水泥概述

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粉煤灰堆场
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铜矿渣含有 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO（有害） 其它 钢渣、水渣、电石渣、建筑垃圾等
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南阳中联水泥原料成分如下： 石灰石+粉煤灰+砂岩+硫酸渣 生料
熟料，粉煤灰，氟石，石膏 粉磨成水泥
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伊川水泥厂成分如下： 石灰石+硅石+铁粉+粘土（不常用） 生料
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【说明：一破、二破（早期落后的生产工艺甚 至还有三破）、生料磨、熟料破碎、熟料磨等 。生产中重复破磨，所以，生产1吨水泥，至 少粉磨3吨物料。】
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3.3生料均化
新型干法水泥生 产过程中，稳定 入窖生料成分是 稳定熟料烧成热 工制度的前提， 生料均化系统起 着稳定入窖生料 成分的最后一道 把关作用。
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（3）预分解
预分解技术的出现是水 泥煅烧工艺的一次技术 飞跃。它是在预热器和 回转窑之间增设分解炉 和利用窑尾上升烟道， 设燃料喷入装置，使燃 料燃烧的放热过程与生 料的碳酸盐分解的吸热 过程，在分解炉内以悬 浮态或流化态下迅速进 行，使入窑生料的分解 率提高到90%以上。
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窑外分解技术性能及特点
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熟料烧成后，温度开始降低。最后由水泥熟料 冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输 送、贮存库和水泥磨所能承受的温度，同时回 收高温熟料的显热，提高系统的热效率和熟料 质量。 【物体不发生化学变化或相变化时，温度升高 或降低所需要的热称为显热。】 【 R2O 在工业上应该表示的是碱金属氧化物的 Li O 等】 Na2O ， 统称。如：
液压凿岩机
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正铲挖掘机
反铲挖掘机
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反铲挖掘机在工作
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挖掘机在装矿石
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装载机在装矿石
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装载机在工作
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装载机（正铲挖掘机）
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装载机（也称电铲）
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自卸重型运输卡车
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石灰石矿山破碎现场（一破现场）
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石灰石矿山破碎现场
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某集团矿山分厂的办公楼
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有些公司矿山办公条件相当好
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硅酸盐水泥的主要化学成分：氧化钙CaO，二氧 化硅SiO2，三氧化二铁Fe2O3，三氧化二铝Al2O3。 硅酸盐水泥的主要矿物： 硅酸三钙（3CaO·SiO2，简式C3S） 硅酸二钙（2CaO·SiO2，简式C2S） 铝酸三钙（3CaO·Al2O3，简式C3A） 铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3，简式C4AF）
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熟料库
冷态熟料运输
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水泥生料： 石灰石+砂岩+铁粉+粉煤灰（粘土） 生料
熟料，石膏，煤矸石，少量粉煤灰 粉磨成水泥
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天然石膏
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脱硫石膏
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煤矸石及烧成的空心砖
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3.6水泥粉磨
水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最 多的工序。 其主要功能在于将水泥熟料（以及胶凝剂、性 能调节材料等）粉磨至适宜的粒度（以细度、 比表面积等表示），形成一定的颗粒级配，增 大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体 凝结、硬化要求。
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什么是建材机械？
建材机械是指生产水泥、水泥制品、玻璃、玻璃 纤维、建筑陶瓷、砖瓦等建筑材料所使用的各种 生产设备，称为建材机械。例如：水泥机械、玻 璃机械、砖瓦机械、木工机械等等。 本课程主要介绍生产水泥的主机设备。 （辅助设备不介绍）
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先去参观一下矿山
芜湖海螺气势恢宏的生产线全貌
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通往矿山的路
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砂岩堆场
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伊川天源水泥集团硅石堆场
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铁粉堆场
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粉煤灰：电厂排放的粉煤灰，其主要化学成分 有二氧化硅，氧化铝，三氧化铁，氧化钙和三 氧化硫，属硅铝型低钙粉煤灰。 【水泥生产中，一般靠加入3%左右的石膏（ 硫酸钙）来调节三氧化硫含量，主要影响水泥 的凝结速度，对其他指标影响不大。三氧化硫 含量越高，水泥的凝结速度越快，但过高则影 响强度。】
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3.4预热分解（作用）
把生料的预热和部分分解由预热器、窑外分解 炉来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回 窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热 过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生 料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大 了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高 ，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热 耗的目的。
