中学教育★ppt课件水泥生产基本知识优秀PPT.ppt

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1、南方水泥有限公司南方水泥有限公司1高层思维高层思维南方水泥有限公司南方水泥有限公司2板块板块建材行业发展建材行业发展企业文化企业文化 南方水泥发展南方水泥发展 南方水泥有限公司南方水泥有限公司3建材行业发展板块一板块一南方水泥有限公司南方水泥有限公司4建材行业发展 以水泥为例，去年世界水泥总产量以水泥为例，去年世界水泥总产量28.57亿吨，我国为亿吨，我国为16.3亿吨，占全球的一半以上。亿吨，占全球的一半以上。-摘自访中国建材集团董事长宋志平摘自访中国建材集团董事长宋志平建材行业迎来黄金十年建材行业迎来黄金十年 （20102010年年5 5 月月2121日刊发于中国建材报）日刊发于中国建材报

2、）南方水泥有限公司南方水泥有限公司5建材行业发展 我的推断是中国水泥消费量的峰值大约在每年我的推断是中国水泥消费量的峰值大约在每年20亿吨左亿吨左右，这个峰值差不多再过右，这个峰值差不多再过2至至3年就可以达到，之后会再持续年就可以达到，之后会再持续5年年左右。也就是说，在将来左右。也就是说，在将来10年，我国水泥消费量将在高位运行。年，我国水泥消费量将在高位运行。-摘自访中国建材集团董事长宋志平摘自访中国建材集团董事长宋志平建材行业迎来黄金十年建材行业迎来黄金十年 （20102010年年5 5 月月2121日刊发于中国建材报）日刊发于中国建材报）南方水泥有限公司南方水泥有限公司6建材行业发展

3、对将来十年的建材行业，我的基本推断是需求呈现刚性、对将来十年的建材行业，我的基本推断是需求呈现刚性、供应量趋于平衡、市场由大企业主导。供应量趋于平衡、市场由大企业主导。-摘自访中国建材集团董事长宋志平摘自访中国建材集团董事长宋志平建材行业迎来黄金十年建材行业迎来黄金十年 （20102010年年5 5 月月2121日刊发于中国建材报）日刊发于中国建材报）南方水泥有限公司南方水泥有限公司20102010年年7 7月月1 1日日南方水泥有限公司南方水泥有限公司水泥生产工艺流程图南方水泥有限公司南方水泥有限公司1.1 1.1 国家水泥标准国家水泥标准 GB175-1999 GB175-1999 硅酸盐

4、水泥（硅酸盐水泥（、)、一般硅酸盐水泥、一般硅酸盐水泥()GB1344-1999 GB1344-1999 矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥()、火山灰质硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥()及及粉煤灰硅酸盐水泥（粉煤灰硅酸盐水泥（）GB12958-1999 GB12958-1999 复合硅酸盐水泥（复合硅酸盐水泥（）1.水泥生产基本学问水泥生产基本学问 南方水泥有限公司南方水泥有限公司水泥标准介绍强制性标准：1、国家标准（代号GB）2、建材行业标准（代号JC）举荐性标准：1、国家标准（GB/T）2、建材行业标准（代号JC/T）企业标准：（代号：Q）10南方水泥有限公司南方水泥有限公司水泥标准代号说明

5、GB 175 2007 通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥标准名称标准名称制订或修订年份制订或修订年份标准编号标准编号 标准代号标准代号11南方水泥有限公司南方水泥有限公司特种水泥:1、专用水泥专用水泥:油井水泥油井水泥;道路水泥道路水泥;砌筑水泥砌筑水泥 等。等。2、特性水泥：特性水泥：白水泥白水泥;彩色水泥彩色水泥;低热水泥低热水泥;快硬水泥快硬水泥;膨胀水泥膨胀水泥;防辐射水泥防辐射水泥;耐耐 高温水泥等。高温水泥等。12南方水泥有限公司南方水泥有限公司废品和不合格品废品和不合格品凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任何一项不符合本标准时，均为废品。任何

6、一项不符合本标准时，均为废品。凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合本标准规定或混合材中的任何一项不符合本标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于商品强料掺加量超过最大限量和强度低于商品强度等级的指标时为不合格品。水泥包装标度等级的指标时为不合格品。水泥包装标记中水泥品种、强度等级、生产者名称和记中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品。出厂编号不全的也属于不合格品。南方水泥有限公司南方水泥有限公司1.2 水泥生产方法与分类水泥生产方法与分类 水泥窑主要有两大类：水泥窑主要有两大类：一类是窑筒体卧置，并能作回转运动的称一类

7、是窑筒体卧置，并能作回转运动的称为为回转窑回转窑；另一类窑筒体立置不转动称为另一类窑筒体立置不转动称为立窑立窑。南方水泥有限公司南方水泥有限公司什么是新型干法水泥生产技术什么是新型干法水泥生产技术以以悬悬浮浮预预热热和和预预分分解解技技术术为为核核心心，把把现现代代科科学学技技术术和和工工业业生生产产的的最最新新成成果果广广泛泛地地应应用用于于水水泥泥生生产产的的全全过过程程，形形成成一一套套具具有有现现代代高高科科技技特特征征和和符符合合优优质质、高高产产、节节能能、环环保保以以及及大大型化、型化、自动化自动化的现代水泥生产方法。的现代水泥生产方法。南方水泥有限公司南方水泥有限公司1.3 新

