水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件

水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)1內(nèi)容1、基本概念2、通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)3、水泥熟料生產(chǎn)方法及工藝主要原料及開采、運(yùn)輸、預(yù)均化生料的制備和均化熟料的燒成水泥制成包裝內(nèi)容2第一章水泥基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)基本概念一、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，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。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；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。第一章水泥基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)基本概念3三、水泥的品種和分類（1）、按水泥用途分為：通用水泥、專用水泥、特性水泥三大類。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。專用水泥:是指有專門用途的水泥，如油井水泥、道路硅酸鹽水泥等。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、低熱礦渣硅酸鹽水泥等。三、水泥的品種和分類4第二章通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)(GB175-2007)

1、定義通用硅酸鹽水泥：以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏、及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。品種：本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的通用硅酸鹽水泥按混合材料的品種和摻量分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥。。第二章通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)(GB175-2007)

152組分與材料

2.1組分

通用硅酸鹽水泥的組分應(yīng)符合表1的規(guī)定。2組分與材料

2.1組分

通用硅酸鹽水泥的組分應(yīng)符合6水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件72.2制造水泥的材料

2.21、硅酸鹽水泥熟料：由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按適當(dāng)比例磨成細(xì)粉燒至部分熔融所得以硅酸鈣為主要礦物成分的水硬性膠凝物質(zhì)（簡(jiǎn)稱熟料），其中硅酸鹽礦物不小66%，氧化鈣和氧化硅質(zhì)量比不小于2.0。2.2.2、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)。

2.2.3、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。2.2制造水泥的材料82.2.4、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。

2.2.5、窯灰：從水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中收集下的粉塵。

2.2.6、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0.5%，助磨劑須符合JC/T667的規(guī)定。2.2.4、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93強(qiáng)度等級(jí)

硅酸鹽水泥分：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R普通硅酸鹽水泥分：42.5、42.5R、52.5、52.5R礦渣、火山灰、粉煤灰、復(fù)合硅酸鹽水泥分：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R3強(qiáng)度等級(jí)硅酸鹽水泥分：104技術(shù)要求

4.1化學(xué)指標(biāo)

化學(xué)指標(biāo)應(yīng)符合表2規(guī)定。

4技術(shù)要求

4.1化學(xué)指標(biāo)

化學(xué)指標(biāo)應(yīng)符合表2規(guī)定。

114.1堿含量（選擇性指標(biāo)）

水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計(jì)算值表示。若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時(shí)，水泥中的堿含量應(yīng)不大于0.60%或由買賣雙方協(xié)商確定。4.1堿含量（選擇性指標(biāo)）

水泥中堿含量按Na2O+0124.2物理指標(biāo)

4.2.1凝結(jié)時(shí)間

硅酸鹽水泥初凝不小于45min，終凝不大于390min；

普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥初凝不小于45min，終凝不大于600min。4.2.2安定性

沸煮法合格。4.2.3強(qiáng)度

不同品種不同強(qiáng)度等級(jí)的通用硅酸鹽水泥，其不同各齡期的強(qiáng)度應(yīng)符合表3的規(guī)定。

4.2物理指標(biāo)

13水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件144.3細(xì)度（選擇性指標(biāo)）

硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥以比表面積表示，不小于300m2/kg；礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥以篩余表示，80μm方孔篩篩余不大于10%或45μm方孔篩篩余不大于30%。4.3細(xì)度（選擇性指標(biāo)）

硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥以155、編號(hào)與取樣水泥出廠前按同品種、同強(qiáng)度等級(jí)編號(hào)和取樣。袋裝水泥和散裝水泥應(yīng)分別進(jìn)行編號(hào)和取樣。每一編號(hào)為一取樣單位。水泥出廠編號(hào)按年生產(chǎn)能力規(guī)定：200萬(wàn)噸以上，不超過(guò)4000噸為一編號(hào)；120萬(wàn)噸-200萬(wàn)噸，不超過(guò)2400噸為一編號(hào)；60萬(wàn)噸-120萬(wàn)噸，不超過(guò)1000噸為一編號(hào)；30萬(wàn)噸-60萬(wàn)噸，不超過(guò)600噸為一編號(hào)；10萬(wàn)噸-30萬(wàn)噸，不超過(guò)400噸為一編號(hào)；10萬(wàn)噸以下，不超過(guò)200噸為一編號(hào)；5、編號(hào)與取樣166、包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸與貯存6.1包裝：水泥可以散裝或袋裝，袋裝水泥每袋含量為50Kg，且應(yīng)不少于標(biāo)志質(zhì)量的99%，隨機(jī)抽取20袋總質(zhì)量（含包裝袋）應(yīng)不少于1000Kg。6.2標(biāo)志：水泥包裝袋上應(yīng)清楚標(biāo)明：生產(chǎn)者名稱、生產(chǎn)許可證標(biāo)志及編號(hào)、水泥各稱、代號(hào)、強(qiáng)度等級(jí)、出廠編號(hào)、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、包裝日期、凈含量。散裝發(fā)運(yùn)時(shí)應(yīng)提交與袋裝標(biāo)志相同內(nèi)容的卡片。6.3運(yùn)輸與貯存：水泥在運(yùn)輸與貯存時(shí)不得受潮和混入雜物，不同品種和強(qiáng)度等級(jí)的水泥在貯運(yùn)中避免混雜。6、包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸與貯存17水泥合格的判定規(guī)則合格品：檢驗(yàn)結(jié)果中不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子、凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度符合本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求為合格品。不合格品：檢驗(yàn)結(jié)果中不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子、凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度其中任何一項(xiàng)不符合本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求為不合格品。水泥合格的判定規(guī)則合格品：檢驗(yàn)結(jié)果中不溶物、燒失量、三氧化硫18第三章硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法及工藝“兩磨一燒”生料制備熟料煅燒水泥粉磨第三章硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法及工藝“兩磨一燒”生料19文字表達(dá)水泥工藝流程圖石灰石鐵礦尾礦粘土、粉煤灰原煤磷石膏堆場(chǎng)回轉(zhuǎn)窯均化庫(kù)原煤倉(cāng)堆場(chǎng)堆場(chǎng)水泥配料站生料磨預(yù)均化堆場(chǎng)均化堆場(chǎng)原料配料站煤磨混合材C5堆場(chǎng)堆場(chǎng)堆場(chǎng)水泥庫(kù)出廠包裝、散裝水泥磨文字表達(dá)水泥工藝流程圖石灰石鐵礦尾礦粘土、粉煤灰原煤磷石20第一節(jié)硅酸鹽水泥熟料的主要原料與生料制備水泥的質(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，水泥原料的開采和合理使用，是水泥生產(chǎn)首先需要解決的問(wèn)題。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，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。第一節(jié)硅酸鹽水泥熟料的主要原料與生料制備水泥的質(zhì)量21原料的種類生產(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）。一、石灰質(zhì)原料凡是以碳酸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。我國(guó)水泥生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍的是石灰?guī)r。二、粘土質(zhì)原料我國(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。原料的種類生產(chǎn)硅酸鹽水泥用的原料，主要是石類質(zhì)原料（主要提供22三、校正材料當(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，常用校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。

三、校正材料23校正原料的質(zhì)量要求校正原料的質(zhì)量要求24第二節(jié)原料的開采和運(yùn)輸

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。非金屬礦床的開采按開采對(duì)象和開采方法，可分為露天開采和地下開采。露天開采又可分為機(jī)械開采和水力開采。目前使用最多的是機(jī)械開采。機(jī)械開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)的開采方法。礦石運(yùn)輸：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300-500ｍ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。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)劃開采，不同質(zhì)量的礦石要分別開采和存放，搭配使用。穩(wěn)定進(jìn)廠原料成分，達(dá)到配料要求。第二節(jié)原料的開采和運(yùn)輸25第三節(jié)原料的預(yù)均化經(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。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。第三節(jié)原料的預(yù)均化經(jīng)破碎的原料的化學(xué)成分是很不均齊的。為26水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件27石灰石矩形預(yù)均化堆場(chǎng)煤預(yù)均化堆場(chǎng)石灰石矩形預(yù)均化堆場(chǎng)煤預(yù)均化堆場(chǎng)28第四節(jié)生料的制備、調(diào)整和均化一、生料制備石灰石質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料及少量校正原料經(jīng)破碎后，按一定比例配合、磨細(xì)并調(diào)配為成分合適、質(zhì)量均勻的生料。第四節(jié)生料的制備、調(diào)整和均化一、生料制備29（一）對(duì)生料的要求（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)是氧化鈣滴定值，出磨生料氧化鈣滴定值波動(dòng)范圍，干法窯不大于±0.3%；（2）細(xì)度：一般生料以0.08mm方孔篩篩余量應(yīng)控制在8-12%，0.2mm方孔篩篩余不大于1.5%為宜。（3）生料的水分：干法一般控制在1.2%以內(nèi)。（一）對(duì)生料的要求30（二）生料制備的過(guò)程。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。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求，在我國(guó)一般為20-25mm。（二）生料制備的過(guò)程。31水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件323、粉磨

