水泥工艺技术

《"十二五"职业教育国家规划教材:水泥工艺技术(第2版)》系“十二五”职业教育国家规划教材，经全国建材职业教育教学指导委员会审定，主要作为高等学校建筑材料类专业的教材，也可作为材料科学与工程、无机非金属材料工程专业的教材；也可供水泥行业的工程技术人员、企业管理人员、岗位技术人员阅读和参考，并可作为职工培训教材。

本书以硅酸盐水泥生产工艺过程和应用为主线，重点介绍了新型干法水泥生产工艺技术，详细介绍了硅酸盐水泥生产的原料及预均化、生料制备、生料均化、熟料煅烧、水泥制成、性能及应用、质量控制的基本知识和基本技能，也介绍了其它通用水泥和特种水泥生产的知识。本书具有理论联系实际，内容丰富，实用性强等特点。

   

第1章绪论1
1.1水泥的起源与发明1
1.1.1胶凝材料的定义和分类1
1.1.2胶凝材料发展简史1
1.1.3水泥的发明2
1.2水泥的定义和分类2
1.3水泥在国民经济中的作用2
1.4水泥工业的发展概况3
1.4.1世界水泥工业的发展概况3
1.4.2中国水泥工业的发展概况4
1.5水泥工业的环境保护6
1.5.1水泥工业的环境污染和治理7
1.5.2水泥工业的可持续发展7
第2章硅酸盐水泥生产技术8
2.1硅酸盐水泥生产概述8
2.1.1硅酸盐水泥熟料8
2.1.2混合材料8
2.1.3石膏9
2.1.4硅酸盐水泥生产技术要求9
2.2硅酸盐水泥的生产工艺11
2.2.1生产过程11
2.2.2生产方法12
2.2.3水泥生产方法的选择15
2.3新型干法水泥生产的技术特征15
2.3.1新型干法水泥生产技术15
2.3.2新型干法水泥生产工艺流程15
2.3.3新型干法水泥生产的特点17
2.3.4新型干法水泥生产工序17
2.4硅酸盐水泥熟料的组成17
2.4.1熟料的化学组成18
2.4.2熟料的矿物组成19
2.4.3熟料的物理性能要求19
2.4.4化学成分与矿物组成间的关系20
2.4.5熟料矿物的特性21
2.5硅酸盐水泥熟料的率值25
2.5.1石灰饱和系数25
2.5.2硅率26
2.5.3铝率26
2.5.4熟料率值的控制26
2.6熟料矿物组成的计算与换算28
2.6.1硅酸盐水泥熟料矿物组成的计算28
2.6.2熟料化学组成、矿物组成与率值的换算29
第3章原料及预均化技术32
3.1水泥生产用主要原料33
3.1.1石灰质原料33
3.1.2黏土质原料35
3.2水泥生产用辅助原料37
3.2.1校正原料37
3.2.2燃料38
3.2.3低品位原料和工业废渣的利用39
3.3矿山开采42
3.4原料破碎与烘干、输送与储存43
3.4.1破碎43
3.4.2烘干44
3.4.3输送与储存45
3.5原料的预均化46
3.5.1均化与预均化的基本概念46
3.5.2原燃材料的预均化48
3.6提高原料预均化效果的主要措施49
第4章生料制备技术54
4.1生料的配料及计算54
4.1.1基本概念54
4.1.2配料计算54
4.2生料粉磨工艺技术63
4.2.1粉磨流程及特点63
4.2.2生料粉磨系统的发展特点68
4.2.3生料的粉磨细度及颗粒分布要求69
4.3立式磨在生料粉磨中的应用70
4.3.1立式磨的发展历史70
4.3.2立式磨系统70
4.3.3立式磨的特点70
4.3.4立式磨的操作控制要点72
4.4生料粉磨系统的调节控制74
4.4.1物料配比控制74
4.4.2磨机负荷自动控制74
4.4.3温度控制75
4.4.4压力控制76
4.4.5控制磨内通风量76
4.4.6根据出磨气温来调节喷水量或辅助热风温度76
4.4.7控制粉磨液压76
4.4.8控制出磨生料细度76
4.4.9选择合理的挡抖圈高度76
4.4.10搞好辊式磨密封，提高入磨气体负压值77
4.4.11开车喂料程序控制77
4.4.12料仓料位指示控制77
4.4.13增湿塔出口气体温度控制77
第5章生料均化技术78
5.1生料均化的基本原理78
5.1.1生料均化的意义78
5.1.2生料均化的基本原理79
5.1.3均化过程的基本参数80
5.2生料均化的主要设施86
5.2.1生料均化库的发展86
5.2.2生料粉气力搅拌的基本部件86
5.2.3生料均化库的主要设施87
5.3生料均化的工艺技术95
5.3.1淮海水泥厂生料均化工艺96
5.3.2国外某水泥厂生料均化工艺96
5.3.3冀东水泥厂生料均化工艺98
5.3.4宁国水泥厂生料均化工艺99
5.3.5生料均化系统的前馈控制法101
5.4提高生料均化效果的途径101
5.4.1充气装置故障及防止措施101
5.4.2入库生料成分的控制102
第6章熟料煅烧技术106
6.1概述106
6.2生料在煅烧过程中的物理化学变化107
6.2.1干燥107
6.2.2脱水107
6.2.3碳酸盐分解108
6.2.4固相反应110
6.2.5熟料烧结111
6.2.6熟料冷却113
6.3悬浮预热技术114
6.3.1悬浮预热技术114
6.3.2悬浮预热技术的优越性114
6.3.3悬浮预热器的构成及功能114
6.3.4旋风预热器115
6.4预分解技术116
6.4.1预分解技术116
6.4.2预分解窑的特点116
6.4.3分解炉内气、固流运动方式及功能116
6.4.4新型分解炉型及结构分析120
6.4.5分解炉与窑连接方式122
6.5回转窑技术122
6.5.1回转窑的功能122
6.5.2回转窑的发展历程123
6.5.3预分解窑工艺带的划分123
