新型建材课程论文

1、 水泥生料，主要由哪几种原料配置而成？

水泥生产的主要工艺单元包括 :生料制备 (含生料混合、粉磨和均化 ) 、熟料煅烧和水泥粉磨与包装等。水泥生产过程是一个典型的连续过程 ,任何一个阶段的生产都对后续过程有着重要影响。要生产符合标准的水泥 ,必须要有稳定、合适的生料 ,这既体现了生产高质量熟料的要求 ,又能为烧成操作提供稳定的生产条件。因此 ,生料配料过程是水泥生产的基础 ,如果配料的质量达不到要求 ,轻则造成原料、能源的浪费 ,重则影响产品的质量和产率 ,甚至会酿成生产事故。生料质量控制 ,包括进厂原料质量的控制 ,原料预均化 ,各原料成分的配比控制 ,生料均化等。生料配料

过程具有非线性、时变性及滞后性等特点 ,难以建立精确的数学模型 ,生料配料过程控制不仅是水泥生产过程控制的重要内容 ,也是水泥生产企业提高其自动化水平的一个难点。水泥生料是由含 CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物的几种原料配制而成的。。其中 CaO 和 SiO 2是生产水泥的主要氧化物 ,而少量的Al2O3和Fe2O3可使粉磨和煅烧变得容易。水泥的质量主要是通过控制熟料中的硅酸三钙 [(CaO)3(SiO2)]、硅酸二钙 [(CaO)2 ( SiO2 )]、铝酸钙 [(CaO)3(Al2O3)]铁铝酸钙[(CaO)4(Al2O3(Fe2O3))]四种矿物的百分比来保证的。水泥生料由石灰质原料、黏土质原料及少量校正原料（有时还加入矿化剂、晶种等，立窑生产时还要加煤）按比例配合，粉磨到一定细度的物料，称为水泥生料。其化学成分随水泥品种、原料和燃料质量、生产方法、窑型及其他生产条件的不同而有所不同。生料随水泥生产方法的不同有生料浆、生料粉、生料球和生料块等形态，他们分别适用于湿法、干法、半干法和半湿法生产的要求。不论何种形态的生料，均要求化学成分稳定，细度和水分要保证满足不同生产方法的要求，以免影响窑的煅烧和熟料质量。（1）、生料粉：干法生产用的生料。一般水分≤1%。据生料中是否含煤又分为三种：白生料：出磨生料中不含煤。干法回转窑及采用白生料法煅烧的立窑用。黑生料：出磨生料中含有煅烧所需的全部煤。采用全黑生料法煅烧的立窑用。半黑生料：出磨生料中只含有煅烧所需煤的一部分。采用半黑生料法煅烧的立窑用。（2）、生料浆：湿法生产所用的生料。一般含水分32%~40%左右。

2、 说明生料的制备过程。

水泥生产生料配料过程来自 4个原料库的石灰石、粘土、铁粉和其它校正原料按照一定的比例分别通过 4台电子振动料斗将原料输送给 4台电子皮带秤 , 4种原料由主传送带送入生料磨 ,经生料磨粉磨成生料 ,出磨混合料进入选粉机 ,选出的细粉进入水泥生产后续操作 ,粗粉回到生料磨继续粉磨。通常 ,生料配料过程主要由两大部分组成 ,一是机械部分 ,其中包括原料库 ,主传送皮带 ,电子皮带称 ,振动料斗等 ;二是控制部分 ,包括率值控制器和喂料控制器 ,压力传感器 ,测速传感器 ,变频驱动器等。

首先 ,根据待生产的水泥品种确定期望的率值指标 ,并输入率值控制器中 ,由率值控制器根据各原料成分确定各原料需要的配比 ,然后喂料控制器根据配比信号来控制各原料库的下料量 ,由测速传感器和压力传感器测出皮带的速度和物料的重量 ,并转换成电信号 ,传送给率值控制器 ,率值控制器再将调节信号输出给喂料控制器 ,构成闭环控制回路 ,以调节皮带秤的速度 ,使皮带秤的流量稳定在某一固定流量上。元素分析仪可快速地检测出磨生料中 SiO2、Al2O3、Fe2O3

和 CaO 等氧化物的百分比含量 ,将结果送入率值控制器 ,率值控制器将实际出磨生料率值与期望率值相比较 ,确定偏差项 ,根据这些偏差项算出每种原料的变化 ,再反馈给喂料控制器修正配比 ,从而调整各原料的下料量配比 ,形成一个闭合回路 ,以实现出磨生料率值的稳定。由于连续均化混合过程难以改善均化库内生料成分 ,

