【正文】 關系 　　 　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)品質量高　由于生料制備全過程廣泛采用現(xiàn)代均化技術，生料成分均勻穩(wěn)定，熟料質量可與濕法生產(chǎn)相媲美； 　　生產(chǎn)能耗低　采用高效多功能擠壓粉磨、新型粉體輸送設備，大大降低了粉磨和輸送電耗；懸浮預熱和預分解技術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　單機生產(chǎn)能力可達10000t/d，勞動生產(chǎn)率高； 　　自動化程度高　各種現(xiàn)代控制手段應用于生產(chǎn)全過程，保證生產(chǎn)的均衡穩(wěn)定，達到優(yōu)質、高效、低消耗的目的； 　　管理科學化　應用IT技術進行有效管理，信息獲取、分析、處理的方法科學、現(xiàn)代化； 　　投資大、建設周期長　由于技術含量高，資源、地質、交通運輸?shù)葪l件要求較高，耐火材料消耗大，整體投資大。　新型干法水泥生產(chǎn)的技術特征 　　本節(jié)主要內(nèi)容：　新型干法水泥生產(chǎn)技術 　　　　　　　　　　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，熟料質量較高，且輸送方便，揚塵少，在20世紀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　　水泥的粉磨設備也有球磨機和立式磨兩大類。立筒預熱器窯　但我國在相當長的一段歷史時期內(nèi)，立窯仍將繼續(xù)存在。 　　干法生料粉磨設備有球磨機和立式磨兩大類。 　　 　　凡細度、終凝時間、不溶物和燒失量中的任一項不符合國家標準規(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。 　　強度等級是按規(guī)定齡期的抗壓強度和抗折強度來劃分的，、其中R型為早強型水泥，其早期強度較高。是水泥技術要求中最關鍵的主要性能指標，又是設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反應發(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準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準稠度凈漿完全失去塑性，開始產(chǎn)生機械強度的時間。 　　細度 　　細度即水泥的粗細程度，通常用比表面積或篩余百分數(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量百分數(shù)。 　　硅酸鹽水泥技術指標主要有不溶物、燒失量、細度、凝結時間、安定性、氧化鎂含量、三氧化硫含量、堿含量及強度指標。 　　　硅酸鹽水泥生產(chǎn)技術要求　　 　　技術要求即品質指標，是衡量水泥品質及保證水泥質量的重要依據(jù)。 　　根據(jù)混合材料的性質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量5%石灰石或?；郀t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，且具有較高強度，因為這種膠凝材料的外觀顏色與當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時期新石器時代 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世紀石灰、火山灰天然水泥時期18世紀下半葉天然水泥硅酸鹽水泥時期19世紀初硅酸鹽水泥多品種水泥時期20世紀至今各種水泥 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。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，其作用是調節(jié)水泥的凝結時間。水泥質量可以通過化學指標和物理指標加以控制和評定。 　　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。 　　%。 　　水泥細度過粗，不利于水泥活性的發(fā)揮；而細度過細時需水量增加，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)水泥時為調節(jié)凝結時間加石膏而帶入的。 　　水泥中堿含量按Na2O＋。水泥強度以不同齡期抗壓強度、抗折強度表示。各強度等級水泥的各齡期強度值不利低于下表數(shù)值。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。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，在粉磨生料的同時進行烘干；球磨機也可采用烘干兼粉磨系統(tǒng)，或原料預先烘干后再入磨粉磨。 　　回轉窯的種類較多，其分類如下： 　中空濕法窯　　　　　　　　　　　　 　濕法短窯　　　　　　　　　　　　　　 干法中空窯回轉窯　 　　干法回轉窯　　 懸浮預熱器窯　　　　　　 　　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?！　“敫煞ㄉa(chǎn)的立波爾窯是回轉窯生產(chǎn)史上的重大發(fā)展，回轉窯熱耗降低了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 　　　化學成分與礦物組成間的關系 　　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組成，控制合適的熟料化學成分是獲得優(yōu)質水泥熟料的中心環(huán)節(jié)，根據(jù)熟料化學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，水泥凝結硬化速度快，水化熱大，抗硫酸鹽性能變差。氧化鎂（MgO）當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)還原氣氛嚴重時，C2S在低于500℃時，容易由β－C2S轉變?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，才結晶出較完整的大晶體，熟料質量比較差。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。方鎂石膨脹的嚴重程度與其含量、晶體尺寸有關，國家標準規(guī)定，熟料中氧化鎂含量應小于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，率值是質量控制的基本要素。硅酸率高，硅酸鹽礦物含量多，熟料質量高，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，會降低熟料強度，n過低時易結大塊。p值的大小，一方面關系到熟料水化速度的快慢，同時又關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。為保證熟料質量，同時不出現(xiàn)過量f－CaO，～。 由礦物組成計算率值 　熟料化學組成、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)化學成分或率值計算。石膏是用作調節(jié)水泥凝結時間的組分，是緩凝劑；同時適量的石膏也可以提高水泥的強度。不符合標準規(guī)定的水泥稱為廢品或不合格品。 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)過程通常可分為三個階段：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。 水泥生產(chǎn)的主要原料 　　本節(jié)主要概念：石灰質原料　　黏土質原料 石灰質原料的種類和性 含 黏土雜質越多，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，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）石灰質原料的質量要求 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）常見石灰質原料的化學成分 名稱燒失量 CaO C1O．82 O．23 王官營O．10 浩良河 (4)石灰質原料的性能測試方法　　石灰質原料中各種元素(或氧化物)的含量：可用化學分析方法定量確定。 化學成分類似于黏土，可作為黏土使用，但其硅率較低，通常配料時需摻加硅質校正原料。 （4）粉砂巖 主要礦物是石英、長石、 黏土等，膠結物質有黏土質、硅質、鐵質及碳酸鹽質。 （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)品質要求 Ⅰ n、p值要適當。 Ⅱ 盡量不含碎石、卵石，粗砂含量應小于5%。Ⅲ 旋窯生產(chǎn)時對可塑性不做要求。 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(jù)所缺少的組分摻加相應的原料，這種以補充某些成分不足為主的原料稱校正原料。(1)鐵質校正原料 水泥生產(chǎn)用輔助原料　 　　本節(jié)主要概念：校正原料　鐵質校正原料 　硅質校正原料　鋁質校正原料　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 回轉窯一般使用煙煤，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，性質不穩(wěn)定，易風化或粉碎。 (2)煤的質量要求 水泥工業(yè)用煤的一般質量要求 揮發(fā)分/% 低位發(fā)熱量/(kJ/kg)濕法窯立波爾窯機立窯預分解窯 ≤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質原料廢渣化。 使用低品位原料急工業(yè)廢渣時應注意：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