新型干法水泥基本知識培訓

1、Page:新型干法水泥工藝新型干法水泥工藝基礎知識基礎知識司司 寧寧Page:目 錄一、概述二、硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的國家標準三、水泥工藝基礎知識四、生產(chǎn)技術簡介五、煅燒過程的物理化學變化Page: 一、概述 1、膠凝材料的定義和分類 凡在物理、化學作用下，能從漿體變成堅固的石狀體，并能膠結其他物料而具有一定機械強度的物質(zhì)，統(tǒng)稱為膠凝材料。膠凝材料分為水硬性和非水硬性兩大類。 非水硬性膠凝材料是只能在空氣中或其他條件下硬化，而不能在水中硬化的材料。如無機的石灰、石膏及有機的環(huán)氧樹脂膠結料等。 水硬性膠凝材料是在拌水后不僅能在空氣中硬化又能在水中硬化的材料。如硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥等無機材

2、料。Page: 一、概述2、膠凝材料發(fā)展簡史 粘土以及粘土摻加一些纖維材料作為膠凝材料是人類使用最早的一種膠凝材料，但粘土不耐水且強度低。 大約在公元前2000-3000年，人們開始把石灰、石膏來調(diào)制砌筑砂漿用作膠凝材料。我國萬里長城，古埃及的金字塔、獅身人首石像建筑，就是由這種膠凝材料建造的。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，人們注意到在石灰砂漿中摻入火山灰使砂漿具有一定抗水性。我國很早就使用的“三合土”建筑物等都用的是石灰火山灰材料。隨著陶瓷生產(chǎn)的發(fā)展，人們用廢陶器。碎磚磨碎后混合石灰作膠凝材料時，發(fā)現(xiàn)它的砂漿可以在水中硬化、具有較高的強度和較好的抗水性；由此，進一步發(fā)現(xiàn)可用石灰和煅燒的粘土來制成膠凝材料

3、。Page: 一、概述2、膠凝材料發(fā)展簡史 在18世紀到19世紀初期，在歷史上是探求真理成為一種潮流的時代，化學和物理學被廣泛地用于解釋自然現(xiàn)象。在這樣一個時期內(nèi)，許多學者、工程師注意到了水泥的神秘。于1756年和1796年先后制成了水硬性石灰和羅馬水泥。在此基礎上，又進而用合適量（20 %-25%）粘土的石灰石（天然水泥）經(jīng)煅燒磨細，制得天然水泥。 19世紀初期（1810-1825 年）已經(jīng)將石灰石和粘土細粉按一定比例配合，在類似石灰窯的爐內(nèi)，經(jīng)高溫燒結成塊（熟料），再進行粉磨制成水硬性膠凝材料。因為這種水硬性膠凝材料，具有與英國波特蘭城建筑巖石相似的顏色，故稱之為波特蘭水泥（我國稱為硅酸鹽

4、水泥）。Page: 一、概述2、膠凝材料發(fā)展簡史 硅酸鹽水泥出現(xiàn)后，應用日益普遍。 100多年來，由于各國的科學家和水泥工作者的不斷研究、探索及生產(chǎn)工藝的改進，使硅酸鹽水泥生產(chǎn)不斷提高和完善。同時水泥制品也相應得到發(fā)展。 由于工業(yè)不斷發(fā)展，以及軍事工程和特殊工程的需要，先后制成了各種特殊用途的水泥，如高強快硬水泥、礬土水泥、膨脹水泥、抗硫酸鹽水泥、油井水泥等。Page: 一、概述3、水泥在國民經(jīng)濟中的作用 水泥是基本建設中最重要的建筑材料。 現(xiàn)在水泥已廣泛應用于工業(yè)建筑、民用建筑、水工建筑、道路建筑、農(nóng)田水利建設和軍事工程等方面。由水泥制成的各種水泥制品，如坑木、軌枕、水泥船和石棉水泥制品等廣

5、泛應用于工業(yè)、交通等部門，在代鋼、代木方面，也越來越顯示出技術經(jīng)濟上的優(yōu)越性。 由于鋼筋混凝土、預應力鋼筋混凝土和鋼結構材料的混合使用，才有高層、超高層、大跨度以及各種特殊功能的建筑物。新的產(chǎn)業(yè)革命，又為水泥行業(yè)提出了擴大水泥品種和擴大應用范圍的新課題。開發(fā)占地球表面71%的海洋是人類進步的標志，而海洋工程的建造，如海洋平臺、海洋工廠，其主要建筑材料就是水泥。 此外，如宇航工業(yè)、核工業(yè)以及其他新型工業(yè)的建設，也需要各種無機非金屬材料，其中最為基本的是以水泥為主的復合材料。因此水泥工業(yè)的發(fā)展對保證國家建設計劃的順利進行起著十分重要的作用。Page: 一、概述4、水泥工業(yè)發(fā)展概況 硅酸鹽水泥出現(xiàn)后

6、，水泥生產(chǎn)技術經(jīng)歷多次變革。 硅酸鹽水泥是在第一次產(chǎn)業(yè)革命中問世的，開始是間歇作業(yè)的土立窯。隨著冶煉技術為突破口的第二次產(chǎn)業(yè)革命，推動了水泥生產(chǎn)設備的更新，1877年出現(xiàn)了回轉窯，繼而出現(xiàn)了單筒冷卻機、立式磨和單倉球磨，使水泥產(chǎn)質(zhì)量有所提高。到19世紀末至20世紀初，水泥工業(yè)一直進行不斷改造與更新，1910年立窯實現(xiàn)機械化連續(xù)生產(chǎn)，1928年出現(xiàn)立波爾窯，使回轉窯產(chǎn)量有明顯提高，熱耗降低。Page:一、概述4、水泥工業(yè)發(fā)展概況 以原子能、合成化工為標志的第三次產(chǎn)業(yè)革命達到了高度工業(yè)化階段。水泥工業(yè)也出現(xiàn)變革，1950年懸浮預熱器的應用，使熱耗大幅度降低； 年代初，以電子計算機為代表的新技術在水

