3500吨课程设计

中北大学

课程设计说明书

2011/2012学年第 一 学期

学 院： 材料科学与工程学院 专 业： 无机非金属材料工程 学 生 姓 名： 吴奇明 学 号： 0803024138

课程设计题目：日产3500吨熟料生产线的石灰石破碎 车间设计 起 迄 日 期： 12月 5日～12月 30 日

课程设计地点： 中北大学 指 导 教 师： 韩涛、曹红红

系 主 任： 李迎春

2011年 月 日

1 绪论

水泥厂设计工作的水平与质量，不仅关系到工厂建设过程中各项任务能否顺利完成，而且对工程建成后能否正常生产、以及能否获得较好的投资效果，均有重大影响。工厂设计除了必须认真贯彻国际的经济和工业政策外，还应结合实际情况深入细致的开展工作，力求做到技术先进、经济合理、安全适用，为水泥工业的发展创造有利条件。

1.1 中国水泥行业现状

水泥是国民经济的基础原材料，水泥工业与经济建设密切相关，在未来相当长的时期内，水泥仍将是人类社会的主要建筑材料。作为传统行业的建材行业，一直以来被称为“两高一资”行业，是仅次于冶金、化工行业的第三大耗能大户，因此水泥单位产品能耗对建材工业节能降耗具有举足轻重的地位。由于新农村建设步伐加快，交通运输业快速发展等等这些因素的影响，水泥的需求量呈现增长趋势。在国家产业政策的支持下，高度分散的中国水泥行业即将迎来重组和整合时代。我国将重点支持优势企业在水泥行业内并购重组落后和困难企业，鼓励大型企业联合重组，提高产业集中度和资源利用率。

我国水泥工业进入21世纪后，在预分解窑节能煅烧工艺、大型原料均化、节能粉磨技术、自动控制技术和环境保护技术等方面，从设计到装备制造都迅速赶上了世界先进水平。在市场的拉动下，新型干法水泥生产线建设的势头发展迅猛，大型高效熟料篦冷机、各种节能磨机等装备研发都赶上了世界先进水平。但水泥制造业是建材工业中的耗能大户，因此水泥工业节能减排工作任重而道远。

1.2 我国破碎机械行业发展现状

破碎机械行业在我国的发展时间已经长达了50多年，经过这50多年的不断努力，我国在破碎机械领域的生产能力有了大幅度提高，特别是20世纪90年代以后，我国破碎机械产品的产量和销售都有了本质性的提高。破碎机械行业的生产企业在近年来不断增加，已经达到了上千家的规模，所生产的破碎机械产品型号也更多、品种也更丰富，一些系列化产品纷纷面世。我国破碎机械行业目前已经基本形成了自主开发、自主生产、自主销售的完整体系。

物料的破碎是许多行业产品生产过程中不可缺少的工艺过程。由于物料的物理性质和结构差异很大，为适应各种物料的要求，破手机的品种也是五花八门的。就金属矿选矿而言，破碎是选矿厂的首道工序，为了分离有用矿物，不但分为粗

碎、中碎、细碎，而且还要磨矿。因为磨矿是选矿厂的耗能大户，为了节能和提高生产效率，所以提出了“多碎少磨”的技术原则，破碎机也向自动化方向迈进。随着开采规模的扩大，破碎机也在向大型化发展，如粗碎旋回破碎机的处理能力已达到6000t/h。

1.3 我国水泥工业的发展趋势

现阶段，我国水泥工业发展和运行总体趋势是好的，金融危机对水泥工业的影响是有限的、滞后的。这是由水泥行业特点和水泥商品销售决定的，也是由水泥工业国际市场依存决定的，同时，也说明这几年水泥工业结构调整成效显著、大企业集团发展壮大、抗风险能力得到增强。

但是，对08年9月份以后水泥行业开始出现的一些新情况不容忽视。特别是，由于整个国民经济增速减缓，水泥需求增长减弱，水泥生产增速回落明显，水泥产量同比下降省份也呈过大趋势。浙江和广东等省已经出现一些水泥企业主动限产和被迫停产情况。市场竞争日趋激励烈，价格开始下降。今年水泥工业发展形势将取决于三个方面：

一是取决于国际金融危机滞后影响有多大。 二是取决于国内拉动内需保增产的各项政策影响。 三是取决于水泥工业结构调整政策能否得到很好地贯彻。

今后，水泥行业必须切实转变发展方式，才能实现可持续和健康发展。水泥生产经营所必须的煤、电、油、运等外部条件会比去年宽松。水泥市场需求会有增长但增幅有限。随着产能扩大市场竞争会更加激烈，加之煤炭价格下滑，水泥价格也将因此出现回调的空间。

