1 新型干法水泥熟料煅烧工艺过程
1.1 水泥熟料的形成过程
水泥熟料的形成过程，是对合格的水泥生料进行煅烧，使其连续被加热，
经过一系列的物理化学反应，形成熟料，再进行冷却的过程。
生料在加热过程中，依次发生干燥、粘土矿物脱水、碳酸盐分解、固相
反应、熟料烧结及熟料冷却结晶等重要的物理化学反应。这些反应过程的反
应温度、反应速度及反应产物不仅受原料的化学成分和矿物组成的影响，还
受反应时的物理因素诸如生料粒径、均化程度、气固相接触程度等的影响。
1.1.1 干燥
排除生料中自由水分的工艺过程称为干燥。
生料都含有一定量的自由水分，随着温度的升高，物料中的水分被蒸发，
当温度升高到100～150℃时，生料中的自由水分全部被排除，这一过程称为
干燥过程。新型干法水泥生料水分小于1%，在预热器内瞬间完成。
1.1.2 脱水
脱水是指粘土矿物分解放出化合水。
粘土矿物的化合水有两种：一种是以OH 一离子状态存在于晶体结构中，
称为晶体配位水(也称结构水)；另一种是以水分子状态吸附于晶层结构间，
称为晶层间水或层间吸附水。所有的粘土都含有配位水；多水高岭土、蒙脱
石还含有层间水；伊利石的层间水因风化程度而异。层间水在100℃左右即
可排除，而配位水则必须高达400～600℃以上才能脱去。
粘土中的主要矿物高岭土发生脱水分解反应如下式所示：
Al2O3
2SiO2
2H20
Al203
2SiO2 + 2H2O↑
高岭土无水铝硅酸盐(偏高岭土) 水蒸气
Al203
2SiO2
Al203 + 2SiO2
高岭土进行脱水分解反应属吸热过程。高岭土在失去化合水的同时，本身
晶体结构遭受破坏，生成了非晶质的无定形偏高岭土(脱水高岭土)，由于偏高岭
土中存在着因
OH 一基跑出后留下的空位，故可以把它看成是无定型的SiO2 和
Al2O3，这些无定形物具有较高活性。
1.1.3 碳酸盐分解
生料中的碳酸钙和夹杂的少量碳酸镁在煅烧过程中分解并放出CO2 的过程称
碳酸盐分解。
碳酸镁的分解温度始于402～480℃左右，最高分解温度700℃左右；碳酸钙
在600℃时就有微弱分解发生，但快速分解温度在812～928℃之间变化。MgCO3 在590 ℃、CaCO3 在890℃时的分解反应式如下：
MgC03
MgO + CO2↑－(1047～1 214)J/g
CaC03
CaO + CO2↑－1645 J/g
其中，碳酸钙在水泥生料中所占比例80%左右，其分解过程需要吸收大量的
热，是熟料煅烧过程中消耗热量最多的一个过程，因此，它是水泥熟料煅烧过程
重要的一环。
1.1.3.1 碳酸钙分解反应的特点
1．可逆反应
2．强吸热反应
每1 kg纯碳酸钙在890℃时分解吸收热量为1645J/g，是熟料形成过程中消
耗热量最多的一个工艺过程。分解所需总热量约占预分解窑的二分之一。
3．烧失量大
每100 kg的纯CaCO３分解后排出挥发性CO２气体44 kg，烧失量占44%。
4．分解温度与CO 2 分压和矿物结晶程度有关
在常压(101325 Pa)和分解出
的CO 2 分压达1个大气压(即平衡
分解压力101325Pa) 的环境
中，纯碳酸钙的分解温度为
800℃。平衡分压增大，分解
温度增高，环境C02 的浓度和
压力对碳酸钙分解温度的影响见
图1-1所示
1.1.3.2、碳酸钙的分解过程
一颗正在分解的CaCO3 颗粒，颗粒内部的分解反应可分为下列5个过程：
①热气流向颗粒表面传进分解所需要的热量Qi；
②热量以传导方式由表面向分解面传递的过程；
③在一定温度下碳酸钙吸收热量，进行分解并放出CO2 的化学过程；
④分解放出的CO2，穿过CaO层，向表面扩散传质；
⑤表面的CO2 向周围气流介质扩散。
在这5个过程中，有4个是物理传热传递过程，唯独碳酸钙吸收热量分解放
出CO2 的过程是一个化学反应过程。在颗粒开始分解与分解面向颗粒内部深入时，各过程对分解的影响程度不相同，哪个过程最慢，哪个便是主控过程。即碳酸钙
的分解速度受控于其中最慢的一个过程。
分解速度或者分解所需的时间将决定于化学反应所需时间，即反应生成的
CO2 通过表面CaO层的扩散是整个碳酸钙分解过程中的速度控制过程。
在悬浮预热器和分解炉内，由于生料悬浮于气流中，基本上可以看作是单
颗粒，其传热系数较大，特别是传热面积非常大，分解过程的速率受化学反应
过程所控制。在分解炉(物料温度850℃左右)，只需几秒钟即可使碳酸钙分解
率达到85%～95%。
1.1.3.3、影响碳酸钙分解速度的因素
1．石灰质原料的特性
以最常见的石灰石为例，当石灰石中伴生有其他矿物和杂质一般具有降
低分解温度的作用，
2．生料细度和颗粒级配
生料粉磨得细，且颗粒均匀、粗粒少，生料比表面积增加，使传热和传质
速度加快，有利于分解反应进行。
3．生料悬浮分散程度
生料悬浮分散差，相对地增大了颗粒尺寸，减少了传热面积，降低了碳酸
钙的分解速度。
4．温度
提高反应温度，分解反应的速度加快，分解时间缩短。但应注意温度过高，
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。
5．系统中CO2分压
通风良好CO2 分压较低，有利于CO2 的扩散和加速碳酸钙的分解。
6．生料中粘土质组分的性质
如果粘土质原料的主导矿物是高岭土，由于其活性大，在800℃下能和氧
化钙或直接与碳酸钙进行固相反应，生成低钙矿物，可以促进碳酸钙的分解过程。反之，如果粘土主导矿物是活性差的蒙脱石和伊利石，则CaCO3的分解速度就慢。
1.1.4、固相反应
1.1.4.1、反应过程
通常在碳酸钙分解的同时，分解产物CaO与生料中的SiO2、Fe2O3、Al2O3等通过质点的相互扩散而进行固相反应，形成熟料矿物。固相反应的过程比较复
杂，其过程大致如下：
～800℃CaO+ Al2O3
CaO·Al2O3 (CA)
Ca0+Fe2O3
CaO·Fe2O3 (CF)
2Ca0+ Si02
2CaO·Si02 (C2S)开始形成
800～900℃7(CaO·Al2O3)+5CaO
12CaO·7Al2O3 (C12A7)
900～1100℃2CaO+Al2O3+Si02
2CaO·Al2O3·Si02 (C2AS)形成后又分解
12CaO·7 Al2O3+9CaO——7(3CaO·Al2O3) (C3A)开始形成
7(2CaO·Fe2O3)+2CaO+12CaO·7 Al2O3
7(4CaO·Al2O3·Fe2O3)
(C4AF)开始形成
1100～l200℃大量形成C3A和C4AF，C2S含量达最大值。
水泥熟料矿物C3A和C4AF、C2S的形成是一个复杂的多级反应，反应过程是交叉进行的。水泥熟料矿物的固相反应是放热反应，固相反应的放热量约为420～500J/g。
固相反应通常需要在较高温度下进行，影响固相反应的主要因素主要有以下
几点：
（1）生料细度及均匀程度
生料的均匀混合，使生料各组分之间充分接触，有利固相反应进行。
（2）原料性质
当原料中含有结晶Si02 (如燧石、石英砂)和结晶方解石时，由于破坏其晶
格困难，晶体内的分子很难离开晶体而参加反应，所以使固体反应的速度明显降
低，特别是原料中含有粗颗粒石英砂时，其影响更大。因此，在原料选择时，力
求避免采用粗晶石英，如不得已而必须使用时，可将其单独粉磨，务求配制粉磨
能耗最低但反应活性最佳的生料颗粒级配。
（3）温度
提高反应温度，质点能量增加，增加了质点的扩散速度和化学反应速度，
可加速固相反应。
1.1.5、熟料烧结
当物料温度升高到最低共熔温度后，固相反应形成的铝酸钙和铁铝酸钙熔
剂性矿物及氧化镁、碱等熔融成液相。在高温液相作用下，固相硅酸二钙和氧化
钙都逐步溶解于液相中，硅酸二钙吸收氧化钙形成硅酸盐水泥的主要矿物—硅酸三钙，其反应式如下：
C2S + Ca0
