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年产30万吨水泥厂项目可行性研究报告

年底30万吨水泥厂项目
可行性研究报告

38

一、总论
㈠项目实施背景
⒈项目名称
年产30万吨水泥厂
⒉承办单位

⒊可行性研究报告编制依据
⑴《投资项目可行性研究指南》（中国电力出版社）；
⑵企业心签订的报告委托书；
⑶企业提供的原始设计资料和其他基础资料。
⒋项目建设的必要性分析
⑴该项目是水泥市场需求以及所在地经济发展的需要。年底30万吨的经济发展迅速，该国的各种项目的正在建设中。目前该国水泥生产能力有限，远不能满足市场需求。
⑵该项目是改善年底30万吨水泥工业布局、优化项目所在地水泥工业结构和提高项目所在地工业整体竞争力的需要，遵循生产能力与市场配置优化原则，生产能力应逐步向主要消费地和集散地转移。
⑶该项目是抢占市场先机的需要，在这方面已走在前面，面对巨大的市场优势，项目所在地已成为水泥企业争夺的焦点。
㈡项目概况
⒈拟建地点

⒉建设规模与目标
本项目建设规模为年产成品水泥30万吨。
⒊主要建设条件
⑴资金来源
项目总投资及资金筹措
项目总投资3200万美元，建设投资2900万美元（包括建筑投资1260万美元、设备购置及安装投资1640万美元），流动资金300万美元。资金来源自筹部分，其余申请贷款。项目投资明细如表1-3所示：
表1-3 项目投资明细表 单位：万美元
序号
费用名称
投资额
备注
一
项目总投资
3200

1
建设投资
2900

1.1
建设费
1260

1.2
设备投资安装
1640

1.2.1
设备购置费
860

1.2.2
设备运费、安装费
780

2
流动资金
300

二
固定资产形成
2900

⑵原材料供应
①石灰质原料
主要有石灰岩、泥灰炭、白垩、铁粉，黏土质原料、石膏的等，当地石灰岩储藏量大，可直接开采使用。
②粘土质原料
天然粘土原料有黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩和河泥等，
校正原料
常用的硅质校正原料有砂岩、河砂、粉砂岩等，当粘土中氧
化铝含量偏低时，可渗入煤渣、粉煤灰、煤矸石等高铝原料校正，可在本县范围内开采和采购。
③ 石膏
作缓凝剂用的石膏主要由 供货，供货能力有保证，用汽车运输进厂。
⑤燃料
水泥生产的主要燃料是烟煤。
⑶主要原材料、燃料价格预测

⑷电力供应

。
⑸供水
场址建设区域水源充沛，水量和水质能满足生产要求。
⑹建设场地条件
① 地理位置
②
②现状
项目拟建占地30万平方米（30公顷），所占用地为荒地。具体征地问题将由当地政府协同有关部门进行协调处理。
③ 建设场地的地形状况

⑻气候条件

⒋项目投入资金及效益情况（见附表）
⒌主要技术经济指标
本项目设计的生产规模为年产325#、425#水泥30万吨，项目在建设规模上，充分体现水泥工业规模效益，在能确保生产出适合市场需求的优质水泥产品的前提下，尽可能降低投资，以利于滚动发展。
项目建设贯彻循环经济的理念，积极推行清洁生产技术，以提高资源、能源利用率为核心，降低能源、水资源、矿产资源的消耗，将污染物发生将到最小。在优先考虑减少资源、能源消耗和污染物产生的基础上，实现资源的高效利用和循环利用，最大限度减少废物排放，按循环经济和建设节约型社会的理念，完成能源转换和合理利用，实现废弃物综合利用的加工，从而成为年底30万吨新一代水泥生产工厂。
1.4主要技术经济指标
项目主要技术经济指标见下表。
表1-4 项目主要技术经济指标表
序号
项目名称
单位
数据或指标
一
技术指标

1
建筑指标

1.1
总用地面积
平方米
300000
1.2
建筑面积
平方米
12500
2
设备投资
万美元
2900
3
项目定员
人
150
二
经济指标

1
投资指标

1.1
项目总投资
万美元
3200
1.1.1
建设投资
万美元
2900
1.1.2
流动资金
万美元
300
2
收入费用指标

2.1
年营业收入
万美元
6100
2.2
年税金
万美元
320
2.3
年总成本费用
万美元
4760
2.4
年利润总额
万美元
1340
3
财务分析指标

