07-水泥生產(chǎn)的質(zhì)量控制課件

第七章水泥生產(chǎn)的質(zhì)量限制1原燃料生料熟料水泥生產(chǎn)工藝是連續(xù)性很強的過程，無論哪一道工序保證不了質(zhì)量都將影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

質(zhì)量限制產(chǎn)品達(dá)到所需性能的滿足程度，保證生產(chǎn)出符合設(shè)計和規(guī)范質(zhì)量要求的產(chǎn)品為達(dá)到質(zhì)量要求而實行的作業(yè)技術(shù)和活動2檢驗質(zhì)量管理階段統(tǒng)計質(zhì)量管理階段全面質(zhì)量管理階段質(zhì)量管理事后預(yù)防全方面3§7-1樣品的實行與平均試樣的制備總體：具體對象的全體。樣本：從總體中隨機抽取出來的一部分個體。樣品：被抽出的樣本中的每一個產(chǎn)品。在硅酸鹽生產(chǎn)中，原、燃、材料或粉狀物料在每個采樣點實行的物料，可視為一個“樣品”。樣本大小（樣本容量）：樣本中所含的樣品數(shù)目。樣本是由一個或若干個樣品組成的。抽樣：從總體中隨機抽取樣品組成樣本的過程。4樣本的代表性：指樣本與整批產(chǎn)品或某工序產(chǎn)品質(zhì)量一樣性程度的凹凸。樣本代表性的保證措施數(shù)量方法（隨機性）方案（取樣點的分布和數(shù)量）人（操作技能）制備平均試樣（嚴(yán)格依據(jù)制樣程序）5一、在生產(chǎn)過程中取樣（一）生產(chǎn)原料、燃料的取樣（二）出磨生料、出磨水泥樣品的實行（三）水泥成品樣品的實行二、平均試樣的制備與保管（一）平均試樣的制備(二)、試樣的保管6一、在生產(chǎn)過程中取樣（一）生產(chǎn)原料、燃料的取樣（1）、在料堆上進行采樣：深化0.3~0.5m，挖取50g左右的樣品。將各點取的樣品混合而成樣本。1－2m0.5m（2）、在輸送設(shè)備上取樣接受橫向截取法，即每隔確定時間，在垂直于物料流淌的方向上截取確定量的物料作為樣品。輸送設(shè)備上整個橫截面的全部物料都取下來，作為樣品；喂料設(shè)備在取樣時間內(nèi)所給出的物料全部接取作為樣品。7實行確定時間間隔的樣品（如每天、每班、每時等）。（1）、人工取樣（2）、自動連續(xù)取樣（二）出磨生料、出磨水泥樣品的實行8（三）水泥成品樣品的實行（1）、自動取樣器取樣：（2）、取樣管取樣：隨機選擇20個以上不同的部位（3）、槽形管狀取樣器取樣：實行水泥混合樣時，取樣數(shù)量應(yīng)符合各相應(yīng)水泥標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。實行水泥分割樣時的取樣數(shù)量，對袋裝水泥，每1/10編號從一袋中取至少6㎏。對散裝水泥，每1/10編號在5min內(nèi)取至少6㎏。9二、平均試樣的制備與保管（一）平均試樣的制備：即對樣本物料的加工過程。一般要經(jīng)過烘干、裂開、過篩、混勻、縮分五道工序。(依據(jù)試樣的種類和用途而定)1.混勻（1）、移堆法：用鐵鏟將樣本物料堆成錐形(物料從錐中心給下)5次（2）、環(huán)錐法：堆成的圓錐體，用木板或金屬板從錐頂?shù)闹行牟迦?，以錐體軸為中心將板轉(zhuǎn)動。重新堆成圓錐體。2~3次（3）、機械法：分樣器混勻102.樣本物料的縮分質(zhì)量大，縮分以制備平均試樣。（1）錐形四分法：堆成圓錐體。壓平，通過圓心將其分成四等份。去掉隨意的相對兩等份，剩下的兩等份再混勻堆成圓錐體。反復(fù)至要求的試樣數(shù)量為止。