水泥产业是国民经济的基础原材料产业之一，中国水泥产业有着光明的发展前景：

(一)以预分解技术为代表的新型干法生产工艺将成为中国水泥产业的主导生产工艺技术。

(二)规模化生产、集约化经营将成为中国水泥产业发展的总趋势。 (三)水泥生产的技术进步将主要围绕以下四个方面开展：(1)改进物料粉磨工艺，提高粉磨效率，降低物料粉磨电耗;(2)改进熟料冷却方式，提高熟料冷却机热交换速度，进一步提高水泥窑的煅烧效能;(3)寻求更加有效的中、低温余热

利用方式;(4)低品位原料、工业废弃物、城市生活垃圾等的综合利用。

(四)延伸产业链，发展商品混凝土甚至水泥制品将成为中国水泥企业新的发展模式。

中国水泥需求的高峰期可能在2020年左右出现。到2020年，中国将全面建成小康社会，基本实现工业化，城市化率将达到55%左右，无疑正处在整个现代化进程中的大规模建设时期，实际上，中国的大规模建设现在已经开始，并有可能持续到2030年左右。

考虑到中国大陆地区长期存在的城乡和区域二元结构所带来的经济发展的不平衡性，我们分析，中国水泥需求高峰期的人均水泥年消费量有可能落在800～900公斤/人·年范围，如果按2020年中国人口达到14亿左右计算，中国水泥需求高峰的水泥需求量大约在11.2～12.6亿吨。

1.4 水泥工厂设计应该注意的问题

水泥是国民经济的基础原材料，水泥工业是重化工工业，它的特点是对矿产资源的依存性大，物料储运量多，能量消耗高，因而在设计过程中对这些问题应予以足够的重视。

充分重视利用工业废料代替天然原料，对水泥工业发展具有重要意义，如用粉煤灰、煤矸石等代替粘土配料，对需要由农田取土的工厂而言，其社会效益十分明显的，而且有利于保护环境。

水泥厂除了自行开采的矿山原料外，其他外购的原料、燃料、混合材料，以及出厂的水泥其数量亦均相当可观，故应要求工厂具有良好的运输条件。

水泥熟料煅烧过程中的燃料消耗和物料粉磨过程中的电耗均较高，因此，工厂设计中除必须保证能源供求外，同时还要把节约能源作为首要的问题予以认真对待。

1.5 水泥工厂工艺设计的基本原则

(1)根据计划任务书规定的产品品种、质量、产量要求进行设计。

计划任务书规定的产品产量往往有一定范围，设计产量在该范围之内或略超出该范围，都应认为是合适的；但如限于设备选型，设计达到的产量略低干该范围，则应提出报告，说明原因，取得上级同意后，按此继续设计。

对于产品品种，如果设计考虑认为计划任务书的规定在技术上和经济上有不

适当之处，也应提出报告，阐明理由，建议调整，并取得上级的同意。例如，某大型水泥厂计划任务书要求生产少量特种水泥，设计单位经过论证，认为大型窑改变生产品种，在技术上和经济上均不合理，建议将少量特种水泥安排给某中小型水泥厂生产，经上级批准后，改变了要求的品种。

窑、磨等主机的产量，除了参考设备说明和经验公式计算以外，还应根据国内同类型主机的生产数据并参考国内外近似规格的主机产量进行标定。在工厂建成后的较短时期内，主机应能达到标定的产量；同时，标定的主机产量应符合优质、高产、低消耗和设备长期安全运转的要求，既要发挥设备能力，但又不能过分追求强化操作。

(2)选择技术先进、经济合理的工艺流程和设备。

工厂的工艺流程和主要设备确定以后，整个工厂设计可谓大局已定。工厂建成后，再想改变其工艺流程和主要设备，将是十分困难的。例如，要把湿法厂改为干法厂，固然困难；要把旧干法厂改为新型干法厂，也非易事。例如，为了利用窑尾废气余热来烘干原料，生料磨系统也得迁移，输送设备等也得重新建设，诸如此类的情况，在某些条件下就不一定可行。

在选择生产工艺流程和设备时，应尽量考虑节省能源，采用国内较成熟的先进经验和先进技术；但对于新技术、新工艺、新设备，必须经过生产实践鉴定合格后，才可采用于新建厂的设计中。

工艺流程和设备的选择应进行方案对比，以达技术先进、经济合理的目的。 在进行具体设备的选型时，应注意下列一些问题：

尽量选用结构新、体型小、重量轻、效率高、消耗省而且操作可靠、维修方便、供应有保证或能自行加工制造的设备。

各种附属设备的型号、规格应尽量统一，以便于生产管理和减少配备件的种类。

(3)全面解决工厂生产、厂外运输和各种物料储备的关系。

(4)由于回转窑要求长期连续运转，而破碎机和磨机等设备则需较多时间进行计划检修；同时，厂外运输也是间歇的，且受各种复杂条件的制约；因此，各种物料都应有适当的储备。各种堆场、储库的容量，应满足各种物料储存期的要求，储存期的确定应使生产有一定的机动性，以利于工厂均衡连续地生产，但储存也

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