企業(yè)培訓(xùn)_水泥粉磨生產(chǎn)線培訓(xùn)教材

水泥粉磨生產(chǎn)線水泥粉磨生產(chǎn)線 培培 訓(xùn)訓(xùn) 教教 材材 二零零九年十一月二零零九年十一月 目錄目錄 第一章第一章 原料破碎原料破碎 .2 第一節(jié) 概述.2 第二節(jié) 破碎設(shè)備的類型.3 第二章第二章 水泥制成水泥制成 .7 第一節(jié) 水泥熟料的貯存.7 第二節(jié) 石膏的作用.8 第三節(jié) 水泥的粉磨.9 第三章第三章 水泥的儲(chǔ)存與包裝水泥的儲(chǔ)存與包裝 .13 第一節(jié) 水泥儲(chǔ)存13 第二節(jié) 水泥的包裝和散裝.13 第四章第四章 水泥物理檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法水泥物理檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法 .17 第一節(jié) 水泥細(xì)度的測(cè)定.17 第二節(jié) 水泥凝結(jié)時(shí)間和沸煮安定性的測(cè)定.18 第三節(jié) 水泥強(qiáng)度測(cè)定.20 第五章第五章 水泥及其原材料化學(xué)分析方法水泥及其原材料化學(xué)分析方法 .22 第一節(jié) 試劑與設(shè)備.22 第二節(jié) 部分分析.29 第三節(jié) 化學(xué)全分析方法.30 第四節(jié) 原燃料分析方法.40 第一章第一章 原料破碎原料破碎 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 水泥生產(chǎn)所需的原料，進(jìn)廠粒度多數(shù)超出了粉磨設(shè)備允許的進(jìn)料粒度，需 要預(yù)先破碎。此外，物料的粒度過大也不利于烘干、運(yùn)輸與儲(chǔ)存等工藝環(huán)節(jié)。 水泥廠的石灰石、粘土、鐵礦石、混合材以及燃料煤等，大部分都需要預(yù)先破 碎。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最多的原料，開采后的粒度較大，硬度較高，因此 石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有重要的地位。 生產(chǎn)水泥所消耗的電能約有四分之三用于物料的破碎和粉磨。因此合理地 選擇破碎和粉磨設(shè)備就具有重要意義，破碎過程與粉磨過程相比較，從增加同 樣的表面能而言，破碎過程要比粉磨過程經(jīng)濟(jì)而方便得多。因此，在可能的條 件下，在物料進(jìn)入粉磨設(shè)備之前，應(yīng)盡可能將物料破碎至粒徑較小的小塊。一 般要求石灰石進(jìn)入粉磨設(shè)備之前小于25mm。這樣就可以減輕粉磨設(shè)備的負(fù)荷， 提高磨機(jī)的產(chǎn)量。另外，粒度較小的物料，水分的蒸發(fā)較容易，因而可提高烘 干機(jī)的效率。 物料破碎至細(xì)小的顆粒后，可減少在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中不同粒度物料的離 析現(xiàn)象，從而避免由此引起的原料成分的波動(dòng)?？s小物料粒度對(duì)磨前的配料環(huán) 節(jié)也有著重要的意義，粒度越細(xì)小均勻，電子稱量設(shè)備的運(yùn)行就越穩(wěn)定，配料 就越準(zhǔn)確。隨著物料粒度的減小，破碎的效率下降很快。因此破碎過程的產(chǎn)品 粒度的要求應(yīng)合理，追求過小的破碎粒度，不但降低了破碎效率，也將使破碎 系統(tǒng)更為復(fù)雜。 破碎是用機(jī)械擠壓或沖擊的方法減小物料粒度的過程。破碎比通常是由物 料破碎前的最大粒度與破碎后的最大粒度的比值來確定的，見表3-1。 常用幾種破碎機(jī)的破碎比 表3-1 破碎機(jī)型式破碎比范圍 圖圖 3-13-1 顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī) 1 機(jī)殼 2 固定顎板 3 動(dòng)顎 4 飛輪5 偏心 6 進(jìn)料口 7 出口 額 8 護(hù)板 顎式破碎機(jī) 環(huán)錘式破碎機(jī) 粘土沖擊破碎機(jī) 錘式破碎機(jī) 反擊式破碎機(jī) 3-10 4-8 4-12 10-50 10-50 物料的物理機(jī)械性質(zhì)是選擇破碎機(jī)類型重要因素，諸如強(qiáng)度、硬度、密度， 是脆性或是韌性，是塊狀或片狀，含水量、含泥量及粘塑性、磨蝕性等。因此， 不同的物料在抗壓能力、抗剪能力、抗沖擊能力、抗研磨刮削能力等表現(xiàn)是不 一樣的。水泥廠需要破碎的物料因其物理機(jī)械特質(zhì)不同而需要選擇不同類型的 破碎機(jī)。下面主要介紹緬甸郊塞水泥廠使用的幾種類型的破碎機(jī)。 第二節(jié)第二節(jié) 破碎設(shè)備的類型破碎設(shè)備的類型 一、顎式破碎機(jī)一、顎式破碎機(jī) 顎式破碎機(jī)在水泥工廠中被廣泛采用，主要 用來破碎石灰石、鐵礦石、石膏和大塊熟料等。 其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。活動(dòng)顎板在偏心軸帶動(dòng)下， 有規(guī)律地作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，物料在固定顎板和活動(dòng)顎 板之間被擠壓破碎。大塊物料由進(jìn)料口喂入，破 碎后的小塊物料由出料口排出。顎式破碎機(jī)有粗 碎和細(xì)碎之分，其規(guī)格都按其進(jìn)料口的長(zhǎng)寬尺寸 來表示，如 150750mm，250400mm，250500mm，2501000mm，400600mm，600900 mm，9001200mm，12001500mm和15002100mm等。為了使物料能順利的進(jìn)入 圖 3-2 錘式破碎機(jī) 1 主軸 2 十字頭 3 錘頭 4 三角行篦條 5 弧行篦條 破碎機(jī)，最大入料粒度通常為其進(jìn)料口寬度的0.85，如進(jìn)料口寬度250mm的最大 進(jìn)料粒度為210mm。 顎式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造維護(hù)容易，機(jī)體堅(jiān)固，能破碎高強(qiáng) 度的礦石，進(jìn)料口容許有物料堆積，因而對(duì)于喂料穩(wěn)定性要求不高。適用范圍 廣，對(duì)耐磨和韌性強(qiáng)的物料有較好的適應(yīng)性。其缺點(diǎn)是：破碎比較小，粗碎式 顎式破碎機(jī)出料粒度往往不能滿足入磨要求；片狀巖石由于容易發(fā)生漏料，不 宜用顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎；其動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)時(shí)呈往復(fù)運(yùn)動(dòng)，空行程不起破碎作用， 工作效率較低；當(dāng)破碎濕的和可塑性的物料時(shí)，出料口容易堵塞。 二、錘式破碎機(jī)二、錘式破碎機(jī) 水泥工業(yè)中廣泛地采用錘式破碎機(jī)，用來破碎石灰石、泥灰?guī)r、熟料和煤 塊等。錘式破碎機(jī)可分為單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子兩種類型。單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)構(gòu)造和 工作原理如圖3-2所示。 工作時(shí)，主軸被皮帶輪上皮帶拖動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，離心力作用將自由懸掛的錘頭沿 著十字頭旋轉(zhuǎn)的方向拋出，進(jìn)到弧形篦條上的料塊，受到被錘頭的猛烈沖擊而 破碎后從弧形篦條間落下，在降落過程中再被 高速旋轉(zhuǎn)的錘頭破碎，落到三角形篦條上。小 于篦條空隙的碎粒將被排出機(jī)體，大于篦條空 隙的大顆粒將繼續(xù)破碎過程，料塊除受到錘頭 旋轉(zhuǎn)的沖擊力外，在篦條上還受到錘頭擠壓和 研磨作用。