硅酸盐水泥配料及生料制备
硅酸盐水泥生产概述
3、皮带机长距离输送石灰石
4-1石灰石矩形预均化堆场
4-2圆形预均化堆场
4-3煤预均化堆场
5、生料磨(立磨)
7、悬浮预热器、分解炉
生 料 均 化
6、高压静电除尘器
8-2、喷煤管 8-1、回转窑
9、水平推动篦式冷却机
10、熟料库
11、水泥包装
新型干法水泥生产的主要环节
原料预均化 生料粉磨（制备） 生料均化 硅酸盐水泥熟料煅烧 水泥粉磨 水泥出厂检验
新型干法水泥生产的特点
优质 低耗 高效 环保 装备大型化 生产控制自动化 管理科学化 投资大、建设周期长
新型干法回转窑生产工艺流程
1-1石灰石矿山
1-2石灰石矿山开采设备
2、破碎机
将生料粉加入适量水分制 成生料球，喂入立窑或立 波尔窑内煅烧成熟的生产 方法为半干法生产。
将原料加水粉磨成生料 浆后喂入湿法回转窑煅烧 成熟料，称为湿法生产。
新型干法水泥生产技术
是以悬浮预热和预分解技术为 核心，把原料矿山计算机控 制网络化开采，原料预均化， 生料均化，挤压粉磨，新型 耐热、耐磨、耐火、隔热材 料以及IT技术等广泛应用于 水泥干法生产过程
13-4 水泥散装库汽车发运
13-3 成品库、火车发运
§2 硅酸盐水泥的生产
二
（一）按生料制备方法分：
湿法 干法
生 产
（二）按煅烧熟料窑的结构分：
方 法
干法回转窑
的
分 类
回转窑生产
湿法回转窑
及 其
半干法回转窑
特
点
将原料先烘干后粉磨或在烘 干磨内同时烘干与粉磨成生 料粉，喂入干法窑内煅烧成 熟料，称为干法生产。如干 法中空窑、悬浮预热器窑和 预分解窑为干法生产。
【方法】硅酸盐水泥生料配料调整计算及配料计算方法
【关键字】方法硅酸盐水泥生料配料调整计算及配料计算方法刘玉兵赵鹰立游良俭中国建筑材料科学研究院水泥新材所，北京摘要：水泥熟料的性能主要取决于熟料的矿物组成。
而熟料的矿物组成又是由熟料的配料方案决定的。
因此，熟料的配料方案是保证水泥质量的基础。
当生料三率值不符合设定值时，通过加入或减去粘土和铁粉，使三率值符合设定值要求。
设生料磨入磨物料总流量为H，将粘土和铁粉量分别增加X和Y后(X、Y可为负值表示减去)，生料率值则符合设定值。
在原配料方案的基础上，加入X粘土和Y铁粉，则调整后新的生料三率值可以满足其设定值要求。
由于X和Y的代数和一般不为0，故生料磨的产量要发生变化，对于黑生料，煤的配比也将发生变化。
为维持生料磨台时产量和配煤的恒定，应对各原料的配比及流量进行校正。
利用Excell表格进行生料配比调整计算和生料配料计算，简洁而直观，但目前的工作还停留在理论推导和公式计算上，尚没有进行工业性生产验证。
因此，在实际水泥生料控制中的调整效果有待于实践检验。
关键词：水泥生料；配料调整1、前言水泥熟料的性能主要取决于熟料的矿物组成和熟料的岩相结构。
而熟料的矿物组成和熟料的岩相结构又是由熟料的配料方案和窑的煅烧过程决定的。
因此，熟料的配料方案是保证水泥质量的基础。
为了获得符合性能要求的水泥熟料，首先要设计熟料的矿物组成，然后再根据原料的化学成分确定所用原料的配合比，以获得可煅烧成矿物组成符合要求的熟料所需的生料，确定原料的配合比的过程称为生料的配料计算。
由于熟料的质量既依赖于熟料中主要矿物成份的质量分数，又依赖于熟料中四种主要矿物的合理搭配，而熟料矿物组成的绝对值受原料和煤灰中硅、铁、铝、钙四元素之和的制约，因此，熟料中四种主要矿物的相对比率更有实际意义。
常用熟料的三率值来表征熟料的质量，因此，配料计算一般都是以获得设定三率值熟料为目标的生料配比计算。
在实际生产过程中，按照配料计算结果配制的生料，常常不能获得三率值完全符合要求的熟料。
硅酸盐水泥的原材料和生产工艺
20世纪初，丹麦人史密斯发明了湿法回转窑； 第四阶段：新型干法旋窑。（我国仅40％）
50年代初由西德人发明，成为60、70年代的主导窑型。 80年代以来，成为一套具有现代高科技特征和优质、高效、 节能、环保以及大型化、自动化的现代水泥生产方法，即 “新型干法水泥生产” 方法。
建筑材料与检测
回转窑尾 煅烧1450~1500C
水泥 “窑”的发展：水泥从投入工业生产以来，以烧成
技术为代表的生产技术的发展可以分为以下4个阶段： 第一阶段：立窑。
在1824年，英国人阿斯普丁第一个获得波特兰（硅酸盐） 水泥的专利，一直到20世纪初，波特兰水泥工业在英国历 时76年； 第二阶段：普通干法旋窑。
1896年由德国人建造了第一台回转窑，生产的水泥称做 旋窑水泥，以区别于立窑水泥；
磨混合后得到水泥
“两磨一烧”
硅酸盐水泥的原材料和生产工艺
“两磨一烧”工艺流程
缓凝剂,延缓 凝结时间
石灰石
石膏
粘土 铁矿粉
按比例混合 生 料 熟
硅酸盐水泥