7、泥工業(yè)中開始得到應用；在1971年開發(fā)了水泥窯外分解技術，是水泥生產(chǎn)技術的重大突破。同時隨著原料預均化及生料均化等多種生產(chǎn)技術的不斷完善，以及 射線檢測方法及計算機自動控制技術在水泥生產(chǎn)過程的應用，使干法窯的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高，在節(jié)能方面取得極大進展，使干法工藝正在逐步取代濕法、老式干法及半干法生產(chǎn)，將水泥工業(yè)推向一個新的階段。Page:一、概述5、水泥的定義和分類 凡細磨材料，加入適量水后，成為塑性漿狀，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結在一起的水硬性膠凝材料，通稱水泥。 水泥種類很多。按其用途及性能可分為通用水泥、專用水泥及特性水泥。通用水泥如硅酸鹽水泥、普通硅

8、酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等；專用水泥如75油井水泥、砌筑水泥等；特性水泥如快硬硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽等。目前水泥品種已達100余種。Page:二、硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的國家標準1、定義與代號根據(jù)國家標準 GB175 2007通用硅酸鹽水泥的規(guī)定： 通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥 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。 本標準規(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合硅酸鹽水泥。 通用硅酸鹽水泥的組分應符合表1的規(guī)

9、定。Page:二、硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的國家標準品種代號組 分熟料+石膏?；郀t火山灰質(zhì)粉煤灰石灰石礦渣混合材料硅酸鹽水泥PI100-P955-95-5普通硅酸鹽水泥PO 8 0 且5且20a-礦渣硅酸鹽水泥PSA 5 0 且20且50b-PSB 3 0 且50且70b-火山灰質(zhì)硅酸鹽PP60且20且40c-水泥粉煤灰硅酸鹽水泥PF60且20且40d-復合硅酸鹽水泥PC50且20且50ePage:二、硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的國家標準2、材料 2、1硅酸鹽水泥熟料硅酸鹽水泥熟料 由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按適當比例磨成細粉燒至部分熔融所得以硅酸鈣為主要礦物

10、成分的水硬性膠凝物質(zhì)。其中硅酸鈣礦物不小于66%，氧化鈣和氧化硅質(zhì)量比不小于2.0。2、2石膏石膏 天然石膏：應符合GB/T 5483中規(guī)定的G類或M類二級（含）以上的石膏或混合石膏。 工業(yè)副產(chǎn)石膏：以硫酸鈣為主要成分的工業(yè)副產(chǎn)物。采用前應經(jīng)過試驗證明對水泥性能無害。 Page:二、硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的國家標準2、3 活性混合材料活性混合材料 符合GB/T203、GB/T18046、GB/T1596、GB/T2847標準要求的?；郀t礦渣、?；郀t礦渣粉、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料。2、4 非活性混合材料非活性混合材料活性指標分別低于GB/T203、GB/T18046、GB/T1596、

11、GB/T2847標準要求的粒化高爐礦渣、?；郀t礦渣粉、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料；石灰石和砂巖，其中石灰石中的三氧化二鋁含量應不大于2.5%。2、5窯灰窯灰 符合JC/T742的規(guī)定。 Page:二、硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的國家標準2、6助磨劑助磨劑 水泥粉磨時允許加入助磨劑，其加入量應不大于水泥質(zhì)量的0.5%，助磨劑應符合JC/T667的規(guī)定。 Page:二、硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的國家標準3、強度等級 硅酸鹽水泥的強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個等級。 普通硅酸鹽水泥的強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R四個等級。

12、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、復合硅酸鹽水泥的強度等級分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個等級。Page:二、硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的國家標準4技術要求：4、1化學指標應符合下表的規(guī)定Page:品種代號不溶物燒失量三氧化硫氧化鎂氯離子（質(zhì)量分數(shù)）（質(zhì)量分數(shù)）（質(zhì)量分數(shù)）（質(zhì)量分數(shù)）（質(zhì)量分數(shù)）硅酸鹽水泥PI0.753.00.06cP1.503.53.55.0a普通硅酸鹽水泥PO-5.0 礦渣硅酸鹽水泥PSA-4.06.0bPSB-火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥PP-3.56.0b粉煤灰硅酸鹽水泥PF- 復合硅酸鹽水泥PC-Page:二、硅酸鹽

13、水泥和普通硅酸鹽水泥的國家標準4、2物理指標 4、2、1凝結時間凝結時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合硅酸鹽水泥初凝不小于45min，終凝不大于600min。4、2、2安定性安定性 沸煮法合格。4、2、3強度強度 不同品種不同強度等級的通用硅酸鹽水泥，其不同各齡期的強度應符合下表的規(guī)定。Page:品 種強度等級抗 壓 強 度抗 折 強 度3d28d3d28d硅酸鹽水泥42.517.042.53.56.542.5R22.04.052.523.052.54.07.052.5R27.05.062.52

14、8.062.55.08.062.5R32.05.542.517.042.53.56.5普通硅酸鹽水泥42.5R22.04.052.523.052.54.07.052.5R27.05.0礦渣硅酸鹽水泥32.510.032.52.55.5火山灰硅酸鹽水泥32.5R15.03.5粉煤灰硅酸鹽水泥42.515.042.53.56.5復合硅酸鹽水泥42.5R19.04.052.521.052.54.07.052.5R23.04.5Page:二、硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的國家標準4、2、4細度（選擇性指標）細度（選擇性指標） 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