出料粒度則借助于三角形篦條間的 空隙寬度及篦條工作面和錘頭端面間的距離來 調(diào)節(jié)。雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)的工作原理與單轉(zhuǎn)子 錘式破碎機(jī)的工作原理相似。 錘式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是: 生產(chǎn)能力大，破碎 比高，最大可達(dá)70；構(gòu)造簡(jiǎn)單，機(jī)體小，產(chǎn)品粒度較小，由于采用沖擊式破碎 方式，產(chǎn)品將產(chǎn)生大量細(xì)粉，有利于粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量的提高。零件易檢修、拆換。 缺點(diǎn)是: 錘頭、 篦條、襯板磨損快；工作時(shí)產(chǎn)生粉塵大；不適合硬度較高，潮 濕及粘性物料的破碎，當(dāng)破碎水分大或粘性物料時(shí)，產(chǎn)量會(huì)大大下降，易堵塞 出料口，同時(shí)易損件的磨損大大加速。 三、環(huán)錘式破碎機(jī)三、環(huán)錘式破碎機(jī) 以往過去水泥廠的設(shè)計(jì)中，煤的破 碎多采用錘式破碎機(jī)，或反擊式破碎機(jī)， 其結(jié)果是能耗大，過破碎現(xiàn)象嚴(yán)重，造 成大量揚(yáng)塵。為了克服這些不足，目前 圖 3-3 環(huán)錘式破碎機(jī) 1 進(jìn)料口 2 機(jī)蓋 3 轉(zhuǎn)子 4 篩板調(diào)節(jié)器 圖 3-4 粘土沖擊式破碎機(jī) 1 轉(zhuǎn)子 2 反擊板 3 鏈條 4 刮刀 5 活動(dòng)輥筒 設(shè)計(jì)中除采用顎式破碎機(jī)外，多數(shù)是采用環(huán)錘式破碎機(jī)。 環(huán)錘式破碎機(jī)用于各種脆性物料，物料的抗壓強(qiáng)度不超過 100MPa，表面水 分不大于 15%。除用于煤的破碎外，也可用于焦炭 和頁巖等物料的破碎。 環(huán)錘式破碎機(jī)是利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)環(huán)錘 對(duì)物料進(jìn)行沖擊破碎，使被沖擊后的物料又在環(huán)錘、破碎板和篩板之間受到壓 縮、剪切、碾磨作用，進(jìn)而達(dá)到所需粒度的高效率破碎機(jī)械。 四、粘土沖擊式破碎機(jī)四、粘土沖擊式破碎機(jī) 粘土質(zhì)原料是水泥生產(chǎn)中的主要原料， 約占水泥原料的 10-20%。由于粘土含水分高， 又有較強(qiáng)的塑性，很容易粘結(jié)，故粘土破碎 需專用設(shè)備。目前采用較多的是粘土沖擊式 破碎機(jī)，見圖 3-4。 該破碎機(jī)的破碎系統(tǒng)由三個(gè)活動(dòng)輥筒組 成的反擊板錘的轉(zhuǎn)子體等部件所組成，主要 借高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子體上的板錘沖擊濕粘土塊， 使其沿薄弱部分進(jìn)行選擇性破碎，被沖擊的料 塊獲的很大的動(dòng)能，再經(jīng)反擊板和濕土塊相互 間的沖擊后，又被進(jìn)一步破碎。為了防止破碎 腔的粘結(jié)，本機(jī)采用輥筒，在其背后裝有刮刀，濕料一旦粘結(jié)到筒上即被刮下。 機(jī)殼四周吊掛鏈條，隨著破碎料的打擊，不停地抖動(dòng)，濕料無法粘上，高速旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子將誘導(dǎo)大量的空氣進(jìn)入破碎腔，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，空氣受到離心力的作 用，使其機(jī)殼內(nèi)的含濕氣體沿著出料口的方向逸出，在此形成一個(gè)水蒸氣分壓 差，可對(duì)破碎細(xì)料起到微小的烘干作用。 五、反擊式破碎機(jī)五、反擊式破碎機(jī) 反擊式破碎機(jī)在水泥工業(yè)中被廣泛采用。它適用于破碎石灰石等脆性物料， 是一種高效率的破碎設(shè)備。 圖圖 3-53-5 反擊式破碎機(jī)反擊式破碎機(jī) 1 進(jìn)料口 2 導(dǎo)板 3 機(jī)殼 4 轉(zhuǎn)子 5 板錘 6 反擊板 7 鏈幕 8 出料 口 反擊式破碎機(jī)如圖3-5所示，它的破碎過程是：物料經(jīng)裝料口處的導(dǎo)板(或 稱篩板)落在轉(zhuǎn)子上，受到高速旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子上的打擊板的高速?zèng)_打，被拋至上 部懸掛著的反擊板上，從反擊板上掉下來的物料與轉(zhuǎn)子陸續(xù)拋上來的物料相互 沖擊。這樣，物料在轉(zhuǎn)子、導(dǎo)板、反擊板及鏈幕之間的破碎空腔內(nèi)受到反復(fù)劇 烈的碰撞和沖擊而得到破碎。破碎后的成品由出料口排出。出料粒度的大小， 靠上下調(diào)節(jié)反擊板尾部的螺栓來控制。 反擊式破碎機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率 高，破碎比大，單位能耗低，產(chǎn)品粒度較細(xì)， 磨損較少等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是: 不設(shè)下篦條的反 擊式破碎機(jī)產(chǎn)品中有少量大塊；用于單段破 碎時(shí)，必須嚴(yán)格控制最大進(jìn)料粒度，以免損壞轉(zhuǎn)子。 第二章第二章 水泥制成水泥制成 第一節(jié)第一節(jié) 水泥熟料的貯存水泥熟料的貯存 出窯熟料經(jīng)冷卻機(jī)冷卻后，不能直接送到粉磨車間粉磨，而必須經(jīng)過貯存。 熟料貯存的目的是： 1. 降低熟料溫度，以保證磨機(jī)的正常操作。一般從冷卻機(jī)出來的熟料溫度 達(dá)100以上，大塊熟料的內(nèi)部溫度更高。過熱的熟料入磨會(huì)降低磨機(jī)產(chǎn)量，使 磨機(jī)筒體因熱膨脹而伸長(zhǎng)，對(duì)軸承產(chǎn)生軸向壓力；影響磨機(jī)軸肩的潤(rùn)滑，對(duì)磨 機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)不利；磨內(nèi)溫度過高，使石膏脫水過多，引起水泥凝結(jié)時(shí)間不正 常；過高的熟料溫度，使磨內(nèi)結(jié)團(tuán)和包球的趨勢(shì)增大，粉磨效率降低。 2. 改善熟料質(zhì)量，提高易磨性。出窯熟料中含有一定數(shù)量的f-CaO，貯存 時(shí)能吸收空氣中部分水汽，使部分f-CaO消解為氫氧化鈣，在熟料內(nèi)部產(chǎn)生膨脹 應(yīng)力，因而提高了熟料的易磨性，改善水泥的安定性。 3. 熟料的儲(chǔ)存作為緩沖環(huán)節(jié)，有利于窯磨生產(chǎn)的平衡和控制調(diào)配入磨熟料 的質(zhì)量。出窯的熟料可根據(jù)質(zhì)量的好壞分庫存放，以便搭配使用，保持水泥質(zhì) 量的穩(wěn)定有控。 4. 熟料的均化熟料儲(chǔ)存中，可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)熟料的均化。熟料的煅 燒過程中，由于生料系統(tǒng)不可避免出現(xiàn)的生料成分的波動(dòng)和煅燒系統(tǒng)不可避免 的熱工制度的波動(dòng)，將造成熟料質(zhì)量的波動(dòng)。熟料儲(chǔ)存過程中，利用進(jìn)出物料 不同的時(shí)間分布，將可一定程度上實(shí)現(xiàn)質(zhì)量波動(dòng)不太大的熟料的均化。 圖 9-1 帳篷庫的結(jié)構(gòu)圖 對(duì)于現(xiàn)代化水泥廠而言，熟料儲(chǔ)存目前常用的有圓形儲(chǔ)庫或圓形帳篷庫。 前者是由鋼筋混凝土澆注而成。這種圓庫是密閉的，庫頂一般設(shè)一至兩個(gè)下料 口，采用拉鏈機(jī)進(jìn)料。庫底設(shè)置一個(gè)或多個(gè)錐型漏斗卸料口，以提高卸空率， 錐形漏斗下部設(shè)置鋼棒閥和計(jì)量設(shè)備。這 種熟料庫大小不一，小則可容幾百噸，大 則可容上萬噸。庫的高徑比一般為 1.82.5。