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第四节 生产技术

  黑龙江省水泥生产技术始于东北沦陷时期。哈尔滨水泥厂1935年建成时主要设备有德国 犹信克斯型干法中空回转水泥窑1座,生料磨、水泥磨各1台为日本制造,1台丹麦造减速机。 其后建成的牡丹江水泥厂主要设备也均为德国和日本制造。当时水泥生产设备简单,水泥生 产很多工序要靠笨重的体力劳动。在生产方法上,采用日本短焰燃烧逼水操作方法,窑转数 低耗能高、生产效率低。当时哈尔滨水泥厂设计能力为年产15万吨水泥,而从1936~1944年 平均年产水泥只有9万吨左右。
    中华人民共和国成立后,黑龙江水泥生产技术才获得较大的进步与发展。1950年,国家 邀请苏联水泥专家到哈尔滨水泥厂和牡丹江水泥厂推广当时苏联较为先进的“薄料快转、长 火焰煅烧和烧成带水冷却”的经验,并制定了岗位操作规程。这种生产方法使窑皮结挂牢固, 延长了窑的衬料寿命,提高了水泥熟料的产量和质量。1958年“大跃进”时期,国家在水泥 窑上推广合理加强燃烧,大风、大煤、大料、快转窑的“三大一快”操作法。牡丹江水泥厂, 半干法立波尔水泥窑小时产量由33.9吨提高到48.48吨,台时产量创造了当时的世界同类水 泥窑型最高产量。哈尔滨水泥厂,在推广“三大一快”操作法的同时,采用石灰配料,使水 泥窑的台时产量也由33吨提高到50吨。
    1958年以后,随着我国社会主义建设速度加快,哈尔滨、牡丹江水泥厂产品已经不能满 足地方建设的需要,于是开始建设一批地方小水泥厂,煅烧设备主要采用由国家建材部组织 研制的投资小、见效快的普通立窑。其特点是:1.窑为筒式;2.粉磨为联合磨房;3.工艺流 程为配流式。但这种窑型熟料质量不稳定,生产的水泥标号大多在300号,产量较低,装料 卸料要依靠人工,工人劳动强度大,粉尘污染严重。
    1964年,牡丹江建设水泥厂开始建设“中空回转窑”,规格为φ2.4×50米,用单筒冷 却机,台时产量可达6.2吨。70年代中期,先后有尚志县水泥厂、伊春市苔青水泥厂建起了 φ2.5×10米机械化立窑,年设计能力都在8.8万吨左右。机械化立窑的出现减少很多人工工 序,实现了立窑连续煅烧,使全省立窑水泥厂在产量、质量上都有新的提高。
    从1983年开始,省建材工业总公司组织力量,对大部分普通立窑进行大规模的技术改造。 1984年8月,省建材总公司在佳木斯市召开全省建材企业技术改造座谈会,交流了各地的技 改经验。会议提出全省建材企业技改的原则和重点:以提高产品质量,增加经济效益为原则, 以提高工艺技术水平和技术进步为目标,以改善工艺装备为基础,择优对建材企业进行改造, 使之逐步转移到先进的技术基础上来,力争达到国内先进水平。
    省内水泥工业企业加快技术改造步伐,大部分普通立窑改造为2.2×8.5米的塔式机械化 立窑。在进行普通立窑改造的同时,哈尔滨建材厂水泥厂、双鸭山市水泥厂等,先后建起杭 州型φ3×45米(φ3.5×45米)预热器回转窑,使全省水泥生产技术向前迈进一大步。80年代 后,具有70年代国际先进水平的窑外分解技术新工艺开始在水泥企业中得到应用。1983年, 牡丹江水泥厂开始建设4×60米RSP型年产60万吨国内最大的窑外分解窑;绥化铁路水泥厂于 1984年10月建成列为“六五”国家科技攻关项目、年产15万吨我国第一座五级悬浮预热器窑 外分解回转窑。1985年鹤岗矿物局水泥厂建成φ2.4×40米四平型燃煤窑外分解窑。这些技 改项目的完成使黑龙江省的水泥生产技术向国内一流水平迈进。
    到1985年地方水泥企业有机械化立窑54座、回转窑44座、普通立窑57座。
    从哈尔滨水泥厂的技术改造过程可以看出黑龙江省水泥生产技术发展的总体过程。
    哈尔滨水泥厂最早的一号水泥窑,设计年产量15万吨水泥,为德国造尤纳克斯型水泥窑。 1台φ2.4×13米生料磨、1台φ2.4×13米水泥磨,1937年将生料磨改做2号水泥磨,同时安 装了1台φ5米选粉磨,生料车间扩建了1台φ2.2×13米生料磨,安装了2台φ2.4×21米烘干 机。建厂时有1台煤磨,类似雷蒙磨,1935年改为一号煤磨,规格为φ1.38×6米。同时建成 φ1.8×18米回流式煤炭烘干机,1944年φ1.5×6米煤磨投产。以上为建厂初期的主要设备。
