【導(dǎo)讀】，為何要作出限定或要求？，并簡(jiǎn)述水泥生產(chǎn)方法的發(fā)展趨勢(shì)。形式分別表示立窯、預(yù)分解窯的基本生產(chǎn)工藝流程。為確保水泥安定性良好應(yīng)作哪些限量要求？，如保避免所生產(chǎn)的硅酸鹽水泥出現(xiàn)廢品？“預(yù)分解窯生產(chǎn)線是我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展的基本方向”這句話的含義？如果采用螢石-石膏作復(fù)合礦化劑生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料時(shí)，其熟。料可能的礦物是哪些？，為什么一般來(lái)說(shuō)回轉(zhuǎn)窯熟料的強(qiáng)度常常較立窯的熟料強(qiáng)度高？CaO含量一定時(shí)，若增大SiO2含量對(duì)熟料燒成和水泥質(zhì)量有何影響？KH、硅率、鋁率的物理含義。KH和LSF在概念上有何不同？KH為什么不能大于1而LSF可以大于1？，試列出有關(guān)原料的名稱。若某廠使用的粘土質(zhì)原料的硅酸率為～，怎樣提高含硅量？如果硅酸率為～，就加入硅持質(zhì)校正原料來(lái)提高硅含量。試舉一例說(shuō)明其使用時(shí)應(yīng)注意什么問題？，試計(jì)算均化前后生料最大波動(dòng)范圍和。2．水泥中摻加適量混合材料的主要目的是什么?如何根據(jù)不同地域、混合材料的

　　

【正文】 爐氣超溫，從而引起結(jié)皮、堵塞等故障。同時(shí)，在窯內(nèi)還有緩沖作用。但要求過低，則窯外分解技術(shù)的優(yōu)越性得不到充分發(fā)揮。 ？ 答 （要點(diǎn)）：影響水泥強(qiáng)度的主要因素有：（ 1）熟料的礦物組成；（ 2）水泥細(xì)度；（ 3）施工條件： a 、水灰比及密實(shí)程度 b 、養(yǎng)護(hù)溫度 c 、外加劑 、堵塞的原因是什么？ 答（要點(diǎn)）：原燃料中帶入的堿（ R2O）、氯（ CL）、硫（ SO3），在預(yù)分解窯中循環(huán)、富集，在局部超溫情況下，形成低熔點(diǎn)礦物，形成結(jié)皮，嚴(yán)重時(shí)造成堵塞。 ？ 答（要點(diǎn)）：①改變水泥熟料礦物組成，適當(dāng)增加 C3S 和 C3A 含量；②提高水泥細(xì)度；③選用活性較高的?；郀t礦渣；④控制礦渣摻加量 。 ？對(duì)水泥質(zhì)量有何影響？在生產(chǎn)中如何控制？ 答（要點(diǎn)）：高溫狀態(tài)下未與 SiO AI2O Fe2O3 化合的氧化物稱為一次游離氧化鈣。因一次游離氧化鈣與水反應(yīng)速度慢且發(fā)生體積膨脹，故一次游離氧化鈣對(duì)水泥安定性影響最大 ,使水泥構(gòu)件出現(xiàn)彎曲、裂紋、破壞等嚴(yán)重質(zhì)量事故。生產(chǎn)中通過選取合理的生料率值控制水泥熟料中的一次游離氧化鈣。 、濕法回轉(zhuǎn)窯的特點(diǎn)分別是什么？ 答（要點(diǎn)）：濕法窯生產(chǎn)的特點(diǎn)：生料是含有 32%~40%水分的料漿，生料易混合，均化好，成分穩(wěn)定，環(huán)境污 染少，不需原料干燥設(shè)備，但熱耗較高。新型干法窯生產(chǎn)的特點(diǎn)：窯茼體短、產(chǎn)量高，生料空氣攪拌的均化效率高，廢氣利用率高，熱效率高，熱耗低，能用廢渣廢料作為原燃料，使用各種類型的收塵器消除污染，使之在產(chǎn)質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保等各方面都具有發(fā)展優(yōu)勢(shì)。 ？為什么？ 答（要點(diǎn)）：玄武巖可以代替粘土。因?yàn)樗休^多的 Fe2O Al2O3。它雖然致密堅(jiān)硬（比重為 2﹒ 5~3 噸 /米 3），但巖體內(nèi)有不少玻璃質(zhì)，所以脆性較大，熔點(diǎn)只有 1150℃。