材料化学专业水泥厂专业实习指导

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1、安徽师范大学化学与材料科学学院材料化学专业水泥工厂专业实习指导书沈业青 编写耿保友 审定材料化学教研室2011年10月安徽师范大学化学与材料科学学院材料化学专业水泥厂专业实习指导书材料专业实践性强，专业学生需要亲临材料生产一线进行专业实习，只有通过一定量的专业实习才能逐渐将课堂学习的专业基础理论和材料工程实践有机结合起来。专业实习是学院教学工作的一个重要组成部分，是教学活动的继续。通过实习，使学生全方位了解材料生产，加深对材料工艺知识及理论的理解，获得材料生产应具备的基本技能和素质，最大程度缩短就业适应期。水泥是当今世界上用量最大、最为成功的人造材料之一。30年来，中国水泥产量以超过年均10%

2、的高速度持续增长，水泥总产量连续20多年居世界第一位，截至2009年，全国共有水泥生产企业5000余家。2010年中国水泥产量达到18亿吨的高峰值。在可以预见的未来仍将是不可或缺的基础原材料，水泥混凝土工业在我国国民经济中仍占有重要的基础地位。以悬浮预热和窑外预分解技术为核心新型干法水泥生产工艺，把现代科学技术和工业生产的最新成果广泛地应用于水泥生产的全过程，形成一套具有现代高科技特征和符合优质、高产、节能、环保以及大型化、自动化的现代水泥生产方法。一座现代化的干法水泥生产线涉及数学、物理学、化学、计算科学和材料科学等诸多学科，集中体现现代工业文明的最新成果。水泥生产线因设备众多、技术复杂，仅

3、专业实习有限时间很难达到普遍掌握和深刻理解的程度，特整理编写了这本指导书，以加深对重点内容、重点方面的感性认识，最大程度保证实习取得满意的效果。一、实习目的1 使学生对水泥生产企业有一个比较系统的了解；熟悉量大面广的水泥品种种类及其生产方法；2 全面了解水泥生产所需的主要原料和辅助原料，系统认识水泥的制备方法；了解燃料在回转窑中燃烧传热过程；3 了解水泥工业生产的主机设备名称、规格型号、生产能力等工艺参数及重点岗位的操作规程和维护方法；4 了解本行业国内外先进技术、新工艺、新设备、新品种引进消化吸收情况以及劣质原料在工业企业的利用情况；初步了解节能技术、计算机应用技术、新产品开发动向及在水泥企

4、业应用中存在的问题；5 了解水泥工厂生产技术管理机构、经营体系及各部门职能；6 向工人和专业技术人员学习，虚心请教生产实践中有关问题，密切与指导人员的关系，树立实践劳动观念，把理论应用和实践学习结合起来。二、实习内容1、化验室（实习重点）1)生产普通硅酸盐水泥所用的原燃材料种类与化学组成，原料来源、各种原料成分特点、原料技术要求和价格、矿山开采、原料储存和运输方式、原料预均化处理工艺与设备等。2)原燃材料、半成品、成品检测项目及作用，水泥品种和标号；分析仪器、化验指标、测试方法和测试要求。了解水泥组成材料及配料方案；3)水泥生产过程的质量控制、控制项目与控制要求、等取样方法，检验周期等。2、原

5、料车间（1） 原料车间的生产操作与管理；（3） 原料粉碎的主要设备、粉碎原理和技术要求等；（4） 配料比例、混合方式和输送特点等；（5） 生料磨、球磨原理、送料要求、出料规格、球磨时间、球磨介质、球磨效率和能耗特点等；（6） 生料输送方式，悬浮预热窑工作原理、设备技术性能和指标，预分解窑工作原理、主要技术指标等；3、生料、水泥粉磨车间（实习重点，操作部分在中控室完成）1) 主辅原料的种类、名称、来源；生料粉磨工艺流程；主、辅设备的工作原理、性能、技术参数；生料主要控制项目及其控制范围。2) 粉磨车间主辅机台数、规模型号、性能参数；粉磨车间生产操作与管理；3) 生料粉磨和水泥粉磨过程的区别。4、

6、烧成车间（实习重点，操作部分在中控室完成）1) 烧成车间主辅机台数、规格型号、性能参数；2) 煤粉制备系统、预热器和分解炉；回转窑技术指标、煅烧方法、内部物料反应特点、物料的运动方式及热工特点；熟料冷却机工作原理、技术指标、冷却方式、冷却过程等；3) 生产工艺中央控制设备技术特点；烧成车间生产操作管理。5、包装车间1) 包装车间设备配置：名称、台数，规格型号，性能参数；2) 包装车间工艺流程简图；3) 水泥库及成品库个数、面积和储存期。6、中央控制室（集中控制原料磨、水泥磨和窑）1)控制范围、过程和方法；2)控制设备、仪器名称和作用。7、包装车间生产水泥的半成品，其它原材料的种类、名称、来源；

