(工藝流程)水泥基本知識(shí)、工藝流程與質(zhì)量控制

1、水泥基本知識(shí)、工藝流程與質(zhì)量控制水泥基本知識(shí)一、水泥工藝的基本知識(shí)。1、水泥的定義：凡是磨成粉末狀，加入適量水后，可稱為塑性漿 體，既能在空氣中硬化，又能在水中據(jù)需硬化，并能將砂、石等材料膠 結(jié)在一起的水硬性膠凝材料，通稱為水泥。2、水泥按用途及性能分為三類。（1）通用水泥， 一般土木建筑工程通常采用的水泥。即硅酸鹽 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。（2）專用水泥，專門用途的水泥。如：A級(jí)油井水泥，道路硅酸鹽 水泥。（3）特性水泥，某種性能比較突出的水泥。如：快硬硅酸鹽水泥、 低熱礦渣硅酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥。3、常用的水泥品種

2、（1）硅酸鹽水泥:以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料，添加適 量石膏磨細(xì)而成。（2）普通硅酸鹽水泥:由硅酸鹽水泥熟料， 添加適量石膏及混合材料磨 細(xì)而成。（3）礦渣硅酸鹽水泥:由硅酸鹽水泥熟料， 混入適量粒化高爐礦渣及石 膏磨細(xì)而成。4）火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥:由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質(zhì)材料及石膏按 比例混合磨細(xì)而成。（5）粉煤灰硅酸鹽水泥:由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰， 加適量石膏混合 后磨細(xì)而成。4、水泥命名的一般原則： 水泥的命名按不同類別分別以水泥的主要水硬性礦物、混合材料、 用途和主要特性進(jìn)行，并力求簡(jiǎn)明準(zhǔn)確，名稱過長(zhǎng)時(shí)，允許有簡(jiǎn)稱。通用水泥以水泥的主要水硬性礦物名稱冠以混合材料名稱或其他

3、適當(dāng)名稱命名。專用水泥以其專門用途命名，并可冠以不同型號(hào)。 特性水泥以水泥的主要水硬性礦物名稱冠以水泥的主要特性命名， 并可冠以不同型號(hào)或混合材料名稱。以火山灰性或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水 泥是以主要組分的名稱冠以活性材料的名稱進(jìn)行命名， 也可再冠以特性 名稱，如石膏礦渣水泥、石灰火山灰水泥等。5、主要水泥產(chǎn)品的定義（1） 水泥：加水拌和成塑性漿體，能膠結(jié)砂、石等材料既能在 空氣中硬化又能在水中硬化的粉末狀水硬性膠凝材料。（2） 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PI和PII,即國外通稱的波特蘭

4、水泥。（3） 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。（4）礦渣硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、粒化高爐礦渣和適量 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。（5）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。（6）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。（7）復(fù)合硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上

5、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、新型干法水泥的生產(chǎn)過程及基本操作 水泥工藝過程通常簡(jiǎn)要地概括為“兩磨一燒”，即首先將原料粉磨 城生料，經(jīng)過煅燒后形成熟料，再將熟料粉磨成水泥。硅酸鹽水泥的生產(chǎn)過程分三個(gè)階段： 石灰質(zhì)原料、 粘土質(zhì)原料與少 量校正原料破碎后，按一定的比例配合，磨細(xì)并調(diào)配為成分合適、質(zhì)量 均勻的生料， 稱為生料制備； 生料在水泥窯內(nèi)煅燒至部分熔融所得到的 以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料，稱為熟料煅燒； 熟料加適量石膏、混合材或外加劑共同磨細(xì)為水泥，并包裝或散裝出廠，稱為水泥粉 末及出廠。水泥生產(chǎn)流程控制

6、圖水泥質(zhì)量檢測(cè)基本知識(shí)許多水泥各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)。例如：水泥的S03細(xì)度、三天強(qiáng)度、二十八天強(qiáng)度、比表面積、鈣、抗折、抗壓，及原材料的驗(yàn)收方法及指 標(biāo)檢驗(yàn)等等。但首先要了解水泥的特性。一、水泥的組分材料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）。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)。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。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。5、窯灰：從水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中收集下的粉塵。6、助磨