C3S
随着温度的升高和时间延长，液相量增加,液相粘度降低，氧化钙、硅酸二
钙不断溶解、扩散，硅酸三钙晶核不断形成，并逐渐发育、长大，最终形成几十
微米大小、发育良好的阿利特晶体。与此同时，晶体不断重排、收缩、密实化，
物料逐渐由疏松状态转变为色泽灰黑、结构致密的孰料，我们称以上过程为熟料
的烧结过程，简称熟料烧结。
在配合生料适当，生料成分稳定的条件下，硅酸盐水泥熟料在1250～1280
℃开始出现液相，1300℃左右时Ca0 和C2S 溶入液相中开始大量生成C3S，这一过程也称为石灰吸收过程。一直到1450℃液相量继续增加，游离氧化钙被充分
吸收。故通常把1300～1450～1300℃称为熟料的烧结温度。在此温度范围内大
致需要10～20 min完成熟料烧结过程。
1.1.5.1、影响熟料烧结过程的因素
由上述过程可知，熟料的烧结在很大程度上取决于液相含量及其物理化学
性质。因此，控制液相出现的温度、液相量、液相粘度、液相表面张力和氧化钙、硅酸二钙溶于液相的速率，并努力改善它们的性质至关重要。
1．最低共熔温度
液相出现的温度决定于物料在加热过程中的最低共熔温度。而最低共熔温
度决定于系统组分的性质与数目。表1-1列出了一些系统的最低共熔温度。
由表1-1可知，系统组分数目越多，其最低共熔温度越低，即液相初始出现
的温度越低。
2．液相量
熟料的烧结必须要有一定数量的液相。液相是硅酸三钙形成的必要条件，适
宜的液相量有利于C3S形成，并保证熟料的质量。液相量太少，不利于C3S形成，反之，过多的液相易使熟料结大块，给煅烧操作带来困难。
液相量与组分的性质、含量及熟料烧结温度等有关。因此，不同的生料成
分与煅烧温度等对液相量有很大影响。一般水泥熟料烧成阶段的液相量大约为20%～30%。
(1)液相量与煅烧温度、组分含量有关，根据硅酸盐物理化学原理，不同温
度下形成的液相量可按下式计算：
①煅烧温度为1338℃时：
IM>1.38 L=6.1F (1.1)
IM<1.38 L=8.2A-5.22F (1.2)
②煅烧温度为1400℃和1450℃时:
1400℃L=2.95A+2.5F+M+R (1.3)
1500℃L=3.0A+2.2F+M+R (1.4)
式中L——液相量(％)；
F——熟料中Fe2O3。的含量(％)；
A——熟料中Al2O3 的含量(％)；
M、R——MgO及(Na20+K20)的含量(％)。
表1-1 一些系系统最低共熔温度
系统最低共熔温度
(℃) 系统最低共熔
温度(℃)
C3S-C2S-C3A 1455 C3S-C2S-C3A –C4AF 1338
C3S-C2S-C3A -Na2O 1430 C3S-C2S-C3A -Na2O -Fe203 1315
C3S-C2S-C3A -MgO 1375 C3S-C2S-C3A -Fe203 -MgO 1300
C3S-C2S-C3A-Na2O-MgO 1365 C3S-C2S-C3A-Na2O-MgO -Fe203 1280
(2)液相量随熟料中铝率而变化，一般硅酸盐水泥在煅烧阶段的液相量随铝
率和温度的变化情况见表1-2所示。
生产中，应合理设计熟料化学成分与率值，控制煅烧温度在一个适当的范围
内。这个范围大体上是出现烧结所必需的最少的液相量时的温度到出现结大块时
的温度之间，即通常所说的烧结范围。就硅酸盐水泥而言，烧结范围约150℃左
右。当系统液相量随温度升高而缓慢增加，其烧结范围就较宽；反之，其烧结范
围就窄。
3．液相粘度
液相粘度对硅酸三钙的形成影响较大。粘度小，液相中质点的扩散速度增
加，有利于硅酸三钙的形成。而液相的粘度又随温度与组成(包括少量氧化物)
而变化。提高温度，液相内部质点动能增加，削弱了相互间作用力，因而降低了
液相粘度。
提高铝率时，液相粘度增大，而降低铝率则液相粘度减少。
MgO、SO3 的存在可使液相粘度降低。Na2O、K2O 使液相粘度增大,而Na2SO4
或K2SO4 则使液相粘度降低。
4．液相的表面张力
液相的表面张力愈小，愈易
润湿固相物质或熟料颗粒，有利
于固液反应，促进C3S的形成。
5．氧化钙和硅酸二钙溶于
液相的速率
C3S的形成过程也可以视为
CaO 和C2S 在液相中的溶解过
程。CaO和C2S的溶解速率大，
C3S的成核与发育越快。因此，
要加速C3S的形成实际上就是提高CaO与C2S的溶解速率，而这个速率大小受CaO 颗粒大小和液相粘度所控制。表1-3为实验室条件下，不同粒径CaO在不同温度
表1-2熟料中液相量随铝率和温度的变化情况
IM=AI2O3/Fe2O3
温度(℃) 2.0 1.25 0.64
1338 18.3 21.1 0
1400 24.3 23.6 22.4
1450 24.8 24.0 22.9
表1-3 CaO溶于液相所需的时间(min )
粒径(mm)
温度
(℃) 0.1 0.05 0.025 0.001
1340 11.5 59 25 12
1375 28 14 6 4
1400 15 5.5 3 1.5
1450 5 2.3 1 0.5
1500 1.8 1.7
下完全溶于液相所需的时间。
1.1.6、熟料冷却
1.1.6.1、熟料冷却过程及目的
熟料烧结过程完成之后，C 3 S的生成反应结束，熟料从烧成温度开始下降至
常温，熔体晶化、凝固，熟料颗粒结构形成，并伴随熟料矿物相变的过程称为熟
料的冷却。
冷却的目的在于：改善熟料质量与易磨性；降低熟料温度，便于熟料的运
输、储存和粉磨；部分回收熟料出窑带走的热量，预热二、三次空气，从而降低
熟料热耗，提高热利用率。
1.1.6.2、熟料冷却速度对熟料质量的影响
熟料冷却的速度影响着熟料的矿物组成、结构以及易磨性。冷却速度
不同，所得到的熟料矿物组成与性能也会不同。
如果以18～20℃/min左右的急速降温速率对熟料进行冷却时，则可以发
现C3S的分解、C2S的转化、过大的方镁石晶体及全部的C3A、C4AF结晶态不复存在，即急速降温速率(急冷)优于缓慢冷却(慢冷)。
1.1.6.3、急冷对改善熟料质量的作用
1．防止或减少C3S的分解
2．避免β-C2S转变成γ-C2S
3．改善了水泥安定性
4．使熟料C3A晶体减少，提高水泥抗硫酸盐性能
5．改善熟料易磨性
6．可克服水泥瞬凝或快凝
1.2 水泥熟料的形成热
1.2.1水泥熟料形成热的概念
熟料的形成热，是指在一定的生产条件下，用某一基准温度(一般是0℃或
20℃)的干燥物料，在没有任何物料损失和热量损失的条件下，制成1kg 同温度
的熟料所需要的热量(熟料形成热效应)。
因此，熟料的形成热就是熟料形成在理论上消耗的热量，它仅与原、燃料的
品种、性质及熟料的化学成分和矿物组成、生产条件等因素有关。
1.2.2水泥熟料形成热的计算方法
水泥熟料在形成过程中发生一系列物理化学变化，有些是吸热反应．有些是
放热反应，将全过程的总吸热量，减去总的放热量，并换算为每生成1kg熟料所
需要的净热量就为熟料的形成热。
现以20℃为计算的温度基准。生成1kg 熟料需理论生料量约为1.55kg。在
一般原料的情况下，根据物料在反应过程中的化学反应热和物理热，可计算出生
成1kg普通硅酸盐水泥熟料的理论热耗(见表l-4)。
表l-4水泥熟料形成热
吸收热量kJ/kg-
ck % 放出热量kJ/kg-
ck %
干物料自20℃加热到450℃吸热697 16.4 黏土无定形物质结晶放热41 1.6
黏土脱水吸热164 3.9 熟料矿物形成放热410 16.4
脱水物料由450℃加热到900℃吸热800 18.9 熟料由1400℃冷至20℃放热1476 59.0 碳酸盐分解吸热1948 46.0 CO2 由900℃冷至20℃放热492 19.7
剩余物料由900℃加热到1400℃吸
热523 12.4 水汽自450℃冷至20℃放热82 3.3