将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移 到分解炉内进行；燃料大部分从分解炉内加入 ，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带的热 负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化； 由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热及时传 递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得 到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列 优良性能及特点。
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黄河同力（石灰石运往厂区）
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圆形石灰石堆场
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矿山参观结束
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2、新型干法水泥生产工艺流程图（图1）
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定义 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。 普通硅酸盐水泥（熟料+石膏+小于15%混合 材）
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表1.1粉碎作业的分类、作业段数、给料粒度（mm）
作 业 段数 粗碎(一级破碎) 给料粒度 （mm） 露天矿 1500～1000 井下开采 600～350 产品粒度（mm) 250～125 125～20 15～0.5 2～0.2
破碎
细碎（二级破碎） 250～125
粉磨
粗磨
15～0.5
中磨
细磨
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五级 悬浮 预热器 窑外分解炉
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预热分解的过程
（1）物料分散 换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管 道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物 料折转向上随气流运动，同时被分散。 （2）气固分离 当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒 筒体与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋 转流动，并且一边旋转一边向下运动，由筒体 到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转 而向上旋转上升，由排气管排出。
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圆形预均化堆场中的布料机与取料机
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3.2生料制备（磨）
水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少 要粉磨3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料 、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线 粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的 60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨 占约3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选 择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确 操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低 能耗具有重大意义。
熟料+粉煤灰+煤矸石+石膏 粉磨成水泥
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3、水泥生产工艺流程 3.1破碎及预均化 （1）破碎 水泥生产过程中，大部分原料要 进行破碎，如石灰石、粘土、铁矿石以及煤等 。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后 的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在 水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。
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（2）原料预均化 预均化技术就是在原料 的存、取过程中，运用 科学的堆取料技术，实 现原料的初步均化，使 原料堆场同时具备贮存 与均化的功能。
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3.5水泥熟料的烧成
1 - 1.5 %在流程控制系 统之后的氧含量
分解炉氧含量 2.5 - 3.5% 烧成带温度 窑尾温度 ~1150 °C
1450 °C
燃烧比率
窑速
窑内通风和流程控 制系统内通风
喂料率 燃料比率流程控制 系统
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（烧成过程）
生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下 一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。 在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一 系列的固相反应，生成水泥熟料中的 C4 AF 、C3 A 、C S 等矿物。随着物料温度升高近1300℃时 ， C3 A 、 C4 AF 、R2O 等矿物会变成液相，溶解 于液相中的 C2 S 和 CaO 进行反应生成大量 C3S （熟料）。
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3.7水泥包装 水泥出厂有袋装和散装两种发运方式。
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水泥厂的站台
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4、设备与工艺的关系
机械设备是骨架，电气设备是血肉，工艺则是 设备的灵魂。 所以，工艺离不开设备，设备要为工艺服务。
同学们毕业后要牢固树立“一切为了生产”的 大局观念。先到基层，好好学习几年。抓住机 遇，把握今天，努力学习，为明天幸福的生活 而奋斗。
定义：土木工程和建筑工程中使用的材料的统 称。 它包括：水泥、钢筋、玻璃、陶瓷、砖瓦、细 沙、白灰、砂子、土、石、木料、模板、脚手 架、涂料、油漆、各种管子等等一切建筑上必 须要用的东西。 建筑材料可分为结构材料、装饰材料和某些专 用材料。
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结构材料包括 木材、竹材、石材、水泥、混凝土 、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材 料等； 【结构材料一般指具有较好的力学性能（比如强度 、韧性及高温性能等等）用作结构件的材料】 装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、贴面、各 色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等； 专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃 、隔音、隔热、保温、密封等。