由于這種類型的熟料庫出料口 較少，也可直接在庫底設(shè)置計(jì)量及控制設(shè) 施，水泥磨的配料在庫底完成后，直接送 入水泥磨。圓形儲(chǔ)庫密閉性較好，有利于 收塵。但作為水泥熟料的儲(chǔ)存，散熱較慢。 帳篷庫的結(jié)構(gòu)如圖9-1所示。這種結(jié)構(gòu)在 高度上與圓柱形庫比降低很多，大約只有圓 柱形庫的1/3左右，因此對(duì)于建設(shè)場(chǎng)地的地耐力可降低要求。與圓形儲(chǔ)庫相比， 相同儲(chǔ)量的帳篷庫占地面積較大。這種庫的平面直徑可由4090m，熟料儲(chǔ)存量 可由7000噸到80000噸。從幾何形體上看實(shí)際上是一個(gè)短圓柱形與一個(gè)圓錐形的 結(jié)合。直段部分可由混凝土制成，錐蓋通常由鋼結(jié)構(gòu)拼裝。物料由頂端進(jìn)入位 于帳篷庫中心的混凝土圓柱體形小庫，小庫自下而上整個(gè)圓柱面上遍布卸料孔。 熟料進(jìn)入小庫后，由卸料孔自然流出，形成一個(gè)底角為熟料自然休止角的圓錐 形料堆，采用這種進(jìn)料方式有利于收塵。帳篷庫對(duì)于地耐力的要求較低，熟料 暴露面積大，易于散熱。但是帳篷庫的庫底面積較大，設(shè)的下料口數(shù)量較多， 因而不宜采用庫底配料的方式，需要增加一輪轉(zhuǎn)運(yùn)；帳篷庫下可采用鏈?zhǔn)饺×?機(jī)取料，也可采用多點(diǎn)出料。前者投資較大，設(shè)備維修費(fèi)用也較高。后者投資 較低，設(shè)備也較可靠，但帳篷庫卸空率比較低。 第二節(jié)第二節(jié) 石膏的作用石膏的作用 水泥工業(yè)中應(yīng)用的石膏通常有天然石膏和工業(yè)副產(chǎn)品石膏兩類。天然石膏 呈多種形態(tài)產(chǎn)出，其中二水石膏為含有兩個(gè)結(jié)晶水的天然石膏，其主要形態(tài)為： 質(zhì)純無色的透明晶體，稱為透石膏（selenite）；雪白色細(xì)粒塊狀、半透明者 為雪花石膏和細(xì)晶石膏（alabaster）；呈纖維狀具有絲絹光澤或半絲絹光澤者 為纖維石膏（fib rous gypsum）。還有含雜質(zhì)較多的土石膏、泥質(zhì)石膏（clay gypsum）等。二水石膏的分子式為CaSO42H2O。二水石膏中的結(jié)晶水，在 6570時(shí)開始緩慢脫水，而在120150則開始加速脫水，失去一部分結(jié)晶 水后成為半水石膏(CaSO4 1 2H2O)；當(dāng)溫度170180時(shí)，結(jié)晶水全部脫離而 成為無水石膏(CaSO4)。自然界中有少量的無水石膏存在，因其質(zhì)地較硬，所以 又稱硬石膏。 水泥生產(chǎn)中使用石膏主要是利用石膏與硅酸鹽礦物生成的中間礦物，降低 水泥的水化速度，延緩水泥的凝結(jié)時(shí)間，增進(jìn)水泥強(qiáng)度以及改善水泥某些施工 性能，如干縮性和抗凍性能等。但過多的石膏會(huì)引起水泥的體積安定性和其他 的部分性能的惡化。因此水泥中的石膏摻加量必須有所限制。石膏的摻加量通 常采用水泥產(chǎn)品中的SO3 含量進(jìn)行控制。各國水泥標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于水泥中的SO3的含量 控制基本一致，約為2.53.0%。 第三節(jié)第三節(jié) 水泥的粉磨水泥的粉磨 水泥熟料通過粉磨后，表面積增加得越多，水化作用越快；施工過程中只 有小于一定粒度的水泥熟料顆粒才能進(jìn)行水化反應(yīng)，因而只有磨到一定細(xì)度的 水泥才能具有一定的強(qiáng)度。單純從強(qiáng)度觀點(diǎn)出發(fā)，最好把熟料磨細(xì)一些，但是 在實(shí)際生產(chǎn)中粉磨過細(xì)會(huì)使磨機(jī)產(chǎn)量顯著下降，電耗急劇增加。各國水泥標(biāo)準(zhǔn) 均對(duì)水泥細(xì)度提出要求，水泥細(xì)度大多控制在88m 篩余46%，或勃氏比表面 積300m2/kg。這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)細(xì)度要求一般要求并不高，但是作為強(qiáng)制執(zhí)行的國家 標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際反映了國家對(duì)于水泥產(chǎn)品的市場(chǎng)準(zhǔn)入要求。但考慮市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，各個(gè) 水泥生產(chǎn)企業(yè)通常提高水泥細(xì)度，以縮短水泥凝結(jié)時(shí)間，提高水泥早期強(qiáng)度， 提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此市場(chǎng)出售的水泥水泥細(xì)度趨于較大幅度高出國家水泥標(biāo) 準(zhǔn)。 一、球磨系統(tǒng)一、球磨系統(tǒng) 開流磨系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)可靠，設(shè)備和土建費(fèi)用低。它的 缺點(diǎn)是粉磨高標(biāo)號(hào)水泥時(shí)，即比表面積超過3000cm2/g時(shí)，電耗增加較大，為了 控制開流磨的產(chǎn)品細(xì)度，水泥磨機(jī)的通風(fēng)將大大受限，水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)品過 高的溫度，將很難降下來。另外，產(chǎn)品細(xì)度也不易調(diào)節(jié)。因此對(duì)于大型水泥磨 系統(tǒng)，幾乎完全是采用閉路系統(tǒng)。 60年代后期，繼單倉和多倉管磨一級(jí)閉路的基礎(chǔ)上發(fā)展了一種雙倉中長(zhǎng)磨 閉路系統(tǒng)。它彌補(bǔ)了單倉短磨由于粉磨線路太短，在粉磨比表面積較高情況下， 循環(huán)負(fù)荷過大以及產(chǎn)量要求高時(shí)直徑太大的缺點(diǎn)。另外它又克服了多倉長(zhǎng)磨粉 Nt Nc Br 磨線路太長(zhǎng)，效率低的缺點(diǎn)。所以這種雙倉中長(zhǎng)磨一級(jí)閉路系統(tǒng)對(duì)粉磨不同細(xì) 度的水泥來說，適應(yīng)性較強(qiáng)，尤其對(duì)比表面積高的水泥粉磨效率高，循環(huán)負(fù)荷 適宜。至今，采用雙倉閉路系統(tǒng)，是世界水泥工業(yè)發(fā)展中的主要形式。圖9-2為 閉路水泥磨系統(tǒng)工藝流程圖。 二高效選粉機(jī)二高效選粉機(jī) 新型高效選粉機(jī)有日本小野田水泥公司的OSEPA選粉機(jī)，史密斯公司 的SEPAX選粉機(jī)以及美國斯圖特公司的SD側(cè)進(jìn)風(fēng)型選粉機(jī)等，均在物料的分散、 氣流流向、物料運(yùn)動(dòng)和分級(jí)性能方面有很大改進(jìn)。OSEPA選粉機(jī)已引進(jìn)消化， 在國內(nèi)組織生產(chǎn)。根據(jù)這些高效選粉機(jī)的工作原理，我國的建材機(jī)械企業(yè)，也 開發(fā)了一些類似的高效選粉機(jī)。使我國水泥預(yù)分解生產(chǎn)線在進(jìn)行建設(shè)籌劃時(shí)， 利用市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，更好的滿足建設(shè)需求，有了更多的選擇。 OSEPA選粉機(jī)在結(jié)構(gòu)和工作原理上均有其獨(dú)到之處。物料從頂部喂入 轉(zhuǎn)子上的撒料盤，被離心力甩到擋料環(huán)上，把團(tuán)粒打散；同時(shí)改變方向，在強(qiáng) 渦流空氣的剪切作用下，進(jìn)行第二次分散。導(dǎo)向葉片與轉(zhuǎn)子之間的分級(jí)區(qū)形成 均勻的料幕。磨機(jī)排氣和粉磨系統(tǒng)內(nèi)附屬設(shè)備的含塵氣體，分別作為一次和二 次風(fēng)沿切向進(jìn)入蝸殼形機(jī)體內(nèi)，借助導(dǎo)向葉片和回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，產(chǎn)生流速與壓力穩(wěn) 定的水平渦流，分散的物料在此通過分級(jí)界限分明的選粉區(qū)，豎直高度上運(yùn)動(dòng) 距離大，停留時(shí)間長(zhǎng)，表現(xiàn)出較高的分選效率。