水泥工艺基础.ppt

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Tria的黏土质石灰岩，磨细后制成料球，在高于烧石灰的温度下煅烧，然后进行磨细制成水泥。派克称这种水泥为,“,罗马水泥,”,。,1824年10月21日，英国利兹（Leeds）城的泥水匠阿斯谱丁（J.Aspdin）获得英国第5022号的,“,波特兰水泥,”,专利证书，从而一举成为流芳百世的水泥发明人。,1826年,第一台烧水泥用的自然通风的普通立窑1885年,第一台回转窑,有效的提高了产量和质量,使水泥工业进入了回转窑阶段。,1910年实现立窑机械化连续生产。,1923年立波尔窑的出现,使水泥工业出现较大的变革,窑的产量明显提高,热耗显著降低。,50年代初悬浮预热器的出现,使热耗大幅度降低。,60年代,电子计算机开始应用于水泥工业。,1971年日本人开发了预分解技术,从而使水泥工业生产技术有重大突破。,立磨、辊压机、原料预均化、生料均化以及X射线荧光分析等技术的发展和应用使干法水泥生产的熟料质量明显提高,能耗进一步降低。,由于应用了电子计算机和自动控制技术,许多先进的水泥厂都以采用全厂集中控制,巡回检查的方式,在矿山开采、生料和烧成车间、以及包装和发运等工序都实现了自动控制。,六、我国水泥工业的发展情况,非水硬性胶凝材料的发展在我国已有几千年历史，中国的第一家水泥厂诞生于1886年，建在澳门的青洲岛，存在时间很短。1889年又在唐山兴建水泥厂（唐山细敏土厂），1906年投入生产，即现在的启新水泥厂，从此诞生了中国水泥工业。以后又陆续在上海、南京、广州、四川等地建了一些湿法回转窑，日本人在东北建了一些干法和半干法回转窑，。但在解放前，水泥工业发展非常缓慢，历史最高水平年产量(1942年)仅有229万吨。按人均消费水泥量计算，约为当时美国、比利时等国的1/150。且水泥品种只有普通硅酸盐水泥和白色硅酸盐水泥等几个品种。,我国新型干法水泥起步于20世纪70年代，但直到20世纪末，其发展速度较慢。,80年代从国外成套引进冀东、宁国、珠江、柳州等4000t/d和3200t/d熟料生产线及国产化的江西水泥厂2000t/d熟料生产线相继投产,使我国初步掌握了新型干法生产。,90年代，在建设了一批引进技术或主机设备的新型干法的同时，还建设了一批不同规模的全国产化新型干法生产线，标志着我国水泥工业已进入大型化干法生产的发展轨道。,进入新世纪以来，随着我国国民经济的飞速发展，我国新型干法水泥生产的发展进入了快车道，其速度令人瞩目。,据统计，截止,2007,年底我国已投产的新型干法水泥生产线达,797,条，熟料生产能力已达,60657.7,万吨，20005000T/D熟料产能比例为,45.4%;,5000T/D及以上熟料产能比例为,36.8%.,截止2010年7月底，海螺集团已有65条干法水泥窑投入运行，各种规格水泥磨已有187条投入运行，,目前，我国水泥工业呈现出良好的发展态势，表现出以下几个特点：,1、产业结构调整取得突破性进展；,2、行业集中度明显提高；,3、行业并购趋势明显；,4、水泥技术装备在国际市场的竞争力显著增强,2007年，我国水泥行业认真贯彻落实科学发展观,推动产业结构调整,转变发展方式，经济运行质量明显提高，全行业运行和发展总体呈现出又好又快的势头。,一、生产经营情况,1.水泥产销两旺。,2.价格水平稳中有升。,3.经济效益大幅度提高。,4.国际竞争力明显增强。,5.水泥投资出现恢复性增长。,二、宏观调控措施执行情况,1.贯彻落实各项调控措施，加大结构调整,大型新型干法水泥，所占比例进一步提高到55%，企业兼并重组进程加快，产业集中度进一步提高。排列前十位的大水泥企业集团产量已占全国水泥产量比重23%。,2.抓好淘汰落后产能工作,全行业对淘汰落后的认识逐步提高.2007年全国通过拆除生产线淘汰机立窑等落后水泥产能5200多万吨，浙江、北京、上海一省两市彻底淘汰机立窑生产线。,3.推动企业兼并重组做大做强,4.推动节能减排工作,2007年水泥企业余热发电，涉及项目121个，补贴资金6.7亿元。,5.水泥生产向专业化方向发展,截至07年8月末，全国已有水泥粉磨站1380家。