水泥生产技术

二、水泥粉磨工艺和设备
熟料 石膏 混合材
细度 稠度 强度 等等
二、水泥制成
为了帮助理解水泥工艺流程的原理和发展，在介绍 之前先讲一下水泥过粉磨现象及其危害。 过粉磨：一般来说，物料在粉磨过程中，粉磨时间越长， 出磨产品粒度越细、单位产品的电耗越高。然而在水泥 粉磨时为了使水泥细度达到标准要求将磨内流速减慢， 延长粉磨时间，势必一些原本就已经合格的水泥被过度 粉磨，从而导致粉磨电耗增加，台时产量降低。
二、水泥粉磨设备和选粉设备
球磨机1876年问世，1891年能够连续生产的球磨机投入工业 使用。尽管它历史久远、能量利用率仅有3%左右，但目前仍是 我国水泥工业应用比率最高的重要粉磨设备。球磨机的筒体由 钢板卷制而成，两端装有带空心轴的轴承座，一端进料一端出 料，可以连续生产。水平安装的筒体内装有不同形式的衬板和 不同规格的研磨体，研磨体以钢球为最多；传动装置带动筒体 旋转时，研磨体将物料磨成细粉，因此得名为：球磨机。如果 研磨体中有钢棒，则又称其为：棒磨机。在水泥行业内，不论 这类粉磨设备研磨体的种类如何，都习惯地将“球磨机”作为 它们的统称。
一、水泥介绍
3.水泥的主要组分材料: (1)熟料:各品种和强度等级的熟料是决定生产水泥品种、性能和 质量的主要组分。 (2)石膏:掺入少量(3～5%)的石膏可以调节水泥的凝结时间,给 施工使用提供方便；对矿渣水泥来说,石膏还有激发强度的作用。 (3)混合材:在水泥中掺加混合材料不仅可以调节水泥标号与品种， 增加水泥产量，降低生产成本，而且在一定程度上改善水泥的某 些性能，满足建筑工程中对水泥的特殊技术要求。此外，还可以 综合利用大量工业废渣，具有环保和节能的重要意义。
一、水泥介绍
（3）细度 细度即水泥颗粒的粗细程度，通常以比表面积或筛余量表示。水泥需有足够
的细度，使用中才能具有良好的和易性、不泌水等施工性能，并具有一定的早期 强度，从而满足施工进度要求。从水泥生产来说，水泥的粉磨细度直接影响水泥 的能耗、质量、产量和成本，水泥细度的调节通过粉磨工艺过程的控制来实现。
二、水泥制成
5.立磨终粉磨系统
二、水泥制成
2005~2008年，世界新建水泥生产线约360条（除中国大陆 以外），水泥年产能达4.4亿t，采用 了水泥粉磨装备600余台套 。其中水泥立磨的选用 率由2005年的45%上升为2008年的61%， 而水泥球磨的选用率则相应地由50%下降为27%，这表明国际上 采用立磨进行水泥终粉磨取代球磨已成为普遍潮流。
入料粒度 （mm）
≤40 ≤40 ≤60 ≤60 ≤70 ≤80 ≤60
出料粒度（%）
≤2m m
60～ 70
60～ 70
60～ 70
60～ 70
60～ 70
60～ 70
65
≤90μ m
10～25 10～25 10～25 10～25
二、水泥粉磨设备和选粉设备
机械构造与工作性能
辊压机由：加料装置、磨辊、传动装置、液压系统、润滑系统、机架和安全保护罩等几
大部分组成。
1
物料
2
↓
3
4
5
→
←
6
出↓料
加料装置 2.固定辊 3.活动辊 4.储能器 5.液压油缸 6.机架
二、水泥粉磨设备和选粉设备
型号 规格
辊压机性能可靠、运转
率高、维护方便；工作时， 噪音低、粉尘少、有利于 环境保护，节能高产效果 好，生产全过程可以实现 自动控制。
二、水泥制成
几种常见的水泥粉磨工艺 1.辊压机加打散机加球磨机联合粉磨系统 2.辊压机加V选加球磨机加选粉机的双闭路联 合粉磨系统 3.半终粉磨系统 4.立磨终粉磨系统
二、水泥制成
1.辊压机加打散机加球磨机联合粉磨系统
二、水泥制成
2.辊压机加V选加球磨机加选粉机的双闭路联合粉磨系统
二、水泥制成
二、水泥粉磨设备和选粉设备
球磨机的机械构造与工作性能
球磨机主要组成部分有：进、出料装置、筒体（含隔仓板、衬板、研 磨体、磨门等）、主轴承、传动装置（含润滑、冷却系统）等。
12 3 4
56
27
8
进料装置 2.主轴承 3.筒体 4.磨门 5.隔仓板 6.衬板 7.卸料装置 8பைடு நூலகம்传动装置
二、水泥粉磨设备和选粉设备
一、水泥介绍
