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水泥基础知识、工艺步骤和质量控制 水泥基础知识一、水泥工艺基础知识。 1、水泥定义：通常磨成粉末状，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，通常土木建筑工程通常采取水泥。即硅酸盐水泥、一般硅酸盐水泥、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，专门用途水泥。如：A级油井水泥，道路硅酸盐水泥。 （3）特征水泥，某种性能比较突出水泥。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、常见水泥品种（1）硅酸盐水泥:以硅酸钙为关键成份硅酸盐水泥熟料，添加适量石膏磨细而成。（2）一般硅酸盐水泥: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百分比混合磨细而成。（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、水泥命名通常标准： 水泥命名按不一样类别分别以水泥关键水硬性矿物、混合材料、用途和关键特征进行，并努力争取简明正确，名称过长时，许可有简称。 通用水泥以水泥关键水硬性矿物名称冠以混合材料名称或其它合适名称命名。专用水泥以其专门用途命名，并可冠以不一样型号。 特征水泥以水泥关键水硬性矿物名称冠以水泥关键特征命名，并可冠以不一样型号或混合材料名称。 以火山灰性或潜在水硬性材料和其它活性材料为关键组分水泥是以关键组分名称冠以活性材料名称进行命名，也可再冠以特征名称，如石膏矿渣水泥、石灰火山灰水泥等。 5、关键水泥产品定义 （1）水泥：加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、石等材料既能在空气中硬化又能在水中硬化粉末状水硬性胶凝材料。 （2）硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、0%5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥，分PI和PII,即国外通称波特兰水泥。 （3）一般硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、6%15%混合材料，适量石膏磨细制成水硬性胶凝材料,称为一般硅酸盐水泥（简称一般水泥）,代号：P.O。 （4）矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量石膏磨细制成水硬性胶凝材料,称为矿渣硅酸盐水泥，代号：P.S。 （5）火山灰质硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料和适量石膏磨细制成水硬性胶凝材料。称为火山灰质硅酸盐水泥，代号：P.P。 （6）粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和适量石膏磨细制成水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，代号：P.F。 （7）复合硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上要求混合材料和适量石膏磨细制成水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥），代号P.C。二、新型干法水泥生产过程及基础操作水泥工艺过程通常简明地概括为“两磨一烧”，即首先将原料粉磨城生料，经过煅烧后形成熟料，再将熟料粉磨成水泥。硅酸盐水泥生产过程分三个阶段：石灰质原料、粘土质原料和少许校正原料破碎后，按一定百分比配合，磨细并调配为成份适宜、质量均匀生料，称为生料制备；生料在水泥窑内煅烧至部分熔融所得到以硅酸钙为关键成份硅酸盐水泥熟料，称为熟料煅烧；熟料加适量石膏、混合材或外加剂共同磨细为水泥，并包装或散装出厂，称为水泥粉末及出厂。水泥生产步骤控制图熟 料1石灰石2粉煤灰4石 膏3熟料库粉煤灰库 石膏库 石灰石库 电子皮带秤5电子皮带秤6电子皮带秤7包装出厂12水泥库散装出厂11选粉机10 流量秤8水泥磨9水泥质量检测基础知识很多水泥各项指标检测。比如：水泥SO3、细度、三天强度、二十八天强度、比表面积、钙、抗折、抗压，及原材料验收方法及指标检验等等。但首先要了解水泥特征。一、水泥组分材料1、硅酸盐水泥熟料：凡合适成份生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为关键成份产物称为硅酸盐水泥熟料（简称熟料）。2、石膏：包含天然石膏和工业副产石膏、质量必需符合标准。 3、活性混合材：系指含有火山灰性或潜在水硬性混合材料。如高炉矿渣、火山灰和粉煤灰。 4、非活性混合材：系指活性指标不符合标准要求潜在水硬性或火山灰水泥混合材料，和砂岩和石灰石。 5、窑灰：从水泥回转窑窑尾废气中搜集下粉尘。6、助磨剂：水泥粉磨时许可加入起助磨作用而不损害水泥性能助磨剂。其加入量不超出水泥质量1%。二、水泥原材料化验指标1、一般熟料 fCaO1.5 % 烧失量1.5%Cw：湿法回转窑生产硅酸盐水泥商品熟料强度。Cp：采取干法回转窑生产硅酸盐水泥商品熟料强度。2、粉煤灰： （1）烧失量8% （2）含水量1.0% （3）SO3含量3.0% （4）f-CaO1.0%3、硬石膏进厂检验标准：水份：4.0% SO3： 40.0% 4、石灰石： （1）CaCO386.00% （2）Al2O32.5% （3）水份2% （4）粒度：满足生产要求5、二水石膏： SO335% 水分4.0% 结晶水10.0%6、.火山岩：（1）烧失量8% （2）含水量4.0% （3）f-CaO1.0% （4）粒度：满足生产要求7、出磨一般、复合水泥细度3.0%，合格率90%以上8、8.1出磨水泥SO3目标值0.3%，合格率85%以上。