水泥工藝學(xué)大學(xué)教學(xué)課件

1、水泥工藝技術(shù) 第一章 緒 論 水泥工藝技術(shù)課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求 特點(diǎn)：水泥工藝技術(shù)是省級(jí)教改試點(diǎn)專業(yè)“材料工程技術(shù)”（水泥工藝方向）的一門主干專業(yè)技術(shù)課程。本課程按專業(yè)服從市場(chǎng)、課程服務(wù)專業(yè)和“以崗為綱”原則，以新型干法水泥生產(chǎn)企業(yè)崗位操作人員所需知識(shí)和能力為依據(jù)，以化學(xué)分析技術(shù)、硅酸鹽工業(yè)熱工基礎(chǔ)等課程為基礎(chǔ)，設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。學(xué)習(xí)要求：1.根據(jù)每章教學(xué)內(nèi)容，老師會(huì)作具體的學(xué)習(xí)要求，希同學(xué)們按老師的要求認(rèn)真學(xué)習(xí)。2.本課程是一門專業(yè)理論課，所以要求同學(xué)們掌握基本理論和基本概念、以及基本的計(jì)算方法。3.本課程又是一門專業(yè)實(shí)踐課，老師在教學(xué)過程中會(huì)聯(lián)系很多生產(chǎn)實(shí)際問題，同學(xué)們一定要吸取實(shí)際生產(chǎn)中的一

2、些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)；同時(shí)配套的實(shí)踐教學(xué)課程有水泥物理性能檢測(cè)技術(shù)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、水泥生產(chǎn)控制模擬操作實(shí)訓(xùn)、水泥物理性能檢測(cè)技術(shù)及其實(shí)訓(xùn)等，同學(xué)們一定要將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)學(xué)習(xí)和記憶，收到良好的學(xué)習(xí)效果。 中國(guó)古長(zhǎng)城 埃及金字塔 （公元7世紀(jì)開始建、3世紀(jì)秦王連、明朝完工、 （距今4500年歷史，埃及國(guó)王建造陵墓） 距今2700年歷史，西起甘肅嘉峪關(guān)東至遼寧省 的鴨綠江邊，全長(zhǎng)635萬(wàn)米）。 古埃及的金字塔、中國(guó)古長(zhǎng)城所用建筑材料 石塊、磚是用什么材料粘結(jié)的？ 1.1 膠凝材料的定義 膠凝材料是指在物理、化學(xué)作用下，漿體變成堅(jiān)固石狀體，并能膠結(jié)其他物料且具有一定機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)。拌水后只能在空氣中

3、硬化不能在水中硬化有機(jī)膠凝材料（如：瀝青、各種樹脂）無(wú)機(jī)膠凝材料氣硬性膠凝材料（如：石灰、石膏）水硬性膠凝料（如：水泥）拌水后既能在空氣中硬化又能在水中硬化1.2 膠凝材料的分類 1.3 膠凝材料發(fā)展簡(jiǎn)史 天然粘土?xí)r期：新石器時(shí)代（400010000年前） 石膏-石灰時(shí)期：公元前2000-3000年 石灰-火山灰時(shí)期：公元初 天然水泥時(shí)期 ：18世紀(jì)后期現(xiàn)代水泥時(shí)期：19世紀(jì)初開始泥巴墻金字塔燈塔長(zhǎng)江大橋 長(zhǎng)城1.4 水泥的發(fā)明和發(fā)展水泥的發(fā)明時(shí)期（也稱硅酸鹽水泥時(shí)期）19世紀(jì)初（18101824年），用人工配合粘土與石灰石經(jīng)煅燒、磨細(xì)以制造水硬性膠凝材料已經(jīng)開始組織生產(chǎn)。1824年，英國(guó)人阿

4、斯普丁將粘土與石灰石配合燒制成塊（熟料），再經(jīng)磨細(xì)而成水硬性膠凝材料，加水拌和后能硬化制成人工石，并具有較高強(qiáng)度，其外觀與當(dāng)時(shí)建筑上常用的英國(guó)波特蘭島上出產(chǎn)的巖石相似，故稱之為“波特蘭水泥”（Portland Cement），并于1824年10月21日首先獲得該產(chǎn)品的專利權(quán)。 水泥熟料外觀與當(dāng)時(shí)建筑上常用的英國(guó)波特蘭島上的巖石相似，故稱之“波特蘭水泥”（Portland Cement）多品種水泥時(shí)期隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，到20世紀(jì)初，僅僅有硅酸鹽水泥、石灰、石膏等幾種膠凝材料已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足重要工程建設(shè)的需要。生產(chǎn)和發(fā)展多品種多用途的水泥是市場(chǎng)的客觀需求，如鋁酸鹽水泥、快硬水泥、抗硫酸鹽水泥、低熱