磨细
活性混合材料 和非活性混合
材料
硅质 (粘土)
钙质 (石灰石)
调节 原料
水泥原制料造采的掘 “两磨一烧”工艺流程
建筑材料与检测
硅酸盐水泥的原材料和生产工艺
• 原 料：
– 粘土质原料 ： 粘土，(SiO2、Al2O3)， 约占 1/3
– 石灰质原料 ： 石灰石等，(CaO)，约占2/3 – 调 节 原 料： 铁矿，调节与补充Fe2O3
• 制造工艺：
– 原料经粉磨混合后得到水泥生料 – 生料经窑内煅烧得到水泥熟料 – 水泥熟料＋石膏(或再＋混合材）一起经粉
原料磨细
硅酸盐水泥的生产原料、工艺流程
聚煤网 2022-05-23 15:12:12 浏览 11摘要：以碳酸钙为主要成份的原料，是水泥熟料中 CaO 的主要来源。
如石灰石、白垩、石灰质泥灰岩、贝壳等。
一吨熟料约需 1.4~1.5 吨石灰质干原料，在生料中约占 80%摆布。
1.硅酸盐水泥的主要成份硅酸三钙(3CaO•SiO2)、硅酸二钙(2CaO•SiO2)、铝酸三钙(3CaO•AI2O3)、铁铝酸四钙(4CaO•AI2O3•Fe2O3) 其中： CaO 62~67%； SiO2 20~24%； AI2O3 4~7%；Fe2O3 2~6%。
2.硅酸盐水泥生产的主要原料(1) 石灰质原料：以碳酸钙为主要成份的原料，是水泥熟料中CaO 的主要来源。
如石灰石、白垩、石灰质泥灰岩、贝壳等。
一吨熟料约需 1.4~1.5 吨石灰质干原料，在生料中约占 80%摆布。
石灰质原料的质量要求品位 CaO (%) MgO (%) R2O (%) SO3 (%) 燧石或者石英(%)一级品＞48 ＜2.5 ＜1.0 ＜1.0 ＜4.0二级品 45~48 ＜3.0 ＜1.0 ＜1.0 ＜4.0(2)黏土质原料：含碱和碱土的铝硅酸盐，主要成份为 SiO2，其次为 AI2O3，少量 Fe2O3，是水泥熟料中SiO2、AI2O3、Fe2O3 的主要来源。
黏土质原料主要有黄土、黏土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等。
一吨熟料约需 0.3~0.4 吨黏土质原料，在生料中约占 11~17%。
黏土质原料的质量要求品位硅酸率铁率 MgO (%) R2O (%) SO3 (%) 塑性指数一级品 2.7~3.5 1.5~3.5 ＜3.0 ＜4.0 ＜2.0 ＞12二级品 2.0~2.7 或者 3.5~4.0 不限＜3.0 ＜4.0 ＜2.0 ＞12普通情况下 SiO2 含量 60~67%，AI2O3 含量 14~18%。
(3)主要原料中的有害成份① MgO：影响水泥的安定性。
水泥熟料中要求 MgO＜5%，原料中要求 MgO＜3%。
普通硅酸盐水泥的组成
普通硅酸盐水泥的组成普通硅酸盐水泥，这个名字听起来挺复杂，其实它是建筑界的小能手，跟我们的生活息息相关。
你知道吗，普通硅酸盐水泥的主要成分就是石灰石、粘土、铁矿石和石膏，听上去就像是做蛋糕的原料，差不多就是把这些材料一块儿混合，然后在高温下烘烤，变成了我们熟悉的水泥。
这水泥可不是普通的东西，它的强度和耐久性都杠杠的，搞得很多建筑都离不开它，简直是建筑界的“压寨夫人”！说到这里，得好好讲讲这水泥的组成，别让大家觉得这就像枯燥的化学课。
石灰石，那可是水泥的基础。
石灰石就像是水泥的主心骨，里面的氧化钙是水泥的重要成分，缺了它可就不行。
石灰石要经过粉碎、煅烧，才能变成我们所需的生料粉，像是把石头变成了水泥的灵魂。
这过程可真不简单，不过谁让它有这么重要的地位呢，真是“名副其实”！接着就是粘土了，粘土可是个好东西，里面含有的二氧化硅、铝土矿和氧化铁，简直就是给水泥增加了“保鲜”剂，增强了强度和韧性。
再来说说铁矿石，这家伙也是水泥中的重要角色。
铁矿石为水泥的颜色增添了一点儿“颜值”，而且还能提高水泥的强度，真的可以说是“点睛之笔”。
最后还有个小配角，就是石膏。
石膏的角色可不小，它可是用来调节水泥凝固时间的，太快了不行，太慢了也麻烦，得来个“适可而止”。
可以说，石膏就像是水泥的“掌舵人”，掌控着水泥的“节奏感”。
水泥的这些成分可不是简单的拼拼凑凑，它们之间的比例可得精确到位。
要是调配不当，水泥的强度可能大打折扣，真是“前功尽弃”啊！在整个生产过程中，还得注意温度和时间，稍微不留神就可能影响到水泥的质量。
这样的讲究，真是让人感慨，水泥的世界可没想象中那么简单。
说到水泥的应用，那可就更厉害了。
水泥几乎是所有建筑材料中的“老大”，从高楼大厦到小小的围墙，没有它可真不成。
你在街上随便看看，哪个建筑不离得了水泥？你看那高高的楼，都是用水泥一层一层堆起来的，真是像盖房子一样，把水泥当成了“万用宝”！而且随着科技的发展，水泥的种类也越来越多，像什么抗冻水泥、快凝水泥，简直是应有尽有，俨然一个“水泥超市”。