3.1
税后财务内部收益率

34.38%
3.2
税后财务净现值
万美元
3200
3.3
税后投资回收期（包括建设期）

4.16
3.4
总投资收益率(ROI)
44.19%
1.5可行性研究结论

⒍问题与建议
建设水泥厂对环境及当地的居民有一定的影响，建设水泥厂时应该综合考虑厂址的选择。在建设项目时，要考虑到水泥的各个原料的特点，防腐蚀工作要做到位。
二、市场预测
㈠产品市场供求预测
年底30万吨境内内水泥大多数依赖进口，需求量大, 随着城镇建设步伐的加快，水泥供不应求。
㈡产品的目标市场确定
主要市场目标是年底30万吨境内销售。
㈢产品的价格现状与预测
⒈趋势外推法预测
年底30万吨2014年425#水泥销售价格95-110美元
㈣市场需求分析

㈤市场竞争分析

㈥市场风险预测

三、建设规模与产品方案
㈠建设规模
本项目建设规模为年产成品水泥30万吨。
㈡生产方法
采用回转窑的新型干法生产技术。
㈢产品方案
生产325#、425#的袋装水泥和散装水泥
四、厂址选择

五、节能、节水措施
㈠节水：给水工程设计充分利用了市政给水水压，合理确定给水方式，并采用节水型卫生器材，从而降低能耗。
㈡节能：使用节能型点光源照明设备，门厅及室外泛光照明采用金属卤化物灯。采用三晶变频器节能设备。
六、环境影响评价
㈠水泥生产中对环境的影响及危害
保护环境直接关系到国家的强弱、民族的兴衰、社会的稳定，关系到全局战略和长远发展。因此我们必须把保护环境放到基本国策的高度来认识。
水泥厂在生产过程中物料处理量大，运输环节多，密闭性差和高温作业，所以对环境的污染主要是粉尘、烟气、噪声和废热等，其中粉尘和烟气尤为突出。水泥生中原料的破碎、粉磨，悬窑的卸料，熟料的破碎和输送，水泥的粉磨和包装，这些粉尘大多数属于含活性二氧化硅大于10%的矿物性粉尘，而且10—0.1μm的颗粒占有相当比重，它可以直接进入呼吸道肺泡，并约有90%的沉积率，人若长期接触，危害非常大，另外这些粉尘还会使土壤板结，植物枯萎。噪声是一种恶性刺激物，主要对人体的听觉器官和神经产生危害，引起人体机能的其它一些病变
㈡环境保护措施
首先在回转窑的水泥生产中，要保持生产平稳，使生产的波动小，降低烟气中一氧化碳的含量，调整合理的风煤比，既可消烟，又可降低燃料的耗量。
其次利用除尘器，尽量减轻粉尘对人和环境的危害。
第三，加强厂区的绿化，清洁的环境有益于工厂的正常生产和工人的健康，利用绿色植物减尘、滞尘、隔音的作用，改善水泥厂的环境，这已是近年来水泥厂环保设计中不可缺少的重要环节。项目在建设过程中最大限度利用一切空地进行绿化，在生产区的道路两侧种植行道树和绿篱；在部分空地上种植草坪及绿化林带，以减少粉尘污染，美化环境。
七、劳动安全卫生与消防
针对消防安全责任主体意识淡薄，可以订立消防安全责任合同，提高员工消防意识，灌输基本的消防常识。建立健全消防安全管理制度和消防组织机构，制订灭火应急疏散预案，对员工进行岗前培训和消防安全教育及宣传，制度落实到位。妥善管理火源，增加各种防火安全措施。
八、项目实施进度
充分考虑到项目的市场推广计划、市场需要及项目抗风险能力，拟将以以快制慢的开发速度按计划快速完成整个项目开发运作。
项目拟定2015年3月正式进行初步设计以及前期工作，6月开工建设，2016年3月出地面正负零，进行地上施工，2017年3月交工，地上工程施工周期12个月
九、投资估算
㈠投资估算的依据
⒈国家建材局1997年颁发的《水泥工厂投资估算指标》
⒉建筑工程（土建、公用工程）
⑴国家计委、建设部计划投资（1993）530号文《关于印发发建设项目经济评价方法与参数通知》；
⑵土建：2014《新疆自治区建筑工程单位估算表》；2014《新疆自治区建筑工程综合预算定额》；
⑶安装：《全国统一安装工程预算定额新疆自治区单位估算汇总表》；
⑷市场价调整：乌鲁木齐市2014年第一季度《工程建设及造价信息》。
⒊设备及设备安装工程
⑴国内设备生产厂家的近期报价资料，并考虑运输费用和一定的上浮因素；
⑵设备运杂费按设备原价的33%计，设备基础费、安装费按机械部《机械工业建设项目概算编制办法及概算指标》规定计算。
⒋其它费用
勘察设计监理费：参照国家有关收费标准计列。
⒌基本预备费
按工程费用与其它费用之和的6%计列。价差预备费根据国家计委计投资(1999)1340号规定，暂不计算。
十、融资方案
通过股权和债权方式取得一定的资金。而对于风险分析可以说该项目有比较强的抗风险能力。涉及到投资安全的时候，应该最关心的是如何保障投资的安全。而最有效的安全措施就是抵押，或者信誉卓著的公司的保证。
十一、财务分析
㈠财务评价基础数据及参数的选取
根据原国家计委、建设部《建设项目经济评价方法与参数》1993年第二版中的“财务评价参数”，该项目属建材部门水泥行业，其基准收益率8%，基准投资回收期为13年，平均投资利润率8%，平均投资利税率12%。
利率按国家规定，利率按中国人民银行公布的现行利率计算；其他数据按有关规定或调查确定；基础数据列于下表。
基础数据
根据原国家计委、建设部《建设项目经济评价方法与参数》1993年第二版中的“财务评价参数”，该项目属建材部门水泥行业，其基准收益率18%，基准投资回收期为6年，平均投资利润率18%，平均投资利税率32%。
利率按国家规定，利率按中国人民银行公布的现行利率计算；其他数据按有关规定或调查确定；基础数据列于下表。
基础数据
项目计算期（年） 16
部门基准收益率（﹪） 18.00
外汇偿还宽限期（年） 0
无形资产摊销年限 10.00
特种基金和盈余公积金提比例（﹪）
特种基金 0.00
盈余公积金 10.00
各种利率（%）
外汇借款利率 9.00
投资性贷款利率 11.70
短期借款利率 0.00
各种税率（%）
增值税 12.00
教育费附加 3.00
城乡维护建设税 1.00
建设期（年） 1
外汇偿还年限 0
固定资产折旧率（%） 6.50
递延资产摊销年限（年） 5.00