因此 ,除间歇式均化混合方式对生料率值控制要求稍低外 ,生料配料过程对生料成分起到至关重要的作用。影响水泥生料配料过程的主要因素有 3个 :一是各原料成分的波动性 (由原料的均化程度低及物料的水份波动大等造成 ) ;二是各原料之间物料配比的准确性(包括原料检验数据本身不准确及配料计算不精确等原因造成 ) ;三是电子皮带秤流量的稳定性。水泥生料的原料来自大自然 ,化学成分波动具有很大的随机性 ,难免使生料成分波动 ;另一方面 ,由于当前资源匮乏 ,提供成分稳定的原料越来越不现实 ;再则从循环经济角度看 ,水泥行业要承担一部分消纳社会废弃物和废渣的任务 ,当前先进国家消纳量已达 350 kg/ t水泥 ,总体趋势而言原料的成分波动只会增大。从某种意义上讲 ,对水泥生料配料过程的控制将更加有挑战性。由于水泥生产企业产品品种的变化 ,生产中必须采用灵活的生料配料方案。生料配料过程控制系统不仅要适应配料方案变化的要求 ,还要在原料条件尤其是化学组份不断变化的情况下 ,保持入窑生料的工艺参数符合某种产品规格的要求 ,率值误差在最小误差范围内。

3、 为什么生料制备选用的是立式辊磨，而水泥粉磨选用球磨机？

水泥球磨机属于辊子型球磨机一类，球磨机中部设有液压拉紧且倾斜安装的3个固定研磨辊，辊子下面设有行星齿轮减速箱驱动的旋转的研磨盘。被磨物料由设在机壳侧壁的给料口给到研磨盘上面，靠辊子的自重和拉紧系统的压力将压力将物料磨碎。机器是密封的，可采用正压和负压操作。研磨盘周围有一圈孔口，气流经过这些叶片从上部排出，粗粒则被叶片阻留而返回研磨区水泥磨具有体积小，质量轻，占地少，电耗低，易损件寿命长等优点，有可能取代传统的管磨机。该机与管磨机相比，其他优点是，如料粒度可达200mm，可取消二段破碎；允许入磨物料水分为20%，基建投资较低，噪声较小，在不增加灰尘量的情况下可很快由直接操作改为带有预热器的负荷操作。生料粉磨时，辊压机与立式球磨机相比其优点： 1、辊压机工艺简单，装机设备少，占地面积小； 2、辊压机电耗比立式球磨机低； 3、辊压机对原料的粒度及水分适应性较好； 4、操作中主要控制系统风压、风温、电流，系统的监控点少，运行平衡，系统维护工作量少、维护费用低。

立式磨粉机（立磨） 主要适用于对中、低硬度，莫氏硬度6级的非易燃易爆的脆性物料的超细粉加工。球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。立式磨属于“料床粉碎”的粉磨设备，与“单颗粒粉碎”的球磨机相比较其中差异很大：

1、球磨机能耗利用率较低，目前有被立式磨粉机、辊压机等设备替代的趋势，但球磨机有“颗粒形貌近似球形，有利于生料煅烧及水泥的水化硬化”独特优点，这是熟料磨依然多数选用球磨机的主要原因。

2、由于立式磨粉磨方式合理，粉磨功均被物料充分利用，且分级及时，避免了物料过粉磨现象，因此其粉磨效率高，电耗较低（比球磨机节电20%以上）。

3、立式磨允许通过的风量大，故烘干能力大；磨内物料处于悬浮状态，增大了物料与气流的接触面积，热交换条件好，故烘干效率高。（当球磨机研磨较湿的原料时，由于其通过球磨机的气流量有限，所以在球磨机前面通常须加装额外的干燥设备。）

4、立磨所占空间仅为球磨机的50%~70%，占用的物理空间相对更小。

5、较低初置成本。立磨初期建置成本、运转成本及其维护费用仅为球磨机设备的70%~80%。

6、入磨物料的粒度大，一般可达磨辊直径的3%—5%，大型磨的允许入料粒度大，因此，大中型立磨可以省去二级粉碎。（球磨机受限于其最大钢球直径，只能进较小的原料。）

7、产品细度调节方便，颗粒级配均匀，化学成份稳定。（球磨机所产制产品粒径细粉比例较低。）

8、噪音小，扬尘少，有利于环境保护。立式磨作业时没有研磨体之间和研磨体与衬板之间的撞击，故噪音低，立式磨的粉磨及管道系统比较简单，密封较好，多为负压操作，因此扬尘少。

