水泥制作流程

水泥制作流程
摘要:
稍微了解水泥生产工艺的人，提到水泥的生产都会说到“两磨一烧”，它们即是：生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨。

就其中的一些工艺要求，本网站作一些收集、整理，提供给大家参考：
水泥：凡细磨物料，加适量水后，成塑性浆状，即能在空气硬化，又能在水中硬化的水硬性胶凝材料，并能把沙石等材料牢固地胶结在一起的叫水泥。

水泥的制作过程是很复杂的。

水泥的生产主要分为三个阶段：生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨。

其中，制造水泥的主要原料是石灰石、粘土、铁粉、萤石、石膏。

（一）生料制备
生料制备的主要任务是：将原料经过一系列的加工过程后，制成具有一定细度，化学成分符合要求，并且均匀的生料，使其符合煅烧要求。

首先将石灰石、石膏、萤石经过滚式破碎机，在两对相对旋转的滚轮之间受到挤压而被破碎。

破碎后的物质由喂料机喂入烘干磨内，在烘干仓经过烘干，又经过细磨仓初次粉磨后，由磨出部御出。

出磨物料由提升机和空气输送入两台离心式选粉机中进行分选，产品经斜槽和螺旋泵输送入仓，粗粉则由粗粉提升机和斜槽输送入细磨仓。

经过生料磨磨出的生料，在喂入窑中煅烧以前，必须经过调配和混合，使获得成分符合要求及均一的生料浆（或生料粉）。

生料的准备
·石灰石是水泥生产的主要原材料，大多数工厂都位于石灰石采石场附近，以尽量降低运输成本。

·通过爆破或者使用截装机来进行原料 ( 石灰石、页岩、硅土和黄铁矿 ) 的提取。

·原料被送至破碎机，在那里经过破碎或锤击变成碎块。

·压碎的石灰石和其它原料通常覆盖储存，以防受外界环境的影响，同时也可最大程度地减小灰尘。

·在大多数情况下，采石场和水泥厂会需要分离的或单独的电源设备。

生料磨
·在生料磨车间，原料被磨得更细，以保证高质量的混合。

·在此阶段使用了立磨和球磨，前者利用滚筒外泄的压力将通过的材料碾碎，后者则依靠钢球对材料进行研磨。

·至今为止，生料磨所消耗电能的大部分并未被用来破碎
材料，而是转化成了热能损耗。

因此这里就存在一种经济化的需求，希望能够对生料磨车间进行调节，将能量损失保持在尽可能低的水平。

·使用一种优化粉磨过程的电气自动化系统是很有必要的。

·生料最终被运输到均化堆场进行储藏和进一步的材料混合
（二）熟料煅烧
熟料煅烧的主要任务是将生料在水泥窑内煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料。

生料粉和生料浆由窑尾送入窑内，随窑体不断回转而缓缓向前。

煤粉随一次空气入窑，与通过冷却机进入窑内的二次空气混合燃烧。

生料或料浆受热后渐渐失去水分，进行予热，分解，
起化学变化。

物质温度升高至1300—1450—1300时，生料便逐渐变成部分熔融状态，烧结成熟料，出窑的熟料经冷却机，输送设备入熟料场堆。

序号各带名称物料温度主要反应
1 干燥带20-150 料浆水分蒸发
2 予热带150—600 粘土脱水并分解
3 分解带600—900 石灰石中碳酸镁分解，碳酸钙分解，形成铁酸二钙，铝酸一钙
4 放热反应带900—1300 大量形成硅酸二钙、铁铝酸四钙、铝酸三钙
5 烧成带1300-1450—1300 液相开始出现，形成硅酸三钙，游离氧化钙逐步消失，液相量达到20—30%，三氧化二铝、三氧化二铁及其它成分进入液相，硅酸三钙、铁铝酸四钙，重新结晶出来。