其化學(xué)成分與火山灰質(zhì)混合材相似，優(yōu)于粘土，因而可以補(bǔ)充粘土質(zhì) 原料鐵鋁含量的不足，甚至完全替代粘土配料。生產(chǎn)出來(lái) `的熟料含有較多的鐵鋁酸鈣，同時(shí)還可以作為鐵質(zhì)校正料，但其唯一的缺點(diǎn)是易磨性差，粉磨時(shí)要注意。 ？ 答（要點(diǎn)）：表觀分解率就是入窯生料分解率加上入窯回灰分解率的總稱。表觀分解率高于入窯生料的分解率，因?yàn)槠渲泻胁糠忠逊纸獾幕鼗?。在熱工?biāo)定時(shí)都采用表觀分解率表示。 ？ 答（要點(diǎn)）：生料均化的目的是為了消除或縮小入窯生料成分的波動(dòng)，使生料化學(xué)成分均勻穩(wěn)定，它對(duì)穩(wěn)定熟料的成分、穩(wěn)定窯的熱工制度、提高熟 料的產(chǎn)質(zhì)量具有重要的意義。 fCaO 的工藝措施有哪些？ 答（要點(diǎn)）：（ 1）配料要合理， KH 不要太高。（ 2）合理控制生料細(xì)度。（ 3）生料均化要好。（ 4）物料煅燒時(shí)要保證一定的液相量和液相粘度。（ 5）熟料急冷，以免產(chǎn)生體積膨脹。 ？ 答（要點(diǎn)）：（ 1）可防止或減少 C3S 分解。（ 3）能防止β C2S 轉(zhuǎn)化為γ C2S，導(dǎo)致熟料塊的體積膨脹。（ 3）能防止或減少 MgO 的破壞作用。（ 4）使熟料中 C3A 晶體減少，水泥不出出現(xiàn)快凝現(xiàn) 象。（ 5）可防止 C2S 晶體長(zhǎng) 大，阻止熟料完全變成晶體。（ 6）增大了熟料的易磨性。 ？ 答（要點(diǎn)）：（ 1）按順序開停車操作；（ 2）正常生產(chǎn)操作控制；（ 3）保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下盡量提高的量；（ 4）巡回檢查；（ 5）執(zhí)行不能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的規(guī)定。 ？ 答（要點(diǎn)）：（ 1） CaO≥ 48% (2)Mg% (3)fSiO2% (4)SO3% (5)R2O~%。 ？ 答（要點(diǎn)）：（ 1）出廠水泥合格率 100%；（ 2）富裕強(qiáng)度合格率 100%；（ 3） 28d 抗壓強(qiáng)度目標(biāo)質(zhì)≥（水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定質(zhì) +富裕強(qiáng)度 +3S）；（ 4）袋裝水泥 20 包的總質(zhì)量不少于 1000kg，單包凈質(zhì)量不小于 49kg，合格率 100%；（ 5）均勻性實(shí)驗(yàn)的 28d 抗壓強(qiáng)度變異系數(shù)（ Cr）目標(biāo)質(zhì)不大于 %。 水泥工藝學(xué)習(xí)題匯編～習(xí)題解答 第 2 章硅酸鹽水泥生產(chǎn)技術(shù) 1. 硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)有哪些，為何要作出限定或要求？ 答：硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)有： 1 ）不溶物：為了控制水泥制造過程中熟料煅燒質(zhì)量及限制某些組分材料的摻量。 2 ）燒失量 ：主要是為了控制水泥制造過程中熟料煅燒質(zhì)量以及限制某些組分材料的摻量； 3 ）細(xì)度（篩余，比表）：控制水泥顆粒有一定級(jí)配以保證水泥能夠水化更完全及在使用中能具有良好的和易性、不泌水等施工性能 。 4 ）凝結(jié)時(shí)間：初凝時(shí)間是為了保證水泥使用時(shí)，砂漿或混凝土有足夠的時(shí)間進(jìn)行攪拌、運(yùn)輸及砌筑；終凝時(shí)間是為了使混凝土能較快硬化或脫模等 。 