干法水泥生產工藝

干法水泥生產工藝第一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第一節(jié)硅酸鹽水泥的國家標準一、水泥的定義與分類凡細磨成粉末狀，加入適量水后成為塑性漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將砂石等散?；蚶w維材料牢固地膠結在一起的水硬性膠凝材料，稱為水泥。水泥按其性能與用途可分為：通用水泥、專用水泥和特性水泥三大類。通用水泥有硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復合水泥及石灰石水泥等七種。第二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日二、水泥工業(yè)的發(fā)展歷史與發(fā)展趨勢世界水泥工業(yè)的發(fā)展歷史：1824年：普通立窯—年產量約2千噸；1877年：干法中空回轉窯—年產量約1萬噸；1910年：機械化立窯—年產量約幾萬噸；1928年：立波爾窯—年產量約達10萬噸以上；1950年：懸浮預熱器窯—年產量幾十萬噸，熱耗更低；1971年：預分解窯—年產量可達幾百萬噸，日產1萬噸以上，質量高、熱耗低、電耗少、環(huán)境優(yōu)美，資源也得到了充分利用。第三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日世界水泥工業(yè)的發(fā)展趨勢1、大型化：單機產量已達15000t/d；2、自動化：采用計算機及集散控制技術，大大提高了控制管理能力，提高了生產效率；3、高效節(jié)能化：到目前為止，世界先進水泥工業(yè)企業(yè)單位產量電耗最低可達60kwh/t.ck，煤耗最低可達80kg/t.ck；4、環(huán)保生態(tài)化：新型干法水泥企業(yè)采用先進收塵設備，嚴格控制粉塵排放與噪聲污染，環(huán)境優(yōu)美，資源也得到了充分利用。第四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日我國水泥工業(yè)發(fā)展1889年：河北唐山啟新洋灰公司，現(xiàn)為啟新水泥廠，其后建設了大連、上海、中國、廣州水泥廠等；至1949年全國解放：全國生產能力300多萬噸，實際生產66萬噸；1952年，年產量286萬噸；至1987年：年產量1.86億噸；2005年：10億噸。2006年：12億噸。第五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日新型干法水泥生產總結為“八個字”優(yōu)質、高產、低耗、環(huán)保第六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日（一）硅酸鹽水泥和普通水泥的標準發(fā)展過程

1952年——采用日本強度試驗方法和前蘇聯(lián)水泥標號。

1956年——以前蘇聯(lián)水泥標準為藍本制訂全國統(tǒng)一的水泥標準和檢驗方法。

1979年——建立第二部水泥國家標準。

1992年——針對我國水泥面向國際市場，建立第二部國家標準。

1999年——修訂建立第四部水泥國家標準。標準分類：

GB——強制性國家標準、JC——建材行業(yè)標準、GB/T——推薦性國家標準等。三、硅酸鹽水泥的國家標準第七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日（二）基本概念

1、硅酸鹽水泥的定義與代號凡由硅酸鹽水泥熟料、0-5%石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏混合磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。分為兩種：不摻混合材料—Ⅰ型硅酸鹽水泥，代號P.Ⅰ；摻加不超過5%石灰石或?；郀t礦渣—Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號P.Ⅱ。

2、組分材料（1）熟料凡由適當成分生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的燒結物，稱為硅酸鹽水泥熟料，簡稱熟料。（2）混合材料在粉磨時與熟料、石膏一起加入磨內以改善水泥性能、調節(jié)水泥標號、提高水泥產量的礦物材料。（3）石膏用作調節(jié)水泥凝結時間的組分材料。第八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日3、國家標準對硅酸鹽水泥品質指標的要求（1）不溶物P.I—不超過0.75%，P.II不超過1.50%。（2）氧化鎂熟料中氧化鎂含量不得超過5.0%，經壓蒸安定性檢驗合格，不得超過6.0%。（3）三氧化硫水泥中三氧化硫不得超過3.5%。（4）燒失量P.I不超過3.0%，P.II不超過3.5%。（P·O≯5.0%）（5）細度0.08mm方孔篩余小于10.0%，比表面積大于300m2/kg。（6）凝結時間初凝不早于45min，終凝不遲于390min。（P·O≯10h）（7）安定性經沸煮法檢驗必須合格。第九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日（8）強度硅酸鹽水泥強度指標如下：標號抗壓強度（MPa）抗折強度（MPa）3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.08.0第十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日（9）堿含量以Na2O+0.658K2O表示。在使用活性骨料時，硅酸鹽水泥中堿含量應小于0.6%或由供需雙方商定。第十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日4、其他概念（1）安定性水泥在加水后體積變化的均勻程度，稱為體積安定性，簡稱安定性。（2）廢品凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中任一項不符合標準規(guī)定時，均為廢品。（3）不合格品凡細度、終凝時間、不溶物和燒失量中任一項不符合標準規(guī)定或混合材料摻加量超過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。第十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第二節(jié)硅酸鹽水泥熟料的形成過程硅酸鹽水泥主要由熟料組成，熟料的形成過程直接決定水泥的產量、質量、燃料與襯料的消耗以及窯的安全運轉。只有掌握了生料在煅燒過程中的物理化學變化規(guī)律，才能合理選擇水泥熟料煅燒方法，正確操作，科學控制，最終達到優(yōu)質、高產、低耗、環(huán)保的目的。生料在加熱過程中，依次發(fā)生干燥、粘土礦物脫水、碳酸鹽分解、固相反應、熟料燒結、熟料冷卻結晶等重要物理化學反應。第十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日一、干燥與脫水

1、干燥主要是指排除生料中自由水分的工藝過程。生料中的自由水分隨物料溫度而逐漸蒸發(fā)，當溫度升高至100～150℃時，生料中自由水分全部被排除。特點：在預熱器中蒸發(fā)生料中少量的水分，使生料迅速升溫。

2、脫水指在預熱器中熱煙氣作用下，粘土礦物分解放出化合水。脫水分兩種：一種是脫去配位水，一般在400-600℃以上才能脫去；一種是吸附水，一般在100℃左右即可脫去。粘土礦物脫水中一個吸熱過程，吸熱量較少，升溫速度快。在900～950℃時，無定形物質又轉變?yōu)榫w，同時放出熱量。（分解爐溫度控制范圍）第十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日3、碳酸鹽分解生料中碳酸鹽主要是碳酸鈣和碳酸鎂，它們在煅燒過程中分解并放出CO2的過程稱為碳酸鹽的分解過程。一般碳酸鎂在600℃開始分解，到750℃分解劇烈進行，并吸收大量熱；碳酸鈣在750℃開始分解，到897℃時分解劇烈進行，同時也吸收大量熱。由于碳酸鈣在水泥生料中占80%左右，其分解過程需要吸收大量的熱，這是熟料煅燒過程中消耗熱量最多的一個環(huán)節(jié)，也是水泥熟料煅燒的一個最重要的環(huán)節(jié)。MgCO3=MgO+CO2↑-（1047～1214）J/gCaCO3=CaO+CO2↑-1645J/g