硅酸盐水泥的组成及配料计算
和晶型。
硅酸三钙加水调和后，初凝≥45min，终凝≤12h。 水化较快。 硅酸三钙可产生较高的强度，且强度发展比较快，早期强度 较高，且强度增进率较大，28d强度可以达到一年强度的70~ 80%。 硅酸三钙水化热较高，抗水性较差。 硅酸三钙固溶体晶体尺寸和发育程度会影响其反应能力。
黑色中间相——C3A固溶体。
在偏光显微镜下反光能力弱， 一般称为黑
色中间相。
C3A和C4AF在煅烧中的作用
铁铝酸四钙和铝三钙在煅烧过程中熔融成液相，又称
熔剂矿物，可以促进硅酸三钙的顺利形成。 如果物料中熔剂矿物过少，易生烧，氧化钙不易被吸收
完全，导致熟料中游离氧化钙增加，影响熟料质量，降
低窑的产量，增加燃料消耗。 如果熔剂矿物过多，在立窑内易结大块，结炉瘤；在回 粘度的影响？ 转窑内易结大块，甚至结圈等。 液相的粘度，随C3A／C4AF比而增减。
硅酸二钙C2S
铝酸三钙C3A 铝酸一钙CA 二铝酸一钙CA2 七铝酸十二钙 C12A7 钙铝黄长石C2AS 六铝酸一钙CA6
硅酸三钙C3S
纯C3S只在2065~1250℃温度范围内稳定。 随着温度的降低，C3S在不同温度下存在多晶转变。 硅酸三钙可以固溶少量的其它氧化物，将影响它的反应能力
一次游离氧化钙 因配料不当、生料过粗或煅烧不 （一次f-CaO） 良，尚未与S、A、F反应而残留 的CaO
呈“死烧状 态”，结构 致密，
大
二次游离氧化钙 （二次f-CaO） 熟料慢冷或还原气氛下，C3S分 解而形成的
经过高温， 水化较慢
较大
方镁石
方镁石——系游离状态的氧化镁晶体。
氧化镁的作用：熟料含有少量氧化镁时，能降低熟料液相 生成温度，增加液相数量，降低液相粘，有利于熟 料形成，还能改善熟料色泽。 方镁石性质：方镁石的水化比游离氧化钙更为缓慢； 水化生成氢氧化镁时，体积膨胀148％，也会 导致安定性不良。水化时会导致安定性不良。 方镁石膨胀的严重程度与其含量、晶体尺寸等都有关系。
硅酸盐水泥生产的基本生产流程
硅酸盐水泥生产的基本生产流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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硅酸盐水泥生产中的原、燃料及配料
水泥生料的易烧性
水泥生料的易烧性在一定程度上反映在固、液、气相环境下， 在规定的温度范围内，通过复杂的物理化学变化，形成熟料的难 易程度。 水泥生料的易烧性的表达方式： （1）实用易烧性：在1350℃恒温下，在回转窑内煅烧生料达到 CaO≤2%所需的时间。 （2）易烧性指数： 水泥生料的易烧性对煅烧的影响： 易烧性越好，生料煅烧的温度越低；易烧性越差，煅烧温度越 高。通常生料的煅烧温度为1420～1480℃。有关经验表明：生料 的最高煅烧温度与熟料的矿物组成存在如下关系： T(℃)=1300+4.51C3S-3.74C3A-12.64C4AF
准，简称湿基。
配料方案的选择
◆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:选择合理的熟料矿物组成，即
确定熟料三率值KH、SM、IM 值。
◆如何确定配料方案:应根据水泥品种、原料与燃 料品质、生料质量及易烧性、熟料煅烧工艺与设
备等进行综合考虑。
1、三个率值要互相匹配，吻合，不 能只强调某一率值而忽视其他两个。 2、一般率值的波动范围： KH=目标值±0.01～0.02， SM=目标值±0.1， IM=目标值±0.1。
配料目的及原则
目的
（1）工艺设计 原则 （2）生产运行
（1）生料成分满足煅烧优质熟料的要求；
（2）生料具有良好的易磨性和易烧性； （3）生产过程易于控制，便于操作，简化流程；
（4）经济、合理地使用矿山资源。
配料计算的任务
1、根据水泥品种，原燃料条件，生料制备与熟料煅烧工艺确定 水泥熟料的率值； 2、求出合乎熟料率值要求的原料配合比。 对于新型干法水泥生产工艺，水泥熟料的率值大致为： KH=0.88～0.91 SM=2.4～2.7 IM=1.4～1.8。
五种常用硅酸盐系水泥的成分