15、泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥以篩余表示，80m方孔篩篩余不大于10%或45m方孔篩篩余不大于30%。Page:二、硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的國家標準5、廢品與不合格品 凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中的任一項不符合本標準規(guī)定時，均為廢品。 凡細度、終凝時間、不溶物和燒失量中的任一項不符合本標準規(guī)定或混合材料摻加量超最大限量和強度低于商品標號規(guī)定的指標時稱為不合格品。水泥包裝標志中水泥品種、標號工廠名稱和出廠編號不全的也屬于不合格品。Page:三、水泥工藝基礎知識1 1水泥生產(chǎn)方法與分類水泥生產(chǎn)方法與分類 水泥窯主要有兩大類：水泥窯主要有兩大類： 一類是窯筒體

16、臥置，并能作回轉運動的稱為一類是窯筒體臥置，并能作回轉運動的稱為回轉回轉窯窯； 另一類窯筒體立置不轉動稱為另一類窯筒體立置不轉動稱為立窯立窯Page:三、水泥工藝基礎知識2 2水泥的原料、燃料與配料水泥生產(chǎn)原料分為水泥生產(chǎn)原料分為：v石灰質(zhì)原料v粘土質(zhì)原料v校正原料（輔助原料） 硅質(zhì)校正原料 鋁質(zhì)校正原料 鐵質(zhì)校正原料v燃料Page:三、水泥工藝基礎知識鈣質(zhì)原料鈣質(zhì)原料：鈣質(zhì)原料：是制造硅酸鹽水泥和石灰的主要原料，也是陶瓷和玻璃工業(yè)生產(chǎn)中引入CaO成分的物質(zhì)。水泥工業(yè)中的鈣質(zhì)原料主要是石灰石。水泥生產(chǎn)用鈣質(zhì)原料質(zhì)量要求CaO48%； MgO3.0%；K2O+Na2O0.6%； S3O1.0%；

17、 f-SiO26.0%（石英質(zhì)）， 或4.0%（燧石質(zhì)）； Cl- 0.015%；Page:三、水泥工藝基礎知識粘土質(zhì)原料主要是堿和堿土的鋁硅酸鹽。主要化學成分是SiO2，其次是Al2O3，還有少量的Fe2O3。校正原料顧名思義硅質(zhì)、鋁質(zhì)、鐵質(zhì)校正原料主要為水泥生產(chǎn)提供SiO2、 Al2O3、 Fe2O3Page:三、水泥工藝基礎知識水泥生產(chǎn)用校正原料質(zhì)量要求校正原料： MgO3.0%；K2O+Na2O4.0%；S3O2.0%；Cl- 0.015%；硅質(zhì)校正原料： SiO280% ；鋁質(zhì)校正原料：Al2O330%；鐵質(zhì)校正原料：Fe3O250%；Page:三、水泥工藝基礎知識燃料：按其物理狀態(tài)

18、分為固體、液體、氣體三種。固體燃料的代表是煤。煤有褐煤、煙煤和無煙煤之分。水泥生產(chǎn)用煤質(zhì)量要求水份（Mt）（） ： 0.5細度： 0.08mm方孔篩篩余（%） 5.010 灰分（Aad）（）： 25 揮發(fā)分（Vad）（）： 20低位熱值QDW （kJ/kg）： 55004.18=22990 全硫（有機硫、硫化鐵、硫酸鹽） ：1.5 Page:三、水泥工藝基礎知識水泥熟料的礦物組成水泥熟料的礦物組成 C3S 硅酸三鈣（含量:5060%) C2S 硅酸二鈣(含量:1532%) C3A 鋁酸三鈣(含量：311%) C4AF鐵鋁酸四鈣(含量:818%) 主要化學成分主要化學成分: CaO 6267%、

19、 SiO2 2024%、 Al2O3 47%、 Fe2O3 2.56%。 Page:三、水泥工藝基礎知識礦物在水泥中的作用礦物在水泥中的作用 C3S 早期強度高，水泥凝結硬化快，但抗礦物鹽侵蝕性差。C2S 早期強度低，后期強度高，水泥凝結硬化慢，但抗礦物鹽侵蝕性好。 C3A 水泥凝結硬化速度較快，早期強度增長快后期強度增長慢，水化熱高，抗硫酸鹽侵蝕性差，但在磨制水泥時，石膏摻入量與之相適應時，對水泥強度及抗礦物鹽侵蝕性會好一些。 C4AF水泥后期強度較高，水泥凝結硬化較慢，抗礦物鹽侵蝕性好，抗折性好。Page:三、水泥工藝基礎知識4 生、熟料率值4.1 石灰石飽和系數(shù) 石灰飽和系數(shù)即水泥熟料中

20、全部SiO2生成硅酸鈣(C2S和C3S)所需的CaO含量與全部SiO2生成CaS所需的CaO含量的比直，即 CaO1.65 Al2O30.35 Fe2O3 KH - 2.8 SiO2 熟料KH值的高低，反映了熟料在煅燒過程中生成C3S含量的多少。KH值高，煅燒困難，容易產(chǎn)生游離氧化鈣，但對KH值高，煅燒良好的熟料，其游離氧化鈣低，硅酸三鈣含量高，熟料強度高，具有硬化快的特點；KH值低，熟料中硅酸二鈣含量增加，熟料硬化速度減緩，早期強度低。Page:三、水泥工藝基礎知識4 生、熟料率值4.2 硅酸率 硅酸率是水泥熟料中SiO2含量與Al2O3、Fe2O3，含量之和的比值， SiO2 SM Al2