形成液相吸热103 2.4 合计2501 100
合计4235 100 Q=4235-2501=1734(kJ/kg-ck)
由此可见，生成1kg熟料理论上所需的热量约为1734kJ/kg-ck，而碳酸盐分
解所需的热量占熟料形成热的46.0％，故提高热的利用率应从碳酸盐的分解着
手，采取有效措施，降低熟料的单位热耗。熟料冷却放出的热量占熟料形成过程
中放出热量的59.0％，回收熟料中的热量对降低熟料热耗也是十分重要的。
此外，熟料的形成热还可用下列经验公式进行计算：
Q 形=G 干(4.5A12O3+29.6CaO+17MgO)－284
式中Q 形——熟料形成热，kJ／kg ck；
G 干——生成1lkg熟料所需理论干生料量，kg；
A12O3，CaO，MgO——生料中各氧化物含量，%。
在实际生产中，生产1kg熟料所需的热量称为熟料的单位热耗，它远远大于
熟料的形成热，目前热利用率比较高的生产厂，其熟料的单位热耗也在3000kJ
／kg-ck以上，所以水泥生产的热效率是较低的，一般只有30%～40％左右。若
能提高水泥生产的热效率,对水泥工业将是一个大的贡献。
1.3 新型干法水泥熟料煅烧工艺过程
连
续
式
均
化
库
硅酸盐水泥熟料的煅烧 §5-1 生料在煅烧过程中的物理化学变化 §5-2 熟料形成的热化学 §5-3 矿化剂、晶种对熟料煅烧和质量的影响 §5-4 挥发性组分及其他微量元素的作用 §5-5 水泥熟料的煅烧方法及设备 【掌握内容】 1、硅酸盐水泥熟料的形成过程名称、反应特点、影响反应速度的因素； 2、熟料的形成热、热耗的定义、一般数值、影响因素 3、挥发性组分对新型干法水泥生产的影响 4、悬浮预热器窑及预分解窑的组成、工作过程
5、影响窑产、质量及消耗的因素 【理解内容】 1、C3S的形成机理，形成条件； 2、影响熟料形成热的因素，形成热与实际热耗的区别，降低热耗的措施； 3、回转窑的结构、组成、及工作过程； 4、回转窑内“带”的划分方法，预分解窑内“带”的划分。 【了解内容】 1、水泥熟料的煅烧方法及设备类型； 2、矿化剂、晶种定义、类型、作用、使用； 3、湿法窑的组成，工作过程 合格生料在水泥窑内经过连续加热，高温煅烧至部分熔融，经过一系列的物理化学反应，得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料的工艺过程叫硅酸盐水泥
熟料的煅烧，简称煅烧。结合目前生产现状及学生的就业去向，主要介绍与回转窑尤其是新型干法回转窑有关的知识，立窑有关知识留给学生自学。 第一节生料在煅烧过程中的物理化学变化 生料在加热过程中，依次进行如下物理化学变化 一、干燥与脱水 （一）干燥 入窑物料当温度升高到100～150℃时，生料中的自由水全部被排除，特别是湿法生产，料浆中含水量为32～40%，此过程较为重要。而干法生产中生料的含水率一般不超过0%。 （二）脱水 当入窑物料的温度升高到450℃，粘土中的主要组成高岭土 （Al2O3·2SiO2·2H2O）发 生脱水反应，脱去其中的化学结合水。此过程是吸热过程。 Al2O3·2SiO2·2H2 Al2O3 + 2SiO2 + 2H2 （无定形）（无定形）
水泥生产质量控制 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
9 水泥生产质量控制 学习指南：水泥生产质量管理与控制是保证水泥厂正常生产、稳定和提高水泥质量的关健。化验室是水泥企业进行质量管理的专门机构，化验室要建立完善的规章制度、对生产过程进行组织和全方位的监督，正确地指导生产，确保水泥质量。水泥生产是流水线式的多工序连续生产过程，各工序之间关系密切，每道工序的质量都与最终的产品质量有关，在生产中原燃料的成分与生产状况又是不断地变化的，如果前一工序控制不严，就会给后一工序的生产带来影响。为此，在水泥的生产中，要根据工艺流程经常地、系统地、及时地对生产全部工序包括从原料、燃料、混合材料、生料、熟料直至成品水泥进行全过程的质量管理和控制，只有把质量管理和控制工作做到水泥生产的全过程中，才能保证出厂水泥的质量符合国家标准规定的品质指标。 水泥生产质量管理与控制主要做三方面的工作：一是水泥企业要有完善的质量管理机构对生产进行全面监督；二是保证窑磨在控制范围内的正常运转；三是管理和控制好原料、燃料、混合材料、生料、熟料及水泥的质量，保证水泥生产按要求进行，保证出厂水泥质量的优质和稳定，实现优质高产、低消耗。 9．1 水泥企业质量管理机构和管理制度 水泥生产质量管理机构和管理制度的建立，应依据《水泥企业质量管理规程》，根据本企业的具体情况制定。 9．1．1 质量管理机构设置和职责 9．1．1．1 质量管理机构设置 水泥企业应设立以厂长(经理)或管理者代表为首的质量管理组织和符合《水泥企业化验室基本条件》的化验室。厂长（经理）是本企业产品质量的第一责任者。厂长（经理）可以任命管理者代表全权负责质量管理，化验室主任在厂长（经理）或管理者代表直接领导下对产品质量具体负责。 质量管理组织设专门机构或专职人员负责企业的全面质量管理工作。各车间、部门设立相应的质量管理组织，负责本部门的质量管理工作。 化验室内设控制组、分析组、物检组和质量管理组等，分别负责原燃材料、半成品、成品质量的物检、控制、监督与管理工作。 水泥年生产能力60万吨及以上规模的通用水泥企业以及特性水泥、专用水泥需取得中国建筑材料工业协会颁发的化验室合格证，其它水泥企业需取得各省级政府建材行业主管部门或其授权的各省级建材工业协会颁发的化验室合格证。 9．1．1．2质量管理机构职责 （1）负责和监督企业质量管理体系的有效运行。
过程工业装备成套技术的工程应用实例 ——水泥生产工艺流程 1、破碎及预均化 （1）破碎水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥机械的物料破碎中占有比较重要的地位。 （2）原料预均化预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。 2、生料制备 水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥设备至少要粉磨3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。 3、生料均化 新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。 4、预热分解 水泥机械把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。 （1）物料分散 换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向上随气流运动，同时被分散。 （2）气固分离 当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒筒体与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动，并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。 （3）预分解 预分解技术的出现是水泥设备煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道，设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移到分解炉内进行；燃料大部分从分解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带的热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化；由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。 5、水泥熟料的烧成 生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。 在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应，生成水泥熟料中的等矿物。随着物料温度升高，等矿物会变成液相，溶解于液相中的物质进行反应生成大量（熟料）。熟料烧成后，温度开始降低。最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥机械所能承受的温度，同时回收高温熟料的显热，提高系统的热效率和熟料质量。 6、水泥粉磨