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，而使粗料返回磨內(nèi)再磨時(shí)稱為閉路系統(tǒng)。

3、粉磨33水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件34水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件35三、生料均化

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。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)。三、生料均化36水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件37第五節(jié)硅酸鹽水泥熟料的煅燒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)方法和各種煅燒窯各有不同，但熟料煅燒過(guò)程大體相同。下面以新型干法回轉(zhuǎn)窯為例，來(lái)說(shuō)明熟料的煅燒過(guò)程：熟料煅燒物料可分為：水分蒸發(fā)→生料預(yù)熱→生料分解→熟料煅燒→熟料冷卻五個(gè)功能單元。相應(yīng)分為干燥帶、預(yù)熱帶、分解帶和放熱帶，燒成帶和冷卻帶。

第五節(jié)硅酸鹽水泥熟料的煅燒38一、干燥帶（物料溫度150℃）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。

二、預(yù)熱帶（物料溫度150-750℃）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，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。一、干燥帶（物料溫度150℃）39三、分解帶（物料溫度750-1000℃）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。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。四、放熱反應(yīng)帶（過(guò)渡帶）（物料溫度1000-1300℃）在分解帶分解出的大量CaO、Si02、Al203等氧化物在該帶進(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。三、分解帶（物料溫度750-1000℃）40五、燒成帶（物料溫度1300－1450℃-1300℃）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：CaO＋C2S→C3S，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。六、冷卻帶（物料溫度1300—1000℃）在燒成帶形成的C3S、C2S、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（新型干法窯冷卻帶很短），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)進(jìn)一步冷卻。

五、燒成帶（物料溫度1300－1450℃-1300℃）41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42回轉(zhuǎn)窯實(shí)況圖回轉(zhuǎn)窯實(shí)況圖432、回轉(zhuǎn)窯示意圖2、回轉(zhuǎn)窯示意圖44第六節(jié)水泥制成工藝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泥，再進(jìn)行包裝或散裝出廠。工藝過(guò)程如下：熟料↘→（冷卻）↗包裝機(jī)→成品庫(kù)→出廠石膏→水泥磨機(jī)→水泥庫(kù)均化混合材↗↘散裝車→出廠第六節(jié)水泥制成工藝45水泥磨實(shí)況圖水泥磨實(shí)況圖46一、水泥的包裝水泥是一種粉狀物，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。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?；剞D(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。一、水泥的貯存水泥包裝結(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。一、水泥的包裝47水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件48水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件49水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)50內(nèi)容1、基本概念2、通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)3、水泥熟料生產(chǎn)方法及工藝主要原料及開采、運(yùn)輸、預(yù)均化生料的制備和均化熟料的燒成水泥制成包裝內(nèi)容51第一章水泥基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)基本概念一、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，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。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；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。第一章水泥基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)基本概念52三、水泥的品種和分類（1）、按水泥用途分為：通用水泥、專用水泥、特性水泥三大類。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。專用水泥:是指有專門用途的水泥，如油井水泥、道路硅酸鹽水泥等。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、低熱礦渣硅酸鹽水泥等。三、水泥的品種和分類53第二章通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)(GB175-2007)

1、定義通用硅酸鹽水泥：以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏、及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。品種：本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的通用硅酸鹽水泥按混合材料的品種和摻量分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥。。第二章通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)(GB175-2007)

1542組分與材料

2.1組分

通用硅酸鹽水泥的組分應(yīng)符合表1的規(guī)定。2組分與材料

2.1組分

通用硅酸鹽水泥的組分應(yīng)符合55水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件562.2制造水泥的材料

2.21、硅酸鹽水泥熟料：由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按適當(dāng)比例磨成細(xì)粉燒至部分熔融所得以硅酸鈣為主要礦物成分的水硬性膠凝物質(zhì)（簡(jiǎn)稱熟料），其中硅酸鹽礦物不小66%，氧化鈣和氧化硅質(zhì)量比不小于2.0。2.2.2、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)。