    中华人民共和国成立后,哈尔滨水泥厂经过六次的扩建改造,各种设备由伪满时期的 110台增加到1 059台,水泥生产能力为解放前的10倍。
    主要设备增加与改造。
    1954年工厂开始扩建,以φ2.8/2.4×50米的二号窑为中心,配备了φ2×9米的生料磨, 扩建了两台φ2×20米顺流式矿渣烘干机。
    1970年6月,2.6×13米的水泥磨投产。
    1974年10月三号水泥窑(φ4×54米立波尔窑)投产,生料车间增设了φ2.4×21米石灰石、 粘土烘干机各1台,φ2.6×13米生料磨1台(带5米选粉机),四号水泥磨(φ2.6×13米)也相 继投产。
    1979年10月四号水泥窑(φ4×60米立波尔窑)建成,生料车间增设了φ3×9米的四号生 料磨。1978年10月又将φ2×9米的二号生料磨改装成φ3×9米,还新安装了两台φ3×11米 水泥磨。
    1979年新建了燃料车间(包括煤粉、渣油两种燃料),包括两台φ2.4×9米的煤磨。二号 φ3×20米顺流式煤烘干机。1982年建成同规格的三号煤磨,1984年建成同规格的四号煤磨。 至“六五”期末,哈尔滨水泥厂磨机设备如下:   
    哈尔滨水泥厂复产后,对磨机设备进行多次重大革新,到1954年,在不增加设备的情况 下,生料磨生产能力小时产量由20吨增加到40吨,超过建国前最高年产(1943年)的91.6%。 主要采取以下方法:增加装球量。从48吨增加到50吨,小时产量从23吨提高到26吨,其后又 增大直径100毫米的钢球一吨,产量基本巩固在28吨左右;调节选粉机加减板,减少回粉量, 提高选粉机能力。老工人曲士云提议将加减板外移,减少回粉量,提高选粉能力,磨机小时 产量由28吨提高到32吨;增设中碎机使磨机小时能力由37吨提高到43吨;在保证烧成用料的 情况下,将选粉机中翅子拆除10个,并拆去加减板,一室再增加一吨钢球,使各室趋于平衡, 小时产量在装球量52.22吨的情况下,小时产量巩固在46吨。
    1964年,国家水泥局组织有关水泥厂家来厂进行为期15天的技术标定,结果是在保证水 泥具有相同强度的前提下,磨机上采用选粉机组成闭路系统,产量可提高15~20%,电耗降 低7%左右,衬板节省55%,操作方便,易于控制产品质量。
    80年代后,工厂开始寻找新的耐磨研磨体(主要是钢球),代替过去普通碳素钢球。1984 年3月,由国家建材局推荐,使用高铬铸铁球,比过去钢球的耐磨度提高9倍左右,随后在其 他水泥磨球仓推广使用。
    水泥窑技术革新。哈尔滨水泥厂的一号水泥窑。1955年进行大修,为了增大自然排风能 力,烟囱由61米高增至65米。同年学习苏联水冷却的经验,使窑皮结挂牢固,提高了熟料质 量,延长了材料寿命。这项措施一直延用到1977年12月26日,因烧成带使用铬镁砖而终止。
    1956年推广“三大一快”的经验,由于强化煅烧,快速转窑,煤粉在窑内不能完全燃烧, 烟囱开始冒火,窑体、冷却机、烟道、烟囱损坏严重,窑头窑尾胴体连续更换3次,冷却筒3 个月更换1次,烧成带衬砖平均使用寿命仅30天左右。经过几年的摸索,逐渐掌握了煤、风、 料和窑速的最佳操作参数,自60年代起,基本上消灭了烟囱冒火现象。
    1957年4月,为了解决下煤不均问题,将下煤双管绞刀由直角改为6度斜角。
    1958年“大跃进”时,为了提高水泥窑产量,电机由6级换成4级,窑的转速由每分钟 0.88转,加快到1.33转。由于窑速加快,窑内物料流动速度加快。造成热工制度不稳定。为 了解决这一问题,在窑内距窑头22米和30米处砌筑两道高42厘米的挡料圈。
    1960年10月、1961年3月、1961年8月,窑的干燥预热带距窑尾挡砖8.15米处,先后3次 安装了屏篦式热交换器,总长为5.7米共2 560个,增加传热面积13.2平方米,热交换器安 装后,提高了物料在干燥预热带的热交换,降低了废气温度,提高了窑的台时产量。