流动资金借款利率 10.08
其他借款利率 0.00

消费税 0.00
营业税 0.00
其他税 0.00
投资方向调节税率 5.00

㈡销售收入的估算(见附表)
㈢成本费用估算(见附表)
㈣原辅材料及动力
⒈原料供应
该项目消耗的原材料主要为石灰石。
原材料供应表
序号
项目
单位
消耗定额
单价（美元）
金额（，美元）
一
原材料及辅料
t

1.1
石灰石
t
1.200
11.00
13.2
1.2
石膏
t
0.040
50.00
2.00
1.3
砂页岩
t
0.300
15.00
4.5
1.4
铁矿石
t
0.020
40.00
0.08
1.5
钢球
kg
1.200
1.200
1.44
1.6
耐火材料
kg
0.450
1.00
0.45
1.7
包装袋等
kg
25.00
1.20
30.00

小 计

51.63
以上原材料在当地市场采购，原料供应有保障保证。
⒉动力供应
主要动力消耗为水、电和煤，详见下表。
动力供应表
二
燃料动力

2.1
水
m3
2.680
0.02
0.054
2.2
电
Kw·h
128.000
0.2
25.6
2.3
煤
t
0.17
65
11.05

小 计

36.704

㈤工资及福利基金
根据当地工资水平，生产人员工资及附加平均为：300元/(人·月)，平均每年费用25万美元。
㈥制造费用
制造费用中的新增折旧费根据新增固定资产原值和《工业企业财务制度》规定的分类折旧年限计算，采用直线折旧法，折旧率建筑物和设备均为9.5%。制造费用中的其它费用根据建设项目经济评价的有关规定计算。制造费用包括修理费、运输、劳动保护及保险费用等。取年折旧费用的20%，本项目其它制造费用为31.8万元。
㈦销售费用
根据行业的特点，销售费用以销售收入的6%计取，年销售费用合计为 47.1万元/年。
㈧管理费用
管理费用中无形资产及递延资产根据《工业企业财务制度》规定的摊销年限计算。
管理费用中的管理人员工资、办公费、差旅费、通讯费、董事会费、接待费、工会经费等其它费用根据本行业的有关规定计算。测算结果为其它管理费用 2.4万元/年。
产品总费用计算详见附表。
㈨财务现金流量表（见附表）
㈩计算财务评价指标（见附表）
(十一)进行项目的不定性分析

⒈盈亏平衡点计算：
F
C
S
根据表格生成数据，本项目EBP=5000吨，
根据公式Rbep=BEP/Q*100%=5000/20000*100%=25%
可以判断项目不发生亏损的条件为：如果产品价格、变动成本和固定成本保持不变，则年销售量或者年产量应满足大于5000吨，生产能力利用率应不低于25%。由此可以看出，该项目以产量和生产能力利用率表示的盈亏平衡点的比较低的，项目的抗风险能力是比较强的。
⒉项目敏感性分析