（2）正方形法（挖取法）：鋪成正方形的勻整薄層，用小鏟子劃成若干個小正方形將每一間隔的小正方形中的物料全部取出，剩余的部分按上述方法反復(fù)進行，直到所需的試樣數(shù)量。（3）分樣器縮分法：113.樣品最低牢靠質(zhì)量的確定縮分試樣的最低牢靠質(zhì)量，大體上與其最大顆粒直徑成正比，可按下式計算：Q=Kd2式中：Q——樣本物料的最低牢靠質(zhì)量（kg）；K——依據(jù)礦石特性而確定的閱歷系數(shù)，見下表；d——樣本物料的最大顆粒直徑（mm）。K的閱歷值較勻整的0.1~0.3不勻整的0.4~0.6很不勻整的0.7~1.0124.制備試樣時應(yīng)留意的事項（1）在裂開、磨細(xì)試樣前，對每一件設(shè)備用品都需用刷子刷凈，不應(yīng)有其他試樣粉末殘留。最好再用少量待磨細(xì)的試樣“清洗”2～3次后再運用。（2）應(yīng)盡量防止試樣小塊和粉末飛撒。（3）磨細(xì)過篩后的篩余一律不許棄去，須接著進行粉碎，直至全部試樣都通過篩子為止。（4）要避開試樣在制備過程中被玷污，因此要避開機械、器皿污染，試樣和試樣之間的交叉污染。（5）制備好的合格試樣應(yīng)剛好封存保管，要貼上試樣標(biāo)簽，以便識別。標(biāo)簽應(yīng)注明試樣名稱，檢驗項目，取樣日期，制備人等項目。試樣交試驗者時應(yīng)有簽收手續(xù)。13(二)、試樣的保管保管試樣的目的：當(dāng)試驗有誤差時須要進行再試驗、在抽查或發(fā)生糾紛進行仲裁時，均要用原來試樣，因此，試樣要妥當(dāng)保管。保管要求：標(biāo)簽要精確無誤；水泥、熟料等易受潮的試樣應(yīng)用封口鐵桶和帶蓋磨口瓶保存。保存期：出廠水泥保存三個月；其他試樣各廠可依據(jù)狀況自定，一般應(yīng)保存一周左右。14§7-2原燃材料的質(zhì)量限制與管理一、原料的質(zhì)量限制二、燃料的質(zhì)量限制三、礦化劑、晶種的質(zhì)量限制四、混合材料的質(zhì)量限制五、石膏的質(zhì)量限制15一、原料的質(zhì)量限制：原料名稱CaO(%)MgO(%)燧石或石英(%)堿(%)SO3(%)石灰石≥48≤3.0≤4.0≤0.6~1.0≤1（一）、質(zhì)量要求：16原料名稱npMgO(%)堿(%)SO3(%)入磨水分塑性指數(shù)Cl-（%）粘土一級品2.7~3.51.5~3.5≤3.0≤4.0≤2＜2﹥12＜0.015二級品2.0~2.73.5~4.0不限原料名稱Fe2O3入磨水分鐵質(zhì)校正原料≥40%＜5%指標(biāo)SMSiO2MgO（R2OSO3Cl-（%）Fe2O3Al2O3硅質(zhì)校正原料＞4.070%~90%＜3.0%＜4.0%＜1.0%＜0.015%鐵質(zhì)校正原料＜3.0%＜2.0%＜2.0%＜0.015%＞40%鋁質(zhì)校正原料＜3.0%＜2.0%＜1.0%＜0.015%＞30%（三）、儲存期原料名稱石灰石粘土鐵質(zhì)校正原料儲存期有礦山≥5d無礦山≥10d≥10d≥20d（二）、質(zhì)量管理進廠原料要分批分堆存放，每批都要取樣化驗，先化驗后運用，盡可能均化19進廠石灰石質(zhì)量限制原始記錄進廠時間班次進廠車數(shù)取樣地點CaCO3≤25mm檢驗人

