硅酸鹽水泥的生產(chǎn)原料、工藝流程

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2014-05-2315:12:12

瀏覽11摘要：以碳酸鈣為主要成分的原料，是水泥熟料中CaO的主要來(lái)源。如石灰石、白堊、石灰質(zhì)泥灰?guī)r、貝殼等。一噸熟料約需1.4～1.5噸石灰質(zhì)干原料，在生料中約占80%左右。1.硅酸鹽水泥的主要成分

硅酸三鈣（3CaO?SiO2）、硅酸二鈣（2CaO?SiO2）、鋁酸三鈣（3CaO?AI2O3）、鐵鋁酸四鈣（4CaO?AI2O3?Fe2O3）其中：CaO62～67%；SiO220～24%；AI2O34～7%；Fe2O32～6%。

2.硅酸鹽水泥生產(chǎn)的主要原料

(1)石灰質(zhì)原料：

以碳酸鈣為主要成分的原料，是水泥熟料中CaO的主要來(lái)源。如石灰石、白堊、石灰質(zhì)泥灰?guī)r、貝殼等。一噸熟料約需1.4～1.5噸石灰質(zhì)干原料，在生料中約占80%左右。石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求

品位CaO（%）MgO（%）R2O（%）SO3（%）燧石或石英（%）

一級(jí)品＞48＜2.5＜1.0＜1.0＜4.0

二級(jí)品45～48＜3.0＜1.0＜1.0＜4.0

(2)粘土質(zhì)原料：

含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要成分為SiO2，其次為AI2O3，少量Fe2O3，是水泥熟料中SiO2、AI2O3、Fe2O3的主要來(lái)源。粘土質(zhì)原料主要有黃土、粘土、頁(yè)巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。一噸熟料約需0.3～0.4噸粘土質(zhì)原料，在生料中約占11～17%。粘土質(zhì)原料的質(zhì)量要求

品位硅酸率鐵率MgO（%）R2O（%）SO3（%）塑性指數(shù)一級(jí)品2.7～3.51.5～3.5＜3.0＜4.0＜2.0＞12

二級(jí)品2.0～2.7或3.5～4.0不限＜3.0＜4.0＜2.0＞12

一般情況下SiO2含量60～67%，AI2O3含量14～18%。

(3)主要原料中的有害成分

①M(fèi)gO：影響水泥的安定性。水泥熟料中要求MgO＜5%，原料中要求MgO＜3%。

②堿含量（K2O、Na2O）：對(duì)正常生產(chǎn)和熟料質(zhì)量有不利影響。水泥熟料中要求R2O＜1.3%，原料中要求R2O＜4%。

③P2O5：水泥熟料中含少量的P2O5對(duì)水泥的水化和硬化有益。當(dāng)水泥熟料中P2O5含量在0.3%時(shí)，效果最好，但超過(guò)1%時(shí)，熟料強(qiáng)度便顯著下降。P2O5含量應(yīng)限制。

④TiO2：水泥熟料中含有適量的TiO2，對(duì)水泥的硬化過(guò)程有強(qiáng)化作用。當(dāng)TiO2含量達(dá)0.5～1.0%，強(qiáng)化作用最顯著，超過(guò)3%時(shí)，水泥強(qiáng)度就要降低。如果含量繼續(xù)增加，水泥就會(huì)潰裂。因此在石灰石原料中應(yīng)控制TiO2＜2.0%。

3.硅酸鹽水泥生產(chǎn)的輔助原料

(1)校正原料①鐵質(zhì)校正原料：補(bǔ)充生料中Fe2O3的不足，主要為硫鐵礦渣和鉛礦渣等。

②硅質(zhì)校正原料：補(bǔ)充生料中SiO2的不足，主要有硅藻土等。

③鋁質(zhì)校正原料：補(bǔ)充生料中AI2O3的不足，主要有鋁釩土、矸石、鐵釩土等。

校正原料的質(zhì)量要求

硅質(zhì)原料硅率SiO2（%）R2O（%）

＞4.070～90＜4.0

鐵質(zhì)原料Fe2O3＞40%

鋁質(zhì)原料AI2O3＞30%

(2)緩凝劑：以天然石膏和磷石膏為主。摻加量3～5%。

4.工業(yè)廢渣的利用

①赤泥：燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁排出的赤色廢渣，以CaO、SiO2為主。摻加石灰質(zhì)原料可配制成生料。