由上图分析可得：年收益的变化对方案净现值的影响最大，以下依次为年支出、寿命期，投资额变化的影响最小。
(十二)财务评价的结论
通过静态与动态计算、分析，可以看出：
⑴ 该项目建成后，从新增销售收入、利润总额及上缴税金来看，该项目的经济效益是好的。
⑵ 财务“三率一期”指标好于目前行业的基准值，说明投资经济效益较好。
⑶ 从盈亏平衡分析来看，本项目具有很强的抗风险能力。
综上所述，该项目建成后，反映经济效益的数据和经济效益的指标都是好于行业平均值，因此本项目从财务上是可行的。
结论与建议
通过对本项目的法人资格、建设的必要性、市场分析、建设规模、建设方案、建设条件、环境保护、投资估算、资金筹措、经济效益初步分析等多方面进行研究与论证认为：项目建设符合城市总体规划要求，建设目的明确，建设规模及建设方案合理，建设条件具备，资金来源可靠。
柳州市三江县经济环境好，配套设施全，项目建设条件基本具备，项目的建成，将增加企业收入，改善睢宁县的产业结构，增加地方的财政收入，促进当地经济的发展，提供就业的机会。项目实施，对地方经济结构调整及发展均有一定作用。
建议准予备案建设。

十二 水泥生产方法及主要设备
一、硅酸盐水泥熟料
    1．熟料定义
    硅酸盐水泥熟料按中国标准的定义为：“以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的产物”。按欧洲试行标准的定义为：“波特兰水泥熟料是一种水硬性材料，以重量计至少2／3是由硅酸钙(C3S和C2S)组成，其余为氧化铝(Al203)，氧化铁(FC2O3)和其它氧化物。CaO／SiO。重量比应不小于2．0。氧化镁(MgO)以重量计不应超过5％。
波特兰水泥熟料是由精确配定的混合原料(生料粉，料泥或生料浆)经至少煅烧至烧结而制成的，混合原料含有CaO，SiO2，Al2O3和少量其它物质。生料粉，料泥或生料浆必须细磨，充分混合，因而是均匀的”。
 由以上的定义中可以看出欧洲标准规定的比较明确，对熟料的矿物组成(如硅酸盐矿物)和化学组成(如CaO／SiO重量比)都给予数量上的限定，对生料的制备质量也提出了细磨和混合均匀的要求。这些对新品种开发和提高水泥及混凝土质量是很重要的。
    2．熟料矿物组成
    硅酸盐水泥熟料主要由4种结晶矿物组成，即阿利特，贝利特，铝酸盐和铁铝酸盐，它们紧密地交织在一起，另外还有少量游离石灰，方镁石，玻璃体和孔隙。
阿利特(Alite)  主要由硅酸三钙组成，分子式为3CaO·SiO2，简写C3S。因为熟料中不存在纯的C3S，其中都固溶有MgO，Al2O3，Fe2O3，TiO2以及V12O，Na2O等金属氧化物，所以在准确叫法称为阿利特矿物，简称A矿，C3S水化速度快，早期强度和后期强度都高，是硅酸盐水泥熟料尤其高活性熟料的主要矿物，含量一般在40％~80％，我国最高在67％左右，国外可达85％。
贝利特(Belite)  主要由硅酸二钙组成，分子式为2CaO·SiO2，简写为C2S。因为熟料中不可能有纯的C2S，其中多固溶有Al2O3，Fe2O3，MgO，V12O，Na2O，TiO2，P2O5等杂质，所以称为贝利特矿物，简称B矿。C2S水化速度慢、早期强度低，长期强度能达到与C3S相同的水平。
    C2S有4种晶型，在2130℃下烧至熔融为a型，1420°C为a′型，温度降至675℃转变为β型，降到300~400℃转变为ν型。强度以a型最高，以后随温度降低和晶型转变而降低，到v型几乎没有强度，体积膨胀10％，造成熟料粉化。在水泥熟料中主要是β型C2S，一般通过其他离子侵入和快速冷却能使β型C2S稳定不再转变为V型C2S。C2S含量一般在0％~30％之间，我国高的在35％左右。
    铝酸盐  纯的铝酸盐相为铝酸三钙，即3CaO·Al2O，简写为C3A，在熟料中C3A也含有Al2O，Na2O等氧化物。C3A水化速度极快，为抑制其水化速度调节凝结时间要加入一定量的硫酸盐(如石膏)，C3A本身强度不高，但因其水化快和水化热高，能与阿利特和贝利特一起提高一些水泥早期强度。CaA含量一般6％~13％，我国偏低一些，4％~11％，国外一般偏高，个别情况高达15％。
    铁铝酸盐  又称铁酸盐相，它没有固定的化学组成，是晶体混合系列中的一环，理论上可达到C2A和C2F，所以常常称为铁铝酸四钙，简写为C4AF，然而C2A并不存在。这一晶体混合系列为C2A…C6A2F…C4AF…C6AF…C2F，视氧化铁和氧化铝含量的不同，混合晶体可偏向铁多的一面或铝多的一面，在水泥熟料中系数情况下是相当于C4AF的组成，也可写成C2(AF)。铁铝酸盐相中也固溶一些其他离子，它对水泥颜色起很大的决定作用，纯的C4AF为褐色，含MgO后为深灰绿色。C4AF的反应活性很低，对水泥性能作用不大。C4AF含量一般为4％~15％，中国偏高一些，高的在18％左右，低的约8％。
    游离石灰  水泥熟料中未与酸性氧化物化合的氧化钙，常写成fCaO，一般含量都在2％以下。游离石灰是不希望存在的，它的出现有以下几个原因：生料制备不好，有过粗的颗粒或混合不均匀；煅烧温度不够，未能同其他氧化物化合；冷却速度过慢，部分C3S分解成C2S和fCaO；配料不当氧化钙含量过高。游离石灰过高会使砂浆和混凝土发生膨胀，造成安定性不良。
    游离氧化镁或方镁石  在氧化镁含量高的熟料中可能含有游离的氧化镁，一般只写成MgO，MgO有2％~2．5％能固溶到熟料的其它相中，水泥标准中规定MgO含量不得超过5％，所以熟料中最高能有2．5％~3．0％的MgO。固溶在其它相中的方镁石量取决于熟料的化学成分和生产工艺，这部分没有什么危害。游离的方镁石如含量过高会产生膨胀，又常在一年以后发生，造成混凝土损坏。方镁石如结晶细小和分散均匀，膨胀作用也小，粗大的结晶和呈窝状存在危害较大，游离石灰也是这样。
    除此之外熟料中在个别情况下也还可能存在极少量的硫酸碱和玻璃体。
    3．熟料化学组成及率值
为了能够煅烧出所需矿物组成的熟料，首先要配制出具有一定化学成分的生料，生料去掉烧失量后的化学成分即熟料化学成分一般范围列于表7。
表7熟料化学成分范围（重量>）
在调配原料时要通过各种氧化物的比例关系进行控制，这些比例关系又称率值，常用的率值有以下几种：
    (1)石灰饱和系数KH
在熟料中石灰完全饱和是指全部SiO2都形成C3S，全部Fe2O3，都形成C4AF，剩余的Al2O3，都形成C3A，石灰饱和系数是指熟料中实际的CaO含量与理论上达到完全饱和时的CaO含量之比。在中国使用前苏联的金德公式计算，用生成C4AF和C3A和CaSO4后剩余的CaO量与SiO2全部生成C3S，所需要的CaO量之比
KH= 
如fCaO过高上式中还应考虑扣除iCaO，尤其在我国的立窑生产中要计算扣除fCaO后的KH′值
KH′=   
目前我国熟料的KH值在0．82—0．96之间。
在国外石灰饱和系数的计算为：