五种常用硅酸盐系水泥的成分、特性的适用范围一、硅酸盐水泥PI PII成分：1. 水泥熟料及少量石膏(Ⅰ型)2. 水泥熟料、5%以下混合材料、适量石膏(Ⅱ型)主要特征：1. 早期强度高2. 水化热高3. 耐冻性好4. 耐热性差5. 耐腐蚀性差6. 干缩较小适用范围：1. 制造地上地下及水中的混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土结构，包括受循环冻融的结构及早期强度要求较高的工程2. 配制建筑砂浆不适用处：1. 大体积混凝土工程2. 受化学及海水侵蚀的工程二、普通水泥(P.O)成分：在硅酸盐水泥中掺活性混合材料6%~15%或非活性混合材料10%以下主要特征：1. 早强2. 水化热较高3. 耐冻性较好4. 耐热性较差5. 耐腐蚀性较差6. 干缩较小适用范围：与硅酸盐水泥基本相同不适用处：同硅酸盐水泥三、矿渣水泥(P〃S)成分：在硅酸盐水泥中掺入20%~70%的粒化高炉矿渣主要特征：1. 早期强度低，后期强度增长较快2. 水化热较低3. 耐热性较好4. 对硫酸盐类侵蚀抗和抗水性较好5. 抗冻性较差6. 干缩较大7. 抗渗性差8. 抗碳化能力差抵适用范围：1. 大体积工程2. 高温车间和有耐热耐火要求的混凝土结构3. 蒸汽养护的构件4. 一般地上地下和水中的混凝土及钢筋混凝土结构5. 有抗硫酸盐侵蚀要求的工程6. 配建筑砂浆不适用处：1. 早期强度要求较高的混凝土工程2. 有抗冻要求的混凝土工程四、火山灰水泥(P〃P)成分：在硅酸盐水泥中掺入20%~50%火山灰质混合材料主要特征：1. 早期强度低，后期强度增长较快2. 水化热较低3. 耐热性较差4. 对硫酸盐类侵蚀抵抗力和抗水性较好5. 抗冻性较差6. 干缩较大7. 抗渗性较好适用范围：1. 地下、水中大体积混凝土结构2. 有抗渗要求的工程3. 蒸汽养护的工程构件4. 有抗硫酸盐侵蚀要求的工程5. 一般混凝土及钢筋混凝土工程6. 配制建筑砂浆不适用范处：1. 早期强度要求较高的混凝土工程2. 有抗冻要求的混凝土工程3. 干燥环境的混凝土工程4. 耐磨性要求的工程五、粉煤灰水泥(P〃F)成分：在硅酸盐水泥中掺入20%~40%粉煤灰主要特征：1. 早期强度低，后期强度增长较快2. 水化热较低3. 耐热性较差4. 对硫酸盐类侵蚀和抗水性较好5. 抗冻性较差6. 干缩较小7. 抗碳化能力较差适用范围：1. 地上、地下、水中和大体积混凝土工程2. 蒸汽养护的构件3. 有抗裂性要求较高的构件4. 有抗硫酸盐侵蚀要求的工程5. 一般混凝土工程6. 配制建筑砂浆不适用处：1. 早期强度要求较高的混凝土工程2. 有抗冻要求的混凝土工程3. 抗碳化要求的工程国标PO42.5水泥详细成分表目品种 PII52.5R PO52.5R PO42.5R PC32.5R 国标企标国标企标国标企标国标企标不溶物% ≤1.5 ≤1.3 / / / / / /氧化镁% ≤5.0 ≤3.0 ≤5.0 ≤3.0 ≤5.0 ≤3.0 ≤5.0 ≤3.0三氧化硫% ≤3.5 ≤3.0 ≤3.5 ≤3.0 ≤3.5 ≤3.0 ≤3.5 ≤3.0烧失量% ≤3.5 ≤3.0 ≤5.0 ≤4.5 ≤5.0 ≤4.5 / /比表面积 M2/kg ≥300 ≥300 / / / / / /碱含量% / ≤0.60 / ≤0.60 / ≤0.60 / ≤0.6080um筛余% / / ≤10.0 ≤5.0 ≤10.0 ≤5.0 ≤10.0 ≤5.0 安定性须合格须合格须合格须合格须合格须合格须合格须合格初凝Min ≥45 ≥45 ≥45 ≥45 ≥45 ≥45 ≥45 ≥45终凝Min ≤390 ≤270 ≤600 ≤300 ≤600 ≤300 ≤600 ≤330抗压度Mpa 3天≥27.0 ≥29.0 ≥26.0 ≥28.0 ≥21.0 ≥25.0 ≥16.0 ≥18.028天≥52.5 ≥56.0 ≥52.5 ≥56.0 ≥42.5 ≥46.0 ≥32.5 ≥36.0抗压强度Mpa 3天≥5.0 ≥5.5 ≥5.0 ≥5.0 ≥4.0 ≥5.0 ≥3.5 ≥4.028天≥7.0 ≥8.0 ≥7.0 ≥8.0 ≥6.5 ≥8.0 ≥5.5 ≥6.0复合硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的区别复合硅酸盐水泥主要特征：早期强度低，耐热性好，抗酸性差。
硅酸盐水泥的制备及性能测试实验报告
硅酸盐水泥的制备及性能测试第1章实验目的1.1 掌握硅酸盐水泥的制备工艺原理及工艺过程（包括原料的选择、生料的粉磨与成型、水泥熟料的烧结、水泥的粉磨）。
1.2提出具体的实验方案，确定合理的工艺条件（包括原料的配方、熟料的率值、烧成温度及水泥的组成和配合比），制备出合格的硅酸盐水泥样品。
1.3按国家标准对硅酸盐水泥样品进行相关的性能测定。
第2章实验原理硅酸盐水泥的制备分为三个阶段：石灰质原料、粘土质原料与少量校正原料经破碎后，根据硅酸盐水泥熟料的率值进行配料、磨细成为成分合适、质量均匀的生料，称为生料制备；生料在窑炉内煅烧至部分熔融所得到的以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，称为熟料煅烧；熟料加适量石膏共同磨细成为水泥，称为水泥粉磨。