2.2.3、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。2.2制造水泥的材料572.2.4、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。

2.2.5、窯灰：從水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中收集下的粉塵。

2.2.6、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0.5%，助磨劑須符合JC/T667的規(guī)定。2.2.4、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583強(qiáng)度等級(jí)

硅酸鹽水泥分：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R普通硅酸鹽水泥分：42.5、42.5R、52.5、52.5R礦渣、火山灰、粉煤灰、復(fù)合硅酸鹽水泥分：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R3強(qiáng)度等級(jí)硅酸鹽水泥分：594技術(shù)要求

4.1化學(xué)指標(biāo)

化學(xué)指標(biāo)應(yīng)符合表2規(guī)定。

4技術(shù)要求

4.1化學(xué)指標(biāo)

化學(xué)指標(biāo)應(yīng)符合表2規(guī)定。

604.1堿含量（選擇性指標(biāo)）

水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計(jì)算值表示。若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時(shí)，水泥中的堿含量應(yīng)不大于0.60%或由買賣雙方協(xié)商確定。4.1堿含量（選擇性指標(biāo)）

水泥中堿含量按Na2O+0614.2物理指標(biāo)

4.2.1凝結(jié)時(shí)間

硅酸鹽水泥初凝不小于45min，終凝不大于390min；

普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥初凝不小于45min，終凝不大于600min。4.2.2安定性

沸煮法合格。4.2.3強(qiáng)度

不同品種不同強(qiáng)度等級(jí)的通用硅酸鹽水泥，其不同各齡期的強(qiáng)度應(yīng)符合表3的規(guī)定。

4.2物理指標(biāo)

62水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件634.3細(xì)度（選擇性指標(biāo)）

硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥以比表面積表示，不小于300m2/kg；礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥以篩余表示，80μm方孔篩篩余不大于10%或45μm方孔篩篩余不大于30%。4.3細(xì)度（選擇性指標(biāo)）

硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥以645、編號(hào)與取樣水泥出廠前按同品種、同強(qiáng)度等級(jí)編號(hào)和取樣。袋裝水泥和散裝水泥應(yīng)分別進(jìn)行編號(hào)和取樣。每一編號(hào)為一取樣單位。水泥出廠編號(hào)按年生產(chǎn)能力規(guī)定：200萬(wàn)噸以上，不超過(guò)4000噸為一編號(hào)；120萬(wàn)噸-200萬(wàn)噸，不超過(guò)2400噸為一編號(hào)；60萬(wàn)噸-120萬(wàn)噸，不超過(guò)1000噸為一編號(hào)；30萬(wàn)噸-60萬(wàn)噸，不超過(guò)600噸為一編號(hào)；10萬(wàn)噸-30萬(wàn)噸，不超過(guò)400噸為一編號(hào)；10萬(wàn)噸以下，不超過(guò)200噸為一編號(hào)；5、編號(hào)與取樣656、包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸與貯存6.1包裝：水泥可以散裝或袋裝，袋裝水泥每袋含量為50Kg，且應(yīng)不少于標(biāo)志質(zhì)量的99%，隨機(jī)抽取20袋總質(zhì)量（含包裝袋）應(yīng)不少于1000Kg。6.2標(biāo)志：水泥包裝袋上應(yīng)清楚標(biāo)明：生產(chǎn)者名稱、生產(chǎn)許可證標(biāo)志及編號(hào)、水泥各稱、代號(hào)、強(qiáng)度等級(jí)、出廠編號(hào)、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、包裝日期、凈含量。散裝發(fā)運(yùn)時(shí)應(yīng)提交與袋裝標(biāo)志相同內(nèi)容的卡片。6.3運(yùn)輸與貯存：水泥在運(yùn)輸與貯存時(shí)不得受潮和混入雜物，不同品種和強(qiáng)度等級(jí)的水泥在貯運(yùn)中避免混雜。6、包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸與貯存66水泥合格的判定規(guī)則合格品：檢驗(yàn)結(jié)果中不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子、凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度符合本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求為合格品。不合格品：檢驗(yàn)結(jié)果中不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子、凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度其中任何一項(xiàng)不符合本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求為不合格品。水泥合格的判定規(guī)則合格品：檢驗(yàn)結(jié)果中不溶物、燒失量、三氧化硫67第三章硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法及工藝“兩磨一燒”生料制備熟料煅燒水泥粉磨第三章硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法及工藝“兩磨一燒”生料68文字表達(dá)水泥工藝流程圖石灰石鐵礦尾礦粘土、粉煤灰原煤磷石膏堆場(chǎng)回轉(zhuǎn)窯均化庫(kù)原煤倉(cāng)堆場(chǎng)堆場(chǎng)水泥配料站生料磨預(yù)均化堆場(chǎng)均化堆場(chǎng)原料配料站煤磨混合材C5堆場(chǎng)堆場(chǎng)堆場(chǎng)水泥庫(kù)出廠包裝、散裝水泥磨文字表達(dá)水泥工藝流程圖石灰石鐵礦尾礦粘土、粉煤灰原煤磷石69第一節(jié)硅酸鹽水泥熟料的主要原料與生料制備水泥的質(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，水泥原料的開采和合理使用，是水泥生產(chǎn)首先需要解決的問(wèn)題。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，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。第一節(jié)硅酸鹽水泥熟料的主要原料與生料制備水泥的質(zhì)量70原料的種類生產(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）。一、石灰質(zhì)原料凡是以碳酸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。我國(guó)水泥生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍的是石灰?guī)r。二、粘土質(zhì)原料我國(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。原料的種類生產(chǎn)硅酸鹽水泥用的原料，主要是石類質(zhì)原料（主要提供71三、校正材料當(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，常用校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。