也还有用石灰标准系数KST(德国)和石灰饱和率CSF(英国)两种表示法，即
     KST= 
     LSF= 
(2)硅酸率SM
    硅酸率是SiO2与A12O3和Fe2O3之和的比值，它表示熟料在烧结时(在烧成带内)固相与流相的比例。因为SiO2在烧结温度下绝大部分都在固相阿利特和贝利特相中，而氧化铝和氧化铁则存在液相中。目前，我国水泥熟料的硅酸率在1．6~2．8之间，国外在1．9~3．2之间。
SM= 
(3)铝氧率IM
铝氧率也称铁率是氧化铝与氧化铁的比，在烧结温度下这两种氧化物几乎全部进入液相。IM主要表示液相的特性，若提高氧化铁含量，IM值减小，液相粘度下降，若IM值<0．638，熟料中不生成C3A，这种水泥具有较高的抗硫酸盐性能。我国水泥熟料的IM值目前在0．90—2．00之间(特种水泥除外)。国外在1．5~2．5之间。
(4)水硬系数HM
水硬系数是氧化钙与酸性氧化物SiO2，A12O3，和Fe2O3之比。HM高水泥强度特别是早期强度高，水化热高，抗化学侵蚀性下降，HM一般在1．7~2．3之间，低于1．7水泥强度太低，高于2．4大部分安定性不好，一般以2．0左右为好。水硬系数目前只有少数国家如日本等仍在使用，多数国家主要使用硅酸率和铝氧率，水硬系数仅作为补充或不用。
  HM= 
二、硅酸盐水泥的主要原料
生产硅酸盐水泥首先要煅烧出硅酸盐水泥熟料，然后再用熟料磨制成水泥，所以硅酸盐水泥的原料应分为煅烧熟料所需的原料和磨制水泥所需的原料。
1．生产熟料用的原料
    最理想的原料是具有水泥熟料要求化学成分的天然岩石，并有足够的储量，均匀的特性和便利的开采条件。这种情况很少见，美国相对多一些，欧洲也有个别水泥厂现在仍用一种原料生产水泥熟料。大多数情况是用石灰石质原料和粘土质原料进行混合，必要时加入少量硅质或铁质校正原料，调整混合生料的化学成分。水泥生料中碳酸钙CaCO3的含量在72—80％之间，按CaCO3含量多少，可将原料排列如下：
    纯石灰石    CaCO3含量>95％
    泥灰岩质石灰石    CaCO3含量85％~95％
    石灰质泥灰岩    CaCO3含量?0％~85％
    泥灰岩    CaCO3含量30％~70％
    粘土质泥灰岩    CaCO3含量15％~30％
    泥灰岩质粘土   CaCO3含量5％~ 15％
    粘土    CaCO3含量<5％
    纯石灰石，泥灰岩质石灰石和石灰质泥灰岩用以引入Ca—CaCO3，粘土、泥灰岩质粘土和粘土质泥灰岩用以引入SiO2，Al2O3和Fe2O3。配料时最好选用与熟料化学成分相接近的原料，如石灰质泥灰岩，因为它已混入一些粘土质组分，结晶细小，分布均匀，易烧性好。最不利的是用纯的石灰石和纯的粘土混合配料，易烧性不好。为了调整生料化学成分，有的还加入少量砂岩，硫铁矿渣、铁矿等作为校正原料。除天然原料外还可以使用工业废渣，如高炉矿渣、煤矸石、粉煤灰、金属尾矿等作为粘土质原料，今后的发展趋势也是尽可能利用泥灰岩类天然原料和工业废渣作主要原料，高质量的石灰石作为校正原料来生产水泥熟料。
    生产熟料所用的燃料，从今天的技术水平来看不受什么限制，气体、液体、固体燃料，可燃性废料都可以使用，仅立窑上受工艺条件限制只能烧固体燃料，并以无烟煤、焦炭之类含挥发分低的燃料为好，回转窑则烟煤，无烟煤以及各种可燃性废料都可以使用。
    2．生产水泥的原料
    硅酸盐水泥自然是由硅酸盐水泥熟料加入适量石膏共同磨细而成，有些品种允许加入一定量的混合材。然而今天在欧洲水泥试行标准中则将我国所称的混合材也作为水泥的组分，在水泥含量≥6％的为主要组分，≤5％的为次要组分或填充料，即水泥的组成应为主要组分，次要组分，石膏和外加剂。因为这些组分材料不论是熟料、石膏，还是矿渣、粉煤灰甚至窑灰都对水泥性能的发挥起一定作用，都是为获得优质混凝土所不可缺少的材料，所以在标准中对这些材料的质量也都提出了相应的要求，这里只就几种主要材料作些介绍。
