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1、湖南南方水泥集团有限公司参观实习报告1. 兆山南方水泥有限公司简介湖南南方水泥有限公司是中国建材集团旗下的一个分公司，兆山新星集团湖南浏阳水泥有限公司成立于2003年,2008年初加盟南方水泥旗下湖南南方水泥有限公司。公司计划分三期建设年产600万吨新型干法回转窑水泥熟料生产基地，第一期兴建的5000t/d熟料新型干法水泥生产线已于2006年7月点火试产。兆山新星生产的水泥因其抗折、抗压强度高、抗冻耐磨性好、色泽佳、凝结快，广泛应用于高层建筑、高速公路、桥梁、遂道等重点建设工程，深受广大用户好评。据兆山水泥厂的负责人介绍，去年公司水泥总产量为260万吨，年产值10亿，全年净利润6500万，目前
2、长沙地区工艺设备最先进、投资规模最大的水泥生产厂家企业，目前兆山南方水泥厂有两条生产线，目前在湖南长沙的水泥熟料占当地生产能力的60%以上，水泥占当地市场销售总量的55%。图一，兆山南方水泥厂的两条生产线2.水泥生产工艺流程水泥生产随生料制备方法不同，可分为干法与湿法两种。兆山南方水泥厂采用的生产方法是新型干法生产，干法生产是将原料同时烘干并粉磨，或先烘干经粉磨成生料粉后喂入干法窑内煅烧成熟料的方法。兆山南方水泥生产工艺是以悬浮预热和预分解技术为核心，并把现代科学技术如，矿山计算机控制网络化开采，原料预均化，生料均化，高效多功能挤压粉磨新技术、新型机械粉体输送装置、新型耐热耐磨、耐火、隔热材料
3、以及IT技术等广泛应用与水泥干法生产全过程，使水泥生产具有高效、优质、节约资源、清洁生产、符合环境保护要求和工艺装备大型化、生产控制自动化、实行科学管理的现代化水泥生产方法。我们参观过程涉及生料的粉磨、预均化、配料、熟料的煅烧等整个回转窑水泥生产工艺流程。下面就回转窑的工艺流程做简单介绍。图二， 新型干发水泥生产工艺流程2.1 原料破碎及预均化生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰石原料和粘土质，砂岩，页岩等原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。兆山南方水泥厂的生产原材料从58公里的矿山开采运输到厂，运输到场堆放在公
4、私的石灰石堆场，通过破碎机破碎在碎石库储藏，据介绍水泥厂现有粉磨机有球磨机和立磨机，原材料粉末后放到生料库储藏，原材料均化等。2.1.1 破碎生产水泥的原料种类繁多，有石灰石、黏土、铁矿石及煤等，这些原料不仅化学成分有差异，而且破碎时候的加工性能也有很大差别，这就给破碎机的选型带来了难度。矿物体存在于自然界受到的地壳变动产生的薄弱面，层理的稀密程度与破碎的难易程度有关。影响矿物体破碎性能的还有含水率、粘性、韧性等因素，因此测得的矿石的强度、硬度并不能完全表明它破队的难易度。在破碎过程中，施加的机械力使物体结构分裂而破碎，施加的外力的方式和大小与物体抵抗破坏的能力有关。根据物料的物理机械性质、来
5、料粒度、要求的破碎比，生产规模以及使用的破碎机等，可能有多种破碎系统。破碎系统包括劈碎级数和每级中的流程。破碎级数主要取决于工厂对该种原料要求的破碎比与所用的破碎机的破碎比。破碎方法有有挤压、剪切、冲击、碾磨。破碎机是利用一种或是多种方法组合而工作。2.1.2 生料粉磨生料的粉磨是通过外力挤压、冲击、研磨等作用克服其内部质点及晶体间的内聚力，使之由块状变为粉粒状的过程。物料受外力作用的粉碎机理复杂，既与物料性质如颗粒状态、粉磨特性、入磨粒度与产品细度等有关，也与粉磨设备、生产工艺等密切相关。生料的粉磨细度与其成分配比、均匀性系数、水分等指标有关，是优质、高产、低能生产水泥的前提条件。生料细度之
6、所以重要，原因在于其将对煅烧过程即易烧性构成影响。研究证明，熟料的烧成速率与生料粒度的大小成反比，含有大量粗颗粒的生料，难以达到要求的石灰结合量。生产实践中熟料粉不宜粉磨得过细，否则容易引起水泥石开裂，所以控制在350m2kg较为适宜。因为传统的球磨机混磨工艺对于易磨性差异较大的熟料和粒化高炉矿渣而言，应该说是很不合理的。混磨过程中易磨性较差的矿渣组分根本磨不到能充分发挥活性的细度，因此活性高低影响并不大，若强行延长时间不仅会使水泥粉磨过程中能耗剧增，同时还会使熟料过粉磨，对水泥的水化硬化造成重大影响，致使水泥水化过快，从而开裂。所以可采取分磨工艺，熟料可用球磨机粉磨也可用立磨粉磨，而矿渣粉磨