水泥元素在线分析仪在水泥矿山与生料质量控制的应用 摘要： 随着中子激活γ-射线分析技术的快速发展，水泥生产中的块状物料成分在线快速分析成为现实。用中子活化分析仪，可以提高矿山的综合利用率、简化或改变预均化堆场的功能；可以改善生料配料控制效果，使弱化甚至取消生料均化库等成为可能。该技术给水泥生料生产工艺和控制技术的革新提供了可能性，可以综合利用矿山资源，大大节约投资。 一、水泥矿山与生料质量控制中存在的问题 水泥生产过程中，为了出产优质熟料、确保水泥质量，对入窑生料质量的控制至关重要。特别是对大型的新型干法水泥生产线，为了适应高温、高速、高效的要求，对生料质量的要求尤其严格。水泥生料的生产由矿山开采，原料预均化堆场、生料粉磨，生料均化库四个工艺环节组成，而生料质量的控制目标是通过对以上四个环节的有效控制，保证入窑生料三个率值（LSF、SM、IM）符合工艺要求，而且均匀。 石灰石作为水泥生产的主要原料，它的质量及其变化对水泥厂的产品质量和经济效益都有决定性的影响。而进厂石灰石的质量，取决于许多因素。目前绝大多数的石灰石矿山采用人工化验的方法分析原料化学成分来指导开采，为了保证石灰石原料符合要求，只好大量剥离覆盖层，挑选高品质石灰石，至使石灰石矿利用率很低。特别是我国大量的立窑水泥厂，其石灰石资源利用率只有40%。为了解决这个问题，现在大多数新型干法水泥生产线采用预均化堆场进行原料预均化。但预均化堆场占地面积大，投资高，维护工作量大，影响水泥企业的生产成本和扩大再生产。 即使采用了预均化堆场，还不能保证提供合格的生料质量，因此在原料进生料磨前，仍需进行原料配比控制。目前国内新型干法生产线的原料配比控制均采用以实验室X-荧光分析仪为核心的质量控制系统，这种控制方案一般与生料均化库结合，才能达到干法生产的入窑生料稳定、均齐。但是，X-荧光分析仪对试样制备的要求较复杂，从取样、缩分、压制成样再进行X-荧光分析，到分析出结果至少需要30min，也就是测定结果比实际滞后30min，再加上磨机的纯滞后时间，因此控制周期一般定为1小时左右，因此用X-荧光分析仪就不可能真正做到在线实时控制，这样一个典型的纯长滞后反馈控制系统，控制效果较差，使生料形成不均匀料层。其次是试样代表性差，取样、制样过程的代表性难以保证，而X-荧光分析只能测定试样表面层生料的化学成分。所以现在普遍应用的生料配料控制系统的效能还有较大的提升空间。 在我国水泥企业，均化措施方面一直侧重于进厂后的原料均化和生料均化，以降低入窑生料质量的波动。但如果由于进厂原料成分波动很大，厂内均化措施往往满足不了入窑均化性的要求。而且从理论上分析，预均化堆场及生料均化库的作用只能将进厂的原料，入库生料进行均化，保持其成分在这一段时间内相对稳定，但不能改变入磨原料和入窑生料的成分。 鉴于上述原因，发达国家在70年代就开始研究中子激活γ-射线分析技术，80年代成功应用在水泥生产中固体物料成分的在线分析。利用这项技术研究开发的中子活化分析仪可以实现水泥生料配料的前置控制，真正做到在线实时质量控制，做到从矿山开始严格控制原材料的质量稳定，实现“成品进厂”。实践证明，有效利用该项技术，可以提高水泥企业的原材料综合利用率和经济效益。 二、国内外水泥厂使用中子活化分析仪的状况 澳大利亚斯堪泰克公司在1986年研制出第一台实际应用于水泥行业的中子活化分析仪，至今水泥行业用的GEOSCAN-C分析仪已售出1OOO多台，世界上领先的几个水泥集团均在使用澳大利亚斯堪泰克公司生产的GEOSCAN-C 分析仪。目前，该类型分析仪除澳大利亚斯堪泰克公司生产外，美国热电及KSS设计与工程公司，芬兰Ima工程公司等均有类似产品。 我国水泥行业在上世纪末开始接触到中子活化分析仪，1996年，湖北华新水泥股份有限公司5号窑扩建工程引进了2台分析仪，分别用于石灰石预均化前和原料入磨前在线分析，1999年底调试成功并用于生产。2000年，北京琉璃河水泥厂二期工程采用中子活化仪对立磨进料皮带机上的块状混合料进行成分分析，已投运。2003年北京强联水泥厂引进3台中子活化分析仪，分别用于石灰石预均化前、原煤进厂和原料入生料磨前的在线成分分析，均
1 新型干法水泥熟料煅烧工艺过程 1.1 水泥熟料的形成过程 水泥熟料的形成过程，是对合格的水泥生料进行煅烧，使其连续被加热， 经过一系列的物理化学反应，形成熟料，再进行冷却的过程。 生料在加热过程中，依次发生干燥、粘土矿物脱水、碳酸盐分解、固相 反应、熟料烧结及熟料冷却结晶等重要的物理化学反应。这些反应过程的反 应温度、反应速度及反应产物不仅受原料的化学成分和矿物组成的影响，还 受反应时的物理因素诸如生料粒径、均化程度、气固相接触程度等的影响。 1.1.1 干燥 排除生料中自由水分的工艺过程称为干燥。 生料都含有一定量的自由水分，随着温度的升高，物料中的水分被蒸发， 当温度升高到100～150℃时，生料中的自由水分全部被排除，这一过程称为 干燥过程。新型干法水泥生料水分小于1%，在预热器内瞬间完成。 1.1.2 脱水 脱水是指粘土矿物分解放出化合水。 粘土矿物的化合水有两种：一种是以OH 一离子状态存在于晶体结构中， 称为晶体配位水(也称结构水)；另一种是以水分子状态吸附于晶层结构间， 称为晶层间水或层间吸附水。所有的粘土都含有配位水；多水高岭土、蒙脱 石还含有层间水；伊利石的层间水因风化程度而异。层间水在100℃左右即 可排除，而配位水则必须高达400～600℃以上才能脱去。 粘土中的主要矿物高岭土发生脱水分解反应如下式所示： Al2O3 2SiO2 2H20 Al203 2SiO2 + 2H2O↑ 高岭土无水铝硅酸盐(偏高岭土) 水蒸气 Al203 2SiO2 Al203 + 2SiO2 高岭土进行脱水分解反应属吸热过程。高岭土在失去化合水的同时，本身 晶体结构遭受破坏，生成了非晶质的无定形偏高岭土(脱水高岭土)，由于偏高岭 土中存在着因 OH 一基跑出后留下的空位，故可以把它看成是无定型的SiO2 和 Al2O3，这些无定形物具有较高活性。 1.1.3 碳酸盐分解 生料中的碳酸钙和夹杂的少量碳酸镁在煅烧过程中分解并放出CO2 的过程称 碳酸盐分解。 碳酸镁的分解温度始于402～480℃左右，最高分解温度700℃左右；碳酸钙 在600℃时就有微弱分解发生，但快速分解温度在812～928℃之间变化。MgCO3 在590 ℃、CaCO3 在890℃时的分解反应式如下： MgC03 MgO + CO2↑－(1047～1 214)J/g
