水泥工藝學(xué)課件全

1、目錄w緒論緒論w第一章第一章 水泥基礎(chǔ)知識(shí)水泥基礎(chǔ)知識(shí)w第一節(jié)第一節(jié) 基本概念基本概念w第二節(jié)第二節(jié) 硅酸鹽水泥的技術(shù)指硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)標(biāo)w第二章第二章 硅酸鹽水泥熟料的組硅酸鹽水泥熟料的組成成w第三節(jié)第三節(jié) 硅酸鹽水泥熟料的化硅酸鹽水泥熟料的化學(xué)成分學(xué)成分w第四節(jié)第四節(jié) 熟料的礦物組成熟料的礦物組成w第五節(jié)第五節(jié) 熟料的率值熟料的率值w第三章第三章 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方 法及工藝法及工藝w第六節(jié)第六節(jié) 生產(chǎn)方法分類生產(chǎn)方法分類w第四章第四章 硅酸鹽水泥熟料的主硅酸鹽水泥熟料的主要原料要原料w第七節(jié)第七節(jié) 原料的種類原料的種類w第八節(jié)第八節(jié) 原料的開(kāi)采和運(yùn)輸原料的開(kāi)采和運(yùn)輸

2、w第九節(jié)第九節(jié) 原料的預(yù)均化原料的預(yù)均化w第十節(jié)第十節(jié) 生料的制備、調(diào)整和均化生料的制備、調(diào)整和均化w第五章第五章 硅酸鹽水泥熟料的制備硅酸鹽水泥熟料的制備w第十一節(jié)第十一節(jié) 硅酸鹽水泥熟料的煅燒硅酸鹽水泥熟料的煅燒w第六章第六章 水泥制成和包裝水泥制成和包裝w第十二節(jié)第十二節(jié) 水泥制成工藝水泥制成工藝w第十三節(jié)第十三節(jié) 水泥的包裝和貯運(yùn)水泥的包裝和貯運(yùn)w第七章第七章 新型干法旋窯生產(chǎn)主要設(shè)備新型干法旋窯生產(chǎn)主要設(shè)備w第十四節(jié)懸浮預(yù)熱器第十四節(jié)懸浮預(yù)熱器w第十五節(jié)分解爐第十五節(jié)分解爐w第十六節(jié)第十六節(jié) 回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯w第十七節(jié)熟料冷卻機(jī)第十七節(jié)熟料冷卻機(jī)w第十八節(jié)第十八節(jié) 水泥熟料煅燒過(guò)程水泥熟

3、料煅燒過(guò)程w第八章第八章 硅酸鹽水泥水化硅酸鹽水泥水化w第十九節(jié)第十九節(jié) 硅酸鹽水泥水化硬化硅酸鹽水泥水化硬化w第二十節(jié)第二十節(jié) 硅酸鹽水泥性能硅酸鹽水泥性能w第九章第九章 水泥基材料的耐久性水泥基材料的耐久性w第十章第十章 水泥混合材與輔助膠凝材料水泥混合材與輔助膠凝材料緒 言w水泥是建筑工業(yè)三大基本材料之一，使用廣、用量大、 素有“建筑工業(yè)的糧食”之稱。生產(chǎn)水泥雖需要較多的能源，但水泥與砂、石等材料的混泥土是一種低能耗新型建筑材料。例如，在相同荷載的條件下，混泥土柱的耗能量?jī)H為鋼柱的1/5-1/6,磚柱的1/4。根據(jù)預(yù)測(cè)，在未來(lái)的幾十年內(nèi)，水泥依舊是主要建筑材料。水泥具有較好的可塑性，水泥

4、具有較好的可塑性，與砂、石等膠合后的混和物具有較好的和易性，可澆注成多種形狀及尺寸的構(gòu)件，以滿足設(shè)計(jì)上的不同要求；水泥的適應(yīng)性較強(qiáng)水泥的適應(yīng)性較強(qiáng)，適用于海上、地下、深水、嚴(yán)寒、干熱、腐蝕、輻射等多種條件下；水泥還可與多種有機(jī)、無(wú)機(jī)材料制成多種用途的水泥復(fù)合材料；水泥耐久性較好水泥耐久性較好，維修工作量小，不易生銹、耐腐朽。目前，水泥已廣泛用于建筑、水利、道路、國(guó)防等工程中。近年來(lái)，宇航、信息及其它新興工業(yè)中對(duì)各種具有特種性能的水泥復(fù)合材料的需求也越來(lái)越大。因此，水泥工業(yè)在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著十分重要的作用。在目前甚至未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，水泥仍將是人類社會(huì)的主要的建筑材料。w原始水泥可追溯到50

5、00年前，埃及的金字塔、 古希臘和古羅馬時(shí)代用石灰摻砂制成的混和沙漿，曾被用于砌筑石塊和磚塊，這種用來(lái)做砌筑用的膠凝材料被稱為原始水泥。它為現(xiàn)代水泥的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)。w1824年，英國(guó)泥水工J.阿斯普丁發(fā)明了一種把石灰石和粘土混和后加以煅燒來(lái)制造水泥的方法，并獲得了專利權(quán)。這種水泥同英國(guó)附近波特蘭小城盛產(chǎn)的石材顏色相近，故稱為波特蘭水泥。人類最早是利用間歇式土窯（后發(fā)展成土立窯）煅燒水泥熟料。w1877年回轉(zhuǎn)窯燒制水泥熟料獲得了專利權(quán)，繼而出現(xiàn)了單筒冷卻機(jī)、立式磨及單倉(cāng)鋼球磨等，從而有效地提高了水泥的產(chǎn)量和質(zhì)量。w1905年濕法回轉(zhuǎn)窯出現(xiàn)。w1910年土立窯得到了改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了立窯機(jī)械化 連續(xù)生

6、產(chǎn)。w1928年德國(guó)的立列波博士和波利休斯公司對(duì)立窯、回轉(zhuǎn)窯綜合分析研究后，創(chuàng)造了帶回轉(zhuǎn)爐箅子的回轉(zhuǎn)窯，為了紀(jì)念發(fā)明者與創(chuàng)造公司，取名為“立波爾窯”。w1950年，懸浮預(yù)熱器由德國(guó)發(fā)明成功并開(kāi)始應(yīng)用，大幅度降低了熟料生產(chǎn)的熱耗，極大地提高了生產(chǎn)規(guī)模。w20世紀(jì)60年代初，日本將德國(guó)的懸浮預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯技術(shù)引進(jìn)后，于1971年開(kāi)發(fā)了水泥窯外分解技術(shù)，從而揭開(kāi)了現(xiàn)代水泥工業(yè)的新篇章，并且很快在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了各具特點(diǎn)的預(yù)分解窯，形成了新型干法生產(chǎn)技術(shù)。隨著原料與均化、生料均化、高功能破碎和粉磨，環(huán)境保護(hù)技術(shù)和X射線熒光分析等在線檢測(cè)方法的配套發(fā)展，加上電子計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化控制儀表等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使新