5、水泥以及油井水泥等等。 1.5 水泥的定義水泥是指細(xì)磨成粉末狀，加水拌和成塑性漿體后，能膠結(jié)砂、石等適當(dāng)材料并能在空氣中硬化的粉狀水硬性膠凝材料。簡(jiǎn)言之，水泥是一種水硬性膠凝材料。 1.6 水泥的分類按其用途和性能分 通用水泥 專用水泥 特性水泥 按水泥的組成分硅酸鹽水泥系列（簡(jiǎn)稱硅酸鹽水泥）硫鋁酸鹽水泥系列氟鋁酸鹽水泥系列鋁酸鹽水泥系列鐵鋁酸鹽水泥系列其他1.7 水泥的用途 建筑：房屋 橋梁 道路 大壩 涵洞 石油： 固井 地礦：固礦井 醫(yī)藥：假牙 人造骨骼 其它： 水泥用途舉例現(xiàn)代建筑長(zhǎng)城南京城墻 橋美國(guó)世貿(mào)大廈 美國(guó)世貿(mào)大廈 水泥管 水泥噴漿作業(yè) 水泥空心磚 BGR型水泥殼電阻器腹膜水泥

6、膜板水泥刨花板水泥井蓋水泥花瓶水泥花瓶1928年1950年 1928年德國(guó)發(fā)明了立波爾窯；使窯的產(chǎn)量明顯提高，熱耗降低較多 1950年1971年 1950年懸浮預(yù)熱器窯的發(fā)明，更使熟料熱耗大幅度降低；熟料冷卻設(shè)備也有了較大發(fā)展，其他的水泥制造設(shè)備也不斷更新?lián)Q代 1971年開發(fā)了水泥窯外分解技術(shù)，從而帶來(lái)了水泥生產(chǎn)技術(shù)的重大突破，揭開了現(xiàn)代水泥工業(yè)的新篇章 1.8 世界水泥的發(fā)展1825年1877年 1825年人類用間歇式的土立窯煅燒水泥熟料1877年 1905年 1887年用回轉(zhuǎn)窯燒制水泥熟料獲得專利權(quán) 蛋窯遺址回轉(zhuǎn)窯土立窯1905年1910年 1905年發(fā)明了濕法回轉(zhuǎn)窯 1910年1928年

7、 1910年立窯實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)，發(fā)明了機(jī)立窯 濕法回轉(zhuǎn)窯 機(jī)械化立窯 1.9 中國(guó)水泥的發(fā)展1.早期發(fā)展階段（1889年至1937年） 1889年，我國(guó)第一個(gè)水泥廠-河北唐山細(xì)綿土廠（后改組為啟新洋灰公司，現(xiàn)為啟新水泥廠）建立，于1892年建成投產(chǎn)，并正式生產(chǎn)水泥 ，以后，又相繼建立了大連、上海、中國(guó)、廣州等水泥廠 。 2.衰落停滯階段（1937年至1949年） 先后建設(shè)了哈爾濱、本溪、小屯、撫順、錦西、牡丹江、工源、琉璃河、重慶、辰西、嘉華、昆明、貴陽(yáng)、泰和 、華新、江南等水泥廠 。這些水泥廠大多數(shù)是由外國(guó)人主持設(shè)計(jì)和建設(shè)，生產(chǎn)設(shè)備主要來(lái)自國(guó)外，沒有規(guī)范的水泥工業(yè)建設(shè)機(jī)制，又因連年戰(zhàn)亂

8、，許多水泥廠不能持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)。1949年，全國(guó)水泥總產(chǎn)量為66萬(wàn)噸 。 3.自行研制階段 50年代60年代，我國(guó)開始研制濕法回轉(zhuǎn)窯和半干法立波爾窯生產(chǎn)線成套設(shè)備，并進(jìn)行預(yù)熱器窯的試驗(yàn)，使我國(guó)水泥工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備取得較大進(jìn)步。這期間，先后新建、擴(kuò)建了30多個(gè)重點(diǎn)大中型的濕法回轉(zhuǎn)窯和半干法立波爾窯生產(chǎn)企業(yè)，同期，也建設(shè)了一批立窯水泥企業(yè)。 70年代80年代，我國(guó)自行研制的日產(chǎn)700噸、1000噸、1200噸、2000噸熟料的預(yù)分解窯生產(chǎn)線分別在新疆、江蘇邳縣、上海川沙、遼寧本溪和江西水泥廠建成投產(chǎn)；從1978年開始，我國(guó)相繼從國(guó)外引進(jìn)了一批日產(chǎn)2000噸4000噸熟料的預(yù)分解窯生產(chǎn)線成套設(shè)