水泥生料标准成分控制法 摘要：通过生料化学成分和熟料化学成分对应关系的研究，提出了水泥生料的标准成分控 制法，该法无需人工参与生料目标值调整，可降低企业技术人员的劳动强度，提高熟料三率 值的合格率，设计成电子表格或软件，可实现出磨生料目标值的自动调整。 关键词：平均成分；标准成分；自动化控制；在用煤；待用煤；目标值调整 水泥生料质量控制正向自动化和智能化方向发展，好多在线控制系统已用于水泥生料质 量控制当中。就目前而言，多数企业还是靠人工根据经验来调整生料目标值，具有一定的盲 目性，也存在调整滞后的缺陷。如何准确和快速实现水泥生料目标值的调整，是企业技术人 员共同关心的问题。 1 影响生料目标值调整准确度的因素 每个水泥企业都有一个合适的熟料三率值控制范围，熟料三率值是最终控制目标，生料 三率值则是过程控制目标，当生料与熟料之间的对应关系发生改变或更换生产用煤后都需要 调整生料的目标值。 目前，由于缺少一种实用和有效的生料目标值调整计算方法，企业技术人员通常是根据 有关数据来简单计算一下或干脆估计一个生料目标值。影响生料目标值计算准确度的因素主 要有以下几个方面：（1）煤发热量的测量误差；（2）灰分的测量误差；（3)煤粉计量设备的 误差；（4）生料和熟料检验数据的误差；（5）收尘料带入成分的影响（出磨生料取样点大多 避开了收尘料，煤粉中也含有少量的收尘料，因此，收尘料带入成分的影响是客观存在的）； （6）熟料热耗的估计不准；（7）生料烧失量的波动或估计不准。前五个方面是系统因素， 后两个方面是不确定因素，都影响生料目标值计算的准确度。 正常生产时，用出磨生料化学成分和生产用煤有关数据，计算出的熟料化学成分和熟料 的检验数据并不相符，这就是许多系统误差存在造成的。所以，理论上计算出的数据并不实 用，必须利用生产中的对应关系，去解决生产中的实际问题。 2 生料标准成分计算 2.1 熟料平均成分 熟料平均成分是指统计时间内，检验仪器测定的熟料化学成分的平均值。 2.2 生料平均成分 生料平均成分是指生料煅烧成熟料后，在时间上和熟料平均成分相对应的一段时间内的 出磨生料化学成分的平均值。 2.3 熟料标准成分 用熟料三率值的目标值和熟料平均成分的SO3和总和M(SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO 之和)值计算出的熟料化学成分，称为熟料标准成分。 熟料标准成分按下式计算： Fe2O3＝（M－0.70×SO3）÷[(2.8×KH＋1)×(IM＋1)×SM＋2.65×IM＋1.35] A12O3＝IM×Fe2O3 SiO2＝SM×(A12O3＋Fe2O3) CaO＝M―SiO2―A12O3―Fe2O3 式中：SO3—熟料平均成分的SO3含量； KH、SM、IM—熟料的目标值； M—熟料平均成分SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO之和。 2.4 生料标准成分 不改变生料平均成分的烧失量和熟料热耗，符合实际生产中的对应关系，恰好能使熟料
水泥厂主要生产工艺流程 水泥生产过程主要分为三个阶段，即生料制备、熟料烧成和水泥粉磨（俗称“两磨一烧”）。其生产工艺总流程示意见图3-1。 采用五级旋风预热及窑外分解的新型干法水泥的生产工艺流程说明如下： （1）石灰石破碎及储存 由自备汽车从矿山运来的石灰石经生产能力为500-600t/h的PCF2022单段锤式破碎机破碎后，进入φ80m 的圆形预均化堆场中均化，圆形预均化堆场储量23100t，储期8.6d。 （2）粘土、铁粉储存 粘土、铁粉分别由汽车运进厂内的堆栅储存，粘土的储量是5600吨储期11.2d；铁粉的储量是1600吨，储期13.1d。储存在堆栅的粘土、铁粉由铲车送入斗式提升机，经斗式提升机分别送入2-φ5×10m的钢板库中储存，储量分别为200吨、250吨。 （3）原煤的储存 原煤进厂后堆放在一30×160m的堆栅中，储量5000吨，储存期16.8天。原煤经预破碎后，由皮带机、斗式提升机送到煤粉制备车间的原煤仓。 （4）生料制备 出预均化堆场的石灰石经皮带机送入一座φ8×20m配料库，粘土、铁粉通过共用提升机各自进入一座φ5×10m的钢板配料库。出配料库的三种原料经电子皮带秤计量，并由QCS系统进行控制。配制后的混合的 混合料经由皮带输送机送入HRM3400立式磨内，在磨机入口处设有锁风阀。出磨生料经连续取样器取样，并经多元素分析仪分析，分析结果输入配料计算机与标准值进行比较，计算后发出修改指令，重新调整各物料的喂料量，使配料保持在精度±2%的范围内。 含综合水分约3.5%左右的物料由锁风喂料机喂入磨内，同时从磨机底部抽入热风。经磨辊碾磨过的物料在风环处被高速气流带起，经分离器分离后，粗物料落回磨内继续被碾压，细粉随气流出磨，经收尘器收下即为成品。 从窟尾预热器引来的320℃左右的高温废气，分成二路：一路经多管冷却器、混合室至窑尾袋收尘器；一路进出料磨作为烘干介质，出生料磨的废气由磨房主排风机引入混合室与从高温风机过来的废气混合后进入窑尾收尘器，净化后排入大气。收尘器收下的物料汇同生料粉一起进入φ15×36m均化库，储量4400吨，储存期1.4天。 （5）生料均化 来自生料磨的生料，由提升机升至φ15×36m均化库顶。库顶设有物料分配器，辐射型输送斜槽将生料均匀地卸入库内。均化库中设有一中心室，位于库底六个出料口进入中心室，且每次不少于二个出料口出料，中心室部底部充气，使混合后的生料又获一次混合，并通过空气斜槽送入失重喂料系统，再经过生料计量系统计量后，由窑尾提升机和锁风装置，喂入预热器2#筒上升管道。
生料的质量控制 金顶集团流云 摘要:在实际生产过程中，由于原燃料材料成分的变化、各种物料配比的波动、工艺设备的不完善及分析样品缺乏代表性等因素，生料的化学成分波动较大。因此，要及时分析、研究、调整，恢复到目标值范围内。本文简述生料质量的主要控制项目，分析引起生料成分波动的主要原因，提出调整的方法。 关键词:生料质量；成分波动；控制 生产质量控制是生产质量管理不可缺少的一个重要环节。它的作用是根据设计和工艺技术文件的规定，控制生产过程各工序可能出现的异常和波动，使生产处于可控状态。生产过程的质量控制目的是产品性能质量控制，使产品达到所需性能的满足程度，保证生产出符合设计和规范质量要求的产品。 合理而稳定的生料是保证熟料质量和维持正常煅烧操作的前提。全合格的生料应当包括三个方面的内容：合理而稳定的化学成分；合理的细度；合理的配煤。为了获得合格的生料，必须在对各种原燃材料严格控制的情况下加强对生料生产过程的控制，确保配料方案的实现。笔者认为,生料的质量控制一般分三个方面:生料制备过程中的质量控制、出磨生料质量控制；入窑生料质量控制。 1生料质量的主要控制项目 1.1出磨生料质量控制主要项目 (1)碳酸钙滴定值（或氧化钙） 控制生料中碳酸钙（或氧化钙）的主要目的是为了控制生料的石灰饱和系数。通过对其含量的测定，基本上可以判断出生料中石灰石与其他原料的比例。目前常用的方法有二种：测定生料中的碳酸钙滴定值；测定生料中的氧化钙含量。 出磨生料中碳酸钙合格率要求在60%以上。但实际生产中往往波动较大，有时达不到60%，在这情况下，应该分析原因，立即采取有效措施。在日常工作中，搞好原材料的预均化，控制入磨物料的水分，经常抽查入磨物料的下料量等，都是减小生料成分的波动，提高出磨生料合格率的具体措施。 (2)氧化铁 生产过程中对氧化铁的控制，是为了及时调整铁质原料的加入量，稳定生料成分，达到控制熟料铝率的目的。在配料方案确定后，就应力求做到使生料铝率相对稳定，这样才能稳定窑的热工制度，有利于熟料质量的提高。 (3)生料的细度 水泥熟料矿物的形成，基本上靠固相反应进行。对于生料在物理化学性质、均化程度、煅烧温度和时间等条件相同的前提下，固相反应的速度与生料的细度成正比关系，其比表面积越大，颗粒之间的接触面积越大。同时，生料越细，颗粒的表面自由能越大，越利于反应的进行。从理论上说，生料粉磨得越细，对熟料的煅烧也愈有利。但实际生产中，不恰当地提高粉磨细度，会降低磨机产量，增加能耗。研究表明，生料细度超过一定限度（比表面积大于5000cm2/g）对熟料质量的提高并不明显。从经济指标的角度考虑是不合理的。因此在实际生产中，应确定合理的生料细度控制范围。 所谓合理的生料细度应包括这样两个含义：①一定范围的平均细度；②生料细度的均齐性。也就是要控制生料中粗颗粒含量。有资料表明，当生料细度在