三、校正材料72校正原料的質(zhì)量要求校正原料的質(zhì)量要求73第二節(jié)原料的開采和運(yùn)輸

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。非金屬礦床的開采按開采對(duì)象和開采方法，可分為露天開采和地下開采。露天開采又可分為機(jī)械開采和水力開采。目前使用最多的是機(jī)械開采。機(jī)械開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)的開采方法。礦石運(yùn)輸：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300-500ｍ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。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)劃開采，不同質(zhì)量的礦石要分別開采和存放，搭配使用。穩(wěn)定進(jìn)廠原料成分，達(dá)到配料要求。第二節(jié)原料的開采和運(yùn)輸74第三節(jié)原料的預(yù)均化經(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。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。第三節(jié)原料的預(yù)均化經(jīng)破碎的原料的化學(xué)成分是很不均齊的。為75水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件76石灰石矩形預(yù)均化堆場(chǎng)煤預(yù)均化堆場(chǎng)石灰石矩形預(yù)均化堆場(chǎng)煤預(yù)均化堆場(chǎng)77第四節(jié)生料的制備、調(diào)整和均化一、生料制備石灰石質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料及少量校正原料經(jīng)破碎后，按一定比例配合、磨細(xì)并調(diào)配為成分合適、質(zhì)量均勻的生料。第四節(jié)生料的制備、調(diào)整和均化一、生料制備78（一）對(duì)生料的要求（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)是氧化鈣滴定值，出磨生料氧化鈣滴定值波動(dòng)范圍，干法窯不大于±0.3%；（2）細(xì)度：一般生料以0.08mm方孔篩篩余量應(yīng)控制在8-12%，0.2mm方孔篩篩余不大于1.5%為宜。（3）生料的水分：干法一般控制在1.2%以內(nèi)。（一）對(duì)生料的要求79（二）生料制備的過(guò)程。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。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求，在我國(guó)一般為20-25mm。（二）生料制備的過(guò)程。80水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件813、粉磨

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，而使粗料返回磨內(nèi)再磨時(shí)稱為閉路系統(tǒng)。

3、粉磨82水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件83水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件84三、生料均化

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。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)。三、生料均化85水泥工藝基礎(chǔ)知識(shí)課件86第五節(jié)硅酸鹽水泥熟料的煅燒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)方法和各種煅燒窯各有不同，但熟料煅燒過(guò)程大體相同。下面以新型干法回轉(zhuǎn)窯為例，來(lái)說(shuō)明熟料的煅燒過(guò)程：熟料煅燒物料可分為：水分蒸發(fā)→生料預(yù)熱→生料分解→熟料煅燒→熟料冷卻五個(gè)功能單元。相應(yīng)分為干燥帶、預(yù)熱帶、分解帶和放熱帶，燒成帶和冷卻帶。

第五節(jié)硅酸鹽水泥熟料的煅燒87一、干燥帶（物料溫度150℃）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。

二、預(yù)熱帶（物料溫度150-750℃）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400-55