8.2出磨水泥烧失量（P.O4.5%；P.C6.0%），合格率100%。8.3出磨水泥比表面积P.C32.5380m2/kg，P.O42.5360m2/kg 三、水泥样品检测法 表格1 JC/T8531999硅酸盐水泥熟料GB/T176711999水泥胶砂强度检验方法（ISO法）GB134591水泥细度检验方法GB576285建材用石灰石化学分析方法GB/T1761996水泥化学分析方法GB/T5483石膏和硬石膏GB159691用于水泥和混凝土中粉煤灰四、硅酸盐水泥品质（技术）指标1、化学指标氧化镁含量：在水泥熟料中，常含有少许和其它矿物结合游离氧化镁，它是高温时形成方镁石，它水化为氢氧化镁速度很慢，常在水泥硬化以后才开始水化，在水化时产生体积膨胀，可造成水泥石结构产生裂缝甚至破坏，所以，它是引发水泥安定性不良原因之一。所以，国家标准（GB175-1999）要求，水泥中氧化镁含量不得超出5%。假如水泥经压蒸安定性试验合格，则水泥中氧化镁含量许可放宽到6%。三氧化硫含量：水泥中S03关键是在生产时为调整凝结时间加入石膏而带来，也可能是煅烧熟料时加入石膏矿化剂而带入熟料。适量石膏虽能改善水泥性能（如提升水泥强度、降低收缩性、改善抗冻耐蚀和抗渗性等），但石膏超出一定含量后，水泥性能会变差，甚至引发硬化水泥石膨胀，造成结构破坏。所以水泥中S03含量必需加以限制。现行国家标准要求，水泥中S03含量不得超出3.5%。 烧失量：一般水泥、矿渣水泥中烧失量，回转窑厂不得大于5%，立窑大不得大于7%。2、物理指标标准要求，硅酸盐水泥初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于390分钟（6.5小时）；一般硅酸盐水泥初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于10小时。 安定性：安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积改变均匀性。水泥体积安定性不良原因在于：水泥熟料中游离Cao、MgO含量过多或掺入石膏含量过多。熟料中游离CaO、MgO经过高温煅烧后均呈“过烧”状态，水化十分缓慢。在水泥已经硬化后才进行水化，体积膨胀，引发不均匀体积改变，使水泥石开裂。石膏含量过多时，在水泥硬化后，它还会和固体水化铝酸钙反应，生成高硫型水化硫铝酸钙，体积约增大1.5倍，引发水泥石开裂。五、水泥生产中质量控制及标准 水泥生产质量管理关键有二个方面：首先是控制主机设备窑、磨在指标控制范围内正常运转；其次是管理好多种库，原料、煤、生料、熟料、水泥各库内物料数量和质量，掌握进库和出库，确保生产正常运转。确定质量控制点和控制指标是一项很关键工作，一定要从本厂工艺步骤和设备具体情况出发，制订合理、可行方案，才能愈加好地指导生产。五、化验结果误差范围试验误差范围表 表2类别同同一试验室小于（集团内）不一样试验室小于误差类别水泥密度0.02g/cm30.02g/cm3绝对误差比表面积3.0%5.0%相对误差水泥细度0.5%筛余5.0%为1.0%筛余5.0%为1.5%绝对误差标准稠度用水量3.0%5.0%相对误差凝结时间初凝时间：15分钟终凝时间：30分钟初凝时间：20分钟终凝时间：45分钟绝对误差抗折强度3天强度：6.0 28天强度：4.0% 9.0%相对误差抗压强度3天强度：5.0 28天强度：3.0%7.0%相对误差碳酸钙0.25%绝对误差游离氧化钙0.1%绝对误差氧化铁0.15%0.20%绝对误差二氧化硅0.15%0.35%绝对误差三氧化二铝0.20%0.30%绝对误差氧化钙0.25%0.40%绝对误差氧化镁0.15%0.30%绝对误差三氧化硫0.15%0.20%绝对误差烧失量0.15%0.30%绝对误差 氯离子测定结果许可误差 表3氯离子含量范围（%）同一试验室许可差（%）不一样试验室许可差（%）0.100.0020.0030.100.30.0100.0150.301.00.0200.030水泥中多种混合材料含量测定含量测定结果许可差 表4混合材种类组分含量范围 （）同一试验室许可差（）不一样试验室许可差（）矿渣组分200.81.2201.02.0火山灰质混合材料或粉煤灰组分200.81.0201.01.5石灰石组分100.50.8100.81.0 依据水泥胶砂强度划分等级称为强度等级。硅酸盐水泥强度等级划分为42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六个等级。表要求。注：R型为早强型，关键是3d强度较高。强度等级 抗压强度，MPa 抗折强度，MPa 3天 28天 3天 28天42.542.5R52.552.5R62.562.5R 17.022.023.027.028.032.0 42.542.552.552.562.562.5 3.54.04.05.05.05.5 6.56.57.07.08.08.0 水泥工艺基础步骤一、工艺步骤图二、工艺步骤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原料，开采后粒度较大，硬度较高，所以石灰石是生产水泥用量最大原料，开采后粒度较大，硬度较高，所以石灰石破碎在水泥厂物料破碎中占有比较关键地位。 破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选择破碎设备和和粉磨设备很关键。在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀粒度，以减轻粉磨设备负荷，提升黂机产量。物料破碎后，可降低在运输和贮存过程中不一样粒度物料分离现象，有得于制得成份均匀生料，提升配料正确性。 （2）原料预均化 预均化技术就是在原料存、取过程中，利用科学堆取料技术，实现原料初步均化，使原料堆场同时含有贮存和均化功效。