7、型干法水泥生產(chǎn)的熟料質(zhì)量明顯提高，能耗明顯下降，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大。 w我國(guó)從上世紀(jì)70年代初研制新型干法水泥技術(shù) 裝備開(kāi)始，在國(guó)家有關(guān)部門的支持和推動(dòng)下， 水泥行業(yè)科研創(chuàng)新與技術(shù)開(kāi)發(fā)能力不斷提高，技術(shù)裝備已達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前日產(chǎn)2000噸新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)裝備已全部國(guó)產(chǎn)化，日產(chǎn)4000噸、5000噸新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到90%以上，日產(chǎn)8000噸水泥熟料生產(chǎn)線和日產(chǎn)10000噸水泥熟料生產(chǎn)線已經(jīng)投產(chǎn)。日產(chǎn)10000噸水泥熟料生產(chǎn)線全球只有7條，我國(guó)就擁有4條。新型干法水泥生產(chǎn)工藝正在逐步取代濕法、老式干法和立窯等生產(chǎn)工藝。w改革開(kāi)放以來(lái)，在州委、州人民政府正確領(lǐng)導(dǎo)和高度重視

8、下，我州水泥工業(yè)得到了快速發(fā)展。特別是進(jìn)入“九五”以來(lái)，發(fā)展更加迅速。不論從生產(chǎn)規(guī)模、工藝技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約降耗和社會(huì)貢獻(xiàn)等方面，都取得了令人矚目的成績(jī)。w到2005年末，全州共有水泥生產(chǎn)企業(yè)25戶， 其中：旋窯5戶、立窯13戶、粉磨站7戶。全 行業(yè)擁有熟料生產(chǎn)線24條（其中：新型干法旋窯7條，機(jī)立窯17條），熟料設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力354萬(wàn)噸，其中：旋窯204萬(wàn)噸，立窯150萬(wàn)噸，各占58%和42%。水泥設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力550萬(wàn)噸，其中：旋窯水泥290萬(wàn)噸、立窯水泥190萬(wàn)噸、粉磨站水泥70萬(wàn)噸。大小熟料結(jié)構(gòu)比例調(diào)整為58：42，大小水泥結(jié)構(gòu)比例調(diào)整為53:47，大小水泥、熟料結(jié)構(gòu)優(yōu)于全省和全國(guó)，企業(yè)

9、的技術(shù)結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)和所有制結(jié)構(gòu)得到顯著提升和優(yōu)化，行業(yè)的整體實(shí)力和競(jìng)爭(zhēng)力明顯增強(qiáng)，水泥支柱產(chǎn)業(yè)的地位不斷加強(qiáng)。相信到“十一五”末，我州水泥產(chǎn)業(yè)一定能夠邁上更快更高的發(fā)展臺(tái)階！第二節(jié)水泥基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)水泥基礎(chǔ)知識(shí)w第一節(jié)第一節(jié) 基本概念基本概念w一、膠凝材料一、膠凝材料 在物理化學(xué)作用下，能從漿體變成堅(jiān)固的石狀體，并在物理化學(xué)作用下，能從漿體變成堅(jiān)固的石狀體，并能膠結(jié)其它物料而有一定機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)，統(tǒng)稱為膠凝能膠結(jié)其它物料而有一定機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)，統(tǒng)稱為膠凝材料。它分為無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類。無(wú)機(jī)膠凝材料又按照材料。它分為無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類。無(wú)機(jī)膠凝材料又按照硬化條件，又可分為水硬性和非水硬性兩種。水硬

10、性膠硬化條件，又可分為水硬性和非水硬性兩種。水硬性膠凝材料指在拌水后既能在空氣中又能在水中硬化的材料，凝材料指在拌水后既能在空氣中又能在水中硬化的材料，如水泥。非水硬性膠凝材料不能在水中硬化，而只能在如水泥。非水硬性膠凝材料不能在水中硬化，而只能在空氣中硬化，故稱為氣硬性膠凝材料，如石灰、石膏等?？諝庵杏不史Q為氣硬性膠凝材料，如石灰、石膏等。w二、水泥二、水泥 廣義上說(shuō)，水泥泛指一切能夠硬化的無(wú)機(jī)膠凝材料；廣義上說(shuō)，水泥泛指一切能夠硬化的無(wú)機(jī)膠凝材料；而狹義的水泥則專指現(xiàn)代水泥，即具有水硬性的膠凝材而狹義的水泥則專指現(xiàn)代水泥，即具有水硬性的膠凝材料。料。w三、水泥的品種和分類三、水泥的品種

11、和分類w對(duì)水泥的分類通常有兩種方法：一是按用途及性能分類，二是按其主要水硬性物質(zhì)名稱分類。w1、按水泥用途分為、按水泥用途分為：通用水泥、專用水泥、特性水泥三大類。w通用水泥：是指適用于大多數(shù)工業(yè)、民用建筑工程的硅酸鹽系列品種水泥。主要有硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥以及復(fù)合硅酸鹽水泥。w專用水泥:是指有專門用途的水泥，如油井水泥、中熱硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥等。w特性水泥：是指某種性能較突出的一類水泥。 如快硬水泥系列、膨脹水泥系列、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥等。w專用特種水泥包括：快硬高強(qiáng)水泥、膨脹水泥、自應(yīng)力水泥、水工水泥、油井水泥、裝飾水泥

12、、砌筑水泥、低堿水泥、道路水泥等種類。w2、按其主要水硬性物質(zhì)名稱分為、按其主要水硬性物質(zhì)名稱分為:硅酸鹽水泥系列、硫鋁酸鹽水泥系列、鋁酸鹽水泥系列、鐵鋁酸鹽水泥系列、氟鋁酸鹽水泥系列、其他系列六大類。 四、硅酸鹽水泥四、硅酸鹽水泥w（一）通用硅酸鹽水泥（一）通用硅酸鹽水泥w1、 硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、0%5%石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥，分P.I和P.II,即國(guó)外通稱的波特蘭水泥。w2、普通硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、6%15%混合材料，適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱為普通硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱普通水泥）,代號(hào)：P.O。w3、礦渣硅酸鹽水泥

13、：由硅酸鹽水泥熟料、?；郀t礦渣和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料, 稱為 礦渣硅酸鹽水泥，代號(hào)：P.S。w 4、 粉煤灰硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水 泥熟料、粉煤灰和適量石膏磨細(xì)制成的 水硬性膠凝材料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥，代號(hào)：P.F。w5、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、火山灰質(zhì)混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，代號(hào)：P.P。w6、復(fù)合硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為復(fù)合硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱復(fù)合水泥），代號(hào)P.C (二二)六大類硅酸鹽水泥中主要混合材摻量如下：六大類硅酸鹽水泥中主要混合材摻量如

14、下： w 1、硅酸鹽水泥類，石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏，摻量為：0-5%w 2、普通硅酸鹽水泥類，混合材料摻量為：6-15%w 3、礦渣硅酸鹽水泥類，?；郀t礦渣摻量為：20-70%w 4、粉煤灰硅酸鹽水泥類，粉煤灰摻量為：20-40%w 5、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥類，火山灰質(zhì)混合材料摻量為：20-50%w 6、復(fù)合硅酸鹽水泥類，混合材料摻量為：15-50%（三）專用和特種硅酸鹽水泥（三）專用和特種硅酸鹽水泥 w 1、低熱礦渣硅酸鹽水泥：以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料、加入適量石膏磨細(xì)制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料。2、快硬硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏，磨細(xì)制成早強(qiáng)度高的以3天抗壓