MgO镁对水泥熟料煅烧的影响 (2011-01-04 00:00:00) Mg镁对水泥熟料煅烧的影响 水泥熟料主要成份是CaO、SiO 2、Al 2 O 3 、Fe 2 O 3 等四种化合物，次要成份为MgO、 R 2O、SO 3 等化合物，而其中MgO含量允许达到5%，是次要成份中含量最多的一 种。通常人们认为MgO影响水泥产品的安定性，规定了限制值，但实际上MgO 在一定程度影响着熟料的煅烧，这种情况往往被忽视。现根据国内外的研究成果及工厂生产实践，讨论MgO对熟料煅烧及其产品性能的影响，供有关技术人员参考。 1、水泥原料中镁MgO 水泥生产中，生料中的MgO主要来源于石灰石中的镁质矿物，这些矿物主要以硅酸镁、白云石、菱镁矿、铁白云石等不同类型存在。当石灰石中MgO以硅酸镁形式存在时，可获得均匀分布和细小（1～5μm）的方镁石晶体，而以白云石或菱镁矿形式存在时，易生成粗大（25～30μm）的方镁石晶体。我院曾对不同年代所形成的石灰石中MgO含量对熟料强度的影响进行了测试，发现石灰石中MgO的含量对熟料强度有一定的影响，总的趋势是石灰石中MgO含量越高，则熟料强度越低。根据试验研究，镁质矿物中MgCO 3 的分解温度为660～700℃， 白云石Mg（CO 3） 2 的分解温度为800℃，而石灰石中CaCO 3 分解温度接近900℃。 在水泥熟料生产过程中，MgO较CaO先形成。 2、Mg镁对熟料煅烧的影响 熟料煅烧时，约有2%的MgO和熟料矿物结合成固熔体，此类固熔体甚多，例如 CaO·MgO·SiO 2、2CaO·MgO·SiO 2 、2CaO·MgO·2SiO 2 、3CaO·MgO·2SiO、 7CaO·MgO·2Al 2O 3 、3CaO·MgO·2Al 2 O 3 、MgO·Al 2 O 3 、MgO·Fe 2 O 3 以及C 3 MS 2 等， 此类化合物的稳定温度在1200～1350℃，同时它还可能含有一些微量元素。在温度超过1400℃以上时，MgO的化合物会分解，且从熔融物中结晶出来。当熟料中含有少量细小方镁石晶格的MgO时，它能降低熟料液相生成温度，增加液相数量，降低液相粘度，增加液相表面张力，有利于熟料形成和结粒，也有利于C 3 S的生成，还能改善熟料色泽。粗大方镁石晶体的MgO超过2%时，则易形成方镁石晶体，导致熟料安定性不良。而当氧化镁含量过高时，则易生成大块、结圈和结厚窑皮，以及表面呈液相的熟料颗粒，此类熟料易损坏篦冷机篦板。 3、Mg镁对熟料结粒的影响 3.1 影响熟料结粒的因素 窑内熟料颗粒是在液相（有些资料称熔体）作用下形成的，液相在晶体外形成毛细管桥。液相毛细管桥起到两个作用：一是使颗粒结合在一起，另一作用是
新型干法水泥生产工艺流程简述 水泥磨 石灰石 单段锤式破碎机 预均化堆场 配料站 立式生料磨 均化库 预热器 分解炉 回转窑 冷却机 熟料库 商品熟料出厂 硅质原料 破碎 校正原料 贮库 煤 石膏 混合材 破碎
均化堆场 煤磨 煤粉仓 破碎 破碎 贮库 贮库 烘干 袋装水泥出厂 成品库 包装机 水泥库 水泥散装库 散装水泥出厂 典型的新型干法水泥生产工艺流程示意图 新型干法水泥生产工艺流程简述 1.一、水泥生产原燃料及配料 生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。 1.石灰石原料
石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。 2.黏土质原料 黏土质原料主要提供水泥熟料中的、、及少量的。天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。其中黄土和黏土用得最多。此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩，由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。 3.校正原料 当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的含量不足，有的和含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料 1.硅质校正原料含80%以上 2.铝质校正原料含30%以上 3.铁质校正原料含50%以上 4.二、硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料的矿物主要由硅酸三钙（）、硅酸二钙（）、铝酸三钙（）和铁铝酸四钙（）组成。 1.三、工艺流程 1.破碎及预均化 （1）破碎水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。 石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。 破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高黂机的产量。物料破碎后，可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象，有得于制得成分均匀的生料，提高配料的准确性。 （2）原料预均化预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。 原料预均化的基本原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。 意义：
水泥基本知识、工艺流程与质量控制 水泥基本知识 一、水泥工艺的基本知识。 1、水泥的定义：凡是磨成粉末状，加入适量水后，可称为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中据需硬化，并能将砂、石等材料胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。 2、水泥按用途及性能分为三类。 （1）通用水泥，一般土木建筑工程通常采用的水泥。即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。 （2）专用水泥，专门用途的水泥。如：A级油井水泥，道路硅酸盐水泥。 （3）特性水泥，某种性能比较突出的水泥。如：快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥。 3、常用的水泥品种 （1）硅酸盐水泥:以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，添加适量石膏磨细而成。 （2）普通硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料，添加适量石膏及混合材料磨细而成。（3）矿渣硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料，混入适量粒化高炉矿渣及石膏磨细而成。 （4）火山灰质硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料和火山灰质材料及石膏按比例混合磨细而成。 （5）粉煤灰硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，加适量石膏混合后磨细而成。 4、水泥命名的一般原则： 水泥的命名按不同类别分别以水泥的主要水硬性矿物、混合材料、用途和主要特性进行，并力求简明准确，名称过长时，允许有简称。通用水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以混合材料名称或其他适当名称命名。 专用水泥以其专门用途命名，并可冠以不同型号。 特性水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以水泥的主要特性命名，并可冠以不同型号或混合材料名称。 以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥是以主要组分的名称冠以活性材料的名称进行命名，也可再冠以特性名称，如石膏矿渣水泥、石灰火山灰水泥等。 5、主要水泥产品的定义