8、型干法水泥生产工艺流程新型干法水泥生产工艺流程矿山开采矿山开采裂开裂开预均化预均化配料配料生料生料粉磨粉磨生料均化生料均化悬浮预热、预分解、悬浮预热、预分解、回转窑煅烧回转窑煅烧配料配料水泥粉磨水泥粉磨水泥水泥均化均化水泥包装、散装出厂水泥包装、散装出厂 简称：两磨一烧简称：两磨一烧南方水泥有限公司南方水泥有限公司1.4 水泥熟料的矿物组成水泥熟料的矿物组成C3SC3S 硅酸三钙（含量硅酸三钙（含量:50:5060%)60%)C2S C2S 硅酸二钙硅酸二钙(含量含量:15:1532%)32%)C3A C3A 铝酸三钙铝酸三钙(含量：含量：3 311%)11%)C4AF C4AF铁铝酸四钙铁铝

9、酸四钙(含量含量:8:818%)18%)主要化学成分主要化学成分:CaO CaO 626267%67%、SiO2 SiO2 202024%24%、Al2O3 Al2O3 4 47%7%、Fe2O3 Fe2O3 2.52.56%6%。南方水泥有限公司南方水泥有限公司 四种矿物性能比较四种矿物性能比较：28d内确定强度：内确定强度：C3SC4AFC3AC2S 水化速度：水化速度：C3A C4AF C3SC2S 水化热：水化热：C3A C3S C4AF C2S18南方水泥有限公司南方水泥有限公司1.5 水泥的原料、燃料与配料水泥的原料、燃料与配料水泥生产原料分为：水泥生产原料分为：石灰质原料、粘土质

10、原料和校正原石灰质原料、粘土质原料和校正原料三大类。料三大类。硅酸盐熟料率值限制范围：硅酸盐熟料率值限制范围：饱和比饱和比KH:0.86KH:0.860.92 0.92、硅酸率、硅酸率n:1.8n:1.82.42.4、铝氧率、铝氧率p:0.9p:0.91.4 1.4 南方水泥有限公司南方水泥有限公司三率值三率值 一、硅率一、硅率（硅酸率）（硅酸率）SilicaModulus1.数学表达式数学表达式 SiO2、Al2O3、Fe2O3分别为熟料中相应氧化物的分别为熟料中相应氧化物的质量百分数质量百分数。2.含义含义 熟料中熟料中SiO2含量与含量与Al2O3、Fe2O3之和的比例。反映了熟料之和的

11、比例。反映了熟料中硅酸盐矿物（中硅酸盐矿物（C3S+C2S）、熔剂矿物（）、熔剂矿物（C3A+C4AF）的）的相对含量。相对含量。20南方水泥有限公司南方水泥有限公司三率值三率值3.SM值与熟料矿物及煅烧之间的关系值与熟料矿物及煅烧之间的关系SM值过高，表示硅酸盐矿物多，熔剂矿物少，值过高，表示硅酸盐矿物多，熔剂矿物少，对熟料强度有利，但将给煅烧造成困难；随对熟料强度有利，但将给煅烧造成困难；随SM值值的降低，液相量增加，对熟料的易烧性和操作有的降低，液相量增加，对熟料的易烧性和操作有利，但利，但SM值过低，熟料强度低，操作困难。值过低，熟料强度低，操作困难。4.取值范围取值范围SM=1.72

12、.7NSP：2.40.121南方水泥有限公司南方水泥有限公司三率值三率值二、铝率（铝氧率或铁率）二、铝率（铝氧率或铁率）IronModulus1.数学表达式数学表达式2.含义含义表示熟料中酸性氧化物表示熟料中酸性氧化物Al2O3含量与含量与Fe2O3含量之比。反映了熟料中含量之比。反映了熟料中C3A和和C4AF的相的相对含量；也反映煅烧过程中液相的性质（主对含量；也反映煅烧过程中液相的性质（主要是液相的粘度，要是液相的粘度，C3A形成的液相粘度大，形成的液相粘度大，C4AF形成的液相粘度小）。形成的液相粘度小）。22南方水泥有限公司南方水泥有限公司三率值三率值3.IM值与熟料矿物及煅烧的关系值

13、与熟料矿物及煅烧的关系IM值过大，值过大，C3A多，液相粘度大，不利多，液相粘度大，不利于于C3S 的形成，易引起熟料快凝；的形成，易引起熟料快凝；IM值过值过低，低，C4AF量相对较多，液相粘度小，对量相对较多，液相粘度小，对C3S 的形成有利，但易使窑内结大块，对煅的形成有利，但易使窑内结大块，对煅烧不利。烧不利。4.取值范围取值范围IM=0.81.7NSP：1.50.123南方水泥有限公司南方水泥有限公司三率值三率值三、石灰饱和系数三、石灰饱和系数 KH1.物理意义物理意义 KH表示水泥熟料中的总表示水泥熟料中的总CaO含量扣除饱含量扣除饱和酸性氧化物（如和酸性氧化物（如Al2O3、Fe

