【正文】 關(guān)系 　　 　熟料的礦物組成 　　 本節(jié)主要概念：硅酸三鈣（A礦、阿利特） 　　　新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程 　 　 　新型干法水泥生產(chǎn)的特點 　　新型干法水泥生產(chǎn)的特點在于： 　　產(chǎn)品質(zhì)量高　由于生料制備全過程廣泛采用現(xiàn)代均化技術(shù)，生料成分均勻穩(wěn)定，熟料質(zhì)量可與濕法生產(chǎn)相媲美； 　　生產(chǎn)能耗低　采用高效多功能擠壓粉磨、新型粉體輸送設(shè)備，大大降低了粉磨和輸送電耗；懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)使熟料燒成熱耗可降低至3000kJ/kg以下，水泥單位電耗降低至90～； 　　環(huán)保　有利于低質(zhì)原燃材料的綜合利用，系統(tǒng)NOx生成量少，可廣泛利用廢渣、廢料、再生燃料及降解有害廢棄物； 　　生產(chǎn)規(guī)模大　單機(jī)生產(chǎn)能力可達(dá)10000t/d，勞動生產(chǎn)率高； 　　自動化程度高　各種現(xiàn)代控制手段應(yīng)用于生產(chǎn)全過程，保證生產(chǎn)的均衡穩(wěn)定，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高效、低消耗的目的； 　　管理科學(xué)化　應(yīng)用IT技術(shù)進(jìn)行有效管理，信息獲取、分析、處理的方法科學(xué)、現(xiàn)代化； 　　投資大、建設(shè)周期長　由于技術(shù)含量高，資源、地質(zhì)、交通運(yùn)輸?shù)葪l件要求較高，耐火材料消耗大，整體投資大?！⌒滦透煞ㄋ嗌a(chǎn)的技術(shù)特征 　　本節(jié)主要內(nèi)容：　新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù) 　　　　　　　　　　新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程　 　　　　　　　　　　新型干法水泥生產(chǎn)的特點　　 但濕法粉磨電耗較低，生料易于均化，成分均勻，熟料質(zhì)量較高，且輸送方便，揚(yáng)塵少，在20世紀(jì)30年代得到迅速發(fā)展?！　⑸戏奂尤脒m量水分制成生料球，喂入立窯或立波爾窯內(nèi)煅燒成熟的生產(chǎn)方法為半干法生產(chǎn)。 立波爾窯　　水泥的粉磨設(shè)備也有球磨機(jī)和立式磨兩大類。立筒預(yù)熱器窯　但我國在相當(dāng)長的一段歷史時期內(nèi)，立窯仍將繼續(xù)存在。 　　干法生料粉磨設(shè)備有球磨機(jī)和立式磨兩大類。 　　 　　凡細(xì)度、終凝時間、不溶物和燒失量中的任一項不符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或混合材料摻加量超過最大限量和強(qiáng)度低于商品標(biāo)號規(guī)定的指標(biāo)時稱為不合格品。 　　強(qiáng)度等級是按規(guī)定齡期的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度來劃分的，、其中R型為早強(qiáng)型水泥，其早期強(qiáng)度較高。是水泥技術(shù)要求中最關(guān)鍵的主要性能指標(biāo)，又是設(shè)計混凝土配合比的重要依據(jù)。 　　堿含量 　　水泥中堿含量過高時，若骨料中含在活性成分，可能發(fā)生堿集料反應(yīng)使混凝土破壞。 　　%，若經(jīng)壓蒸安定性試驗合格，%。 　　若水泥中某些成分的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在水泥水化過程中甚至硬化后，產(chǎn)生劇烈而不均勻的體積變化，使建筑物強(qiáng)度明顯降低甚至潰裂，這種現(xiàn)象便是水泥安定性不良。 　　初凝時間：水泥從加水開始到標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿失去流動性并開始失去塑性的時間； 　　終凝時間：水泥從加水開始到標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿完全失去塑性，開始產(chǎn)生機(jī)械強(qiáng)度的時間。 　　