21、O3Fe2O3 硅酸率的大小表示熟料在煅燒過程中生成硅酸鹽礦物與熔劑礦物的相對含量。硅酸率過高，熟料中硅酸鹽礦物多，熔劑礦物少，煅燒困難，熟料硬化速度減緩；硅酸率過低，熔劑礦物增加，硅酸鹽礦物減少，液相量過多，煅燒時易出現(xiàn)結大塊、結圈等現(xiàn)象，熟料強度降低。Page:三、水泥工藝基礎知識4 生、熟料率值4.3 鋁氧率 鋁氧率是水泥熟料中Al2O3含量與Fe2O3，含量的比值，即 Al2O3 IM Fe2O3 鋁氧率反映熟料熔劑礦物中C3A與C4AF的相對含量，既關系著熟料水化速度的快慢，也影響到熟料煅燒的難易。在熔劑礦物含量一定時，鋁氧率高，熟料中C3A含量增加，C4AF含量降低，液相粘度增加，

22、生成C3S速度慢。熟料煅燒困難，反之，液相粘度降低，熟料易于形成，但料子燒結范圍較窄，易結大塊，不利于操作 Page:三、水泥工藝基礎知識5 水泥熟料有害成分5.1 氧化鎂（MgO） 熟料中的氧化鎂（MgO）的主要作用 引起水泥膨脹，影響水泥的安定性。 適量（約2%）的MgO存在，能夠增加熟料的液相量，降低液相粘度。促進硅酸鹽礦物的形成，減少fCaO的含量，是水泥熟料燒成溫度降低，明顯提高熟料質(zhì)量。 MgO具有顯著的固硫作用，在一定含量范圍（1%2.29%），隨其含量增加，熟料中的SO3含量也增加。 在少量堿存在的情況下，鎂-堿的聯(lián)合作用可以大大減少SO2揮發(fā)，消除生產(chǎn)高硫水泥帶來的環(huán)境污染。

23、 適量的MgO使水泥熟料的顏色變?yōu)樯罹G色，過量的MgO使水泥熟料的顏色變?yōu)榛揖G色，并以方鎂石形式存在，而且能破壞水泥的安定性，降低強度性能。Page:三、水泥工藝基礎知識5.2游離二氧化硅fSiO2 游離二氧化硅f-SiO2一般為燧石，其結構致密，質(zhì)地堅硬，耐壓強度高，化學活性低，對粉磨設備的磨損非常嚴重，對窯的操作也會產(chǎn)生極為不利的影響。 生產(chǎn)經(jīng)驗： 石灰石中燧石一般要低于4%； 但以石英為主要形態(tài)的f-SiO2含量可大于4%，需要試驗確定； 對于輥磨，國外經(jīng)驗可允許f-SiO2含量7%；采用耐磨材料，并在試驗的基礎上，f-SiO2可放寬到89%。Page:三、水泥工藝基礎知識5.3堿K2O

24、、Na2O 當生料中含堿量過高時，料發(fā)粘，燒結范圍窄，易結圈，窯內(nèi)飛砂大，窯皮和熟料結構疏松，燒成帶耐火磚壽命短，熱工制度不易穩(wěn)定。另外，當堿含量過高(1.7%)時，熟料中游離氧化鈣含量大幅度增加，水泥急凝，強度下降。 對于旋風預熱器或預分解窯而言，當原、燃料中含堿、氯、硫較多時，在預熱器的旋風筒和窯尾下料溜子內(nèi)，有氯化堿和硫酸鹽等化合物粘附在筒壁上，形成結皮；嚴重時會堵塞通道，影響正常生產(chǎn)。 生料中的堿除一部分揮發(fā)循環(huán)以外，其余的大部分均以硫酸堿(K2SO4,Na2SO4)的形式存在于熟料中。熟料中堿含量過高，將導致凝結時間短、水泥需水量增加、熟料中fCaO增高、安定性不良、抗折強度降低，并

25、出現(xiàn)1天、3天的抗壓強度略有升高，而7天、28天的抗壓強度明顯下降。 根據(jù)國內(nèi)經(jīng)驗，生產(chǎn)42.5普通硅酸鹽水泥時，熟料中K2O+Na2O含量以小于1.5%為宜，相應的一般要求，生料中的堿含量(K2O+Na2O)應不大于1.0%。美國規(guī)定低堿水泥的堿含量以Na2O當量計要小于0.6%。Page:三、水泥工藝基礎知識5.4 硫SO3 生料和燃料中的硫在燃燒過程中生成SO2，在燒成帶氣化，并與R2O結合形成汽態(tài)的硫酸堿。這些R2SO4除一小部分被窯灰?guī)ё咄?，因其揮發(fā)性較低，大部分被固定在熟料中而帶出窯外。如果SO2含量有富裕，則在預熱器中它將與生料中的CaCO3反應生成CaSO4進入窯內(nèi)。在燒成帶其

26、大部分再分解成CaO和氣態(tài)SO2，小部分殘存于熟料中。這樣，氣態(tài)SO2在窯氣中循環(huán)富集，常引起預熱器結皮或窯內(nèi)結圈。反之，如堿含量有富裕，則剩余的堿就會生成高揮發(fā)性的氯化堿和中等揮發(fā)性的碳酸堿，形成氯和堿的循環(huán)，影響預熱器的正常操作。根據(jù)國外經(jīng)驗，常用硫堿比作為控制指標Page:三、水泥工藝基礎知識5.5氯CI 氯在燒成系統(tǒng)中主要生成CaCl2或氯化堿RCl，其揮發(fā)性特別高（一般要達到95%以上），在窯內(nèi)幾乎全部揮發(fā)，形成氯循環(huán)富集，致使預熱器生料中氯化物的含量提高近百倍，引起預熱器結皮堵塞。 氯除了對燒成產(chǎn)生不利影響外，對鋼筋還有腐蝕作用。Page:三、水泥工藝基礎知識5.6有害成分的控制