（1）碳酸鈣分解反應的特點這是一個可逆的、強吸熱、燒失量大的反應，其分解溫度與CO2的分壓和礦物結晶程度有關。第十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日（2）碳酸鈣的分解過程①熱氣流從周圍環(huán)境向碳酸鈣顆粒表面?zhèn)鳠?；②熱量從顆粒表面向內部傳遞；③在一定溫度下碳酸鈣吸熱分解并放出CO2；④CO2氣體從顆粒內部向表面擴散；⑤CO2氣體從顆粒表面向四周擴散。⑥外加劑摻加少量外加劑如OH-等物質可以提高碳酸鈣的分解速度。下圖為正在分解的碳酸鈣顆粒

第十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日4、固相反應當窯內溫度升高到一定程度時，生料中各種氧化物之間就會產生相互反應即固相反應，其固相反應過程如下：

800℃：形成CA、CF、C2S；

800-900℃：開始形成C12A7；

900-1100℃：形成C2AS后又分解。開始形成C3A和C4AF。所有碳酸鈣均分解，游離氧化鈣達到最大值。

1100-1200℃：大量形成C3A和C4AF，C2S含量達最大值。固相反應是放熱反應。普通原料放熱量約為420-500J/g。第十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日

影響固相反應的因素：（1）和生料的細度及其均勻程度生料越細，生料的均勻性越好，其固相反應接觸面積越大，反應越快。（2）原料的性質原料中結晶SiO2越多，結晶越大，其易燒性越差，固相反應速度就越慢。（3）溫度反應溫度越高，質點能量越高，擴散速度越快，可加快固相反應的速度。（4）礦化劑采用適當的礦化劑，可以促使SiO2晶體活化，加速生料中的結晶SiO2分解，從而加快固相反應。第十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日5、熟料的燒結

（1）熟料的燒結過程熟料的燒結就是在高溫液相下，固相硅酸鈣和氧化鈣都逐步溶解于液相中，硅酸二鈣吸收氧化鈣形成硅酸鹽水泥的主要礦物——硅酸三鈣。其反應方程式如下：C2S+CaO→C3S

熟料的燒成溫度一般在1250—1450—1250℃，故通常把1250—1450—1250℃稱為熟料的燒結溫度。在此溫度范圍內大致需要10-20min完成熟料的燒結過程。第十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日（2）影響熟料燒結過程的因素①最低共熔溫度最低共熔溫度越小，液相出現(xiàn)越早，熟料的燒結就會越快。②液相量適當的液相量可以加速C3S的形成，一般熟料在燒成過程中液相量為20-30%。③液相的粘度液相的粘度對C3S的形成有很大的影響。粘度越小，質點擴散速度越快，C3S也就越易形成。④液相的表面張力液相的表面張力越小，就越易潤濕固相顆粒表面，也就越有利于C3S的形成。⑤氧化鈣和硅酸二鈣溶于液相的速率氧化鈣和硅酸二鈣的溶解速度加快，就會加快C3S的形成速度，熟料就越易燒結。第二十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日5、熟料的冷卻（1）冷卻的作用改善熟料質量與易磨性；降低熟料的溫度，便于儲存、運輸和粉磨；部分回收熟料出窯帶走的熱量，預熱二次空氣，從而降低熟料的熱耗，提高熱效率。熟料冷卻的方式分為三種：急冷——冷卻速度很快；平衡冷卻——冷卻速度適中；獨立結晶——冷卻速度很慢。熟料在冷卻過程中，將有部分熔劑礦物形成晶體析出，另一部分來不及析晶而呈玻璃態(tài)存在。第二十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日

（2）急冷的作用①減少C3S分解。因為熟料在冷卻時，其中的C3S在1250℃左右時會分解成C2S，并產生二次f-CaO，降低了熟料的早強。②避免C2S產生晶型轉變。熟料在冷卻時，其中的C2S在500-600℃左右時，會從β-C2S轉變?yōu)棣?C2S，其密度由3.24降低到2.97，體積膨脹約11%，而導致熟料脹裂崩潰而使熟料粉化。γ-C2S幾乎沒有水硬性，從而大大降低了熟料的強度。③使MgO形成固溶體，降低熟料中方鎂石的含量。熟料冷卻速度快，可以使其中的MgO形成固溶體，不至于形成難以水化的方鎂石，保證了熟料的安定性。④使C3A形成固溶體，提高熟料的抗硫酸鹽性，克服水泥快凝。熟料冷卻速度快，可以使其中的C3A形成固溶體，提高了熟料的抗硫酸鹽性。同時由于C3A形成了固溶體，還可以使其水化速度減慢，防止熟料快凝。⑤提高熟料的易磨性。熟料冷卻速度快，可以在其內部產生內應力，從而改善了熟料的易磨性，提高水泥粉磨的效率，降低了粉磨成本。第二十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第三節(jié)硅酸鹽水泥熟料的礦物組成

硅酸鹽水泥熟料礦物主要由氧化鈣、氧化硅、氧化鋁和氧化鐵四種氧化物組成，同時還含有約5%的少量如氧化鎂、三氧化硫、氧化鈦、氧化磷以及堿等?，F(xiàn)代生產的硅酸鹽水泥熟料，各主要氧化物含量波動范圍為：CaO：62-67%；SiO2：20-24%；Al2O3：4-7%；Fe2O3：2.5-6.5%。第二十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日熟料礦物中，氧化鈣、氧化硅、氧化鋁和氧化鐵不是以單獨的氧化物存在，而是經高溫煅燒后，以兩種或兩種以上氧化物反應生成的多種礦物集合體，其結晶細小，通常為30-60um。硅酸鹽水泥熟料中主要形成四種礦物：硅酸三鈣：3CaO.SiO2；硅酸二鈣：2CaO.SiO2；鋁酸三鈣：3CaO.Al2O3；鐵鋁酸四鈣：4CaO.Al2O3.Fe2O3。另外，還有少量的游離氧化鈣（f-CaO）、方鎂石（結晶氧化鎂）、含堿礦物以及玻璃體等。以上四種主要礦物約占95%，其中硅酸鈣約占75%，合稱為硅酸鹽礦物；鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣占22%左右，稱為熔劑礦物。第一節(jié)熟料的礦物組成第二十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日一、硅酸三鈣硅酸三鈣在干法水泥熟料中約占50-60%。通常和少量其它氧化物如氧化鎂、氧化鋁等形成固溶體，稱為阿利特或A礦。硅酸三鈣的水化特點：

1、早期強度高，總強度高；

2、水化速度較快；

3、水化熱較大；

4、抗水性差。增大熟料中硅酸三鈣含量，可以提高熟料的強度，但過高時，會給煅燒帶來困難，同時熟料中游離氧化鈣增高，從而降低水泥強度，甚至會影響水泥的安定性。第二十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日二、硅酸二鈣熟料中硅酸二鈣約占20%左右。通常硅酸二鈣與少量其它氧化物如氧化鎂、氧化鋁等形成固溶體，稱為貝利特或B礦。熟料中硅酸二鈣的水化速度水化較慢，約為硅酸三鈣的20分之一。至28d僅水化20%左右。硅酸二鈣的水化特點：