水泥加水拌成的浆体，起初具有可塑性和流动性，随着水泥与水发生一系列物理化学反应——水化反应的不断进行，浆体逐渐失去流动能力，转变成为具有一定强度及其它性能的固体。
第3章实验设备、材料及试剂3.1 实验材料及试剂化工原料（化学纯或分析纯）：碳酸钙（CaCO3），石英砂（SiO2），氧化铝（Al2O3），氧化铁（Fe2O3），标准砂。
3.2 实验设备水泥试验磨、高铝坩埚、硅碳棒高温炉、烘干箱、勃氏透气比表面积仪、电子天平、水泥净浆搅拌机、水泥净浆标准稠度及凝结时间测定仪、水泥混凝土恒温恒湿标准养护箱、水泥胶砂搅拌机、水泥胶砂振实台(或水泥胶砂振动台)、电动抗折试验机、数显式建材压力试验机、沸煮箱、水泥抗压夹具、水泥抗折试模。
3.2.1 实验设备图及介绍A.水泥试验磨是由罩壳、磨机、支座及电器控制箱等四大部分组成。
（1）罩壳：罩壳由二层玻璃钢板中间夹吸音棉组成，分上下两罩，上罩壳有罩门，下罩壳有取料斗，可盛放磨好的物料，罩壳与磨机轴用带有毛毡圈端盖7密封，所以罩壳起到隔音和防尘的良好密封作用。
（2）磨机：磨机由筒体磨门盖、轴承及轴承、联轴器和齿轮减速机等组成，是研磨物料的主体部分，在卸料时将磨盖换上栅孔卸料板，满足卸料的要求。
第三节 硅酸盐水泥的生产工艺
(5) 液相的形成与熟料的烧结 液相的形成（1250~1280℃）
液相的组成：由氧化铁、氧化铝、氧化 钙、氧化镁和碱及其他组分 最低共熔温度：物料在加热过程中，两种或两种以上组分 开始出现液相的温度称为最低共熔温度。
其大小与组分的性质与数目有关。
液相量：液相量与组分的性质、含量、温度等因素 有关(一般为20~30%) 。液相多形成C3S容 易，但过多，会造成转窑内结圈，立窑内 结炉瘤等。
（1） 使熟料中的C3S和C2S呈介稳态存在，减少C3S分解， 防止β-C2S向γ-C2S转化而降低水硬活性，提高熟 料质量；防止MgO晶体长大，有利于水泥安定性 ；急冷熟料晶粒小，活性高；C3A主要呈玻璃体， 抗硫酸盐性能提高； （2） 改善熟料的易磨性； （3）回收熟料带走的热量，预热二次空气，提高窑的热 效率； （4）便于熟料运输、贮存与粉磨。
破碎：就是依靠外力（主要是机械力），克服固体物料内 聚力，将大块物料变成小块物料的过程。 破碎的方法： a)压碎 b)磨碎 c) 劈碎 d) 折碎 e)冲击破碎
根据破碎后物料粒度的大小，将破碎分为粗碎、
中碎和细碎三种。
入料粒度（mm） 粗碎 中碎 300 ~ 900 100 ~ 350 出料粒度（mm） 100 ~ 350 20 ~ 100
应能充分进行，必须使烧成带有一定的高度，还要 将煤的粒度、鼓风压力和通风情况加以综合考虑。 但是机立窑中料球如果在烧成带停留时间过长，易 产生过烧，引起结大块、炼边、甚至架窑，反而影 响产质量，增加不必要的能耗。 过短，将漏生。
(3) 冷却带 该带物料温度低于1300℃。在该带中，高温 熟料与从窑下鼓入的冷空气进行热交换，空气被 加热后进入烧成带供燃料燃烧之用。
C－S－A－F四元系统，不同温度下，液相的计算公式：
硅酸盐水泥国家标准及其生产
第二章硅酸盐水泥国家标准及其生产第一节硅酸盐水泥的国家标准硅酸盐水泥是以硅酸钙为主要成分的熟料所制得的水泥的总称。
如掺入一定数量的混合材料，则硅酸盐水泥名称前冠以混合材料名称：如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。
根据国家标准GB175-92 ，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的定义、标号、品质指标以及验收规则如下：一、定义（一）硅酸盆水泥凡是由硅酸盐水泥熟料,0^-5 ％石灰石或粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥，即国外通称的波特兰水泥．硅酸盐水泥分为两种类型：不掺棍合材料的称为I 型硅酸盐水泥，代号P · I ；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量 5 ％石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为I 型硅酸盐水泥，代号P · I 。
（二）普通硅酸盆水泥凡是由硅酸盐水泥熟料,600^15 ％混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号P · O掺活性混合材料时，最大掺入量不得超过15 ％，其中允许用不超过水泥质量 5 ％的窑灰或不超过水泥质量10 ％的非活性混合材料来代替。
