水泥工艺基础知识

程度，在能保证正常生产前提 下，可适当调整其最低可用储 量。当低于最低可用储量时， 应及时采取措施，限期补足。
库存低对产品质量影响很大！！
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2 硅酸盐水泥熟料
2.1 化学组成
2.2 矿物组成
2.3 熟料率值
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2.1 硅酸盐水泥熟料化学组成
硅酸盐水泥熟料是一种多矿物组成的、结晶细小的人造石 主要化学成分：
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1.1 水泥的定义和分类-分类
b、按照主要水硬性物质名称分为:
硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁 铝酸盐水泥和少熟料或者无熟料水泥
C、按主要技术特性分为：
快硬水泥、中热（低热）水泥、抗硫酸盐水泥、自应力水泥
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1.2 通用硅酸盐水泥强度等级
企业根据原燃材料准备的难易
控制”，难以保证产品质量。 1、因库存低，原燃料进厂后来不及检 验即使用； 2、因库存抵，无法实施搭配等均化措 施，入磨、入窑原燃料波动大。
日期 进厂煤灰份% 最大 2010.4 48.89 10.39 34.66 14.81 53.8 56.6 注：进厂煤灰份最小的为印尼煤，因缺煤曾几乎单用印尼煤 最小 入窑煤灰份% 最大 最小 熟料28天强 度（MPa) 最大 最小
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1.4 通用硅酸盐水泥生产过程
2、硅酸盐水泥生产过程：通常可分为三个阶段
①生料制备：
石灰质原料、粘土质原料与少量校正原料经破碎后，按一定比例配合、 磨细并调配为成分合适、质量均匀的生料，称生料制备。 ②熟料煅烧： 生料在水泥窑内煅烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的熟料，称 为熟料煅烧。 ③水泥粉磨： 熟料加适量石膏、混合材料共同磨细成水泥，称为水泥粉磨。
生料粉磨 熟料煅烧
Raw meal preparation Clinker burning process
水泥粉磨 包装出厂
Cement grinding Storing/Dispatching
预分解窑干法水泥生产是新型 干法水泥生产技术的典型代表
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1.5 新型干法水泥生产工艺-生产特点
硅酸二钙2CaO• SiO2 （C2S）
铝酸三钙 3CaO• Al2O3 （C3A） 铁铝酸四钙4CaO• Al2O3 • Fe2O3 （C4AF）
熔剂矿物 两项之和约占22%
在1250℃~1280℃ C3A和C4AF熔融促进C3S顺利形成， C3S为熟料的 主要矿物，其含量为50%~60%。
还有少量的游离氧化钙（f-CaO）、方镁石（结晶氧化镁）、
预均化基本用于水泥原料中的石灰石原
使用年限；
满足矿山储存及均化双重要求，节约
料和燃煤。
建设投资。
原料均化需要有一定的“量” ！
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3.1 原料的预均化-预均化堆场
圆形预均化堆场：圆形预均化堆场一般 为圆环状，在料堆的开口处，一端在连 续堆料，另一端在连续取料，整个料堆 一般可连续使用4-7天。
1、优质：“均化链”—矿山开采、原料预均化、原料配料及粉磨、生料均化四环节互
相衔接，紧密结合。优质的生料使熟料质量得到保障。
2、低耗：多功能挤压磨、新型输送设备、低压损预分解技术等的应用，熟料热耗降到
了3000kJ/kg以下(湿法窑5000kJ/kg以上）。
3、高效：悬浮预热、预分解窑技术从根本上改变了物料预热、分解过程的传热、传质，
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1.6 原燃材料最低库存
为较好地满足生产需要，原燃
如原燃材料库存偏低，无法实现“预
材料应保持合理的储存量，根 据《水泥企业质量管理规程》 规定，其最低可用储量为：石 灰石或钙质原料5天（外购石灰 石10天）；硅质原料、燃料、 混合材10天；铁质原料、铝质 原料、石膏20天。
通常KH控制在0.87~0.96
一般KH高，熟料强度也高
数学表达式: （p＞0.64时)
Ca O 1 .6 5 Al 2O3 0 .3 5 Fe 2O3 - 0 .7 SO 3 KH 2 .8 Si O 2
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2.3 硅酸盐水泥熟料率值
石灰饱和系数（LSF）：国外（尤其欧美）采用
“两磨一烧”
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1.4 通用硅酸盐水泥生产过程
3、硅酸盐水泥的生产方法 按生料制备的方法将硅酸盐水泥的生产分为： 湿法：生料为生料浆 半干法：界于湿法和干法之间 干法: 生料为生料粉
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1.5 新型干法生产工艺-生产流程
矿山开采
Quarrying & Raw material preparation
长形预均化堆场：长形预均化堆场一般设 两个料堆，一个在堆料，另一个在取料， 相互交替。每一个料堆储量通常可供使用 5-7天。
另：联合储库，搭配使用
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3.1 原料的预均化-预均化堆场
堆料方式、取料方式