    (1)硅酸盐水泥熟料
    熟料定义前已有介绍，这里不再重复，中国标准强调了要用适当成分的生料和烧至部分熔融，以及要以硅酸钙为主要成分。欧洲试行标准除此之外还要求硅酸钙(C3S+C2S)含量应≥2／3，CaO／SiO2重量比≥2．0，并对生料制备也提出一些原则要求，这些对保证混凝土质量很有益处，尤其目前对提高我国水泥实物质量很有参考价值。其他对如铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥的熟料也都有相应质量要求。
    (2)混合材
    在我国将水泥中除熟料和石膏以外的组分都称为混合材，它是为改善水泥性能，调节水泥标号的矿物质材料。常用的混合材有粒化高炉矿渣，粉煤灰，火山灰质混合材，石灰石，粒化电炉磷渣，冶金工业的各种熔渣。火山灰质混合材分为两大类，1类是天然的，如火山灰、凝灰岩、浮石、沸石岩、硅藻土和硅藻石。另1类是人工的，如煤矸石、烧页岩、烧粘土、煤渣、硅质渣。对这些材料都有一定的质量要求和掺加量限定，今后的发展趋势是加大工业废渣的掺加量，减少熟料使用量，为保护环境多做贡献，但是，也有一个前提，即不能过份影响水泥及混凝土质量，不能产生二次污染，也不能太大地影响生产过程，每使用一种新的废渣都必须做水泥性能及混凝土性能和耐久性试验，有关环保及安全方面的检测，取得有关部门的许可方可正式使用。
    (3)石膏
    石膏又称缓凝剂，是调节水泥凝结时间用的，常用的为天然石膏矿，主要成分为二水硫酸钙CaSO4·2H2O，或者天然硬石膏，主要成分为无水硫酸钙CaSO4。另外也有半水石膏CaSO4·１／2H2Ｏ，它们的混合物，或工业副产石膏，如陶瓷工业的石膏模，烟气脱硫石膏等。石膏的用量约为5％左右，一般控制水泥中的SO，量不超过3．5％。
    (4)外加剂
    水泥中允许加入不超过水泥重量1％的外加剂，主要是助磨剂。这些外加剂不应损害对钢筋的保护性能，以及水泥和混凝土的其他有关性能，所以水泥中的外加剂应慎重使用，以加在混凝土中为好，以免与混凝土的外加剂相抵触。
    (5)超细掺加料
    自90年代以来兴起的超细粉掺加料能显著提高水泥混凝土的强度和改善其他有关施工性能和物理性能。水泥中常用的是硅灰，它的细度是水泥细度的50～100倍。近来又发展使用磨细矿渣以及磨细熟料，磨细程度一种是超细磨，比面积磨到9000或10000cm2／g以上到20000cm2／g，平均粒径13~6μm。另一种是在9000cm2／g以下，有的在5000cm2／g左右，或4000—5000cm2／g之间，后一种当然算不上超细磨了，现在的研究得出，加入这些微细粉能明显提高水泥及混凝土强度，尤其是早期强度，并能改善水泥砂浆的可加工性，提高混凝土的密实性、抗渗性、抗蚀性、耐久性，这种微细粉可以加到水泥中也可以在施工时加到混凝土中，我国目前比较重视的是用磨细矿渣掺到水泥中，改善水泥性能。
三、水泥生产工艺
1．熟料形成过程
硅酸盐水泥熟料是由石灰石组分和粘土组分经高温煅烧相互化合而成的，其主要反应过程如下
    20—150°C一烘干原料带入的附着水分，湿法生产在这一段消耗了大量热量。
    150—600°C一高岭土脱去吸附的水分和结晶水。
    600—900°C一高岭土分解，同时形成一些初级矿物，如CA，C2F，C2S和C12A7。
    850—1100℃一CaCO3分解率最大，形成的游离石灰量也最大，这期间因CaCO3分解为吸热反应，需要热量最多。C3A和C4AF也在这时开始形成。
    1100—1200℃一C3A和C4AF主要在这一温度区内形成，C2S量达到最大值。
    1260—1310℃一形成熟料液相