14、2O3）所须要）所须要的氧化钙后，剩下的与二氧化硅化合的氧的氧化钙后，剩下的与二氧化硅化合的氧化钙的含量与理论上二氧化硅全部化合成化钙的含量与理论上二氧化硅全部化合成硅酸三钙所须要的氧化钙含量的比值。硅酸三钙所须要的氧化钙含量的比值。简言之，石灰饱和系数表示熟料中二氧化简言之，石灰饱和系数表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。24南方水泥有限公司南方水泥有限公司三率值三率值2.数学表达式数学表达式3.KH值与熟料矿物间的关系值与熟料矿物间的关系 从理论上讲：从理论上讲：KH值高，则值高，则C3S较多，较多，C2S较较少。少。KH=1，熟料中只有，熟料中

15、只有C3S，而无，而无C2S；KH1，无论生产条件多好，熟料中都，无论生产条件多好，熟料中都有游离氧化钙存在；有游离氧化钙存在；KH0.667，熟料中无，熟料中无C3S。因此，熟料的因此，熟料的KH值应限制在值应限制在0.6671间。间。25南方水泥有限公司南方水泥有限公司三率值三率值4.取值范围取值范围KH0.870.96，NSP：0.890.0226南方水泥有限公司南方水泥有限公司1.6 硅酸盐水泥的原料及配料硅酸盐水泥的原料及配料 硅酸盐水泥的原料硅酸盐水泥的原料27类别类别名称名称备备注注主要原料主要原料石灰石灰质质原料原料石石灰灰石石、白白垩垩、贝贝壳壳、泥泥灰灰岩岩、电电石渣等石渣

16、等生生产产水泥熟料水泥熟料用用黏土黏土质质原料原料黏黏土土、黄黄土土、页页岩岩、河河泥泥、粉粉煤煤灰灰等等校正原料校正原料铁质铁质校正原料校正原料硫硫铁矿铁矿渣、渣、铁矿铁矿石、石、铜矿铜矿渣等渣等生生产产水泥熟料水泥熟料用用硅硅质质校正原料校正原料砂岩、硅藻土、河砂等砂岩、硅藻土、河砂等铝质铝质校正原料校正原料炉渣、煤矸石、粉煤灰、炉渣、煤矸石、粉煤灰、铝矾铝矾土等土等外加外加剂剂矿矿化化剂剂萤萤石、石、萤萤石石膏、金属尾石石膏、金属尾矿矿等等生生产产水泥熟料水泥熟料用用助磨助磨剂剂三乙醇胺下脚料等三乙醇胺下脚料等生生产产水泥粉磨水泥粉磨用用燃料燃料烟煤、无烟煤烟煤、无烟煤中国常用中国常用缓

17、缓凝材料凝材料石石膏膏、硬硬石石膏膏、磷磷石石膏膏、工工业业副副产产石膏等石膏等制成水泥的制成水泥的组组分分混合材料混合材料矿矿渣、石灰石等渣、石灰石等制成水泥的制成水泥的组组分分南方水泥有限公司南方水泥有限公司1.6.2 配料配料一、生料配料的基本概念一、生料配料的基本概念1.生料生料 由石灰质原料、黏土质原料和少量校正原料由石灰质原料、黏土质原料和少量校正原料按比例协作，粉磨到确定细度的物料称为按比例协作，粉磨到确定细度的物料称为生料。新型干法水泥生产用的是生料粉，生料。新型干法水泥生产用的是生料粉，一般水分含量不超过一般水分含量不超过1.0。2.生料配料生料配料28南方水泥有限公司南方水

18、泥有限公司 概念概念 依据水泥品种、原燃料品质、工厂具体依据水泥品种、原燃料品质、工厂具体生产条件等选择合理的熟料矿物组成或率生产条件等选择合理的熟料矿物组成或率值，并由此计算所用原料及燃料的协作比，值，并由此计算所用原料及燃料的协作比，称为生料配料，简称配料。称为生料配料，简称配料。配料的目的配料的目的 依据原料资源状况，进行合理配料，从依据原料资源状况，进行合理配料，从而尽可能地充分利用矿山资源；而尽可能地充分利用矿山资源；29南方水泥有限公司南方水泥有限公司确定各原料的配比，计算全厂的物料平衡，作为全厂工艺设计及主机选型的依据确定各原料、燃料的消耗比例，改善物料易磨性和生料的易烧性，为窑

19、磨创建良好的操作条件，达到优质、高产、低消耗的生产目的。配料的基本原则使煅烧出来的熟料具有良好的物理化学性能和较高的强度；30南方水泥有限公司南方水泥有限公司确定某一品种的水泥熟料率值，通过计算确定各种原料的正确配比；指导生产，要求达到易于烧成和粉磨，生产上易于限制和操作。二、配料方案的选择配料方案，即熟料的矿物组成或熟料的三率值。配料方案的选择，实质上就是选择合理的熟料矿物组成，也就是对熟料三率值KH、n、p的确定。31南方水泥有限公司南方水泥有限公司1.确定配料方案的依据确定配料方案的依据 水泥品种水泥品种 不同的水泥品种所要求的熟料矿物组成不同的水泥品种所要求的熟料矿物组成也不同，因而熟