1、早期強度低，總強度較高；

2、水化速度慢；

3、水化熱?。?/p>

4、抗水性好。增大熟料中硅酸二鈣含量，可以提高熟料的后期強度，但過高時，燒結范圍會變窄，熟料易產生粉化，從而降低水泥強度。第二十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日三、鋁酸三鈣熟料中鋁酸三鈣與其它少量氧化物如Na2O等形成固溶體，由于在反光顯微鏡下呈暗灰色，故又稱為黑色中間相。鋁酸三鈣水化迅速，放熱量大，凝結很快，其強度在三天內大部分發(fā)揮出來，28d達到80%以上，故早強較高，但后期強度有倒縮現(xiàn)象。鋁酸三鈣的水化特性：（1）早強較高，但后期強度差；（2）水化速度快；（3）水化放熱量大；（4）抗硫酸鹽性差。第二十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日四、鐵鋁酸四鈣

熟料中鐵鋁酸四鈣與其它少量氧化物如Na2O等形成固溶體，由于在反光顯微鏡下呈亮白色，故又稱為白色中間相。鐵鋁酸四鈣水化較快，放熱量較小，早強較高，介于硅酸三鈣與鋁酸三鈣之間。鐵鋁酸四鈣的水化特性：（1）早強較高，后期強度較好；（2）水化速度較快；（3）水化放熱量較小；（4）抗硫酸鹽性好。第二十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日五、玻璃體在硅酸鹽水泥熟料中，熔融液相在冷卻時來不及結晶，會產生玻璃體。玻璃體的主要成分為：Al2O3、Fe2O3、CaO，還有少量的MgO和堿（K2O和Na2O）等。一般情況下，玻璃體在熟料中的含量為20-30%。過多則液相量太大，易產生結大塊；過少則熟料不易燒結，兩種情況都會使熟料質量變差。玻璃體在水化時放熱較高，其易磨性較好。第二十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日六、游離氧化鈣當配料不當，生料過粗或煅燒不良時，熟料中就會出現(xiàn)沒有被吸收的以游離狀態(tài)存在的氧化鈣，稱為游離氧化鈣，又稱為游離石灰。它在偏光顯微鏡下為無色圓形顆粒，有明顯解理。在反光顯微鏡下用蒸餾水浸蝕后呈現(xiàn)彩虹色。死燒的游離氧化鈣結構致密，水化慢，在加水三天后才有明顯反應，水化生成氫氧化鈣時，體積膨脹97.9%，產生膨脹應力，嚴重時影響水泥的安定性。一般應控制在1.5%以下。第三十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日七、方鎂石方鎂石為游離狀態(tài)的氧化鎂晶體。其水化速度慢，水化時也會膨脹，影響水泥的安定性。一般含應控制在5.0%以下，經壓蒸安定性檢驗合格后可放寬到6.0%。在反光顯微鏡下觀察，方鎂石呈不規(guī)則的多角形。用蒸餾水浸蝕后，呈粉紅色鑲黑邊。第三十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第三節(jié)熟料的率值水泥熟料是一種多礦物集合體，主要是由四種主要礦物組成。故在生產控制中，不僅要控制各氧化物的含量，還應控制各氧化物之間的比例即率值。常用的率值有：石灰飽和系數（KH）、硅率（SM）、鋁率或鐵率（IM）；其他還有水硬率（HM）等。第三十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日一、石灰飽和系數石灰飽和系數是指熟料中氧化硅被氧化鈣飽和的程度，也就是氧化硅反應生成硅酸鈣所需氧化鈣的量與氧化硅完全飽和生成硅酸三鈣所需氧化鈣最大含量的比值。KH=

考慮到熟料中還有游離氧化鈣、游離氧化硅與石膏，故應將上式改為：KH=

當KH=1.0時，形成的熟料礦物為C3S、C3A、C4AF，而無C2S；當KH=0.66時，形成的熟料礦物為C2S、C3A、C4AF，而無C3S。為使熟料順利形成，不致因游離石灰而影響熟料質量，干法預分解窯的KH值一般在之間。第三十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日KH值對熟料質量和煅燒的影響在生產中，適當提高KH值，可以改善熟料強度，提高熟料的質量。但KH值過高，則會使需要的煅燒溫度升高，保溫時間過長，耐火磚壽命減短，同時易產生f-CaO，降低熟料煅燒的產量和質量；KH值過低，雖然煅燒溫度降低，升溫速度加快，但熟料中硅酸鹽礦物含量尤其是C3S降低，不僅煅燒時易結大塊，同時也會使熟料易粉化，熟料的強度降低，同樣也不可取。第三十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日二、硅酸率簡稱硅率，用SM或n表示。它表示熟料中硅酸鹽礦物與熔劑礦物之比。

通常情況下，干法預分解窯硅酸鹽水泥熟料中的n值一般為。若熟料中硅率過高時，則煅燒時由于液相量顯著減少，熟料煅燒困難，特別是當氧化鈣含量低，硅酸二鈣含量多時，熟料易于粉化。粉化后的熟料強度低，嚴重影響熟料的質量。當硅率低時，則熟料中硅酸鹽礦物太少而影響水泥強度，且由于液相過多，易出現(xiàn)結大塊、結爐瘤、結圈等現(xiàn)象，嚴重影響窯的操作。第三十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日熟料的粉化熟料的粉化是指當熟料中二氧化硅過多，冷卻速度慢時，熟料中的C2S在500-600℃會由β-C2S轉變?yōu)棣?C2S，其密度由3.24增大到2.97，體積膨脹約11%，而使熟料脹裂崩潰，這就是熟料的粉化。熟料粉化后生成的γ-C2S幾乎沒有強度，因而嚴重影響熟料的質量。第三十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日三、鋁氧率也稱為鋁率、鐵率。以IM或p表示。它是指熟料的熔劑礦物中C3A與C4AF之比。一般情況下，熟料的p值要求在之間。熟料的鋁率高，熟料中鋁酸三鈣多，相應鐵鋁酸四鈣就較少，液相粘度大，物料難燒。鋁率過低，雖然液相粘度較小，液相中質點易于擴散，對硅酸三鈣形成有利，但燒結范圍變窄，窯內易結大塊，不利于窯的操作。第三十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日

由于現(xiàn)代新型干法水泥生產廣泛采用了高新技術，在生產全過程特別是預分解窯系統(tǒng)有很大的改進，熟料的率值由過去的“兩高一中”即“高硅率、高鋁率、中飽和比”：

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調整改變?yōu)椤叭摺保海?/p>

熟料中硅酸鈣含量達到70%甚至75%以上，硅酸三鈣達到60%甚至65%以上。第三十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第二節(jié)硅酸鹽水泥的生產方法與過程一、生產方法分為三個階段：石灰質原料、粘土質原料和少量校正原料經破碎后，按一定比例配合、磨細，并配合為成分合適、質量均勻的生料，稱為生料制備；生料在水泥窯內煅燒至部分熔融所得以硅酸鈣（C3S、C2S）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、適量混合材料或外加劑共同磨細制成水泥，稱為水泥制成。二、生產工藝過程主要工藝過程為：生料制備（包括原料破碎烘干、原料預均化、原料的配合、生料粉磨和均化等）、熟料煅燒、水泥制成（包括水泥的粉磨與裝運）。概括起來即“兩磨一燒”。干法生料粉磨可以采用開路或閉路系統(tǒng)用球磨機粉磨，或用烘干兼粉磨系統(tǒng)。烘干兼粉磨系統(tǒng)可以在立磨（輥式磨內），也可在球磨機內進行。第三十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日

