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摘 要

本设计应用新型干法水泥生产工艺。其中主机设备选型有原料粉磨采用立磨，熟料煅烧是使用了￠4.8×74m带窑外分解回转窑烧成系统。重点车间矿渣粉磨，并据此对矿渣粉磨系统的主要设备以及其相关的附属设备的规格型号进行了选择。

关键字：水泥 新型干法生产线 矿渣粉磨

Abstract

The design application of new dry process cement production process. Selection of main equipment which has raw material grinding by vertical mill, clinker calcining is using the ouside 4.8 x 74m with kiln outside the decomposition kiln firing system. The main equipment of the slag grinding system and the specification model of the auxiliary equipment are selected according to the main equipment of the slag grinding system.

Key word：cement New dry process production line Slag grinding

目 录

第一章 设计总论

1.1设计任务

1.2建设的目的和意义

1.3建厂原始资料

1.4厂址选择

1.5 生产方法选择及窑的选型

第二章 配料及物料平衡计算

2.1配料计算

2.2物料平衡计算

2.3.矿渣需要量计算

2.4全厂物料平衡表

第三章物料储存设施选型

3.2.粘土储存

第四章 全厂主机设备选型

4.1石灰石破碎系统

4.2烘干系统

4.3煤粉的制备

4.4 生料制备

4.5熟料煅烧系统

4.6水泥粉磨系统

4.7水泥包装系统

4.8主机平衡表

第五章重点车间计算

5.1 热风炉热平衡计算

1. 设计总论

1.1设计任务

设计一条日产5000吨新型干法水泥生产线，而且重点车间为矿渣粉磨车间。

1.2建设的目的和意义

水泥是国民经济的基础材料，使用广，用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。生产水泥虽需较多能源，但是水泥与砂、石等集料所制成的混凝土则是一种低能耗性的建筑材料，其单位质量的能耗，只有钢的1/5—1/6，铝合金的1/25，比红砖还低35%。1992年德国水泥协会年会上预计，水泥和混凝土仍是21世纪的主要建筑材料。这说明对于水泥的研究还是有很大的现实意义。

1.3建厂原始资料

1.3.1原料资料

1.石灰石：石灰石原料产自青龙山，有一座石灰石矿山，其矿产储量有5581.1万吨，为B C级。其中B级储量为1713.6万吨；

2.粘土：粘土在属于石灰石附件孔家村的矿山，而且粘土的储量共550万吨，其中一级品有250万吨，二级品200万吨。这两个矿山位置可以参考“江苏省铜山县青龙山地区地质图”。

3.铁矿：使用利国铁矿尾砂，其中占比66%，矿石含水率20%。

4矿渣（混合材）：徐州钢铁厂碱性矿渣；含水量15%。其化学成分如下表

1. 石膏：青海产石膏，其中占比40%，含少量水分，块度lt;200mm

6.燃料:权台煤矿烟煤:易磨性系数1.36，块度lt;200毫米

7.电源：来自彭场变电所接的电线1，35KV

8.水源：使用可饮用的地下水或者河水。

9.交通情况：见“青龙山矿区交通位置图”。

10.原料化学成分：见表1-2，表1-3

11.烟煤及无烟煤工业分析：见表1-4，表1-5。

12.徐州钢铁厂矿渣化学成分分析：见表1-6

表1-2原料化学成分

1.4厂址选择

1.4.1厂址选择概述

本次厂址选择在徐州青龙山矿区。

1.5 生产方法选择及窑的选型

1.5.1 生产方法的选择

2007 年 我国水泥产量已达13.6亿顿，其中新型干法水泥占55 08年已达到60%,2009年全国水泥产量16.3亿吨，新型干法水泥比重已接近65%，预计2010年将达到70%。可见国家大力发展先进的新型干法水泥，所以本厂采用新型干法水泥生产，即窑外分解系统。

1.5.2 窑选型的意义

1. 确定回转窑的耐火砖内径

(1-1)

式中，：窑耐火砖内径，m；

G：窑额定产量，t/d；

K：与窑相关的系数，这里取K=60

==4.37

回转窑耐火砖的内径：

=4.37

1. 确定回转窑筒体内径：

D= 2 （1-2)

式中，D窑筒体内径，m；

：窑耐火砖内径，m;

：窑最小耐火砖厚度，取为200mm。

D= 2=4.37 2×0.2=4.77(m)

所以取回转窑的内径为D=4m。

1. 确定回转窑筒体长度

L=15×4.8=72

所以回转窑长度为L=72m。

同类型回转窑规格图表如图所示：

本设计采用Φ4.8×74m.