掺非活性混合材料时最大掺量不超过水泥质量10 ％。
（三）组分材料1. 硅酸盐水泥熟料凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的产物称为硅酸盐水泥熟料（简称熟料）2. 石膏天然石膏必须符合国家标准GB5483 的规定。
工业副产石膏是工业生产中以硫酸钙为主要成分的副产品。
采用工业副产石青时必须经过试验，证明对水泥性能无害。
3. 活性混合材料活性混合材料系指符合GB1596 的粉煤灰，符合GB2847的火山灰质棍合材料和符合GB203的粒化高炉矿渣。
4. 非活性混合材料活性指标低于GB1596,GB2847 和GB203 标准要求的粉煤灰、火山灰质混合材料和粒化高炉矿渣以及石灰石和砂岩。
石灰石中的三氧化二铝含量不得超过 2.5 ％。
硅酸盐水泥原料及配料计算
▪泥灰岩是由碳酸钙和粘土物质同时沉积所形成的 均匀混合的沉积岩，易采掘。它是一种由石灰石向 粘土过渡的岩石。 ▪泥灰岩是一种极好的水泥原料，其中石灰岩和粘 土混合均匀，易烧性好，有利于提高窑的产量，降 低燃料消耗。
7
▪ 白垩是由海生生物外壳与贝壳堆积而成，主要由 隐晶或无定形细粒疏松的碳酸钙所组成的石灰岩。 其中常夹有粘土，碳酸钙含量在90%以上。白垩 结构疏松，易于粉磨和煅烧，是水泥生产的优质 原料。
24
4.4 熟料组成设计
▪一、水泥品种 ▪二、原料品质 ▪三、燃料品质 ▪四、生料成分均匀性 ▪五、窑型与规格 ▪六、生料易烧性
25
一、水泥品种
▪硅酸盐水泥
▪成分可在一定范围波动(CaO:62～67%、SiO2：20～24%、 Al2O3：4～7%、Fe2O3：2.5%～6.0%)，只要生产出的水泥能 满足GB规定且能保证顺利生产即可。 ▪可以采用各种配料方案，如低铁、高铁、低硅、高饱和系 数等多种方案，但要注意三个率值配合适当，不能过分强调 某一率值，当组成偏离过大，会给生产带来较大的困难。
36
▪熟料组成确定后，即可根据所用原料进行配料计算， 求出符合熟料组成要求的原料配合比。
▪配料计算的依据是物料平衡，即反应物的量应等于 生成物的量。
▪随着温度的升高，生料煅烧成熟料经历以下过程： 生料干燥蒸发物理水；粘土矿物分解放出结晶水；有 机物质的分解挥发；碳酸盐分解放出二氧化碳；液相 出现使熟料烧成。因为有水分、二氧化碳以及某些物 质逸出，所以，计算时必须采用统一基准。
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▪ 煤的灰分不仅影响其发热量，还影响熟料 的化学成分，从而影响熟料质量。若煤来 源多，又未能均化，其灰分的波动必然导 致熟料化学成份及质量的波动。
硅酸盐水泥的生产工艺过程
硅酸盐水泥的生产工艺过程硅酸盐水泥是一种常见的建筑材料，其生产工艺过程经过几个主要步骤。
下面将详细介绍硅酸盐水泥的生产工艺过程。
一、原料准备硅酸盐水泥的主要原料包括石灰石、硅石和黏土。
这些原料需要经过破碎、研磨和混合等步骤进行准备。
首先，石灰石和硅石需要经过破碎机的破碎，使其成为适合生产的颗粒。
然后，破碎后的石灰石和硅石通过磨煤机进行磨细，以增加其表面积。
黏土需要经过混合机进行混合，以确保其成分均匀。
二、原料烧结准备好的原料需要进一步进行烧结。
在硅酸盐水泥的生产过程中，通常采用湿法或干法两种不同的烧结方法。
湿法烧结是指将准备好的混合料加入大型旋转窑中，加入水进行溶解和反应。
在湿法烧结过程中，水会将原料中的硅酸盐和其他杂质进行溶解，然后通过反应形成硅酸盐水泥的主要成分。
另一种干法烧结方法是将混合料送入炉内进行热处理。
干法烧结过程中，混合料被加热到高温，使其发生化学反应，形成硅酸盐水泥的主要成分。
不管是湿法还是干法烧结，烧结后的产物被称为生料。
三、磨矿生料需要经过磨矿过程，以进一步细化和均匀化。
在磨矿过程中，生料被送入磨煤机，并加入适量的石膏和其他辅料。
磨煤机中的钢球和磨板会将生料研磨成较细的粉末。
四、混合和烧结磨矿后的粉末需要进行混合和烧结。
首先，混合粉末被送入旋转窑中。
在旋转窑中，粉末会经历高温和高压的热处理过程，以形成硅酸盐水泥的最终成分。
热处理中的高温会使粉末中的物质相互反应，形成水化硅酸盐矿物。
五、磨磨机烧结后的硅酸盐水泥熟料需要经过磨磨机的研磨。
研磨过程中，熟料被送入磨磨机，并加入适量的石膏和其他辅料。
磨磨机中的钢球和磨板会将熟料研磨成细小的粉末。
六、包装和贮存研磨完成后的硅酸盐水泥被送入包装机进行包装，通常是袋装或散装。
袋装水泥通常用于小规模施工，而散装水泥用于大规模项目。