7、用立磨最为合适。因为立磨不仅具有自动化程度高，且有集烘干、粉磨、选粉为一体， 占地少、粉磨细度大(400600m2kg)、台时产量高、耗电少的优点。图三，石灰石，粘土原材料 2.1.3 预均化堆场为保证水泥厂连续生产、产品质量稳定可靠，生产水泥的原材料必须预均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。预均化基本原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。原料均化可以减少质量波动，以利于生产质量更高的熟料，并稳定烧成系统的生产；扩大矿山资源的利用
8、，提高开采效率，最大限度扩大矿山的覆盖物和夹层，在矿山开采的过程中不出或少出废石；可以放宽矿山开采的质量和控要求，降低矿山的开采成本；对黏湿物料适应性强；自动化程度高；为工厂提供长期稳定的原料，也可以在堆场内对不同组分的原料进行配料，使其成为预配料堆场，为稳定生产和提高设备运转率创造条件。预均化堆场基本上适用于水泥原料中的主要组份石灰石。粘土质原料大多是均质的，虽然有些厂对这种原料也必须进行预均化。石英砂和铁矿这样的原料差不多总是均质的，因此不需要预均化。石灰石圆形预均化堆场的工艺为：石灰石从破碎机出料皮带送到入堆场皮带，再送至堆料机，在圆形料堆的一端堆料，取料机将物料取下送至出堆皮带，送至原
9、料配料站。为了防止取料故障，堆场设置了物料临时出口，通过阀门也能将物料取出。图四，原料库 图五，砂岩，矿渣堆场2.2 生料的均化及入窑喂料、计量新型干法水泥生产过程中，生料的均化是必不可少的生产环节，也是保证产品质量的重要手段。生料均化分为气力均化，气力均化的均化效果好，但是投资较高。生料气化均化是靠具有一定压力的空气对生料进行吹射均化。通常在库底设置了充气装置，充气后首先使物料松动，然后将物料流态化并翻腾搅拌，使生料混合达到均化目的。出磨生料均化是生料均化过程中的最后一环，其负担的均化工作量约占均化过程总量的40%。生料均化库的任务是消除出磨生料具有的短周期成分波动，使生料的质量达到入窑生料
10、的要求，完成整个生料均化系统的全部任务，从而稳定窑的热工制度，提高窑的熟料产量和质量。水泥生料制备系统的工艺和装备技术在进几年来一直处于快速发展阶段，特别是新型干法水泥生产技术的广泛应用。一、粉磨设备由过去以球磨机为主发展成高效率的立磨、辊压机等多种型式并用。二、新设备、新技术的应用，使生料粉磨系统工艺更加丰富和完善。球磨机烘干、粉磨一体化，适应于含高水率的立磨粉磨，辊压机的多种工艺组合以及对悬浮预热器窑、预分解窑的废气做烘干热源的利用等都促进了生料制备技术的发展。三、操作控制自动化的普遍形成。四、生料粉磨装备的大型化，不断满足了水泥生产规模的大型化需求。图六，生料生产线图2.3 煤粉的制备煤
11、是水泥生产过程中煅烧熟料的必用燃料。煤的燃烧反应能力与其挥发分含量成正比，碳粒燃烧速率则与颗粒的平方成反比。煤质不同挥发分也不同，煤烟与无烟煤的差距更大，而煤粉的细度则以粗颗粒需要更长的燃烧时间，因此要达到足够的燃烧反应能力，煤质和颗粒细度是两个重要的条件，粉磨的目的就是为了满足煤粉燃烧提供所要求的粒度。煤粉的制备按供窑方式可以分为直接燃烧系统和间接燃烧系统。直接燃烧系统是将粉磨达到的合格煤粉直接风送入窑，即：粉煤制备与供窑燃烧一步完成；间接燃烧是将粉磨磨后的煤粉入库储存，使粉磨和供窑形成两个相对独立的过程。2.4 水泥熟料预热分解 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