9、较短的转换时间，立磨可在非常短的时间内在同一台磨机上转换不同的原料，以产制不同的产品。（球磨机则需要较长的清料时间。）

10、磨耗较低。运转中没有金属间的直接接触，故金属消耗量少。所以配件磨损少、寿命长，单位产品的金属磨耗一般在5~10克/吨。（而球磨机使用碰撞摩擦方式，故磨耗高。）

11、工艺流程简单，设备立式安装，磨机同时对物料进行粉磨、烘干和分级，因此占地面积小，故障机率低，节约资金。

立式磨粉机不适于粉磨硬质和磨蚀性的物料，使用寿命较短，维修较频繁。而且它的磨损件比球磨机的贵，但与其所取代的球磨机、提升机、选粉机等设备的总维修量相比，仍显得维修简单、容易和工作量小。

立式磨粉机相对球磨而言，能耗利用率较高，这是粉磨系统优先选用立式磨粉机主要原因，但立式磨粉机的成品细度太均齐了，没有合理颗粒级配，这是限制立式磨粉机应用于熟料磨的主要原因。

4、 说明皮带输送机的结构组成，分析其皮带跑偏的原因，至少提出一种解决方案。

皮带输送机应用广泛，在生活中随处可见，如粮食站输送粮食，食品加工站输送原料及成品、半成品，煤炭运输、石料厂的砂石传送，以及各种工厂材料的传送，甚至连超市、饭店都用上了皮带输送机，真可谓无处不见其身影。在矿山行业中，皮带输送机更是被广泛用到制砂生产线和选矿设备中，同时在一些建材设备中也是常见的机械。1、驱动装置:驱动装置是将电动机的转矩传给皮带，使皮带连续运动的装置。它由电动机、传动滚筒、联轴器、减速器等组成。随着输送机运输能力的提高，运输距离的加长，电动机的功率在不断增加，多电动机传动也在逐渐增多。采用多电动机传动，可以减少传动装置的高度和宽度。2、制动装置:制动装置主要是指制动器、逆止器.主要是用来防止胶带机带负荷停机时发生逆转.使物料外泻(严重时会使胶带断裂或机械损坏)，一般当胶带机的倾角超过4'-6'时.必须设置制动装置。3、支撑装置:支撑装置主耍是指承载胶带、物料并完成愉送运行的系列设备讨胶带机的支撑装置主要由上梢形托辊、下平形托辊、调偏托粗、缓冲托辊及机架组成。4、张紧装置:张紧装置拉紧装置的作用是：保证胶带具有足够的张力，使滚筒和胶带产生必要的摩擦力，限制胶带在各支架间的垂度，使皮带输送机正常工作。常用的拉紧装置有机械拉紧式、螺杆张紧和重锤拉紧式。5、改向装置:改向装置主要由改向滚筒、特殊支架、压轮组成。6、清扫装置:清扫装置皮带输送机运转时，清扫胶带、滚筒和托辊上的赃物非常重要，因为赃物会引起皮带跑偏和运转部件严重磨损。通常在卸载滚筒的后面，设置刮板清扫器清扫皮带的脏污面，另一种方法是在卸载滚筒的底部装设回转刷进行清扫。

皮带机跑偏的直接原因有两个：（一）输送带两侧所受的张紧力不平衡;(二)托辊或滚筒对输送带产生侧向力。皮带机跑偏原因详细分析如下： （一）、输送带两侧所受驱动力不平衡

导致皮带两侧受力不平衡的因素很多，例如：

1、皮带机的张紧装置安装误差导致输送带两侧所受张紧力不一致引起输送带跑偏，

张紧装置安装或调节不当是导致皮带两侧受力不一致的最基本的原因。

2、输送带接头不平直引起的跑偏。皮带接头接偏或皮带本身不直，造成皮带两边张紧力不均匀，皮带往张紧力小的一边跑偏，在皮带接头或皮带不直处跑偏最严重。 3、输送带松弛引起的跑偏。输送带在运行一段时间后，由于拉伸使皮带产生永久变形或老化，会使皮带的张紧力下降皮带松弛，造成皮带内部应力分布不均匀，也会引起皮带不同程度的跑偏现象。