2021生料均化的意義

◆生料均化在生料制備過程中的重要地位

生料均化技術(shù)礦山開采原料預(yù)均化生料粉磨生料均化生料均化鏈?zhǔn)亲罱K環(huán)節(jié),完成均化任務(wù)的40%左右22生料制備及生料均化工藝流程1---石灰石礦2、其次種原料3、裂開4、預(yù)均化堆場5、配料6、磨機7、生料均化庫8、試樣9、熒光分析儀10、去水泥窯系統(tǒng)132678954生料均化技術(shù)23生料均化基本原理

主要是采用空氣攪拌及重力作用下產(chǎn)生的“漏斗效應(yīng)”（或稱鼠穴效應(yīng)），使生料粉向下落降時切割盡量多層料面予以混合。同時，在不同流化空氣的作用下，使沿庫內(nèi)平行料面發(fā)生大小不同的流化膨脹作用，有的區(qū)域卸料，有的區(qū)域流化，從而使庫內(nèi)料面產(chǎn)生徑向傾斜，進行徑向混合均化。即有三種均化作用：空氣攪拌、重力均化、徑向混合生料均化技術(shù)24不同類型均化庫，都是利用三種均化作用原理進行匹配設(shè)計的不同類型的均化庫均化效果凹凸、電力消耗大小等，關(guān)鍵在于三種均化作用匹配和利用技術(shù)水平的凹凸。不同的匹配方式，就要求均化庫有不同的結(jié)構(gòu)、設(shè)備、限制裝置和軟件。說明25均化時間與均化效率之間的關(guān)系曲線26生料均化的主要設(shè)施

生料均化庫的發(fā)展◆20世紀(jì)50年頭前,主要靠機械倒庫,動力消耗大,均化效果不好.因生料漿易于攪勻，當(dāng)時主動發(fā)展?jié)穹ㄉa(chǎn)?！?0年頭初期，間歇式空氣攪拌庫起先快速發(fā)展；◆60年頭，雙層庫（上層攪拌庫，下層儲存庫）出現(xiàn)；◆70年頭德國繆勒、伊堡、克拉得斯·彼特斯等公司探討開發(fā)了多種連續(xù)式均化庫，隨后伊堡、伯力休斯、史密斯公司又研發(fā)了多料流式均化庫。發(fā)展趨勢：多料流式均化庫生料均化技術(shù)27生料粉氣力攪拌的基本部件

生料均化技術(shù)位置充氣裝置結(jié)構(gòu)設(shè)在攪拌庫底28生料均化技術(shù)作用多孔板材質(zhì)充氣時空氣通過多孔板進入生料粉中，但停止充氣時，生料粉不能通過多孔板下落。陶瓷多孔板水泥多孔板鋼性透氣層柔性透氣層29生料均化庫的主要設(shè)施

◆均化原理

壓縮空氣通入充氣箱經(jīng)透氣層進入料層，使庫內(nèi)粉料體積膨脹，呈流態(tài)化，再按確定規(guī)律變更各區(qū)進氣壓力或進氣量，則流態(tài)化粉料在庫內(nèi)也按同樣規(guī)律產(chǎn)生上下翻滾的對流運動。經(jīng)1~2小時的混合均化，可以使全庫粉料得到充分摻合的機會，最終達(dá)到成分勻整的目的。間歇式均化庫生料均化技術(shù)

一般設(shè)兩個以上攪拌庫和一個大容積的儲存庫，進料——攪拌——卸料間歇完成。30生料均化庫的主要設(shè)施

◆工藝特點連續(xù)式均化庫生料均化技術(shù)

加料----攪拌---卸料同時完成；

可以只設(shè)一個庫，也可由幾個庫串聯(lián)或并聯(lián)；

可用壓縮空氣，也可用羅茨鼓風(fēng)機供氣。31◆優(yōu)點連續(xù)式均化庫生料均化技術(shù)