②電石渣：以CaO為主?？商娲糠质沂a(chǎn)水泥。③煤矸石：以SiO2、AI2O3為主?？商娲惩辽a(chǎn)水泥。

④粉煤灰：以SiO2、AI2O3為主。可替代粘土配制生料，也可作混合材料。

⑤石煤：以SiO2、AI2O3為主?？勺鞑徽惩临|(zhì)原料，也可作燃料。硅酸鹽水泥生產(chǎn)的原料1.硅酸鹽水泥的主要成分硅酸三鈣（3CaO·SiO2）、硅酸二鈣（2CaO·SiO2）、鋁酸三鈣（3CaO·AI2O3）、鐵鋁酸四鈣（4CaO·AI2O3·Fe2O3）其中：CaO62～67%；SiO220～24%；AI2O34～7%；Fe2O32～6%。2.硅酸鹽水泥生產(chǎn)的主要原料石灰質(zhì)原料：以碳酸鈣為主要成分的原料，是水泥熟料中CaO的主要來(lái)源。如石灰石、白堊、石灰質(zhì)泥灰?guī)r、貝殼等。一噸熟料約需1.4～1.5噸石灰質(zhì)干原料，在生料中約占80%左右。石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求品位CaO（%）MgO（%）R2O（%）SO3（%）燧石或石英（%）一級(jí)品＞48＜2.5＜1.0＜1.0＜4.0二級(jí)品45～48＜3.0＜1.0＜1.0＜4.0(2)粘土質(zhì)原料：含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要成分為SiO2，其次為AI2O3，少量Fe2O3，是水泥熟料中SiO2、AI2O3、Fe2O3的主要來(lái)源。粘土質(zhì)原料主要有黃土、粘土、頁(yè)巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。一噸熟料約需0.3～0.4噸粘土質(zhì)原料，在生料中約占11～17%。粘土質(zhì)原料的質(zhì)量要求品位硅酸率鐵率MgO（%）R2O（%）SO3（%）塑性指數(shù)一級(jí)品2.7～3.51.5～3.5＜3.0＜4.0＜2.0＞12二級(jí)品2.0～2.7或3.5～4.0不限＜3.0＜4.0＜2.0＞12一般情況下SiO2含量60～67%，AI2O3含量14～18%。(3)主要原料中的有害成分MgO：影響水泥的安定性。水泥熟料中要求MgO＜5%，原料中要求MgO＜3%。堿含量（K2O、Na2O）：對(duì)正常生產(chǎn)和熟料質(zhì)量有不利影響。水泥熟料中要求R2O＜1.3%，原料中要求R2O＜4%。P2O5：水泥熟料中含少量的P2O5對(duì)水泥的水化和硬化有益。當(dāng)水泥熟料中P2O5含量在0.3%時(shí)，效果最好，但超過(guò)1%時(shí)，熟料強(qiáng)度便顯著下降。P2O5含量應(yīng)限制。TiO2：水泥熟料中含有適量的TiO2，對(duì)水泥的硬化過(guò)程有強(qiáng)化作用。當(dāng)TiO2含量達(dá)0.5～1.0%，強(qiáng)化作用最顯著，超過(guò)3%時(shí)，水泥強(qiáng)度就要降低。如果含量繼續(xù)增加，水泥就會(huì)潰裂。因此在石灰石原料中應(yīng)控制TiO2＜2.0%。3.硅酸鹽水泥生產(chǎn)的輔助原料(1)校正原料鐵質(zhì)校正原料：補(bǔ)充生料中Fe2O3的不足，主要為硫鐵礦渣和鉛礦渣等。硅質(zhì)校正原料：補(bǔ)充生料中SiO2的不足，主要有硅藻土等。鋁質(zhì)校正原料：補(bǔ)充生料中AI2O3的不足，主要有鋁釩土、煤矸石、鐵釩土等。校正原料的質(zhì)量要求硅質(zhì)原料硅率SiO2（%）R2O（%）＞4.070～90＜4.0鐵質(zhì)原料Fe2O3＞40%鋁質(zhì)原料AI2O3＞30%緩凝劑：以天然石膏和磷石膏為主。摻加量3～5%。4.工業(yè)廢渣的利用赤泥：燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁排出的赤色廢渣，以CaO、SiO2為主。摻加石灰質(zhì)原料可配制成生料。電石渣：以CaO為主?？商娲糠质沂a(chǎn)水泥。煤矸石：以SiO2、AI2O3為主。可替代粘土生產(chǎn)水泥。粉煤灰：以SiO2、AI2O3為主。可替代粘土配制生料，也可作混合材料。石煤：以SiO2、AI2O3為主?？勺鞑徽惩临|(zhì)原料，也可作燃料。硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝水泥生產(chǎn)工藝要點(diǎn)：兩磨一煅燒硅酸鹽水泥生產(chǎn)方法分類(lèi)(一)按生料制備方法分生產(chǎn)方法工藝生料含水量?jī)?yōu)缺點(diǎn)濕法各種原料加水進(jìn)磨機(jī)進(jìn)行粉磨和混合，得到粘稠漿狀生料漿，入窯煅燒33～40%生料漿容混勻，熟料質(zhì)量好、穩(wěn)定；原料不需預(yù)干燥，料漿輸送方便，揚(yáng)塵少，環(huán)境較好。熱耗高～50%；回轉(zhuǎn)窯體長(zhǎng)，窯內(nèi)需掛鏈條。干法各種原料預(yù)干燥，進(jìn)磨機(jī)進(jìn)行磨碎和混合，得到干細(xì)粉末狀生料粉，入窯煅燒＜1%可窯外預(yù)熱，熱耗低；回轉(zhuǎn)窯體短。生料不易混勻，需設(shè)復(fù)雜的空氣攪拌系統(tǒng)；揚(yáng)塵大；電耗高。半干法各種原料預(yù)干燥，進(jìn)磨機(jī)進(jìn)行磨碎和混合，得到干細(xì)粉末狀生料粉，加適量的水，制成料球，入窯煅燒12～14%熱耗介于濕法與干法之間，立波爾窯內(nèi)排出的高溫廢氣再次通過(guò)物料，接觸良好，傳熱快，熱效率高，煤耗低，生產(chǎn)能力大。生料需成球，設(shè)備復(fù)雜，運(yùn)轉(zhuǎn)率低。(二)按煅燒熟料窯的結(jié)構(gòu)分立窯普通立窯機(jī)械立窯回轉(zhuǎn)窯濕法回轉(zhuǎn)窯中空式窯帶熱交換裝置的窯干法回轉(zhuǎn)窯中空式窯帶余熱鍋爐的窯帶預(yù)熱器的窯帶分解爐的窯半干法回轉(zhuǎn)窯立波爾窯濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝過(guò)程鐵粉鐵粉石灰石粘土水煤石膏混合材料貯存庫(kù)破碎機(jī)貯存庫(kù)淘泥機(jī)泥漿庫(kù)破碎機(jī)破碎機(jī)(破碎機(jī))烘干機(jī)風(fēng)掃煤磨(同時(shí)烘干粉煤)煤粉倉(cāng)鼓風(fēng)機(jī)貯存庫(kù)貯存庫(kù)澄清水回流生料磨料漿庫(kù)(料漿蒸發(fā)機(jī))濕法回轉(zhuǎn)窯冷卻機(jī)破碎機(jī)熟料庫(kù)水泥磨厚漿池稀漿粗粒水力分級(jí)機(jī)細(xì)漿水泥庫(kù)包裝機(jī)干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝過(guò)程鐵粉鐵粉石灰石粘土煤石膏混合材料貯存庫(kù)破碎機(jī)貯存庫(kù)(破碎機(jī))貯存庫(kù)破碎機(jī)破碎機(jī)(破碎機(jī))烘干機(jī)風(fēng)掃煤磨(同時(shí)烘干粉煤)煤粉倉(cāng)鼓風(fēng)機(jī)貯存庫(kù)貯存庫(kù)生料磨(同時(shí)烘干生料磨)生料庫(kù)窯尾預(yù)熱器干法回轉(zhuǎn)窯冷卻機(jī)破碎機(jī)熟料庫(kù)水泥磨粗粉選粉機(jī)細(xì)粉水泥庫(kù)包裝機(jī)烘干機(jī)(烘干機(jī))(分解爐)半干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝過(guò)程鐵粉鐵粉石灰石粘土煤石膏混合材料貯存庫(kù)破碎機(jī)貯存庫(kù)(破碎機(jī))貯存庫(kù)破碎機(jī)破碎機(jī)(破碎機(jī))烘干機(jī)風(fēng)掃煤磨(同時(shí)烘干粉煤)煤粉倉(cāng)鼓風(fēng)機(jī)貯存庫(kù)貯存庫(kù)生料磨(同時(shí)烘干生料磨)生料庫(kù)成球盤(pán)半干法回轉(zhuǎn)窯(立波爾窯)冷卻機(jī)破碎機(jī)熟料庫(kù)水泥磨粗粉選粉機(jī)細(xì)粉水泥庫(kù)包裝機(jī)烘干機(jī)(烘干機(jī))篦式加熱機(jī)水立窯生產(chǎn)工藝過(guò)程鐵粉鐵粉石灰石粘土無(wú)煙煤石膏混合材料貯存庫(kù)破碎機(jī)貯存庫(kù)(破碎機(jī))貯存庫(kù)破碎機(jī)破碎機(jī)(破碎機(jī))烘干機(jī)貯存庫(kù)配煤盤(pán)鼓風(fēng)機(jī)貯存庫(kù)貯存庫(kù)生料磨(同時(shí)烘干生料磨)生料庫(kù)成球盤(pán)立窯破碎機(jī)熟料庫(kù)水泥磨粗粉選粉機(jī)細(xì)粉水泥庫(kù)包裝機(jī)烘干機(jī)水我國(guó)水泥生產(chǎn)主要工藝與裝備的技術(shù)進(jìn)步摘