20、料的率值就不同。若生产也不同，因而熟料的率值就不同。若生产特殊用途的硅酸盐水泥，应依据其特殊技特殊用途的硅酸盐水泥，应依据其特殊技术要求，选择合适的矿物组成和率值。例术要求，选择合适的矿物组成和率值。例如生产快硬硅酸盐水泥，须要较高的早期如生产快硬硅酸盐水泥，须要较高的早期强度，则应适当提高熟料中的硅酸三钙和强度，则应适当提高熟料中的硅酸三钙和铝酸三钙的含量，为此，应适当提高铝酸三钙的含量，为此，应适当提高KH值值和和p值。假如提高铝酸三钙含量有困难，可值。假如提高铝酸三钙含量有困难，可适当提高硅酸三钙的含量。适当提高硅酸三钙的含量。32南方水泥有限公司南方水泥有限公司前者易烧性下降，为易于烧

21、成，可适当降低n值以增加液相量；后者由于KH值较高，对易烧性不利，但液相粘度并非增大，熟料并不确定过分难烧，因而硅酸率n不确定过多降低。生产水工硅酸盐水泥时，为避开水化热过高，应当降低水泥熟料中的C3S、C3A含量。但水泥强度、抗冻性等会因C3S过分削减而显著降低。因此，首先应降低熟料中的C3A，同时适当降低C3S含量，生产中即限制适当的低p值与低KH值。通用水泥的不同品种主要区分在于混合材料和掺量不同，因此可使其熟料组成在确定范围内波动，接受多种配料方案进行生产。33南方水泥有限公司南方水泥有限公司 原料品质原料品质 熟料率值的选取应与原料化学组成相适熟料率值的选取应与原料化学组成相适应。要

22、综合考虑原料中四种主要氧化物的应。要综合考虑原料中四种主要氧化物的相对含量，尽量削减校正原料的品种，以相对含量，尽量削减校正原料的品种，以简化工艺流程，便于生产限制。假如接受简化工艺流程，便于生产限制。假如接受三种原料配料，即使熟料率值略偏离原设三种原料配料，即使熟料率值略偏离原设计要求，但能保证水泥质量和工厂生产，计要求，但能保证水泥质量和工厂生产，就不必考虑更换某种原料或掺加另一种校就不必考虑更换某种原料或掺加另一种校正原料进行四组分原料配料。正原料进行四组分原料配料。34南方水泥有限公司南方水泥有限公司如石灰石品位低而黏土中氧化硅含量又不高，则无法提高KH值和n值，熟料强度难以提高，只有

23、接受品位高的石灰石和氧化硅含量高的黏土才能提高KH值和n值。若石灰石中的燧石含量较高或黏土中的粗砂含量高，则原料难磨，生料易烧性差，熟料难烧，故熟料的KH值不宜太高，而应适当降低KH值以适应原料的实际状况。生料易烧性好，可以选择较高的KH值和n值。35南方水泥有限公司南方水泥有限公司 燃料品质燃料品质 当燃煤质量较差、灰分高、发热量低时，一般当燃煤质量较差、灰分高、发热量低时，一般烧成温度低，因而熟料中的烧成温度低，因而熟料中的KH值不宜选择过高。值不宜选择过高。因此，除立窑接受全黑生料外，对其他窑型，由因此，除立窑接受全黑生料外，对其他窑型，由于煤灰掺入熟料中是不匀整的，因而生产中常造于煤灰

24、掺入熟料中是不匀整的，因而生产中常造成一部分熟料的石灰饱和系数偏低，而另一部分成一部分熟料的石灰饱和系数偏低，而另一部分相对偏高，结果熟料的矿物形成不均，岩相结构相对偏高，结果熟料的矿物形成不均，岩相结构不良。煤粉愈粗，灰分愈高，影响也愈大。因此，不良。煤粉愈粗，灰分愈高，影响也愈大。因此，当煤质变更大时，除了考虑适当提高煤粉细度外，当煤质变更大时，除了考虑适当提高煤粉细度外，还该考虑进行燃煤的预均化。还该考虑进行燃煤的预均化。36南方水泥有限公司南方水泥有限公司生料质量熟料的率值，特殊是石灰饱和系数应与生料的匀整性及细度相适应。在同样的原料和生产条件下，生料成分匀整性差的水泥厂，在配料时应考

25、虑将KH值限制得稍低些，否则熟料中的游离氧化钙增加，熟料质量变差；反之，如原料预均化、生料均化较好的工厂，在同样的原料与生产条件下，则KH值可适当提高。37南方水泥有限公司南方水泥有限公司若生料粒度粗，或者是原料中晶质二氧化硅含量高，石灰质原料中方镁石结晶较大时，由于生料的反应实力差，化学反应难以完全进行或分解、扩散、化合相对缓慢，则KH值也应适当低些。生产窑型和生产方法由于生产窑型和生产方法的不同，即使是生产同一种水泥，所选的率值也应有所不同。对于湿法窑和新型干法窑，由于生料匀整性较好，生料预烧性好，烧成带物料反应较一样，因此KH值可适当高些。38南方水泥有限公司南方水泥有限公司预分解窑的生