工藝流程簡潔，占地少，布置緊湊；

操作限制便利，崗位工人少，并易于實現(xiàn)自動限制；

基建投資省，比間歇式空氣攪拌庫可節(jié)約投資20%左右；

耗電較少，操作修理費用低。32側(cè)重于庫內(nèi)的重力混合作用,基本不用或減小氣力均化作用,以簡化設(shè)備和節(jié)約電力.庫內(nèi)有多處平行的料流,漏斗料柱以不同流量卸料,在產(chǎn)生縱向重力混合作用的同時,還進行了徑向的混合.有的在庫底增加了一個小型攪拌倉,使經(jīng)過庫內(nèi)重力切割料層均化后的物料,進入小倉再經(jīng)攪拌后卸料。多料流式均化庫原理類型IBAU中心室?guī)觳π菟筂F庫史密斯CF限制流式庫中國TJ-TP型庫中國NC型庫等33IBAU庫34CF庫35二、燃料的質(zhì)量限制質(zhì)量要求：回轉(zhuǎn)窯(煙煤)，立窯(無煙煤)。煤中揮發(fā)分＞10%的為煙煤，＜10%的為無煙煤。窯型灰分（%）揮發(fā)分（%）硫（%）低位發(fā)熱量（kJ/kg)濕法窯≤2818~30≥21740立波爾窯≤2518~30≥23000機立窯≤35≤15≥18800預(yù)分解窯≤2822~32≤3≥2174036窯型煤種Ad(%)Vd(%)Qnet,d(KJ/Kg)回轉(zhuǎn)窯煙煤＜2818~30＞20934回轉(zhuǎn)窯入窯煤粉質(zhì)量波動范圍：

A：±2.0%合格率＞70%V：±2.0%水分：≤1.0%

細(xì)度：0.08mm方孔篩篩余

8%~15%37（二）、質(zhì)量管理：1、定點供應(yīng)2、分批分堆存放3、按批做煤的工業(yè)分析；煤灰化學(xué)全分析。4、搭配運用，留意均化5、合理存放，防止自燃。（三）、儲存期：＞10d38

進廠原煤質(zhì)量原始記錄進廠時間取樣時間班次產(chǎn)地進廠車數(shù)取樣地點水分灰分值班人

39進廠煤質(zhì)量日臺帳進廠日期水分灰分（Aad）揮發(fā)分（Vad）灰分（Ad）揮發(fā)分（Vd）車數(shù)

40三、礦化劑、晶種的質(zhì)量限制礦化劑：質(zhì)量要求：若接受螢石-石膏復(fù)合礦化劑，螢石中CaF2≥50%，石膏中SO3≥30%。質(zhì)量管理：每進廠一批取樣一次并檢驗，分批堆放，分別運用。晶種：要用優(yōu)質(zhì)熟料，C3S≥50%。41四、混合材料的質(zhì)量限制摻加品種和摻加量礦渣的質(zhì)量限制：質(zhì)量系數(shù)MnOTiO2氟化物（以F計）容積密度≥1.2≤4%≤10%≤2%越小越好礦渣烘干時：氣體溫度：≤800~850℃礦渣溫度：600~650℃（防溫度過高而結(jié)晶）42

管理：

按品種分批、分堆存放每批取樣做品質(zhì)試驗

儲存期：?；郀t礦渣：

自水淬成粒算起≯3個月43〈一〉、質(zhì)量限制要求：1.附著水分：≤4%2.塊度尺寸：≤400mm或由供需雙方商定3.分級：〈二〉、質(zhì)量管理：按批取樣化驗（附著水、結(jié)晶水、三氧化硫含量）〈三〉、儲存期：＞20d五、石膏的質(zhì)量限制：44進廠石膏的質(zhì)量日臺帳進廠日期進廠量H2OSO3品位產(chǎn)地∑x接受工業(yè)副產(chǎn)石膏時，調(diào)凝，強度影響，對水泥性能無害，并報請行業(yè)主管部門批準(zhǔn)后方可運用原燃材料的儲存期物料名稱石灰石粘土鐵質(zhì)校正原料煤礦化劑石膏混合材料儲存期有礦山≥5d無礦山≥10d≥10d≥20d≥10d≥20d≥20d≥10d§7-3生料的質(zhì)量限制一、生料制備過程中的質(zhì)量要求二、出磨生料的質(zhì)量限制三、入窯生料的質(zhì)量限制物理指標(biāo)：細(xì)度，形態(tài)，水分化學(xué)指標(biāo)：化學(xué)成分，三率值合格，勻整程度（鈣鐵分析儀）（多元素分析儀）區(qū)分47一、生料制備過程中的質(zhì)量要求1、入磨物料的配比：2、入磨物料的粒度：與磨機類型、規(guī)格有關(guān)，一般25~30mm左右3、入磨物料的水分：與磨機類型有關(guān)一般：干法球磨機≤1.0%~2.0%烘干兼粉磨系統(tǒng)≤6.0%48實驗項目控制指標(biāo)合格率取樣次數(shù)細(xì)度0.080.2mm≤8%～12%≤1.0%～1.5%87.5%每1h1次TCaCO3C+M±0.5%±0.3%＞60%每1h1次FeO3±0.2%＞60%每2h1次立窯生產(chǎn)接受全黑生料或半黑生料時，還需進行煤摻加量的質(zhì)量限制TCaCO3：碳酸鈣滴定值