27、預分解窯生產(chǎn)中對原料中堿、硫、氯含量的控制，到目前為止被人們普遍接受的觀點是：生料Na2O+K2O1.0%, CI 0.015%, 熟料中硫堿比（ ）, 最好在0.60.8，如超過此值就可能影響窯系統(tǒng)的正常操作。如堿、硫、氯超過規(guī)定值不多，可通過在操作上采取措施來消除，如設置自動清理裝置或人工清理裝置，加強清堵頻次和定期清堵等。如超量過多，就需要在工藝上采取相應的措施來解決。 切斷或降低有害組分的循環(huán)富集主要有三種途徑：熱料旁路、窯灰旁路和氣體旁路。氣體旁路就是旁路放風，它是目前采用最多和效果最好的一種旁路途徑0160ONa291OK850SORS223.Page:四、生產(chǎn)技術簡介1、什么是新

28、型干法水泥生產(chǎn)技術、什么是新型干法水泥生產(chǎn)技術以以懸浮預熱懸浮預熱和和預分解技術預分解技術為核心，把現(xiàn)代科學技為核心，把現(xiàn)代科學技術和工業(yè)生產(chǎn)的最新成果廣泛地應用于水泥生產(chǎn)的術和工業(yè)生產(chǎn)的最新成果廣泛地應用于水泥生產(chǎn)的全過程，形成一套具有全過程，形成一套具有現(xiàn)代高科技現(xiàn)代高科技特征和符合特征和符合優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高產(chǎn)、節(jié)能節(jié)能、環(huán)保環(huán)保以及以及大型化、大型化、自動化自動化的現(xiàn)代水泥的現(xiàn)代水泥生產(chǎn)方法。生產(chǎn)方法。Page:四、生產(chǎn)技術簡介2、新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程、新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程礦山開采礦山開采破碎破碎預均化預均化配料配料生料粉磨生料粉磨生生料均化料均化懸浮預熱、預分解、回轉窯煅燒懸

29、浮預熱、預分解、回轉窯煅燒配料配料水泥粉磨水泥粉磨水泥均化水泥均化水泥包裝、散裝出廠水泥包裝、散裝出廠 簡稱：簡稱：兩兩磨磨一一燒燒Page: 水泥廠的主要工藝環(huán)節(jié)水泥廠的主要工藝環(huán)節(jié) ：生料制備生料制備熟料煅燒熟料煅燒 水泥粉磨水泥粉磨Page:SiO2Fe2O3石膏石膏混合混合材材水泥生產(chǎn)原理CaOAl2O3Page:Page:四、生產(chǎn)技術簡介3、生料均化 新型于法窯生料均化多采用空氣攪拌方式，該方式按其物料的工藝流程不同可分為間歇式均化和連續(xù)式均化兩種 均化效果是衡量各類均化設備性能的重要依據(jù)之一。均化前后被均化物料中某組分的標準偏差之比，稱為該均化設備的均化效果H： Sin進均化設備物

30、料某成分的標準偏差； Sin出均化設備物料某成分的標準偏差。HSSinoutPage:四、生產(chǎn)技術簡介3、1 各種均化庫簡介混合室連續(xù)均化庫 該類庫的特點為一個大庫，其底部中心位置設一小庫，即混合室，在混合室底部一般配置四等分扇形充氣裝置，剩余的空氣經(jīng)排氣通道與庫頂空間相通。在庫內(nèi)，混合室內(nèi)周圍和環(huán)形區(qū)都裝有充氣箱。生料經(jīng)庫頂生料分配器和放射狀布置的小斜槽進入庫內(nèi)，形成大致水平的料層。卸料時輪流向環(huán)形區(qū)一個小范圍充低壓空氣，使該區(qū)生料流態(tài)化并經(jīng)混合室周圍進料孔流向中心混合室，同時，庫內(nèi)的生料呈旋渦狀塌落，在自上而下的流動過程中，切割水平料層而產(chǎn)生重力混合作用，進入混合室后又因混合室內(nèi)的連續(xù)充氣

31、攪拌而進一步均化。因此，該類庫兼有重力和氣力均化二重作用，由于混合室高度較低，充氣壓力低于間歇式攪拌庫，從而得節(jié)能效果 錐形混合室型均化庫均化效果!一般為59，其電耗較低一般為0.250.4KWh/th/t。 圖為錐形混合室均化庫。Page:四、生產(chǎn)技術簡介3、1 各種均化庫簡介多股流均化庫多股流均化庫又稱(MF) 庫，是德國伯力鳩斯公司研制成功的，該庫頂部結構與混合庫均化庫相同，中心室與庫壁之間的環(huán)形庫底分成10個充氣區(qū),每個區(qū)設23 條裝有充氣箱的卸料槽，槽面沿徑向鋪有若干塊蓋板，形成45 個卸料孔。生料從庫底進入中心室后，中心室底部連續(xù)充氣使生料進一步混合均化。MF 庫單獨使用時，均化效

32、果H為7左右，雙庫并聯(lián)操作時，H可達10% 甚至更高。由于該庫主要是采用卸料時的重力混合均化，中心室很小，均化電耗低，單庫工作時，生料均化電耗約0.150.3KWh/th/t。Page:四、生產(chǎn)技術簡介3、1 各種均化庫簡介 控制流均化庫又稱CF 庫，是丹麥史密斯公司開發(fā)研制的， 庫底分成大小相等的7 個正六邊形卸料區(qū)，每個卸料區(qū)中心有一個卸料口，卸料口,上部設有減壓錐，卸料口下部設有卸料閥和空氣輸送斜槽，將卸出的生料送至庫底外部中央的一個小混合室內(nèi)，該混合室安裝有荷重傳感器， 該 庫均化效果一般可達10左右，生料均化電耗0.2KWh/t左右。但該庫設備投資高。Page:四、生產(chǎn)技術簡介3、1