15、強(qiáng)度表示標(biāo)號(hào)的水泥。3、 抗硫酸鹽硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏磨細(xì)制成的抗硫酸鹽腐蝕性能良好的水泥。4、白色硅酸鹽水泥：由氧化鐵含量少的硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏，磨細(xì)制成的白色水泥。w 5、道路硅酸鹽水泥：由道路硅酸鹽水泥熟料，0%10%活性混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱為道路硅酸鹽水泥，（簡(jiǎn)稱道路水泥）。6、砌筑水泥：由活性混合材料，加入適量硅酸鹽水泥熟料和石膏，磨細(xì)制成主要用于砌筑砂漿的低標(biāo)號(hào)水泥。w 7、油井水泥：由適當(dāng)?shù)V物組成的硅酸鹽水泥熟料、適量石膏和混合材料等磨細(xì)制成的適用于一定井溫條件下油、氣井固井工程用的水泥。 8、石膏礦渣水泥：以?；郀t礦渣為

16、主要組分材料，加入適量石膏、硅酸鹽水泥熟料或石灰磨細(xì)制成的水泥。 第二節(jié)第二節(jié) 硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo) w一、制造水泥的組分材料一、制造水泥的組分材料 w 1、硅酸鹽水泥熟料：凡適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的產(chǎn)物稱為硅酸鹽水泥熟料（簡(jiǎn)稱熟料）。w 2、石膏：包括天然石膏和工業(yè)副產(chǎn)石膏、質(zhì)量必須符合標(biāo)準(zhǔn)。w 3、活性混合材：系指具有火山灰性或潛在水硬性的混合材料。如高爐礦渣、火山灰和粉煤灰。w制造水泥的組分材料制造水泥的組分材料 w 4、非活性混合材：系指活性指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的潛在水硬性或火山灰的水泥混合材料，以及砂巖和石灰石。w 5、窯灰：從水泥回轉(zhuǎn)窯

17、窯尾廢氣中收集下的粉塵。w 6、助磨劑：水泥粉磨時(shí)允許加入起助磨作用而不損害水泥性能的助磨劑。其加入量不得超過(guò)水泥質(zhì)量的1%。 二、硅酸鹽水泥的標(biāo)號(hào)二、硅酸鹽水泥的標(biāo)號(hào) w國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中把硅酸鹽水泥的標(biāo)號(hào)設(shè)置為325、325R；425、425R；525、525R；625、625R；725、725R幾等。標(biāo)號(hào)是根據(jù)水泥28D抗壓強(qiáng)值確定的。三、硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)（品質(zhì)指標(biāo)）三、硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)（品質(zhì)指標(biāo)） w1、化學(xué)指標(biāo)：、化學(xué)指標(biāo)：是保證水泥質(zhì)量和性能的重要依據(jù)w （1）氧化鎂含量：在水泥熟料中，常含有少量與其他礦物結(jié)合的游離氧化鎂，它是高溫時(shí)形成的方鎂石，它水化為氫氧化鎂的速度很慢，常在水

18、泥硬化以后才開(kāi)始水化，在水化時(shí)產(chǎn)生體積膨脹，可導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫甚至破壞，因此，它是引起水泥安定性不良的原因之一。w 因此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB175-1999）規(guī)定，水泥中氧化鎂的含量不得超過(guò)5%。如果水泥經(jīng)壓蒸安定性試驗(yàn)合格，則水泥中氧化鎂的含量允許放寬到6%。w（2）三氧化硫含量：水泥中的SO3主要是在生產(chǎn)時(shí)為調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間加入石膏而帶來(lái)的，也可能是煅燒熟料時(shí)加入石膏礦化劑而帶入熟料的。適量石膏雖能改善水泥性能（如提高水泥強(qiáng)度、降低收縮性、改善抗凍耐蝕和抗?jié)B性等），但石膏超過(guò)一定含量后，水泥性能會(huì)變差，甚至引起硬化水泥石膨脹，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。因此水泥中SO3的含量必須加以限制。w現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

19、定，水泥中SO3的含量不得超過(guò)3.5%。w（3）燒失量：水泥煅燒不佳或受潮后，均會(huì)導(dǎo)致燒失量增加。燒失量測(cè)定是以水泥試樣在950-1000下灼燒15-20min，冷至室溫稱量。如此反復(fù)灼燒直至恒重，按下式計(jì)算燒失量：X（mo-m1）/mo100w 式中：X燒失量%w mo灼燒前試樣質(zhì)量gw m1灼燒后試樣質(zhì)量gw普通水泥、礦渣水泥中的燒失量，回轉(zhuǎn)窯廠不得大于5%，立窯大不得大于7%。硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)（品質(zhì)指標(biāo)）硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)（品質(zhì)指標(biāo)）w2、物理指標(biāo)、物理指標(biāo)w （1）細(xì)度：水泥細(xì)度是表示水泥磨細(xì)后的程度或水泥分散度的指標(biāo)。它對(duì)水泥的水化硬化速度、水泥需水量、和易性、放熱速率及強(qiáng)度都

20、有影響。水泥細(xì)度可用篩析法篩析法和比表面積法比表面積法表示。現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥，在0.08mm方孔篩上篩余量不得超過(guò)10%；硅酸鹽水泥細(xì)度不少于3002/g。 w（2）凝結(jié)時(shí)間：是指水泥從加水開(kāi)始，到水泥漿失去可塑性所需的時(shí)間。凝結(jié)時(shí)間分為初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。w 初凝時(shí)間是從水泥加水開(kāi)始到水泥漿失去可塑性所需的時(shí)間；終凝時(shí)間是從水泥加水開(kāi)始到水泥漿完全失去塑性的時(shí)間。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀來(lái)測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，硅酸鹽水泥初凝時(shí)間不得早于45分鐘，終凝時(shí)間不得遲于390分鐘（6.5小時(shí)）；普通硅酸鹽水泥初凝時(shí)間不得早于45分鐘，終凝時(shí)間不

21、得遲于10小時(shí)。w（3）安定性：安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過(guò)程中體積變化的均勻性。w 水泥與水拌制成的水泥漿體，在凝結(jié)硬化過(guò)程中，一般都會(huì)發(fā)生體積變化。如果這種體積變化是在凝結(jié)硬化過(guò)程中，則對(duì)建筑的質(zhì)量并沒(méi)有什么影響。但是如果混凝土硬化后，由于水泥中某些有害成分的作用，在水泥石內(nèi)部產(chǎn)了劇烈的、不均勻的體積變化時(shí)，在建筑物內(nèi)部產(chǎn)生破壞應(yīng)力，導(dǎo)致建設(shè)物強(qiáng)度降低，甚至?xí)鸾ㄖ镩_(kāi)裂，崩塌等嚴(yán)重事故。w水泥體積安定性不良的原因在于：水泥熟料中游離Cao、MgO含量過(guò)多或摻入的石膏含量過(guò)多。熟料中的游離CaO、MgO經(jīng)過(guò)高溫煅燒后均呈“過(guò)燒”狀態(tài)，水化十分緩慢。在水泥已經(jīng)硬化后才進(jìn)行水化，體積膨脹，引起