化學(xué)成分:人工分析/儀器分析二、出磨生料的質(zhì)量限制限制KH限制熱工制度適度49

出磨生料—儲存均化—入窯

二、入窯生料的質(zhì)量限制：多庫搭配、機械倒庫、空氣攪拌每1h取一次樣測TCaCO3：±0.5%合格率＞80%50§7-4熟料的質(zhì)量限制熟料質(zhì)量限制項目有熟料化學(xué)成分(包括KH、IM、SM）燒失量游離氧化鈣氧化鎂安定性物理性能

連續(xù)取樣，且取樣有代表性，每天測定一次強度體積密度外觀形態(tài)51熟料的化學(xué)成分率值控制范圍合格率標(biāo)準(zhǔn)偏差SAFCKH±0.02(PC)±0.03≥70%≥80%(PC)≤0.030SM±0.1≥85%IM±0.1≥85%影響熟料煅燒的難易程度及質(zhì)量一、熟料的化學(xué)成分二、游離氧化鈣（f-CaO）

造成水泥安定性不良

L(%)f-CaOM指標(biāo)(%)合格率指標(biāo)(%)＜1.0＜1.5(pc)＜3≥85%＜5.053配料不當(dāng)，KH過高；煤與生料配比不勻整、不精確，煤質(zhì)波動大或煤粒過粗；入窯生料TCaCO3合格率太低或生料過粗，窯內(nèi)煅燒不完全；熱工制度不穩(wěn)，卸料太快或偏火漏生；熟料冷卻慢，產(chǎn)生二次f-CaO。熟料出窯時噴灑少量水；加入少量的高活性混合材料制備水泥；調(diào)整水泥的粉磨細(xì)度；適當(dāng)延長熟料的堆放時間；和質(zhì)量好的熟料搭配運用。解決措施緣由54三、熟料的燒失量

燒失量高，說明窯內(nèi)物料反應(yīng)不完全，還有部分CaCO3沒有分解或煤粒未燃燒，或部分CaCO3雖已分解，但來不及接著完成熟料的化學(xué)反應(yīng)?！?.5%四、熟料中氧化鎂