33、 各種均化庫簡介IBAU中心室均化庫中心室均化庫 該庫中心有一個大圓錐體，通過它將庫內(nèi)生料重量傳到庫壁上。圓錐周圍環(huán)形空間被分成向庫中心傾斜的68個區(qū)，每區(qū)都裝有充氣箱，充氣時生料首先被送至一條徑向布置的充氣箱上，再通過圓錐體下部的出料斜槽，經(jīng)斜槽入庫底部中央的生料小倉中。這種庫的主要優(yōu)點是均化電耗小，一般只有0.10.2度/噸生料，主要缺點是施工復雜，造價較高。均化效果最高可達10。 Page:四、生產(chǎn)技術簡介3、旋風預熱器 旋風筒的結構及其主要參數(shù) 旋風預熱器是由旋風筒及上、下兩級旋風筒的連接管道所構成。 對于旋風預熱器中單個旋風簡本體來講，它的功能及結構如圖所示。它由圓柱體、圓錐體、進口

34、管道、出口管道、內(nèi)筒及下料管等部分組成。 連接管道又叫換熱管道，傳熱量占該級總傳熱量的8090%Page:四、生產(chǎn)技術簡介3、旋風預熱器旋風筒的結構及其主要參數(shù)。旋風筒進口方式一般有兩種，即進口氣流外緣與圓柱體相切，稱直入式，氣流內(nèi)緣與圓柱體相切，稱蝸殼式。，蝸殼式的優(yōu)點可提高分離效率，同時還具有處理風量大、壓損小的優(yōu)點，進口面積多根據(jù)進口風速確定，進口風速一般取1525m/s，在實際生產(chǎn)中進口風速對壓損的影響遠大于對效率的影響。因此在不明顯影響分離效率和進口不致產(chǎn)生過多物料沉積的前提下，適當降低風速可有效降低阻力。Page:四、生產(chǎn)技術簡介3、旋風預熱器旋風筒的結構及其主要參數(shù) 旋風筒的結構

35、類型很多，但從其高度H（H=h1+h2）與直徑D 之比（H/D ）可分為三種類型：即H/D 2，高型旋風筒； H/D h5h2、h3、h4。 各級預熱器分離效率推薦值旋風筒C1C2C3C4C5分離效率推薦值 %958084838685878588Page:四、生產(chǎn)技術簡介4、分解爐、分解爐4 4、1 1分解爐的主要作用分解爐的主要作用預分解窯是在懸浮預熱器窯的基礎上發(fā)展起來的，是水泥工業(yè)的一次重大技術進步。在懸浮預熱器與回轉窯之間增加分解爐，同時具備燃料燃燒、氣固換熱、碳酸鹽分解等多種功能。從第一臺SF要問世以來，預分解窯一直在發(fā)展改進之中。初期以重油為燃料，爐容積也較小，氣流的運動方式較單一

36、，以后發(fā)展為以煤代油，乃至工業(yè)廢燃料、爐容也有所增大，氣流運動形式往往是多種形式的復合疊加，使氣固兩相流在爐內(nèi)的流場更合理。以保證燃料的燃燒、氣固的換熱、碳酸鹽的分解，而且還從分解爐的結構改進發(fā)展為筒、管、爐、窯、機及耐火、保溫材料、自動化控制技術諸方面的綜合改進。形成了當今幾十種形式的分解爐。 分解爐的主要作用： 碳酸鹽分解 燃料燃燒Page:四、生產(chǎn)技術簡介4、分解爐、分解爐4、2各種各種分解爐的簡介分解爐的簡介 （1）SF 、N-SF分解爐 SF分解爐是全世界最早出現(xiàn)的分解爐，于1971 年11 月問世，它是石川島公司和秩父水泥公司合作開發(fā)的，最初為燃油分解爐，改燒煤后問題較多，主要是存

37、在煤粉不完全燃燒現(xiàn)象，為此石川島公司將SF爐改造成N-SF爐。 圖為N-SF爐Page:四、生產(chǎn)技術簡介4、分解爐、分解爐4、2各種各種分解爐的簡介分解爐的簡介 （2）RSP分解爐 RSP分解爐是日本小野田水泥公司和川崎重工共同開發(fā)的，1972 年8月試驗投產(chǎn)，1974 年8 月應用于工業(yè)生產(chǎn)。 RSP爐屬旋風噴騰式分解爐 Page:四、生產(chǎn)技術簡介4、分解爐、分解爐4、2各種各種分解爐的簡介分解爐的簡介 RSP分解爐的特點分解爐的特點RSP爐由渦流燃燒室(即SB室)、渦流分解室(即SC室)、混合室(即MC室)三部分組成。 在窯尾煙室與MC室之間設有縮口、縮口處裝有可調(diào)閘板，用以平衡窯與分解爐

38、之間的壓力。 從冷卻機抽來的熱風，從SB室上部對稱地以切線方向入爐，加速煤粉的混合與燃燒。 來自冷卻機的熱風，從兩側對稱地以切線方向進入SC室，三級筒下來的物料在三次風入爐前喂入該氣流中，在入口處裝有撒料捧以打散物料，使風、料混合入爐。 由SC室出來的熱氣流、物料粉及未燃燒完全的燃料入MC室，與呈噴騰狀態(tài)進入的高溫窯煙氣相混合，此時燃料繼續(xù)燃燒，生料進一步分解。RSP爐內(nèi)既有較強的旋轉運動，又有噴騰運動。物料隨來自三次風管的熱風以旋流狀態(tài)進入SC室，有利于氣、料混合及熱交換。同時，窯煙氣以較高速度進入MC室形成噴騰運動，由于MC室截面較大，流速降低，延長了物料及燃料在爐內(nèi)的停留時間，有利于燃料