22、不均勻的體積變化，使水泥石開(kāi)裂。石膏含量過(guò)多時(shí)，在水泥硬化后，它還會(huì)與固體的水化鋁酸鈣反應(yīng)，生成高硫型水化硫鋁酸鈣，體積約增大1.5倍，引起水泥石開(kāi)裂。 w安定性的檢驗(yàn)方法：w 沸煮法：（不常用）主要用來(lái)檢驗(yàn)由游離CaO引起的體積變化。w 試餅法。w 雷氏法：用雷氏夾測(cè)定，試件兩指針尖端距離增加的平均值5mm時(shí)，安定性合格。w 壓蒸法：主要用來(lái)檢驗(yàn)由游離MgO引起的體積變化。w （4）強(qiáng)度：強(qiáng)度是水泥技術(shù)中最基本的指標(biāo)，它直接反映了水泥的質(zhì)量水平和使用價(jià)值。國(guó)際上都采用砂漿法作為水泥強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法。我國(guó)亦采用水泥膠砂來(lái)評(píng)定水泥強(qiáng)度。w我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（GB177-1999）規(guī)定，以1 3的水泥

23、和ISO標(biāo)準(zhǔn)砂，按規(guī)定的水灰比0.50，用標(biāo)準(zhǔn)制作方法制成4cm4cm16cm的標(biāo)準(zhǔn)試件。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，達(dá)到規(guī)定齡期（3d、28d）時(shí)，測(cè)定其抗折和抗壓強(qiáng)度，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低強(qiáng)度值來(lái)評(píng)定其所屬的強(qiáng)度等級(jí)。w 為提高水泥的早期強(qiáng)度，我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)將水泥分為普通型和早強(qiáng)型（R）。早強(qiáng)型水泥的3d抗壓強(qiáng)度較同強(qiáng)度等級(jí)的普通型強(qiáng)度提高10-24%，可達(dá)28d抗壓強(qiáng)度的50%。道路水泥多用早強(qiáng)水泥。w需要強(qiáng)調(diào)的是，需要強(qiáng)調(diào)的是，我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，凡是氧化鎂、三氧化硫、初凝時(shí)間、安定性中的任何一項(xiàng)指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，均為廢品均為廢品。w 凡細(xì)度、終凝時(shí)間、不溶物和燒失量中的任何一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

24、定的，或混合材摻加量超過(guò)最大限量，或強(qiáng)度低于等級(jí)規(guī)定的指標(biāo)時(shí)稱為不合格產(chǎn)品不合格產(chǎn)品。廢品水泥在工程中嚴(yán)禁使用。第二章第二章 硅酸鹽水泥熟料的組成硅酸鹽水泥熟料的組成第三節(jié)第三節(jié) 硅酸鹽水泥熟料的化學(xué)成分硅酸鹽水泥熟料的化學(xué)成分w 水泥的質(zhì)量主要決定熟料的質(zhì)量。優(yōu)質(zhì)的熟料應(yīng)該具有合適的礦物組成和巖相結(jié)構(gòu)。因此控制熟料的化學(xué)成分，是水泥生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)之一。一、熟料的化學(xué)組成w 硅酸鹽水泥熟料的主要化學(xué)組成為氧化鈣（CaO），一般范圍為62-67%；二氧化硅（SiO2），一般范圍為20-24%；三氧化二鋁（Al2O3）一般范圍為4-7%；三氧化二鐵（Fe2O3），一般范圍為2.5-6%。這四種氧化

25、物組成通常在熟料中占95%以上，同時(shí)含有5%以下的少數(shù)氧化物，如氧化鎂（MgO）、硫酐（SO3）、氧化鈦（TiO2）、氧化磷（P2O5）以及堿（K2O、Na2O） 等。 w這四種氧化物構(gòu)成水泥熟料的最主要的化學(xué)成分。它們?cè)谒嗍炝仙a(chǎn)中是按一定含量和一定比例進(jìn)行配比生產(chǎn)的。配比不恰當(dāng)，都會(huì)直接影響到熟料的質(zhì)量進(jìn)而影響到水泥的質(zhì)量。如熟料中若CaO含量過(guò)高，則CaO不能充分與硅酸性氧化物化合，部分呈現(xiàn)游離狀態(tài)存在于熟料中，成“死燒狀態(tài)”。這種“死燒狀態(tài)”的氧化鈣，其水化作用非常緩慢，常發(fā)生在水泥凝結(jié)硬化過(guò)程之后的水泥石中，致使水泥石膨脹變形、破裂。如氧化鋁和氧化鐵，它們是熟料燒成過(guò)程中產(chǎn)生液相的

26、主要氧化物，如果它們的含量過(guò)高，則產(chǎn)生的液相量過(guò)多，使物料易結(jié)大塊而影響操作；如果含量過(guò)低，則產(chǎn)生液相量過(guò)少，使燒成困難，熟料易于“粉化”。所以在熟料生產(chǎn)中化驗(yàn)人員要對(duì)原料進(jìn)行認(rèn)真分析計(jì)算，作出科學(xué)合理的配料方案，指導(dǎo)熟料生產(chǎn)。第四節(jié)第四節(jié) 熟料的礦物組成熟料的礦物組成w 一、熟料中的主要礦物w 原料中CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3，這四種氧化物， 經(jīng)過(guò)高溫煅燒后發(fā)生化合反應(yīng)：w 硅酸鹽礦物（硅酸鹽礦物（CaO、SiO2）生成：硅酸二鈣（2CaOSiO2），簡(jiǎn)寫(xiě)為C2S和硅酸三鈣（3CaOSiO2），可簡(jiǎn)寫(xiě)為C3S，合計(jì)占75%左右。w 熔劑礦物（熔劑礦物（Al2O3和Fe2O3）生

27、成：鋁酸三鈣(3CaO Al2O3)，可簡(jiǎn)寫(xiě)為C3A、鐵鋁酸四鈣(4CaO Al2O3 Fe2O3)簡(jiǎn)寫(xiě)為C4AF，合計(jì)占22%左右。w從以上熟料的礦物組成中可以看出，在水泥熟料中，CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3這四種氧化物，不是以單獨(dú)的氧物形式存在，而是經(jīng)過(guò)高溫煅燒后，兩種或兩種以上的氧化物反應(yīng)生成的多種礦物集合體，其結(jié)晶細(xì)小，通常為3060 m。因此水泥熟料是一種多礦物組成的結(jié)晶細(xì)小人造巖石。第五節(jié)第五節(jié) 熟料的率值熟料的率值w硅酸鹽水泥熟料中各氧化物不是以單獨(dú)狀態(tài)存在，而是由兩種或兩種以上的氧化物合成的多礦物集合體。因此，在水泥生產(chǎn)中不僅要控制各氧化物的含量，還要控制多氧化物之

28、間的比例，即率值。這樣更能表示出水泥的性質(zhì)及對(duì)煅燒的影響。w率值就是用來(lái)表示水泥熟料中多氧化物之間相對(duì)含量的系數(shù)。它是生產(chǎn)控制的一種指標(biāo)。w一、水硬率一、水硬率w表示水泥熟料中氧化鈣與酸性氧化物（SiO2、Al2O3、 Fe2O3）之和的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的比值，用HM或m表示。w計(jì)算公式如下：HM（m）=CaO/ SiO2 + Al2O3 + Fe2O3w通常波動(dòng)值在1.82.4之間。 w二、硅率（硅硅率）和鋁率（或稱鐵率二、硅率（硅硅率）和鋁率（或稱鐵率）w1、硅率、硅率w表示熟料中氧化硅含量與氧化鋁、氧化鐵之和的質(zhì)量比。也表示熟料中硅酸鹽礦物與溶劑礦物的比例。用SM或n表示：計(jì)算公式如下：wSM

