粉体在水泥领域的应用讲解课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二部分,粉体在水泥领域的应用,第,1,章,水泥与粉体概论,?,水泥,与,钢材、木材、塑料,统称为四大基础工程,材料，是国民经济发展必不可少的建筑材料。,?,水泥的定义,：是一种细磨成粉末状、加水可为,塑性浆体、在空气或水中均能硬化、并能将砂,石与金属等材料牢固胶结在一起的水硬性胶凝,材料。,?,最为常用的硅酸盐水泥所采用的原料主要是,石,灰石与黏土,以及,铁质校正料和石膏,。,水泥的生产流程,?,特种水泥,：膨胀水泥、快硬水泥、低水化热水泥、,油井水泥、白色水泥、抗硫酸盐水泥、硫铝酸盐,水泥、铝酸盐水泥。,胶凝材料,?,胶凝材料的定义,：凡能在物理、化学作用下，从浆,体变成坚固石体，并胶结其他物料，且有一定机械,强度的物质，统称为胶凝材料（或胶结材料）。,粉体现象,?,静特性,（基本特性、堆积特性）,?,动特性,?,粉体化学,（化合、溶解、析晶、分解、升华,（粉煤灰燃烧和爆炸）,粉体技术,?,粉体取样方法、颗粒的表征方法、粉体的分,散技术、粉体的分级及分选技术、粉体力学,的应用（料仓设计）、破碎与粉磨技术、混,合与均化技术、成球造粒方法、表面改性、,粉碎机械力化学的应用（超细活化）、固液,分离法（过滤）、固气分离法（收尘）、分,级与分散、颗粒的流体输送、粉尘爆炸的防,止、粉体故障处理、再循环利用技术和纳米,技术,等。,水泥粉体技术的主要研究内容,?,粉体性质的研究,?,粉碎有效能的研究,?,给料与输送,?,固气分离技术,?,混合与均化,粉体技术与水泥工业的关系,?,破碎与粉磨工艺,?,热工工艺,不要过粉碎，有利于节能,两道破碎与粉磨流程,常用的破碎机,回转窑煅烧水泥熟料,利用粉体技术解决水泥制造中的问题,?,（,1,）增加水泥强度,?,（,2,）提高生料粉末在预热器内的分散性,?,（,3,）防止料仓、输送管内的结皮堵塞,?,（,4,）水泥改性,?,（,5,）减少水灰比，增加混凝土浆体流动性,?,（,6,）超细水泥的作用,利用粉体技术解决水泥制造中的问题,?,（,7,）提高磨机产量，减少粉磨电耗,?,（,8,）,采用细掺合料技术,?,（,9,）提高生料与水泥的均化效果,?,（,10,）采用高效节能的粉碎设备,?,（,11,）高效袋收尘器和电收尘器,?,（,12,）纳米技术在水泥工业应用的基础研究,（,1,）增加水泥强度,?,提高水泥粉磨细度；,?,控制选粉机的产品粒度组成，使水泥产品中,增加,330m,含量；,?,改变水泥熟料颗粒形状，提高球形度，使水,泥标准稠度蓄水量降低，增加水泥强度；,?,采用细掺合料技术，在水泥中多量掺入高细,矿渣（,450,/kg,以上比表面积）增加水泥强度，,特别是后期强度。,（,2,）提高生料粉末在预热器内的,分散性,?,保持生料尽可能的干燥状态；,?,下料管进入旋风筒内的位置要恰当，并要有,合适的角度；,?,使用分散板时，分散板要有合适的大小和角,度。,（,3,）防止料仓、输送管内的结皮,堵塞,?,在料仓（或筒仓）内的粉体物料，不管是生料,还是水泥，结皮与锥体部分的死角（死料）以,及形成漏斗流是难免的，但结皮过于严重，形,成鼠洞流就会使生产不能正常进行，物料有时,形成“先进后出”或“后进先出”，成分不再,均匀。因此，料仓与筒仓的设计（依据粉体力,学理论）很重要，一般要有助流措施。,（,4,）水泥改性,?,水泥改性是为了满足使用性能的要求，或为了,满足生产工艺中的技术要求，通过水泥改变原,料成分可以改变水泥品种，通过粉体技术的表,面改性可以提高水泥强度、满足生产工艺要求、,改善施工性能或增加水泥特殊性能，另外通过,掺加外加剂或与外加剂复合可以生产许多功能,水泥。,（,5,）减少水灰比，增加混凝土浆,体流动性,?,使用某种减水剂后，减水剂加水吸附在水泥颗粒,表面，由静电斥力和立体屏蔽效果使水泥颗粒分,散，增加混凝土浆体的流动性。