人字形堆料—端面取料法
Leabharlann Baidu

破浪形堆料—端面取料法 倾斜形堆料—侧面取料法

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含碱矿物及玻璃体等。
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2.3 硅酸盐水泥熟料率值
石灰饱和系数（KH）
物理意义：KH表示水泥熟料中的总的CaO含量减去饱和酸性氧
化物（如Al2O3 、Fe2O3、SO3）所需氧化钙后，剩下的氧化钙与理 论上二氧化硅全部化合成硅酸三钙所需要的氧化钙含量的比值。简 言之，石灰饱和系数表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙 的程度。
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1.5 新型干法水泥生产工艺-生产工序
三大生产过程（生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨）为主要生产工序。
生产工序包括：
1、原料、燃料、材料的选择及进厂 2、原料、燃料、材料的加工处理与预均化 3、原材料的配合 4、生料粉磨 5、生料的调配、均化与储存 6、熟料煅烧 7、熟料、石膏、混合材料的储存与准备 8、熟料、石膏、混合材的配合及粉磨（即水泥粉磨） 9、水泥储存、包装及发运
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1.1 水泥的定义和分类-定义
胶凝材料：凡在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，
并能胶结其它物料而具有一定机械强度的物质，称为胶凝材料。 胶凝材料分为无机和有机两种。
水泥
凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑 性浆体，既能在空气中又能在水中硬化，并 能将砂、石或者纤维等牢固地胶结在一起的 水硬性胶凝材料，通称水泥。
CaO：62%~67% SiO2：20%~24%
Al2O3：4~7%
Fe2O3：2.5%~6%
还有少量的MgO、SO3、Na2O、K2O、TiO2、P2O5等
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2.2 硅酸盐水泥熟料矿物组成
主要矿物组成：
硅酸三钙 3CaO• SiO2 （C3S）
硅酸盐矿物 两项之和约占75%
硅酸盐水泥强度等级分为：
42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级
普通硅酸盐水泥强度等级分为：