（5）安定性 水泥硬化后体积变化的均匀性称为：水泥体积安定性，简称：安定性。如
果水泥中某些化学反应发生在水化过程中甚至硬化后，产生剧烈而不均匀的体 积膨胀，建筑物出现龟裂、强度明显降低、甚至崩溃，这种现象就是水泥安定 性不良。
引起水泥安定性不良的原因主要有三种：熟料中游离氧化钙、游离氧化镁含 量过高及水泥中石膏掺加量（S03）过多。 （6）氧化镁（MgO）含量
辊压机是由两个相向旋转的磨辊组成：固定棍和活动辊。磨辊由两台电机分别驱动，物 料由加料装置均匀地喂入，在旋转磨辊的作用下，被带入两辊之间的粉碎腔，受到挤压作用， 随物料的下沉，料床间的空隙越来越小，挤压的强度越来越大，直至达到最大值，粉碎后的 物料，被挤压成料饼的形状而卸出。被挤压过的物料细粉含量很高，而且在物料颗粒上存在 大量微裂纹，其易磨性得以改善，这对下一步的粉磨极为有利。活动磨辊的挤压力是通过物 料料床传递给固定磨辊的，不存在球磨机那样的无效碰撞和摩擦，大部分能量都用于物料粉 碎上，因而能量利用率很高，这是该设备节能、高产的主要原因。
球磨机和立磨的粉磨工艺是截然不同的。在球磨机中物料
是靠冲击和摩擦粉碎的；而物料在立磨中所受的粉磨力是以挤 压为主，研磨为辅的；物料在立磨内粉磨时间较短，2～3 min即 可完成，因而粉磨效率高，节省粉磨电耗。通常立磨可以比球 磨节电30%～40%。
二、水泥粉磨设备和选粉设备
几种常见的水泥粉磨设备和选粉设备 1.辊压机 2.球磨机 3.立磨 4.选粉机
HFC800/20 0
HFCK800/ 200
HFC1000/3 00
HFCK1000/3 00
HFC1200/3 60
HFC1400/5 00
PA1400×110 0
PA1800×170 0
辊缝宽度 （mm）
16～21 16～21 16～23 16～23 20～30 25～30
部分国产辊压机技术参数
（4）凝结时间 水泥从加水搅拌开始，到失去流动性，即：从可塑性状态发展到固体状态所
需要的时间，分初凝时间和终凝时间两种。为保证水泥使用时，砂浆或混凝土有 充分时间进行搅拌、运输和砌筑，要求水泥有一定的初凝时间；当施工完毕又希 望混凝土能较快硬化、脱模，因此，又要求有不太长的终凝时间。凝结时间的调 节可以通过加入适量的石膏来实现。
部分国产球磨机技术参数
工艺 流程
闭路 闭路 开路 闭路 开路 闭路 闭路 闭路 闭路 闭路 闭路
入料 粒度 （mm）
≤25 ≤25 ≤25 ≤25 ≤25 ≤25 ≤25 ≤25 ≤25 ≤15 ≤25
产品细度 （R0.08%）
生料
水泥
8～12
3～6
8～12
3～6
8～12
3～6
8～12
3～6
8～12
一、水泥介绍
4、水泥的质量指标 水泥质量可以通过化学指标和物理指标加以控制和评定。
（1）不溶物 不溶物是指水泥经酸和碱处理，不能被溶解的残留物。其主要成
分是结晶SiO2，其次是 Al2O3、Fe2O3，它属于水泥中的非活性组 分之一。 （2）烧失量
水泥烧失量是指水泥在950～1000℃高温下煅烧失去的质量百 分数。主要是为了控制水泥制造过程中熟料煅烧质量以及限制某些 组分材料的掺量。
水泥中氧化镁含量过高时，由于其缓慢的水化和体积膨胀效应可使水泥硬化 体结构破坏。但总结国内水泥生产实践，并经大量科研和调查证明，水泥中 MgO含量≤5.0％时对水泥混凝土工程质量有保证，故规定水泥中MgO的含量 不得超过5.0％。
一、水泥介绍
（7）三氧化硫（SO3）含量 水泥中的SO3主要是生产水泥时为调节凝结时间加石膏而带入的，此外，水泥中掺入窑
一、水泥介绍
（9）氯离子含量 限制水泥中的氯离子含量不得超过0.06％，以防止引起混凝土中的钢筋锈蚀，导致混凝
土开裂破坏。当用户对氯离子含量不作要求时，可以协商制订指标。 （10）水泥强度
水泥强度是水泥试体净浆在单位面积上所能承受的外力。它是水泥技术要求中最关键的 主要性能指标，又是设计混凝土配合比的重要依据。由于水泥在拌水后硬化过程中强度是逐 渐增大的，通常以各龄期的抗压强度、抗折强度来表示水泥的强度增长速率。一般称3天的 强度为早期强度，28天及其后的强度称为后期强度。由于水泥到28天时,强度已大部分发挥 出来，以后强度增大相当缓慢。所以，我国国家标准规定通用水泥用28天的强度高低来划分 水泥产品质量的等级；而部分特种水泥（如：快硬硅酸盐水泥等）用三天的强度高低来划分 水泥产品质量的等级。