5 ）安定性：為防止因某些成分的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在水泥水化過程中甚至硬化后，致使劇烈而不均勻的體積變化（體積膨脹）使建筑物強(qiáng)度明顯降低，甚至潰裂 。 6 ）氧化鎂含量：水泥中 MgO5%, 壓蒸試驗(yàn)合格可放寬 % 。防止安定性不良 。 7 ）三氧化硫含量：水泥中 SO 3 %, 防止安定性不良； 8 ）堿含量：防止發(fā)生堿 脊料反應(yīng)。 2. 簡(jiǎn)述硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝過程及原料。 答：硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝過包括：生料制備、熟料煅燒及水泥制成（簡(jiǎn)稱“兩磨一燒”）。 制備熟料的原料有： A 石灰質(zhì)原料如石灰石，泥灰?guī)r等； B 粘土質(zhì)原料如高嶺石類、蒙脫石類、水云母類等； C 校正原料如硅質(zhì)校正原料，鐵質(zhì)校正原料。 生產(chǎn)水泥的原料有：水泥熟料、石膏、及混合材 （包括?；郀t礦渣，粉煤灰，火山灰質(zhì)混合材）。 3. 試比較各種水泥生產(chǎn)方法有何特點(diǎn)，并簡(jiǎn)述水泥生產(chǎn)方法的發(fā)展趨勢(shì)。 答： 1 ）濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的特點(diǎn)為： a. 熟料質(zhì)量較好且均勻：由于生料制備成料漿，因而對(duì)非均質(zhì)原料適應(yīng)性強(qiáng)，生料成分均勻，工藝穩(wěn)定，使熟料的燒成質(zhì)量高，熟料中游離氧化鈣一般都很低，熟料結(jié)粒良好，熟料標(biāo)號(hào)高且穩(wěn)定； b. 粉塵飛揚(yáng)少：生料制備過程中粉塵飛揚(yáng)少，窯尾飛灰少，環(huán)境衛(wèi)生好，容易滿足環(huán)保要求，且輸送方便； c. 熟料單位熱耗高：濕法生產(chǎn)時(shí)需蒸發(fā) 32% ～ 40% 的料漿水分 ，故需耗用大量的熱量，消耗燃料量大，一般每千克熟料需消耗 5440 ～ 6600kJ 的熱量，能耗占水泥成本 1/2 ～ 1/3 ，較立窯、干法均高。 2 ）半干法的特點(diǎn)是：生料以料球形式入窯，料球中水份占 1 ～ 15% 。它的生產(chǎn)特點(diǎn)是干法粉磨的生料經(jīng)調(diào)配均勻，符合要求的生料加入適量水 ( 一般為 12 ～ 15%) 制作成料球，經(jīng)篦式加熱機(jī)喂入回轉(zhuǎn)窯煅燒成熟料 . 3) 普通干法回轉(zhuǎn)窯的特點(diǎn)是： a 是窯內(nèi)傳熱效率差，高溫廢氣的損失大，以至熱耗高； b 是生產(chǎn)成分波動(dòng)大，熟料質(zhì)量不高且不穩(wěn)定； c 是揚(yáng)塵點(diǎn)多，揚(yáng)塵大。 4) 新型干法水泥生產(chǎn)的特點(diǎn)： a, 優(yōu)質(zhì) 生料制備全過程廣泛采用現(xiàn)代化均化技術(shù)，使礦山采運(yùn) — 原料預(yù)均化 — 生料粉磨 — 生料均化過程，成為生料制備過程中完整的”均化鏈” 。 b, 高效 用懸浮預(yù)熱及預(yù)分解技術(shù)改變傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料堆積態(tài)的預(yù)熱和分解方法； c, 低耗 采用高效多功能擠壓技術(shù)和新機(jī)械粉體輸送裝置 。 d, 裝備大型化； e 生產(chǎn)控制自動(dòng)化； f, 應(yīng)用 IT 技術(shù)，實(shí)行現(xiàn)代化科學(xué)管理等； g, 實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)和廣泛利用廢渣、廢料、再生燃料和降解 有毒有害危險(xiǎn)廢棄物 。 