42.5、42.5R、52.5、52.5R四个强度等级
矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合
硅酸盐水泥强度等级分为：
32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级
配料方案，即熟料的矿物组成或熟料的三率值。配料方案的选择，实质上就
是选择合理的熟料矿物组成，也就是对熟料三率值KH、n、p的确定。
确定配料方案的依据：
a、水泥品种；（通用硅酸盐水泥熟料与中热硅酸盐水泥熟料？） b、原料品质；
①组份多少选择：三组份配料、四组份配料、一组份配料„„，配料组份越 少，工艺流程越简化，越利于生产控制。(优化？？）
水泥工艺基础知识
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内容简介
简介 硅酸盐水泥熟料
配料及生料制备
熟料煅烧 水泥制备 水泥性能
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1 简介
1.1 水泥的定义和分类 1.2 通用硅酸盐水泥强度等级 1.3 生产硅酸盐水泥所用原、燃料 1.4 通用硅酸盐水泥生产过程 1.5 新型干法水泥生产工艺 1.6 原燃材料最低库存
3.2 配料的基本概念
1、生料： 由石灰质原料、粘土质原料、校正原料按比例配合，粉磨到一定细度的 物资，称为生料。
2、配料： 根据水泥品种、原燃料品质、工厂具体生产条件等选择合理的熟料矿物 组成或率值，并由此计算所用原料及燃料的配合比，称为生料配料，简 称配料。
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3.3 配料方案的选择
块、熟料强度低。
数学表达式:
SM
SiO2 Al 2O3 Fe 2O3
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2.3 硅酸盐水泥熟料率值
铝率
又称铝氧率（IM或p）
含义：熟料中Al2O3含量与
Fe2O3含量之比。
反映了熟 料中C3A和C4AF的相对含量。 硅酸盐水泥熟料的IM值一般控制在0.9~1.7。 p过高，不利于C3S形成；p过低，窑内易结大块、对煅烧不利。
数学表达式:
Al 2O3 IM Fe 2O3
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3 配料及生料制备
3.1 原料的预均化
3.2 配料的基本概念
3.3 配料方案的选择 3.4 影响配料准确性的因素 3.5 生料粉磨工艺流程 3.6 生料均化
3.7 影响生料磨产质量的因素
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②原料质量：如石灰石品位太低、粘土中SIO2含量又不高，根本无法配料。 ③原料的易磨性、易烧性等:如石灰石中的燧石或黏土中的粗砂较多，则原料 难磨、生料难烧，宜适当降低KH。 c、燃料品质：（直接影响熟料煅烧、熟料化学组成及矿物结构等） d、生料质量：（均匀性、细度直接影响率值确定，均匀性好细度小则KH可高些） e、生产窑型及生产方法。（预分解窑：二高一中或三高；立窑：二高一低）
3.1 原料的预均化
原料预均化的意义： 有利于入窑生料成分的稳定，保证均 基本原理：
衡稳定生产；
有利于扩大资源利用范围（高、低品
位）；
有利于利用矿山夹层废石，扩大矿山
破碎后的原料在储存和取用的过程中尽 可能的相互平行和上下重叠的同厚度的 料层进行堆放（储存），取用时要垂直 于料层方向同时切取不同料层，取尽为 止。
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1.3 生产硅酸盐水泥所用原、燃料
原料名称 1 2 3

主要品种 石灰石 大理石 砂页岩 粘土 硫酸渣 铁尾矿 硅藻土 砂岩 炉渣 煤矸石 煤 重油 天燃气 天然石膏 磷石膏 矿渣 粉煤灰
提供 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 Fe2O3 SiO2 Al2O3
占生料（水泥)比例 80% 15% 5％
石灰质原料 粘土质原料 校正原料 铁质校正原料 硅质校正原料 铝质校正原料 燃料 固体燃料 液体燃料 气体燃料 石膏 混合材
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CaSO4
5％ 0--70％
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1.4 通用硅酸盐水泥生产过程
1、生产流程：
原料（石灰质原料+粘土质原料+少量校正原料）→生 料磨→窑→冷却机→熟料库→水泥磨→水泥库→ 包 装 或 散 石膏+混合材（矿渣、粉煤灰、石灰石等） 装 出 厂
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2.3 硅酸盐水泥熟料率值
硅率
又称硅氧率（SM或n）
含义：熟料中SiO2含量与Al2O3
中硅酸盐矿物（C3S+C2S)、熔剂矿物（C3A+C4AF）的相对含量。
、 Fe2O3之和的比例。反映了熟料
硅酸盐水泥熟料的n值一般控制在1.7~2.7。 n过高，对熟料强度有利，对煅烧不利；n过低，煅烧时易结圈、结大
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1.1 水泥的定义和分类-分类
a、按用途和性能分
通用水泥
硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥
专用水泥
油井水泥 道路硅酸盐水泥
特性水泥
快硬水泥 低热水泥 抗硫酸盐水泥 膨胀硫铝酸盐水泥
粉煤灰硅酸盐水泥
复合硅酸盐水泥
自应力铝酸盐水泥
LSF含义：熟料中CaO含量与全部酸性组分需要结合的CaO 含量之
比。
一般硅酸盐水泥熟料的LSF=90%~95%，早强型水泥熟料为
95%~98%。 我国部分预分解窑同时采用KH值与LSF控制生产。
一般LSF高，水泥强度也高。
数学表达式:
100CaO LSF 2.8SiO2 1.18Al 2O3 0.65Fe 2O3
大幅度提高热效率和生产效率，劳动生产率达1000～4000吨/年·人。
4、环保：“均化链”技术、先进煅烧技术、高效收尘器的应用，工业废渣、劣质燃料、
AFR等综合利用增加，超标排放减少。
5、装备大型化：熟料烧成系统单机生产能力达10000t/d。 6、生产控制自动化：各种仪表检测、计算机控制等。 7、管理科学化：IT技术应用等。 8、投资大，建设周期长 。