水泥工艺设备.docx
《水泥工艺设备.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水泥工艺设备.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
水泥工艺设备
水泥工艺设备
一、粉碎的定义、目的和意义
（一）粉碎的定义
依靠外力（人力、机械力、电力等）克服固体物料分子之间的内部凝聚力而将其分裂的操作，称为粉碎。
大块物料分裂成小块，称为破碎；将小块物料磨成细粉，称为粉磨。
破碎和粉磨又统称为粉碎。
按粉碎成品粒度的不同，粉碎的分类如下：
（二）粉碎的目的
固体物料经粉碎后，其单位重量的表面积增加，因而可以提高物理作用的效果及化学反应的速度；几种不同固体物料的混合，在细粉状态下易达到均匀的效果；固体物料经粉碎后，为烘干、运输和储存等准备好有利条件。
（三）粉碎的意义
以水泥生产为例，主要原料石灰石和粘土，从矿山开采出来的粒径都很大，有的甚至在1米以上。
由1000毫米的大块原料到通过0．080毫米筛孔的细粉，相差1万多倍，这就需要先经过破碎机械的破碎，然后再经过粉磨机械的细磨才能达到。
在水泥生产中，由于原料（石灰石、粘土、铁矿石、石膏、混合材料）、半成品（熟料）、燃料（煤块）等都需要进行破碎和粉磨。
每生产一吨成品（水泥），需要粉碎的物料量约四吨左右，其它建材厂的原料，如砂岩，长石、白云石、芒硝，粘土质页岩、陶土、辉绿岩等也同样需要粉碎成很细的粉末才能混合均匀，以便在窑内煅烧中完成要求的化学反应。
大块物料破碎成小块后再送入烘干设备，由于物料暴露的表面积增大，增加了物料与热气体的接触机会，所以能加速物料的烘干过程，提高烘干效率，节约燃料。
水泥的生产成本中，电费约占30％左右，破碎机械的耗电量占全厂总耗电量的10％，而粉磨机械的耗电量则占60％，也就是粉碎费用约占生产成本的20％以上。
粉碎机械都是比较笨重的，它的投资约占全厂设备总投资的40％以上。
综上所述，改善粉碎操作，简化粉碎流程，改进粉碎机械，对于提高成品的产量和质量，提高劳动生产牵，减少设备投资，节约动力消耗，降低生产成本。
也就是对于达到优质、高产、低耗具有重大的意义。
（二）、粉碎比
（作者：
佚名本信息发布于2009年03月16日，共有920人浏览）[字体：
大中小]
二、粉碎比粉碎比是指粉碎前后物料粒度大小变化的程度。
或粉碎前后物料粒度变小的倍数，可用下式表示：
i＝D／d（1—1）
式中i——粉碎比；
D——粉碎前物料的粒径（米）；
d——粉碎后物料的粒径（米）；
对破碎而言．称为破碎比。
（一）极限破碎比
破碎比通常由物料破碎前的最大粒度与破碎后的最大粒度的比值来确定：
i＝Dmax/dmax（1—2）
式中：
Dmax——破碎前的物料最大块直径,mm，
dmax——破碎后的物料最大块直径，mm。
在实践中，碎散物料的粒度由这些物料所能透过的最小筛孔尺寸来确定，因此用（1—2）式计算的破碎比就是破碎原料和产物在筛分过程中分别通过的两个最小筛孔的直径比。
在这种情况下,选用的筛孔形状应当一样：
如果破碎产物在筛孔形状不同的筛面上筛分，必须加入筛孔形状的修正系数。
有时候经常遇到这样的情况，破碎前的物料以直径D入到破碎机里，而破碎后则用设备里的篦条筛出，这样破碎比的公式应变为：
i＝D/Fι（1—3）
式中F——筛孔的形状系数；
ι——破碎原料全部通过篦子筛缝宽度,mm；
D——被破碎的物料入破碎机的实际最大粒度，mm。
筛或篦的形状系数决定于物料块的宽度和厚度之比。
等轴物料的系数为1.7，扁平物料则为3.3。
（二）公称破碎比
如果物料在破碎前后并不进行筛分：
则破碎比可以近似地用下式计算：