1、生料制備當干法生產的原料較復雜時，原料在入磨前，也可在預均化堆場預先進行均化。為保證入窯生料具有質量均勻、適當的化學組成，除應嚴格控制原、燃料的化學成分，進行精確的配料外，還應在生料庫內進行調配并攪拌均化。

2、熟料燒成熟料的煅燒現(xiàn)在主要采用預分解窯燒成，其熟料煅燒熱耗低，生產能力大，效率高，成本低。另外，世界各國還在積極研究探索新型煅燒方法，如沸騰式煅燒、電熱、激光、低溫煅燒等。

3、水泥制成水泥粉磨通常在球磨機內進行，可以采用開路或閉路系統(tǒng)。另外，許多企業(yè)采用輥壓機與球磨機結合的預終粉磨或終粉磨系統(tǒng)，配合使用新型高效選粉機，其電耗低，成本低，效率高，效果好。

4、水泥出廠出磨水泥通常在水泥庫內貯存，進行必要的分析和檢驗，以保證出廠水泥質量合格，成品水泥可以經過包裝或散裝后發(fā)運出廠。第四十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日干法（窯外分解窯）生產工藝流程圖A、石灰石礦山B、粘土礦山C、破碎車間D、生料車間E、燒成車間F、水泥車間G、包裝車間H、修理車間J、變電所K、化驗室與辦公樓1、鉆機2、電鏟3、自卸汽車4、破碎機5、皮帶6、預均化堆場7、電子計量秤8、輥式磨9、球磨機10、新型高效選粉機11、排風機12、電收塵器13、旋風收塵器14、立式磨15、生料均化儲存庫16、空氣泵17、五級旋風預熱器18、分解爐19、增濕塔20、電收塵21、煙囪22、回轉窯23、冷卻機24、三次風管25、熟料庫26、煤粉制備27、燃料28、水泥庫29、鐵路30、包裝機第四十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第四十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第四十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日新型干法水泥生產工藝流程第四十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第二章原燃料及生料制備

根據水泥品種、原料的物理化學性能與具體的生產條件，確定所用原料的配合比，稱為生料的配料。第一節(jié)原燃料選擇及其對干法生產的影響

制造硅酸鹽水泥的主要原料是石灰質原料（主要提供氧化鈣）和粘土質原料（主要提供氧化硅與氧化鋁，也提供部分氧化鐵）。當粘土中氧化硅不足時，可用高硅原料如砂巖、砂子等進行校正；當粘土中氧化鋁含量偏低時，可摻入高鋁原料如煤渣、粉煤灰、煤矸石渣等。此外，為改善易燒性，有時加入少量的礦化劑。第四十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日一、石灰質原料常用的天然石灰質原料有石灰石、泥灰?guī)r、白堊、貝殼等。水泥生產對石灰質原料的質量要求：1、CaO≥48.0%；2、MgO≤3.0%；3、SO3≤1.0%；4、R2O≤0.6%；5、f-SiO2≤4.0%。第四十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日二、粘土質原料天然粘土質原料有黃土、粘土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。其中黃土與粘土應用最多最廣泛。其中主要礦物為高嶺土（石）、蒙脫石、伊利石等。水泥生產對粘土質原料的質量要求：一等品：；；MgO≤3.0%；R2O≤4.0%；SO3≤3.0%；二等品：或；p值不限；MgO≤3.0%；R2O≤4.0%；SO3≤3.0%；第四十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日三、校正原料在生產中當石灰質原料和粘土質原料配合所得生料成分不能符合配料方案要求時，必須根據所缺少的組分摻加相應的原料，以補充某些不足的成分，這種原料稱為校正原料。主要為鐵質、硅質、鋁質校正原料三種。

1、鐵質校正原料質量要求：Fe2O3≥40%不含有害雜質。常用的鐵質校正原料有硫酸渣、鐵礦石、鉛礦渣、銅礦渣等。

2、硅質校正原料質量要求：n≥4.0或SiO2=70-90%；R2O≤4.0%。常用的硅質校正原料有粉砂巖、砂巖和河砂等。

3、鋁質校正原料質量要求：Al2O3≥30%

且不含有害雜質。常用鋁質校正原料有鋁釩土、煤渣、煤矸石、粉煤灰等。第四十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日四、燃料新型干法回轉窯一般采用煙煤煅燒水泥，近幾年來，由于產煤地區(qū)資源及價格的差異，經過大量研究與實踐，我國已經成功開發(fā)出預分解窯利用無煙煤煅燒技術。由于無煙煤著火點高，燃燒時間長，燃盡時間與反應類型、反應溫度、煤種類、顆粒細度、過剩空氣量等有關。無煙煤的燃盡時間約是煙煤的1.5～1.6倍。揮發(fā)分＜5%的無煙煤著火溫度比普通煙煤(揮發(fā)分>25)高出200℃，說明揮發(fā)分較低的煤通常著火溫度較高，著火特性較差，無煙煤更差。一般為提高無煙煤在窯系統(tǒng)的燃燒速度，要求入窯爐煤粉細度達到0.08mm方孔篩余小于3-5%。對預分解窯來說，為防止結皮，還要求煤中含硫量小于1.5%。第四十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日五、微量元素的影響（一）MgO熟料中含少量MgO，有以下作用：1、增加液相量。2、降低熟料熔融溫度。3、改善水泥色澤。4、過多的MgO會影響水泥安定性。一般熟料中的MgO含量在2-3%以下。（二）堿堿在熟料中有以下作用：1、微量堿可以降低燒成溫度，增加液相量。2、過多堿使CaO難以吸收，不利于燒成。3、堿含量過高會降低水泥強度，使凝結時間不正常。4、硬化水泥表面起白霜，易開裂，產生堿集料反應。5、生料堿含量過高，在干法生產中，易結皮堵塞。第五十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日（三）SO3在熟料中含有的SO3有以下作用：1、降低液相粘度，增加液相量，有利于C3S的形成。2、降低熟料的燒成溫度。3、降低水泥的凝結速度，延長凝結時間。4、過量的SO3會影響水泥的安定性。（四）TiO2在熟料中含有少量TiO2（0.5-1.0%）可以提高強度，過量則會降低熟料強度，故一般熟料中的TiO2不超過0.3%。（五）P2O5在熟料中含有0.1-0.3%的P2O5可以提高強度，過多則會加速C3S分解，產生二次f-CaO，降低強度。第五十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第二節(jié)原燃料的破碎烘干及預均化一、破碎1、破碎的目的固體物料在外力作用下，克服了內聚力，而使固體物料破碎的過程，稱為破碎。在水泥生產過程中，破碎物料的目的在于提高烘干和粉磨的效率，同時亦便于物料的均化、運輸和儲存。2、破碎的分類粗碎≥100mm，中碎≥30mm，細碎≥3mm第五十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日3、破碎方法破碎方法按施加外力的方法可分為：(a)壓碎：適于脆性堅硬物料粗碎。(b)磨碎：適于細小物料細碎。(c)劈碎：適于軟、脆物料。(d)擊碎：較脆、硬物料。第五十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日二、烘干原料烘干的目的：1、保證磨機正常安全運轉，防止出現(xiàn)包球、糊磨、飽磨等不正?，F(xiàn)象。2、有利于粉狀物料的輸送、儲存及均化。烘干后各原料的入磨水分要求應根據各生產工序合理確定。通常要求如下：石灰石粘土鐵粉煤混合材0.5～1.0%