水泥生产的两个阶段熟料烧成和水泥粉磨分离，使水泥工业地区分布发生深刻变化。在无资源、有水泥市场需求的城市兴建粉磨站，使水泥生产贴近市场；在资源丰富、交通便利的地区形成熟料生产基地。,世界水泥发展的趋势：,以节能化、资源化、环境污染为中心实现清洁生产和高效集约化生产，在保证高质量水泥的同时加强水泥生态化技术研究与开发，逐步减少天然资源和天然能源的消耗，提高废物的再循环利用，最大程度的减少环境污染和最大程度地接收消纳工业废弃物及城市垃圾，达到与生态环境完全相容、和谐共存，生产不影响人体的健康产品，将水泥加工制造逐步纳入到“生态工业”系统中，成为生态乐园的一员，这就是世界水泥工业的发展趋势。也是我国水泥工业的努力方向。,第二章,硅酸盐水泥生产概述,2.1,硅酸盐水泥的国家标准,2.2,硅酸盐水泥的生产,2.1 硅酸盐水泥的国家标准,硅酸盐水泥是以硅酸钙为主要成分的熟料所制得的水泥的总称。如掺入定数量的混合材料，则硅酸盐水泥名称前冠以混合材料名称，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。根据国家标准GBl751999，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的定义、代号、强度等级、品质指标以及验收规则如下,BACK,2.1 硅酸盐水泥的国家标准,一、,定义与代号,二、,强度等级,三、,技术要求,四、,废品与不合格品,一、定义与代号,1、硅酸盐水泥,凡是由硅酸盐水泥熟料、,05%,石灰石或粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥，即国外通称的波特兰水泥。,硅酸盐水泥分为两种类型：,不掺混合材的称为型硅酸盐水泥，代号,P,。,在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量,5%,石灰石或粒化,高炉矿渣混合材料的称为型硅酸水泥，代号,P,。,2,、普通硅酸盐水泥,凡是由硅酸盐水泥熟料、,6%15%,混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)，代号,PO,。,掺活性混合材料时，最大掺入量不得超过,15%,其中允许用不超过水泥质量,5%,的窑灰或不超过水泥质量,10%,的非活性混合材料来代替。掺非活性混合材料时最大掺量不超过水泥质量,10%,。,3、组分材料,（1）硅酸盐水泥熟料,（2）石膏,（3）活性混合材料,（4）非活性混合材料,（5）窑灰,活性混合材料,活性混合材指本身不与水反应，加入激发剂后，在激发剂与水作用下发生反应产生强度。,碱性激发剂：CaO、Ca(OH)2等,硫酸盐激发剂：CaSO4等,矿物外加剂：矿渣、粉煤灰、火山灰,非活性混合材料,不管在任何情况下都不发生反应，只能作为填料作用。,二、强度等级,硅酸盐水泥的强度等级制分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R,。,普通硅酸盐水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。,注：R型水泥属于快硬型，对其3d强度有较高的要求。,三、技术要求,1、,不溶物,型硅酸盐水泥不溶物不超过,0.75%,。型硅酸盐水泥中不溶物不得超过,1.50%,。,2、,氧化镁,水泥中氧化镁含量不超过,5.0%,。如果水泥压蒸安定性试验合格，则水泥中氧化镁含量允许放宽到,6.0%,。,3、,三氧化硫,水泥中SO,3,含量不得超过,3.5%,。,4、,烧失量,型硅酸盐水泥中烧失量不得大于,3.0%,，型硅酸盐水泥中烧失量不得大于,3.5%,。普通水泥中烧失量不得大于,5.0%,。,5、,细度,硅酸盐水泥比表面积大于,300/kg,，普通水泥,80m,方孔筛筛余不得超过,10.0%,。,6、,凝结时间,硅酸盐水泥初凝不得早于,45min,，终凝不得迟于,390min,。普通水泥初凝不得早于,45min,，终凝不得迟于,10h,。,7、,安定性,用沸煮法检验必须合格。