26、料预烧性好，分解率高，热工制度稳定，窑内气流温度高，为了有利于挂窑皮和防止结皮、堵塞、结大块，趋向于低液相量的配料方案。我国大型预分解窑大多接受高硅率、高铝率、中饱和比的配料方案，即所谓“二高一中”的配料方案。现在新型干法的配料，不能拘泥于原先的框框，要大胆尝试，找寻最佳方案。理论上宜接受“三高”模式，但具体到各厂，又因为厂情有别，所以须要各自摸索。要因地制宜，依据当地矿山矿物组成以及辅材的成分和品位具体分析，一般来说KH值为0.900.02，n值一般为2.40.02，p值一般为1.50.02；另外辅材的成分和原煤的成分都对率值的确定有确定的影响。39南方水泥有限公司南方水泥有限公司2.熟料率

27、值的选择熟料率值选择时要考虑两个方面的因素：一是水泥熟料的质量及熟料煅烧时窑系统的状况；二是市场商品混凝土的推行运用。原则上熟料的三个率值不能同时偏高或偏低，也不能片面强调某一率值而忽视其他两个率值，必需相互吻合。40南方水泥有限公司南方水泥有限公司 KH值的选择值的选择 工艺、技术装备条件较好，入窑生料成分匀整稳定，工艺、技术装备条件较好，入窑生料成分匀整稳定，生料预烧性好，看火操作水平高且稳定，或者在生料中掺生料预烧性好，看火操作水平高且稳定，或者在生料中掺加了矿化剂（或复合矿化剂、晶种），这时应选择较高的加了矿化剂（或复合矿化剂、晶种），这时应选择较高的KH值；反之，值；反之，KH值宜适

28、当低一些。在实际生产中，值宜适当低一些。在实际生产中，KH值过高时，一般都会使值过高时，一般都会使f-CaO 剧增，从而导致熟料安定性剧增，从而导致熟料安定性不良，并且当煅烧操作跟不上时，反而使熟料烧成率大幅不良，并且当煅烧操作跟不上时，反而使熟料烧成率大幅度下降，生烧料多。在生产过程中，最佳度下降，生烧料多。在生产过程中，最佳KH值可依据生值可依据生产阅历综合考虑熟料的煅烧难易程度和熟料质量等确定，产阅历综合考虑熟料的煅烧难易程度和熟料质量等确定，并应限制并应限制 KH值在确定范围内波动值在确定范围内波动一般波动值为一般波动值为(0.010.02)。41南方水泥有限公司南方水泥有限公司选择n

29、值要与KH值相适应确定n值时既要保证熟料中有确定数量的硅酸盐矿物，又必需与KH值相适应。要提高熟料强度，硅酸盐矿物须有确定的量，n值应稍高。一般应避开以下倾向：KH值高、n值也偏高。这时熔剂性矿物含量必定少，生料易烧性变差，吸取f-CaO反应不完全，且f-CaO高。42南方水泥有限公司南方水泥有限公司 KH值低、值低、n值偏高。熟料的煅烧温度不值偏高。熟料的煅烧温度不必太高，但硅酸盐矿物中的必太高，但硅酸盐矿物中的C2S含量将相对含量将相对增高，从而易造成熟料的增高，从而易造成熟料的“粉化粉化”，熟料强，熟料强度低。度低。KH值高、值高、n值偏低。熟料的煅烧温度同值偏低。熟料的煅烧温度同样不需

30、很高，但熔剂矿物的总量较高，以样不需很高，但熔剂矿物的总量较高，以致液相量较高，易产生结窑、结大块现象。致液相量较高，易产生结窑、结大块现象。同时由于大块料不易烧透，同时由于大块料不易烧透，f-CaO还是较高，还是较高，因而熟料质量差。因而熟料质量差。43南方水泥有限公司南方水泥有限公司p值的选择选择p值时也要考虑与KH值相适应。一般状况下，当提高KH值时便应降低p值，以降低液相出现的温度和粘度，有助于C3S形成。至于原委是接受高铝还是高铁配料方案，应依据原燃料特点及工艺设备、操作水平以及用户对水泥性能的要求等各方面状况综合分析确定。现在全国都在推行运用商品混凝土，假如铝率过高，即C3A，混凝

31、土的坍落度损失就相当大，而且外加剂与其适应性也差，C3A早期的水化又易导致大体积混凝土出现裂缝等。一般铝率应不高于1.6为宜。44南方水泥有限公司南方水泥有限公司1.7硅酸盐水泥熟料形成化学硅酸盐水泥熟料形成化学1.7.1煅烧过程物理化学变更煅烧过程物理化学变更一、干燥一、干燥 生料都含有确定量的自由水分。随着物生料都含有确定量的自由水分。随着物料温度渐渐上升，物料中的水分被蒸发，料温度渐渐上升，物料中的水分被蒸发，当温度上升到当温度上升到100150时，生料中的时，生料中的自由水分全部被解除，这一过程称为干燥自由水分全部被解除，这一过程称为干燥过程。新型干法水泥生料水分小于过程。新型干法水泥

