硅酸鹽水泥生產(chǎn)的技術(shù)

1、2021/2/71 第一章第一章 水泥生產(chǎn)概述水泥生產(chǎn)概述 第一章第一章(1) (1) 硅酸鹽水泥生產(chǎn)技術(shù)硅酸鹽水泥生產(chǎn)技術(shù) 1-2 1-2 硅酸鹽水泥生產(chǎn)基本技術(shù)要求硅酸鹽水泥生產(chǎn)基本技術(shù)要求 1-1 1-1 水泥的分類及命名水泥的分類及命名 1-3 1-3 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法簡(jiǎn)介硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法簡(jiǎn)介 1-4 1-4 硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝流程硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝流程 2021/2/72 一、水泥的定義一、水泥的定義: : 水泥是一種水硬性膠凝材料。加 水拌和成塑性漿體后,能膠結(jié)砂,石等適 當(dāng)材料既能在空氣中硬化又能在水中 硬化的粉狀水硬性膠凝材料. 1-1 水泥的分類及命名 2021/2/

2、73 二、水泥的種類二、水泥的種類 通用水泥:一般土木建筑工程通常采用的水泥 專用水泥:具有專門用途的水泥。 特性水泥:某種性能比較突出的水泥。 合稱合稱:特種水泥特種水泥 1-1 水泥的分類及命名 按水泥的用途及性能分: 2021/2/74 二、水泥的種類二、水泥的種類 硅酸鹽水泥系列硅酸鹽水泥系列 鋁酸鹽水泥系列鋁酸鹽水泥系列 氟鋁酸鹽水泥系列氟鋁酸鹽水泥系列 硫鋁酸鹽水泥系列硫鋁酸鹽水泥系列 鐵鋁酸鹽水泥系列鐵鋁酸鹽水泥系列 其它其它: :如如 無熟料、少熟料水泥無熟料、少熟料水泥 1-1 水泥的分類及命名 按水泥的組成分類按水泥的組成分類: 2021/2/75 一、水泥標(biāo)準(zhǔn)一、水泥標(biāo)準(zhǔn)

3、 二、硅酸鹽水泥的定義、代號(hào)二、硅酸鹽水泥的定義、代號(hào) 三、組分材料三、組分材料 四、技術(shù)要求四、技術(shù)要求 五、廢品、不合格品五、廢品、不合格品 1-2 1-2 硅酸鹽水泥生產(chǎn)硅酸鹽水泥生產(chǎn) 基本技術(shù)要求基本技術(shù)要求 2021/2/76 類型類型: :100100多個(gè)水泥專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)多個(gè)水泥專業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)GBGB） 建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)JCJC） 推薦性標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)GB/TGB/T） 建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)JC/TJC/T） 一、水泥標(biāo)準(zhǔn) 此外還有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)此外還有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào):Q:Q） 2021/2/77 GB175-1999GB175-1999硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥

4、 標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)名稱 制訂或修訂年份制訂或修訂年份 標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)表示方法標(biāo)準(zhǔn)號(hào)表示方法: 2021/2/78 定義定義: :凡由硅酸鹽水泥熟料、05%石灰石 或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成 的水硬性膠凝材料。 二、硅酸鹽水泥的定義、代號(hào)二、硅酸鹽水泥的定義、代號(hào) 分類及代號(hào)分類及代號(hào): : 型:不摻加混合材料。 P. 型:摻5%的石灰石或?；郀t礦渣。 P. 2021/2/79 n硅酸鹽水泥熟料硅酸鹽水泥熟料: :凡以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔 融,所得以硅酸鈣為主要成分的燒結(jié)物。 n混合材料混合材料: :在粉磨水泥時(shí)與熟料、石膏一起加入磨 內(nèi)用以改善水泥性能,調(diào)節(jié)