9、備，先后建成了冀東、寧國(guó)、柳州、云浮等大型水泥企業(yè)，這些大型水泥廠的建成，不僅極大地改善了水泥生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，而且迅速提高了我國(guó)的新型干法水泥生產(chǎn)能力和技術(shù)水平。 最大特色是水泥產(chǎn)品的80%是由立窯水泥企業(yè)生產(chǎn)的。改革開放以來(lái)，我國(guó)水泥生產(chǎn)年產(chǎn)量平均增長(zhǎng)12%以上，1985年水泥總產(chǎn)量躍居世界第一，并保持至今，水泥總產(chǎn)量占世界水泥總產(chǎn)量的30%以上。2000年，我國(guó)水泥總產(chǎn)量達(dá)5.5億噸。我國(guó)已是水泥生產(chǎn)大國(guó)，水泥總產(chǎn)量為世界首位，但人均產(chǎn)量較低，總體技術(shù)水平不高，不是水泥生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。主要表現(xiàn)在：一是立窯水泥企業(yè)仍占較大比例，立窯水泥廠生產(chǎn)成本較高，勞動(dòng)生產(chǎn)率較低，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定，環(huán)境污染比較嚴(yán)重。

10、二是水泥生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步加快，總體技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平有較大差距，在設(shè)備大型化、技術(shù)性能、能耗指標(biāo)、機(jī)電一體化水平以及設(shè)備的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、成套性、可靠性等方面都有明顯的差距。三是水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，大中型水泥企業(yè)數(shù)量少，高標(biāo)號(hào)水泥產(chǎn)量比例低。四是水泥行業(yè)職工隊(duì)伍大，技術(shù)隊(duì)伍力量不足，人才相當(dāng)缺乏。4.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 蓬勃發(fā)展階段 90年代本世紀(jì)初A.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 1）東部和沿海沿江經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)原則上發(fā)展日產(chǎn)4000噸及以上的新型干法窯外分解水泥生產(chǎn)線；2）其他地區(qū)可發(fā)展日產(chǎn)2000噸4000噸的新型干法線；3）除邊遠(yuǎn)地區(qū)、交通不便、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)外，原則上不再擴(kuò)建、新建日產(chǎn)1000噸及以下規(guī)模的生產(chǎn)

11、線。 B.發(fā)展?fàn)顩r1）到2005年底，全國(guó)累計(jì)建成投產(chǎn)的新型干法生產(chǎn)線有600條以上，預(yù)分解窯水泥產(chǎn)量占全國(guó)水泥總產(chǎn)量的比例，由2002年的16.8%增長(zhǎng)到38.8%；年度總產(chǎn)（億噸）新型（億噸）比例%20027.051.1816.8200510.54.0438.82）在未來(lái)的5年里，中國(guó)新型干法水泥工業(yè)的平均增長(zhǎng)率有望保持在8%左右，到2010年預(yù)分解窯水泥產(chǎn)量占全國(guó)水泥總產(chǎn)量的比例達(dá)到50%以上；3）2500t/d熟料左右的生產(chǎn)線，在沿海發(fā)達(dá)地區(qū)的競(jìng)爭(zhēng)能力已經(jīng)大大下降，許多大型集團(tuán)把建設(shè)5000t/d以上級(jí)生產(chǎn)線作為發(fā)展重點(diǎn)（僅海螺集團(tuán)一家就建成投產(chǎn)了四條10000t/d熟料生線）。4）市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、企業(yè)兼并、外資滲入促使新型干法迅猛發(fā)展；（1）國(guó)內(nèi)企業(yè)利用新型干法技術(shù)進(jìn)行企業(yè)間的兼并，涌現(xiàn)了一批大型水泥集團(tuán)公司，如海螺、天山、冀東、山水等；（2）外資的滲入，使先進(jìn)的新型干法在國(guó)內(nèi)高速發(fā)展，起到了示范效應(yīng)，如拉法基、菲律賓康達(dá)集團(tuán)、日本小野田、韓國(guó)大宇等；（3）民間資本的參與，使新型干法在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)快速發(fā)展，并逐步向內(nèi)地進(jìn)軍，特別是