32、生料水分小于1，此，此过程在预热器内瞬间即可完成。过程在预热器内瞬间即可完成。45南方水泥有限公司南方水泥有限公司二、粘土质原料脱水二、粘土质原料脱水 当温度接着上升到当温度接着上升到450时，粘土中的主要组时，粘土中的主要组成高岭土成高岭土(Al2O3 2Si O22H2O)发生脱水反应，发生脱水反应，脱去其中的化学结合水，其化学反应式为脱去其中的化学结合水，其化学反应式为 A12O32SiO22H2OA12O3+2SiO 2+2H2O (无定形无定形)(无定形无定形)高岭土在失去化学结合水的同时，分子结构也产高岭土在失去化学结合水的同时，分子结构也产生变更，变成游离的无定形的生变更，变成游

33、离的无定形的A12O3和和SiO 2。46南方水泥有限公司南方水泥有限公司三、碳酸盐分解三、碳酸盐分解 温度接着升至温度接着升至600以上时，生料中的碳以上时，生料中的碳酸盐起先分解，主要是石灰石中的碳酸钙酸盐起先分解，主要是石灰石中的碳酸钙和原料中夹杂的碳酸镁进行分解，其化学和原料中夹杂的碳酸镁进行分解，其化学反应式为反应式为 47南方水泥有限公司南方水泥有限公司 碳酸钙在水泥生料中所占比率在碳酸钙在水泥生料中所占比率在 80左左右，其分解过程须要吸取大量的热，是熟右，其分解过程须要吸取大量的热，是熟料煅烧过程中消耗热量最多的一个过程，料煅烧过程中消耗热量最多的一个过程，是水泥熟料煅烧过程中

34、的重要环节。是水泥熟料煅烧过程中的重要环节。1.碳酸盐分解反应的特点碳酸盐分解反应的特点 可逆反应可逆反应 碳酸钙的分解过程受系统温度、四周介碳酸钙的分解过程受系统温度、四周介质中质中 CO2分压的影响较大。升温并供应足分压的影响较大。升温并供应足够的热量，刚好解除四周介质中的够的热量，刚好解除四周介质中的CO2，降低四周介质中的分压降低四周介质中的分压CO2，有利于分解，有利于分解反应的顺当进行。反应的顺当进行。48南方水泥有限公司南方水泥有限公司 强吸热反应强吸热反应 碳酸钙的分解过程是熟料形成过程中消碳酸钙的分解过程是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程，分解所需总耗热量最多的一个工

35、艺过程，分解所需总热量约占湿法生产总热耗的热量约占湿法生产总热耗的1/3，约占新型，约占新型干法窑的干法窑的1/2。因此，为了使分解反应顺当。因此，为了使分解反应顺当进行，必需保持较高的反应温度，并供应进行，必需保持较高的反应温度，并供应足够的热量。足够的热量。烧失量大烧失量大 每每100kg纯纯CaCO3分解后解除的挥发性分解后解除的挥发性CO2气体气体44kg，烧失量占，烧失量占44%。但在实际。但在实际生产中，由于石灰石不纯，故烧失量一般生产中，由于石灰石不纯，故烧失量一般在在40%左右。左右。49南方水泥有限公司南方水泥有限公司 分解温度与矿物晶体结构有关分解温度与矿物晶体结构有关石灰

36、石中伴生矿物和杂质一般会降低分石灰石中伴生矿物和杂质一般会降低分解温度。方解石的结晶程度高、晶体粗大，解温度。方解石的结晶程度高、晶体粗大，则分解温度高；反之，微晶的分解温度低。则分解温度高；反之，微晶的分解温度低。2.碳酸盐颗粒的分解过程碳酸盐颗粒的分解过程碳酸钙颗粒的分解过程如碳酸钙颗粒的分解过程如下图所示。下图所示。50南方水泥有限公司南方水泥有限公司51颗粒表面首先受热，达到分解温度颗粒表面首先受热，达到分解温度后分解放出后分解放出CO2，表层变为，表层变为CaO，分解反应面逐步向颗粒内层推动，分解反应面逐步向颗粒内层推动，分解放出的分解放出的CO2通过通过CaO层扩散至层扩散至颗粒表

37、面并进入气流中。颗粒表面并进入气流中。南方水泥有限公司南方水泥有限公司 反应可分为五个过程，并用等效电路来反应可分为五个过程，并用等效电路来表示分解各个过程的阻力。表示分解各个过程的阻力。气流向颗粒表面的传热过程；气流向颗粒表面的传热过程；颗粒内部通过颗粒内部通过CaO层向反应面的导热；层向反应面的导热；反应面上的化学反应；反应面上的化学反应；反应产物反应产物CO2通过通过CaO层的传质；层的传质；颗粒表面颗粒表面CO2向外界的传质。向外界的传质。52南方水泥有限公司南方水泥有限公司这五个过程中，四个是物理传递过程，一个是化学动力学过程。明显，哪个过程的阻值最大，该过程即为限制因素。随着反应的

38、进行，反应面不断向核心推移，各阻值也在不断变更。五个过程各受不同因素的影响，都可能影响分解过程，各因素影响的程度亦不相同。53南方水泥有限公司南方水泥有限公司 CaCO3的分解过程受生料粉粒径的影响的分解过程受生料粉粒径的影响很大。很大。D10mm的料球，传热与传质为主的料球，传热与传质为主要影响因素，化学反应过程不占主导地位；要影响因素，化学反应过程不占主导地位；D2mm时，传热及传质的物理过程与化学时，传热及传质的物理过程与化学反应过程占同样重要的地位；当粒径较小反应过程占同样重要的地位；当粒径较小时，如时，如D30um时，分解过程主要取决于时，分解过程主要取决于化学反应过程，整个分解过程