要：在我國(guó)，由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平、資源分布、交通運(yùn)輸條件等原因，不僅發(fā)展了許多種形式的水泥生產(chǎn)工藝與裝備，而且每種形式的水泥生產(chǎn)工藝與裝備都發(fā)展了多種規(guī)模的生產(chǎn)線(xiàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的不斷提高、交通運(yùn)輸條件的不斷改善，以及在廣大水泥工作者的不懈努力下，我國(guó)水泥工業(yè)的生產(chǎn)工藝與裝備越來(lái)越先進(jìn)、單條生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)能力越來(lái)越大、自動(dòng)化水平越來(lái)越高、環(huán)保效果越來(lái)越好，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)越來(lái)越理想，正一步一步順應(yīng)著世界水泥工業(yè)新型干法水泥的發(fā)展潮流——大型化、信息化、節(jié)能、環(huán)保、生態(tài)化。

關(guān)鍵詞：水泥生產(chǎn)；工藝與裝備；技術(shù)進(jìn)步

1

前

言

以水泥混凝土材料為主體所構(gòu)成的現(xiàn)代建筑文明，是繼“秦磚漢瓦”之后人類(lèi)建筑材料文明的又一偉大創(chuàng)造。水泥因其數(shù)量大、用途廣、使用方便、性能優(yōu)良，以及具有許多其它材料不可取代的性能、具有同地球環(huán)境親和共融的生態(tài)產(chǎn)品屬性，而與鋼材、木材同為人類(lèi)文明建設(shè)的三大基礎(chǔ)工程材料之一，并且至今仍無(wú)可以取代水泥的更合適的材料。可見(jiàn)，水泥對(duì)人類(lèi)生活文明的重要性不言而喻，沒(méi)有水泥的世界將是不可想象的。