29、(n)= SiO2/ Al2O3+ Fe2O3w通常硅酸鹽水泥熟料的硅率在1.72.7之間。w2、鋁率、鋁率w鋁率又稱鐵率或鋁氧率。表示熟料中氧化鋁和氧化鐵含量的質(zhì)量比，液表示熟料溶劑礦物中鋁酸三鈣與鐵鋁四鈣的比例，用IM或者p表示。計(jì)算公式如下：wIM(p)= Al2O3 / Fe2O3w通常硅酸鹽水泥熟料的鋁率在0.91.7之間。w三、石灰飽和系數(shù)三、石灰飽和系數(shù)KH值值w為熟料中全部氧化硅生成硅酸鈣（C2S和C3S）所需的氧化鈣含量與全部氧化硅生成硅酸三鈣所需氧化鈣含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化鈣飽和形成硅酸三鈣的程度。計(jì)算公式為：wKH= （CaO 1.65Al2O3-0.35

30、Fe2O3）/2.8SiO2w為使熟料順利形成，不出現(xiàn)過(guò)量游離石灰，通常KH值控制在0.820.96之間。 第三章第三章 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法及工藝硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法及工藝w第六節(jié)生產(chǎn)方法分類第六節(jié)生產(chǎn)方法分類 w由于各地條件、原料資源和采用的主機(jī)設(shè)備情況的不同，水泥生產(chǎn)方法也有所不同。大致有以下幾類：w 一、按生料的制備方法分為濕法和干法一、按生料的制備方法分為濕法和干法w 1、濕法：將原料加水粉磨成生料漿（含水33-40%）后喂入濕法回轉(zhuǎn)窯煅燒成熟料，則稱為濕法；將濕法制備的生料漿脫水后，制成生料塊入窯煅燒，稱為半濕法，亦歸入濕法。w 2、干法：將原料同時(shí)烘干與粉磨或先烘干后粉磨成生料粉

31、，而后喂入干法窯內(nèi)煅燒成熟料，則稱為干法生產(chǎn)；將生料粉加入適量水分制成生料球，而后喂入立窯或立波爾窯內(nèi)煅燒成熟料的方法叫半干法，亦歸入干法。 w二、按煅燒熟料窯的結(jié)構(gòu)分類二、按煅燒熟料窯的結(jié)構(gòu)分類w 1、立窯：有普通立窯和機(jī)械化立窯。w 2、回轉(zhuǎn)窯：w 中空式窯w 濕法回轉(zhuǎn)窯 帶熱交換裝置的窯w 帶余熱鍋爐的窯w回轉(zhuǎn)窯 干法回轉(zhuǎn)窯 帶預(yù)熱器的窯w 帶分解爐的窯w 半干法回轉(zhuǎn)窯 立波爾窯 w三、各種生產(chǎn)方法的特點(diǎn)三、各種生產(chǎn)方法的特點(diǎn)w （一）立窯生產(chǎn)的特點(diǎn)w 1、優(yōu)點(diǎn)w （1）基本建設(shè)投資小，投入生產(chǎn)快。w （2）立窯內(nèi)填充系數(shù)高，因而單位體積產(chǎn)量高。w （3）可以就地取材，充分利用地方資源。

32、w （4）窯內(nèi)傳熱效率高，散熱損失小，約為總熱值的3%（回轉(zhuǎn)窯為15%），可節(jié)約燒成用燃料。w （5）需要設(shè)備和動(dòng)力容量少，故可節(jié)約鋼材和動(dòng)力。立窯生產(chǎn)的特點(diǎn)w2、缺點(diǎn)：w （1）生產(chǎn)規(guī)模小。w （2）熟料質(zhì)量較差。w （3）勞動(dòng)生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，單機(jī)產(chǎn)量低。w （4）環(huán)保達(dá)標(biāo)難。（二）回轉(zhuǎn)窯的特點(diǎn)w 濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)熱耗高，但電耗較低，生料易于均化，成分均勻，熟料質(zhì)量較高且輸送方便，粉塵少。所以此生產(chǎn)方法在20世紀(jì)30年代左右得以迅速發(fā)展。缺點(diǎn)是能耗高。w 新型干法回轉(zhuǎn)窯是當(dāng)前世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的窯型。懸浮預(yù)勢(shì)器窯和窯外分解窯技術(shù)的開(kāi)發(fā)成功，使水泥生產(chǎn)方法開(kāi)始逐步發(fā)生變化，出現(xiàn)了向干法發(fā)展及

33、濕法改干法的發(fā)展趨勢(shì)。新型干法回轉(zhuǎn)窯的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能、產(chǎn)量高、質(zhì)量穩(wěn)定、環(huán)保、生產(chǎn)率高。四、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝過(guò)程四、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝過(guò)程第四章第四章 硅酸鹽水泥熟料的主要原料硅酸鹽水泥熟料的主要原料w 水泥的質(zhì)量主要取決于熟料的質(zhì)量。煅燒優(yōu)質(zhì)熟料必須制備適當(dāng)成分的水泥生料。而生料的化學(xué)成分是由原料提供的。只有當(dāng)原料提供的成分符合要求，加上良好的煅燒與粉磨，才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)水泥。因此，水泥原料的開(kāi)采和合理使用，是水泥生產(chǎn)首先需要解決的問(wèn)題。w 自然界中很難找到一種單一原料，能完全滿足水泥生產(chǎn)的要求。因此需要采取幾種不同的原料，根據(jù)所生產(chǎn)水泥的種類和性能，進(jìn)行合理搭配，即通過(guò)配料，組成配合原料，

34、再把它粉磨成一定細(xì)度，才能制得適當(dāng)成分的生料。因此，生料配料是為了確定各原料各組分的數(shù)量比例，以保證得到成分和質(zhì)量合乎要求的水泥熟料。第七節(jié)第七節(jié) 原料的種類原料的種類w生產(chǎn)硅酸鹽水泥用的原料，主要是石類質(zhì)原料（主要提供氧化鈣）和粘土質(zhì)原料（主要提供氧化硅、氧化鋁和少量氧化鐵）。我國(guó)粘土質(zhì)原料及燃料灰分一般氧化鋁較高，含氧化鐵不足。因此，當(dāng)用這兩種原料配合后，其成分滿足不了水泥熟料成分要求時(shí)，需用鐵質(zhì)校正原料，即采用石灰質(zhì)原料，粘土質(zhì)原料和鐵質(zhì)校正原料進(jìn)行配料。 w一、石灰質(zhì)原料一、石灰質(zhì)原料w 凡是以炭配鈣為主要成分的原料都屬于石灰質(zhì)原料。常用的天然石灰質(zhì)原料有石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊、貝殼等。

35、我國(guó)水泥生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍的是石灰?guī)r。我州石灰?guī)r儲(chǔ)量豐富，在省內(nèi)名列第二，水泥產(chǎn)業(yè)具有得天獨(dú)厚的發(fā)展條件。w 石灰?guī)r。石灰?guī)r是一種沉積巖。主要礦物是方解石、粘土和石英或燧石等雜質(zhì)。純凈的石灰石是白色的，由于含不同的雜質(zhì)而呈灰白、青灰、淡黃、紅褐等顏色。常見(jiàn)的為青灰色，密度2.6-2.8，硬度8-10，一般呈塊狀，有白色條痕。w純的方解石含有56%CaO和44%CO2。生產(chǎn)硅酸鹽水泥用石灰?guī)r中氧化鈣含量，應(yīng)大于等于48%。對(duì)于氧化鈣低于48%的石灰?guī)r可與氧化鈣含量大于48%的石灰?guī)r搭配使用，搭配后的石灰?guī)r其CaO含量必須在48%以上。w石灰石的質(zhì)量要求如下表石灰石的質(zhì)量要求如下表：w二、粘土質(zhì)原料