    1250—1450℃—C2S吸收fCaO形成C3S，最终烧成熟料，所以一般都要达到1450℃以上，并停留一定时间才能烧出合格熟料。
    2．水泥生产方法
    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~C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)湿法生产的特点  将生料制成含水32％一36％的料浆，在回转窑内将生料浆烘干并烧成熟料。湿法制备料浆，粉磨能耗较低，约低30％，料浆容易混匀，生料成分稳定，有利于烧出高质量的熟料。但球磨机易磨件的钢材消耗大，回转窑的熟料单位热耗比干法窑高2093~2931KT／kg(500—700kcal／kg)，熟料出窑温度较低，不宜烧高硅酸率和高铝氧率的熟料。
    (2)半干法生产的特点  将干生料粉加10％~15％水制成料球入窑煅烧称半干法，带炉篦子加热机的回转窑又称立波尔窑和立窑都是用半干法生产。国外还有一种将湿法制备的料浆用机械方法压滤脱水，制成含水19％左右的泥段再入立波尔窑煅烧，称为半湿法生产。半干法入窑物料的含水率降低了，窑的熟料单位热耗也可比湿法降低837~1675kJ／kg(200~400kcal／kg)。由于用炉篦子加热机代替部分回转窑烘干料球，效率较高，回转窑可以缩短，如按窑的单位容积产量计算可以提高2—3倍。但半干法要求生料应有一定的塑性，以便成球，使它的应用受到一定限制，加热机机械故障多，在我国一般煅烧温度较低，不宜烧高质量的熟料。
    (3)立窑生产的特点  立窑属半干法生产，它是水泥工业应用最早的煅烧窑，从19世纪中期开始由石灰立窑演变而来，到1910年发展成为机械化立窑。立窑生产规模小，设备简单，投资相对较低，对水泥市场需求比较小的、交通不方便、工业技术水平相对较低的地区最为适用。用立窑生产水泥热耗与电耗都比较低，我国是世界上立窑最多的国家，立窑生产技术水平较高。但是，立窑由于其自身的工艺特点，熟料煅烧不均匀、不宜烧高硅酸率和高饱和比的熟料，窑的生产能力太小，日产熟料量很难超过300吨，从目前的技术水平来看也难以实现高水平的现代化。
    (4)干法生产的特点  干法是将生料粉直接送入窑内煅烧，入窑生料的含水率一般仅1％～2％，省去了烘干生料所需的大量热量。以前的干法生产使用的是中空回转窑，窑内传热效率较低，尤其在耗热量大的分解带内，热能得不到充分利用，以致干法中空窑的热效率并没有多少改善。干法制备的生料粉不易混合均匀，影响熟料质量，因此40—50年代湿法生产曾占主导地位。50年代出现了生料粉空气搅拌技术和悬浮预热技术，?0年代初诞生了预分解技术，原料预均化及生料质量控制技术。现在干法生产完全可以制备出质量均匀的生料，新型的预分解窑已将生料粉的预热和碳酸盐分解都移到窑外在悬浮状态下进行，热效率高，减轻了回转窑的负荷，不仅热耗低使回转窑的热效率由湿法窑的30％左右提高到60％以上，又使窑的生产能力得以扩大，目前的标准窑型为3000t／d，最大的10000t／d。我国现在有700t／d、1000t／d、2000t／d、4000t／d的几种规格，逐步向大型方向发展。预分解窑生料预烧得好，窑内温度较高，熟料冷却速度快，可以烧高硅酸率、高饱和比以及高铝氧率的熟料，熟料强度高，因此现在将悬浮预热和预分解窑统称为新型干法窑，或新型干法生产线，新型干法生产是今后的发展方向。新型干法窑规模大，投资相对较高，对技术水平和工业配套能力要求也比较高，如条件不具备则难以正常发展。
    3．水泥生产工艺流程
    水泥生产的基本流程，以干法生产为例包括以下几个主要工序：
    原料开采一破碎一烘干一配料一粉磨一生料贮存一均化一煅烧一熟料冷却及破碎一配料(加石膏和混合材)一粉磨一水泥贮存一装运。
    湿法生产的区别在煅烧以前的生料制备过程上，主要工序为：