3～6
8～12
3～6
8～12
3～6
8～12
3～6
8～12
3～6
8～12
3～6
8～12
3～6
生产能力 （t/h）
生料
水泥
22
16
28
20
/
26
33
24
/
30
45
33
55
45
75
60
90
75
/
160
220
185
电机 功率 （kw）
380 570 800 630 1000 1000 1250 2000 2500 3550 4200
研磨体 装载量 （t）
31 41.5 68 47 78 80 100 135 174 190 210
设备 重量 （t）
50 67.6 118 111 146 152 168 212 230 255 310
二、水泥粉磨设备和选粉设备
辊压机又称：挤压机，是20世纪80年代发展的一种新型粉磨设备。1977年由德国人申报 专利，1985年12月才正式投入工业使用。我国在1990年由合肥水泥研究院研制成功第一 台辊压机，通过国家技术鉴定。
灰、采用石膏作矿化剂、使用高硫燃煤都会把SO3带入熟料。通过对不同SO3含量的各种水 泥的物理性能试验表明，硅酸盐水泥中SO3含量超过3.5％后，强度下降，膨胀率上升，硬 化后水泥的体积膨胀，甚至结构破坏，因此，规定水泥中三氧化硫含量不得超过3.5％。 （8）碱含量
标准中规定水泥中碱含量按钠碱含量（Na2O＋0.658K2O）计算值来表示。水泥混凝土 中的碱骨料（或称碱集料）与反应与混凝土中拌和物的总碱量、骨料的活性程度及混凝土的 使用环境有关。为防止碱骨料反应会使水泥硬化体结构破坏，不同的混凝土配比和不同使用 环境对水泥中碱含量的要求也不一样，因此，标准中将碱含量定为任选要求。当用户要求提 供低碱水泥时，以钠碱含量计的碱含量应不大于0.60％；当用户对碱含量不作要求时，可以 协商制订指标。
影响球磨机产、质
磨机
量的因素很多，实
规格
践证明：各水泥企 φ2.2×7
业根据实际生产条 φ2.4×8
件，经过一定的措 φ2.4×13
施进行技术改造后， φ2.6×8
球磨机的生产能力 比表中数值要高出 许多。
φ2.6×13 φ3×9 φ3×11 φ3.5×11
φ3.8×13
φ4.2×13
φ4.6×14
3.开路磨与闭路磨的比较
项目
开路磨
产量（t/h）
120
电耗（kwh/t）
37
水泥粒度（330微米含量）
设备工艺复杂 程度
操控性
50%左右 简单 低
3微米以下
12%左右
闭路磨 160 32
65%左右
复杂 高 6%左右
二、水泥制成
4.半终粉磨系统
二、水泥制成
4.半终粉磨系统 就是在辊压粉磨的预粉磨阶段，用动态高效选粉机选出一部分细度已 经合格的微粉料〖一般细度筛余：3~10%（0.045㎜），比表面积： 360㎡/㎏〗，提前作为成品。由于减少了部分微粉料在球磨机内再粉 磨。大大降低了球磨机内过粉磨现象，提高了球磨机的粉磨效率。但 由于微粉料的提前支取，造成其化学成份与出球磨机的粉料化学成份 不一致〖部分原料从磨机头部喂入磨内粉磨〗。尤其在大量提取半成 品微粉料时，这种前后成分的不一致会造成入库水泥的质量变得不稳 定。另外，半终粉磨提前支取的微粉料具有以下特点：1）、由于未 经过磨机内研磨体研磨，造成其颗粒微观形状的球形度较差。2）、 在水泥施工应用时会造成需水量较大，净浆流动度偏小。甚至影响水 泥的使用性能。
水泥生产技术
分享人：*** 2020年12月
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一、水泥介绍
1.定义(属于:水硬性无机胶凝材料) 水泥是一种粉状物料，加适量的水后，成为塑性浆体，既能
在水中硬化、又能在空气中硬化，能把砂、石等材料牢固地粘在 一起的胶凝材料。
(1824年英国人阿斯普丁、波特兰水泥） 2.分类: （1）通用水泥：六大品种 （2）特种水泥（专用水泥和特性水泥）