7、水泥的种类、组分材料及其来源，一般配比范围；水泥主要控制项目及其控制范围。三、实习质量标准1 熟悉水泥的定义，了解水泥相关的国家标准和规范；2 熟悉水泥生产的原、燃、辅助材料的化学组成、矿物组成、结构特点和工艺特性；3 熟悉水泥工艺生产过程，能正确绘制水泥工艺流程简图；4 熟悉水泥生产的主要机械设备的结构、工作原理、技术性能及其操作和应用；5 了解水泥生产过程中新工艺、新技术和新设备；6 熟悉水泥生产过程中的主要质量控制技术及相关质量检验方法；7 了解水泥企业生产及经营管理体制；8 做好实习记录，独立完成实习报告。四、实习安全规定1、遵守国家法律、社会公德和校纪校规，遵守实习纪律，言行不能有损

8、大学生形象。增强安全意识，牢固树立“安全第一”的思想，做到事事、处处、时时注意安全。2、自觉做到按时团队进厂实习、集体返回学校，重视路途乘车安全，乘车行进中不将头和手伸出车外，不向车窗外乱仍杂物，看管好自己的物品。3、每一位实习的学生要随时注意实习现场各种潜在的危险因素，发现问题及时报告，妥善处理。同学之间要互相关心、照顾。4、在实习现场参加具体操作时，要听从技术人员和指导老师的指挥，严格按操作规程办事，注意人身安全，爱护仪器设备。5、遵守实习纪律，按时作息，不缺勤，不迟到，不早退。妥善处理好复习考研与专业实习的关系。未经批准，不准擅自离开岗位。6、实习期间不得有外宿、酗酒、寻衅闹事、打架斗殴

9、等现象。7、在实习期间，学生必须提高安全防范意识，提高自我保护能力。注意自身的人身和财物安全，防止各种事故的发生。8、尊重老师，遵守实习单位的规章制度。听从指挥，服从分配，团结互助，爱护公物，保管好个人钱物。9、其它要求：进入实习现场，不得穿高跟鞋；不得在车间打闹；不许动生产设备和电器开关；不许防碍车间工人操作，不要靠近高速转动、高温和高压的设备；女生不要穿高跟鞋，裙子等，男生禁止穿拖鞋；实习期间,注意饮食，做到安全卫生；不得倚靠高处栏杆，不得在高处打闹等；不得横越皮带、空气斜槽等设备；上下工厂楼梯要扶好扶梯，进厂必须戴安全帽，禁止利用安全帽扇风、当坐凳等。10、严格保守实习企业的技术秘密。以

10、上安全规定每位同学务必严格遵守。如有违犯造成不良后果的，将追究当事人的责任，实习成绩以不及格记，凡因个人原因造成的各类后果，责任自负。学生无故不参加实习，无故推迟到达或离开实习地点者，以旷课论处。五、水泥工艺过程简述水泥产品按用途主要分为通用水泥、专用水泥、特性水泥，其中通用水泥主要包括以下六种：普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥 、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。水泥生产工艺主要过程是原料破碎粉磨后制成生料，然后再把生料送入到高温窑炉中用燃料将其煅烧成熟料，最后将熟料与适量石膏及混合材混合磨细制成水泥，简称“两磨一烧”。（一）、水泥生产原燃料及配料生产硅酸盐水泥

11、的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥原料或混合材料进行生产。1、石灰石原料石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。2、黏土质原料黏土质原料主要提供水泥熟料中的SiO2、Al2O3、及少量的Fe2O3。天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。其中黄土和黏土用得最多。此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩，由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。

12、3、校正原料当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的硅质含量不足，有的铝质和铁质含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料。（1）硅质校正原料含硅80%以上 （2）铝质校正原料含铝30%以上 （3）铁质校正原料含铁50%以上。（二）、硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料的矿物主要由硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙组成。（三）、工艺流程1、 破碎及预均化（1）破碎水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高

13、，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高磨机的产量。物料破碎后，可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象，有利于制得成分均匀的生料，提高配料的准确性。（2）原料预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。图1 水泥工艺过程原料预均化的基本原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层

