第1章-水泥工艺学绪论

水泥工艺技术第一章绪论水泥工艺技术课程的特点和学习要求特点：《水泥工艺技术》是省级教改试点专业“材料工程技术”（水泥工艺方向）的一门主干专业技术课程。本课程按专业服从市场、课程服务专业和“以岗为纲”原则，以新型干法水泥生产企业岗位操作人员所需知识和能力为依据，以化学分析技术、硅酸盐工业热工基础等课程为基础，设置教学内容。学习要求：1.根据每章教学内容，老师会作具体的学习要求，希同学们按老师的要求认真学习。2.本课程是一门专业理论课，所以要求同学们掌握基本理论和基本概念、以及基本的计算方法。3.本课程又是一门专业实践课，老师在教学过程中会联系很多生产实际问题，同学们一定要吸取实际生产中的一些经验和教训；同时配套的实践教学课程有水泥物理性能检测技术、认识实习、生产实习、水泥生产控制模拟操作实训、水泥物理性能检测技术及其实训等，同学们一定要将理论与实践结合起来学习和记忆，收到良好的学习效果。中国古长城埃及金字塔（公元7世纪开始建、3世纪秦王连、明朝完工、（距今4500年历史，埃及国王建造陵墓）距今2700年历史，西起甘肃嘉峪关东至辽宁省的鸭绿江边，全长635万米）。古埃及的金字塔、中国古长城所用建筑材料——石块、砖是用什么材料粘结的？1.1胶凝材料的定义胶凝材料——是指在物理、化学作用下，浆体变成坚固石状体，并能胶结其他物料且具有一定机械强度的物质。拌水后只能在空气中硬化不能在水中硬化有机胶凝材料（如：沥青、各种树脂）无机胶凝材料气硬性胶凝材料（如：石灰、石膏）水硬性胶凝料（如：水泥）拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化1.2胶凝材料的分类1.3胶凝材料发展简史天然粘土时期：新石器时代（4000—10000年前）石膏-石灰时期：公元前2000-3000年石灰-火山灰时期：公元初天然水泥时期：18世纪后期现代水泥时期：19世纪初开始泥巴墙金字塔灯塔长江大桥长城1.4水泥的发明和发展水泥的发明时期（也称硅酸盐水泥时期）19世纪初（1810～1824年），用人工配合粘土与石灰石经煅烧、磨细以制造水硬性胶凝材料已经开始组织生产。1824年，英国人阿斯普丁将粘土与石灰石配合烧制成块（熟料），再经磨细而成水硬性胶凝材料，加水拌和后能硬化制成人工石，并具有较高强度，其外观与当时建筑上常用的英国波特兰岛上出产的岩石相似，故称之为“波特兰水泥”（PortlandCement），并于1824年10月21日首先获得该产品的专利权。水泥熟料外观与当时建筑上常用的英国波特兰岛上的岩石相似，故称之“波特兰水泥”（PortlandCement）多品种水泥时期随着现代工业的发展，到20世纪初，仅仅有硅酸盐水泥、石灰、石膏等几种胶凝材料已远远不能满足重要工程建设的需要。生产和发展多品种多用途的水泥是市场的客观需求，如铝酸盐水泥、快硬水泥、抗硫酸盐水泥、低热水泥以及油井水泥等等。1.5水泥的定义水泥——是指细磨成粉末状，加水拌和成塑性浆体后，能胶结砂、石等适当材料并能在空气中硬化的粉状水硬性胶凝材料。简言之，水泥是一种水硬性胶凝材料。1.6水泥的分类按其用途和性能分通用水泥专用水泥特性水泥按水泥的组成分硅酸盐水泥系列（简称硅酸盐水泥）硫铝酸盐水泥系列氟铝酸盐水泥系列铝酸盐水泥系列铁铝酸盐水泥系列其他1.7水泥的用途建筑：房屋桥梁道路大坝涵洞石油：固井地矿：固矿井医药：假牙人造骨骼其它：水泥用途举例现代建筑长城南京城墙桥美国世贸大厦美国世贸大厦水泥管水泥喷浆作业水泥空心砖BGR型水泥壳电阻器腹膜水泥膜板水泥刨花板水泥井盖水泥花瓶水泥花瓶1928年—1950年1928年德国发明了立波尔窑；使窑的产量明显提高，热耗降低较多1950年—1971年1950年悬浮预热器窑的发明，更使熟料热耗大幅度降低；熟料冷却设备也有了较大发展，其他的水泥制造设备也不断更新换代1971年开发了水泥窑外分解技术，从而带来了水泥生产技术的重大突破，揭开了现代水泥工业的新篇章1.8世界水泥的发展1825年—1877年1825年人类用间歇式的土立窑煅烧水泥熟料1877年—1905年1887年用回转窑烧制水泥熟料获得专利权蛋窑遗址回转窑土立窑1905年—1910年1905年发明了湿法回转窑1910年—1928年1910年立窑实现了机械化连续生产，发明了机立窑湿法回转窑机械化立窑1.9中国水泥的发展1.