<1.5%

<5%

<3.0%

<2%第五十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日三、原燃料預均化1、預均化的目的降低原燃料成分波動，保證生料配料、粉磨及熟料煅燒的正常、高效，提高熟料產質量，降低消耗。2、預均化的作用：（1）縮短進廠原燃料成分的波動周期，為準確配料、生料粉磨提高良好的條件。（2）顯著降低原燃料成分波動的振幅，縮小標準偏差，提高生料成分的均勻性，穩(wěn)定熟料煅燒時的熱工制度。（3）有利于擴大原燃料資源，利用低品位原燃料，降低生產消耗與成本，提高經濟效益，增強企業(yè)的市場競爭力。第五十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日3、預均化的條件一般根據原料的變異系數Cv來判定是否進行預均化。S—標準偏差，—各次測量的平均值。當Cv＜5%時，原燃料均勻性良好，不需要預均化。Cv＝5-10%時，原燃料成分有一定波動，若生料配料準確，均化效果好，可以不預均化，否則必須預均化。Cv＞10%時，原燃料均勻性差，成分波動大，必須進行預均化。第五十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日4、預均化原理經破碎后的原燃料在堆放時，盡可能以最多的相互平行、上下重疊的同厚度料層構成料堆。在取料時按垂直于料層方向的截面對所有料層切取一定厚度的物料，循序漸進，依次切取，直到整個料層物料取完為止。即“平鋪直取”。第五十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日5、預均化的工藝及設施預均化堆場是一種機械化、自動化程度高的預均化設施。送入堆場的原燃料，通過采用堆料機連續(xù)以薄層疊堆，形成200-500層的具有一定長度比的料堆，取料機則按垂直于料堆的縱向對各料層同時切取，實現(xiàn)各層物料的混合，達到均化的目的。預均化堆場有矩形與圓形兩種。矩形預均化堆場設兩個料堆，一個堆料，一個同時取料，交替進行，每個料堆的儲量通?？墒褂?-7天。圓形預均化堆場與矩形相比，占地面積小，投資少，操作簡便，有利于自動控制。但圓環(huán)形料堆的物料分布對稱性與均勻性較差，若作為預配料堆場時，總是在堆料端布料，難以及時調整，且受廠房直徑限制，容量比矩形堆場小，不易擴建。第五十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日矩形預均化堆場示意圖第五十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日圓形預均化堆場示意圖1、進料膠帶機2、固定溜子3、堆料機4、中心柱

5、取料機6、接料膠帶機7、廠房8、料堆第六十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日圓型預均化堆場第六十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日圓形堆場的人字形堆料法第六十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日影響預均化效果的因素1、物料的粒度、形態(tài)2、物料的含水率3、堆料層數4、堆、取料方法與設備5、減少死料堆第六十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第三節(jié)干法生產對生料的要求及配料一、有害成分含量二、細度三、均化效果第六十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日配料方案，也就是熟料的礦物組成選擇，一般根據水泥品種、原料與燃料的品質、生料的制備、生料的易燒性與熟料煅燒工藝等進行綜合考慮，以達到保證水泥質量、提高產量、降低消耗和設備長期安全運轉的目的。第六十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日一、確定配料方案的依據配料方案主要是根據所要求生產的水泥品種、生產水泥所需的原燃料性質、生料質量以及生產所用的窯型和生產方式確定。第六十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日二、熟料率值的選擇

1、KH值的選擇工藝技術條件較好、入窯生料成分穩(wěn)定、生料預燒性好、看火操作水平較高或在生料中摻加礦化劑的，應選擇較高的KH值，反之應選擇較低KH值。

2、n值的選擇

n值的選擇應與KH值相適應：

KH值偏高，n值應適當降低，否則會導致生料中熔劑礦物減少，生料的易燒性變差，熟料中fCaO也會增大。KH值偏低時，n值應適當增大，否則會導致生料中硅酸鹽礦物減少，熟料的強度也會降低。

3、p值的選擇選擇p值時也應與KH值相適應。一般情況下，當提高KH值時，應相應選擇p值，以降低液相出現(xiàn)的溫度和粘度，有利于C3S的形成。第六十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第四節(jié)干法生料技術參數的控制和調節(jié)各率值的范圍要求：，，第六十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日煤的工業(yè)分析項目MarAarVarFCarQnet,ar（KJ/kg）數值（%）4.4928.5620.1246.8320930第六十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日均化鏈各環(huán)節(jié)的功能搭配開采：＜10%預均化：H=7-10，35-40%粉磨：H=1-2，＜15%均化：H=7-15，40%。第七十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第三章硅酸鹽水泥熟料的煅燒硅酸鹽水泥主要由熟料組成，熟料的煅燒過程直接決定水泥的產量、質量、燃料與襯料的消耗以及窯的安全運轉。只有掌握了生料在煅燒過程中的物理化學變化規(guī)律，才能合理選擇水泥熟料煅燒方法與窯型，正確操作，達到優(yōu)質、高產、低耗的目的。因此，了解并研究熟料的煅燒過程是非常必要的。雖然水泥生產窯型有很多種，但窯內形成熟料的反應基本是相同的。