i＝0.85D/S（1—4）
式中：
B——破碎机入料口的宽度，mm；
S——破碎机排料口的宽度，mm。
0.85B称为入料口的有效宽度，也就是进入破碎机的物料最大块尺寸，一般比入料口的宽度小15％，而破碎产物最大块尺寸，则等于排料口的宽度。
（三）分数破碎比
使用下式计算破碎比：
i＝Dt/dt（1—5）
式中：
Dt——破碎原料的t均能透过的筛孔尺寸，mm；
dt——破碎产物的t均能透过的筛孔尺寸，mm。
在破碎过程中，往往设t=80％。
它的尺寸不能代表物料的特征粒度，Dt与dt值可以在各个产物的累积粒度特性曲线上决定。
（四）真实破碎比（平均破碎比）
用上述公式算出的破碎比，并不能完全说明破碎过程。
因为粒度特性相同的物料经破碎后，产物的最大块度都一样．只是粒度特性不同，见图１—１。
一种产物的累积粒度特性曲线是凸形，另一种产物则为凹形。
这表明：
第二种产物比第一种产物破碎的更小。
因此在它的破碎过程中，需要消耗更多的能量。
但是，如根据由最大块粒度之比得出的破碎比进行计算．则这两种破碎过程的能量消耗完全一样。
所以要比较准确地计算破碎比必须使用根据原料及产物的粒度特性算出的平均直径，即：
i＝Dp／dp （1—6）
式中：
Dp——原料的平均直径，mm；
dp——破碎产物的平均直径，mm。
破碎比可用上述五种公式任何一种进行计算。
究竟采用哪种应取决于所掌握的资料。
一般说来，粉碎比大的机械工作得较好。
因此．要鉴定一台粉碎机械的好坏，应同时考虑其单位电耗及粉碎比的大小
图1—1不同特征粒径含量的破碎与其能量消耗的关系
由于破碎机的破碎比较小，如果要求达到的破碎比超出一定范围，就得接连使用两台或更多台破碎机来进行破碎，才能达到要求值。
接连使用几台破碎机的破碎过程称为多级破碎。
破碎机串联的台数叫破碎级数。
这时原料尺寸与最后破碎产品尺寸之比叫作总破碎比，在多级破碎时，如果各级的破碎比分别为i1，i2，……in。
则总破碎比i0：
i0=i1i2……in（1—7）
即总破碎比等于各级破碎比之乘积。
如果已知破碎机的破碎比，即可根据总破碎比求得所需的破碎级数。
（三）、物料性质
--------------------------------------------------------------------------------
（作者：
佚名本信息发布于2009年03月16日，共有594人浏览）[字体：
大中小]
三、物料性质与物料粉碎过程有关的一些物理性质是物料的晶粒结构；物料的强度、硬度和脆性，含水量；物料的磨蚀性等。
（一）物料的晶粒结构及其对粉碎的影响
物料颗粒是各种矿物晶粒或质点的结合体。
若按理想晶体结构分类，以离子结构为多（硬度较大），亦有少数近似分子结构（硬度较小），极少数为原子结构（硬度最大）。
实际上所有物料结晶都不是理想的，都具有不连续性和不均匀性，以及各种各样的缺陷。
某些物料有明显的解理面，解理是由分子或原子定向排列所造成的。
在粉碎时首先沿着这些解理面分裂，另一些物料则没有明显的解理面，物料沿不同方向粉碎的难易程度是近似的，物料可以有一个、两个，或多个解理面，物料还有一种性质是所谓断裂面，系指物料粉碎后断面的形状，它与解理有所不同，在粉碎实践中，断裂面分为光滑、不平整、交错（锯齿）和贝壳状等。
（二）物料强度、硬度和脆性
强度一般表现为粉碎物料的难易程度。
粉碎机械的受力大小、机构设计、性能指标等都同物料强度密切相关，强度可分为抗压、抗折、抗剪、抗击强度等。
粉碎时，当施加的外力超过该物料的强度极限时，就发生碎裂。
抗压强度大于2．5×108Pa者为坚硬物料，在0．4×108～2．5×108Pa之间者为中硬物料，小于0．4×108Pa者为软物料。
