水泥基础知识2008102702

培训教程HuaxinCemSpeaker:徐莉水泥生产基础知识22020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识水泥的定义凡在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其它物料而具有一定机械强度的物质，称为胶凝材料，分为无机和有机两种。胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料水硬性胶凝材料气硬性胶凝材料水泥石灰、石膏等沥青、树脂32020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识水泥的定义水泥：凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中又能在水中硬化的能将砂、石或者纤维等牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料.42020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识胶凝材料的发展过程*4000年前新石器时代，人们开始用粘土掺入稻草、壳皮等挖穴建室。*2000-3000年前开始用煅烧所得的石膏或者是石灰来调制砌筑砂浆：万里长城、金字塔等。*公元初用火山灰和石灰的混合料。*18世纪后半期将含有适量粘土的粘土质石灰石煅烧后制成水硬性石灰，后用天然水泥岩煅烧磨细得到天然水泥。*1810-1825年开始生产硅酸盐水泥，1824年阿斯普丁获得专利。*20世纪初出现快硬、抗硫酸盐、低热及油井水泥，现在比较品种齐全，有高铝、硫铝酸盐、氟铝酸盐、铁铝酸盐等水泥。52020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识水泥的分类按用途和性能分：按照组成分：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥和少熟料或者无熟料水泥通用水泥专用水泥特性水泥硅酸盐水泥油井水泥快硬水泥普通硅酸盐水泥砌筑水泥低、中热水泥矿渣硅酸盐水泥抗硫酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥膨胀硫铝酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥自应力铝酸盐水泥62020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识水泥的用途水泥是建筑工业的三大基本材料之一，使用广，用量大，称为“建筑工业的粮食”。水泥生产虽然需要较多的能源，但是它与砂、石等集料所制成的混凝土则是一种低能耗新型建筑材料。其单位能耗是钢材的1/5-1/6，铝合金的1/25，比红砖低35%，其优点如下：◆水泥浆有很好的可塑性，可与砂、石拌和。◆适应性强，可在海上、地下、深水、严寒、干热的地区均可使用。◆硬化后可获得较高强度，改变水泥的组成，可以适当调节其性能，满足不同的需要。◆可以制成水泥基复合材料，不会生锈、腐烂和老化。72020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识我国水泥工业的发展过程1889年河北启新水泥厂开始起步，随后有大连、上海、中国、广州等水泥厂，至解放前水泥工业发展十分缓慢，最高的1942年水泥年产量仅为229万吨，且只能生产普通和矿渣水泥等2-3个品种。50年代中期开始试制湿法回转窑和半干法立波尔窑成套设备，迈出我国水泥生产技术发展的重要一步。50-60年代，我国又自行了预热器窑的试验，70年代开始研究预分解窑，并陆续建成了几条立筒预热器和旋风预热器窑生产线和预分解窑生产线。从1978年起，在冀东、淮海、宁国、柳州等相继从国外引进了一批日产2000-4000。预分解窑干法生产成套设备引进，不仅增加了水泥产量，而且迅速提高了我国的新型干法技术水平。1986年我国自行开发设计的日产2000吨熟料窑外分解生产线在江西建成投产。82020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识我国水泥工业的发展过程建国以来我国在水泥生产技术方面取得了较大成绩，在基础理论研究等方面也取得了比较大的进展。