7、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。其加入量不超過水泥質(zhì)量的1%。二、水泥原材料的化驗(yàn)指標(biāo)1普通熟料fCaOc 1.5 %燒失量w1.5%Cw濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的硅酸鹽水泥商品熟料強(qiáng)度。Cp：采用干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的硅酸鹽水泥商品熟料強(qiáng)度。2、 粉 煤 灰 ：（1） 燒 失 量c8%（2） 含 水 量c1.0%（3）SO3含量w3.0%（4）f-CaOw1.0%3、硬石膏的進(jìn)廠檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：水份：w4.0% SO3:40.0%4、 石灰石：（1）CaCO86.00%（2）AI2O3w2.5%（3）水份W2%（4）粒度：滿足生產(chǎn)要求5、二水石膏：SO335%水分W4.0%結(jié)晶水10.0

8、%6、.火山巖：（1）燒失量W8%（2）含水量W4.0%（3）f-CaO380m2/kg, P.O42.5360m2/kg三、水泥樣品檢測(cè)法表格1JC/T8531999硅酸鹽水泥熟料GB/T17671-1999水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）GB1345- 91水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法GB57685建材用石灰石化學(xué)分析方法GB/T176-1996水泥化學(xué)分析方法GB/T5483石膏和硬石膏GB15991用于水泥和混凝土中的粉煤灰四、硅酸鹽水泥品質(zhì)（技術(shù)）指標(biāo)1、化學(xué)指標(biāo)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，常在水泥硬化以后才

9、開始水化，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。 因此，國家標(biāo)準(zhǔn)（GB175-1999規(guī)定，水泥中氧化鎂的含量不得 超過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%。三氧化硫含量：水泥中的S03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S03的含量必須加 以限制?，F(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥中

10、S03的含量不得超過3.5%。燒失量：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%。2、物理指標(biāo)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)間不得遲于10小時(shí)。安定性：安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。水泥體積安定性不良的原因在于：水泥熟料中游離Cao Mg拆量過多 或摻入的石膏含量過多。熟料中的游離CaO MgC經(jīng)過高溫煅燒后均呈 “過燒”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，引起不均勻的體積變化，使水泥石開裂。石膏含量過多時(shí)，在水泥 硬化

11、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，引起水泥石開裂。五、水泥生產(chǎn)中的質(zhì)量控制及標(biāo)準(zhǔn)水泥生產(chǎn)質(zhì)量管理主要有二個(gè)方面：一方面是控制主機(jī)設(shè)備一窯、磨 在指標(biāo)控制范圍內(nèi)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；另一方面是管理好各種庫，原料、煤、 生料、熟料、水泥各庫內(nèi)物料的數(shù)量與質(zhì)量，掌握進(jìn)庫與出庫，保證生 產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。確定質(zhì)量控制點(diǎn)和控制指標(biāo)是一項(xiàng)非常重要的工作， 一 定要從本廠工藝流程和設(shè)備的具體情況出發(fā)，制定合理的、可行的方案， 才能更好地指導(dǎo)生產(chǎn)。五、化驗(yàn)結(jié)果誤差范圍實(shí)驗(yàn)誤差范圍表表2同類別石同一試驗(yàn)室不大于（集團(tuán)內(nèi)）不同試驗(yàn)室不大于誤差類別水泥密度士0.02g/cm3士0.0

12、2g/cm3絕對(duì)誤差比表面積士3.0%士5.0%相對(duì)誤差水泥細(xì)度士0.5%篩余w5.0%為士1.0%篩余5.0%為士1.5%絕對(duì)誤差標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量士3.0%士5.0%相對(duì)誤差凝結(jié)時(shí)間初凝時(shí)間：士15分鐘終凝時(shí)間：士30分鐘初凝時(shí)間：士20分 鐘終凝時(shí)間：士45分鐘絕對(duì)誤差抗折強(qiáng)度3天強(qiáng)度：士6.0%28天強(qiáng)度：士4.0%士9.0%相對(duì)誤差抗壓強(qiáng)度3天強(qiáng)度：士5.0%28天強(qiáng)度：士3.0%士7.0%相對(duì)誤差碳酸鈣士0.25%絕對(duì)誤差游離氧化鈣士0.1%絕對(duì)誤差氧化鐵士0.15%士0.20%絕對(duì)誤差二氧化硅士0.15%士0.35%絕對(duì)誤差三氧化二鋁士0.20%士0.30%絕對(duì)誤差氧化鈣士0.25%