5、水泥標(biāo)號(hào)、提高水泥產(chǎn) 量的礦物質(zhì)材料。 n石膏石膏: :調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間。 石膏:CaSO42H2O 硬石膏:CaSO4 天然石膏 工業(yè)副產(chǎn)石膏: 三、組分材料: 2021/2/710 硅 酸 鹽 水 泥 9 項(xiàng) 四、技術(shù)要求 序號(hào)序號(hào)項(xiàng)項(xiàng) 目目 指指 標(biāo)標(biāo) PP 1不溶物（不溶物（%）0.751.5 2燒失量（燒失量（%）3.03.5 3 細(xì)度細(xì)度 比表面積（比表面積（m2/kg) 300 4凝結(jié)時(shí)間（凝結(jié)時(shí)間（min) 初凝初凝45 終凝終凝390 5安定性（沸煮法檢驗(yàn)）安定性（沸煮法檢驗(yàn)）合格合格 6氧化鎂（氧化鎂（%） 5.0;水泥壓蒸安定性檢水泥壓蒸安定性檢 驗(yàn)合格可放寬到驗(yàn)合格可放寬到

6、6.0 7三氧化硫（三氧化硫（%）3.5 8堿（堿（Na2O+0.658K2O)(%)0.6或協(xié)商指標(biāo)或協(xié)商指標(biāo) 2021/2/711 強(qiáng)度強(qiáng)度 等級(jí)等級(jí) 抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度 (MPa) 抗折強(qiáng)度抗折強(qiáng)度 (MPa) 3d28d3d28d 42.517.042.53.56.5 42.5R22.042.54.06.5 52.523.052.54.07.0 52.5R27.052.55.07.0 62.528.062.55.08.0 62.5R32.062.55.58.0 9.強(qiáng)度 四、技術(shù)要求 “R”表 示早強(qiáng) 型 2021/2/712 n標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗(yàn) n凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn) n安定性試驗(yàn) n膠砂強(qiáng)

7、度試驗(yàn) 水泥技術(shù)性能試驗(yàn) 2021/2/713 廢品 凡MgO 、 SO3 、初凝時(shí)間、安定性中任何 一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)。 n1.凡細(xì)度、終凝時(shí)間、不溶物、燒失量中 任何一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 n2.混合材料摻加量超過最大限量。 n3.強(qiáng)度低于商品強(qiáng)度等級(jí)規(guī)定的指標(biāo)。 n4.水泥包裝標(biāo)志中水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)、 廠名、出廠編號(hào)不全的。 不 合 格 品 五、廢品、不合格品 2021/2/714 n一、生產(chǎn)過程: “兩磨一燒兩磨一燒” 生料制備生料制備: 熟料煅燒熟料煅燒: 水泥制成及出廠水泥制成及出廠: 石石 灰灰 石石 熟熟 料料水水 泥泥生生 料料 鐵鐵 礦礦 粉粉 粘粘 土土 石石 膏膏 煅

8、煅 燒燒 1 14 45 50 0 配配 料料 、 磨磨 細(xì)細(xì) 、 勻勻 化化磨磨 細(xì)細(xì) 硅硅 酸酸 鹽鹽 水水 泥泥 生生 產(chǎn)產(chǎn) 工工 藝藝 示示 意意 圖圖 1-3 1-3 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 2021/2/715 （一）按生料制備方法分: 立窯生產(chǎn)立窯生產(chǎn) 回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn) 普通立窯普通立窯 機(jī)械化立窯機(jī)械化立窯 干法回轉(zhuǎn)窯干法回轉(zhuǎn)窯 濕法回轉(zhuǎn)窯濕法回轉(zhuǎn)窯 半干法回轉(zhuǎn)窯半干法回轉(zhuǎn)窯 濕法 干法 （二）按煅燒熟料窯的結(jié)構(gòu)分: 1-3 1-3 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 二 生 產(chǎn) 方 法 的 分 類 及 其 特 點(diǎn) 2021/2/

9、716 1-4 1-4 硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝流程硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝流程 2021/2/717 1-1石灰石礦山 1-2石灰石礦山開采設(shè)備 2、破碎機(jī) 2021/2/718 3、皮帶機(jī)長(zhǎng)距離輸送石灰石 2021/2/719 4-1石灰石矩形預(yù)均化堆場(chǎng) 4-3煤預(yù)均化堆場(chǎng)4-2圓形預(yù)均化堆場(chǎng) 2021/2/720 5、生料磨(立磨) 2021/2/721 7、懸浮預(yù)熱器、分解爐 6、高壓靜電除塵器 生生 料料 均均 化化 2021/2/722 8-18-1、回轉(zhuǎn)窯、回轉(zhuǎn)窯 8-28-2、噴煤管、噴煤管 2021/2/723 9 9、水平推動(dòng)篦式冷卻機(jī)、水平推動(dòng)篦式冷卻機(jī) 1010、熟料庫(kù)、熟料庫(kù) 2