12、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。预热器的主要功能是充分利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料，使生料预热及部分碳酸盐分解。为了最大限度提高气固间的换热效率，实现整个煅烧系统的优质、高产、低消耗，必需具备气固分散均匀、换热迅速和高效分离三个功能。（1）物料分散换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向上随气流运动，同时被分散。（2）气固分离当气流携带料粉进入旋风筒
13、后，被迫在旋风筒筒体与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动，并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。（3）预分解 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；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
14、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。图七，窑外分解楼 图八，热量回收管2.5 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煅烧。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。（1）窑外分解技术
15、窑外分解技术是新型干法水泥技术的核心，也是当代新型干法水泥煅烧技术发展的主流技术，它是在悬浮预热器窑的基础上进一步发展而成的。现代窑外分解技术按分解炉和回转窑的相对位置关系的不同，又可以分为在线式分解窑系统和离线式预分解窑系统。根据分解炉用燃料和分解率的不同，又将窑外分解技术分为部分分解系统和全部分解系统。一般情况下，分解炉内的燃料用量占整个系统燃料的25-60，在分解炉内，同一反应温度条件下，对于燃料的燃烧放热在前，生料的分解吸热在后，在气氛中氧含量充分的情况下，混合反应过程可同时进行，且反应过程比较完全；对燃用无烟煤或煅烧更容易分解的物料，在同一反应器分解炉内，将会出现物料的分解吸热过程在
16、前，燃料的燃烧过程在后，易造成炉内温度过低，难于操作和控制的问题，为了解决这一问题的办法，要么在设计是考虑这一因素，通过结构设计，将燃烧过程和分解过程分开或分阶段进行，要求在系统操作和控制过程方面，应避免采用上述的原燃料。无论采用何种原燃料，经过预分解系统预热分解后，今天回转窑应达到应有的分解率和化学组分的控制要求，在回转窑内进一步烧成水泥熟料。（2）预分解工艺技术分解炉目前投产使用的分解炉类型达30种以上。其特点和所具有的功能是共同的，均属于高温气固多相流反应器，具有悬浮床特点。炉中所进行的过程可归纳为气固分散、换热、燃料燃烧、分解、传质、输送。对分解炉来说，物料的分散是前提，燃料的燃烧是关
17、键。碳酸盐的分解是目的。气固之间的换热和传质，速度较快，不是过程的控制因素，而往往反应进程受到燃料燃烧混合过程的控制。输送则是气固流动的结果，要合理控制反应器结构和工艺操作参数的范围，就可以达到最低动力消耗的目的。（3）煅烧工艺技术回转窑回转窑是水泥熟料煅烧不可缺少的重要热工设备，经历100多年的不断技术创新和优化，使得回转窑更加安全可靠，并在化工和冶金行业也得到了广泛的应用。回转窑的流程：生料由高的一段送入，燃料与助燃空气从另一段喷入，气固以逆流方式相对运动，并进行换热与反应。（4） 冷却工艺技术冷却机水泥熟料煅烧热工过程中，预热、烧成和冷却是三个不可分割的工艺环节。熟料冷却机是水泥回转窑不
18、可缺少的主要配套设备。熟料必须进行冷却的主要原因是：回收高温熟料的热量，节约能源；通过冷却可以控制有水化活性的-C2S转变成无水化活性的-C2S，同时也避免了因冷却问题造成冷却机内的飞砂料的问题，提高了水泥熟料的质量和水泥强度的发挥；确保了输料输送和储存熟料设备的安全运转；熟料冷却后易磨性得到改善，有利于分磨。（5）窑尾烟室、窑头罩和三次风管工艺技术窑尾烟室是连接回转窑分解窑或者垂直烟道过渡结构形式。其结构设计要求，过渡渐进，不易积料，在与分解炉相连时，能够使得炉气均匀，不要产生偏流等问题。窑头罩是连接冷却机和回转窑的设备，与燃烧器燃烧和三次风抽取之间关系密切。窑外分解窑设置三次风管的作用是在