36、二、粘土質(zhì)原料w 我國(guó)天然粘土質(zhì)原料的種類較多，有黃土、粘土、頁(yè)巖、泥巖、粉砂巖及河泥等，其中應(yīng)用最廣泛的是黃土和粘土。w 粘土是由花崗巖、玄武巖等經(jīng)風(fēng)化分解后，再經(jīng)搬運(yùn)或殘積形成。黃土主要分布在華北和西北地區(qū)。粘土類包括華北、西北地區(qū)的紅土、東北地區(qū)的粘土、南方地區(qū)的紅壤、黃壤等。衡量粘土質(zhì)量主要看粘土的化學(xué)成分（硅率、鋁率）、含砂量、堿含量及粘土的可塑性、熱穩(wěn)定性、正常流動(dòng)的需水量等工藝性能，如要求硅率2.5-3.5%（最好2.7-3.1）；鋁率1.5-3%等。w粘土質(zhì)原料的質(zhì)量要求如下：粘土質(zhì)原料的質(zhì)量要求如下：w三、校正材料三、校正材料w當(dāng)石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料配合所得生料成分不能符合

37、配料方案要求時(shí)，必須根據(jù)所缺少的組分，摻加相應(yīng)的校正原料，以補(bǔ)充某些成分的不足，常用較正原料有低品位鐵礦石、鐵廠尾礦、硫鐵礦渣；硅藻土、硅藻石、砂巖、粉砂巖、鋁礬土、鋁渣等。w校正原料的質(zhì)量要求如下： 第八節(jié)第八節(jié) 原料的開(kāi)采和運(yùn)輸原料的開(kāi)采和運(yùn)輸w 水泥廠一般要求都有自己的原料礦山。水泥廠的原料均屬非金屬礦床。非金屬礦床的開(kāi)采按開(kāi)采對(duì)象和開(kāi)采方法，可分為露天開(kāi)采和地下開(kāi)采。露天開(kāi)采又可分為機(jī)械開(kāi)采和水力開(kāi)采。目前使用最多的是機(jī)械開(kāi)采。機(jī)械開(kāi)采是用一定的采掘運(yùn)輸設(shè)備，按一定的生產(chǎn)工藝，從地面將礦體四周的巖體及覆蓋層剝離掉，把礦石采出來(lái)并通過(guò)露天溝道或運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)到廠區(qū)料場(chǎng)的開(kāi)采方法。w 礦石運(yùn)輸

38、：根據(jù)采石場(chǎng)距工廠的距離長(zhǎng)短來(lái)選擇運(yùn)輸設(shè)備。一般采石場(chǎng)距工廠300-500時(shí)，則可采用皮帶輸送機(jī)、相距在3Km以內(nèi)時(shí)，采用自動(dòng)卸料汽車或小型內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)輸。w 礦山管理要貫徹“采剝并舉，剝離先行”的原則，礦山要實(shí)行計(jì)劃開(kāi)采，不同質(zhì)量的礦石要分別開(kāi)采和存放，搭配使用。穩(wěn)定進(jìn)廠原料成分，達(dá)到配料要求。第九節(jié)第九節(jié) 原料的預(yù)均化原料的預(yù)均化w 經(jīng)破碎的原料的化學(xué)成分是很不均齊的。為使原料成分初步趨于均齊，充分發(fā)揮原料堆場(chǎng)在儲(chǔ)存和取用原料兩方面的功能，采用一定的堆放和取用方式，使生料得到均齊，叫原料的預(yù)均化叫原料的預(yù)均化。原料預(yù)均化的基本原理是“平鋪直取”。即采取堆料機(jī)將料一層一層地鋪起來(lái)，用料時(shí)，采用

39、取料機(jī)垂直切取料層，這樣取得的生料就較均齊，接著送入生料磨進(jìn)行粉磨。第十節(jié)第十節(jié) 生料的制備、調(diào)整和均化生料的制備、調(diào)整和均化 w一、生料制備一、生料制備w 生料制備是將原料（石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料及少量較正原料，立窯煅燒水泥熟料時(shí)還加有一定量的燃料）經(jīng)過(guò)一系列的加工過(guò)程后，制成具有一定細(xì)度、適當(dāng)化學(xué)成分，并且均勻的生料，使其滿足多種窯型的煅燒要求。w（一）對(duì)生料的要求（一）對(duì)生料的要求w （1）生料成分的均勻性。生料成分均勻穩(wěn)定對(duì)熟料燒成具有重要影響。衡量生料成分穩(wěn)定性的重要指標(biāo)是碳酸鈣滴定值，出磨生料碳酸鈣滴定值波動(dòng)范圍，濕法窯不大于0.15%；干法窯不大于0.4%；立窯不大于0.5%。w

40、 （2）細(xì)度：一般生料以0.08mm方孔篩篩余量應(yīng)控制在8-10%，0.2mm方孔篩篩余不大于10%為宜。w （3）生料的水分：濕法，料漿含水份33-40%；干法一般控制在1.2%以內(nèi)。 w（二）生料制備的過(guò)程。（二）生料制備的過(guò)程。w 1、破碎：是用機(jī)械方法縮小物料粒度的過(guò)程。破碎物料主要有壓碎、擊碎、磨碎、劈碎四種方式。采用的破碎設(shè)備有顎式破碎機(jī)、錐式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)等。（動(dòng)畫(huà)圖）w 破碎作業(yè)有一級(jí)、二級(jí)甚至三級(jí)破碎的程序。采用幾級(jí)破碎，主要取決于破碎機(jī)的技術(shù)性能。一般級(jí)數(shù)越少越好。但不論選用幾級(jí)或選用什么樣的破碎機(jī)，石灰石破碎系統(tǒng)的出料粒度必須滿足生料磨入磨要

41、求，在我國(guó)一般為20-25mm。w 2、烘干w 在干法粉磨時(shí)，入磨物料平均水分應(yīng)控制在1-2%以內(nèi)，但天然物料水分一般都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這一范圍，因此物料必須烘干，滿足這一要求。 w水泥廠采用的烘干方法有兩種：一種是粉磨過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行烘干，即利用烘干兼粉磨的設(shè)備；另一種是采用單獨(dú)的烘干設(shè)備，物料烘干后再進(jìn)行入磨。主要的烘干設(shè)備有：回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)、懸浮式烘干機(jī)和硫態(tài)化烘干機(jī)。（動(dòng)畫(huà)圖）w w3、粉磨w 破碎與烘干后的物料，通過(guò)配料過(guò)程和配料設(shè)備送至生料磨進(jìn)行粉磨。粉磨系統(tǒng)主要有開(kāi)路和閉路兩種。在粉磨過(guò)程中，當(dāng)物料一次通過(guò)磨機(jī)后即為產(chǎn)品時(shí)，稱為開(kāi)路系統(tǒng)，當(dāng)物料出磨后經(jīng)過(guò)分級(jí)設(shè)備（選粉機(jī)）選出產(chǎn)品，而使粗料返

