现代水泥工艺设计刍议

刘保良

（水泥厂工艺设计及相关新技术研发， 山东 菏泽）

0 引言

在现代水泥工艺设计中，需要对原材料进行突出使用，并保证材料质量。对于水泥工艺设计来说，在工艺设计不断发展的背景下，相应领域也得到了较好的发展机遇，逐渐受到社会关注。当前，水泥工艺设计对我国的工艺事业发展产生一定影响，其内容有着极高的探究价值。

1 现代水泥工艺设计中的设备选型

第一，设备选型。通常情况下，水泥厂中的设备投资占总投资金额的40%-50%，占比相对较大。因此，在进行设备选型时，要尽可能在同等价位中选择运转可靠、技术先进的设备，降低用于设备引进的投资额。

第二，物料输送。在水泥厂的生产实践中，一般使用胶带传输机完成物料的输送。在条件允许的情况下，为了进一步缩减运输距离，可以使用具备大倾角的胶带传输机，尽可能降低气力输送设备的应用次数，以此达到降低设备预转实际能耗的效果。

第三，原料粉磨系统。在进行原料粉磨系统的选型中，需要重点参考的内容如下：原料的不同物理特性，包括含水量、易磨程度、入磨物料的粒径等等；具有节能性与环保性；可以展开量产；自动化操作；系统运行高度可靠合理。

第四，电动机选型。目前，现代水泥工艺设计中使用的电动机普遍不会在额定功率下运行，在接近额定功率下运行的次数也相对较少。造成这一现象的主要原因为功率计算公式选择不当、储备系数大。而通过合理的电动机选型，能够确保电动机始终在有效范围运转，功率因数得到优化，达到更高的经济效益。现阶段，水泥厂内使用的交流电动机电压主要依托电容完成确定。

第五，烧成系统。该系统的应用直接影响着水泥厂的实际生产实践，其主要又预热器、分解炉、回转窑、三次风管、喷煤管及篦式冷却机等构件构成。

第六，收尘设备。为了在满足的吸尘效果的同时减低能耗，可以使用新型脉冲袋收尘器；而在原料粉磨系统中，更多的使用了电用收尘器。

2 现代水泥工艺设计的主要内容探究

2.1 原料与燃料

原料的开采、破碎等操作与原料及燃料质量有着相对密切的关系，必须要对原来与燃料开采加工质量进行重点保证，以此达到生产出合格水泥产品的目标。就当前的情况来看，存在于市场中的原料与燃料质量参差不齐，化学、物理性能也具有较大的差异性。基于这样的情况，相关人员要更加关注原料的选择，尽可能使用符合熟料率值、矿物组织要求的原料。与此同时，还要着重关注原料与燃料的工艺技术，结合防护措施的及时展开避免危害物质的扩散。例如，无烟煤、泥煤、褐煤的腐蚀性较强、挥发点地、发热量小且易磨性不高，有着一定危害。在生产中，需要第一时间清除相物质，实现不合格原料的及时处理，能够降低工业设计延误、二次浪费等问题的发生概率。

2.2 原料的破碎技术

在实际的水泥生产过程中，大部分的原料均需要提前完成破碎出处理，包括石灰石、粘土、砂岩、粉砂岩、铁矿石、煤、熟料、石膏、混合材等等。依托原料的良好破碎，能够为后续的粉磨、输送、储存等工序的展开提供更好条件[1]。一般来说，泥厂破碎车间普遍设置了石灰石破碎、辅助原料破碎车间。实践中，原煤破碎、石膏破碎等处理要结合来料情况确定。当前，水泥厂中破碎量最大的物料是石灰石，每生产1 吨熟料通常需要1.3-1.5 吨左右的石灰石。

为了保证原料破碎效果，相关工作人员应当根据原料的不同完成破碎设备的选用。例如，在进行黏土破碎时，需要使用齿辊破碎机或是冲击式破碎；在进行砂岩、粉砂岩的破碎时，需要使用反击式破碎机，也可以使用颚式破碎机或是锤式破碎机；在进行原煤的破碎时，需要使用环锤式破碎机、立轴式破碎机或是颚式破碎机；在进行石膏的破碎时，需要使用锤式破碎机或颚式破碎机。

2.3 原料均化与预均化

1.原料（生料）的均化

对于原料的均齐性来说，其与熟料的质量有着极为紧密的关系，同时对窑的运转周期、热耗、产量等因素均有着较大影响。相比较来说，在现代大型干法回转窑中，上述影响情况更加明显。因此，为了确保生产质量，相关人员必须要对原料展开均化，以此达到降低原料化学成本波动的效果，更好的保证原料化学成分的稳定性。

2.原料的预均化

在当前的生产中，原料的预均化普遍在堆料与取料过程中完成，场地一般为预均化堆场。常用的预均化堆场包括圆形预均化堆场与长方形预均化堆场。实践中，需要结合原料的成分波动情况，分别完成不同种类原料的预均化，包括硅质原料、石灰石、燃料等。现阶段，也存在部分生产工艺实施石灰石与黏土的混合预均化。

2.4 原料粉磨

在实施原料粉磨的过程中，需要消耗大量的电能。而在水泥生产实践中，生料磨制、粉煤制备、水泥制作等操作的实现均需要粉磨作业的支持。此时，若是使用煤作为粉磨操作燃料，则生产1 吨水泥普遍会消耗物料2.7-2.8 吨；若是使用电能，则根据粉磨设备的不同所产生的能源消耗量也存在差异，具体有：生料粉磨电耗在16-22 kW·h/t 的范围内 ；煤磨电耗在30-35kW·h/t 左右；水泥电耗在30-40kW·h/t 之间。

在当前的发展中，粉磨设备逐渐向着节能化的方向发展。当前，更多水泥厂选择了辊式磨与辊压机终粉磨系统对落实原料粉磨操作[2]。同时，要依托煤质情况的不同使用差异性的立磨系统。一般来说，辊压机终粉磨系统用于水泥粉磨的情况并不常见，水泥粉磨更多的使用了辊压机、辊式磨等具有高度节能性的粉磨系统。

2.5 水泥粉磨

总体来看，水泥粉磨系统模式较多，具体包括：辊式磨终粉磨、辊压机圈流+管磨开流、辊压机开流+管磨开流、辊压机开流+管磨圈流、管磨开流、管磨圈流、辊压机圈流+管磨圈流等。而在当前的生产实践中，辊压机圈流+管磨开流与辊压机圈流+管磨圈流系统的应用更为广泛。相比于其他系统来说，辊压机圈流+管磨圈流的优势在于产量高且能耗低。例如，对于Ф4.2×13m 水泥磨圈流系统，其产量普遍为每小时90 吨，耗能则不低于38kW·h/t；结合辊压机后，系统产量提升至每小时150 吨，耗能则在30-32kW·h/t 之间。

需要注意的是，当前国内水泥厂虽然对立磨预粉磨系统的应用较少，但是该系统的能耗低且产量高，因此其在水泥生产中的广泛是未来的主要发展趋势。通常情况下，立磨预粉磨系统的耗电在25-29kW·h/t 之间，且操作简单，产品质量达到标准，有着极高的应用优势。

3 总结

综上所述，水泥工艺设计对我国的工艺事业发展产生一定影响，其内容有着极高的探究价值。在实践中，要从原材料入手进行质量保证，结合原料的破碎技术、原料均化与预均化、原料粉磨、水泥粉磨的优化，提升了现代水泥工艺设计的整体质量，推动水泥工艺设计的更好发挥，增强我国在世界工艺设计领域中的影响力。