4、物料分布不均匀引起的跑偏。如果皮带空转时不跑偏，重负荷运转就跑偏，说明物料在皮带两边分布不均匀。这种跑偏是皮带机实际使用过程中最常见的，物料分布不均主要是物料下落方向和位置不正确引起的，如果物料偏到左侧，则皮带向右跑偏；反之同样道理。

5、滚筒、托辊对皮带两侧摩擦力不平衡，导料槽两侧的挡边橡胶板压力不均匀造成皮带两边运行的驱动力和阻力不一致，引起皮带跑偏o

6、.滚筒、托辊粘料引起的跑偏。皮带机在运行一段时间后，由于物料具有一定的粘性，部分会粘沾在滚筒和托辊上，使得滚筒或托辊局部筒径变大，引起皮带两侧张紧力不均匀，造成皮带跑偏。此因素引起的跑偏一般发生在短距离的皮带输送中。 （二）、输送带受到侧向力

输送带受到托辊或滚筒产生的侧向力F致使跑偏。

滚筒、托辊安装位置不正，皮带在运行时会受到侧向力，（ 如图3所示改向滚安装x方向倾斜时，皮带受到侧向力F ）。承载托辊安装位置与输送机中心线的垂直度误差较大，或滚筒轴心线与皮带机中心线垂直度误差过大，导致皮带在承载段向一侧跑偏（如图3所示）。驱动滚筒倾斜引起的跑偏将使得跑偏越来越严重。 （三）、机架变形引起的跑偏。机架歪斜包括机架中心线歪斜和机架两边高低倾斜，这两种情况都会使皮带受到侧向力，从而造成严重跑偏，并且很难调整。 （四）、实际操作中出处遇到皮带输送机的两侧机架与滚筒轴心线形成平行四边形，可能会使皮带跑偏。分为两种情况：A 在机头位置摩擦左边机尾位置摩擦右边。B 在机头位置摩擦右边在机尾位置摩擦左边。

另外，皮带机在运行时的机械振动是不可避免的，在皮带运行速度越快时，振动越大，造成的皮带跑偏也越大。在皮带机中，托辊的径向跳动引起的振动对皮带跑偏影响最大。

对于皮带机的跑偏现象，需采取相应的对策来进行调整，关键在于消除输送带两侧所受的驱动力不平衡及皮带受到侧向力等因素。对安装误差引起的跑偏，首先要消除安装误差；对皮带接头引起的跑偏该重接的重接；对变形机架进行整形，严重的必须重新安装。对运行中的跑偏，具体调整方法如下： （一）、调整托辊组

皮带机的输送带在整个皮带运输机中部跑偏时，采取调整托辊组的位置来调整跑偏，为了方便调整，托辊支架两侧安装孔加工成长孔。具体方法如下：若输送带偏向A侧，则托辊组的A侧D托辊朝皮带运行方向前移，或托辊组的B侧D托辊后移（如图4所示）。这种方法可消除由于机架歪斜、物料分布不均、振动等引起的皮带机跑偏。 （二）、调整驱动滚筒与改向滚筒位置

滚筒的调整是皮带机跑偏调整的重要环节。皮带运输机中所有滚筒的安装位置轴心线要尽量垂直于皮带机长度方向的中心线，而且要使皮带机长度方向的中心线尽量在滚筒和托辊轴心线的中点位置，若偏差过大必然发生跑偏。最常见皮带输送机跑偏调整滚筒方法是：对于皮带机头部的滚筒的调偏如下：若输送带向滚筒的A侧跑偏，则

A侧的轴承座应当向前移动或B侧的轴承座向后移动，实现输送带B侧放松或A侧张紧如图5所示。尾部滚筒的调整方法与头部滚筒调整方法相同道理。由于传动滚筒的调整距离有限，通常情况下，将传动滚筒轴心线调整至与皮带机长度方向垂直后利用螺旋拉紧装置来调整尾部改向滚筒轴承座的位置。此方法可有效消除皮带松弛、机架歪斜引起的皮带跑偏。 （三）、安装调心托辊组 输送带在整个皮带运输机中部跑偏时常采用安装调心托辊组防偏，其防偏原理是采用托辊在水平面内转动阻挡或产生横向推力使皮带自动向心达到调整皮带跑偏的目的。一般在皮带运输机总长度较短时或皮带运输机双向运行时采用此方法 比较合理，原因是较短皮带运输机更容易跑偏并且不容易调整。而长皮带运输机最好不采用此方法，因