42、回磨內(nèi)再磨時(shí)稱為閉路系統(tǒng)。（動(dòng)畫(huà)圖） w生料的細(xì)度：一般控制在0.08mm方孔篩篩余10%左右，0.2mm方孔篩篩余小于1.5%以內(nèi)為宜。w三、生料均化三、生料均化w 出磨的生料粉或生料漿，其化學(xué)成分難免有些波動(dòng)，為保證入窯生料化學(xué)成分均齊、合格，生料應(yīng)在貯存均化庫(kù)內(nèi)進(jìn)行均化。（CF均化庫(kù)動(dòng)畫(huà)圖）w 干法生料的均化可采用多庫(kù)搭配，機(jī)械倒庫(kù)和壓縮空氣攪拌庫(kù)。第五章第五章 硅酸鹽水泥熟料的制備硅酸鹽水泥熟料的制備 w第十一節(jié) 硅酸鹽水泥熟料的煅燒硅酸鹽水泥熟料的煅燒w 熟料煅燒是硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝過(guò)程的第二階熟料煅燒是硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝過(guò)程的第二階段。是指將生料制備過(guò)程中制得的生料送入煅燒段。是指

43、將生料制備過(guò)程中制得的生料送入煅燒窯，經(jīng)高溫煅燒，發(fā)生一系列物理的、化學(xué)的和窯，經(jīng)高溫煅燒，發(fā)生一系列物理的、化學(xué)的和物理化學(xué)變化后形成熟料的工藝過(guò)程。雖然生產(chǎn)物理化學(xué)變化后形成熟料的工藝過(guò)程。雖然生產(chǎn)方法和各種煅燒窯各有不同，但熟料煅燒過(guò)程大方法和各種煅燒窯各有不同，但熟料煅燒過(guò)程大體相同。下面以濕法回轉(zhuǎn)窯為例，來(lái)說(shuō)明熟料的體相同。下面以濕法回轉(zhuǎn)窯為例，來(lái)說(shuō)明熟料的煅燒過(guò)程：煅燒過(guò)程：w 熟料煅燒物料可分為：水分蒸發(fā)熟料煅燒物料可分為：水分蒸發(fā)生料預(yù)熱生料預(yù)熱生料分解生料分解熟料煅燒熟料煅燒熟料冷卻五個(gè)功能單元。熟料冷卻五個(gè)功能單元。相應(yīng)分為干燥帶、預(yù)勢(shì)帶、分解帶和放熱帶，燒相應(yīng)分為干燥帶、

44、預(yù)勢(shì)帶、分解帶和放熱帶，燒成帶和冷卻帶。成帶和冷卻帶。 w 一、干燥帶（物料溫度150）w 承擔(dān)生料中水分的蒸發(fā)任務(wù)。濕法窯物料含32-40%的水分，經(jīng)干燥后，物料水分減到22-26%，漿料失水變成球狀。w 干法窯由于入窯生料水分小于1%，幾乎沒(méi)有干燥帶。半干法窯的干燥過(guò)程在加熱機(jī)上進(jìn)行，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)無(wú)干燥帶。預(yù)熱器窯、窯外分解窯干燥在預(yù)熱器內(nèi)進(jìn)行，因此回轉(zhuǎn)窯內(nèi)無(wú)干燥帶。w 二、預(yù)熱帶（物料溫度150-750）w 承擔(dān)粘土質(zhì)等原料中化學(xué)水的分解脫水任務(wù)。當(dāng)溫度升到400-550時(shí)，粘土開(kāi)始脫水分解出活性SiO2和Al2O3，當(dāng)溫度升到600-700時(shí)，MgCO3繼續(xù)分解。帶懸浮預(yù)熱器和加熱機(jī)的窯

45、，預(yù)熱都在窯外進(jìn)行，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)預(yù)熱帶很短或者沒(méi)有。w反應(yīng)式： 2 SiO2 Al2O3 2H2O 2 SiO2 Al2O3 2H2O w三、分解帶（物料溫度750-1000）w 主要承擔(dān)MgCO3和CaCO3的分解任務(wù)。在預(yù)熱帶未分解完的MgCO3在該帶繼續(xù)分解，但主要是CaCO3的分解。這一帶末端，分解產(chǎn)物之間產(chǎn)生固相反應(yīng)，生成堿性的CA、CF、C2S。w 帶懸浮預(yù)熱器和加熱機(jī)的窯，分解反應(yīng)有一部分在預(yù)熱器和加勢(shì)機(jī)內(nèi)進(jìn)行，而帶窯外分解爐的窯絕大部分的分解反應(yīng)是在分解爐內(nèi)進(jìn)行。w四、放熱反應(yīng)帶（過(guò)渡帶）（物料溫度1000-1300）w 在分解帶分解出的大量CaO、SiO2、Al2O3等氧化物在該

46、帶進(jìn)行固相反應(yīng)，生成大量C3A、C4AF和C2S。這些反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故稱“固相反應(yīng)帶”。由于固相反應(yīng)放熱，物料溫度迅速上升，使該帶在窯內(nèi)占的比例較小。 w五、燒成帶（物料溫度五、燒成帶（物料溫度13001450-1300）w該帶又稱燒結(jié)帶，是回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度最高的一帶，物料進(jìn)入這帶就出現(xiàn)液相，在液相中C2S和游離氧化鈣作用形成C3S即：CaOC2SC3S，因此，此帶也叫“石灰吸收帶”。為C3S的生成反應(yīng)完全，物料在此停留的時(shí)間，也就是燒成帶應(yīng)有一定長(zhǎng)度，因此，要求回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃料燃燒的火焰應(yīng)有一定的長(zhǎng)度和溫度。w六、冷卻帶（物料溫度六、冷卻帶（物料溫度13001000）w在燒成帶形成的C3S、C2S

47、、C3A、C4AF四種主要礦物的晶體繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)與溫度較低的二次空氣相遇，熟料溫度下降，這一區(qū)域稱為冷卻帶。在該帶快速冷卻后，形成含C3S、C2S、C3A、C4AF圓形顆粒和玻璃體阿利特晶體，落入冷卻機(jī)內(nèi)。w立窯內(nèi)煅燒大體與回轉(zhuǎn)窯相同，此不再敘述。 附：附：1、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料溫度和氣體溫度以及各帶劃分的大致情況圖、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料溫度和氣體溫度以及各帶劃分的大致情況圖2、看回轉(zhuǎn)窯動(dòng)畫(huà)圖 第六章第六章 水泥制成和包裝水泥制成和包裝w第十二節(jié)第十二節(jié) 水泥制成工藝水泥制成工藝w水泥制成工藝是水泥生產(chǎn)的最后一環(huán)。是水泥制成工藝是水泥生產(chǎn)的最后一環(huán)。是指把熟料、石膏、混和材共同粉磨制成水指把熟料、石膏、混和

48、材共同粉磨制成水泥，再進(jìn)行包裝或散裝出廠。工藝過(guò)程如泥，再進(jìn)行包裝或散裝出廠。工藝過(guò)程如下：下：w熟料熟料 （冷卻）（冷卻） 包裝機(jī)包裝機(jī)成品庫(kù)成品庫(kù)出廠出廠w石膏石膏 水泥磨機(jī)水泥磨機(jī)水泥庫(kù)均化水泥庫(kù)均化 w混合材混合材 散裝車散裝車出廠出廠水泥制成工藝過(guò)程中，粉磨是關(guān)鍵工序。在生產(chǎn)中影響粉磨的因水泥制成工藝過(guò)程中，粉磨是關(guān)鍵工序。在生產(chǎn)中影響粉磨的因素很多，主要有：素很多，主要有：一、物料的粒度一、物料的粒度一般要求在一般要求在25mm以下，最好小于以下，最好小于10mm。二、入磨物料的易磨性二、入磨物料的易磨性影響易磨性的因素有影響易磨性的因素有C3S含量、熟料制成中的液相量等因素有關(guān)。