与国际先进水平相比，水泥产量多年来稳居世界第一，但人均产量较低，设备落后、能耗高的湿法工艺及立窑水泥仍然占主要比例，生产成本高、质量不稳定，环境污染严重。到2000年，我国共有水泥企业7000多家，实际产量5.97亿吨，回转窑生产水泥1.2亿吨，而新型干法窑水泥只有6000万吨。日产2000吨以上熟料生产线45条（4000T/D以上11条）要依靠技术进步来加速发展水泥工业，因地制宜地采用新技术，减少能耗，提高产量，降低成本，改善环境，增加产量，不断提高经济效益。92020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识干法水泥生产的发展过程1824年英国发明水泥的生产方法1885年水泥回转窑诞生1910年立窑首先机械化连续生产1928年立波尔窑出现1950年悬浮预热器窑发明1971年窑外分解窑正式投入运行102020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识干法水泥生产的定义窑外分解技术是指将碳酸盐分解过程从窑内移到窑外的煅烧技术，通常我们所说的新型干法就是以窑外分解技术为核心，把现代科学技术和工业生产如原料预均化、生料气力均化、烘干粉磨、各种新型耐热耐磨耐火材料以及电子计算机、自控技术等等广泛应用于水泥生产中，使水泥生产具有高效、优质、低耗、符合环保要求和大型化、自动化特征的现代化水泥生产方法。112020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识干法生产工艺的特点1）水泥装备大型化当前国际上已经出现了10000吨/日的水泥熟料烧成系统。600吨/小时的生料辊式磨正在制造。与这些主机相配套的其他工艺环节的机械装备（如大型破碎机，预均化设备，输送设备，收尘设备等）也要相应进行大型化和现代化，以简化流程，提高效率。由于水泥装备大型化的成果，使得水泥企业规模不断扩大，形成年产达数百万吨乃至1000万吨成为可能，从而大大提高了水泥生产效率。122020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识干法生产工艺的特点2）生产工艺节能化◆预热器在不增加总的预热器压力损失的前提下采用6级旋风预热器使系统热耗降低到3000KJ/Kg熟料以下，热效率提高60%。◆分解炉（DK∮4.3×18M、Ek∮8.0×26M）改进结构或者采取各种措施提高生料在炉中的停留时间，确保燃料在炉中的充分燃烧，以便在不提高炉温的前提下，提高入窑物料分解率。◆回转窑（DK∮3.95×56M、Ek∮4.74×74M）为了减轻窑体重量，简化结构，两支撑长径比达11左右的短窑已经在工业生产中显示出优越性。一种取消大点圈转动的由托辊支持点直接进行传动的窑已经问世，从而使窑运行更平稳，耐火砖的使用寿命更长。132020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识干法生产工艺的特点◆喷煤管为了适应低性能的燃烧条件，各国竞相开发新型的多通道燃烧器（窑头和分解炉）以进一步强化和控制煅烧。◆冷却机“可控气流”式的第三代篦式冷却机的研制和应用是新型干法烧成工艺上的最重要成就。它全面考虑了料层纵向、横向的阻力和料温的分布规律，在纵横两向将篦床划分为足够小的区域，并有针对性地分配适量的冷却风，实现以最少的冷却风高效冷却一定量的熟料并高效回收热量的目的。◆低温发电从预热器和冷却机中排出的废气中（一般为1200KJ/Kg熟料），利用中、低温余热发电技术，变成二次能源加以利用，发电30kwh/t熟料以上。142020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识干法生产工艺的特点◆水泥磨采用料间挤压粉磨技术，逐步取代直至完全取代球磨机已经成为必然的趋势。为配合辊压机在粉磨家族中的应用，各国相继开发出集打散和选粉功能于一体的各种高级节能的新型选粉机，它可使生产效率提高，系统电耗进一步降低。◆输送由于机械输送装置性能的改善，使得对于粉状物料在长距离、高提升的一些场合用气力输送改为应用各种类型的机械提升机和皮带输送机成为可能，从而降低了电耗。152020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识干法生产工艺的特点3）操作管理自动化全厂MIS系统的建立，大大提高了劳动生产率，提高了工厂的管理和经营水平。4）环保措施生态化随着世界经济为快速发展而造成的环境问题，以及人们对自身生存环境和条件要求的日益提高，世界各国均对水泥工业对环境的污染和有效的治理予以关注，投入大量的人力、物力和财力加以汇总而有效的解决。