高會影響水泥安定性國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥熟料中MgO須＜5.0%，若在5.0%~6.0%時，要進行壓蒸安定性檢驗。如壓蒸安定性合格，則熟料中MgO含量可放寬到6.0%。55五、熟料的物理性能體積密度（立升重、積累密度）：(g/L)旋窯優(yōu)質(zhì)熟料：1300~1550波動范圍：±75g/L，最好±50g/L外觀形態(tài)：旋窯優(yōu)質(zhì)熟料：綠黑色結(jié)粒均齊的圓球狀物料。0.5~5mm立窯優(yōu)質(zhì)熟料：黑色致密塊狀黑灰色葡萄串狀強度：小磨磨至300±10m2/kg或0.08mm篩篩余不小于3%后再測定測定作用是驗證配料方案；檢查窯內(nèi)煅燒操作狀況；作為水泥制成質(zhì)量限制的依據(jù)。二、熟料的管理（一）儲存方式：圓庫或堆棚儲存期：不少于5d，測出3d強度后方可運用（二）均化方式：搭配入磨分層堆放，豎直切取熟料57熟料的堆放、入庫和運用應(yīng)做好原始記錄，便于水泥質(zhì)量的限制。熟料崗位原始記錄時間立升重（g/L）f-CaO（%）原煤水分（%）煤粉檢驗人水分（%）細(xì)度（%）備注58§7-5水泥制成質(zhì)量限制一、限制項目與指標(biāo)1.入磨物料協(xié)作比2.出磨水泥細(xì)度3.出磨水泥中SO3含量限制指標(biāo)：＜10%波動范圍：目標(biāo)值±1%，合格率：≥85%或目標(biāo)值±15㎡/㎏，合格率≥85%石膏的最佳摻量：試驗確定石膏的最大摻量：以水泥中SO3含量不超過GB為限SO3波動范圍：目標(biāo)值±0.3%；合格率：≥70%4.混合材料摻入量摻混合材料的作用：增產(chǎn)，降成本；改善和調(diào)整水泥的某些性能；利于環(huán)保。但會降低強度尤其是早強。摻入量應(yīng)依據(jù)生產(chǎn)水泥品種、強度等級、熟料質(zhì)量、混合材料品種及質(zhì)量綜合確定。限制指標(biāo)：目標(biāo)值±2.0%，合格率≥80%；檢驗頻次：分磨4h檢驗一次。5.氧化鎂檢驗?zāi)康模毫私馑嘀蠱gO含量是否符合國標(biāo)，以保證出廠水泥的質(zhì)量。如不符合國標(biāo)，可接受搭配均化的方式進行處理，確保出廠水泥合格。檢驗次數(shù)：取平均樣，一天檢驗一次。606.水泥燒失量檢驗水泥燒失量主要限制混合材和立窯熟料的煅燒狀況。為了保證水泥中混合材料摻量符合國標(biāo)及保證熟料的質(zhì)量，要限制水泥的燒失量。7.出磨水泥的物理性能包括：安定性、凝合時間、強度等級等。都要符合國家標(biāo)準(zhǔn)，才能保證出廠水泥質(zhì)量。如某些性能不符合國標(biāo)，應(yīng)實行均化處理。檢驗：取平均樣，一天檢驗一次。61二、出磨水泥的管理嚴(yán)格限制出磨水泥的各項質(zhì)量指標(biāo)嚴(yán)格出磨水泥入庫制度出磨水泥要有確定的庫存量出磨水泥不得在磨尾干脆包裝、散裝或水泥出磨后上入下出的庫底干脆包裝62§7-6出廠水泥質(zhì)量管理一、出廠水泥質(zhì)量限制要求出廠水泥合格率100%富余強度合格率100%28d抗壓強度目標(biāo)值≥（GB規(guī)定值+富余強度+3S）袋裝水泥20包總重不少于1000kg，單包凈質(zhì)量不小于49kg,合格率100%勻整性試驗的28d抗壓強度變異系數(shù)目標(biāo)值不大于3.0%二、水泥出廠的依據(jù)1、熟料質(zhì)量2、出磨水泥質(zhì)量3、出磨水泥與出廠水泥的強度關(guān)系4、出廠水泥的檢驗結(jié)果強度增長率，成分，率值變更對強度的影響，小磨和大磨班次和庫號/質(zhì)量不同強度增長率檢驗按編號和噸位取樣（表7.2）64三、出廠水泥的均化質(zhì)量波動大均化多庫搭配機械倒庫空氣攪拌65四、袋裝水泥的質(zhì)量限制1、包裝質(zhì)量：袋裝水泥20包總重不少于1000kg，單包凈質(zhì)量不小于49kg2、袋裝質(zhì)量合格率（如何計算合格率）以20袋為一抽檢單位,每班每臺包裝機至少抽查20袋。（單袋小于49kg不合格，若20袋小于1000kg，合格率0）3、包裝袋的標(biāo)記：66水泥袋上應(yīng)清晰標(biāo)明：工廠名稱、注冊商標(biāo)、水泥品種的名稱、代號、強度等級、包裝日期、試驗編號、生產(chǎn)許可證號和“立窯”或“旋窯”兩字。包裝袋輛兩側(cè)應(yīng)印有水泥名稱和強度等級；字體顏色：硅酸鹽水泥、一般水泥：紅色礦渣水泥：綠色火山