    半干法生产的区别仅在出生料磨以后和入窑煅烧之前的一段，即：
    粉磨一生料贮存均化一加水成球一煅烧。
    新型干法生产则在各贮存环节上都加强了均化，具体为：
    原料开采一破碎一预均化一配料一粉磨并烘干一生料粉贮存均化一煅烧一熟料冷却破碎一熟料贮存均化一配料一粉磨一水泥贮存均化一装运(或混配搅拌一装运)
    此外，用煤做燃料时也要经过贮存均化，破碎(或烘干)，粉磨制成煤粉再人窑。混合材则视品种而定，如粒化高炉矿渣要经过烘干，煤矸石要预先破碎，石膏也需预先破碎。混合材和石膏通常都与熟料一起粉磨，近年来对粒化高炉矿渣趋向于单独粉磨，因为矿渣比熟料难磨，如与熟料一起粉磨难以磨细，不能充分发挥矿渣的作用。
    四、生产水泥用的主要设备
    1．水泥窑系统
水泥窑是水泥厂的主要设备，由生料烧成熟料的整个过程都在窑内完成，最简单的回转窑是干法中空窑，如图1所示。生料粉由窑尾加入，煤粉用一次风由窑头喷入并在窑内燃烧，这里的火焰温度达1800—2000℃。生料在窑内不断向窑头流动，湿度也逐渐升高，经过烘干、脱水、预热、分解，到1300°C左右时出现液相，在火焰下面升高到1450°C烧成熟料，然后冷却到1300~1100℃离开回转窑落入单筒冷却机，冷却到100—150℃左右卸到熟料输送机运至熟料破碎机，破碎后入库贮存。
图1  干法中空回转窑
1—次风鼓风机    2—煤粉下料管    3—喷煤管    4—窑头罩    5—回转窑
6—生料粉下料管    7—烟室    8—熟料下料溜槽    9—单筒冷却机    
10—熟料运输机

    回转窑是由钢板卷制的圆筒，内砌耐火砖，由装车简体上的轮带和下面的托轮支承，用装在窑身上的大齿圈传