6 冷却带1300-1000 硅酸三钙，铁铝酸四钙重新结晶出来。

熟料生产
·熟料球形结块的直径必须在 0.32-5.0cm 范围之内，它们是在原料之间的化学反应中产生的。

·高温处理系统包括三个步骤：烘干或预热、煅烧 ( 一次热处理，在其过程中生成氧化钙 ) 以及焙烧 ( 烧结 )。

·煅烧是此工序中的核心部分。

生料被连续地称重并送入预热器最顶部的旋风分离器，预热器中的材料被上升的热空气加热，在巨大的旋转窑内部，原料在 1450 摄氏度下转化成为熟料。

·熟料从窑头进入篦冷机进行热再生和冷却。

冷却了的熟料随后用盘式运输带传输到熟料料仓进行储存。

·熟料冷却后可在运输带上传输，并可以再生多达 30% 的热量。

送经熟料的冷却空气被导入旋窑，它有利于燃料燃烧。

一般类型的篦冷机为往复炉蓖式、行星式和旋转式。

篦冷机收集的非常粗糙的粉尘由水泥矿物组成，它被回收重新处理。

·根据冷却效率和希望得到的冷却温度，在冷却过程中使用的空气量大约为 1-2 千克 / 每千克熟料。

如果在冷却过程之后，一部分气体被用于其它过程，例如煤炭干燥，则可以减少需要净化的气体量。

（三）水泥粉磨
水泥的主要任务是将熟料加适量石膏，有时还加一些混合材料或外加剂共同磨细为水泥。

目的有：1,水泥磨得越细，表面积增大越多，水化作用越快。

2，只有磨细的水泥粉才能在混凝土中把砂，石子包住并胶结在一起。

其中磨细的物料还要通过隔仓板。

这样可以粉碎粒度大的物料或粒度较小的物料。

从而，使制成的水泥细度变细。

同水泥磨出后，不能直接出厂，而是经过中间贮存。

·熟料从熟料料仓中取出并送到给料仓，在进入熟料磨之前与石膏和添加剂进行配比混合。

·在熟料粉磨过程中，熟料与其它原料被一同磨成细粉，多达 5% 的石膏或附加的硬石膏被添加进来，以控制水泥的凝固时间，同时加入的还有其它化合物，例如用来调节流动性或者含气量的化合物。

很多工厂使用滚式破碎机来获取可减小到预定尺寸的熟料和石膏，这些材料随后被送入球磨 ( 旋转式、垂直钢筒，内含钢合金滚珠 ) 进行余下的粉磨加工。

·粉磨过程在封闭系统中进行，该系统配备了一个空气分离机，用来按大小将水泥颗粒分开，没有完全磨细的材料被重新送过该系统。

·这道高能耗的工序需要自动化和最优化的控制，以保证目前的质量要求。

天然水泥的制造方法：
将纯石灰石（碳酸钙）长时间加热，以除去其中所含有的二氧化碳产生氧化钙，其可在水中快速的溶解并放出大量热，且形成了在水中不固化的氢氧化钙，最后和空气中的二氧化碳结合成碳酸钙。

像这种石灰石经过锻烧后，得到其中含20~35%的硅土和矾土的产物，即称为天然水泥。

如果石灰石含有百分之二十五的黏土物质时，其经过锻烧后会形成不在水中分解且含有10~20%的硅土和矾土的产物，便称为水硬性石灰。

铝质水泥的制造：
铝质水泥是一种具抗硫酸盐特性且可快速硬化的的水泥。

铝质水泥是由石灰石和铁矾土混合物的锻烧，直到其熔解的产物。

它快速硬化的性质，使得它特别适合于交通量频繁的道路修护。

它的抗盐性也使得其可在曝晒于冰雪的道路使用。

波特兰水泥的制造：
它是水硬水泥的一种类型，而非品牌之名称。

凡是由烧结物质所制得的水泥即为波特兰水泥。

波特兰水泥的原料，基本上是含石灰的物质，如石灰石和泥灰、白垩石等，及含黏土的物质，如泥土、页岩和火山岩等。

其成份的组成浓度必须非常精确，有时亦加入其他珍贵石类。

制作过程中，先引爆山上的石块以取得石灰块，然后将其打破、粉碎成精细的粉末。

在和页岩、黏土或其他物质充分混合。

此混合步骤可在采石场中进行。

在乾式的过程中所有的粉碎和混杂都是用乾式的材料来做，最后的混合物是在碾碎机中完成的。

接着在湿式过程中，最后的磨碎过程是在水泥浆中进行，混合物的制作是在磨碎机也在大桶中进行。

在此两大过程中，最主要在控制最后供给烧炉的物件。

泥浆被放入烧炉锻烧后，水份会先被蒸发掉。

一些化合物在燃烧过程中会液化成各种圆形物，此即为波特兰水泥熔块。

添料由烧炉的尾端进入冷却器中，再与石膏一起被磨成细粉状，即得波特兰水泥。