包装好的水泥袋需要存放在干燥且通风良好的仓库中，确保其质量和使用寿命。
总结起来，硅酸盐水泥的生产工艺过程包括原料准备、原料烧结、磨矿、混合和烧结、磨磨机，以及最后的包装和贮存。
硅酸盐水泥生料配料调整计算及配料计算方法
硅酸盐水泥生料配料调整计算及配料计算方法硅酸盐水泥是一种种常用的建筑材料，它由多种组分混合而成，其中主要的组分有矿物质、水泥粉和硅酸盐，本文主要讨论的是硅酸盐水泥生料配料调整计算及配料计算方法。
硅酸盐水泥生料配料调整计算在制备硅酸盐水泥时，必须将矿物质、水泥粉和硅酸盐按一定比例混合，以获得最佳性能。
硅酸盐水泥中各成分的比例是配料比例调整的重要依据，而其配料调整计算方法则取决于硅酸盐水泥的用途、生料性能和厂家的技术要求。
一般而言，硅酸盐水泥的配料比可以根据水泥的用途分为两类，一类是用于普通建筑的配料比，一类是用于高强耐久建筑的配料比。
普通建筑的配料比一般是以水泥粉为主，硅酸盐和矿物质占比例小，以保证水泥的力学性能和抗腐蚀性。
高强耐久建筑则要求硅酸盐和矿物质占比更大，以保证水泥表观密度高，抗压强度高，抗渗水强度高，以及耐久性、抗冻性等性能。
此外，不同厂家生产的硅酸盐水泥，其配料比也有所不同，厂家配料比决定了水泥的性能，因此在调整配料比时，也需要考虑到厂家的技术要求。
硅酸盐水泥配料计算方法硅酸盐水泥的配料计算方法，是按照硅酸盐水泥生料的性能要求，以及厂家的技术要求调整配料比例，然后按照配料比例计算出各成分的质量，以达到调整配料比例的目的。
具体来说，硅酸盐水泥的配料计算方法如下：1、首先按照配料比例计算出矿物质、水泥粉和硅酸盐的质量（g）：矿物质质量=总质量×矿物质比例水泥粉质量=总质量×水泥粉比例硅酸盐质量=总质量×硅酸盐比例2、按照材料性能要求，计算出矿物质、水泥粉和硅酸盐的实际添加量（g）：矿物质实际添加量=矿物质质量/矿物质密度水泥粉实际添加量=水泥粉质量/水泥粉密度硅酸盐实际添加量=硅酸盐质量/硅酸盐密度3、最后，按照厂家的技术要求和实际情况，调整矿物质、水泥粉和硅酸盐的添加量，以达到最佳性能。
结论硅酸盐水泥生料配料调整计算及配料计算方法是制备硅酸盐水泥的重要环节，它考虑到了硅酸盐水泥的用途、生料性能和厂家的技术要求，以及材料性能要求，经过科学计算后并调整，可以获得最佳性能的硅酸盐水泥，为建筑行业提供了可靠可靠的建筑材料。
水泥的制备
大 致 含 量（%）
35～65 10～40 0～15 5～15
Al2O3· Fe2O3 铁铝酸四钙 4CaO·
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第四节 水泥熟料组成及特性
2.9 硅酸盐水泥熟料主要矿物组成的特点
矿物组成
C3S
主
要
特
点
硅酸盐水泥中最主要的矿物成分，对硅酸盐水泥性质有重要影响。遇水反 应速度较快，水化热高，水化产物对水泥早期和后期强度起主要作用
（1）生料制备
将石灰质原料、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。
石灰质料＋粘土＋校正原料 → 生料 （混合磨细）
生料制备方法：干法（将原料烘干→磨细→生料）（因污染大已淘汰）
湿法（原料＋水→磨细→生料）
干法：将原料同时烘干与粉磨或先烘干后粉磨成生料粉，而后喂入干法 窑内煅烧成熟料的生产方法。
图 C3S晶体结构
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C3S的结构特征可概括为：
具有热力学不稳定性；（温度高会分解） 结构中的钙离子具有较高活性； C3S结构中进入了Al3＋与Mg2＋离子并形 成固溶体，固溶程度越高，活性越大； 结构中存在大尺寸的“空穴”，使其具有 较
C4AF---呈棱柱状或圆粒状，反光能力强，在反光镜下呈亮白色，称为白色中间相。
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①C3S结构特征
C3S称为阿利特或简称A矿（因为没有纯的C3S ，固
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硅酸盐水泥配料及生料制备一、生料及配料的基本概念1 生料1.1 定义：由石灰质原料、粘土质原料、少量校正原料（有时还加入矿化剂、晶种等，立窑生产时还要加煤）按比例配合，粉磨到一定细度的物料。
1.2 分类：生料粉和生料浆两种。
（1）、生料粉：干法生产用的生料。
一般水分≤1%。
据生料中是否含煤又分为三种：白生料：出磨生料中不含煤。
干法回转窑及采用白生料法煅烧的立窑用。
黑生料：出磨生料中含有煅烧所需的全部煤。
采用全黑生料法煅烧的立窑用。