39、的阻力由化化学反应过程，整个分解过程的阻力由化学分步反应过程所确定。学分步反应过程所确定。54南方水泥有限公司南方水泥有限公司3.影响影响CaCO3分解的主要因素分解的主要因素 石灰质原料性质石灰质原料性质 石灰石中伴生其他矿物和杂质具有降低石灰石中伴生其他矿物和杂质具有降低分解温度的作用；方解石晶体越小、缺陷分解温度的作用；方解石晶体越小、缺陷越多，分解越快。越多，分解越快。生料细度和颗粒级配生料细度和颗粒级配 生料颗粒粒径越小，比表面积越大，传热生料颗粒粒径越小，比表面积越大，传热面积增大，分解速度加快；生料颗粒匀整，面积增大，分解速度加快；生料颗粒匀整，粗颗粒少，也可加速碳酸盐的分解。粗

40、颗粒少，也可加速碳酸盐的分解。55南方水泥有限公司南方水泥有限公司 生料悬浮分散程度生料悬浮分散程度 在悬浮态反应器内，生料粉中石灰石颗在悬浮态反应器内，生料粉中石灰石颗粒粒 CaCO3分解所需时间主要取决于化学反分解所需时间主要取决于化学反应速率。一般生料的比表面积为应速率。一般生料的比表面积为200400m2/kg，悬浮于气流中时，具有巨大的，悬浮于气流中时，具有巨大的传热面积和传热面积和CO2扩散传质面积，又由于生扩散传质面积，又由于生料颗粒直径小，内部传热阻力和传质阻力料颗粒直径小，内部传热阻力和传质阻力均较小，相比之下，化学反应速率则较慢，均较小，相比之下，化学反应速率则较慢，化学反

41、应过程成为化学反应过程成为CaCO3分解的主要限制分解的主要限制因素。但回转窑内因素。但回转窑内CaCO3分解过程仍为传分解过程仍为传热、传质限制过程。热、传质限制过程。56南方水泥有限公司南方水泥有限公司 温度温度 碳酸盐分解是吸热反应，是熟料形成过碳酸盐分解是吸热反应，是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程。温度程中消耗热量最多的一个工艺过程。温度上升使分解速度加快。但应留意，温度过上升使分解速度加快。但应留意，温度过高，将增加废气温度和热耗，预热器和分高，将增加废气温度和热耗，预热器和分解炉结皮、堵塞的可能性亦大。解炉结皮、堵塞的可能性亦大。57南方水泥有限公司南方水泥有限公司 窑内

42、通风窑内通风 碳酸盐分解是可逆反应，受系统温度和碳酸盐分解是可逆反应，受系统温度和四周介质中四周介质中CO2的分压影响较大。为了使的分压影响较大。为了使分解反应顺当进行，必需保持较高的反应分解反应顺当进行，必需保持较高的反应温度和良好的通风，降低四周介质中温度和良好的通风，降低四周介质中CO2的分压。的分压。58南方水泥有限公司南方水泥有限公司 黏土质原料性质黏土质原料性质 假如黏土质原料的主导矿物是高岭土，假如黏土质原料的主导矿物是高岭土，由于其活性大，在由于其活性大，在800 下能与氧化钙或干下能与氧化钙或干脆与碳酸钙进行固相反应，生成低钙矿物，脆与碳酸钙进行固相反应，生成低钙矿物，则可以

43、促进碳酸钙的分解过程；反之，假则可以促进碳酸钙的分解过程；反之，假如黏土的主导矿物是活性差的蒙脱石和伊如黏土的主导矿物是活性差的蒙脱石和伊利石，则利石，则CaCO3的分解速度慢。的分解速度慢。59南方水泥有限公司南方水泥有限公司2.新型干法水泥生产理论学问新型干法水泥生产理论学问2.12.1中心限制室在水泥生产中的作用中心限制室在水泥生产中的作用 为了提高产品质量，保证水泥生产为了提高产品质量，保证水泥生产的正常进行，用高科技手段，在水泥生产的正常进行，用高科技手段，在水泥生产过程中实施在线限制。科学地、常常地、过程中实施在线限制。科学地、常常地、系统地对各生产环节进行严格地检查和订系统地对各

44、生产环节进行严格地检查和订正，用各生产环节的工作质量来确保出厂正，用各生产环节的工作质量来确保出厂水泥的产品质量。水泥的产品质量。（简称：生产督察和质量限制）（简称：生产督察和质量限制）南方水泥有限公司南方水泥有限公司2.2 水泥生产质量限制的主要环节水泥生产质量限制的主要环节原燃料和帮助材料的质量限制；原燃料和帮助材料的质量限制；（含石灰石、粘土矿山质量）（含石灰石、粘土矿山质量）生料的质量限制；生料的质量限制；熟料的质量限制；熟料的质量限制；水水泥泥的的质质量量限限制制（包包括括出出磨磨水水泥泥和和出出厂水泥）。厂水泥）。南方水泥有限公司南方水泥有限公司2.32.3原燃料的预均化技术及其质