几种物料的极限强度值列于表1—1中。
在粉碎过程中，常采用普氏硬度系数来评定物料的硬度。
按普氏硬度系数可将物料分成五个硬度等级，如表1—2所列。
工业中需要粉碎的物料，绝大多数呈现脆性，物料在断裂之前的塑性变形很小。
物料的强度表1—1
料名
抗压强度（Pa）
抗折强度（Pa）
抗剪强度（Pa）
抗击强度（Pa）
辉绿岩
3．43×108
2．84×105
2．84×104
3．57×107
石英
3.04×108～2．74×108
1．76×104
1．15×107
石灰石（密）
石灰石（疏）
9．8×107～1．47×108
1．96×107～5．88×107
1．85×107
1．22×105
5．14×106
砂岩（最硬）
砂岩（硬）
砂岩（中硬）
砂岩（不硬）
1.47×108～1．96×108
9．8×107～1．47×108
5．88×107～9．8×106
3．02×107～5．88×107
2．94×105
1．27×106
苦灰石
2．16×107
粘土（水2～9%）
粘土（水22～26%）
1．96×106～5．88×106
1．96×105～5．91×105
物料的普氏硬度系数表1—2
物料硬度等级
普氏硬度系数f
料名
很软
2
石膏，烟煤，褐煤
软
2～4
泥灰岩、页岩、粘土质砂岩、软质石灰岩
中硬
4～8
石灰岩。
白云石、石英质砂岩
硬
8～10
坚硬石灰石，硬砂岩，石英岩
很硬
>10
花岗岩、玄武岩、硬石英岩
由于天然物料性质不均匀，同一物料测出的强度数据往往出入较大。
在实际工作中，鉴于物料硬度也在一定程度上反映物料粉碎的难易程度，因而可用物料的硬度来表示其可碎性。
矿物硬度可按莫氏硬度分为下面10级，各种物料的硬度可与这些矿物相比较来确定；①滑石；②石膏；⑧方解石；④萤石；⑤磷灰石；⑥长石；⑦石英；⑧黄晶；⑨刚五；⑩金刚石。
（三）含水量
物料含水或经冷冻处理，一般都会降低其抗压强度。
抗压强度与含水量、冷冻的关系列于表1—3中。
抗压强度与含水量、冷冻的关系表1—3
被碎料
抗压强度（Pa）
抗压强度减少率（％）
含水量
水分饱和
（12～20h）
冷冻1～15°（24h）
（％）
A
粘土
1．96×106～5．88×106
2～9
粘土
1．96×105～2。
94×105
22～26
B
石灰石
1．01×108
5
7
O．3～5．0
砂岩
9．04×107
8
10
1．O～10．0
（四）物料的磨蚀性
物料的磨蚀性是物料对粉碎工具（颚板、冲击锤、钢球、衬板等）产生磨损程度的一种性质。
其大小将影响粉碎工具的磨损量。
判别物料磨蚀性大小的一种简单方法是根据物料中石英的含量来确定。
例如锤式和一般冲击式破碎机，只用于破碎磨蚀性较弱的物料（通常是石英含量较低的一些物料）。
物料粉碎的难易程度，谓之易碎性。
同一粉碎机械在相同的操作条件下粉碎不同的物料时，生产能力是不同的，这说明各种物料的易碎性不同。
易碎性与物料的强度、硬度、密度、结构的均匀性、含水量、粘性、裂痕、表面情况以及形状等因素有关。
一般用相对易碎系数来表示物料的易碎性。
某一物料的易碎系数KM是指采用同一台粉碎机械，同一物料尺寸变化条件下，粉碎标准物料的单位电耗Eb（千瓦·时／吨）与粉碎风干状态下某一物料的单位电耗E（千瓦·时／吨）之比，即
KM=Eb/E（1—8）
物料的易碎系数愈大，愈容易粉碎。
水泥工业中，一般是用中等易碎性的回转窑水泥熟料作为标准物料，取其易碎系数为1。
已知某一种粉碎机械在粉碎某一种物料的生产能力Q，利用易碎系数，就可求出这台机械在粉碎另一种物料时之生产能力Q1，即
Q1/Q=KM1/KM2（1—9）
本文来自:
中国国际水泥工艺网（）详细出处参考：
升级会员 