自從英國(guó)人阿斯普丁于1824年取得波特蘭水泥(我國(guó)稱(chēng)硅酸鹽水泥)專(zhuān)利以來(lái)，在世界各地水泥工作者的不懈努力下，硅酸鹽水泥的主要生產(chǎn)工藝與裝備已歷經(jīng)多次重大技術(shù)創(chuàng)新：

第一次是上世紀(jì)初，濕法回轉(zhuǎn)窯的出現(xiàn)并得到全面推廣，提高了水泥的產(chǎn)量和質(zhì)量，奠定了水泥工業(yè)作為現(xiàn)代化工業(yè)的基礎(chǔ)。一直到上世紀(jì)60年代，濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝曾盛行一時(shí)。

第二次是上世紀(jì)50－70年代，懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)的出現(xiàn)，大幅度提高了水泥熟料燒成過(guò)程的熱效率和單機(jī)生產(chǎn)能力，促進(jìn)了水泥工業(yè)向大型化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展。

第三次是上世紀(jì)80年代以后，計(jì)算機(jī)信息化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)在水泥工業(yè)的廣泛應(yīng)用，使得水泥工業(yè)真正進(jìn)入了現(xiàn)代化階段，形成了一套具有現(xiàn)代高科技特征和符合優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、環(huán)保要求，以及大型化、自動(dòng)化的現(xiàn)代水泥生產(chǎn)工藝和裝備。

第四次是上世紀(jì)90年代中期，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家出現(xiàn)了水泥生態(tài)化的高潮，即從可持續(xù)發(fā)展的角度開(kāi)發(fā)工業(yè)廢棄物及城市生活垃圾等再循環(huán)利用技術(shù)，逐步減少天然資源和天然能源的消耗，最大程度地減少環(huán)境污染，最大限度地接收、消納工業(yè)廢棄物及城市生活垃圾等，使水泥工業(yè)達(dá)到與環(huán)境友好、相容、和諧、共存。

我國(guó)作為世界水泥生產(chǎn)和消費(fèi)的重要成員，進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，主要生產(chǎn)工藝與裝備緊跟世界水泥工業(yè)的發(fā)展潮流，即以發(fā)展新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)為基點(diǎn)的同時(shí)，向生產(chǎn)規(guī)模大型化、裝備高效化（包括節(jié)能、降耗、安全運(yùn)轉(zhuǎn)、信息化、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)）、產(chǎn)品高性能化、生產(chǎn)過(guò)程清潔化以及廢棄物綜合利用等方面發(fā)展，不斷推進(jìn)水泥工業(yè)成為資源、環(huán)境與人類(lèi)社會(huì)協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)體系。

2

我國(guó)水泥工業(yè)主要生產(chǎn)工藝與裝備的技術(shù)進(jìn)步

1889年，清政府在唐山創(chuàng)辦士敏土廠（啟新洋灰公司），采用立窯生產(chǎn)工藝與裝備，1892年建成投產(chǎn)。后從丹麥購(gòu)進(jìn)兩臺(tái)干法回轉(zhuǎn)窯，淘汰了原有立窯生產(chǎn)工藝與裝備，于1906年建成年產(chǎn)4萬(wàn)噸的水泥廠，標(biāo)志著中國(guó)水泥工業(yè)的誕生和百年中國(guó)水泥工業(yè)史的開(kāi)端。但是，由于內(nèi)戰(zhàn)不斷和外來(lái)侵略，到1949年新中國(guó)成立時(shí)，我國(guó)水泥生產(chǎn)工藝與裝備仍非常落后，主要以濕法回轉(zhuǎn)窯、老式干法回轉(zhuǎn)窯工藝與裝備為主，水泥年產(chǎn)量?jī)H66萬(wàn)噸。

1949年新中國(guó)成立以后，我國(guó)的水泥工業(yè)和其它工業(yè)一樣得到較快發(fā)展：

50－60年代，采用濕法、半干法回轉(zhuǎn)窯工藝與裝備，先后新建和擴(kuò)建了32個(gè)重點(diǎn)大中型企業(yè)，同時(shí)中小型立窯水泥企業(yè)也發(fā)展起來(lái)，為我國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。到60年代末，水泥產(chǎn)量達(dá)到了1800多萬(wàn)噸。

70－80年代，尤其是改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步高速發(fā)展帶動(dòng)了我國(guó)水泥生產(chǎn)工藝與裝備的快速進(jìn)步。除了繼續(xù)新建和擴(kuò)建濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線(xiàn)外，通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收和技術(shù)創(chuàng)新，以預(yù)分解窯生產(chǎn)工藝為中心的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)在我國(guó)誕生并得以迅速發(fā)展，我國(guó)自行開(kāi)發(fā)出了700－2000t/d熟料的預(yù)分解窯生產(chǎn)線(xiàn)；機(jī)立窯水泥生產(chǎn)工藝與裝備已基本成熟。到80年代末，水泥產(chǎn)量已超過(guò)2億噸。