第七十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日二、影響回轉窯產質量的因素1、生料的易燒性配合形成生料的各種原料品位越高，成分波動越小，其中晶體含量越少，結晶越不完全，以及生料越均勻，則生料的易燒性必須會大大提高。生料易燒性好，燒成熟料所需的熱量越少，熟料越易于燒成，其產量也越高，質量越好。因而，在選擇原料時，應盡可能選擇質量好、成分波動小、含結晶氧化物越少的原料。同時加強原料的預均化與生料的均化，降低生料的波動，提高其均勻性，就能有效提高煅燒效率，提高窯的產質量。第七十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日2、風、煤、料的配合在煅燒操作中，風、煤的配合越合理，煤的燃燒越完全，窯內的熱力強度越大，越有利于熟料的燒成。煤與料的配合越恰當，就能夠為熟料的燒成提供必需的熱量，保證熟料中各種礦物能及時快速生成，也就能夠提高窯的生產效率。所以，在生產中要嚴格控制風、煤、料三者的比例及其波動，做到既保證生料燒成熟料有足夠的熱量，又讓煤能夠充分燃燒，不致造成能源浪費，才能提高窯的產、質量，降低消耗，降低成本。3、窯的傳熱能力窯的傳熱能力越強，熱交換越迅速，可以加速熟料的形成，有利于提高窯的產量、降低消耗與提高質量。要提高窯的傳熱能力，則必須使生料在形成熟料的過程中，充分與熱空氣接觸，增大其傳熱面積，加快其傳熱速度。因此，要保證入窯生料的細度，增大生料在與熱空氣接觸時的分散程度，保障熱交換的時間，才能最終做到提高窯的傳熱能力，提高窯的產質量。第七十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日三、懸浮預熱器窯1、生料預熱的特點顆粒細小、與熱氣流交換熱量的面積大、升溫速度快、時間短。其結果是生料中的碳酸鈣在入窯前，分解率得到較大幅度的提高（達到40%左右），大大減輕了窯的熱負荷，從而提高窯的生產效率。生料在預熱器內要反復經過分散—懸浮—換熱—氣固分離四個過程。生料分散程度越高、與熱空氣的接觸面積越大，氣固分離越充分，傳熱效率就越高。2、懸浮預熱器的類型常用的懸浮預熱器有旋風預熱器，其上部為鋼板卷制焊接而成的圓筒，下部為圓錐，故又簡稱旋風筒。根據理論計算，使用五到六級旋風筒，其傳熱效果，常用的是五級旋風筒，也有四級筒。第七十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日為使生料能充分分散，懸浮于管道內氣流中，應注意：（1）在生料進入每級預熱器的上升管道內安裝生料分散裝置，使生料在上面受到沖擊而分散。如插板、縮口、風翅及螺旋等裝置。（2）物料進入管道應選擇適宜的角度、位置。一般應使生料逆氣流方向而入，增強氣流對生料的沖擊分散作用，延長生料在管道內的停留時間，保證熱交換的充分進行。（3）保證兩級旋風筒之間有足夠長的管道，使生料易于懸浮，且有足夠的熱交換空間與時間。（4）旋風筒下部卸料裝置應保證密封性，防止漏風。（5）保證熱煙氣量、溫度與速度。一般來說，旋風筒內傳熱量約占10-20%，絕大部分傳熱是在煙氣管道內進行的。第七十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日四、窯外分解窯又稱為預分解窯，它是一種能顯著提高水泥回轉窯產量的煅燒工藝設備。其主要特點是把大量吸熱的碳酸鈣分解反應從窯內傳熱速率較低的區(qū)域轉移到懸浮預熱器與窯之間的分解爐內進行。生料在分解爐內分散率極高，傳熱速度很快，碳酸鹽分解十分迅速。在生料入窯前，其碳酸鈣分解率可達到90-95%，使生產能力在懸浮預熱器的基礎上更進一步得到大幅度提高，熱耗也有較大的降低。預分解窯的工藝流程如下圖5-3所示。第七十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日圖5-3帶五級旋風預熱器窯外分解窯的工藝流程圖Q=3300t/d，q=3000kJ/kgCK（717kcal/kgCK）

1、分解爐2、回轉窯（燃料40%）3、冷卻機

4、冷卻機三次風入分解爐5、風機6、各級旋風預熱器第七十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日圖5-6預分解窯系統(tǒng)工藝流程示意圖第七十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第四節(jié)熟料冷卻機水泥出窯熟料溫度約為1100-1300℃，每1kg熟料含有1170-1380KJ（280-330kcal）熱量，若得到充分回收熟料帶走的熱量可以預熱二次空氣，提高燃燒速度和溫度以及窯和冷卻機的熱效率。同時也可改善熟料質量和易磨性，保障設備安全有效運轉。常用的冷卻機可分為兩大類：筒式（回轉式）和篦式冷卻機。筒式冷卻機又分類單筒式和多筒式冷卻機兩種。單筒式冷卻機熟料出冷卻機溫度約為150-250℃，預熱后的空氣可達700-800℃，熱效率可達55-70%。預分解窯常用篦式冷卻機。第七十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日篦式冷卻機又分為振動篦式、推動篦式和回轉篦式冷卻機等。振動篦式冷卻機冷卻速度快出冷卻機熟料溫度低，但冷卻風量大，熱效率低，且占地面積大，已逐漸改用推動篦式冷卻機。推動篦式冷卻機分為水平推動式、傾斜推動式、復合推動式三種。其特點是：料層較厚、物料運動速度慢，冷卻速度快、二次風溫高（可達600-900℃），出冷卻機熟料溫度可降低至80-150℃，熱效率較高可達65-75%。但設備結構復雜，篦板材質要求高。第八十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第四章硅酸鹽水泥的制成硅酸鹽水泥的制成是將合適組成的硅酸鹽水泥熟料與石膏、混合材料經粉磨、貯存、均化達到質量要求的過程，是水泥生產過程中的最后一個環(huán)節(jié)。第八十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第一節(jié)粉磨物料的性質一、水泥組成材料的準備(一)硅酸鹽水泥熟料(二)混合材料(三)石膏第八十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日經煅燒出窯后的熟料，需要儲存處理。熟料儲存處理的作用如下：

1、保證窯、磨的生產平衡生產中備有一定儲量的熟料，在窯出現(xiàn)短時間(3～5d)內的停產情況下，可滿足磨機生產需要的熟料量，保證磨機連續(xù)工作。

2、降低熟料溫度，保證磨機的正常工作從冷卻機出來的熟料溫度一般在100～300℃之間。過熱的熟料加入磨中一是會降低磨機產量；二是會使磨機筒體因熱膨脹而伸長，對軸承產生壓力，過熱還會影響磨機的潤滑，對磨機的安全運轉不利；三是磨內溫度過高，使石膏脫水過多，將引起水泥凝結時間不正常。(一)硅酸鹽水泥熟料第八十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日

3、改善熟料質量，提高易磨性出窯熟料中含有一定數量的f-CaO，儲存時能吸收空氣中部分水汽，使部分f-CaO消解為Ca(OH)2，在熟料內部產生膨脹應力，因而提高了熟料的易磨性，改善水泥安定性。

4、有利于質量控制根據出窯熟料質量等次不同，分別存放，以便搭配使用，保持水泥質量的穩(wěn)定。第八十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日(二)混合材料磨制水泥時，摻加數量不超過國家標準規(guī)定的混合材料，一方面可以增加水泥產量，降低成本，改善和調節(jié)水泥的某些性質，另一方面綜合利用了工業(yè)廢渣，減少了環(huán)境污染?；旌喜牧系臏蕚洌紫?，要根據生產水泥的品種，確定選用混合材料的種類。其次，盡量選用運距近，進廠價格低的混合材料。第三，根據進廠混合材料的干濕狀況進行干燥處理。第四，調配混合材料，使其質量均勻。第八十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日(三)石膏石膏在水泥中，主要是起延緩水泥凝結時間的作用，同時有利于促進水泥早期強度的提高。磨制水泥時加入的石膏，要求來源定點，種類分清，質量均勻。通常是石膏經破碎設備破碎后在儲庫中備用。第八十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日二、水泥組成材料的配比磨制水泥時，水泥的組成材料要按照一定的比例配合入磨。主要有下列影響因素：