6.5.4物料在窑内的工艺反应123
6.6熟料冷却技术125
6.6.1熟料冷却机的功能及发展125
6.6.2熟料冷却机的作业原理126
6.6.3冷却机的性能指标126
6.6.4篦式冷却机的分类及其发展127
6.6.5国产第三代篦冷机128
6.7预分解窑技术的生产控制129
6.7.1预分解窑生产中重点监控的主要工艺参数130
6.7.2预分解窑工艺控制的自动调节回路132
6.7.3中央控制室简介133
6.7.4预分解窑异常状况调控及其故障处理134
6.8新型干法水泥生产技术的发展136
6.8.1世界超大型水泥熟料预分解窑的发展状况137
6.8.2中国超大型水泥生产技术的发展138
第7章水泥制成技术148
7.1水泥粉磨工艺技术148
7.1.1硅酸盐水泥的制成工艺148
7.1.2水泥组成材料的工艺处理及要求148
7.1.3水泥组成材料的配比149
7.1.4水泥粉磨细度149
7.1.5水泥粉磨系统149
7.1.6当前水泥粉磨技术和设备发展的情况150
7.2管球磨粉磨技术151
7.2.1管球磨粉磨的基本流程151
7.2.2提高管球磨水泥粉磨系统产量和质量的技术途径152
7.3立式磨在水泥粉磨中的应用156
7.3.1概述156
7.3.2立式磨粉磨流程及特点156
7.3.3影响立式磨产质量的主要因素157
7.3.4磨机运行中的操作与监控158
7.3.5可能出现的问题及解决的方法158
7.4挤压粉磨技术158
7.4.1概述158
7.4.2挤压粉磨系统的工艺流程159
7.4.3挤压粉粉磨系统主机性能与特点161
7.4.4挤压粉磨工艺的选择162
7.4.5选择挤压粉磨工艺应采取的技术措施163
7.5水泥的储存与发运164
7.5.1水泥储存与均化164
7.5.2水泥的发运164
第8章硅酸盐水泥的性能及应用167
8.1硅酸盐水泥的凝结时间167
8.1.1凝结速度167
8.1.2缓凝机理及其适宜掺量的确定168
8.1.3假凝现象170
8.1.4调凝外加剂171
8.2硅酸盐水泥的强度172
8.2.1强度的产生和发展172
8.2.2影响水泥强度的因素173
8.3硅酸盐水泥的体积变化与水化热175
8.3.1体积变化175
8.3.2水化热178
8.4硅酸盐水泥的耐久性179
8.4.1抗渗性179
8.4.2抗冻性181
8.4.3环境介质的侵蚀182
8.4.4碱集料反应184
8.4.5耐久性的改善途径185
8.5硅酸盐水泥的应用187
8.5.1普通混凝土及其应用187
8.5.2高强混凝土及其应用201
8.5.3高性能混凝土及其应用203
8.5.4泵送混凝土及其应用204
8.5.5流态混凝土及其应用204
8.5.6轻集料混凝土及其应用205
8.5.7纤维混凝土及其应用205
8.5.8聚合物混凝土及其应用205
8.5.9配制砂浆206
8.5.10水泥制品206
第9章水泥生产质量控制208
9.1原燃材料的质量控制210
9.1.1石灰石的质量控制210
9.1.2黏土质原料的质量控制211
9.1.3铁质校正原料的质量控制211
9.1.4燃料的质量控制211
9.1.5矿化剂、晶种的质量控制212
9.1.6原燃材料的预均化212
9.2生料的质量控制212
9.2.1生料制备的质量要求212
9.2.2入磨物料的质量控制213
9.2.3出磨生料的质量控制214
9.2.4入窑生料的质量控制215
9.3熟料的质量控制215
9.3.1熟料控制项目216
9.3.2熟料的管理218
9.4水泥质量控制219
9.4.1水泥制成质量控制项目与指标219
9.4.2出磨水泥的管理220
9.4.3出厂水泥的质量管理221
9.4.4水泥出厂手续及售后服务223
第10章其他通用水泥生产技术226
10.1混合材料的种类及质量要求226
10.1.1混合材料的种类及作用226
10.1.2粒化高炉矿渣227
10.1.3火山灰质混合材料229
10.1.4粉煤灰质混合材料231
10.1.5其他混合材料232
10.2普通硅酸盐水泥234
10.2.1定义与代号234
10.2.2组分材料要求234
10.2.3强度等级234
10.2.4生产技术要求234
10.2.5试验方法与检验规则234
10.2.6生产过程与控制235
10.2.7普通水泥的性能与应用237
10.3矿渣硅酸盐水泥238
10.3.1矿渣硅酸盐水泥的定义238
10.3.2矿渣硅酸盐水泥的强度等级及技术要求238
10.3.3矿渣水泥的生产238
10.3.4矿渣水泥的水化和硬化239
10.3.5矿渣水泥的性能和用途240
10.3.6提高矿渣水泥质量的主要途径241
10.4火山灰质硅酸盐水泥242
10.4.1生产技术要求242
10.4.2配制工艺243
10.4.3火山灰质硅酸盐水泥混合材料的掺加量243
10.4.4火山灰质硅酸盐水泥的水化硬化243
10.4.5火山灰质硅酸盐水泥的性能与用途244
10.5粉煤灰硅酸盐水泥245
10.5.1粉煤灰水泥的粉磨工艺245
10.5.2水化硬化248
10.5.3性能248
10.5.4用途250
10.5.5提高粉煤灰水泥早期强度的途径250
10.6复合硅酸盐水泥250
10.6.1复合硅酸盐水泥的生产技术要求251
10.6.2复合硅酸盐水泥的混合材料掺加量251
10.6.3生产复合水泥应注意的问题254
10.6.4性能特点与应用254
参考文献257