分選出來的細(xì)粉隨氣體送至收 塵器收集。而粗顆粒則被清潔的二三次風(fēng)進(jìn)行再次分選后排出。由于這幾種選 粉機(jī)均在防止磨損上有很穩(wěn)妥的技術(shù)措施（采用具有高耐磨性能的高合金鑄鋼， 粘貼抗磨性良好的陶瓷馬賽克等）可以在較高風(fēng)速條件下，實(shí)現(xiàn)選粉作業(yè)的高 效率。磨內(nèi)氣體全部經(jīng)過選粉機(jī)后排出，水泥及回粉冷卻好。實(shí)際使用中，其 磨機(jī)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力與普通離心式選粉機(jī)相比，約提高15%，節(jié)電約1015%。 尤其在產(chǎn)品粉磨細(xì)度要求較高時(shí)，與普通選粉機(jī)相比，有更高的效率。 三輥壓機(jī)三輥壓機(jī) 輥壓機(jī)是兩個(gè)相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)的料輥，在很高的壓力下，對(duì)物料進(jìn)行擠壓，實(shí)現(xiàn) 破碎和粉磨過程的粉磨機(jī)械。輥壓機(jī)的成功應(yīng)用，得力于高壓料層粉碎理論的 發(fā)展。該理論認(rèn)為固體物料受外界壓力時(shí)產(chǎn)生壓縮變形和應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力達(dá) 到顆粒某一最弱的軸向破壞應(yīng)力極限時(shí)，顆粒就會(huì)在最弱處發(fā)生碎裂。固體物 料受壓而粉碎的難易程度，可用脆性值 Br 衡量： 式中： Nc為抗壓強(qiáng)度Nt 為抗拉強(qiáng)度 脆性值越大，物料越易被壓碎。脆性值大而堅(jiān)硬的物料，其粉碎功的利用 率高。水泥工業(yè)中熟料的物性是非常適應(yīng)這種設(shè)備進(jìn)行粉磨的。 應(yīng)用這一原理，開發(fā)出的輥壓機(jī)由固定輥和滑動(dòng)輥組成的，其相向的轉(zhuǎn)動(dòng) 的磨輥依靠摩擦，將需粉碎的物料帶入擠壓區(qū)，滑動(dòng)輥在液壓缸的驅(qū)動(dòng)下，使 輥間的擠壓破碎區(qū)，在與物料接觸的區(qū)域內(nèi)，產(chǎn)生 5001000MPa 的壓力，使物 料破裂。其輥筒的表面多用堆焊，表面硬度可達(dá)到 HRC5558，硬化層厚度可 達(dá) 67mm。輥壓機(jī)設(shè)置了液壓系統(tǒng)以及相應(yīng)的監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)能夠以 穩(wěn)定的壓力和輥間隙正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 對(duì)于一定的物料，有一個(gè)相應(yīng)的被壓碎至理想狀態(tài)的臨界壓力。當(dāng)輥壓力 稍大于臨界壓力時(shí)，料層中的細(xì)粉已達(dá)到相當(dāng)數(shù)量，繼續(xù)增大壓力只能使少量 大顆粒處于細(xì)粉包圍之中，對(duì)于繼續(xù)粉碎產(chǎn)生不良影響。因此一般控制在出輥 壓機(jī)的產(chǎn)品為用手輕松搓碎的扁平料餅。 輥壓機(jī)能量利用率高于其它的粉磨設(shè)備。由于慢速擠壓，其研磨部件的磨 損較小。自 1985 年問世，我國部分建材機(jī)械企業(yè)先后引進(jìn)德國洪堡公司設(shè)備生 產(chǎn)技術(shù)，一些水泥研究設(shè)計(jì)院也先后研制小型輥壓機(jī)。取得節(jié)電 1430%的效 果。并根據(jù)不同條件，開發(fā)出開路，閉路，半閉路、生料終粉磨系統(tǒng)及相應(yīng)配 套的打散機(jī)等設(shè)備。 但是部分未完全解決的技術(shù)問題，也一直困擾著輥壓機(jī)的使用。 物料與磨輥之間由于主要表現(xiàn)為靜摩擦，其磨損速度及磨輥的維修周期， 尚能為用戶接受，但物料與輥壓機(jī)側(cè)板的磨擦，主要表現(xiàn)為動(dòng)摩擦，磨損速度 快，維修周期短。一旦側(cè)板出現(xiàn)較大的間隙，輥壓機(jī)出料的粒度分布將惡化， 通過輥壓機(jī)邊部的物料將得不到良好的擠壓，但之后的管磨機(jī)的研磨介質(zhì)的球 徑級(jí)配，又不可能隨著入磨物料粒度變化而及時(shí)調(diào)整，因而不可避免的造成系 統(tǒng)粉磨效率的大幅下降。采用打散機(jī)實(shí)現(xiàn)閉路預(yù)粉磨，雖然能夠解決這一問題， 但又因系統(tǒng)過于復(fù)雜，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率低。 軸承、液壓系統(tǒng)、輥?zhàn)釉诟邏贺?fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，使用壽命不理想。 凡此種種均造成輥壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率低下，維修費(fèi)用較高。 由于以上原因，輥壓機(jī)在我國水泥行業(yè)中的應(yīng)用，一度曾陷入困境。但近 年設(shè)備和工藝系統(tǒng)的一系列改進(jìn)，同時(shí)也因水泥生產(chǎn)線規(guī)模的擴(kuò)大，也沒有更 好的設(shè)備及系統(tǒng)解決單機(jī)高產(chǎn)的水泥粉磨問題。輥壓機(jī)用于水泥預(yù)粉磨系統(tǒng)， 又有了一定程度的發(fā)展，并取得了較好的效益。這主要是： 降低推動(dòng)動(dòng)磨輥向靜磨輥運(yùn)行的液壓缸液壓系統(tǒng)的壓力，從而提高液壓系 統(tǒng)工作的可靠性。由于動(dòng)靜磨輥間的壓力有所降低，使輥壓機(jī)的擠壓效果有所 降低。采用適當(dāng)降低輥壓機(jī)技術(shù)指標(biāo)的方法，提高輥壓機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。 用極為簡(jiǎn)單的分料閥閉路預(yù)粉磨系統(tǒng)，取代繁雜的打散機(jī)預(yù)粉磨系統(tǒng)。用 少量犧牲系統(tǒng)分選指標(biāo)的方法，提高預(yù)粉磨系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。 從輥壓機(jī)的誕生到現(xiàn)在，已經(jīng)有二十余年的使用歷史。在其使用初期，給 予了其過高的期望值，選定了一些過于勉強(qiáng)、脫離實(shí)際的技術(shù)參數(shù)，導(dǎo)致了輥 壓機(jī)預(yù)粉磨系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率的下降。在擁有一定的使用經(jīng)驗(yàn)后，人們適當(dāng)降低部分 工藝參數(shù)，提高打散機(jī)和預(yù)粉磨系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，使輥壓機(jī)預(yù)粉磨系統(tǒng)，真正進(jìn) 入了實(shí)用階段。 四水泥粉磨的四水泥粉磨的 CKPCKP 系統(tǒng)系統(tǒng) 輥式磨由于粉磨過程中的高效率，采用輥式磨研磨水泥，一直是水泥界夢(mèng)想 的工藝。但輥式磨粉磨產(chǎn)品，存在產(chǎn)品粒徑分布較窄，小于 30 微米的細(xì)顆粒數(shù) 量較少，將因此引起水泥水化速度慢，強(qiáng)度尤其是早期強(qiáng)度不足的問題。因而 輥式磨用于水泥成品的終粉磨，一直是一個(gè)難于逾越的障礙。在這種條件下， 采用輥式磨作為預(yù)粉磨 CKP 系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生了。 早在上個(gè)世紀(jì)八十年代，中國建筑材料科學(xué)研究院水泥所總工程師左萬信提 出了用輥式磨進(jìn)行預(yù)粉磨，而以填充白色石球的管磨機(jī)為終粉磨，對(duì)高水分， 要求產(chǎn)品高細(xì)度的白水泥熟料進(jìn)行粉磨。