10、021/2/724 11 11、水泥磨、水泥磨 1212、水泥庫(kù)、水泥庫(kù) 2021/2/725 13-113-1、水泥包裝、水泥包裝 13-213-2、水泥散裝專用碼頭、水泥散裝專用碼頭 13-4 13-4 水泥散裝庫(kù)汽車發(fā)運(yùn)水泥散裝庫(kù)汽車發(fā)運(yùn) 13-3 13-3 成品庫(kù)、火車發(fā)運(yùn)成品庫(kù)、火車發(fā)運(yùn) 2021/2/726 新型干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝流程新型干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝流程 2021/2/727 n水泥的定義和分類 nP.、P.、的定義、組 分材料、強(qiáng)度等級(jí)、技 術(shù)指標(biāo) n廢品、不合格品的劃分 n了解硅酸鹽水泥的生產(chǎn) 過程及生產(chǎn)方法類型 n學(xué)會(huì)讀生產(chǎn)流程圖 n硅酸鹽水泥的技術(shù) 指標(biāo)有哪些? n廢

11、品、不合格品怎 樣劃分? 小小 結(jié)結(jié) 2021/2/728 第一章第一章 (2) (2) 硅酸鹽水泥熟料硅酸鹽水泥熟料 2-2 2-2 熟料礦物特性熟料礦物特性 2-1 2-1 熟料的組成熟料的組成 2-3 2-3 熟料的率值熟料的率值 2-4 2-4 熟料礦物組成的計(jì)算與換算熟料礦物組成的計(jì)算與換算 2021/2/729 n一、化學(xué)組成一、化學(xué)組成: 主要化學(xué)成分:CaO 62%67% SiO2 20%24% Al2O3 4% 7% Fe2O3 2.5%6% 其它氧化物MgO SO3 Na2O K2O TiO2 P2O5等 95% 5% 2-1 2-1 熟料的組成熟料的組成 2021/2/7

12、30 二、礦物組成 硅酸三鈣硅酸三鈣:3CaO:3CaOSiOSiO2 2 (C(C3 3S) S) 硅酸二鈣硅酸二鈣: :2CaO2CaOSiOSiO2 2 (C(C2 2S) S) 鋁酸三鈣鋁酸三鈣: : 3CaO3CaOAlAl2 2OO3 3 (C(C3 3A)A) 鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣: :4CaO4CaO Al Al2 2OO3 3 FeFe2 2OO3 3 (C (C4 4AF)AF) 75% 22% 95% 游離氧化鈣:f-CaO 方鎂石:（即結(jié)晶氧化鎂） 玻璃體: 熔劑礦物熔劑礦物 2-1 2-1 熟料的組成熟料的組成 主 要 礦 物 組 成 硅酸鹽礦硅酸鹽礦 物物 其 它

13、2021/2/731 CaO多 C3S高過多f-CaO 少 C2S 多 2-1 2-1 熟料的組成熟料的組成 三、化學(xué)成分和熟料礦物組成間的關(guān)系 化學(xué)成分決定了熟料礦物組成 多C2S 多 Al2O3 Fe2O3少熔劑性礦物減少 SiO2 不利于C3S的形成。 少硅酸鹽礦物少熔劑性礦物多 Al2O3多 Fe2O3定 C3A多 Fe2O3多液相增大粘度低易結(jié)大塊影響窯操作 2021/2/732 n一、硅酸三鈣一、硅酸三鈣（50%,高的達(dá)60%） n（一）、礦物特性（一）、礦物特性: : n 1、純C3S只在20651250內(nèi)穩(wěn)定; 1250 C3S C2S+CaO 反應(yīng)慢,常溫下呈介穩(wěn)狀態(tài); n