为调心托辊组的使用会对皮带的使用寿命产生一定的影响。 5、 就您了解的水泥生产的相关问题谈谈感想。 水泥的生产过程中灰尘比较大，对于水泥生产工作人员的人身健康安全问题造成了很大威胁，所以水泥生产厂房内需要尽最大的可能实现无人化生产，工人只需要远程操控机器人进行操作。新型干法水泥生产生产过程中涉及到的机械设备较多，且具有大而重的特点，主要有输送设备、破碎机、螺旋叶片、联轴器、提升机的链斗、回转窑、磨机等。这些设备的传动件、运动件等如果缺乏有效的防护装置或生产过程中违反规程操作，均可能对值班人员造成夹击、卷入、绞、剪切等机械伤害。由于水泥生产设备自身大而重且庞大的结构和较复杂的机构特点，导致其安装、检修、更换过程中大多需要用到起重设备，由于吊运的重物多种多样，载荷变化较大，暴露、活动的零部件较多，且常常会在高温、高压、输电线路、易燃、易爆等复杂危险的环境中作业，作业中经常需要多人密切配合，共同进行一个操作等，由于这些特点，均易发生起重伤害，造成人员的伤亡。电力系统是新型干法水泥生产线的主要动力，其电、气事故主要存在于变电所和现场各用电单元，变电所潜在的事故在一定条件下会造成诸如火灾、爆炸、触电等，造成设备和人员财产受损。发生触电事故的主要原因有：人身触及漏电设备、误触带电体、在小于安全距离下接近高压、违反操作规程带电作业及提前送电、未设避雷针（带）或避雷器（柜）等。导致电气火灾的主要原因有：线路老化、电气设备短路、静电火花、变压器高压套管内部长期存在隐患、变压器内部故障时未能及时切断电源、电气设备未按规程要求接地或接地不良。为了实现配料、输送、储存、选粉、收尘、作业等生产需要，相应的设备、设施布置在不同高度建筑物和构筑物上，如窑尾烟囱、生料储存库、熟料储存库、熟料均化库等。在生产运行中，人员巡检、作业、配件材料的起吊搬运、更换、库内物料清理及人员在走道、爬梯、平台等高空进行作业，若防护措施不全或损坏、人员操作失误、室外天气影响，可能发生检修、巡检人员坠落事故。意外跌落的高空物件也可能对地面过往员工的安全造成威胁。水泥生产过程中一系列的生产工艺都会产生大量的粉尘，在破碎、喂料、粉磨、物料输送、煅烧、选粉、装配等主要产尘点，如果不选用合适的收尘设备来防治粉 尘，既污染环境，又严重危害作业工人的职业健康，尤其是页岩粉尘中游离 SiO2浓度较高，应采取综合降尘及加强个体防护相结合的方式控制粉尘，防止尘肺病发生。水泥生产设备中有许多是表面高温设备，如窑头罩、篦冷机、窑体、窑尾预热器和尾气管道等，若人员接触设备、管道超温的表面，管道外保温层损坏未及时发现，高温烟气泄露等均会造成人员烫伤；电焊、氧焊及球磨机、破磨机、电机、空压机、风机、提升机、皮带运输机等转动部分经过长时间工作未及冷却，人体无意或有意触及，都有可能引起人体被高温体烫伤伤害；生料预热分解及煅烧、煤烘干等均采用的高温工艺（气流温度约在 200’17002，物料温度约在 250’13002），在排除堵料故障、检

修作业时，可能发生高温气流及炽热粉料的灼烫伤害；看火工操作时，从窑内冲出的火球能烧伤皮肤；发生窑喷时，会将高温热气流和炽热的物料喷出窑外，一旦操作员躲避不及就会被灼烧，造成严重烧伤事故，甚至死亡。同时对于在高温环境下作业的人员如不采取有效的劳动防护措施，降低作业环境温度，会影响操作者身体热平衡，危害工人的身体健康，造成职业危害。通过对新型干法水泥生产线工艺中可能出现的安全问题进行分析，查找有可能发生事故的部位，根据具体的事故类型溯源事故原因，可有效降低、预防事故的发生；同时水泥生产企业应加大安全管理力度，安全警钟长鸣，根除麻痹大意，并成立安全管理机构进行专职管理安全生产，定期委托具备资质的安全咨询机构定期对企业生产系统展开安全评价工作，利用科学严谨的安全工程理论进行企业管理，并建立有效的应急预案，通过教育培训、定期演练等途径持续改进，不断提高企业的应急救援水平，营造良好的安全生产氛围，建立企业自己的安全文化。