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1.1 粉碎的意义及分类
用机械方法或非机械方法（电能、热能、原子能、 化学能等）克服物料内部的内聚力而将其分裂的 过程，称为粉碎。【例如：医用体外震波碎石机】 大块物料破碎成小块物料称为破碎； 小块物料磨成细粉称为粉磨；
粉碎
破碎与粉磨统称为粉碎。
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相应地完成这些作业的机械，称为破碎机械 和粉磨机械，它们统称为粉碎机械。 粉碎作业的分类见表1.1。
3、作业10分。布置不少于5次，其中作 业的干净程度及规范程度占5分。 要求：必须手写，不能打印，上课之前 交才有效，缺一次扣2分。
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4、实验占20分。包含操作、理论掌握 和实验报告三部分。 5、期末考试成绩占60分。条理清晰， 书写全面、规范，批改时老师会酌情 加分。
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1、什么是建筑材料？（简称建材）
建材机械与设备 电子教案
洛阳理工学院机械工程学院 第一节部分：水泥生产工艺流程介绍
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成绩考核： 1、出勤5分。通过不定期点名考查到课 率，一般5～6次，缺一次扣1分。 2、课堂听课表现5分。睡觉、玩手机、 看报纸或其它书等与课程无关的活动， 发现每次扣1分，听课认真加1分，累计 加分不超过5分。
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台泥（英德）水泥公司4×6000 t/d 矿山
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危险的盘山路
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重庆水泥矿山远景（能发电的皮带运输机）
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宁国水泥厂矿山（铁粉矿作业平台）
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宁国水泥厂矿山生产一景
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矿山机械牙轮钻孔机械
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牙轮钻孔机械（工人在维护设备）
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爆破工在运炸药
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爆破炸药
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爆破工正在装填炸药（宁国水泥厂）
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干净的办公室
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职工餐厅
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职工在比赛
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矿山上的师傅在给学生讲安全注意事项
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矿山上的师傅在给学生进行现场讲解
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早期运送石灰石的蒸汽火车（已淘汰）
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运矿石的小火车（人、货同载，已淘汰）
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早期运送石灰石的拖拉机（已淘汰）
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矿车满载石灰石运往厂区
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南阳中联（石灰石运往厂区）
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石灰质原料：石灰石是生产水泥的主要原料， 生料中80%以上是石灰石。主要成分碳酸钙。
圆形石灰石堆场
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长方形石灰 石堆场
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粘土质原料：主要提供水泥熟料中的 SiO2 ，Al2O3 及少量 Fe2O3 。
粘土库
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校正原料： 硅质校正原料：砂岩、硅石 铝质校正原料：炉渣，煤矸石（硅、铝 为主要成分），铝矾土。 铁质校正原料：铁粉，硫酸厂废渣（硫 酸渣）
2～0.2
中磨产品 细磨产品
-200目占70%～80%
-(200～325)目占90%～95% ＞5μ m
＜5μ m 微细1～0.1μm超 细0.1～0.02μm超 微细＜0.02μm
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超细 粉磨
微粉碎
超细粉碎
微粉碎产品
粉碎的意义： 物料经粉碎后，比表面积增加，可提高化学反应 速度和物理作用效果；（反应快、质量高） 几种不同固体物料的混合，在细粉状态下易达到 均匀的效果； 物料经粉碎后，便于干燥、传热、贮存和运输； 物料经粉碎后，还可用于材料科学，环境保护和 选矿等部门。（新材料研究、力学性能测试等）
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爆破时的场景
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矿山开采现场
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矿山上的开采平台
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不同的矿山，石灰石品位不同 （低品位的石灰石）
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不同的矿山，石灰石品位不同 （高品位的石灰石）
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Βιβλιοθήκη Baidu
矿山上用的设备（宣城海螺石灰石矿山开采现场）
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芜湖海螺桃花尖砂岩矿
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矿山专业检查组正在进行安全检查
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Y26手持式凿岩机
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下课休息一下！
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建材机械与设备 电子教案
洛阳理工学院机械工程系 （第二节部分）
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第一篇 破碎机械
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第一章
概述
主要内容：
1.1 粉碎的意义及分类 1.2 粉碎比 1.3 物料的强度、硬度和可碎性 1.4 粉碎方法 1.5 粉碎理论（表面积假说、体积假说、 裂纹理论） 1.6 破碎机械的类型及用途