90年代，我國(guó)水泥工業(yè)生產(chǎn)工藝與裝備技術(shù)進(jìn)步、水泥產(chǎn)量增長(zhǎng)的勢(shì)頭依然強(qiáng)勁。成熟的700－2000t/d熟料國(guó)產(chǎn)化預(yù)分解窯生產(chǎn)線(xiàn)已走出國(guó)門(mén)，出口亞洲、非洲等發(fā)展中國(guó)家；4000t/d熟料預(yù)分解窯國(guó)產(chǎn)化示范生產(chǎn)線(xiàn)也于1998年12月建成投產(chǎn)；1990年開(kāi)始，全國(guó)掀起了推廣“立窯節(jié)能十四項(xiàng)技術(shù)”的高潮，強(qiáng)有力地推動(dòng)了我國(guó)立窯水泥工業(yè)生產(chǎn)工藝與裝備的技術(shù)進(jìn)步，取得了特別顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益，涌現(xiàn)出了一批現(xiàn)代立窯水泥生產(chǎn)企業(yè)。1994年我國(guó)水泥年產(chǎn)量超過(guò)4億噸，1997年突破5億噸。

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，新型干法水泥在我國(guó)得到前所未有的發(fā)展，這要?dú)w功于廣大水泥工作者的不懈努力，使新型干法水泥的生產(chǎn)技術(shù)日益成熟、裝備日趨國(guó)產(chǎn)化，甚至5000t/d

熟料生產(chǎn)線(xiàn)的裝備幾乎可以完全國(guó)產(chǎn)化；生產(chǎn)線(xiàn)達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)速度加快、單位產(chǎn)量投資大幅下降、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)越來(lái)越先進(jìn)，新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)真正被水泥企業(yè)所接受，主要體現(xiàn)在：由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，落后的水泥生產(chǎn)工藝與裝備已陷入真正意義上的被淘汰境地；整個(gè)行業(yè)已從單純數(shù)量增長(zhǎng)型向質(zhì)量增長(zhǎng)型、從技術(shù)裝備落后型向技術(shù)先進(jìn)型、從勞動(dòng)密集型向投資密集型、從管理粗放型向管理集約型、從資源能源浪費(fèi)型向資源能源節(jié)約型轉(zhuǎn)變。

近十年（1995－2004年），我國(guó)水泥年產(chǎn)量每年都超過(guò)了世界水泥總產(chǎn)量的30%，并且近三年(2002－2004年)的年產(chǎn)量超過(guò)了世界水泥總產(chǎn)量的40%。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《中華人民共和國(guó)2004年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，2004年我國(guó)人口為12.9988億人，人均消耗水泥已達(dá)到746kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了世界人均水泥消耗量?？梢?jiàn)，改革開(kāi)放為我國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展提供了很好機(jī)會(huì)，有力地促進(jìn)了我國(guó)水泥生產(chǎn)工藝和裝備的技術(shù)進(jìn)步，同時(shí)水泥工業(yè)為支撐我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

但是，我國(guó)水泥工業(yè)的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品品種、技術(shù)裝備水平與世界先進(jìn)水平相比仍有差距，尤其是在節(jié)能、環(huán)保、資源利用、水泥散裝率、新型干法水泥的比例等方面差距較大。根據(jù)國(guó)家發(fā)展規(guī)劃，在“十一五”期間，我國(guó)新型干法水泥的比例要達(dá)到水泥總產(chǎn)量的60%，到2020年要達(dá)到80%以上，要實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)的真正可持續(xù)發(fā)展還有待時(shí)日，仍然需要科研設(shè)計(jì)單位、水泥生產(chǎn)企業(yè)以及水泥裝備制造企業(yè)在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)的不懈努力。2.1

高能耗、低效率的水泥生產(chǎn)工藝與裝備逐步退出市場(chǎng)

在我國(guó)，由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平、資源分布、交通運(yùn)輸條件等原因，不僅發(fā)展了許多種形式的水泥生產(chǎn)工藝與裝備，而且每種形式的水泥生產(chǎn)工藝與裝備都發(fā)展了多種規(guī)模的生產(chǎn)線(xiàn)。2004年我國(guó)各種生產(chǎn)工藝的水泥產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)下表。各種工藝水泥產(chǎn)量（萬(wàn)t）占總產(chǎn)量比例（%）同比增長(zhǎng)（%）全國(guó)水泥總產(chǎn)量9700010012.4其中：新型干法水泥3148832.567.9

立窯水泥5761259.42.3

其它旋窯水泥

7900

8.1-10.2從表中可以看出，我國(guó)水泥工業(yè)在增加新型干法水泥比例、淘汰立窯等落后工藝與裝備方面取得了顯著成績(jī)，我國(guó)水泥工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整已取得初步成效。

