器（也叫喷煤管），窑用燃料通过喷煤管送入窑内。出磨废气经防爆式气箱脉冲袋除尘器净化后排入大气。

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风扫煤磨机是水泥厂的主要设备，用于烘干兼粉磨煤粉。设备主要由进料装置、主轴承、回转部分、传动装置、粜装置、高压起动装置及润滑系统组成。原料经喂料设备由进料装载进入磨内，热风由进风管进入磨内，随着磨机筒体的旋转，煤与热风在磨进行热交换，煤在磨内被粉碎和研磨，在煤被研磨的同时，细粉被通过磨内的热风，经由出料装置带出磨机。

煤粉动态选粉机是煤磨闭路系统中专用的分级设备。主要由壳体、进出风管、导流叶片、转子、传动装置和防爆阀所组成。物料由进风管随气流进入选粉机，经灰斗与下壳体间的环形缝隙到达上壳体。气流通过沿切向布置的导向叶片时被改变方向，形成涡旋并进入转子，在气流向内的向心力和转子旋转向外的离心力的共同作用下，对物料进行分选。合格的物料（细粉）随气流进入转子内部，经由出风口排出，由下一级收尘设备将成品物料收集下来；不合格的物料（粗粉）则失去动能落入灰斗，通过回料管送回磨内再次循环。

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预热器

5、水泥熟料的烧成

生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。

在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应，生成水泥熟料中的等矿物。随着物料温度升高近时，等矿物会变成液相，溶解于液相中的和进行反应生成大量（熟料）。熟料烧成后，温度开始降低。最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度，同时回收高温熟料的显热，提高系统的热效率和熟料质量。

篦冷机的工作原理：热熟料从窑口卸落到篦床上，经过入口分配系统，使得急剧冷却的熟料在自重和风力的作用下滑落至往复推动的篦板上，在往复推动的篦板推送下，沿篦床全长分布开，形成一定厚度的料层，冷却风从料层下方向上吹入料层中，渗透扩散，对热熟料进行冷却，冷却熟料的冷却风成为热风，热端高温热风作为燃烧空气入窑（二次风）及分解炉（三次风），部分热风还可作烘干之用，从而达到降低系统热耗的目的；多余的热风经过收尘处理后排入大气。冷却后的小块熟料经过栅筛落入篦冷机后的输送机中，大块熟料则经过破碎、再冷却后汇入输送机中；细粒熟料及粉尘通过篦床的篦缝及篦孔漏下进入集料斗，经过一定的时间后,当集料斗中料位达到一定高度时，控制锁风阀门自动打开，漏下的细料便进入篦冷机下的漏料拉链机中被输送走。当集料斗中残存的细料尚能封住锁风阀门时，阀板即已关闭从而保证不会漏风。

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水泥回转窑

主要用于煅烧水泥熟料，分干法生产水泥窑和湿法生产水泥窑两大类。

主要设备

9.入库斗式提升机

用途生料入库(户外型带头部检修平台)

10.入窑斗式提升机

用途生料入预热器(户外型带头部检修平台)

11.回转窑

12. 篦式冷却机

13.篦冷机冷却风机

用途及位置用于篦冷机废气供风，布置在篦冷机周围

14.窑头电收尘器

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用途用于窑头篦冷机余风处理

布置位置位于冷却机后面、窑头电收尘排风机前面

15.窑头电收尘排风机

用途用于抽引冷却机废气经电收尘器净化后排空

布置位置位于窑头冷却机和电收尘器后面

工作风温正常：200~250℃ 最大(短时)：400℃

风机叶片需采用优质耐磨材料制成，保证转子叶片有较长的寿命。

16 熟料链斗输送机

四：水泥磨制

6、水泥熟料的磨制

水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料（及胶凝剂、性能调节材料等）粉磨至适宜的粒度（以细度、比表面积等表示），形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化要求。

熟料从熟料仓中取出并送到给料仓，在进入熟料磨之前与石膏和添加剂进行配比混合。

粒径小于210mm石膏经过颚式破碎机破碎后破碎到粒度为25～30mm后，通过提升机输送到储存量为250t的石膏库。矿渣通过同一台提升机输送到储存量为110t的矿渣库。然后按照设定的配比，通过定量给料机分别将熟料，石膏和矿渣下到一条皮带上输送到水泥磨内进行粉磨。

经过水泥磨粉磨的物料经过卸料装置卸出水泥磨后，通过输送斜槽和提升机输送到O-SEPA选粉机内进行选粉。选出的合格细粉被（有的生产线有旋风筒进行气粉分离）气流带到收尘器内进行收集成品，将含尘量为1000g/Nm3净化到100mg/Nm3后排入大气。选粉机选出的粗粉通过输送斜槽和固体流量计后重新入磨进行粉磨。由收尘器收集下来的成品由链运机，提升机输送到水泥库顶，然后通过控制充气卸槽的五个电动闸板阀将水泥卸到四个水泥库。

水泥磨磨机规格为φ3.8×13m，适用于与选粉机组成圈流粉磨系统。当入磨粒度≤20mm，出磨成品为3400±200cm2/g时，磨机生产能力60t/h，磨机装机功率2500KW。磨机主要由传动部分、回转部分、主轴

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承以及进出料装置组成。传动型式为中心传动。磨内第一仓为粗磨仓，装有较大直径钢球，由于衬板的作用，使研磨体达到一定高度适应一仓对物料的破粹和研磨作用。第二仓装有较小直径的钢球，主要起研磨作用。在粗磨仓内物料被破碎。经过研磨体破碎后的物料通过隔仓板进入细磨仓。在细磨仓物料被粉磨成细粉，达到工艺要求的粉状物料，再经过篦板的篦孔进入卸料仓，由卸料仓内的扬料板强制喂入出料螺旋筒。经出料螺旋筒和出料装置内的回转筛把物料送到输送设备。再由输送设备把粉状物料送入选粉机，经选粉机的选分，粗颗粒回磨再粉磨，成品水泥被送到水泥库。本磨机最大循环负荷为250％。

O-SEPA选粉机主要由机体、回转部分、传动部分、润滑系统等组成。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，三次风由下部灰斗的三个方向进入选粉机。一次风由磨内通风和环境风组成；二次风由提升机收尘风和环境风组成。

粉磨后的物料喂入选粉机的进料溜子，物料在旋转的撒料盘和固定的缓冲板的作用下，呈分散状态并被抛向导向叶片和转子之间，物料在此处旋转的气流中进行分选，分选主要是根据离心力和旋转气流的向心力的平衡达到有效的分级。二次风的送入增强了旋风的作用，以保持必要的平衡，粗颗粒向下到导向叶片处乃被进入的一、二次风进行分选。粗颗粒继续向下流动，当经灰斗时再受进入的三次风的再一次分选，使之进一步除去混在粗粉中的细粉，最后选下的粗粉经灰斗出料口排出。细粉由转子中心和空气一起排出，经收尘器收集作为成品。

水泥生产的布局是在矿区建立水泥熟料生产线，在大、中城市附近也就是靠近水泥销售市场建立水泥粉磨站。水泥混合材大部分是城市产生的工业废渣，水泥粉磨站可以极大地消化城市附近的矿渣、粉煤灰、炉渣、煤矸石等工业废渣，是一个绿色环保的产业。

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主要设备

17.水泥磨

18.辊压机

布置位置位于水泥粉磨车间内

用途水泥挤压粉磨设备

19.辊压机配套用V型选粉机

用途辊压机配套使用的静态分级打散设备

布置位置位于水泥粉磨车间内

20.V选系统循环风机

用途用于V型选粉机系统通风