14、。取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。意义：（1）均化原料成分，减少质量波动，以利于生产质量更高的熟料，并稳定烧成系统的生产。（2）扩大矿山资源的利用，提高开采效率，最大限度扩大矿山的覆盖物和夹层，在矿山开采的过程中不出或少出废石。（3）可以放宽矿山开采的质量和控制要求，降低矿山的开采成本。（4）对黏湿物料适应性强。（5）为工厂提供长期稳定的原料，也可以在堆场内对不同组分的原料进行配料，使其成为预配料堆场，为稳定生产和提高设备运转率创造条件。（6）自动化程度高。2、生料制备水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料（包括各种原料、

15、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨约占3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。工作原理：电动机通过减速装置带动磨盘转动，物料通过锁风喂料装置经下料溜子落到磨盘中央，在离心力的作用下被甩向磨盘边缘受到磨辊的辗压粉磨，粉碎后的物料从磨盘的边缘溢出，被来自喷嘴高速向上的热气流带起烘干，根据气流速度的不同，部分物料被气流带到高效选粉机内，粗粉经分离后返回到磨盘上，重新粉磨；细粉则随气流出磨，在系统收尘装置中收集下来

16、，即为产品。没有被热气流带起的粗颗粒物料，溢出磨盘后被外循环的斗式提升机喂入选粉机，粗颗粒落回磨盘，再次挤压粉磨。3、生料均化新型干法水泥生产过程中，稳定入窑生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窑生料成分的最后一道把关作用。均化原理：采用空气搅拌，重力作用，产生“漏斗效应”，使生料粉在向下卸落时，尽量切割多层料面，充分混合。利用不同的流化空气，使库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生倾斜，进行径向混合均化。4、预热分解把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换

17、热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。工作原理：预热器的主要功能是充分利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料，使生料预热及部分碳酸盐分解。为了最大限度提高气固间的换热效率，实现整个煅烧系统的优质、高产、低消耗，必需具备气固分散均匀、换热迅速和高效分离三个功能。（1）物料分散80%的换热在入口管道内进行。喂入预热器管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向上随气流运动，同时被分散。（2）气固分离当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒筒体与内筒（排气管）

18、之间的环状空间内做旋转流动，并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。（3）预分解预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道，设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移到分解炉内进行；燃料大部分从分解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带的热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化；由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、

19、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。4、水泥熟料烧成生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应，生成水泥熟料中的C4AF、C3A、C2S等矿物。随着物料温度升高近1300时，C3A、C4AF、R2O 等矿物会变成液相，溶解于液相中的C2S和CaO进行反应生成大量硅酸三钙（熟料优质矿相）。熟料烧成后，温度开始降低。最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度，同时回收高温熟料的显热，提高系统的热效率和熟料质量。5、水泥粉磨水

20、泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料（及混合材、性能调节材料等）粉磨至适宜的粒度（以细度、比表面积等表示），形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化和强度要求。6、水泥包装水泥出厂有袋装和散装两种发运方式。六、实习报告撰写实习报告从一个方面反映了学生在实习过程中的学习情况及主要收获，是评估学生实习优劣的佐证之一。书写报告时，文字应力求简洁扼要，数据可靠，文图兼备，着重写出自己所了解的水泥工业生产知识，自己的看法、体会、收获或建议等，一般可分为以下两个部分（供参考）：1、记叙部分：对实习所在工厂的概况介绍；全厂生产流程，主、辅设

21、备等叙述；2、总结部分：实习后个人的心得、体会、收获、建议和设想等。实习中应将学到的知识随时记录在实习笔记本上，不能实习结束后再补写，必须记载清楚，逐日整理，作为实习的原始材料，不得遗弃。如发现疑难问题应及时提出，由技术人员和指导教师负责解答，学生在车间岗位必须严格服从车间领导和技术人员指导，虚心向工人师傅学习，请教本车间工艺设备情况和本岗位生产操作情况。实习带队组长要每天或者隔日向实习带队老师汇报实习情况。七、几点常识1、学会与人交流沟通的技巧，特别加强与带班师傅和技术人员的交流，注意交流的方式方法，获得实践锻炼学习的机会；2、一定量相关专业知识储备非常重要，实习前后都可以利用网络、图书馆藏书轻松获取很多专业知识，增加与企业人员交流探讨的共同语言；3、勤思考、多实践、积极认真；4、技能学习源于点滴实践与感悟的积累，切不可好高骛远，只有亲身体验才能获得实践认识，才能练就一技之长。精英“蓝领”而成就的“白领”最符合工学人才发展的客观规律；5、安全第一，遵守安全规定，请同学们牢记在心！附：材料化学专业水泥厂专业实习项目书（参考样表）院（系） 班级 部门 （部门人员签名）任务下达日期： 年 月 日任务完成日期： 年 月 日任务题目：冷却机的生产控制工艺内容要求：1、 参观厂家设备；2、 分析设备工作原理；3、 说明设备操作方法及注意事项；