,8、,强度,水泥标号按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分，各标号 水泥的各龄期强度不得低于表1-2-1中数值。,表1-2-1GB175-99各龄期、各类型水泥强度,品种,强度等级,抗压强度（,MPa,）,抗折强度（,MPa,）,3d,28d,3d,28d,硅酸盐水泥,42.5,17,42.5,3.5,6.5,42.5R,22,42.5,4,6.5,52.5,23,52.5,4,7,52.5R,27,52.5,5,7,62.5,28,62.5,5,8,62.5R,32,62.5,5.5,8,普通水泥,325,11,32.5,2.5,5.5,32.5R,16,32.5,3.5,5.5,42.5,16,42.5,3.5,6.5,42.5R,21,42.5,4,6.5,52.5,22,52.5,4,7,52.5R,26,52.5,5,7,9.碱,水泥中碱含量按,Na,2,O+0.658K,2,O,计算值来表示，若使,用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不,得大于,0.60%,或由供需双方商定。,BACK,四、废品与不合格品,1.,废品,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规定时，均为废品。,2.,不合格品,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料掺加量超过最大限量和强度低于商品标号规定的指标时称为不合格品。水泥包装标志中水泥品种、标号、工厂名称和出厂编号不全的也属于不合格品。,BACK,2.2 硅酸盐水泥的生产,一、硅酸盐水泥的生产方法,二、硅酸盐水泥生产的主要工艺过程,BACK,2.水泥的生产方法分类,水泥的生产方法按生料制备方法的不同可分为两大类:干法与湿法,干法,:原料经烘干、粉碎制成生料粉，然后喂入密内煅烧成熟料的方法,半干法:,将生料粉加入适量的水分制成生料球，再喂入立窑或立波尔窑内煅烧成熟料的方法.,湿法:,将原料加水粉磨成生料浆，再喂入回转窑内煅烧成熟料的方法。,半湿法:,将生料浆脱水制成生料块，喂入窑内煅烧，或将生料块经烘干、破碎成生料粉再喂入干法窑内煅烧成熟料的方法。,BACK,硅酸盐水泥的大致生产流程如下：,石灰石,粘土,铁粉,生料,石膏,熟料,混 合材,硅酸盐 水泥,按比例,混合磨细,煅 烧,硅 酸盐 水泥,14001450,用窑外分解窑干法生产的流程如图,1-2-2,所示。,第三章 硅酸盐水泥熟料矿物组成,水泥的质量主要取决于熟料的矿物组成和结构，而后者又取决于化学组成。因此，控制合适的熟料化学组成是获得优质水泥熟料的中心环节。,硅酸盐水泥熟料主要由,CaO,、,SiO2,、,AI203,，和,Fe 203,四种氧化物组成，其含量总和通常都在95以上。,据统计，这四种氧化物含量的波动范围为,CaO SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,6267 2024 47 2.56.0,除了上述四种主要氧化物外，通常还含有,MgO、SO3、K 20、Na2O、Ti02、P2O5,等。,硅酸盐水泥熟料的组成,主要有以下四种矿物,：,硅酸三钙,3CaOSiO2,可简写为,C3S,；,C,3,S,是硅酸盐水泥熟料的主要矿物。其含量通常为,50%,左右，有时甚至高达,60,以上。,硅酸二钙,2CaOSiO2,，可简写为,C2S,；C,2,S在熟料中含量一般为,20,左右，是硅酸盐水泥熟料的主要矿物之一,熟料中硅酸二钙与少量MgO、AI,2,O,3,、Fe,2,O,3,、R,2,O等氧化物形成固溶体，通常称为贝利特(Belite)或B矿。,铝酸三钙,3Ca0AI2O3,可简写为,C3A,;,铁相固溶体 通常以铁铝酸四钙,4CaOAI2O3Fe2O3,作为代表式，可简写成,C4AF,.,此外，还有少量,游离氯化钙(f-CaO,)、,方镁石,(结晶氧化镁)、,含碱矿物,及,玻璃体,。,通常熟料中,C3S,和,C2S,含量约占,75,左右，称为硅酸盐矿物。,熔剂矿物,C3A,和,C4AF,的理论含量约占,22,左右。,