水泥生产工艺

(2)按化学成分分：
①硅酸盐系水泥，其中包括硅酸盐水泥、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、复合硅酸盐水泥等六大常 用水泥，以及快硬硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥 、抗硫酸盐硅酸盐水泥等； ② 铝酸盐系水泥，如铝酸盐自应力水泥、铝酸盐水 泥等； ③ 硫铝酸盐系水泥，如快硬硫铝酸盐水泥、Ⅰ型低 碱硫铝酸盐水泥等； ④ 氟铝酸盐水泥； ⑤ 铁铝酸盐水泥； ⑥ 少熟料或无熟料水泥。

“两磨一烧”
破碎后，按一定比例配合、磨细，并配合为成分合适， 质量均匀的生料
生料制备：石灰质原料，粘土质原料与少量校正原料经 熟料煅烧：生料在水泥窑内煅烧至部分熔融所得以硅酸
钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料
水泥粉磨：熟料加适量石膏，有时还加适量混合材料或
外加剂共同磨细为水泥


2、生产方法
（1） 水泥生产随生料制备方法不同，可分
八、水泥生产发展展望

1、现状：水泥工业是重要的基础原材料产业，
也是资源消耗和环境影响比较大的行业。近年来， 中国水泥工业深入实施可持续发展战略，积极调整 产品结构和企业结构，不断提高技术装备水平，在 生产余热回收、废弃物综合利用、减少烟尘排放等 方面，取得了重要进展。近几年，中国水泥行业进 步显著，表现在：水泥工业结构调整推进快速，新 型干法水泥出现了快速发展的局面；水泥工业生产 工艺与装备制造技术已成熟，并达到国际先进水平 。

2、体积安定性
水泥的体积安定性是指水泥在凝结 硬化过程中，体积变化的均匀性。如果 水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即 所谓体积安定性不良，就会使混凝土构 件产生膨胀性裂缝，降低建筑工程质量， 甚至引起严重事故。因此，施工中必须 使用安定性合格的水泥。

3、强度及强度等级
水泥的强度是评价和选用水泥的重要技术指 标，也是划分水泥强度等级的重要依据。水泥的 强度除受水泥熟料的矿物组成、混合料的掺量、 石膏掺量、细度、龄期和养护条件等因素影响外， 还与试验方法有关。 国家标准规定，采用胶砂法来测定水泥的3d 和28d的抗压强度和抗折强度。根据测定结果来 确定该水泥的强度等级。

4、其他技术要求
其他技术要求包括标准稠度用水量、水泥的细 度及化学指标。水泥的细度属于选择性指标。通 用硅酸盐水泥的化学指标有不溶物、烧失量、三 氧化硫、氧化镁、氯离子和碱含量。 国家标准规定，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水 泥的细度以比表面积表示，其比表面积不小于 300m2/kg；水泥中的碱含量应不大于0.6%或由买 卖双方协商确定。

原料准备：
⑴ 石灰石质原料（主要成份为碳酸钙，提供氧 化钙），如石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等 ⑵ 粘土质原料（提供氧化硅和氧化铝及部分氧 化铁），如黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩 及河泥等 ⑶ 少量校正原料（铁质校正原料和硅质校正原 料，提供氧化铁和氧化硅），铁质校正原料如 低品位铁矿石、炼铁厂尾矿以及硫酸厂工业废 渣硫酸渣（硫铁矿渣）等；硅质校正原料如砂 岩、河砂、粉砂岩等。

（2）干法和湿法生产特点
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。不仅可以制备出质量均匀 的生料而且逐步向大型方向发展。现在将悬浮预热 和预分解窑统称为新型干法窑，它们成为干法生产 今后发展的方向。
①干法生产特点：干法是将生料粉直接送入窑内煅
②湿法生产特点：将生料制成含水32％一36％的料

5、磨辊辊套、衬板、研磨体、耐火材料
四、水泥的生产

1、生产工艺：
先把几种原材料按适当的比例配合好后 在磨机中磨成生料；然后将制得的生料入 窑进行煅烧；再把烧好的熟料配以适当的 石膏（和混合材料）在磨机中磨成细粉， 即得水泥。硅酸盐系水泥的生产概括起来 就是“两磨一烧”。
硅酸盐水泥生产的大体步骤是：
（1）生料：由石灰质原料、黏土质原料及少量校
（2）熟料：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。
（3）校正原料：当石灰质原料和粘土质原料配
合所得生料成分不能符合配料方案要求时，必须 根据所缺少的组分掺加相应的原料，这种以补充 某些成分不足为主的原料称校正原料。
二、水泥生产原料准备
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，熟料出窑温度较低，不 宜烧高硅酸率和高铝氧率的熟料。
3、生产工艺流程图
水 泥 生 产 过 程 详 图
五、水泥的生产原理
1、水泥生产各阶段成分：
水泥生产概况简介
2012年3月5日
基本内容
◇ 水泥的定义及分类 ◇ 水泥生产原料准备 ◇ 水泥生产的主要设备 ◇ 水泥生产的工艺过程 ◇ 水泥生产物理化学反应和作用机理 ◇ 水泥的技术指标 ◇ 水泥行业存在的问题 ◇ 水泥的发展展望入适量水后成 2、分类：