1、水泥品種

2、水泥標號

3、隨著水泥中?；郀t礦礦渣摻量的增加，SO3的摻量可適當提高。

4、水泥組成材料的種類、質量和成本。

5、水泥品質指標要求。第八十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第二節(jié)粉磨細度與入磨物料的粒度一、入磨粒度二、生料粉磨細度三、水泥粉磨細度第八十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日一、入磨粒度入磨粒度小，球磨機可減小鋼球直徑，在鋼球裝載量相同時，個數增加，其總表面積增加，提高了鋼球對物料的粉磨效果，從而提高了產量，降低了單位電耗。一般，球磨機物料的入磨粒度為5-25mm。對球磨機而言，大多要求入磨粒度小于25mm或30mm；立式磨可達100mm。1第八十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日二、生料粉磨細度一般要求為0.2mm方孔篩余≤1.0-1.5%，0.08mm方孔篩余≤10.0%，生產技術和設備條件好的廠可適當放寬。過粗會影響水泥熟料的煅燒，過細會降低磨機產量，提高電耗。第九十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日三、水泥粉磨細度熟料必須經過粉磨，并在粉磨過程中加入少量石膏，達到一定細度，才成為水泥。通常水泥細度愈細，水化速度愈快，愈易水化完全，對水泥膠凝性質的有效利用率就愈高；水泥的強度，特別是早期強度也愈高，而且還能改善水泥的泌水性、和易性、粘結力等。粗顆粒水泥只能在顆粒表面水化，未水化部分只起填料的作用。但是水泥并不是越細越好。第九十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日水泥不能過細，其原因是：1、水泥太細，粉磨電耗太高，磨機產量低；2、水泥細度太大，水化時其需水量增加，早強有所增大，但后期強度會降低；3、水泥有少量>90um的粗顆粒，在水化時可起到橋梁骨架作用，有利于提高混凝土的強度。2水泥是不是越細越好？為什么？第九十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日一般試驗條件下，水泥顆粒大小與水化的關系是：

<10um，水化最快；

3-30um，是水泥主要的活性部分；

>60um，水化緩慢；

>90um，表面水化，只起微集料作用。第九十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日水泥比表面積與水泥有效利用率(一年齡期)的關系是：

3000cm2/g時，只有44％可水化發(fā)揮作用；

7000cm2/g時，有效利用率可達80％左右；

10000cm2/g時，有效利用率可達90—95％。第九十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日圖6-1破碎粉磨系統(tǒng)經濟粒度第九十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日圖6-2不同顆粒大小的水泥細度

曲線1：＜30um；曲線2：3-9um；

曲線3：9-25um；曲線4：25-50um第九十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日水泥冷卻的目的與方法水泥冷卻的目的：水泥中的二水石膏在90℃開始脫水，130℃大量脫水，當石膏脫水過多時，水泥會產生假凝。同時高溫的水泥在庫內脫水，易產生結塊，降低水泥質量，因而水泥必須冷卻。第九十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日水泥冷卻的方法：1、筒體淋水。直徑在3m以下的磨機，采用筒體淋水有明顯效果，可降低溫度40℃左右。大型磨機，由于直徑大，磨機中心冷卻效果較差。2、磨內通風。磨內通風可以降低水泥溫度，同時將細粉吹向磨尾，減少過粉磨現(xiàn)象，提高粉磨效率和水泥質量。但磨內通風量受到粉磨流程、產品細度要求等制約。3、磨內噴水。大型磨機采取磨內噴水可以有效降低磨內溫度。為保證水泥質量和冷卻效果，磨內噴水量應控制在水泥質量的1%左右。4、選粉機內通入冷風。新型高效選粉機在選粉機內通入冷風，通過多次分選提高選粉效率，同時也可以降低水泥的溫度。5、出磨水泥采用專用冷卻設備。如采用流態(tài)化冷卻器，可以使水泥的溫度降低到60℃以下。第九十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日粉磨系統(tǒng)及選粉機選粉設備經歷四代變化：粗粉分離器、離必選粉機、旋風選粉機、新型高效選粉機等。第九十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日粗粉分離器1、進風管2、外錐殼體3、內錐殼體4、反射錐5、粗粉出口管6、導向葉片7、排氣管第一百頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日物料與空氣（熱空氣）從粗粉分離器底部管道以20-30m/s的速度進入，經菱形反射錐將粗顆粒反彈落下，物料與氣流沿內外錐間隙上升，由于通風面積增大，氣流速度下降，較粗顆粒因重力被收下。氣流與物料繼續(xù)上升，到達頂部經過導向葉片時，因方向改變，又有一部分粗粉從氣流中分離出來，粗粉收集后經粗粉管排出，細粉與氣流一道排出，再通過收塵器收下。一、粗粉分離器的原理第一百零一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日二、粗粉分離器操作方法

1、調節(jié)導向葉片的角度；角度越大，氣流旋轉越強烈，出去的產品越粗，產量越高。反之則越細，產量越小。

2、改變上升氣流的速度，氣體流速越大，產品越粗，產量越高，反之亦反。粗粉分離器常用于風掃煤磨、風掃生料磨等選粉。三、粗粉分離器的特點

1、結構簡單，操作方便。

2、無運動部件，不易損壞。

3、價格低，投資少，維護簡便。

4、生產能力較低，產品細度調節(jié)不靈活。

5、產品質量不高。

6、需另設收塵器回收細粉。第一百零二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日一、旋風選粉機的原理物料從加料口進入選粉機內撒料盤上，受到離心作用而飛向四周，由于重力作用落下，遇到大風葉產生的循環(huán)上升氣流作用，細粉被帶起，較粗顆粒經滴流裝置再次被分選其中較細粉又被帶起，粗粉在選粉室下部收集。細粉隨氣流進入旋風筒被收集。第一百零三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日旋風式選粉機1、電動機2,3、傳動裝置4、垂直軸5、進料管6、集氣管7、旋風分離器8、選粉室9、小風葉10、撒料盤11、滴流裝置12、粗粉管13、細粉管14、導風管15、支風管16,17、調節(jié)閥18、進風管19、風機第一百零四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日二、旋風式選粉產品細度調節(jié)方法

1、改變轉子轉速：上升氣流速度增大，產品細度降低，即產品變粗。

2、改變離心風機風速：開大集氣管閥，增加風速，上升氣流速度增大，產品細度降低，產品變粗。反之變細——粗調；開大支風管閥，進風減小，上升氣流速度降低，產品細度增大，產品變強。反之變粗——細調

3、改變小風葉數量：對粗粉的柵欄效應加強，產品變細?！氄{

4、改變滴流裝置：采用不同的滴流裝置，改變分選效率，而改變產品細度。第一百零五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日三、旋風式選粉機的特點

1、選粉能力較大，比離心式高2-2.5倍；

2、選粉效率與生產能力高，比離心式選粉機高約8-10%，電耗低約20%；

3、產品細度調節(jié)方便；

4、傳動部分結構簡單。機體磨損小，振動小，對基礎要求低；

5、密封要求高，出料口要設鎖風裝置；

6、占地面積較大。第一百零六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日新型高效選粉機

O-SEPA選粉機由日本小野田公司研制。其特點是：

1、物料粒徑分選準確，選粉效率高。

2、可在較大范圍控制產品細度，改進產品粒度分布。

3、提高產量10-20%，電耗降低8-20%，

4、設備小，重量輕，布置緊湊，其容積只有普通選粉機的1/2-1/6。

5、將收塵氣流與選粉氣流合二為一，簡化了工藝流程。

6、可通入冷風，強化水泥冷卻。第一百零七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日O-SEPA選粉機示意圖1、撒料板2、水平分料板3、籠式回轉調節(jié)葉片4、緩沖板5、導流葉片6、細粉管7、粗粉斗8、豎直回轉軸9、進料入口10、含塵空氣入口11、二次風入口12、三次風入口第一百零八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第四節(jié)

提高粉磨系統(tǒng)產質量、

降低消耗的主要途徑

在粉磨過程中，怎樣實現(xiàn)優(yōu)質、高產、低消耗(單位產品電耗、研磨體和襯板消耗)是粉磨系統(tǒng)最重要的問題。第一百零九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日一、粉磨流程與設備規(guī)格的選擇