從而提高白水呢粉磨電耗的設(shè)想，這 是將高效率的輥式磨用于水泥預(yù)粉磨的早期設(shè)想。 上世紀(jì)末，日本國川崎公司率先在大型水泥粉磨系統(tǒng)采用輥式磨作為水泥預(yù) 粉磨，創(chuàng)造了水泥粉磨的所謂“CKP”系統(tǒng)。采用該系統(tǒng)大大降低了水泥粉磨電 耗，使水泥粉磨電耗降低到不足 30 度的高水平。由于大量的粉磨過程在冷卻效 果極好的輥式磨中完成，對(duì)于降低水泥溫度，防止石膏脫水，也具有良好的技 術(shù)優(yōu)勢(shì)。在目前，由于 CKP 系統(tǒng)對(duì)于輥式磨的特殊要求，大型輥式磨的水泥預(yù) 粉磨系統(tǒng)的設(shè)備制造技術(shù)我國還沒有完全掌握。全套設(shè)備進(jìn)口費(fèi)用的高昂，使 國內(nèi)推廣 CKP 系統(tǒng)，在投資上還存有一定的障礙。 對(duì)于采用輥式磨直接完成水泥的終粉磨，在國際水泥界已經(jīng)有成功的報(bào)道。 萊歇公司的終粉磨系統(tǒng)通過輥式磨的選粉機(jī)的改造，實(shí)現(xiàn)了水泥產(chǎn)品的寬粒度 分布，小于 30 微米的水泥小顆粒比例大幅度提高，水泥熟料顆粒的微觀形態(tài)， 也實(shí)現(xiàn)了園形的優(yōu)化。因此采用輥式磨作為水泥的終粉磨，使水泥的物化性能， 與管磨機(jī)相比，毫不遜色。我國安徽朱家橋水泥有限公司通過技術(shù)和裝備引進(jìn)， 于 2000 年開始了輥式磨完成水泥熟料終粉磨的工業(yè)試驗(yàn)。雖然輥式磨完成水泥 熟料終粉磨的成功報(bào)道不絕于耳，但國際水泥界對(duì)于熟料顆粒的微觀形態(tài)是否 理想，一直心存疑慮。 第三章第三章 水泥的儲(chǔ)存與包裝水泥的儲(chǔ)存與包裝 第一節(jié)第一節(jié) 水泥儲(chǔ)存水泥儲(chǔ)存 出磨水泥進(jìn)入水泥儲(chǔ)庫。水泥儲(chǔ)存有以下作用： 1. 嚴(yán)格控制水泥質(zhì)量。大中型水泥廠，水泥熟料質(zhì)量穩(wěn)定，用快速測(cè)定法 幾小時(shí)即可獲得強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果，但一般應(yīng)看到三天強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果，確認(rèn)28天抗 壓強(qiáng)度有富余2.5MPa以上的把握方可出庫。確保出廠水泥全部合格。 2. 改善水泥的質(zhì)量，在存放過程中水泥吸收空氣中的水分使水泥所含的游 離氧化鈣消解，同時(shí)水泥存放過程中，也使儲(chǔ)存水泥的溫度有所下降，以利水 泥的輸送與包裝。 3. 水泥庫可以起調(diào)節(jié)緩沖作用，以適應(yīng)水泥粉磨車間的連續(xù)作業(yè)和水泥市 場(chǎng)的季節(jié)性變化，有利于水泥包裝及時(shí)出廠。 現(xiàn)代化的水泥工廠所采用的水泥庫主要是圓柱形混凝土庫，但出料方式、 庫底結(jié)構(gòu)已經(jīng)一改傳統(tǒng)的錐斗結(jié)構(gòu)的出料方式。取而代之的是設(shè)有充氣裝置的 約15的斜底庫，并以羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行充氣助卸，以提高儲(chǔ)庫的卸空率，使水泥 庫的儲(chǔ)存效率有所提高。庫底設(shè)置氣動(dòng)卸料閥和輸送裝置，將水泥快速卸出后， 由輸送系統(tǒng)轉(zhuǎn)送至水泥包裝和散裝系統(tǒng)。 第二節(jié)第二節(jié) 水泥的包裝和散裝水泥的包裝和散裝 為了便于運(yùn)輸和使用，出廠水泥根據(jù)市場(chǎng)需求，采用袋裝和散裝兩種形式。 袋裝通常采用紙袋、編織袋或編織物和包裝紙結(jié)合的復(fù)合袋，每袋水泥凈重 50kg。散裝水泥則采用專用的散裝車將出庫水泥直接送至水泥使用點(diǎn)。 一、包裝機(jī)一、包裝機(jī) 包裝機(jī)主要分兩種類型，即回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)和固定式包裝機(jī)。 1. 回轉(zhuǎn)式包裝機(jī) 回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)向包裝袋灌注水泥基本有兩種形式，一種采用壓縮空氣使水 泥流態(tài)化，氣力助卸。另一種是依靠葉輪強(qiáng)迫灌裝式。通過灌裝嘴灌入水泥袋 圖圖 10-110-1 哈佛六嘴回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)哈佛六嘴回轉(zhuǎn)式包裝機(jī) 1 空氣和電源入口 2 電機(jī) 3 主軸承 4 水泥入口 5 計(jì)量秤 6 壓縮系統(tǒng) 7 裝袋灌嘴 8 水泥袋承座 9 快速停裝旁路 10 回灰和收塵 11 料位控制器 內(nèi)。這種包裝機(jī)可用自動(dòng)插袋機(jī) 和碼包機(jī)實(shí)現(xiàn)包裝作業(yè)的全部自 動(dòng)化。由于這種自動(dòng)化系統(tǒng)投資 較高，對(duì)于水泥包裝袋的質(zhì)量及 標(biāo)準(zhǔn)化程度要求較高，因此應(yīng)用 并不普遍。目前我國企業(yè)多數(shù)采 用人工插袋（將空包裝袋插在包 裝機(jī)的灌裝嘴上）作業(yè)，和人工 輔助卸袋作業(yè)，以降低投資。其 余工序如灌裝、秤量、卸裝等按 程序自動(dòng)進(jìn)行?；剞D(zhuǎn)式包裝機(jī)單 機(jī)生產(chǎn)能力較大，回轉(zhuǎn)式六嘴包 裝機(jī)能力為90110t/h左右。但 這是指采用全套機(jī)械化插袋和卸 袋條件下，所能達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)。 通常條件下，僅能達(dá)到60 70t/h，這是我們通常在進(jìn)行 生產(chǎn)技術(shù)平衡時(shí)，所能采用的 可靠參數(shù)。圖10-1是中國引進(jìn) 德國哈佛公司技術(shù)生產(chǎn)的六嘴 包裝機(jī)結(jié)構(gòu)圖，由回轉(zhuǎn)水泥倉、回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、料位控制器、灌裝工作機(jī)構(gòu)、計(jì) 量機(jī)構(gòu)、攪拌器、主傳動(dòng)裝置、空氣管路等部分組成。這種包裝機(jī)采用葉輪強(qiáng) 迫灌裝式，進(jìn)入包裝袋的空氣量較少，收塵風(fēng)量較小。包裝袋破損也較少。 包裝機(jī)的整個(gè)回轉(zhuǎn)部分通過主軸懸吊在樓面的機(jī)座上，主軸的上端與主傳 動(dòng)裝置相連，可調(diào)速的主電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過主傳動(dòng)箱帶動(dòng)主軸和固定在主軸 下端的水泥回轉(zhuǎn)倉，作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) (由頂部俯視)。灌裝機(jī)構(gòu)同灌裝咀均勻分布在 回轉(zhuǎn)水泥倉的外壁上，隨回轉(zhuǎn)倉一起回轉(zhuǎn)。每個(gè)灌裝嘴在回轉(zhuǎn)一周的過程中， 連序完成灌裝水泥的各種作業(yè)。包裝機(jī)的每一個(gè)葉輪和灌裝嘴及計(jì)量控制系統(tǒng) 構(gòu)成一個(gè)單元，可以在發(fā)生故障時(shí)整體拆下另換一個(gè)備品，一個(gè)單元的故障不 影響其它單元的工作，因此運(yùn)轉(zhuǎn)率較高。易損件中通用件較多，便于維修。 由于回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)的單機(jī)效率較高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較輕，工作點(diǎn)比較集中， 收塵負(fù)荷較小。因而對(duì)于50t/h 以上的產(chǎn)量需求時(shí)，原則上應(yīng)選用回轉(zhuǎn)包裝機(jī)。 