水泥工業(yè)屬高能耗、高資源消耗的工業(yè)。在我國(guó)，能源供應(yīng)緊張將是制約高耗能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，特別是煤炭供應(yīng)環(huán)境短期內(nèi)不會(huì)寬松。水泥市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)雖然表現(xiàn)為價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是成本的競(jìng)爭(zhēng)。濕法窯、干法中空窯、余熱發(fā)電中空窯、立波爾窯、小型預(yù)熱器窯，由于熱耗高，沒(méi)有能力和新型干法窯競(jìng)爭(zhēng)，也沒(méi)有能力和機(jī)立窯抗衡，只有淘汰出局。從表中可以看出：2004年，除新型干法水泥和立窯水泥以外的其它類(lèi)型旋窯水泥產(chǎn)量只占8.1%，并且是－10.2%增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)2005年?yáng)|部地區(qū)濕法窯、干法中空窯，除極少數(shù)窯生產(chǎn)特種水泥外，其余將大部分退出市場(chǎng)，中部地區(qū)也會(huì)退出50%以上。

1884年，德國(guó)人發(fā)明了用于水泥熟料生產(chǎn)的立窯，不久便傳入中國(guó)，先后被澳門(mén)青洲英坭廠和唐山士敏土廠所采用，從此開(kāi)始了這一水泥熟料生產(chǎn)工藝和裝備在中國(guó)長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展過(guò)程：土立窯—→普通立窯—→機(jī)立窯—→現(xiàn)代立窯。

我國(guó)立窯水泥工業(yè)是在國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力不強(qiáng)、交通運(yùn)輸不夠發(fā)達(dá)、資金嚴(yán)重短缺、而水泥供需矛盾又十分突出的情況下，在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的體制中，為滿(mǎn)足地方工農(nóng)業(yè)建設(shè)對(duì)水泥的急需，由地方或企業(yè)以少量的投資辦起來(lái)的，是依靠企業(yè)自身的積累而逐步發(fā)展壯大的?；仡欉^(guò)去，立窯水泥對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，尤其是改革開(kāi)放以來(lái)支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，功不可沒(méi)。觀察現(xiàn)實(shí)，立窯水泥仍是全國(guó)水泥總量的主體，在短期內(nèi)還無(wú)法全部取代它，立窯水泥將在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)與新型干法水泥并存。但是，按照事物的發(fā)展規(guī)律，中國(guó)水泥工業(yè)的立窯像濕法窯、干法中空窯等其它落后生產(chǎn)工藝與裝備一樣，正在按自己的軌跡逐步走向淘汰，被先進(jìn)的新型干法水泥生產(chǎn)工藝與裝備所取代。

2.2

我國(guó)新型干法水泥生產(chǎn)工藝與裝備的技術(shù)進(jìn)步

新型干法水泥技術(shù)是以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)裝備為核心，以先進(jìn)的環(huán)保、熱工、粉磨、均化、儲(chǔ)運(yùn)、在線(xiàn)檢測(cè)、信息化等技術(shù)裝備為基礎(chǔ)；采用新技術(shù)和新材料；節(jié)約資源和能源，充分利用廢料、廢渣，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處的現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)方法。

新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)代表著當(dāng)今世界水泥生產(chǎn)的潮流，其生產(chǎn)能力已達(dá)到世界水泥生產(chǎn)能力的60%。我國(guó)新型干法水泥起步于上世紀(jì)70年代初，整個(gè)70年代，主要是實(shí)驗(yàn)研究、中間試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)。

80年代，隨著合肥院承擔(dān)的邳縣700t/d熟料生產(chǎn)線(xiàn)、中國(guó)建材院承擔(dān)的新疆700t/d熟料生產(chǎn)線(xiàn)相繼技術(shù)攻關(guān)成功，從國(guó)外成套引進(jìn)的冀東、寧國(guó)、珠江4000t/d、柳州3000t/d熟料生產(chǎn)線(xiàn)相繼投產(chǎn)，天津院設(shè)計(jì)的江西水泥廠2000t/d熟料生產(chǎn)線(xiàn)達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)，以及16項(xiàng)單機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的引進(jìn)，使我國(guó)初步掌握了700－2000t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)工藝與裝備。

90年代，除了一批引進(jìn)技術(shù)或主機(jī)設(shè)備建設(shè)的工廠外，我國(guó)自行工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造，建設(shè)了一批700－2000t/d熟料的新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)，標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入了大型化干法水泥生產(chǎn)的發(fā)展軌道。在此期間，天津、合肥、南京院開(kāi)發(fā)出了無(wú)煙煤煅燒水泥熟料的生產(chǎn)工業(yè)與裝備，解決了無(wú)煙煤地區(qū)發(fā)展新型干法水泥的難題。

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)新型干法水泥生產(chǎn)工藝與裝備的發(fā)展步入快車(chē)道，達(dá)到了令人刮目相看的速度：一大批自行設(shè)計(jì)建設(shè)的2000－10000t/d熟料生產(chǎn)線(xiàn)投入運(yùn)行，并很快達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)，建設(shè)投資和生產(chǎn)耗能大大降低，環(huán)保達(dá)標(biāo)，5000t/d

熟料生產(chǎn)線(xiàn)的裝備幾乎可以完全國(guó)產(chǎn)化，這預(yù)示著我國(guó)的新型干法水泥生產(chǎn)工藝與裝備將跨入世界先進(jìn)水平。

截止2004年末，我國(guó)水泥工業(yè)已投產(chǎn)的新型干法窯生產(chǎn)線(xiàn)已達(dá)499條，熟料年生產(chǎn)能力已達(dá)到32873.95萬(wàn)噸，≥5000t/d熟料的生產(chǎn)線(xiàn)年產(chǎn)能占新型干法熟料總量的28.59%，≥2000t/d熟料的生產(chǎn)線(xiàn)年產(chǎn)能占新型干法熟料總量的75.35%，已占主導(dǎo)地位。