1、采用閉路生產比開路生產效率要高。一般產質量要高10-20%，電耗要低10-20%2、采用大型設備生產效率要高。一般磨機規(guī)格越大，其單位產品電耗越低，生產管理越容易，也越容易實現(xiàn)自動控制，其產品產質量也越高。第一百一十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日二、入磨物料的性質1、溫度一般入磨物料的溫度不大于80℃

，最好小于50℃

。2、粒度入磨物料粒度要求小于25-30mm，最好在5-10mm。3、水分干法球磨機入磨物料水分超過4%，其產量會降低20%以上。故一般控制在1.0-1.5%以內。4、易磨性物料易磨性越好，粉磨越容易。第一百一十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日三、磨機種類與結構的選擇磨機種類常用的有鋼球磨、立式磨等。一般生料磨、煤磨常用→立式磨，產質量較高，控制操作方便。水泥磨常用→球磨機，操作簡單，投資較小。磨內隔倉板的位置與種類的選擇和設計對磨機產質量的影響也非常重要。第一百一十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日四、粉磨系統(tǒng)工藝參數的選擇粉磨系統(tǒng)的工藝參數主要有：研磨體的裝載量、材質與級配；球料比；磨內物料的流速；磨內通風速度；閉路磨的循環(huán)負荷率。選粉效率。第一百一十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日各類磨機的填充率磨機類型Φ值磨機類型Φ值烘干磨(中/尾卸)0.25-0.28選粉烘干短磨0.35-0.38開路長磨0.28-0.30二級閉路短磨0.40-0.45一級閉路長磨0.30-0.36第一百一十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日五、外加劑水泥生產中常加入少量的外加劑，提高磨機的產量、改善水泥的性能。常用的外加劑有無機、有機和復合三類。早期使用的多為前兩類，如：糖蜜、木質素、乙二醇或三乙醇胺等。助磨劑：含有胺基、羥基、羧基的表面活性劑。激發(fā)劑：提高水泥比表面積，增加反應活性，提高磨機產量，降低電耗。

1、生產比熟料強度高的水泥。2、生產低堿水泥。3、大量利用工業(yè)廢渣，節(jié)約資源、降低能耗、變廢為寶、減少污染。4、提高產質量、降低成本、改善性能。堿類、硫酸鹽類、高效復合水泥添加劑(助磨增強型)第一百一十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日助磨劑應具備的四種性能：1、易吸附，使物料不粘結聚團。2、表面活性作用，提高物料易磨性。3、消除靜電作用，避免產生緩沖層。4、提高磨內物料流動性，避免過粉磨現(xiàn)象。第一百一十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日助磨劑對礦渣水泥細度與強度的影響第一百一十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日

另外，還有采用分別粉磨也可以提高磨機產量，降低消耗。分別粉磨能夠較好地改善水泥的顆粒級配，提高抗壓強度、降低標準稠度用水量，并能夠降低粉磨電耗。在水泥性能基本相同的情況下，分別粉磨能夠有效提高水泥，混合材料的摻量。第一百一十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日粉磨技術與設備的發(fā)展一、粉磨設備大型化球磨機直徑5.5m以上，功率10000KW，臺產300噸。二、效率高、能耗低立磨、擠壓預終粉磨系統(tǒng)。三、高效選粉機繼離心、旋風選粉機后，以O-SEPA為代表的第三代新型高效選粉機得到迅速發(fā)展。四、實現(xiàn)操作自動化第一百一十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第七章生產質量控制生產質量控制是保證工廠正常生產、穩(wěn)定和提高水泥質量的關鍵。在生產過程中，原、燃料的成分與生產狀況是不斷變動的，前后工序密切相關，如果前一工序控制不嚴，就往往會給后一工序的生產帶來影響。因此，生產質量控制應根據生產工藝流程，經常地、系統(tǒng)地、及時對各生產工序，從原料、燃料、混合材料、生料、熟料以及成品水泥進行一環(huán)扣一環(huán)的控制。水泥生產控制與均化中，應以配料為重點，保證原料、生料成分的均勻、穩(wěn)定，抓住生產中的薄弱環(huán)節(jié)，確保熟料質量。第一百二十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第一節(jié)石灰石、粘土礦山的控制為了保證生料成分的合格與穩(wěn)定，石灰石在開采前，應進行生產勘探，系統(tǒng)地采樣作化學分析，以掌握石灰石礦山化學成分分布規(guī)律，從而根據掌子面各層的品位與厚度，進行計劃開采，做到高低品位合理搭配，以合理利用礦山資源，并保證入廠石灰石質量。對于粘土礦在生產前也應系統(tǒng)采樣進行分析。對粘土成分，除保證堿含量不應過高外，主要控制硅率與鋁率。生產過程中粘土也應定期取樣分析，視礦山成分，需要時也應搭配入廠，以確保粘土入廠成分符合要求。第一百二十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第二節(jié)原、燃料的預均化和控制原、燃料的預均化，主要用于水泥的石灰質原料和燃料煤。當干法水泥廠的礦山成分波動較大、地質構造復雜時，通常均應考慮采用原料石灰石預均化堆場或預均化庫。對于進廠燃料煤礦點不一或成分與熱值波動較大時，也應考慮燃煤的預均化堆場或預均化庫。特別是對燃煤供應礦點不易固定，且成分波動較大的廠以及工廠的大型化、自動化，對燃煤成分和熱值的穩(wěn)定都提出了更高的要求，有的水泥廠的燃煤預均化堆場貯存期達到了三個月以上，以保證窯的穩(wěn)定生產。粘土質原料多數波動較小，但有的工廠波動較大或品種復雜，時，也應進行預均化。第一百二十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日即使使用了預均化堆場，原料礦山不但仍然需要加強控制，而且仍應有計劃的開采和搭配入廠，以保證入窯生料質量。當不采用預均化堆場，進廠原燃料也應每批、每堆取樣進行分析，根據分析搭配或確定使用方法。燃煤應分堆存放，搭配使用，保證窯的熱工制度的穩(wěn)定。對進廠礦渣除進行化學分析外，尚應控制出烘干機時所含水分。視情況需要，還應進行礦渣活性測定。第一百二十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日第三節(jié)生料的均化和控制主要是控制生料的化學成分、生料細度，保證生料成分的均勻、穩(wěn)定。一、原料配合比的控制根據配料方案，確定各種原料的配合比，以保證出磨生料化學成分。主要包括控制碳酸鈣滴定值、氧化鐵含量、喂料量。第一百二十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日

1、碳酸鈣滴定值

TCaCO3=1.785CaO+2.48MgO

或采用熒光分析儀控制生料成分。要求碳酸鈣滴定值波動在目標值±0.50%，出磨生料合格率≥60%，入窯生料合格率≥80%。

2、氧化鐵含量要求波動在目標值±0.20%，合格率≥80%。

3、生料流量要求穩(wěn)定喂料量，保持磨頭倉料位的恒定，生料流量的波動在目標值±0.30%，合格率≥80%。第一百二十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日二、生料細度回轉窯生料細度常用兩種方法表示：即0.08mm方孔篩篩余和比表面積。要求0.08mm方孔篩篩余≯12.0%，合格率≥85%；比表面積為目標值±150cm2/g，合格率≥87.5%。若生