圖圖 10-210-2 固定四嘴包裝機(jī)固定四嘴包裝機(jī) 1 機(jī)身 2 進(jìn)料裝置 3 卸料室 4 傳動(dòng)軸 5 出料控 制機(jī)構(gòu) 6 定重架 7 包裝架 8 出料嘴 9 定重裝 置 2. 固定式包裝機(jī) 固定式包裝機(jī)有螺旋式包裝機(jī)、單嘴葉輪自卸式包裝機(jī)和多嘴葉輪式包裝 機(jī)。它具有重量輕、體積小、便于安裝維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。 圖10-2為固定四嘴包裝機(jī)，其單體與六嘴包裝機(jī)是一樣的，也就是說，四 嘴包裝機(jī)是以固定料倉作為支撐，而六嘴包裝機(jī)以回轉(zhuǎn)的料倉作為支撐平臺(tái)。 該機(jī)灌裝與計(jì)量同時(shí)進(jìn)行，并能自動(dòng)定量進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)。水泥由進(jìn)料裝置中 的給料器喂入包裝機(jī)的四個(gè)室，卸料室中個(gè)有高速轉(zhuǎn)動(dòng)的“十”字形葉軸。水 泥受回轉(zhuǎn)葉片的作用，從卸料室沿切線方向的鴨嘴形出料口噴出并灌入水泥袋 內(nèi)。在重量達(dá)到50公斤時(shí)，包裝機(jī)上的專設(shè)機(jī)構(gòu)將中斷灌裝作業(yè)，將水泥包卸 至膠帶輸送機(jī)上運(yùn) 走。 這一類的包裝 機(jī)基本多有引進(jìn)技 術(shù)的背景，基本采 用電子稱量技術(shù)， 裝包的精度可達(dá)到 +600200g/包。包裝機(jī)的插袋設(shè)置在一個(gè)較大的抽氣罩內(nèi)，散落的水泥設(shè)有回 收及清掃系統(tǒng)，較好 的處理了系統(tǒng)的收塵。 由于這一類包裝機(jī)系 統(tǒng)采用了氣動(dòng)設(shè)備作為閥門快速開啟和關(guān)閉的手段，閥門的啟閉時(shí)間直接關(guān)系 到計(jì)量的準(zhǔn)確。而氣動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于壓縮空氣的潔凈有較高要求，因而對(duì)于壓縮空 氣的除水除塵等應(yīng)予充分重視。 二、水泥庫用散裝機(jī)二、水泥庫用散裝機(jī) 一般現(xiàn)代化干法廠考慮散裝水泥的發(fā)送，均設(shè)置專用的水泥散裝庫或在水 泥庫庫側(cè)設(shè)置水泥散裝機(jī)。散裝機(jī)可滿足火車或汽車的散裝裝車要求。散裝機(jī) 的散裝頭如圖10-3所示。 散裝機(jī)不工作時(shí)，內(nèi)外套筒收縮，借錐閥和鋼索把散裝頭懸吊著。當(dāng)裝卸 水泥時(shí)，內(nèi)外套可以節(jié)節(jié)下降，直到下部的錐形斗插入罐口中為止。錐形斗插 入罐口后就被罐口托住，兩者密切接觸實(shí)現(xiàn)密封。而內(nèi)套繼續(xù)下降直到卡頭與 鋼索座接觸為止。此時(shí)，水泥就能暢通無阻地卸入罐中。當(dāng)散裝車料面達(dá)到一 定高度時(shí)， 料位計(jì)發(fā)出信號(hào)中斷卸料，并使散裝頭升起。包裝期間的廢氣通過 內(nèi)外套之間的環(huán)形管道吸到收塵器中，凈化后排空。 圖圖 10-310-3 散裝機(jī)及散裝頭的結(jié)構(gòu)圖散裝機(jī)及散裝頭的結(jié)構(gòu)圖 1 外接縮套 2 收塵法蘭 3 溜子 4 滑輪 5 鋼索 6 振動(dòng) 器 7 料位計(jì) 8 錐閥 9 錐形斗 10 鋼索座 11 漏斗 12 卡頭 13 圓鋼套 14 、15、16、17 內(nèi)套筒1，2，3，4 18 漏斗圓鋼套 19 托桿 第四章第四章 水泥物理檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法水泥物理檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法 世界各國水泥物理檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)各自的情況有所不同，現(xiàn)在各國趨向采用 國際ISO標(biāo)準(zhǔn)，中國現(xiàn)采用的水泥物理檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)基本等同于ISO679、ISO9597及 ISO2474水泥物理檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。為了保證水泥成品的合格，生產(chǎn)過程中的半成品 也要進(jìn)行相關(guān)性能的檢測(cè)。下面就分別介紹水泥的比表面積、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、 沸煮安定性和強(qiáng)度等性能的檢驗(yàn)方法。這些物理性能的檢測(cè)方法在GB和ISO標(biāo) 準(zhǔn)中均作了明確的規(guī)定。 第一節(jié)第一節(jié) 水泥細(xì)度的測(cè)定水泥細(xì)度的測(cè)定 一、一、80 m 方孔篩篩析法方孔篩篩析法 應(yīng)用篩析法來檢定和控制水泥產(chǎn)品的質(zhì)量，主要是控制粉體未通過一定規(guī) 格的分析篩的篩余量，作為細(xì)度控制指標(biāo)，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。 水泥細(xì)度篩析法有干法和濕法兩種。 干法采用負(fù)壓篩析儀，其工作壓力為 4000-6000Pa。篩析前秤取 25g 試樣， 置于潔凈的負(fù)壓篩中，蓋上篩蓋，放在篩座上，開動(dòng)篩析儀連續(xù)篩析 2min。篩 畢用天平稱量篩余物。篩余物的重量乘以 4 即為水泥的細(xì)度。 濕法所用設(shè)備包括水篩、篩座和水壓為 0.050.02MPa 的水噴頭組成。試 驗(yàn)時(shí)稱取 50g 樣品，置于潔凈的水篩中，立即用淡水沖洗至大部分細(xì)粉通過后 放在篩座上，再用水壓為 0.050.02MPa 的噴頭連續(xù)沖洗 3min。篩畢用少量水 把篩余物沖至蒸發(fā)皿中，等水泥顆粒全部沉淀后，小心倒出清水烘干并用天平 稱量篩余物。篩余物的重量乘以 2 即為水泥的細(xì)度。 二、水泥透氣法比表面積的測(cè)定二、水泥透氣法比表面積的測(cè)定 . 為了測(cè)定水泥的比表面積，必須先測(cè)定水泥的密度，按GB8074要求水 泥密度應(yīng)按GB207進(jìn)行。 GB207方法采用液體排代法求出樣品的體積，將樣品的重量除以測(cè)得的體 積，即為該水泥的密度。試驗(yàn)時(shí)需感量0.01g的天平，李氏密度瓶和無水煤油， 最好有一個(gè)恒溫水浴。以確保初讀數(shù)和終讀數(shù)之間的溫差不超過0.2。 操作時(shí)先將無水煤油注入李氏瓶?jī)?nèi)至01mL 刻度之間，放入恒溫水浴內(nèi) 半小時(shí)使溫度穩(wěn)定，取出后讀初讀數(shù)。接著將已準(zhǔn)確稱量的水泥樣品 60g全部 加入瓶?jī)?nèi)，排除瓶?jī)?nèi)氣泡，然后再放入恒溫水浴內(nèi)半小時(shí)，最后讀出終讀數(shù)。 兩次讀數(shù)之差即為樣品的體積。代入下式即可求得該樣品的密度： G V 式中: 水泥樣品的密度，g/cm3 ； G 水泥樣品的稱重，g ； V 水泥的體積，即將第二次讀數(shù)減去第一次讀數(shù)，cm3 ； . 透氣法比表面積 GB8074透氣法比表面積的測(cè)定采用勃氏透氣儀和相應(yīng)的操作方法。所有的 勃氏儀使用時(shí)需知道透氣圓筒中試料層所占的體積，該體積用水銀排代法來標(biāo) 定，并應(yīng)精確至0.005cm3。如有可能得到比表面積標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，則每臺(tái)勃氏儀可 以標(biāo)出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，使得例行比表面積測(cè)定的計(jì)算簡(jiǎn)單化。對(duì)于常用勃氏儀 其試料層體積和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間應(yīng)半年標(biāo)定一次。 