14、2、不純,形成固溶體,簡(jiǎn)稱A礦（阿利特） n 3、反光顯微鏡下呈黑色多角形顆粒。 2-2 2-2 熟料礦物特性熟料礦物特性 2021/2/733 2021/2/734 2021/2/735 n一、硅酸三鈣一、硅酸三鈣 n（二）、礦物水化特性（二）、礦物水化特性 n水化較快水化較快, ,水化反應(yīng)主要在水化反應(yīng)主要在28d28d內(nèi)進(jìn)行內(nèi)進(jìn)行, ,約經(jīng)一年后水化約經(jīng)一年后水化 過程基本完成。過程基本完成。 n早期強(qiáng)度高早期強(qiáng)度高, ,強(qiáng)度的絕對(duì)值和強(qiáng)度的增進(jìn)率大強(qiáng)度的絕對(duì)值和強(qiáng)度的增進(jìn)率大, ,居四種礦居四種礦 物之首物之首, ,28d28d強(qiáng)度達(dá)一年強(qiáng)度的強(qiáng)度達(dá)一年強(qiáng)度的70%80%;70%80%

15、; n水化熱較高水化熱較高; ;抗水性較差?？顾暂^差。 2-2 2-2 熟料礦物特性熟料礦物特性 2021/2/736 n二、硅酸二鈣二、硅酸二鈣 n（一）、礦物特性（一）、礦物特性: n1、多晶轉(zhuǎn)變: -C2S - C2S - C2S - C2S n2、不純,形成固溶體,簡(jiǎn)稱B礦（貝利特） 500 常溫下,有水硬性,不穩(wěn)定 幾乎無水硬性 密度(g/cm3):3.28 2.97 體積膨脹10%,熟料粉化 2-2 2-2 熟料礦物特性熟料礦物特性 2021/2/737 貝利特的顯微結(jié)構(gòu): n反光顯微鏡下呈圓粒 狀,也可見其他不規(guī) 則形狀。正常熟料中 具有黑白交叉雙晶條 紋;低溫煅燒且慢冷 熟料

16、中常發(fā)現(xiàn)有平行 雙晶。 2021/2/738 2021/2/739 2021/2/740 n二、硅酸二鈣 n（二）礦物水化特性 n水化反應(yīng)慢,28d水化20%,凝結(jié)硬化慢; n早期強(qiáng)度低, 28d后強(qiáng)度較快增長(zhǎng), 一年后趕超A礦。 n水化熱小;抗水性好; 2-2 2-2 熟料礦物特性熟料礦物特性 2021/2/741 n三、鋁酸三鈣三、鋁酸三鈣 n（一）、礦物特性（一）、礦物特性: : n1、不純,形成固溶體,稱黑色中間相 n2、晶型隨原材料性質(zhì)、熟料形成與冷卻工藝的不同而有 所差別。 n（二）水化特性（二）水化特性: : n1、水化快,凝結(jié)快; n2、早強(qiáng)較高,但絕對(duì)值不高。3d發(fā)揮出大部分

17、強(qiáng)度,以后不 增長(zhǎng),甚至倒縮。 n3、水化熱高,干縮變形大,脆性大,耐磨性差,抗硫酸鹽性能 差。 2-2 2-2 熟料礦物特性熟料礦物特性 2021/2/742 n四、鐵鋁酸四鈣四、鐵鋁酸四鈣 n（一）、礦物特性（一）、礦物特性: : n1、鐵鋁酸四鈣代表的是一系列連續(xù)的固溶體。 n2、不純,形成固溶體,稱C礦（才利特）白色中間相。 n（二）、水化特性（二）、水化特性: : n1、水化速度:早期介于C3A、C3S間,后期的發(fā)展不如C3S; n2、早強(qiáng)似C3A,后期能增長(zhǎng),似C2S n3、水化熱較C3A低,抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能較好。 2-2 2-2 熟料礦物特性熟料礦物特性 2021/2/7

18、43 2021/2/744 礦物名稱礦物名稱又稱又稱水化速度水化速度早期強(qiáng)度早期強(qiáng)度水化熱水化熱 硅酸三鈣 A礦 較快高較高 硅酸二鈣 B礦 慢低小 鋁酸三鈣黑色中間相快較高大 鐵鋁酸四鈣白色中間相 介于 1、3間 早期似C3A 后期似C2S 較小 四種主要礦物的特性四種主要礦物的特性 2021/2/745 n28d28d內(nèi)絕對(duì)強(qiáng)度內(nèi)絕對(duì)強(qiáng)度:C:C3 3S SC C4 4AFAFC C3 3A AC C2 2S S n水水 化化 速速 度度: :C C3 3A A C C4 4AFAF C C3 3S SC C2 2S S n水水 化化 熱熱: : C C3 3A A C C3 3S S C