另外，2004年底前已開(kāi)工建設(shè)的新型干法窯生產(chǎn)線(xiàn)還有144條，這些生產(chǎn)線(xiàn)全部建成后將年新增水泥熟料生產(chǎn)能力1.4億噸。

2.2.1

原料預(yù)均化工藝與裝備的技術(shù)進(jìn)步

為了保證大型新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)的均衡穩(wěn)定生產(chǎn)以及擴(kuò)大原料資源的利用范圍，自80年代以來(lái)，原料預(yù)均化技術(shù)已在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用，其工藝與裝備日益發(fā)展和完善：預(yù)均化效果不斷提高；堆、取料各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制；減小了原料的短期和長(zhǎng)期波動(dòng)；堆場(chǎng)占地面積逐漸減?。还?jié)約了大量天然資源和能源等。

開(kāi)發(fā)出的圓型、長(zhǎng)型原料預(yù)均化堆場(chǎng)，可根據(jù)建設(shè)條件靈活運(yùn)用，并可滿(mǎn)足2000－10000t/d熟料生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)要求。

2.2.2

生料制備系統(tǒng)工藝與裝備的技術(shù)進(jìn)步

近15年來(lái)，尤其是新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，生料制備系統(tǒng)的工藝與裝備技術(shù)進(jìn)步取得明顯成效:

1.國(guó)產(chǎn)立式磨的研究與應(yīng)用取得長(zhǎng)足進(jìn)展，結(jié)構(gòu)和性能日趨完善，其技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平,已在生料制備系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，實(shí)現(xiàn)了水泥生料制備系統(tǒng)的高產(chǎn)、低耗。

生料制備已由過(guò)去球磨機(jī)為主逐步發(fā)展為高效率的立式磨為主，生料制備電耗明顯降低。

2．生料粉磨裝備的大型化，滿(mǎn)足了新型干法水泥單條生產(chǎn)線(xiàn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的需求。目前，球磨機(jī)和國(guó)產(chǎn)立式磨的單機(jī)產(chǎn)量可與2500－5000t/d熟料生產(chǎn)線(xiàn)配套。

3．我國(guó)自行研制的各種高效選粉機(jī)，廣泛應(yīng)用于水泥生料制備閉路系統(tǒng)中，為提高生料磨產(chǎn)量、降低電耗、提升水泥生料制備系統(tǒng)技術(shù)水平起到了積極作用。

2.2.3

生料均化系統(tǒng)工藝與裝備的技術(shù)進(jìn)步

新型干法水泥生產(chǎn)過(guò)程中,生料的均化是必不可少的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，也是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。

隨著我國(guó)水泥工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，生料均化技術(shù)由間歇式空氣攪拌庫(kù)逐步發(fā)展到投資省、操作簡(jiǎn)單、電耗低的連續(xù)式均化庫(kù)。80年代開(kāi)始，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了幾種不同形式的連續(xù)式均化庫(kù)，如德國(guó)的彼得斯均化室連續(xù)式均化庫(kù)、混合室連續(xù)式均化庫(kù)、德國(guó)的POLYSIUS多點(diǎn)流連續(xù)式均化庫(kù)（MF庫(kù)）、丹麥F.L.S的控制流連續(xù)式均化庫(kù)(CF庫(kù))和德國(guó)漢堡公司的中心室連續(xù)式均化庫(kù)(IBAU庫(kù))等。

90年代以來(lái)，為了同大型新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)配套，天津院、南京院等設(shè)計(jì)單位開(kāi)發(fā)出了各具特色的連續(xù)式均化庫(kù)，使我國(guó)水泥生料均化系統(tǒng)的工藝與裝備得以健康、快速地發(fā)展，不僅為生料均化系統(tǒng)提供了高均化效果、低電耗和高卸空率的工藝與裝備，同時(shí)也促進(jìn)了我國(guó)新型干法水泥的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展。

2.2.4

熟料燒成系統(tǒng)工藝與裝備的技術(shù)進(jìn)步

窯外預(yù)分解技術(shù)是新型干法水泥技術(shù)的核心，也是當(dāng)代新型干法水泥熟料煅燒技術(shù)發(fā)展的主流技術(shù)。預(yù)分解窯是在懸浮預(yù)熱器窯基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是懸浮預(yù)熱器窯發(fā)展的更高階段，是繼懸浮預(yù)熱器窯發(fā)明后的又一次重大技術(shù)創(chuàng)新。

近20年來(lái)，我國(guó)水泥工業(yè)熟料燒成系統(tǒng)的工藝與裝備取得了重大技術(shù)進(jìn)步：

1.成功研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型高效、低阻、低NOX的預(yù)分解系統(tǒng)，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，全面提升了我國(guó)新型干法水泥熟料燒成系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化、大型化技術(shù)水平。

至2004年底，我國(guó)已投產(chǎn)的≥5000t/d級(jí)新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)已達(dá)55條，其中4條為10000t/d級(jí)新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)。