水泥在測(cè)定比表面積前應(yīng)充分混勻使結(jié)團(tuán)的水泥分散，按下式計(jì)算試樣量。 V() 式中： 需要稱取的試樣量，g； 試樣的密度，g/cm3 ； 圓筒內(nèi)試料層占有的體積，cm3 ； + 試料層的孔隙率，波特蘭水泥取0.50。 樣品稱量應(yīng)精確至0.001g，操作時(shí)先在圓筒內(nèi)的穿孔板上鋪一層濾紙片， 接著把稱好的樣品全部倒入圓筒內(nèi)，并使水泥層平坦后再蓋上一層濾紙片，用 搗器搗至其支持環(huán)與圓筒頂部接觸，取出搗器。這個(gè)試料層就可進(jìn)行透氣時(shí)間 測(cè)定，但每一水泥層只限測(cè)定一次透氣時(shí)間，每個(gè)水泥樣品應(yīng)分別進(jìn)行兩次透 氣時(shí)間的測(cè)定。透氣時(shí)間應(yīng)精確至0.1秒，根據(jù)測(cè)得的透氣時(shí)間代入相應(yīng)的公式 可計(jì)算出該水泥樣的比表面積。 第二節(jié)第二節(jié) 水泥凝結(jié)時(shí)間和沸煮安定性的測(cè)定水泥凝結(jié)時(shí)間和沸煮安定性的測(cè)定 一、一、水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的試驗(yàn)方法水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的試驗(yàn)方法 將維卡儀的插棒降到底板上調(diào)整指針至零刻度處，再將插棒升至備用位置， 稱取 500 克水泥，并稱量一定量的水，將水泥倒入事先用擰干的濕毛巾擦過的 攪拌鍋中，將鍋固定在鍋?zhàn)喜⑻嵘焦ぷ魑恢谩?啟動(dòng)攪拌機(jī)，在 510 秒內(nèi) 將水均勻地倒入鍋內(nèi)，全部加完后記下時(shí)間作為起點(diǎn) 0 時(shí)間，以備凝結(jié)測(cè)試用。 在攪拌機(jī)運(yùn)行 120 秒后停，在停止后的 15 秒內(nèi)用餐刀將粘在鍋壁上的水泥 漿體刮下，攪拌結(jié)束后立即將漿體裝入事先涂過一薄層機(jī)油的圓模中，用餐刀 插搗幾次，在振動(dòng)幾次使?jié){體填充整個(gè)圓模，然后用刀將漿體抹平。將抹平的 水泥漿體連同底板立即放在維卡儀上插棒的中心處，慢慢降到插棒與漿體接觸， 停止 12 秒后突然放松，使插棒垂直插入漿體中，讀出并記錄插棒不再沉?xí)r的 刻度值，即插棒底面與底板之間的距離；記錄下漿體的用水量，以對(duì)水泥質(zhì)量 的百分?jǐn)?shù)表示。改變漿體的加水量，反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，直至插棒底面與底板間距 為 61mm 為止，此時(shí)漿體的用水量為標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。整個(gè)測(cè)試過程應(yīng)在攪拌 結(jié)束后 60 秒內(nèi)完成，插棒每次插后立即將其表面擦干凈。 二、凝結(jié)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法二、凝結(jié)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法( (維卡儀法維卡儀法) ) 用標(biāo)準(zhǔn)稠度測(cè)試方法測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥漿體進(jìn)行凝結(jié)時(shí)間的測(cè)試。將標(biāo) 準(zhǔn)稠度測(cè)試方法測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥漿體重新抹平后放進(jìn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)。實(shí)驗(yàn) 前將插棒換成初凝試針，并將試針刺降到底板上調(diào)整指針至零刻度處，再將插 棒升至備用位置。試件養(yǎng)護(hù)至加水后 35 分鐘（一般取水泥規(guī)定初凝時(shí)間前 10 分鐘）進(jìn)行第一次測(cè)定。 測(cè)定時(shí)從養(yǎng)護(hù)箱中取出圓模放在試針下，擰緊固定螺絲，12 秒后突然放 松，使試針垂直沉入漿體中，讀出試針不再下沉?xí)r的刻度值，即試針與底板之 間的距離，并記下加水終了至此時(shí)的時(shí)間間隔，當(dāng)試針沉至距底板 41mm 時(shí)， 即為水泥到達(dá)初凝狀態(tài)。臨近初凝時(shí)，應(yīng)每隔 5 分鐘測(cè)試一次，從加水終了的 時(shí)間到此狀態(tài)的時(shí)間間隔即為該水泥的初凝時(shí)間。 將使用的水泥漿體的面翻過來，使終凝的測(cè)試在與底板接觸的試體面上進(jìn) 行。將初凝試針換為終凝試針，如上進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)終凝試針?biāo)鶐A環(huán)首次不在 試體上留下印跡的時(shí)間即為終凝，臨近終凝時(shí)，應(yīng)每隔 15 分鐘測(cè)試一次。從加 水終了的時(shí)間到終凝試針?biāo)鶐A環(huán)首次不在試體上留下印跡的時(shí)間間隔即為該 水泥的終凝時(shí)間，并記錄。 初凝時(shí)間最初測(cè)試時(shí)，為防止試針撞彎，應(yīng)用手輕扶金屬棒使其徐徐下降， 當(dāng)試針下降有阻力時(shí)再由其自由下落。在整個(gè)測(cè)試過程中試針貫入的位置應(yīng)距 圓模內(nèi) 10mm，每次測(cè)定完畢，應(yīng)將試針擦凈，并將圓模放回養(yǎng)護(hù)箱，整個(gè)測(cè)定 過程中應(yīng)防止試體受振。 三、沸煮安定性標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法三、沸煮安定性標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 水泥安定性是指水泥硬化后體積變化的均勻性。水泥中能引起水泥硬化后 體積不均勻變化-即安定性不良的因素主要有: 游離氧化鈣、方鎂石和過量的石 膏。GB175硅酸鹽水泥的安定性檢驗(yàn)采用沸煮法，其標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為GB1346。 GB1346規(guī)定用標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿成型試件，以成型試件分為試餅法和雷氏夾法 兩種。當(dāng)有爭(zhēng)議時(shí)以雷氏夾法為準(zhǔn)。 采用試餅法時(shí)，將制好的凈漿取出一部分并使之呈球形，放在預(yù)先準(zhǔn)備好 的100100mm的玻璃板上，輕輕振動(dòng)玻璃板并用濕布擦過的小刀由邊緣向中央 抹動(dòng)，做成直徑7080mm，中心厚約10mm，邊緣漸薄表面光滑的試餅，編號(hào) 后放入養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)242h。養(yǎng)護(hù)一天后脫去玻璃板放入已調(diào)好水位的沸煮箱中， 然后在305min內(nèi)加熱至沸，并恒沸3h5min。待箱體冷卻后取出試餅，目測(cè)沒 有裂紋，用直尺檢查也沒有彎曲的試餅為安定性合格。 采用雷氏夾法時(shí)，將制好的凈漿裝入預(yù)先準(zhǔn)備好的雷氏夾中，用小刀插搗 15次然后抹平，蓋上涂油的玻璃板，編號(hào)后放入養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)242h。養(yǎng)護(hù)一天 后去掉玻璃板，測(cè)出試件沸煮前雷氏夾指針尖端間的距離A1、A2。將測(cè)長(zhǎng)后的 試件放入已調(diào)好水位的沸煮箱中，然后在305min內(nèi)加熱至沸，并恒沸 3h5min。待箱體冷卻后取出，再測(cè)雷氏夾指針尖端間的距離C1、C2。然后計(jì) 算結(jié)果，并根據(jù)判據(jù)判定安定性是否合格。 