水泥生产过程 水泥生产过程主要分为三个阶段，即生料制备、熟料烧成和水泥粉磨。本项目拟采用五级旋风预热及窑外分解的新型干法水泥生产工艺。工艺流程说明如下： （1）石灰石破碎及储存 由自备汽车从矿山运来的石灰石经生产能力为500-600t/h的PCF2022单段锤式破碎机破碎后，进入φ80m的圆形预均化堆场中均化，圆形预均化堆场储量23100t，储期8.6d。 （2）粘土、铁粉储存 粘土、铁粉分别由汽车运进厂内的堆栅储存，粘土的储量是5600吨储期11.2d；铁粉的储量是1600吨，储期13.1d。储存在堆栅的粘土、铁粉由铲车送入斗式提升机，经斗式提升机分别送入2-φ5×10m的钢板库中储存，储量分别为200吨、250吨。 （3）原煤的储存 原煤进厂后堆放在一30×160m的堆栅中，储量5000吨，储存期16.8天。原煤经预破碎后，由皮带机、斗式提升机送到煤粉制备车间的原煤仓。 （4）生料制备 出预均化堆场的石灰石经皮带机送入一座φ8×20m配料库，粘土、铁粉通过共用提升机各自进入一座φ5×10m的钢板配料库。出配料库的三种原料经电子皮带秤计量，并由QCS系统进行控制。配制后的混合的 混合料经由皮带输送机送入HRM3400立式磨内，在磨机入口处设有锁风阀。出磨生料经连续取样器取样，并经多元素分析仪分析，分析结果输入配料计算机与标准值进行比较，计算后发出修改指令，重新调整各物料的喂料量，使配料保持在精度±2%的范围内。 含综合水分约 3.5%左右的物料由锁风喂料机喂入磨内，同时从磨机底部抽入热风。经磨辊碾磨过的物料在风环处被高速气流带起，经分离器分离后，粗物料落回磨内继续被碾压，细粉随气流出磨，经收尘器收下即为成品。 从窟尾预热器引来的320℃左右的高温废气，分成二路：一路经多管冷却器、混合室至窑尾袋收尘器；一路进出料磨作为烘干介质，出生料磨的废气由磨房主排风机引入混合室与从高温风机过来的废气混合后进入窑尾收尘器，净化后排入大气。收尘器收下的物料汇同生料粉一起进入φ15×36m均化库，储量4400吨，储存期1.4天。 （5）生料均化
典型的新型干法水泥生产工艺流程示意图
一、 水泥生产原燃料及配料 生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。 1、 石灰石原料 石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。 2、 黏土质原料 黏土质原料主要提供水泥熟料中的2SIO 、32O AL 、及少量的32O Fe 。天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。其中黄土和黏土用得最多。此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩，由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。 3、 校正原料 当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的2SIO 含量不足，有的32O AL 和32O Fe 含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料 （1） 硅质校正原料 含2SIO 80%以上 （2） 铝质校正原料 含32O AL 30%以上 （3） 铁质校正原料 含32O Fe 50%以上 二、 硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料的矿物主要由硅酸三钙（S C 3）、硅酸二钙（S C 2）、铝酸三钙（A C 3）和铁铝酸四钙（AF C 4）组成。 三、 工艺流程 1、 破碎及预均化 （1）破碎 水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。 破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高黂机的产量。物料破碎后，可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象，有得于制得成分均匀的生料，提高配料的准确性。 （2）原料预均化 预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。 原料预均化的基本原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。 意义： （1）均化原料成分，减少质量波动，以利于生产质量更高的熟料，并稳定烧成系统的生产。 （2）扩大矿山资源的利用，提高开采效率，最大限度扩大矿山的覆盖物和夹层，在矿山开采的过程中不出
第五章硅酸盐水泥熟料的煅烧 §5-1 生料在煅烧过程中的物理化学变化 §5-2 熟料形成的热化学 §5-3 矿化剂、晶种对熟料煅烧和质量的影响 §5-4 挥发性组分及其他微量元素的作用 §5-5 水泥熟料的煅烧方法及设备 【掌握内容】 1、硅酸盐水泥熟料的形成过程：名称、反应特点、影响反应速度的因素； 2、熟料的形成热、热耗的定义、一般数值、影响因素 3、挥发性组分对新型干法水泥生产的影响 4、悬浮预热器窑及预分解窑的组成、工作过程 5、影响窑产、质量及消耗的因素 【理解内容】 1、C3S的形成机理，形成条件； 2、影响熟料形成热的因素，形成热与实际热耗的区别，降低热耗的措施； 3、回转窑的结构、组成、及工作过程； 4、回转窑内“带”的划分方法，预分解窑内“带”的划分。 【了解内容】 1、水泥熟料的煅烧方法及设备类型； 2、矿化剂、晶种：定义、类型、作用、使用； 3、湿法窑的组成，工作过程 合格生料在水泥窑内经过连续加热，高温煅烧至部分熔融，经过一系列的物理化学反应，得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料的工艺过程叫硅酸盐水泥熟料的煅烧，简称煅烧。 结合目前生产现状及学生的就业去向，主要介绍与回转窑尤其是新型干法回转窑有关的知识，立窑有关知识留给学生自学。 第一节生料在煅烧过程中的物理化学变化生料在加热过程中，依次进行如下物理化学变化： 一、干燥与脱水 （一）干燥 入窑物料当温度升高到100～150℃时，生料中的自由水全部被排除，特别是湿法生产，料浆中含水量为32～40%，此过程较为重要。而干法生产中生料的含水率一般不超过1.0%。 （二）脱水 当入窑物料的温度升高到450℃，粘土中的主要组成高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）发
新型干法水泥生产工艺流程简述