    1961年4月中修时,将冷却筒方流子口扩大,共增加通风面积0.5平方米,增加了入窑二 次风量,节约能耗。
    二号水泥窑是在1955年建成投产的。设计能力,年产熟料6.8万吨,实际达7.5万吨,经 过几年实践,认定窑的结构不合理,扩大端短,三天两头结圈,直到1967年煤炭供应不足, 二号窑停开,趁机进行改造,将原φ2.8米的窑体移到窑尾部,原窑尾部φ2.4米窑体改做冷 却机,利用过去废弃的冷却筒做窑体。改造后窑头段扩为3米直径,小时能力由9吨提高到 11.5吨,熟料标号由平均540号,提高到590号,消灭了窑内结圈。
    冷却筒于1964年中修时由普通粘土砖,改换粘土质耐磨砖,使用寿命由平均43天延长到 1年。1983年4月中修时,又将窑尾挡砖改为和一号窑同样的铁砖,用螺丝紧固,实践证明, 此挡砖可使用3年。
    三号水泥窑1974年10月21日建成投产的。因输送系统存在严重缺陷,投产后很长时间设 备运转率低。台时产量仅达24~25吨,热耗高达1 500大卡。从1978~1979年,进行了一系 列改进,取得了明显效果。
    主要改进措施:
    1.改进供料系统。原设计生料库卸料装置为多孔棒风送,经两年生产实践证明,由于北 方冬季寒冷,产生水蒸气,棒孔被料泥糊住,管道堵塞,仅1976年就停车450小时,1977年1 季度停车115小时进行处理,有时一个班断料达40多次。为此,1977年4月将6号、7号生料库 卸料装置改为双管绞刀。将成球喂料机由拉链式改为双管绞刀,达到均匀喂料。
    2.改进成球盘。通过对比试验,发现用立式刮刀湿球强度高,成球粒度大,气孔率低, 炸裂温度低,于1975年9月改为倾角25°的平刀,炸裂温度由566℃提高到650℃,料球气孔 率提高2.5%。1975年11月,又将盘面倾角由40°调到40°30′,料球水份基本不变,湿球强 度由1.95公斤,降低到1.56公斤,炸裂油度由500℃提高到630℃,气孔率由28.5%提高到30%。
    3.扩大后窑口。原窑体带缩口,1976年11月改为直筒,又将挡料砖高度降低150毫米, 有效直径从3 060厘米扩大为3 250厘米,通风面积由3.35平方米扩大到3.98平方米。
    4.1977年8月,增加1台20号排风机,并安装了电收尘,在加热机西侧分4个吸风口,从 侧面抽风。1978年4月,把2号风机吸风口改为热机东侧,也分4个吸风口,2台风机排风温度 相近,一室上负压增加5毫米水柱,提高一室上和室内的通风能力,窑速由66秒/转,加速到 55秒/转,小时能力开始稳定在38吨左右。
    四号水泥窑,由于扩建时注意排除了三号窑的弊病,建成后生产一直比较正常,仅有几 项小的改进。
    1980年10月检修时将窑头扩大,缩口改为直筒,通风面积由6.15平方米,扩大到7.54平 方米,小时产量稳定在33吨,热耗1 200大卡。
    1983年7月8日,加热机东热风机换耐高温的,型号为W9—35—N22、流量123 660立米/ 小时、风压238毫米、介质温度350~400℃。1983年10月西热风机也做以上更换。
    1984年3月,成球下料溜子衬板换塑料板,防止物料粘结在溜板上影响正常下料,改进 了加热机透气性,减轻了体力劳动。
    1985年10月篦冷机安装捅腊机,利用原推土机铲头的油压装置,效果良好,结束了人工 捅腊的历史。
    耐火材料。哈尔滨水泥厂50年代以前是一直使用粘土耐火砖,由于耐火度低,使用寿命 仅30天左右。60年代开始使用高铝质粘土砖,其使用寿命50天左右。70年代又采用耐火浇铸 料,即耐火混凝土砌块,干法窑平均使用寿命70天左右。从1977年7月22日开始,在三号水 泥窑上砌筑铬镁砖,同时在冷却带砌筑磷酸盐与之配套,以后,其他水泥窑也使用铬镁砖, 从而使烧成带衬料寿命延长了3倍。据1985年统计,一号窑达119天,二号窑达107天,三号 窑85天,四号窑112天。
    耐火砖型。50年代以前是弧型,后改为楔型,接触窑体的弧面,改为不带弧的平面,楔 型砖大小头尺寸适当扩大,增加砖的纵向工作面。