第三節(jié)第三節(jié) 水泥強(qiáng)度測(cè)定水泥強(qiáng)度測(cè)定 根據(jù)GB175要求，水泥膠砂強(qiáng)度測(cè)定按GB/T17671水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)方 法進(jìn)行。 該方法的要點(diǎn)如下： . 膠砂組成和試件尺寸 標(biāo)準(zhǔn)砂三級(jí)級(jí)配砂，粒度范圍： 粒 徑 mm2.01.61.00.50.160.08 累計(jì)篩余%0 75335675875991 灰砂比 灰砂比為1:3.0。 水灰比 水灰比為0.50。 試件尺寸 試件尺寸為4040160mm。 . 試驗(yàn)室溫濕度 試驗(yàn)室及試驗(yàn)用的材料、工具等溫度應(yīng)在202范圍內(nèi)，試驗(yàn)室的相對(duì)濕 度應(yīng)大于50%。試件濕氣養(yǎng)護(hù)箱和養(yǎng)護(hù)水的溫度為201，濕氣箱的相對(duì)濕度 應(yīng)大于90%。 . 試件的制備和養(yǎng)護(hù) 膠砂的制備 攪拌一鍋膠砂的材料量為： 材 料水 泥標(biāo)準(zhǔn)砂水 用 量450 g1350 g225 mL 膠砂的攪拌用國際通用的，能同時(shí)自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的行星式攪拌機(jī)，攪拌程序 按GB/T17671規(guī)定進(jìn)行，即先加水再加水泥，然后慢速攪拌30秒，接著邊慢速 攪拌變加砂30秒，再高速攪拌30秒，停90秒，再高速攪拌60秒。 試件成型 按GB/T17671攪拌好的膠砂用攪拌勺先攪拌幾次，然后分兩次裝模成型。 第一層裝至試模的三分之二高（約300g膠砂），用大播料器往復(fù)將膠砂播 平。按下振實(shí)臺(tái)控制器開關(guān)，啟動(dòng)振實(shí)臺(tái)振動(dòng)60次。之后將剩余膠砂全部裝入 試模，用小播料器再往復(fù)將物料播平，再振動(dòng)60次。取下試模，用直邊尺垂直 沿試模頂面以鋸割方式將多余膠砂刮去，然后再以水平方式抹平。 試件養(yǎng)護(hù) 成型完畢，立刻將試模移入濕氣養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后脫模，除1天齡期的試 件外其余試件放入201的養(yǎng)護(hù)水中養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期。齡期的允許公差為： 試驗(yàn)齡期24小時(shí)3天7天28天 允許公差 15分鐘45分鐘2小時(shí)8小時(shí) . 強(qiáng)度的測(cè)定 到齡期的試件取出進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)定。 如需要抗折強(qiáng)度，測(cè)定時(shí)先進(jìn)行抗折強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)將試體放入抗折夾 具中，并保證試體中心與抗著夾具中心重合，啟動(dòng)抗折機(jī)將試體折斷并記錄試 體破壞時(shí)的最大荷載。如無需抗折強(qiáng)度，可用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒃圀w折斷。 抗壓強(qiáng)度的測(cè)定在折斷后的兩截試體上進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)將折斷后的半截試體 的側(cè)面放在壓板中心，然后以2400N200N/S的加荷速度均勻升壓將試件壓碎， 記下最大荷載值。 用這荷載除試件受壓面積(1600mm2 )，即為試件的抗壓強(qiáng)度。 第五章第五章 水泥及其原材料化學(xué)分析方法水泥及其原材料化學(xué)分析方法 第一節(jié)第一節(jié) 試劑與設(shè)備試劑與設(shè)備 波特蘭水泥化學(xué)分析方法主要按照 ISO6801990和GB/T1761996 水 泥化學(xué)分析方法進(jìn)行。 一、試劑和材料一、試劑和材料 分析過程中，只應(yīng)使用蒸餾水或同等純度的水；所有試劑應(yīng)為分析純或優(yōu) 級(jí)純?cè)噭?；用于?biāo)定與配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的試劑，除另有說明外應(yīng)為基準(zhǔn)試劑。 除另有說明外，%表示“%（m/m） ” 。本標(biāo)準(zhǔn)使用的市售濃液體試劑具有 下列密度（） （20，單位 g/cm3）或%（m/m）： 鹽酸（HCl） 1.18 1.19g/cm3或 36% 38% 氫氟酸(HF) 1.13g/cm3或 40% 硝酸 (HNO3) 1.39 1.41g/cm3或 65% 68% 硫酸 (H2SO4) 1.84g/cm3或 95% 98% 冰醋酸(CH3COOH) 1.049g/cm3或 99.8% 磷酸 (H3PO4) 1.68g/cm3或 85% 氨水 (NH3.H20) 0.90 0.91 g/cm3或 25% 28% 在化學(xué)分析中，所用酸或氨水，凡未注明濃度者均指市售的濃酸或氨水。 用體積比表示試劑稀釋程度，例如：鹽酸（1+2）表示：1 份體積的濃鹽酸與 2 份體積的水相混合。 1.1 鹽酸（1+1） ；（1+2） ；（1+11） ；（1+5） 。 1.2 硫酸（1+2） ；（1+1） ；（1+9） 。 1.3 氨水（1+1） ；（1+2） 。 1.4 氫氧化鈉（NaOH） 。 1.5 氫氧化鉀（KOH） 。 1.6 氯化銨（NH4Cl） 1.7 氫氧化鉀溶液（200g/L）：將 200g 氫氧化鉀溶于水中，加蒸餾水稀 釋至 1L。貯存于塑料瓶中。 1.8 硝酸銀溶液（5g/L）：將 5g 硝酸銀（AgNO3）溶于水中，加 10mL 硝酸（HNO3） ，用蒸餾水稀釋至 1L。 1.9 抗壞血酸溶液（5g/L）：將 0.5g 抗壞血酸（V.C）溶于 100 mL 蒸餾 水中，過濾后使用。用時(shí)現(xiàn)配。 1.10 焦硫酸鉀（K2S2O7）：將市售焦硫酸鉀在瓷蒸發(fā)皿中加熱熔化，待 氣泡停止發(fā)生后，冷卻、砸碎、貯存于磨口瓶中。 1.11 氯化鋇溶液（100g/L）：將 100g 二水氯化鋇（BaCl22H2O）溶于 蒸餾水中，加蒸餾水稀釋至 1L。 1.12 二安替比林甲烷溶液（30g/L 鹽酸溶液）：將 15g 二安替比林甲烷 （C23H24N4O2）溶于 500mL 鹽酸（1+11）中，過濾后使用。 1.13 碳酸銨溶液（100g/L）：將 10g 碳酸銨（NH4）2CO3溶于 100mL 蒸 餾水中。 1.14 EDTA-銅：按c(EDTA)=0.015mol/LEDTA 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液與c(CuSO4) =0.015mol/L硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積比，準(zhǔn)確配制成等濃度的混合溶液。 1.15 PH3 的緩沖溶液：將 3.2g 無水乙酸鈉(CH3COONa)溶于水中，加 120mL 冰乙酸(CH3COOH)，用蒸餾水稀釋至 1L，搖勻。 1.16 PH4.3 的緩沖溶液：將 42.3g 無水乙酸鈉(CH3COONa)溶于水中，加 80mL 冰乙酸(CH3COOH)，用蒸餾水稀釋至 1L，搖勻。 1.17 PH10 緩沖溶液：將 67.5g 氯化銨(NH4Cl)溶于水中，加 570mL 氨水， 加水稀釋至 1L，搖勻。 1.18 無水碳酸鈉。 1.19 氫氧化鈉溶液（10g/L）：將 10g 氫氧化鈉（NaOH）溶于蒸餾水中， 加蒸餾水稀釋至 1L，貯存于塑料瓶中。 1.20 三乙醇胺N（CH2CH2OH）3：（1+2） 1.21 酒石酸鉀鈉溶液（100g/L）：將 100g 酒石酸鉀鈉 （C4H4KNaO64H2O）溶于蒸餾水中，稀釋至 1L。 1.22 氯化鉀(KCl)：顆粒粗大時(shí)，應(yīng)研細(xì)后使用。 1.23 氟化鉀溶液（150g/L）：稱取 150g 氟化鉀（KF 2H20）溶于蒸餾 水中，稀釋至 1L，貯存于塑料瓶中。 1.24 氟化鉀溶液（20g/L）：稱取 20g 氟化鉀（KF2H2O）溶于蒸餾水 中，稀釋至 1