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1、化工与材料工程学院毕业设计年产400万吨早强型高铝水泥工艺设计 Process Design of Early Strength High Alumina Cement with 400 million Tons Annual Output学生学号 学生姓名 专业班级 指导教师 联合指导教师 完成日期吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology化工与材料工程学院毕业设计摘 要本设计任务是设计年产400万吨早强型高铝水泥生产线。主要是以铝矾土和石灰石为主要原料，加入适当比例的粉煤灰和石膏，采用熔融法生产高铝水泥。高铝水泥具有早期强度高、耐高温、抗渗性好
2、等特点，在工业生产中有着广泛应用。本设计在熟练掌握了高铝水泥的生产原理、方法、工艺流程及国内外发展现状的基础上，经过物料平衡计算、热量衡算、窑的选型、物料的储存和均化、各生产设备工艺设计和主机选型、厂址选择及简单的技术经济分析等步骤。绘制了窑尾剖面图、窑尾基础平面图、厂区总平面布置图、窑尾工艺流程图，共4张，并编写了设计说明书和设计计算书。关键词：高铝水泥；新型干法水泥；回转窑；水泥粉磨AbstractThis design task is to design an annual output of 4 million tons of early strength of high alumin
3、a cement production line. Mainly based on bauxite and limestone as the main raw material, by adding an appropriate proportion of fly ash and gypsum, and use the melt produce of high alumina cement. Alumina cement with high early strength, high temperature resistance, impermeability, it has been wide
4、ly used in industrial production. On the basis of mastered the principle of the production of high alumina cement, process and development in the world ,counted after the calculations of material balance, heat balance, the selection of the kiln, materials storage and homogenization, the production e
5、quipment process design and host selection, site selection, and simple technical and economic analysis . Draw a total of four diagrams,they are kiln inlet section, kiln inlet basic plan, the total plant layout plan, kiln process flow and the preparation of design specifications and design calculatio
6、ns.Key Words：Alumina cement; NSP cement;Rotary kiln; Cement grindingI目 录摘 要IAbstractII第一篇 设计说明书1第1章 绪论11.1设计任务及依据，产品概述11.1.1 设计任务11.1.2 依据11.1.3 产品概论11.1.3.1产品定义及用途11.1.3.2产品的意义和价值21.2厂址的选择31.2.1厂址选择的依据31.3建厂的原始资料41.3.1原料资源41.3.2地理位置51.3.3气候特点51.3.4水文状况51.3.5矿区概况51.3.6交通概况61.3.7矿山矿石质量61.4 岗位人员配置6第2章
7、 生产工艺概述82.1 工艺原理82.2 生产方法82.3工艺流程叙述82.3.1石灰石破碎及预均化82.3.2原煤的预均化92.3.3 原料配料92.3.4 原料粉磨92.3.5 生料的均化92.3.6 熟料烧成102.3.7 熟料储存102.3.8 煤粉制备102.3.9 石膏、混合材储存及输送102.3.10 水泥粉磨102.3.11 水泥的储存及运输112.3.12 水泥包装及发运112.4设备一览表112.5全厂的质量控制点及控制指标12第3章 技术经济分析143.1原料的消耗定额和价格143.2生产成本143.3盈亏平衡14第二篇 设计计算书15第1章 物料平衡计算151.1 配料
8、计算151.1.1原料、燃料化学分析151.1.2配料计算151.2 物料平衡181.2.1窑型的选择181.2.2烧成车间及工厂生产能力的计算181.2.3 原燃料消耗定额的计算19第2章 热量衡算232.1烧成系统热平衡计算232.1.1收入物料242.1.2 支出物料282.2 窑尾系统热平衡的计算312.2.1 收入热量322.2.2支出项目32第3章 主机设备选型、储库堆场计算353.1设备选择要求353.1.1 石灰石、煤的预均化措施353.1.2生料制备系统353.1.3生料粉均化系统363.1.4煤粉制备系统363.1.5熟料烧成系统的选择363.1.6水泥制备系统373.1.