Φ4.8×72m回转窑的窑型技术参数如表所示：

1.5.3窑产量的标定

1.5.3.1 窑产量的标定

1. 按《新型干法水泥厂工业设计手册》回转窑产量标定公式：

^2.328L^0.6801 （1-3）

G=8.495×4.77^2.328×72^0.6801=5915(t/d)

1. 按南京水泥工业设计研究院推荐公式：

G=53.5D_i^3.14 （1-4）

G=53.5×（4.77）^3.14=7226（t/d）

1. 按天津水泥工业设计研究院推荐公式：

G=KD_i³(K取为60） （1-5）

G=60×(4.77)³=6511(t/d)

经过计算并参考国内同类厂，本设计采用Φ4.8×72m回转窑，产量标定为5000t/d（即230t/h）。

1.5.3.2 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确定为0.85。

1. 配料及物料平衡计算

2.1配料计算

已知条件如表所示：

原料化学成分

要求熟料三个率值为KH=0.88，SM=2.5，IM=1.5，单位熟料热耗为2999KJ/Kg熟料。

2.1.1计算煤灰掺入量

本设计燃料采用权台原煤，100Kg熟料的煤灰掺入量可按下式近似计算：

=2.77 （2-1）

式中：Ga—熟料中煤灰掺入量，%；q—单位熟料热耗，KJ/kg熟料；

Q—煤的应用基低热值，KJ/kg煤；

A—煤的应用基灰分含量，%； S—煤灰沉落率，%(设有电收尘器，沉落率为100%）。

煤灰沉落率因窑型而异，如表所示：

不同窑型煤灰沉落率（%)

2.1.2根据熟料率值估算熟料化学成分

要求熟料三个率值KH=0.90，SM=2.5，IM=1.5，假设熟料中四个主要氧化物含量总和T=97.5%，则熟料化学成分可计算如下：

=3.57%

=5.35%

22.3%

66.28%

2.1.3递减试凑计算

以100kg熟料为基准列表用递减试凑法计算如下：

从计算结果可以看出，熟料中Fe2O3含量略低，但仅仅增加铁粉，那么SiO2含量就会偏高，所以应该停止递减计算，检验配合生料和熟料的三个率值是否和设定值一致。

2.1.4计算生料配合比

由上表可以知道，配制100Kg熟料所需的干原料如下：

石灰石125.2Kg，粘土26.06Kg，铁粉2.2Kg。

石灰石=×100%=81.59%

粘土=×100%=16.98%

铁粉=×100%=1.43%

所以干生料配合比 石灰石：粘土：铁粉=81.59:16.98:1.43

2.1.5计算熟料率值

1. 计算熟料成分

熟料计算检验

1. 则熟料率值如下：

KH===0.909

SM===2.48

IM===1.527

1. 将以上计算结果与设定的目标率值KH=0.90，SM=2.5，IM=1.5相比较，偏差小于容范围，说明上述计算是成功的，可以终止递减计算。
2. 有害成分计算和评定

MgO含量：

石灰石中：81.59%×1.06%=0.865%

粘土中：16.98%×1.41%=0.239%

铁粉中：1.43%×0.35%=0.005%

煤灰中：2.77%×0.98%=0.027%

0.865% 0.239% 0.005% 0.027%=1.136%

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%（通过水泥压蒸实验并合格可放宽至6%），所以该配料方案可取。

2.1.6 湿原料的配合比

故湿石灰石：（Kg）

湿粘土：（Kg）

湿铁粉：（Kg）

湿料百分数如下：

湿石灰石：

湿粘土：

湿铁粉：

所以湿原料的配合比例为：79.10: 19.18: 1.72

综上，干料配比：石灰石：粘土：铁粉=81.59: 16.98: 1.43

湿料配比：石灰石：粘土：铁粉=79.10: 19.18: 1.72

2.2物料平衡计算

2.2.1烧成车间生产能力和工程生产能力的计算

1. 要求的熟料年产量（参考《水泥厂工艺设计概论》P37~42）：

式中 :要求的熟料年产量，万吨/年；

：所选窑标定日产量，t/d；

n：窑台数

：窑的年利用率（此时取0.90）。

则，=365×1×0.85×5000=155.125（万吨/年）

1. 烧成车间生产能力

熟料小时产量：Q_烧时=208.33（t/h)

熟料的日产量：Q_烧日=5000（t/d)

熟料的年产量：Q_烧年=155.125×10⁴（t/y）

3.工厂生产能力

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