典型的新型干法水泥生产工艺流程示意图 新型干法水泥生产工艺流程简述 一、 水泥生产原燃料及配料 生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。 1、 石灰石原料 石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。 2、 黏土质原料 黏土质原料主要提供水泥熟料中的2SIO 、32O AL 、及少量的32O Fe 。天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。其中黄土和黏土用得最多。此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩，由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。 3、 校正原料 当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的2SIO 含量不足，有的32O AL 和32O Fe 含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料 （1） 硅质校正原料 含2SIO 80%以上 （2） 铝质校正原料 含32O AL 30%以上 （3） 铁质校正原料 含32O Fe 50%以上 二、 硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料的矿物主要由硅酸三钙（S C 3）、硅酸二钙（S C 2）、铝酸三钙（A C 3）和铁铝酸四钙（AF C 4）组成。 三、 工艺流程 1、 破碎及预均化 （1）破碎 水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。 破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高黂机的产量。物料破碎后，可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象，有得于制得成分均匀的生料，提高配料的准确性。 （2）原料预均化 预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。 原料预均化的基本原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。
水泥厂生产流程及设备 原理 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
水泥厂生产流程及设备原理简介 1、水泥厂生产流程 1.1 水泥生产工艺 水泥的生产工艺简单讲便是两磨一烧，即原料要经过采掘、破碎、磨细和混匀制成生料，生料经1450℃的高温烧成熟料，熟料再经破碎，与石膏或其他混合材一起磨细成为水泥。由于生料制备有干湿之别，所以将生产方法分为湿法、半干法或半湿法、干法3种。 1.2全场平面布置 图1.1 水泥厂的工艺流程简图 图1.2 立磨原理图 图1.1 图1.2 1.3全厂主机设备与存储设备 表1.1全厂主机设备与存储设备列表 生料磨、回转窑、水泥磨、煤磨、冷却机、储存设备（堆料场,配料站,均化库,熟料库,水泥库）
(1)PC-2018反击锤式破碎机(2)板式喂料机(3)MLS3626立式辊磨机(4)LS 型螺旋输送机(5)链斗输送机(6)O-Sepa选粉机(7)罗茨鼓风机(8)水泥窑尾引风机(9)调速型液力偶合器(10)陕西压强设备厂调速机(11)离心通风机 2、生料制备 2.1 矿山开采的工艺流程
矿山开采的工艺流程：采矿工作面的整平→布置爆孔→钻孔→装药爆破 →集矿→装车 2.2 原料的破碎,预均化和生料粉磨 从矿山开采的矿石用卡车运到水泥厂,由板式喂料机送入单段锤式破碎机,再用皮带送到预均化堆场,采用横堆竖取的方式取料,料经皮带送到石灰 石仓.再加上从铁粉仓和粘土仓及粉煤灰仓经电子皮带称定量取料混合后送入生料磨(立磨).经立磨粉磨后粗细料被选粉机分离,粗料返回立磨继 续粉磨,细料送入两个锥型仓暂时储存. 2.3 生料储存,均化和输送 由立磨出来的细粉经气力输送管道和皮带提升机送到均化库顶部,经四嘴下料机进入均化库.均化库既有均化的作用也有储存生料的作用. 2.4 水泥厂生料工段工艺流程图石灰石→板式喂料机→单段锤式破碎机 →皮带→堆料机→取料机→皮带→配料站→立磨→o-sepa选粉机→气力 输送管道和皮带提升机→生料均化库 2.5 生料工段主要设备,设备工作原理 (1) 板式喂料机 板式喂料机能承受较大的料压和冲击,适应大块矿石的喂料,该机给料均 衡运转可靠,但设备较重,价格高.板式喂料机分轻型,中型和重型三种.立窑水泥厂石灰石破碎的喂料机一般选用中型的占多.
实验课程名称：综合化学实验B （偏无机） 实验项目名称 水泥生料系统分析 实验成绩 实验者 专业班级 学号 同组者 实验日期 年月日 第一部分：实验预习报告 一、实验目的 1.了解重量法测定水泥生料中2SiO 的原理及测定方法。 2.掌握非晶形沉淀的过滤、洗涤和灼烧的基本操作技术。 3.进一步掌握配位滴定法的原理，特别是通过控制试液的酸度、温度及选择适当的掩蔽剂和指示剂等条件，在铁、铝、镁共存时直接分别测定它们的方法。 4.学习用混合熔剂熔融分解试样的操作技术。 二、实验原理 把一个样品中的主要成分全部测定出来，这叫系统分析。水泥生料系统分析包括其主要成分MgO CaO O Al O Fe SiO 、、、、32322及少量的O H SO TiO MnO O K O Na 232222、、、、、等成分的测定。一般只作硅、铁、铝、钙、镁主要成分的分析，其结果以氧化物百分含量表示。 本实验采用“瓷代铂”熔样，用动物胶脱水法测定2SiO 含量，用EDTA 配位滴定法测定+3Fe 、 +++223Mg Ca Al 、、等离子。 其做法是瓷坩埚内预先垫上若干层报纸和定量滤纸，然后把试样粉末与混合熔剂（由无水碳酸钠、草酸、硝酸钾按一定比例混合）混匀后。把滤纸包紧，再放入瓷坩埚内，于850℃的高温炉内灼烧5-7分钟。此时，试样与熔剂烧结成一个球，其中的硅酸盐全部转化为可溶性的碱金属盐，其主要反应为： O H CO O Al O Na SiO Na CO Na O H O Al SiO 2232232322322232322+↑+?+=+?? 所得的烧结物用盐酸分解，其中的金属元素成为离子溶于酸中，而硅酸根则大部分成胶状硅酸O xH SiO 22?析出，小部分仍分解在溶液中，须经脱水才能成为沉淀析出。其反应为： O H NaCl AlCl HCl O Al O Na HCl SiO H HCl SiO Na 233223232422822++=+?+=+ 由于混合剂中含有草酸，致使熔块中铁呈亚铁状态，需加少量的硝酸使其氧化成+3Fe 。 要使硅酸完全沉淀，本实验采用动物凝聚法，即利用动物胶吸附+H 离子而带正电荷（蛋白质中氨基酸上的氨基吸附+H 离子），与带负电荷的硅酸胶粒发生胶凝而析出。为了使沉淀完全，溶液必须蒸至近干。得到的硅酸沉淀，需经高温灼烧才能完全脱水和除去带入的凝聚剂。 水泥中的铁、铝、钙、镁等组分分别以++++2233Mg Ca Al Fe 、、、等离子形式存在于过滤硅酸沉淀后的滤液中，它们都能与EDTA 形成稳定的配位物。在pH=2.0~2.5时，用磺基水杨酸为指示剂，以EDTA 标准溶液滴定+3Fe ，然后再在滴定+3Fe 离子后的溶液中，以PAN 为指示剂，用EDTA 标准溶液进行+3Al 离子的测定。滤液中的++22Mg Ca 、按照在10≈pH 时用EDTA 滴定，测得++22Mg Ca 、合量；再在pH>12.5时，用EDTA 滴定，测得CaO 的含量，用差减法算得MgO 的含量。