細(xì)度 　　細(xì)度即水泥的粗細(xì)程度，通常用比表面積或篩余百分?jǐn)?shù)表示。 　　燒失量 　　燒失量是指水泥在950～1000℃高溫下煅燒失去的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 　　硅酸鹽水泥技術(shù)指標(biāo)主要有不溶物、燒失量、細(xì)度、凝結(jié)時間、安定性、氧化鎂含量、三氧化硫含量、堿含量及強(qiáng)度指標(biāo)。 　　　硅酸鹽水泥生產(chǎn)技術(shù)要求　　 　　技術(shù)要求即品質(zhì)指標(biāo)，是衡量水泥品質(zhì)及保證水泥質(zhì)量的重要依據(jù)。 　　根據(jù)混合材料的性質(zhì)及其在水泥水化過程中所起的作用，混合材料分為活性混合材料和非活性混合材料兩大類。 　　硅酸鹽水泥分為兩種類型：不摻加混合材料的稱I型硅酸鹽水泥，代號為P?I，在硅酸鹽水泥熟料粉磨時摻加不超過水泥質(zhì)量5%石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的稱II型硅酸鹽水泥，代號為P?II。 　硅酸鹽水泥生產(chǎn)技術(shù)要求 后來，又陸續(xù)出現(xiàn)了硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥等特種水泥品種，從而使水硬性膠凝材料發(fā)展成更多類別。1824年，英國人阿斯普丁(J．Aspdin)將石灰石和黏土配合燒制成塊，再經(jīng)磨細(xì)成水硬性膠凝材料，加水拌和后能硬化制成人工石塊，且具有較高強(qiáng)度，因為這種膠凝材料的外觀顏色與當(dāng)時建筑工程上常用的英國波特蘭島上出產(chǎn)的巖石的顏色相似，故稱之為波特蘭水泥(Portland Cement，中國稱為硅酸鹽水泥)。 水泥的發(fā)明 階段時間膠凝材料天然黏土?xí)r期新石器時代 距今約4000—10000年黏土石膏一石灰時期公元前2000—3000年石灰、石膏石灰一火山灰時期公元初至18世紀(jì)石灰、火山灰天然水泥時期18世紀(jì)下半葉天然水泥硅酸鹽水泥時期19世紀(jì)初硅酸鹽水泥多品種水泥時期20世紀(jì)至今各種水泥 石灰、石膏、菱苦土、水玻璃 水硬性膠凝材料在拌水后既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，通常稱為水泥，如硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥等。 非水硬性膠凝材料(氣硬性膠凝材料) 非水硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，故又稱氣硬性膠凝材料，如石灰、石膏等。 各種水泥 無機(jī)膠凝材料 膠凝材料 氣硬性膠凝材料英國人阿斯普丁()于1824年10月首先取得了該項產(chǎn)品的專利權(quán)。多品種多用途水泥的大規(guī)模生產(chǎn)，形成了現(xiàn)代水泥工業(yè)。 　　　硅酸鹽水泥熟料 　　凡以適當(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（簡稱熟料）。 　　　石膏 　　石膏用作緩凝劑，其作用是調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間。水泥質(zhì)量可以通過化學(xué)指標(biāo)和物理指標(biāo)加以控制和評定。 　　不溶物 　　不溶物是指水泥經(jīng)酸和堿處理，不能被溶解的殘留物。 　　%。 　　水泥細(xì)度過粗，不利于水泥活性的發(fā)揮；而細(xì)度過細(xì)時需水量增加，粉磨電耗增加。 　　硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，普通硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，終凝不得遲于10h。 　　引起水泥安定性不良的原因主要是游離氧化鈣、氧化鎂含量過高或石膏摻量過多。 　　三氧化硫 　　水泥中的三氧化硫主要是生產(chǎn)水泥時為調(diào)節(jié)凝結(jié)時間加石膏而帶入的。 　　水泥中堿含量按Na2O＋。