13、士0.40%絕對(duì)誤差氧化鎂士0.15%士0.30%絕對(duì)誤差三氧化硫士0.15%士0.20%絕對(duì)誤差燒失量士0.15%士0.30%絕對(duì)誤差氯離子測(cè)定結(jié)果的允許誤差表3氯離子含量范圍同一實(shí)驗(yàn)室的允許差不同實(shí)驗(yàn)室的允許差(%(%(%0.100.0020.0030.100.30.0100.0150.301.00.0200.030水泥中各種混合材料含量測(cè)定含量測(cè)定結(jié)果的允許差表4混合材種類組分含量范圍（%）同一試驗(yàn)室的允許差（）不同試驗(yàn)室的允許差（）礦渣組分201.02.0火山灰質(zhì)混合材201.01.5石灰石組分100.81.0根據(jù)水泥的膠砂強(qiáng)度劃分的級(jí)別稱為強(qiáng)度等級(jí)。硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級(jí)劃分為42.5

14、,42.5R，52.5,52.5R,62.5,62.5R共六個(gè)等級(jí)。 表的規(guī)定。注：R型為早強(qiáng)型，主要是3d強(qiáng)度較高強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度，MPa抗折強(qiáng)度，MPa3天28天3天28天42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0水泥工藝基本流程工藝流程圖石灰石粘土 銅礦渣 砂頁巖無煙煤石膏3余熱發(fā)電系統(tǒng)一礦山破碎預(yù)均化堆場(chǎng) A-(-破碎機(jī)破碎機(jī)喂料機(jī)砂頁巖聯(lián)合預(yù)均化堆場(chǎng)原料配料站煤倉石膏倉.SP 余熱鍋爐余氣_ 、烘干機(jī)*尺（

15、熱源）粉磨機(jī)*A選粉機(jī)14輥式磨系統(tǒng)水蒸汽水1217水動(dòng)能10、 11、*1增濕塔1降溫生料均化庫（空壓機(jī)）1:1余熱鍋爐余氣（235C）SP余熱鍋爐水蒸汽空氣輸送斜槽SP 余熱鍋爐余氣（熱源）16窯尾廢氣審（340U）生料喂料口五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器TSD型分解爐旋風(fēng)除塵器電能卩 發(fā)電機(jī)0汽輪機(jī) 一冷凝水回用窯頭廢氣120 C ）物流：氣流：干法回轉(zhuǎn)窯AQCfl 窯頭廢氣 峙一|戶（360 C）J A充氣梁式篦冷機(jī)余熱鍋爐水蒸汽旋風(fēng)除塵器19 20水熟料庫石灰石混合材* 26粗粉:選粉機(jī)29、3022、23水泥粉磨調(diào)配站聯(lián)合粉磨系統(tǒng)產(chǎn)塵點(diǎn)及除塵器編號(hào)：數(shù)字31、32、33細(xì)粉噪聲點(diǎn)：固體廢物：旋風(fēng)除

16、塵器：|說明：設(shè)有除塵器的位置均產(chǎn)生固廢，圖中標(biāo)注省略工藝流程1、破碎及預(yù)均化36水泥成品庫37、38、3944、 4534、35、3618動(dòng)態(tài)選粉機(jī)T粗粉細(xì)粉60 %煤粉40 %煤粉煤粉倉粉煤灰混合材庫 一礦渣40、41、42、4324石膏_AL_水泥汽車散裝 汽車散裝出廠回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)46、47. 袋裝水泥成品庫破碎機(jī)b-汽車外運(yùn)（1）破碎水泥生產(chǎn)過程中，大部分原料要進(jìn)行破碎，如石灰石、 黏土、鐵礦石及煤等。 石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料， 開采后的粒 度較大， 硬度較高，因此石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開采后的 粒度較大， 硬度較高， 因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比 較重

17、要的地位。破碎過程要比粉磨過程經(jīng)濟(jì)而方便， 合理選用破碎設(shè)備和和粉磨設(shè) 備非常重要。在物料進(jìn)入粉磨設(shè)備之前， 盡可能將大塊物料破碎至細(xì)小、 均勻的粒度，以減輕粉磨設(shè)備的負(fù)荷，提高黂機(jī)的產(chǎn)量。物料破碎后，可減少在運(yùn)輸和貯存過程中不同粒度物料的分離現(xiàn)象， 有得于制得成分 均勻的生料，提高配料的準(zhǔn)確性。（2）原料預(yù)均化 預(yù)均化技術(shù)就是在原料的存、取過程中，運(yùn)用科 學(xué)的堆取料技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)原料的初步均化， 使原料堆場(chǎng)同時(shí)具備貯存與均 化的功能。原料預(yù)均化的基本原理就是在物料堆放時(shí)，由堆料機(jī)把進(jìn)來的原料 連續(xù)地按一定的方式堆成盡可能多的相互平行、 上下重疊和相同厚度的 料層。取料時(shí)，在垂直于料層的方向，盡