早期发展阶段（1889年至1937年）1889年，我国第一个水泥厂—--河北唐山细绵土厂（后改组为启新洋灰公司，现为启新水泥厂）建立，于1892年建成投产，并正式生产水泥，以后，又相继建立了大连、上海、中国、广州等水泥厂。2.衰落停滞阶段（1937年至1949年）先后建设了哈尔滨、本溪、小屯、抚顺、锦西、牡丹江、工源、琉璃河、重庆、辰西、嘉华、昆明、贵阳、泰和、华新、江南等水泥厂。这些水泥厂大多数是由外国人主持设计和建设，生产设备主要来自国外，没有规范的水泥工业建设机制，又因连年战乱，许多水泥厂不能持续稳定地生产。1949年，全国水泥总产量为66万吨。3.自行研制阶段50年代—60年代，我国开始研制湿法回转窑和半干法立波尔窑生产线成套设备，并进行预热器窑的试验，使我国水泥工业生产技术和生产设备取得较大进步。这期间，先后新建、扩建了30多个重点大中型的湿法回转窑和半干法立波尔窑生产企业，同期，也建设了一批立窑水泥企业。70年代—80年代，我国自行研制的日产700吨、1000吨、1200吨、2000吨熟料的预分解窑生产线分别在新疆、江苏邳县、上海川沙、辽宁本溪和江西水泥厂建成投产；从1978年开始，我国相继从国外引进了一批日产2000吨—4000吨熟料的预分解窑生产线成套设备，先后建成了冀东、宁国、柳州、云浮等大型水泥企业，这些大型水泥厂的建成，不仅极大地改善了水泥生产结构，而且迅速提高了我国的新型干法水泥生产能力和技术水平。•最大特色是水泥产品的80%是由立窑水泥企业生产的。改革开放以来，我国水泥生产年产量平均增长12%以上，1985年水泥总产量跃居世界第一，并保持至今，水泥总产量占世界水泥总产量的30%以上。2000年，我国水泥总产量达5.5亿吨。我国已是水泥生产大国，水泥总产量为世界首位，但人均产量较低，总体技术水平不高，不是水泥生产强国。主要表现在：一是立窑水泥企业仍占较大比例，立窑水泥厂生产成本较高，劳动生产率较低，产品质量不够稳定，环境污染比较严重。二是水泥生产技术进步加快，总体技术水平与世界先进水平有较大差距，在设备大型化、技术性能、能耗指标、机电一体化水平以及设备的材质、结构、成套性、可靠性等方面都有明显的差距。三是水泥产业结构不合理，大中型水泥企业数量少，高标号水泥产量比例低。四是水泥行业职工队伍大，技术队伍力量不足，人才相当缺乏。4.产业结构调整蓬勃发展阶段90年代—本世纪初A.产业结构调整1）东部和沿海沿江经济发达地区原则上发展日产4000吨及以上的新型干法窑外分解水泥生产线；2）其他地区可发展日产2000吨～4000吨的新型干法线；3）除边远地区、交通不便、经济欠发达地区外，原则上不再扩建、新建日产1000吨及以下规模的生产线。B.发展状况1）到2005年底，全国累计建成投产的新型干法生产线有600条以上，预分解窑水泥产量占全国水泥总产量的比例，由2002年的16.8%增长到38.8%；年度总产（亿吨）新型（亿吨）比例%20027.051.1816.8200510.54.0438.82）在未来的5年里，中国新型干法水泥工业的平均增长率有望保持在8%左右，到2010年预分解窑水泥产量占全国水泥总产量的比例达到50%以上；3）2500t/d熟料左右的生产线，在沿海发达地区的竞争能力已经大大下降，许多大型集团把建设5000t/d以上级生产线作为发展重点（仅海螺集团一家就建成投产了四条10000t/d熟料生线）。4）市场竞争、企业兼并、外资渗入促使新型干法迅猛发展；（1）国内企业利用新型干法技术进行企业间的兼并，涌现了一批大型水泥集团公司，如海螺、天山、冀东、山水等；（2）外资的渗入，使先进的新型干法在国内高速发展，起到了示范效应，如拉法基、菲律宾康达集团、日本小野田、韩国大宇等；（3）民间资本的参与，使新型干法在经济发达地区快速发展，并逐步向内地进军，特别是浙江的民间资本最有眼光、行动最快。结语：新型干法水泥生产是水泥行业最先进的生产技术，代表了水泥工业发展的方向，随着新型干法水泥生产的进一步发展，对水泥专业人才的需求量也逐步增大，但要求也同时提高,要求中控操作人员必须掌握工艺技术，熟悉设备、计算机操作，所以我们必须加强学习（理论知识+操作技能），努力提高专业技术水平，才能够适应新型干法水泥生产发展对人才的需求！