19、不增加窑内通风的前提下，提供分解炉燃料燃烧所需要的空气。其易出现的问题是粉尘堆积、管衬磨损、三次风砸门失灵。图九，回转窑2.6 废气处理高温风机将来自窑尾的高温废气，其大部分送至原料粉磨车间作为烘干热源；出原料粉磨系统的废气与增湿塔降温后的多余窑尾废气汇合，经收尘器净化后，再由窑尾排风机经烟囱排入大气。增湿塔可以布置在窑尾的高温废气的主风管上或旁路风管上。收尘器和增湿塔收下的窑灰，经输送机入生料均化库。当窑系统运行而生料磨停机时窑尾高温温废气增湿调质、降温后直接送入收尘器。收下的窑灰可直接送往生料入窑系统，喂入窑系统；或经输送设备送至生料均化库。图十，废气处理设备2.7 熟料输送及储存熟料是生
20、料经过烧成系统中预热分解,在窑内14001450高温下烧结,经熟料冷却机冷却或的烧结颗粒，是水泥生产的半成品。经冷却后的熟料，还有约80120左右的温度。而在以前，采用的冷却机（如单筒、多筒式冷却机和早期的蓖冷机）冷却效率较低，熟料温度高达200以上。如此高温的熟料不仅不利于输送、计量，还对水泥粉磨效率不利，在水泥管磨内容易造成高温糊球现象，影响磨机的生产能力和产品质量。因此设置熟料库降低熟料温度控制熟料质量，提高粉磨工艺效率的有效方法。熟料储存一般考虑714d的储存期。2.8 水泥的粉磨水泥粉磨是决定实物质量的关键环节。以细度为标准，粉磨的作用就是最大程度的满足水泥适宜的粒度分布，从而达到最
21、佳的强度指标。资料表明，水泥强度主要取决于330m颗粒的含量，60m的颗粒仅起微集料的作用。按此衡量，水泥生产中相当部分60m的颗粒实际造成了大量资源和能源的浪费，若将这部分颗粒含量尽可能降低，水泥强度将得到更大发挥。图十一，水泥磨房 图十二，各种矿料库2.9 水泥的输送与储存出磨的水泥不能直接出厂，必须经过输送设备送入储存库内储存一定的时间经检验合格后，方能出厂。水泥的储存有以下几点作用：（1） 严格控制水泥质量；（2） 改善水泥的质量；（3） 水泥库可以分别储存不同标号、品种的水泥；（4） 水泥库在生产过程中，可以引起缓冲调节作用，调节水泥粉磨车间不间断操作和水泥及时出厂；（5） 可以提高
22、出厂水泥质量的稳定性，对出库水泥进行均化，从而减小质量波动；（6） 出磨水泥不得在磨尾直接包装或在水泥库上入、下出的库底包装、防止质量不合格的水泥出厂。2.10 水泥的包装水泥成品出厂有袋装和散装两种发运方式袋装水泥的自动化程度有了较大提高，水泥包装机已经能实现自动插袋、包装和卸包，包装后的袋装水泥可直接装入火车、汽车或船舶。散装水泥具有节省包装材料、运输途中损失少、易于实现装卸自动化等特点，同时减少粉尘排放、及大气污染。3.参观心得体会在兆山南方水泥厂的参观实习，让我们在不断丰富了理论知识的同时，通过深入生产现场使我们对水泥生产有了全新和深刻的认识。从原料的破碎、均化到生料的粉磨，到熟料的煅
23、烧，再到熟料的磨细都有了更加感性的认识，进一步的使我们了解到理论与实践的相结合的重要性。 兆山南方水泥集团的“创新、博学、高效，责任”的企业精神，不仅确保了生产质量，还提高了员工的工作积极性与责任感。在参观过程中，在谭总的指引下，通过对水泥生产工艺流程的学习和公司运营情况的了解，我认为兆山南方水泥集团的有以下几点值得大家学习，这也是公司运营成功的关键：（1） 与市场同步，水泥厂主要生产32.5的复合水泥和42.5的硅酸盐水泥，紧密联系市场的动向，及时调整生产线，根据市场需要生产需求水泥。（2） 技术创新，兆山南方水泥公司有一群科技研发队伍，不断追求技术创新，最近公司引进的国外最新的一条生产线，大大提高了生产效率。（3） 设备维护与生产同步，公司定时进行设备检修，在生产的同时进行设备检修，保证公司在全年能正常运营，在其他水泥厂检修的季度也能投入生产，提高产量。这次参观，接待我们的谭总给我们留下了深刻印象，每到一处何总都把该处工艺流程与原理讲解得十分透彻，谭总这种敬业精神与高度的责任感让我们深深敬佩。总之，这次的参观实习活动不仅丰富了我们的知识，增加了我们的社会实践经验，同时也为我们今后学习、生活提供了一笔宝贵精神财富。