h, 投資大，建設(shè)周期較長(zhǎng)。 5 ）立窯生產(chǎn)特點(diǎn)： a, 利用豎式固定的水泥煅燒設(shè)備； b 生料與一定配比的煤一起粉磨后制備成球，料球成窯頂喂入，自上而下運(yùn)動(dòng)； c 選用揮發(fā)分低的無(wú)煙煤或焦炭作為燃料； d 窯內(nèi)物料填充率高，窯的單位容積產(chǎn)量大，散熱面積較回轉(zhuǎn)窯?。? e 基建投資低，鋼材用量少，占地面積小，建廠快。 4. 試用框圖（文字和箭頭、線段）形式分別表示立窯、預(yù)分解窯的基本生產(chǎn)工藝流程。 答：略 5. 簡(jiǎn)述水泥生產(chǎn)的主要工序名稱。 答：主要工序有：原料預(yù)均化，原料 破碎，生料粉磨，生料均化，原煤預(yù)均化，煤破碎，煤磨，熟料燒成，熟料冷卻，水泥制成，包裝出廠。 6. 何謂安定性？如何判別水泥的安定性是否良好？ 答：安定性是指：水泥硬化后體積變化的均勻性?？梢杂脡赫魧?shí)驗(yàn)法、雷氏夾或試餅法檢驗(yàn)水泥的安定性。 7. 影響水泥安定性的因素有哪些？為確保水泥安定性良好應(yīng)作哪些限量要求？ 答：影響水泥安定性的因素有：熟料中 fCaO, 方鎂石 , 水泥中 SO 3 的含量。因此，為確保水泥安定性良好應(yīng)限制水泥中 fCaO ， MgO, SO 3 等的含量在合適的值以內(nèi)。 8. 生產(chǎn)中，如保避免所生產(chǎn)的硅酸鹽水泥出現(xiàn)廢品？ 答： 1 ）嚴(yán)格控制原料的成分； 2 ）使原料得到充分預(yù)均化，以防止因生料成分波動(dòng)而引起的質(zhì)量不合格； 3 ）做到生料喂料及噴煤量的穩(wěn)定，以防止熟料中 fCaO 過高； 4 ）對(duì)熟料進(jìn)行急冷，以產(chǎn)生玻璃體，降低熟料中游離氧化鎂含量； 5 ）合理控制水泥配料中石膏的摻量。 9. 怎樣理解“預(yù)分解窯生產(chǎn)線是我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展的基本方向”這句話的含義？ 答：與傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)工藝相比，預(yù)分解生產(chǎn)線有著其它生產(chǎn)工藝無(wú)法比擬的優(yōu)越性。 主要表現(xiàn)在：由于各種新型，節(jié) 能的裝備出現(xiàn)使得它與其它類型生產(chǎn)線相比大量能耗低；生產(chǎn)中排出的污染物比其它生產(chǎn)類型生產(chǎn)線大大降低，能夠?qū)崿F(xiàn)清潔生產(chǎn)；能夠有效利用各種工業(yè)副產(chǎn)品包括各種廢渣，廢料，再生燃料及各種有毒有害物質(zhì)等；由于它利于大型化，使得整個(gè)水泥工業(yè)能夠更加有利地發(fā)展。而當(dāng)前我國(guó)的水泥工業(yè)，預(yù)分解生產(chǎn)線生產(chǎn)的水泥產(chǎn)量還不足總產(chǎn)量的 50% ，整個(gè)水泥工業(yè)的能耗仍然較高，生產(chǎn)率低，因此說(shuō)預(yù)分解技術(shù)是我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展的基本方向。 10. 硅酸鹽水泥熟料通常由哪些礦物組成？如果采用螢石 石膏作復(fù)合礦化劑生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料時(shí)，其熟料 可能的礦物是哪些？ 答：硅酸鹽水泥熟料通常有 C 3 S 、 C 2 S 、 C 3 A 、 C 4 AF 、 fCaO 、方鎂石等。