18、可能同時(shí)切取所有料層，依次 切取，直到取完，即“平鋪直取”。意義：（1）均化原料成分，減少質(zhì)量波動(dòng)，以利于生產(chǎn)質(zhì)量更高 的熟料，并穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)。（2）擴(kuò)大礦山資源的利用，提高開 采效率， 最大限度擴(kuò)大礦山的覆蓋物和夾層， 在礦山開采的過程中不出 或少出廢石。（3）可以放寬礦山開采的質(zhì)量和控要求，降低礦山的開 采成本。（4）對(duì)黏濕物料適應(yīng)性強(qiáng)。 （5）為工廠提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的原料， 也可以在堆場(chǎng)內(nèi)對(duì)不同組分的原料進(jìn)行配料， 使其成為預(yù)配料堆場(chǎng)， 為 穩(wěn)定生產(chǎn)和提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率創(chuàng)造條件。（6）自動(dòng)化程度高。2、生料制備水泥生產(chǎn)過程中， 每生產(chǎn)1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料（包 括各種原料、燃料、

19、熟料、混合料、石膏），據(jù)統(tǒng)計(jì)，干法水泥生產(chǎn)線 粉磨作業(yè)需要消耗的動(dòng)力約占全廠動(dòng)力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占約3%，水泥粉磨約占40%。因此，合理選擇粉磨設(shè)備 和工藝流程，優(yōu)化工藝參數(shù)，正確操作，控制作業(yè)制度，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì) 量、降低能耗具有重大意義。工作原理：電動(dòng)機(jī)通過減速裝置帶動(dòng)磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)， 物料通過鎖風(fēng)喂料裝置經(jīng)下料 溜子落到磨盤中央， 在離心力的作用下被甩向磨盤邊緣交受到磨輥的輾 壓粉磨，粉碎后的物料從磨盤的邊緣溢出， 被來自噴嘴高速向上的熱氣 流帶起烘干，根據(jù)氣流速度的不同， 部分物料被氣流帶到高效選粉機(jī)內(nèi)， 粗粉經(jīng)分離后返回到磨盤上，重新粉磨；細(xì)粉則隨氣流出磨，在系統(tǒng)

20、收 塵裝置中收集下來，即為產(chǎn)品。沒有被熱氣流帶起的粗顆粒物料，溢出 磨盤后被外循環(huán)的斗式提升機(jī)喂入選粉機(jī)，粗顆粒落回磨盤， 再次擠壓 粉磨。3、生料均化新型干法水泥生產(chǎn)過程中， 穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工 制度的前提，生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關(guān)作 用。均化原理：采用空氣攪拌，重力作用，產(chǎn)生“漏斗效應(yīng)”，使生料粉在向下卸 落時(shí)，盡量切割多層料面，充分混合。利用不同的流化空氣，使庫內(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)生傾斜，進(jìn)行徑向混合均化。4、預(yù)熱分解把生料的預(yù)熱和部分分解由預(yù)熱器來完成，代替回轉(zhuǎn)窯部分功能， 達(dá)到縮

21、短回窯長(zhǎng)度， 同時(shí)使窯內(nèi)以堆積狀態(tài)進(jìn)行氣料換熱過程， 移到預(yù) 熱器內(nèi)在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行，使生料能夠同窯內(nèi)排出的熾熱氣體充分混 合，增大了氣料接觸面積，傳熱速度快，熱交換效率高，達(dá)到提高窯系 統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低熟料燒成熱耗的目的。工作原理： 預(yù)熱器的主要功能是充分利用回轉(zhuǎn)窯和分解爐排出的廢氣余熱加 熱生料，使生料預(yù)熱及部分碳酸鹽分解。 為了最大限度提高氣固間的換 熱效率，實(shí)現(xiàn)整個(gè)煅燒系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗，必需具備氣固分散 均勻、換熱迅速和高效分離三個(gè)功能。（1）物料分散換熱80%在入口管道內(nèi)進(jìn)行的。喂入預(yù)熱器管道中的生料，在與高 速上升氣流的沖擊下，物料折轉(zhuǎn)向上隨氣流運(yùn)動(dòng)，同時(shí)被分散。（2）氣固分離當(dāng)氣流攜帶料粉進(jìn)入旋風(fēng)筒后， 被迫在旋風(fēng)筒筒體與內(nèi)筒 （排氣管） 之間的環(huán)狀空間內(nèi)做旋轉(zhuǎn)流動(dòng)， 并且一邊旋轉(zhuǎn)一邊