水泥強(qiáng)度以不同齡期抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度表示。各強(qiáng)度等級水泥的各齡期強(qiáng)度值不利低于下表數(shù)值。水泥包裝標(biāo)志中水泥品種、標(biāo)號、工廠名稱和出廠編號不全的也屬于不合格品。水泥生產(chǎn)方法可簡單概括為“兩磨一燒”，即生料粉磨、熟料煅燒、水泥粉磨。立式磨通常采用烘干兼粉磨系統(tǒng)，即系統(tǒng)通入熱風(fēng)，在粉磨生料的同時進(jìn)行烘干；球磨機(jī)也可采用烘干兼粉磨系統(tǒng)，或原料預(yù)先烘干后再入磨粉磨。 　　回轉(zhuǎn)窯的種類較多，其分類如下： 　中空濕法窯　　　　　　　　　　　　 　濕法短窯　　　　　　　　　　　　　　 干法中空窯回轉(zhuǎn)窯　 　　干法回轉(zhuǎn)窯　　 懸浮預(yù)熱器窯　　　　　　 　　水泥的生產(chǎn)方法按生料制備方法的不同，分為干法，濕法和半干法三大類。另外，將濕法制備的生料漿脫水后入窯煅燒，稱為濕磨干燒，也屬半干法生產(chǎn)，亦可將其歸入半濕法或濕法。　　半干法生產(chǎn)的立波爾窯是回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)史上的重大發(fā)展，回轉(zhuǎn)窯熱耗降低了50%以上。 硅酸鹽水泥熟料的組成 硅酸二鈣（B礦、貝利特） 鋁酸三鈣　鐵鋁酸四鈣（C礦、才利特） 硅酸鹽礦物 　熔劑礦物　玻璃體　游離氧化鈣 　方鎂石 　　本節(jié)主要內(nèi)容：　　熟料的化學(xué)組成 　　通常硅酸鹽水泥熟料中，以上四種礦物組成含量波動范圍如下：C3S　　37～60% C2S 　　　化學(xué)成分與礦物組成間的關(guān)系 　　熟料中的主要礦物由各主要氧化物經(jīng)高溫煅燒化合而成，熟料礦物組成取決于化學(xué)組成，控制合適的熟料化學(xué)成分是獲得優(yōu)質(zhì)水泥熟料的中心環(huán)節(jié)，根據(jù)熟料化學(xué)成分也可推測出熟料中各礦物的相對含量高低。二氧化硅（SiO2）SiO2也是水泥熟料的主要成分之一，與CaO形成硅酸鹽礦物。Al2O3高，C3A多，水泥凝結(jié)硬化速度快，水化熱大，抗硫酸鹽性能變差。氧化鎂（MgO）當(dāng)熟料中含有少量氧化鎂時，能降低熟料液相生成溫度，增加液相量，降低液相粘度，有利于熟料形成，還能改善熟料色澤。三氧化硫（SO3）適量SO3在燒成過程中可起礦化劑作用，在水泥中作緩凝劑，SO3過多會導(dǎo)致安定性不良。在硅酸鹽水泥熟料中，并不是以純的硅酸三鈣存在，而是以少量的其它氧化物，如MgO、Al2O3等形成固溶體，稱為A礦，或稱阿利特。硅酸二鈣硅酸二鈣在熟料中含量一般為20%左右，硅酸二鈣有四種晶型，α－C2S、α’－C2S、β－C2S、γ－C2S，實際生產(chǎn)的正常熟料以β－C2S存在，當(dāng)燒成溫度低，液相量不足，C2S含量高，冷卻速度慢，窯內(nèi)還原氣氛嚴(yán)重時，C2S在低于500℃時，容易由β－C2S轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀鯚o水硬性的γ－C2S，體積膨脹10%，造成熟料粉化。如右圖。通常在Al2O3含量較高的慢冷熟料中，才結(jié)晶出較完整的大晶體，熟料質(zhì)量比較差。C4AF常固溶少量其它氧化物，稱為C礦或才利特。玻璃體的數(shù)量隨冷卻條件而變，急冷熟料中玻璃體含量多。（2）還可能由于熟料慢冷或在還原氣氛下使C3S分解出氧化鈣，以及熟料中的堿等取代C3S、C2S、C3A中的氧化鈣，形成二次游離氧化鈣。方鎂石：方鎂石是游離狀態(tài)的氧化鎂晶體。方鎂石膨脹的嚴(yán)重程度與其含量、晶體尺寸有關(guān)，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，熟料中氧化鎂含量應(yīng)小于5%，但如水泥經(jīng)壓蒸安定性檢驗合格，熟料中氧化鎂含量可允許放寬到6%。 本節(jié)主要概念：率值 硅酸率 鋁氧率 石灰飽和系數(shù)（KH） 在一定工藝條件下，率值是質(zhì)量控制的基本要素。硅酸率高，硅酸鹽礦物含量多，熟料質(zhì)量高，但燒成困難；硅酸率低，液相量多，易燒性好，但熔劑礦物高，硅酸鹽礦物減少，會降低熟料強(qiáng)度，n過低時易結(jié)大塊。