如采用螢石 石膏作復(fù)合礦化劑生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料時(shí)，其礦物有： C 3 S 、 C 2 S 、 C 11 A 7 178。 CaF 2 、 C 4 AF 、 3CA 178。 CaSO 4 等。 11. 簡(jiǎn)述硅酸鹽水泥熟料中四種主要礦物的特性。 答： 1 ）礦物特性： C 3 S ：在 1250 ℃以下分解為 C 2 S 和 C 3 S 的分解速度十分緩慢，只有在緩慢降溫且伴隨 還原氣氛條件下才明顯進(jìn)行，所以 C 3 S 在室溫條件下可以呈介穩(wěn)狀態(tài)存在。 C 2 S ：硅酸二鈣通常因溶有少量氧化物 — A1 2 O 3 、 Fe 2 O 3 、 MgO 、 R 2 O 等面呈固溶體存在。在硅酸鹽水泥熟料中，貝利特呈圓粒狀，但也可見其他 不規(guī)則形狀。在反光顯微鏡下，工藝條件正常的熟料中貝利特具有黑白交叉雙晶條紋。β C 2 S 轉(zhuǎn)化為γ C 2 S 體積膨脹，γ C 2 S 無(wú)水硬活性。 C 3 A ：通常，在氧化鋁含量高的慢冷熟中，結(jié)晶出較完整的晶體，在反光鏡下呈矩形或粒形 ；當(dāng)冷卻速度快時(shí)，鋁酸三鈣溶入玻璃相或呈不規(guī)則的微晶體析出，在反光鏡下成點(diǎn)滴狀。在反光鏡下，鋁酸三鈣的反光能力弱，呈暗灰色，并填充在 A 礦與 B 礦中間。 C 4 AF ：鐵鋁酸四鈣常顯棱柱和圓粒狀晶體。在反光鏡下由于它反射能力強(qiáng)，呈亮白色，并填充在 A 礦和 B 礦間，故通常又把它稱作為白色中間相。 2 ）水化特性： C 3 S ：ａ . 水化較快，水化反應(yīng)主要在 28d 以內(nèi)進(jìn)行，約經(jīng)一年后水化過程基本完成；ｂ . 早期強(qiáng)度高，強(qiáng)度的絕對(duì)值和強(qiáng)度的增進(jìn)率較大。ｃ . 水化熱較高，水化過程中釋放出 約 500J/g 的水化熱；抗水性較差。 C 2 S ：ａ . 水化反應(yīng)比 C 3 S 慢得多，至 28d 齡期僅水化 20% 左右，凝結(jié)硬化緩慢。ｂ . 早期強(qiáng)度低，但 28d 以后強(qiáng)度仍能較快增長(zhǎng)，一年后其強(qiáng)度可以趕上甚至超過阿利特的強(qiáng)度；ｃ . 水化熱 250J/g ，是四種礦物中最小者；抗水性好。 C 3 A ：ａ . 水化迅速，凝結(jié)很快，如不加石膏等緩凝劑，易使水泥急凝。ｂ . 早期強(qiáng)度發(fā)展較快，但絕對(duì)值不高。它的強(qiáng)度 3d 之內(nèi)就大部分發(fā)揮出來(lái)，以后卻幾乎不再增長(zhǎng)，甚至倒縮。ｃ . 水化熱高 ，干縮變形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸鹽性能差。 C 4 AF ：ａ . 水化速度在早期介于鋁酸三鈣與硅酸三鈣之間，但隨后的發(fā)展不如硅酸三鈣。ｂ . 早期強(qiáng)度類似于鋁酸三鈣，而后期還能不斷增長(zhǎng)，類似于硅酸二鈣。 ｃ . 水化熱較鋁酸三鈣低，其抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能較好。 12. 試就熟料的礦物組成及含量范圍說(shuō)明，為什么一般來(lái)說(shuō)回轉(zhuǎn)窯熟料的強(qiáng)度常常較立窯的熟料強(qiáng)度高？ 答：在硅酸鹽水泥熟料中 C 3 S 的含量通常在 50% 以上， C 2 S 的含量在 20% 左右，因此，只有當(dāng)熟料的煅燒溫度較高 時(shí)才能使 C 2 S 與 CaO 較完全反應(yīng)生成 C 3 S. 由于回轉(zhuǎn)窯它會(huì)不停旋轉(zhuǎn)使得反應(yīng)能夠反應(yīng)更完全，而立窯由于其自身反應(yīng)器的限制而反應(yīng)完全。且回轉(zhuǎn)窯更利于提高燒成溫度，燒成得到的