使用另一种减水,剂，也能显著降低水灰比增加混凝土的强度，其,分散水泥颗粒的作用是由于混凝土浆体侧链构造,的立体屏蔽作用。,（,6,）超细水泥的作用,?,一般水泥的比表面积为,300,/kg,左右，细度为,80m,筛余,15%,，而超细水泥是指,5001000,/kg,比表面积的水泥，由于水泥颗粒高细化，使其,水泥砂浆的流动性增加，一些缝隙的灌浆才有可,能。由于水泥粉磨是电耗最大的工序（普通,52.5,标号的水泥综合电能消耗约,110kW,h/t,），所以,要考虑改进细磨机的结构和使用助磨剂，并采用,超细选粉机等措施。,（,7,）提高磨机产量，减少粉磨电耗,?,要采用粉磨效率高的,粉磨设备,和采用,预粉,磨流程,，如生料粉磨采用,立磨,，水泥粉磨采,用以,立磨或辊压机为预粉磨设备,、以,球磨机,为终粉磨设备,的预粉磨系统；,?,使用助磨剂；,?,使用高效选粉机。,（,8,）采用细掺合料技术,?,高炉水淬矿渣超细粉磨之后，作为混合材，以大,混合比（超过,50%,）加入到水泥中去，不但不会,降低水泥的强度，还会增加水泥的强度，特别是,后期强度，延长混凝土的寿命。,?,除矿渣外，还有粉煤灰、硅灰等工业废渣，但要,研制激发这些废渣超细化活性的激发剂。,?,超细粉磨工业废渣时，要考虑选用超细选粉机等,措施，以利于降低电耗。,（,9,）提高生料与水泥的均化效果,?,在生料均化链中，首先要采用预均化堆场和提高,预均化效率，在生料粉磨时采用,X,荧光成分分析,仪或,-Metrics,分析仪，以保证生料成分的稳定。,在生料均化库的设计上，采用尽可能降低均化电,耗又能提高均化效率的均化库，如,CF,可控流均化,库（利用粉体漏斗流效应）、,IBAO,型均化库（利,用周边漏斗流初步均化，再在库下部搅拌室进一,步强化均化），并可连续排料。,（,10,）采用高效节能的粉碎设备,?,新型节能粉磨机有,立式磨、辊压机,等，采用的是,料床破碎原理，比以往采用单颗粒破碎原理的球,磨机大大提高了粉磨效率。,?,高效选粉机一般是在机内经过几次分选，提高了,选粉效率，动静态组合式高效选粉机是笼式转子,选粉机与旋风筒或粗分离器的组合，提高了选粉,效率。,（,11,）高效袋收尘器和电收尘器,?,电收尘器是基于直流高压电场中气体电离使尘粒,荷电，并受电场力作用而定向移动的原理，袋收,尘器是基于渗透过滤的原理。,?,高温脉冲滤料的袋收尘器不断发展，以及长袋行,喷吹清灰袋收尘器的开发成功，可用于水泥厂大,排气量的废气收尘。用高温袋收尘器取代电收尘,器的趋势比较明显，但双方并存的局面也会长期,存在。,（,12,）纳米技术在水泥工业应用的,基础研究,?,纳米技术在水泥领域应用的可能性；,?,水泥水化、混凝土结构、功能水泥和混凝土以及,水泥生产的热工、机械等领域的应用；,?,有些功能纳米材料已应用在实际混凝土工程中，,可以提高混凝土的强度与耐久性。水泥基材料中,约有,70%,纳米级的,C-S-H,凝胶，因此对水泥基材,料进行纳米改性存在有客观上的可能性。,创新的粉体技术与水泥工业,?,原料均化和生料均化；,?,旋风预热器和分解炉；,?,立磨（辊式磨）与辊压机；,?,水泥熟料的预粉磨；,?,超细粉碎；,?,环境保护与收尘技术；,?,水泥生态化技术的发展；,原料均化和生料均化,?,1,、原料预均化,?,原料预均化主要对石灰石、其他辅助原料和燃料煤进,行均化，预均化堆场有长形和圆形两种。,?,在长形,预均化堆场中，一般设有两个料堆，一个料堆,堆料时，另一个料堆取料；在圆形,预均化堆场中，料,堆是环状的，一端堆料一端取料。,?,堆料方式、取料方式和均化效果，三者有着相互联系,和互为因果的关系，但是堆料方式作为其中一个先决,条件，将首先发挥其影响。,?,采用的堆料方式,主要有：人字形、波浪形、水平层、,倾斜层,和圆锥形,等五种类型。,?,取料方式,有,端面、侧面,和底部,三种类型。水泥厂原,料预均化堆场最常用的为悬臂皮带机的人字形堆料及,桥式刮板的端面取料。