39、完全燃燒與物料的分解。窯與爐的燃料比為4：6，入窯生料分解率高達8595，一般控制在90 Page:四、生產(chǎn)技術簡介4、分解爐、分解爐4、2各種各種分解爐的簡介分解爐的簡介 噴騰型分解爐 噴騰型分解爐以為FLS分解爐代表，有離線型分解爐（SLC）和在線型分解爐（ILC）兩種。三次風在分解爐下部以高速（2530m/s）噴入，形成噴騰層，造成爐內(nèi)的紊流狀態(tài)。系統(tǒng)阻力小，對燃料的適應性較強，可燒煤也可燒油。當采用單點進料時，靠加料嘴的一側物料濃度較大，而另一側濃度小，若采用多點進料可改善爐內(nèi)物料分散的均勻性。當入爐物料不均勻時，即當來料突然很大，它在瞬間掩蓋整個喉管，使入爐三次風受到?jīng)_擊，爐內(nèi)通風燃

40、燒受到影響，嚴重時使窯頭因起到煙或回火。Page:四、生產(chǎn)技術簡介4、分解爐、分解爐4、2各種各種分解爐的簡介分解爐的簡介離線噴騰型分解爐 窯尾氣體不經(jīng)過分解爐，三次風單獨進入分解爐，除分解爐的氣體與窯尾氣體一道進入最下級旋風筒。優(yōu)點：進入分解爐的氣體為新鮮空氣，燃燒效率較高，因此分解爐的容積較小。分解爐的燃燒比較容易控制。缺點;進入分解爐的氣體溫度不高，對于煤種的適應性沒有在線分解爐高。在實際運行過程中，一般都存在預熱器與分解爐的過渡，操作上相對技術較復雜。當物料來料不均勻或風量波動時，常有塌料的危險。Page:四、生產(chǎn)技術簡介4、分解爐、分解爐4、2各種各種分解爐的簡介分解爐的簡介在線噴騰

41、型分解爐 窯尾氣體和三次風全部進入分解爐，煤粉在窯尾煙氣和三次風的混合氣體下燃燒。優(yōu)點：進入分解爐的氣體溫度較高，因此對燃料的適應性較好；設備較簡單，操作方便。一般不擔心塌料危險。缺點;爐容積較大。容積產(chǎn)量較低由于分解爐中混入了窯尾氣體，對煤粉燃燒不是很有利。Page:四、生產(chǎn)技術簡介4分解爐分解爐4、2各種各種分解爐的簡介分解爐的簡介KDS分解爐KDS分解爐是南京凱盛公司開發(fā)的雙噴騰低NOX噴旋型分解爐 三次風窯尾煙氣主燒嘴還原燒嘴生料Page:四、生產(chǎn)技術簡介4、分解爐、分解爐4、2各種各種分解爐的簡介分解爐的簡介KDS分解爐的特點采用噴旋結合型式，使得物料濃度分布和氣體溫度分布更合理，分

42、解爐達到了“三高”，即高的燃料燃燼率、高的生料分解率、高的容積利用率。分解爐中部采用縮口，使分解爐達到二次噴騰效應，具有湍流回流作用強、物料分散及換熱效果好、固氣停留時間比大、容積負荷高等特點。(采用該技術，可以解決像TL廠分解爐溫度倒掛的問題)。在分解爐下部增設“脫氮區(qū)”，不僅有效降低了排放廢氣中的氮氧化物、減少了環(huán)境污染，還有效控制了爐下部氣體溫度、提高物料停留時間、減少爐下部結皮現(xiàn)象。采用在線布置型式,克服了離線分解爐塌料的問題。由于增設了下部噴煤管,在窯尾高溫氣體的作用下，燃料的燃燒速度顯著加快，因而為分解爐使用劣質(zhì)燃料提供了可靠的保證。分解爐出口采用長形彎管與C5旋風筒相接，既擴大了

43、分解爐的有效容積，又使分解爐布置更緊湊，降低了設備重量，節(jié)省了投資。Page:四、生產(chǎn)技術簡介4分解爐分解爐4、2各種各種分解爐的簡介分解爐的簡介（4）DD 爐DD 爐是日本水泥公司同神戶鋼鐵公司在總結了許多窯外分解方法和經(jīng)驗基礎上研制的，第一臺DD 爐于76 年6月用于半工業(yè)生產(chǎn)，它通過在爐的下部增設還原區(qū)段，使窯廢氣中的NO有效脫除；又通過在爐內(nèi)主燃燒區(qū)后設立后燃燒區(qū)，使燃料進行雙重燃燒，從而獲得良好的生產(chǎn)效果。Page:四、生產(chǎn)技術簡介4、分解爐分解爐 4、2各種各種分解爐的簡介分解爐的簡介。 TDF 爐 我國天津水泥工業(yè)設計院通過對各國分解爐的比較 后，引進了DD 爐的專利技術，并用于

44、預分解窯的設計和建設，在DD爐的基礎上進行優(yōu)化，研制開發(fā)了TD 爐、TDF 爐。圖為 分解爐結構示意圖1窯氣；2三次風；3分解爐燃燒器；4C4料；5去C5Page:四、生產(chǎn)技術簡介4、分解爐分解爐4、2各種各種分解爐的簡介分解爐的簡介。 TDF 爐 TDF爐的特點：為提高分解爐煤粉燃燒條件，在提高三次風溫的同時，在結構設計上避免空氣與三次風過早相混；在三次風入爐口設置燃燒器，提高純氧燃燒空間及燃燒所需的動力；合理布置C3下料位置，使煤粉燃燒區(qū)域的溫度提高，加快煤粉的燃燒速度，從而有效地提高了煤粉的燃燒效率；取消了除NO噴嘴，簡化了結構。TDF爐成功用于國內(nèi)幾十條生產(chǎn)線，其中最大的生產(chǎn)線為海螺5

