水泥工藝過程的革新
2011-05-17 00:00
水泥工藝過程，通常簡要地概括為“兩磨一燒”，即首先將原料粉磨成生料，然后經過煅燒形成熟料，再將熟料粉磨成水泥。這樣的概括是僅就水泥生產中主要單元操作而言，對其它重要生產環(huán)節(jié)：如破碎、烘干、配料、均化、儲存、計量、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)，對保證水泥產品的質量和經濟生產，以及對水泥生產過程的連續(xù)性都是不可缺少的。它們也是新建水泥企業(yè)昂貴造價的重要構成因素。
水泥工藝設計包括工藝設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)設計的依據，而包含各車間布置在內的全廠總體布置又是確定全廠總占地面積多少和廠內運輸線路長短的重要前提。另一方面，工藝設備選型則是確定需要設置那些車間的依據。舉例來說，在選用石灰石破碎機時，要依據所選破碎機的 “破碎比”性能以及其它工藝要求來確定需要設置幾段破碎車間 "即是否需要分別設置粗碎和中碎，甚至細碎#。又如，當選用抓斗吊車作為廠內物料運輸設備時，由于它既可垂直提升，又可水平運輸，從而為設置聯(lián)合儲庫創(chuàng)造了條件。在這種情況下，各個車間可圍繞聯(lián)合儲庫布置，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輸距離。只是在工廠規(guī)模擴大到一定程度后，這種方案才遭淘汰?？梢钥闯?，工藝設計的兩方面是一個整體，兩者之間有著密切的內在聯(lián)系。
工藝過程的革新，首先有賴于工藝設備的革新。工藝設備的先進性，除表現(xiàn)在優(yōu)良的機械設計外，還表現(xiàn)在它在工藝性能上是否兼有多種功能，從而可以簡化工藝過程，節(jié)約投資。在干法生產中，在破碎和粉磨過程中同時進行烘干，可以省去烘干車間。例如，選用烘干破碎機或烘干兼粉磨的風掃磨，都能夠因不需要烘干而簡化了工藝過程。立式磨也是一種烘干兼粉磨的磨機，它不僅能使粉磨和烘干同時進行，而且還能喂入的粗粒物料，因而它兼能中碎，不需要設置細碎設備。此外，這種磨機內部附有選粉設備，且磨內物料依靠風力輸送，不需要另設輸送設備?？梢哉J為，立式磨兼有破碎、粉磨、烘干、選粉和輸送五種功能。選用一臺立式磨就相當于整個閉路粉磨系統(tǒng)。一臺設備代替了整個粉磨車間，其先進性是不言而喻的。立式磨過去曾因磨輥不耐磨損而存在不能長期運轉的缺陷，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，還有一項不易為人察覺的內在性能，即物料通過磨機的停留時間較筒式磨短得多。在立式磨內，一般從物料喂入磨內到生料出磨僅需數分鐘，而筒式磨需要數十分鐘。這樣，當原料配料機裝在磨頭時，在配料后只需較短時間就能出磨并進行取樣分析。這就是說，試樣分析結果可以較快地反饋以調整配料秤，從而達到“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間內，各試樣分析結果的平均值不經調整即可符合目標值的要求。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整庫。國外不少濕法廠已經在實踐中取消了調整庫，使出磨料漿直接喂入攪拌池，從而達到簡化工藝過程的目的。濕法廠的這一改進值得人們深思。
新型干法窯采用懸浮技術，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驗，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，目的是進一步縮短分析時間，提高取樣頻率，及時反饋以調整配料秤。他們的方法是采用兩套分析儀，套用在生料磨后進行在線分析，但對出磨生料不是像通常那樣經過熔融制成試餅再進行分析，而是用粉狀試樣直接進行分析。這樣做的結果，一般只需三分鐘就可取得一次結果，用于反饋控制。同時，用另一臺分析儀按常規(guī)用熔融試餅，每十分鐘進行一次離線分析。兩種結果經過對比得出一個因素作為控制配料秤的依據。該廠通過生產實踐，成功地實現(xiàn)了新型干法生產中取消生料均化庫的嘗試。我國也可在試驗成功的基礎上采用這一方案。
水泥工藝過程的革新，還須結合我國的國情進一步研究其具體安排，對“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)，無可非議地應選用立式磨與預分解窯進行配套。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)日產的大型生產線，應及時開發(fā)與之匹配的立式磨，作為技術儲備。對于水泥粉磨系統(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，選擇適當地點，建設只生產熟料的中心工廠，就近向附近的小廠或小城鎮(zhèn)供應熟料以生產水泥。水泥品種既可生產用于高性能混凝土的高標號水泥，也可生產用于農田水利的低標號水泥或砌筑水泥。關于水泥粉磨系統(tǒng)，應采用輥壓機和高效選粉機組成的閉路系統(tǒng)，以節(jié)約電力。中心廠的規(guī)模，應與當地熟料的需求量相適應。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)在一定時期內，將以大型的熟料中心廠與遍布全境的小粉磨站相結合的型式出現(xiàn)，為經濟建設服務。中心廠的建設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
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