2.在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國(guó)已自行開(kāi)發(fā)出了第三代控制流篦式冷卻機(jī)。采用空氣梁供風(fēng)、高阻力篦床、入料均勻分配、厚料層、脈沖分風(fēng)及合理的配風(fēng)等新技術(shù)，已廣泛地用在日產(chǎn)700－5000t/d熟料生產(chǎn)線(xiàn)上。解決了厚層篦冷機(jī)冷風(fēng)不易均勻透過(guò)料層的技術(shù)難點(diǎn)，冷風(fēng)和高溫熟料進(jìn)行激烈的換熱，一方面有利于熟料快速冷卻；另一方面提高了二次、三次風(fēng)溫度，篦冷機(jī)的熱效率已提高至72%以上，且運(yùn)轉(zhuǎn)率大幅度提高。

3.我國(guó)燃燒器的發(fā)展趨勢(shì)是緊跟當(dāng)今世界工業(yè)發(fā)展的兩大主題——節(jié)能和環(huán)保，主要體現(xiàn)在：一次風(fēng)量小，可燒劣質(zhì)燃料，耐磨損、耐變形，低NOx排放。國(guó)內(nèi)已開(kāi)發(fā)應(yīng)用了三風(fēng)道、四風(fēng)道的多通道煤粉燃燒器，以及燃燒兩種以上燃料的五風(fēng)道的多通道燃燒器。

4.我國(guó)生產(chǎn)水泥熟料以燃煤為主，新型干法水泥熟料生產(chǎn)使用無(wú)煙煤、低揮發(fā)份煤的生產(chǎn)工藝和裝備已在國(guó)內(nèi)十多條700－2000t/d熟料生產(chǎn)線(xiàn)上成功應(yīng)用，生產(chǎn)用煤的揮發(fā)分低于5%，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5.不帶補(bǔ)燃爐的純低溫余熱發(fā)電技術(shù)已取得突破，并已在多家水泥廠應(yīng)用。水泥窯純低溫余熱發(fā)電，完全利用水泥熟料生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣余熱作為熱源，整個(gè)熱力系統(tǒng)不燃燒任何一次能源，可有效的減少水泥生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗，具有顯著的節(jié)能效果。同時(shí)，廢氣通過(guò)余熱鍋爐降低了排放的溫度，還可有效地減輕水泥生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的熱污染，具有顯著的環(huán)保效果。

2.2.5

水泥粉磨系統(tǒng)工藝與裝備的技術(shù)進(jìn)步

近15年來(lái)，我國(guó)水泥粉磨系統(tǒng)的工藝與裝備技術(shù)進(jìn)步明顯加快，大幅度提高了水泥的產(chǎn)品質(zhì)量、降低了水泥粉磨電耗和水泥生產(chǎn)成本:

1.

1990年，第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)輥壓機(jī)在江陰水泥廠投入使用以來(lái)，擠壓粉磨系統(tǒng)工藝與裝備的不斷完善、不斷大型化，已經(jīng)形成以輥壓機(jī)為中心、各種新型設(shè)備組合成為優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的多種粉磨新工藝，如預(yù)粉磨系統(tǒng)、混合粉磨系統(tǒng)、聯(lián)合粉磨系統(tǒng)、半終粉磨系統(tǒng)等。其技術(shù)水平達(dá)到了九十年代末期的國(guó)際先進(jìn)水平。

擠壓粉磨系統(tǒng)已成為水泥粉磨的首選方案，在全國(guó)普遍推廣應(yīng)用。最大規(guī)格已能滿(mǎn)足與5000t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)配套。

2.鋼球磨機(jī)大型化及其匹配設(shè)備的優(yōu)化改進(jìn)和提高，不僅提高了單機(jī)生產(chǎn)能力，滿(mǎn)足了水泥生產(chǎn)線(xiàn)單線(xiàn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的需求，而且有效提高了粉磨效率。

3.在球磨機(jī)開(kāi)流粉磨水泥的系統(tǒng)中，采用微型研磨體的高細(xì)高產(chǎn)磨得到廣泛推廣。這項(xiàng)技術(shù)國(guó)內(nèi)最早是由合肥院完成研制開(kāi)發(fā)的，并取得了五個(gè)國(guó)家的專(zhuān)利，榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。高細(xì)高產(chǎn)磨技術(shù)在磨機(jī)倉(cāng)位設(shè)計(jì)、磨內(nèi)篩分、研磨體配比等方面已形成了自己的特色，開(kāi)辟了廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。在水泥、超細(xì)礦渣、超細(xì)粉煤灰等生產(chǎn)中，這種開(kāi)流粉磨系統(tǒng)已經(jīng)可以達(dá)到或接近閉路系統(tǒng)的效果，而投資和運(yùn)行成本則可以大幅度降低。

4.采用新型耐磨材料，改善磨機(jī)部件材質(zhì)，不斷提高磨機(jī)綜合效率和使用壽命。

2.2.6

環(huán)境保護(hù)工藝與裝備的技術(shù)進(jìn)步

水泥工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染主要為粉塵污染和排放氣體（CO2、SO2、NOx等）引起的大氣污染，它關(guān)系到人類(lèi)的生存環(huán)境。水泥工業(yè)要成為可持續(xù)發(fā)展的行業(yè)，必須將環(huán)境保護(hù)放在重要位置。為此，我國(guó)制訂了《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的新標(biāo)