19、 C4 4AFAF C C2 2S S 四種礦物性能比較 四種主要礦物的特性四種主要礦物的特性 2021/2/746 種種 類類產(chǎn)產(chǎn) 生生 原原 因因特特 點(diǎn)點(diǎn) 對(duì)水泥安定對(duì)水泥安定 性的影響性的影響 欠燒游離氧化鈣 （欠燒f-CaO） 熟料煅燒過程中因欠燒、 漏生,在11001200低溫 下形成 結(jié)構(gòu)疏 松多孔、 不大 一次游離氧化鈣 （一次f-CaO） 因配料不當(dāng)、生料過粗或 煅燒不良,尚未與S、A、F 反應(yīng)而殘留的CaO 呈“死 燒狀 態(tài)”,結(jié) 構(gòu)致密, 大 二次游離氧化鈣 （二次f-CaO） 熟料慢冷或還原氣氛 下,C3S分解而形成的 經(jīng)過高 溫,水化 較慢 較大 2-2 2-2 熟料

20、礦物特性熟料礦物特性 五 游 離 氧 化 鈣 f-CaO 2021/2/747 形成形成:工廠實(shí)際生產(chǎn)條件 下,硅酸鹽水泥熟料中的 部分熔融液相被快速冷卻 來不及結(jié)晶而成為過冷凝 體稱為玻璃體。 主要成分主要成分:Al2O3 Fe2O3 CaO及少量MgO Na2O K2O 等。 性能性能:水化熱較大;可改善熟 料性能和易磨性。 方鎂石指游離狀態(tài)的方鎂石指游離狀態(tài)的 氧化鎂晶體氧化鎂晶體, ,是熟料中是熟料中 氧化鎂的一部分。氧化鎂的一部分。 性能性能: :水化很慢水化很慢, ,水化時(shí)水化時(shí), , 固體體積膨脹固體體積膨脹148%148%, ,引引 起水泥的安定性。起水泥的安定性。 六、玻璃體

21、 七、方鎂石 2021/2/748 一、石灰飽和系數(shù)一、石灰飽和系數(shù): : n公式公式: :KH= n意義意義:水泥熟料中的總CaO含量扣除飽和酸性氧化物所 需要的氧化鈣后,所剩下的與二氧化硅化合的氧化鈣的 含量與理論上二氧化硅全部化合成硅酸三鈣所需要的 氧化鈣含量的比值。簡(jiǎn)言之。簡(jiǎn)言之。KHKH表示熟料中二氧化硅表示熟料中二氧化硅 被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度。被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度。 n取值取值:0.870.96 2 3232 8.2 35.0065.1 SiO OFeAlCaO 2-3 2-3 熟料的率值熟料的率值 2021/2/749 二、硅二、硅 率率: : 公式公式: n(S

22、M)=: n(SM)= 含義含義: : 反映了熟料中硅酸鹽礦物、熔劑礦物的相對(duì)反映了熟料中硅酸鹽礦物、熔劑礦物的相對(duì) 含量。含量。 取值取值: :1.72,71.72,7 3232 2 OFeOAl SiO 2-3 2-3 熟料的率值熟料的率值 2021/2/750 32 32 OFe OAl 公式公式: : p(IM)=p(IM)= 含義含義: :說明熟料中說明熟料中C C3 3A A、C C4 4AFAF的相對(duì)含量。的相對(duì)含量。 反映液相的性質(zhì)。反映液相的性質(zhì)。(C(C3 3A A 產(chǎn)生的液相產(chǎn)生的液相 粘度大粘度大;C;C4 4AFAF產(chǎn)生的液相粘度小產(chǎn)生的液相粘度小.) .) 取值取值: :0.91.90.91.9 2-3 2-3 熟料的率值熟料的率值 2021/2/751 n熟料礦物組成可用: 測(cè)定法 計(jì)算法 巖相分析 X射線分析 紅外光譜 2-42-4熟料礦物組成的熟料礦物組成的 計(jì)算與