45、量限制原燃料的预均化技术及其质量限制预均化堆场通常有三种型式：石灰石、煤预均化堆场通常有三种型式：石灰石、煤预均化堆场、预配料堆场、配料堆场。预均化堆场、预配料堆场、配料堆场。使单一品种物料的组成质量混合匀整的过使单一品种物料的组成质量混合匀整的过程称之为预均化。物料中的主要化学成分程称之为预均化。物料中的主要化学成分的多次测量值与质量限制值（或算术平均的多次测量值与质量限制值（或算术平均值）存在偏差的数理统计结果值）存在偏差的数理统计结果,称之为标准称之为标准偏差。其数值越小表示物料化学成分越匀偏差。其数值越小表示物料化学成分越匀整。整。南方水泥有限公司南方水泥有限公司2.4 2.4 粉磨系

46、统生产技术及其限制粉磨系统生产技术及其限制细度表示方法常见四种：平均粒径法、筛细度表示方法常见四种：平均粒径法、筛析法、比表面积法、颗粒组成法。析法、比表面积法、颗粒组成法。钢球磨机的粉碎比可达钢球磨机的粉碎比可达300以上。以上。磨机通风特殊重要，磨内风速一般限制在磨机通风特殊重要，磨内风速一般限制在0.71.2m/s为宜。为宜。球磨机轴瓦温度超过球磨机轴瓦温度超过60时时,应立刻停机。应立刻停机。选粉机的选粉效率工作时应达到选粉机的选粉效率工作时应达到7080%。南方水泥有限公司南方水泥有限公司为了提高球磨机产质量可实行以下措施为了提高球磨机产质量可实行以下措施:（1 1）降低入磨物料粒度

47、）降低入磨物料粒度;（2 2）改善入磨物）改善入磨物料的易磨性料的易磨性;（3 3）降低入磨物料的温度）降低入磨物料的温度;（4 4）限制入磨物料水分）限制入磨物料水分;（5 5）在质量限制）在质量限制指标允许的状况下指标允许的状况下,放宽细度要求放宽细度要求;（6 6）选）选用合适的助磨剂用合适的助磨剂;（7 7）加强磨内通风）加强磨内通风;（8 8）闭路系统限制合适的循环负荷率和选粉效率闭路系统限制合适的循环负荷率和选粉效率;（9 9）确定合适的研磨体及其装载量和级配）确定合适的研磨体及其装载量和级配;（1010）接受牢靠的球磨机结构改造技术。）接受牢靠的球磨机结构改造技术。南方水泥有限公

48、司南方水泥有限公司2.5 2.5 烧成系统生产技术及其限制烧成系统生产技术及其限制熟料冷却机目前有单筒、多筒和篦式冷却熟料冷却机目前有单筒、多筒和篦式冷却机三种形式。机三种形式。回转窑停窑前回转窑停窑前24小时，将喂料量减为正小时，将喂料量减为正常喂料量的常喂料量的5070%，窑速不变，风煤相，窑速不变，风煤相应削减。应削减。熟料立升重，就是每立升熟料立升重，就是每立升57mm粒径的熟粒径的熟料重量，正常生产时每升重的波动范围为料重量，正常生产时每升重的波动范围为75克之内。克之内。南方水泥有限公司南方水泥有限公司在固相反应阶段，生成的熟料矿物有在固相反应阶段，生成的熟料矿物有C C2 2S

49、S、C C3 3A A、C C4 4AFAF。一次风量占总空气量的比例一次风量占总空气量的比例不宜过多不宜过多，否，否则二次风比例降低会影响到熟料的冷却。则二次风比例降低会影响到熟料的冷却。为了防止为了防止“回火回火”，火焰扩散速度应比煤，火焰扩散速度应比煤粉扩散速度粉扩散速度小小。铝氧率铝氧率高高时，液相粘度大，时，液相粘度大，难难于煅烧；铝于煅烧；铝氧率氧率低低，则窑内，则窑内易易结块，结圈，恶化操作。结块，结圈，恶化操作。南方水泥有限公司南方水泥有限公司分解炉内温度的限制与调整：分解炉内温度的限制与调整：分解炉中、上游的温度变更，主要受燃烧分解炉中、上游的温度变更，主要受燃烧速度的影响，

50、炉下游及出口温度主要受燃料速度的影响，炉下游及出口温度主要受燃料及生料加料量的影响，因此调整炉内温度主及生料加料量的影响，因此调整炉内温度主要调整燃料喂料量和燃烧速度。在完全燃烧要调整燃料喂料量和燃烧速度。在完全燃烧的条件下，加入的燃料越多，炉温越高，分的条件下，加入的燃料越多，炉温越高，分解率也高；生料加料量越多，分解吸热越多，解率也高；生料加料量越多，分解吸热越多，使炉温下降，因此分解炉内的风、料、煤的使炉温下降，因此分解炉内的风、料、煤的协作特殊重要。协作特殊重要。南方水泥有限公司南方水泥有限公司2.6 2.6 煤粉制备系统平安生产及其限制煤粉制备系统平安生产及其限制 煤粉制备中的防爆可