原料预均化基础原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来原料连续地按一定方法堆成尽可能多相互平行、上下重合和相同厚度料层。取料时，在垂直于料层方向，尽可能同时切取全部料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。 意义：（1）均化原料成份，降低质量波动，以利于生产质量更高熟料，并稳定烧成系统生产。（2）扩大矿山资源利用，提升开采效率，最大程度扩大矿山覆盖物和夹层，在矿山开采过程中不出或少出废石。（3）能够放宽矿山开采质量和控要求，降低矿山开采成本。（4）对黏湿物料适应性强。（5）为工厂提供长久稳定原料，也能够在堆场内对不一样组分原料进行配料，使其成为预配料堆场，为稳定生产和提升设备运转率发明条件。（6）自动化程度高。2、生料制备 水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥最少要粉磨3吨物料（包含多种原料、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动力约占全厂动力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%。所以，合理选择粉磨设备和工艺步骤，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对确保产品质量、降低能耗含有重大意义。 工作原理：电动机经过减速装置带动磨盘转动，物料经过锁风喂料装置经下料溜子落到磨盘中央，在离心力作用下被甩向磨盘边缘交受到磨辊辗压粉磨，粉碎后物料从磨盘边缘溢出，被来自喷嘴高速向上热气流带起烘干，依据气流速度不一样，部分物料被气流带到高效选粉机内，粗粉经分离后返回到磨盘上，重新粉磨；细粉则随气流出磨，在系统收尘装置中搜集下来，即为产品。没有被热气流带起粗颗粒物料，溢出磨盘后被外循环斗式提升机喂入选粉机，粗颗粒落回磨盘，再次挤压粉磨。3、生料均化新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成份是稳定熟料烧成热工制度前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成份最终一道把关作用。均化原理：采取空气搅拌，重力作用，产生“漏斗效应”，使生料粉在向下卸落时，尽可能切割多层料面，充足混合。利用不一样流化空气，使库内平行料面发生大小不一样流化膨胀作用，有区域卸料，有区域流化，从而使库内料面产生倾斜，进行径向混合均化。4、预热分解 把生料预热和部分分解由预热器来完成，替换回转窑部分功效，达成缩短回窑长度，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炽热气体充足混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达成提升窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗目标。 工作原理： 预热器关键功效是充足利用回转窑和分解炉排出废气余热加热生料，使生料预热及部分碳酸盐分解。为了最大程度提升气固间换热效率，实现整个煅烧系统优质、高产、低消耗，必需含有气固分散均匀、换热快速和高效分离三个功效。（1）物料分散换热80%在入口管道内进行。喂入预热器管道中生料，在和高速上升气流冲击下，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，被迫在旋风筒筒体和内筒（排气管）之间环状空间内做旋转流动，而且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直能够延伸到锥体端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。（3）预分解预分解技术出现是水泥煅烧工艺一次技术飞跃。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，使燃料燃烧放热过程和生料碳酸盐分解吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态下快速进行，使入窑生料分解率提升到90%以上。将原来在回转窑内进行碳酸盐分解任务，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，减轻了窑内煅烧带热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化；因为燃料和生料混合均匀，燃料燃烧热立即传输给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。所以含有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。4、水泥熟料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烧成。在回转窑中碳酸盐深入快速分解并发生一系列固相反应，生成水泥熟料中等矿物。伴随物料温度升高近时等矿物会变成液相，溶解于液相中和进行反应生成大量 （熟料）。熟料烧成后，温度开始降低。最终由水泥熟料冷却机将回转窑卸出高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受温度，同时回收高温熟料显热，提升系统热效率和熟料质量。5、水泥粉磨水泥粉磨是水泥制造最终工序，也是耗电最多工序。其关键功效在于将水泥熟料（及胶凝剂、性能调整材料等）粉磨至适宜粒度（以细度、比表面积等表示），形成一定颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化要求。6、水泥包装水泥出厂有袋装和散装两种发运方法，船运或汽运。