利用水泥工艺自身可以大量处理其它工业产生的废料作为其可利用的原料、燃料的特点，积极进行废料的再加工和再利用的研制和开发工作。162020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识235498761110水泥生产的质量控制点1172020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识硅酸盐水泥熟料原料和燃料第一节石灰质原料1、作用与用量石灰质原料是水泥熟料生产时用量最多的一种主要原料，主要为水泥熟料提供氧化钙和部分二氧化硅。在进行原料配料时，石灰质原料用量通常占原料总量的80%左右。华新公司目前的熟料年产量为280万吨，生产这些熟料每年需要耗用石灰质原料约400万吨。2、质量要求CaO48%;MgO3.0%;K2O+Na2O0.6%;SO31.05%;fSiO24.0%3、原料种类（1）天然石灰质原料石灰石泥灰岩白垩钙质料姜石等（2）人工石灰质原料电石渣糖滤泥等182020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识硅酸盐水泥熟料原料和燃料4、主要矿石品种介绍（1）石灰石------是一种石灰系化学与生物系化学的沉积岩，也称石灰岩。主要由方解石微粒组成。通常含有白云石、硅质及粘土质杂质。形状、颜色、硬度（与其地质年代有关）、比重（2.6—2.8kg/dm3）用作水泥原料的石灰石，不允许含有过多的白云石(MgO含量较高)和燧石(主要成分是SiO2，且大多为结晶的fSiO2)（2）泥灰岩------是石灰岩中的一种，是石灰岩和粘土质矿物的天然混合物。一般CaCO3含量为60—80%。石灰质原料用作水泥原料时，其质量要求为：CaO≥48.0%,MgO≤3.0%,K2O+Na2O≤0.6%,SO3≤1.0%,f.SiO2≤4.0%。192020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识硅酸盐水泥原料和燃料第二节粘土质原料1、作用与用量粘土质原料主要是为生产硅酸盐水泥熟料提供所需要的SiO2、Al2O3、Fe2O3。通常情况下，配制一吨硅酸盐水泥生料，粘土质原料大约占10---17%；一吨熟料大致需要.03--.04吨粘土质原料。因此，粘土质原料也是硅酸盐水泥的主要原料之一。2、质量要求粘土质原料。一般要求SiO2含量大于60%以上；碱含量要求小于4.0%；对于立窑和立波尔窑，为便于成球，还要求粘土质原料的可塑性指数不小于12。202020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识硅酸盐水泥熟料原料和燃料3、原料种类：粘土类黄土类页岩类4、主要矿石品种介绍（1）粘土类粘土是沉积岩中分布最广泛的一大类，它是沉积岩中碎屑与化学岩之间的过度类型，多呈黄色和红色的极细颗粒。粘土矿物主要是高龄土、水云母、蒙脱石；（2）黄土类黄土包括黄土和黄土装亚黄土。黄土以风积成因为主，黄土状亚黄土以冲积成因为主。主要矿物是石英，其次是蒙脱石和拜来石。（3）页岩类页岩是陆相和海相或两相交积成岩，固结而成。主要矿物是粘土，其次是适石英、长石、云母、方解石。颜色：一般有黄、灰黄等。212020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识硅酸盐水泥熟料原料和燃料第三节校正原料及矿化剂1、校正原料的定义生产硅酸盐水泥，一般采用两种（石灰石、粘土）或三种原料（石灰石、粘土、铁粉）时，可能仍然会出现一种或两种成分不能满足硅酸盐水泥熟料化学成分上的要求，这时，就需要采用一种或两种原料进行补充和校正，这种原料称为校正原料。2、硅质校正原料：SiO2含量不足，不能满足硅酸盐水泥熟料化学成分上的要求时，可用含硅量较高的原料调整配料。3、铁质校正原料：在Fe2O3含量不足，不能满足硅酸盐水泥熟料化学成分上的要求时，可用含Fe2O3较高的原料调整配料4、铝质校正原料：Al2O3含量不足，不能满足硅酸盐水泥熟料化学成分上的要求时，可用含Al2O3较高的原料调整配料222020/3/1HuaxinCement水泥生产基础知识硅酸盐水泥熟料原料和燃料5、矿化剂（1）、作用与用量为提高硅酸盐水泥生料的易烧性，提高产量和质量，降低熟料烧成煤耗，在配制硅酸盐水泥生料时，掺入1.0%左右的萤石或萤石与石膏的复合物，均可起到降低熔点、加速熟料矿物