9、7水泥库及包装系统的确定383.2主机设备选型、储库堆场计算383.2.1原始数据383.2.1各种主机小时产量393.2.2主机平衡表463.2.3全厂堆场、储库计算473.2.3.1堆场设计473.2.3.2圆形储库计算503.2.3.3储库一览表523.3全厂工艺流程方块图53结 论54参考文献55致 谢56I第一篇 设计说明书第1章 绪论1.1设计任务及依据，产品概述1.1.1 设计任务年产400万吨早强型高铝水泥工艺设计，重点设计水泥回转窑窑尾。1.1.2 依据本次设计主要依据以下文献：新型干法水泥工艺生产手册、水泥生产工艺计算手册、水泥工厂设计规范、用粉煤灰配料生产高强高铝水泥、我
10、国高铝水泥现状和提高途径、无机非金属材料概论、化工设计概论等。1.1.3 产品概论1.1.3.1产品定义及用途（1）高铝水泥以矾土和石灰石为原料，经高温煅烧得到以铝酸钙为主、氧化铝含量约50%的熟料，经磨细制成的水硬性胶凝材料，称为高铝水泥。又称矾土水泥或铝酸盐水泥。（2）特性：1、强度高且增长快，但长期强度有下降趋势。不能蒸汽养护、也不宜高温下施工，最适宜的硬化温度为15左右，不得超过25。 2、水化热大，且放热速度快。 3、抗渗性好。 4、抗硫酸盐侵蚀性好。因其不含C3A，水化不析出Ca（OH）2，而且结构致密。 5、耐热性好。 6、耐碱性差。不得与硅酸盐类水泥、石灰等能析出Ca（OH）2
11、的胶凝材料混用，否则会降低强度和出现“闪凝”现象4。（3）适用范围：高铝水泥主要用于抢建、抢修、抗硫酸盐侵蚀和冬季施工等特殊工程；配制不定型耐火材料及耐热混凝土；配制膨胀水泥和自应力水泥。高铝水泥不宜用于大体积混凝土工程，或采用含可溶性碱的骨料和水。一般不做永久承重结构，当用作结构混凝土时，必须以最低强度来设计。不得与未硬化的硅酸盐水泥混凝土接触使用。在混凝土硬化过程中，若以蒸汽养护，蒸养温度不得超过505。1.1.3.2产品的意义和价值水泥是建筑工业三大基本材料之一。使用广，用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。其单位质量的能耗只有钢材的1/51/6，合金的1/25，比红砖还底35%。根据预测
12、，下一个世纪的主要建筑材料，还将是水泥和混凝土，水泥的生产和研究仍然极为重要。水泥粉磨和搅拌后，表面的熟料矿物立即与水发生水化反应，放出热量，形成一定的水化产物。由于各种水化物的溶解度很小，就在水泥颗粒周围析出。随着水化作用的进行，析出的水化产物不断增多，以致互相结合。这个过程的进行，使水泥浆体稠化而凝结，随后变硬，并能将与其搅拌在一起的混合材胶粒胶结成整体，逐渐产生强度。因此，水泥混凝土的强度是随龄期延长而逐渐增长的。早期增长快，但是，只要维持适当的温度和湿度，其强度在几个月、几年后还会进一步有所增长；另一方面，也可能在几十年后尚有未水化的部分残留，仍具有继续进行水化作用的潜在能力。而高铝水
13、泥作为胶凝材料，除水硬性外，高铝水泥还有许多优点：高铝水泥浆有很好的可塑性，与石膏拌合后仍能使混合物具有和易性，可浇注成各种形状尺寸的构件，以满足设计的不同要求，适应性强；还可以用于海上、地下、深水或者严寒、干热的地区，以及耐侵蚀、防辐射核电站等特殊要求的工程；硬化后可以获得较高的强度，并且改变水泥的组成，可以适当调节其性能，满足一些工程的不同的需要；还可与纤维或者聚合物等多种有机、无机材料匹配，制成各种水泥基复合材料，有效发挥材料的潜力；与普通的钢铁相比，水泥制品不会生锈，也没有木材这类材料易于腐朽的特点，更不会有塑性年久老化的问题，耐久性好，维修工作量小等等。而且高铝水泥由于它早期强度大且
14、增长快、耐热性好、水化热大等特性，被广泛的应用于抢建、抢修、配制不定型耐火材料及耐热混凝土、冬季施工等特殊工程。因此，高铝水泥工业的发展对保证国家建设计划顺利进行，人民生活水平提高具有十分重要的意义，而且，其他领域的新技术也必须渗透到高铝水泥工业中来，传统的高铝水泥工业势必随着科学技术的发展而带来新的工艺变革和品种演变，应用领域必将有新的开拓，从而使其在国民经济中起到重要的作用。1.2厂址的选择1.2.1厂址选择的依据水泥厂厂址选择工作是可行性研究工作的重要环节，在提交可行性研究报告的同时，应同时提交厂址选择报告。工业企业及其所属工人村的建设地选择是工厂建设的重要环节。厂址选择的合理与否，将直接影响工厂建设的投资建设进度，同时也长期影响工厂投资后的生产、管理和工厂今后的发展。因而，对于新建项目的厂址选择，必须予以足够的重视。厂址选择工作，一般是由负责编制可行性研究的单位按厂址选择不同阶段的要求，提出工程水文地质初堪、地形的测量、环境影响初评、厂外交通供水供电供油等。具备以上条件后，由筹建单位组织各有关部门进行厂址预选工作。可行性报告编制单位应根据项目建设和生产的各项要求进行技术、经济和社会等因素的全面分析论证，经多方案比较后，推荐最佳厂址方案和后备厂址方案以及生活区位置，提交厂址选择报告，报