p值的大小，一方面關(guān)系到熟料水化速度的快慢，同時又關(guān)系到熟料液相的粘度，從而影響以熟料煅燒的難易。，熟料中的礦物為C3S、 C2S 、C3A、C4AF；、 C2S 、C4AF、C2F。為保證熟料質(zhì)量，同時不出現(xiàn)過量f－CaO，～。 由礦物組成計算率值 　熟料化學(xué)組成、礦物組成與率值的換算 　硅酸鹽水泥熟料礦物組成的計算 　　熟料的礦物組成可用儀器分析，如巖相分析、X射線分析的紅外光譜等分析測定，也可用計算法，根據(jù)化學(xué)成分或率值計算。石膏是用作調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時間的組分，是緩凝劑；同時適量的石膏也可以提高水泥的強(qiáng)度。不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水泥稱為廢品或不合格品。 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)過程通?？煞譃槿齻€階段：生料制備、熟料煅燒、水泥制成及出廠。國內(nèi)水泥廠都把率值作為控制生產(chǎn)的主要指標(biāo)。 水泥生產(chǎn)的主要原料 　　本節(jié)主要概念：石灰質(zhì)原料　　黏土質(zhì)原料 石灰質(zhì)原料的種類和性 含 黏土雜質(zhì)越多，水分越高。是一種極好的水泥原料。 分類：高鈣泥灰?guī)r：CaO≥45% 低鈣泥灰?guī)r：CaO＜45% 表面附有泥砂和鹽類(如MgClNaCl、KCl)等對水泥生產(chǎn)有害的物質(zhì)，所以使用時需用水沖洗干凈。 目前沿海小水泥廠有的采用這種原料。 （1）石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求 有害成分為MgO、R2O、（Na2O、K2O）和游離SiO2。 用10%鹽酸滴在白云石上有少量的氣泡產(chǎn)生，滴在石灰石上則劇烈地產(chǎn)生氣泡。 （3）常見石灰質(zhì)原料的化學(xué)成分 名稱燒失量 CaO C1O．82 O．23 王官營O．10 浩良河 (4)石灰質(zhì)原料的性能測試方法　　石灰質(zhì)原料中各種元素(或氧化物)的含量：可用化學(xué)分析方法定量確定。 化學(xué)成分類似于黏土，可作為黏土使用，但其硅率較低，通常配料時需摻加硅質(zhì)校正原料。 （4）粉砂巖 主要礦物是石英、長石、 黏土等，膠結(jié)物質(zhì)有黏土質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)及碳酸鹽質(zhì)。 （5）河泥、湖泥類 其成分決定于河岸崩塌物和流域內(nèi)地表流失土的成分。 （6）千枚巖 巖石中的細(xì)小片狀礦物定向排列，斷面上可見許多大致平行，極薄的片理，片理面呈絲絹光澤。(1)品質(zhì)要求 Ⅰ n、p值要適當(dāng)。 Ⅱ 盡量不含碎石、卵石，粗砂含量應(yīng)小于5%。Ⅲ 旋窯生產(chǎn)時對可塑性不做要求。 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，必須根據(jù)所缺少的組分摻加相應(yīng)的原料，這種以補(bǔ)充某些成分不足為主的原料稱校正原料。(1)鐵質(zhì)校正原料 水泥生產(chǎn)用輔助原料　 　　本節(jié)主要概念：校正原料　鐵質(zhì)校正原料 　硅質(zhì)校正原料　鋁質(zhì)校正原料　低品位原料 　　本節(jié)主要內(nèi)容： 中國水泥工業(yè)目前一般采用固體燃料來煅燒水泥熟料。 (1)固體燃料的種類和性質(zhì) 回轉(zhuǎn)窯一般使用煙煤，立窯采用無煙煤或焦煤末。 ②煙煤煙煤是一種碳化程度較高，干燥灰分基揮發(fā)分含量為15％～40％的煤。褐煤中自然水分含量較大，性質(zhì)不穩(wěn)定，易風(fēng)化或粉碎。 (2)煤的質(zhì)量要求 水泥工業(yè)用煤的一般質(zhì)量要求 揮發(fā)分/% 低位發(fā)熱量/(kJ/kg)濕法窯立波爾窯機(jī)立窯預(yù)分解窯 ≤28 22～32 ≤3 ≥21740 校正原 料 燃料 低品位原料和工業(yè)廢渣的利用 低品位原料和工業(yè)廢渣的利用 Fe質(zhì)原料廢渣化。 使用低品位原料急工業(yè)廢渣時應(yīng)注意：這些原料成分波動大，使用前先要取樣分析，且取樣要有代表性；使用時要適