,原料均化和生料均化,?,2,、生料均化,?,生料均化库对生料质量承担着最后控制的作,用，运转良好的生料均化系统对生料库的要,求是在满足贮存需要条件下，充分利用恰当,的进出料方式，采用压缩空气气力化筒仓，,利用漏斗流的作用，使入窑生料达到高度均,化。现在已有多种生料均化库，如丹麦某公,司开发的,CF,控制流均化库，很好地利用了料,仓内物料“漏斗流”的现象，借助重力流动,达到减少电耗实现均化的目的。,旋风预热器和分解炉,?,旋风筒或旋风分离器，在粉体工程曾有很多实,用实例，许多人都作了大量研究。在水泥工业,中除了用作收尘器外，更主要的是用于,回转窑,窑尾的生料悬浮预热,。在粉体技术发展后，对,旋风筒做了许多开发和研究，主要是减少气体,阻力和提高粉末生料的分离效率，一般来说，,最上一级和最下一级旋风筒要求分离效率高,（相对），预热系统整体阻力越低越好。,立磨（辊式磨）与辊压机,?,立磨的工作原理：,立磨是利用料床粉磨的原理对物料进行粉磨，,由于磨辊与磨盘之间存在速度差，故在滚压的同时进行碾磨。物,料从磨机上部或膜壳一侧通过喂料装置进入磨盘中心，磨盘水平,运转生产离心力，磨盘上的物料从中心被甩至粉磨区域，当磨辊,被加载装置置于辊道上的物料上面时，由于磨盘的转动，磨辊对,物料产生一个竖向垂直力，且和物料之间有一个摩擦力。磨辊的,转动是从动运转，从磨盘周围挡料圈溢出的物料被磨盘外风环中,的上升气流带入上部的选粉机中，经选粉分级后，粗颗粒返回磨,盘与新加入的物料一起重磨，细粉随气流排出磨机作为产品，可,用旋风收尘器或电收尘器分离收集，磨辊与磨盘之间的压力用弹,簧加压（小型）或油压加压（大型）。,立磨技术的新发展,?,（,1,）采用外循环系统；,?,（,2,）粉磨熟料；,?,（,3,）粉磨矿渣；,?,（,4,）水泥预粉磨与水泥终粉磨。,水泥熟料的预粉磨,?,预粉磨或预破碎技术有以下的意义,：把水泥磨机,一仓的工作移到前处理装置去做，用工作效率高,的粉碎或粉磨设备代替效率较低的球磨机一部分,工作；另一方面将入磨熟料粒径减小，可以提高,粉磨系统产量和降低电耗。,水泥熟料的预粉磨,?,水泥熟料的,预粉磨,还有如下的,好处,：因影响,物料易磨性的因素有熟料矿物组成、冷却速,度、物料粒径等，而缩小粒径是提高易磨性,的有效方法。缩小入磨物料粒径，可使物料,粒径分布趋向集中，则水泥磨的一仓便可以,减少介质钢球的球径，易于“配球”。,超细粉碎,?,超细粉碎是现代化工、电子、冶金、陶瓷、复,合材料等粉体原料加工必不可少的技术，也是,非金属矿深加工技术之一。当颗粒小于一定程,度时，就会出现“量子尺寸效应”（,quantun,size effect,），其光、电、磁、热等物理性质和,表面性质都发生巨大变化，由于超细颗粒的特,殊性质，因而有巨大的应用价值。,超细水泥,?,“,超细水泥,”是广义的，其颗粒大小还不是真,正的,5,m,的产品。对普通水泥进行超细粉磨深,加工，不但提高了水泥强度，减少了混凝土的,水泥用量，同时它具有的水泥浆灌浆性能，可,用于地下工程的浇注和堵塞渗漏等，是一般水,泥无法实现的。,细掺合料技术,?,开发细掺合物，能大量代替水泥熟料，也就减,少了石灰石的用量，可以不降低水泥强度，还,能增强水泥后期强度，国内外已有成功的实例。,?,如日本小野田水泥公司，用细磨矿渣（,400800,/kg,）代替,50%,熟料，强度提高近,40%,，又用,细磨矿渣（,626,/kg,）或粉煤灰（,432,/hg,）代,替,70%,熟料，所得水泥强度不变。美国、加拿,大、英国等用细磨矿渣（,400,/kg,）可代替,50%75%,水泥熟料，可生产,52.5,号水泥。,环境保护与收尘技术,?,气固分离在水泥生产中是很重要的操作，水泥工,业生产中的烟尘污染主要产生于,熟料煅烧、物料,的粉磨及堆放（包括预均化）、贮存、运输和成,品包装发运,等生产环节，这些烟气粉尘具有温度,高、浓度大、烟气量大等特点，从节省资源和环,境保护来说，