2、与其他国家差距：从发展阶段上看，中国
水泥工业和目前发达国家的水泥工业比较．我们还 有比较明显的差距，归纳起来有如下6点： (1)中国水泥工业的落后产能还有40％以上，还需 要今后10年进行现代化改造。 (2)水泥工业的结构还比较分散，行业集中度不高 ，尽管国家已经做出了较大的努力，目前仍有4000 多家水泥厂，1000多家粉磨站，而全世界除了中国 只有1500多家水泥厂。今后行业联合重组的任务还 相当艰巨。
（4）液相和熟料的烧结
到达最低共熔温度（1250℃）后，开始 出现液相。硅酸二钙与游离氧化钙都逐步溶 解于液相中，反应生成硅酸盐水泥的主要矿 物硅酸三钙３CaO〃SiO2（C３S） 。在高温 液相作用下，水泥熟料逐渐烧结。 C2S+CaO
液相
C3S
六、水泥的技术指标

1、凝结时间
水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间。初凝 时间是从水泥加水拌合起至水泥浆开始失去可塑性 所需的时间；终凝时间是从水泥加水拌合起至水泥 浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。 国家标准规定，六大常用水泥的初凝时间均不 得短于45min，硅酸盐水泥的终凝时间不得长于 6.5h，其他五类常用水泥的终凝时间不得长于10h 。
（3）固相反应
在800℃，CaO〃Al2O3、CaO〃Fe2O3与2CaO〃SiO2开 始形成。 在800～900℃，开始形成12CaO〃7Al2O3。 在900～1100℃，2CaO〃Al2O3SiO2形成后又分解。 开始形成3CaO〃Al2O3和4CaO〃Al2O3〃Fe2O3。所 有碳酸钙均分解，游离氧化钙达最高值。 当达到1000～1200℃，大量形成3CaO〃Al2O3 和 4CaO〃Al2O3〃Fe2O3 ， 2CaO〃SiO2 含量达最大值 。
七、水泥行业存在的问题

1、重复建设产能过剩的矛盾尚未得到有效 解决。
近年来由于需求的拉动和投资回报率的 提高，加之一些地方水泥项目核准多头审 批，以致局部地区水泥盲目投资、重复建 设问题有所蔓延和加剧。今年在建、拟建 的水泥生产线仍然不少，如果这些生产线 都建成，全国水泥产能将严重过剩。
2、落后产能数量较大。 在水泥产能总量潜在过剩的同时，目前 全国仍有5亿吨落后产能，约占现有总产能的 27%。 3、产业集中度总体仍然偏低。 全国5000多家水泥生产企业，平均生产 规模只有30万吨左右。排列前10位的大企业 总规模占全部水泥比重只有20%多一点。
原料：CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等
熟料： 3CaO.SiO2、 2CaO.SiO2 、
3CaO. Al2O3 、 4CaO.Al2O3.Fe2O3等

2、水泥窑系统中发生的化学反应
3CaO SiO2 2CaO SiO2 3CaO Al2O3 4CaO Al2O3 Fe2O3

生产硅酸盐系水泥的原料主要是石灰石 和粘土质原料两类。石灰质原料主要提 供CaO，常采用石灰石、白垩、石灰质 凝灰岩等。粘土质原料主要提供SiO2、 Al2O3及Fe2O3，常采用粘土、粘土质 页岩、黄土等。有时两种原料化学成分 不能满足要求，还需加入少量校正原料 来调整，常采用黄铁矿渣等。另外，还 要加入石膏来调节水泥的凝结时间。现 在水泥生产中还经常加入一些活性掺合 料，如粉煤灰、矿渣等。
为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬 化，并能将砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结 在一起的水硬性胶凝材料，统称为水泥。

(1)按组成可分为以下两种：
①常用水泥/硅酸盐水泥（以硅酸盐水泥熟料）
如：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等 ②特种水泥（以非硅酸盐类水泥熟料为主要组分） 如：高铝水泥、硫铝酸盐水泥等
（2）回转窑的煅烧方式是采用一种旋转式的 横式煅烧设备，物料是先经预热器和窑外分 解，与回转窑喷出的火焰成相向运动，因而 其煅烧较立窑而更完全、更彻底。回转窑内 的物料能上下自由翻滚，水泥产量和质量大 幅提高，能耗和生产成本大大降低。由于立 窑内的物料是依靠重力使料层整体下移，因 而立窑烧成的水泥熟料则具有较多的孔隙和 较大的不均匀性，回转窑熟料均匀性和质量 均高于立窑水泥。
石灰石 CaO CO2
粘土 SiO 2 Al 2O3
Fe2O3 H 2O

3、水泥窑系统中发生的物理化学反应
在温度100℃时脱去物料中的自由水和粘土矿物 的层间水 在400～600℃时脱去粘土矿物的配位水
(1)干燥与脱水
(2)碳酸盐分解
碳酸钙与碳酸镁在煅烧过程中分解放出二氧化碳 590℃，MgCO3→MgO+CO2 890℃，CaCO3→CaO+CO2
为干法(包括半干法)与湿法（包括半湿法） 两种。
①干法生产。将原料同时烘干并粉磨，或先烘干经粉磨成生 料粉后喂入干法窑内煅烧成熟料的方法。但也有将生料粉 加入适量水制成生料球，送入立波尔窑内煅烧成熟料的方 法，称之为半干法，仍属干法生产之一种。