49、含量、熟料制成中的液相量等因素有關(guān)。三、物料溫度三、物料溫度一般控制在一般控制在80以下。以下。四、入磨物料的水分四、入磨物料的水分入磨物料名稱允許水分入磨物料名稱允許水分熟料0.5粘土1.0粒狀礦渣2.0石膏10天然火山灰2.0煤（干燥過(guò)）1.02.0石灰石1.5煤（風(fēng)掃磨用）10.012.0五、粉磨產(chǎn)品的細(xì)度五、粉磨產(chǎn)品的細(xì)度要求太細(xì)會(huì)產(chǎn)生“過(guò)粉碎”現(xiàn)象和“緩沖作用”。其它如磨內(nèi)風(fēng)速、采用的助磨劑等都影響熟料粉磨。第十三節(jié)第十三節(jié) 水泥的包裝和貯運(yùn)水泥的包裝和貯運(yùn)w一、水泥的包裝一、水泥的包裝w水泥是一種粉狀物，在運(yùn)輸和儲(chǔ)存方面須有不同形式的容器，我國(guó)一般出廠水泥有袋裝和散裝兩種，國(guó)外還有

50、桶裝和集裝袋等。袋裝水泥一般采用紙裝或塑料編織袋包裝，散裝一般有火車散裝及船運(yùn)散裝等。w包裝的設(shè)備有固定式和回轉(zhuǎn)式兩種。固定式包裝機(jī)有單咀、2咀、4咀三種規(guī)格。生產(chǎn)率低，勞動(dòng)條件差。w回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)有6咀、10咀、14咀三種規(guī)格。自動(dòng)化程度高、包裝能力大、勞動(dòng)條件好。（有動(dòng)畫(huà)圖）w一、水泥的貯存水泥的貯存w水泥包裝結(jié)束后，有的在廠內(nèi)存放，有的由使用單位存放。水泥存放的地點(diǎn)總體要求要干燥、密封。一般水泥的存放有效期為3個(gè)月。高強(qiáng)度水泥為2個(gè)月。w第七章第七章 新型干法旋窯生產(chǎn)的主要設(shè)備新型干法旋窯生產(chǎn)的主要設(shè)備w第十四節(jié)第十四節(jié) 懸浮預(yù)熱器懸浮預(yù)熱器w一、懸浮預(yù)熱器的功能與特征一、懸浮預(yù)熱器的功能

51、與特征w1、功能。懸浮預(yù)熱器的主要功能在于充分利用回轉(zhuǎn)窯及、功能。懸浮預(yù)熱器的主要功能在于充分利用回轉(zhuǎn)窯及分解爐內(nèi)排出的熾熱氣流中所具有的熱焓（熱量）加熱分解爐內(nèi)排出的熾熱氣流中所具有的熱焓（熱量）加熱生料，使之進(jìn)行預(yù)熱及部分碳酸鹽分解，然后進(jìn)入分解生料，使之進(jìn)行預(yù)熱及部分碳酸鹽分解，然后進(jìn)入分解爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)繼續(xù)加熱分解，完成熟料燒成任務(wù)。因它爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)繼續(xù)加熱分解，完成熟料燒成任務(wù)。因它具有使氣固兩相能充分分散均布、迅速換熱、高效分離具有使氣固兩相能充分分散均布、迅速換熱、高效分離等三大功能。等三大功能。w2、特征。各種懸浮預(yù)熱器窯的不同特性，主要取決于同、特征。各種懸浮預(yù)熱器窯的不同特性

52、，主要取決于同它配套的懸浮預(yù)熱器的特性，而多種懸浮預(yù)熱器的特性，它配套的懸浮預(yù)熱器的特性，而多種懸浮預(yù)熱器的特性，又取決于它的結(jié)構(gòu)及換熱方式。構(gòu)成多種懸浮預(yù)熱的熱又取決于它的結(jié)構(gòu)及換熱方式。構(gòu)成多種懸浮預(yù)熱的熱交換單元設(shè)備有旋風(fēng)筒（包括聯(lián)接管道）及立筒（渦室）交換單元設(shè)備有旋風(fēng)筒（包括聯(lián)接管道）及立筒（渦室）兩種，所有懸浮預(yù)熱氣窯都是由這兩種熱交換單元設(shè)備兩種，所有懸浮預(yù)熱氣窯都是由這兩種熱交換單元設(shè)備中的一種單獨(dú)組成或混合組成。中的一種單獨(dú)組成或混合組成。w二、結(jié)構(gòu)和工作原理二、結(jié)構(gòu)和工作原理w下面以旋風(fēng)筒工作示意圖，介紹其工作原理。（動(dòng)畫(huà)圖）w無(wú)論是以旋風(fēng)筒為主或以立筒為主組成的懸浮預(yù)熱器

53、，都是由多級(jí)換熱單元組成的。使用多級(jí)換熱單元的目的在于提高預(yù)熱器的熱效率。w三、懸浮預(yù)熱器的分類三、懸浮預(yù)熱器的分類w分類方法有三種：w1、按制造廠商名分類：早期有洪堡型、史密斯型、多波爾型、維達(dá)格型、蓋波爾型、ZAB型等數(shù)種。w2、按熱交換工作原理分類：有以同流熱交換為主的，以逆流熱交換為主的及混流熱交換的三種。w3、按預(yù)熱器組成分類：有數(shù)級(jí)旋風(fēng)筒組合式、以立筒為主的組合式及旋風(fēng)筒與立筒（或渦室）混合組合式三種。附附1：早期懸浮預(yù)熱器綜合分類表：早期懸浮預(yù)熱器綜合分類表按制造商命名按制造商命名分類分類按熱交換方式按熱交換方式分類分類按預(yù)器組成分按預(yù)器組成分類類洪堡洪堡史密斯史密斯EVS/SV

54、S維達(dá)格維達(dá)格同流熱交換為同流熱交換為主型主型以數(shù)級(jí)旋風(fēng)筒以數(shù)級(jí)旋風(fēng)筒組合組合蓋波爾蓋波爾ZAB普列洛夫普列洛夫逆流熱交換為逆流熱交換為主型主型以立筒為主組以立筒為主組合合多波爾多波爾米亞格米亞格混流熱交換型混流熱交換型旋風(fēng)筒與立筒旋風(fēng)筒與立筒混合組合型混合組合型附2：懸浮預(yù)熱器工作原理示意動(dòng)畫(huà)圖第十五節(jié)第十五節(jié) 分解爐分解爐w預(yù)分解窯是當(dāng)代水泥工業(yè)用于煅燒水泥熟料的最為先進(jìn)的工藝裝備，具有高效、優(yōu)質(zhì)、低耗等一系列優(yōu)良性能。w一、分解窯的功能與特征一、分解窯的功能與特征w1、功能。承擔(dān)預(yù)分解系統(tǒng)中繁重的燃燒、換熱和碳酸鹽分解任務(wù)。w2、特征。一是在結(jié)構(gòu)方面，一是在結(jié)構(gòu)方面，它是在懸浮預(yù)熱窯的懸浮預(yù)熱器