    ①充气系统充气无力，无法进行均化；
     ②多孔料发生碎裂、微孔堵塞，空气有短路，局部有堵塞，全库无效吹气；
     ③卸料口多孔材料常常发生吹掉、撕裂，造成出料不畅或无法出料事故；
     ④多孔材料被压断、挤裂从而生料倒灌，甚至进入主风管道，再返吹人其他充气箱，致使全部充气系统失效。
     应采取的防止措施是：
     ①保证充气箱与管道金属材料、非金属材料连接部分密封可靠；充气箱要有足够强度，保证耐久性和不变形；安装前要进行单体防漏水压试验；安装后要进行总体防漏检验；
     ②防止多孔材料断裂、撕裂，防止被压缩空气中的水分及油滴堵塞微孔；
     ③充气材料要整体铺搭，避免多块搭接；同时要保证充气材料与充气箱体边缘的严密性与可靠性。
     5.4.2入库生料成分的控制
     为使出库生料成分均匀、稳定，并达到所要求的控制指标，首先必须保证进库生料在一段时间（如8h）内的平均成分不超出控制范围；其次要求尽量减少入库生料成分的大幅度波动。为保证均化库有较好的均化效果，可在生料磨头装备电子皮带秤，并通过X射线荧光分析仪和电子计算机进行自动配料，以保持出磨生料成分在控制指标线上下的小范围内波动，而且波动周期较短。
     （1）入库物料物理性能的影响及防止措施入库生料含水量对均化效果有显著的影响，一般要保持在0.5％以下，优选不应超过1％，否则会因物料的黏附力增强、流动性变差而影响均化效果。生产中要严格控制烘干原料和出磨生料的水分。
     （2）压缩空气质量的影响及防止措施 压缩空气压力不足以及含水量大等，都将会影响均化效果。为提高压缩空气质量应采取的防止措施有：
     ④管理好空气过滤装置，防止压缩空气中水分含量过大或含有微粒，造成充气材料堵塞；
     ②应配备多台空压机就近供气，防止管道过长，阻力大，影响供气效果；
     ③风源的风量、风压要力求稳定，满足均化需要。
     （3）其他机电设备故障的影响及防止措施 均化库机电设备常见的故障有：库顶喂料系统堵塞、库底下料器卡死、库底空气分配阀磨损、压缩空气主管道弯曲部分磨坏、库底充气系统控制执行机构不能正常工作等。一般的防止措施有：
     ①加强管理，定期检查、维修；
     ②保证生料水分<1％；
     ③防止铁质碎片混入均化系统，造成卡死或堵塞设备；
     ④风机不要经常开停，保证必要的冷却；
     ⑤管道弯曲部分用耐磨硬质材料制成或用硬质合金堆焊，提高耐磨性能。