45、000T/D。Page:四、生產(chǎn)技術簡介5、回轉窯5、1回轉窯窯體結構 回轉窯是熟料低燒系統(tǒng)中的主要設備。它是由筒體、輪帶、托輪、擋輪、傳動裝置以及密封等裝置組成。5、2回轉窯的工作原理 水泥回轉窯是低速旋轉的圓形筒體，是用以煅燒水泥熟料的設備，它以一定斜度依靠窯體上的輪帶，安放在數(shù)對托輪上，由電機帶動或液壓傳動，通過窯身大小牙輪，使筒體在一定轉速內(nèi)轉動。生料自高端(窯尾)喂入，向低端(窯頭)運動，燃料自低端吹入形成火焰，將生料通過碳酸鹽分解、放熱反應、燒成和冷卻四個自然帶的復雜物理化學變化，燒成熟料，由窯頭卸出，煙氣由窯尾排出。Page:四、生產(chǎn)技術簡介5、回轉窯5.3回轉窯的基本技術參數(shù)5

46、.3.1填充率 回轉窯內(nèi)物料的截面面積與窯的橫截面面積之比為窯的填充率。填充率與窯的直徑無關，大約為517%。窯的填充率過高，會削弱窯內(nèi)熱傳遞。在窯的實際操作中，窯的填充率不應超過13%。填充率f窯內(nèi)物料填充率，% G單位時間通過窯內(nèi)物料量，t/hg物料平均容重，t/m a物料休止角，Di窯內(nèi)徑, mn窯轉速, r/minS窯斜度, 0 03763.GS DniPage:四、生產(chǎn)技術簡介5、回轉窯5、3回轉窯的基本技術參數(shù)5.3.2窯速與喂料量窯操作時，為了保證熟料煅燒，窯需要快轉，物料填充率較小，物料換熱、固相反應充分，因此窯的喂料與窯的轉速影響適應，它們的關系由下圖所示（對于5000t/d

47、窯的操作）：Page:四、生產(chǎn)技術簡介5、回轉窯5.3回轉窯的基本技術參數(shù)5.3.3物料在窯內(nèi)的停留時間nDSL77. 1tiPage:四、生產(chǎn)技術簡介5、回轉窯5.3回轉窯的基本技術參數(shù)5.3.4回轉窯內(nèi)各帶的長度 回轉窯內(nèi)各帶的長度與入窯分解率、窯速、喂料量、物料成分、火焰長短等因素有關。入窯分解率越高，分解帶越短；窯速越快，燒成帶、冷卻帶越短；物料量越大，過渡帶越長；火焰越長，燒成帶越長。一般來說，窯內(nèi)各帶的長度如下分解帶分解帶過渡帶過渡帶燒成帶燒成帶冷卻帶冷卻帶分解爐窯分解爐窯24D56D67D0.51.5D超短窯超短窯1.5-2D4.5D3.5-4D1DPage:四、生產(chǎn)技術簡介6、

48、冷卻機6.1第三代篦冷機的結構特點及關鍵技術（1）高溫區(qū)采用充其梁、高阻力充氣篦板 采用低阻力篦板，粒徑為5mm的通風量只有粒徑為20mm通風量的55%左右。由于粒徑的變化使得冷卻風量發(fā)生較由于粒徑的變化使得冷卻風量發(fā)生較大變化大變化 采用高阻力篦板，粒徑為5mm的通風量可以達到粒徑為20mm的通風量的85%以上。在一定程度上緩解了通風量在一定程度上緩解了通風量不均的問題，為消除冷卻機不均的問題，為消除冷卻機“串風串風”創(chuàng)造了有利條件。創(chuàng)造了有利條件。Page:四、生產(chǎn)技術簡介6、冷卻機6.1第三代篦冷機的結構特點及關鍵技術（2）在中溫區(qū)采用低漏料阻力篦板 這種篦板既減少細粒熟料的漏料量，又增

49、加了篦板的通風阻力。篦板阻力的增加同樣可降低不均勻料層阻力對篦床總阻力的影響，有利于熟料的進一步冷卻和熱回收。雖然有的用冷風室供風（一般用充氣梁供風）對熟料進行冷卻，仍可滿足冷卻需要（3）在低溫區(qū)采用普通篦板 因為經(jīng)過前兩篦板區(qū)的冷卻，熟料溫度已顯著降低，采用普通篦板完全可以滿足要求。Page:四、生產(chǎn)技術簡介6、冷卻機6.1第三代篦冷機的結構特點及關鍵技術（4）合理配置冷卻風 在篦床的三個區(qū)域，根據(jù)料溫、料量及所要求冷卻后的出料溫度，配置不同風量、風壓的風機，以滿足冷卻的需要 第三代篦冷機在冷卻風配置上，全面考慮料層縱、橫向的阻力（料厚及顆粒組成）和料溫的分布規(guī)律，既沿縱向又沿橫向將篦床劃分

50、為足夠小的區(qū)域，形成合理的冷卻小單元，并有針對性地分配可調(diào)節(jié)的冷卻風（稱可控流），最終達到以最少的冷卻風冷卻盡可能多的熱熟料，降低空氣消耗量，提高二、三次風溫，從而達到高產(chǎn)、高效、低熱耗的目的Page:四、生產(chǎn)技術簡介6、冷卻機6.2第二代與第三代篦冷機的對比 第二代篦冷機的工作原理料多的3區(qū)通風少料細的2區(qū)通風少料粗的4區(qū)通風多 第三代篦冷機的工作原理料多的3區(qū)、料細的2區(qū)以及料粗的4區(qū)通過高阻力篦板和風門1A、1B、1C、1D、1E調(diào)節(jié)使它們的通風相同Page:五、煅燒過程中的物理化學變化 硅酸鹽水泥熟料形成的過程，實際上是石灰石、黏土、鐵礦石等主要原料經(jīng)過加熱，發(fā)生一系列物理化學變化形成C3S 、 C2S 、C3A 和C4AF 等礦物的過程，不論窯型的變化如何，其過程是不變的。 水泥生料在加熱煅燒過程中所發(fā)生的主要變化，包括自由