半黑生料：出磨生料中只含有煅烧所需煤的一部分。
采用半黑生料法煅烧的立窑用。
（2）、生料浆：湿法生产所用的生料。
一般含水分32%~40%左右。
2 配料的概念及常用计算式2.1 概念1、定义：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。
2、配料计算的目的：（1）设计（2）生产3、配料应遵循的基本原则：（1）烧出的熟料具有较高的强度和良好的物理化学性能。
（2）配制的生料易于粉磨和煅烧；（3）生产过程易于控制，便于生产操作管理，尽量简化工艺流程。
并结合工厂生产条件，经济、合理地使用矿山资源。
2,2 配料计算中的常用基准1、干燥基准：用干燥状态物料（不含物理水）作计算基准，简称干基。
如不考虑生产损失，有：各种干原料之和=干生料（白生料）2、灼烧基准：生料经灼烧以后去掉烧失量之后，处于灼烧状态，以灼烧状态作计算基准称为灼烧基准。
如不考虑生产损失，有：灼烧生料+煤灰（掺入熟料中的）=熟料3、湿基准：用含水物料作计算基准时称为湿基准，简称湿基。
4、基准间的转换：（1）干基转灼烧基：式中：A——干基物料成分（%）L——干基物料烧失量（%）（2）干基转湿基：式中：w——物料含水量（%）2,3 熟料热耗与煤耗1、热耗：生产1kg熟料所消耗的热量。
符号q，单位kj/kg；2、煤耗：生产1kg熟料所消耗的煤的质量。
符号p，单位kg/kg式中：Qnet,ar——煤的收到基低位发热量（kj/kg）煤耗分实物煤耗、标准煤耗两种，上式中，煤的发热量用的是什么煤，算出的就是什么煤耗。
2.4 煤灰掺入量式中：G A——熟料中煤灰的掺入量（%）；A ar——煤的收到基灰分含量（%）；S——煤灰沉落于熟料中的百分率（%）。
一般取S=100。
2.5 理论料耗理论料耗K T：不计生产损失和物料水分的情况下，生产每千克熟料所消耗的干生料量。
生产方式及煅烧工艺不同，计算公式不同。
1、回转窑、立窑白生料的理论料耗：［（kg白生料）/（kg熟料）］式中：K T——理论料耗；L白——白生料的烧失量（%）。
2、立窑全黑生料理论料耗：［（kg黑生料）/（kg熟料）］3、立窑半黑生料理论料耗：［（kg半黑生料）/（kg熟料）］G A，——半黑生料生产时外加煤掺入熟料的煤灰掺入量（%）。
三、配料计算3.1 尝试误差法配料计算方法很多，应用较多的是尝试误差法中的递减试凑法。
即从熟料化学成分中依次递减配合比的原料成分，试凑至符合要求为止，下面介绍该方法：计算基准：100kg熟料计算依据：原料的化学成分；煤灰的化学成分；煤的工业分析及发热量；热耗等。
计算步骤：1、列出原料、煤灰的化学成分，并处理成总量∑为100%若∑%＞100%，则按比例缩减使综合等于100%；若∑＜100%，是由于某些物质没有被测定出来，此时可把小于100%的差值注明为“其他”项。
列出煤的工业分析资料（收到基）及煤的发热量（收到基，低位）；列出各种原料入磨时的水分；2、确定熟料热耗，计算煤灰掺入量；3、选择熟料率值；4、根据熟料率值计算熟料化学成分；5、递减试凑求各原料配合比；6、计算熟料化学成分并校验熟料率值；7、将干燥原料配合比换算成湿原料配合比。
计算实例：白生料配料计算例：某预分解窑采用三组分原料配料。
熟料率值控制目标值为KH=0.89±0.01n=2.1±0.1 p=1.3±0.1 ，熟料热耗为3350kj/kg。
已知原料、煤灰的化学成分和煤的工业分析资料、原料的水分如下表，试求各原料的配合比。
解：1、将原料、煤灰的分析数据总和处理成100%，将100-∑的差值作为“其他”项列出，为计算方便，将MgO+其他列为一项。
如下表2、煤灰掺入量的计算：3、根据率值计算熟料化学成分：设∑=97.5%，则：4、递减试凑求配合比由上表看出，熟料中尚缺少0.14%的Al2O3,即Al2O3,略微偏低。
但若再加粘土，则SiO2过高，所以不再递减试凑。
（MgO+其他）一项余数也不大，说明∑值假定尚合适。
据上表可求得煅烧100kg熟料所需各种原料用量为：干石灰石=122 –0.2=121.8kg干粘土=23-2.6=20.4kg干铁粉=5.8+0.3=6.1kg各原料的配合比为：5、校验熟料化学成分与率值根据所求得配合比，先计算生料成分，再换算熟料成分，如下表所示，比较验算得出的KH、n、p与题意给定率值的目标值可知，熟料三率值均在要求的范围内，即认为配料计算的结果符合要求。
6、将干料配合比折算成湿料配合比各湿原料的配合比为：石灰石：81.94%粘土：13.83%铁粉：4.24%3.2 计算机配料计算：使用excel进行配料计算（以例示之）：例：已知原燃料有关数据分析，用三种原料配料，熟料热耗为4762KJ/KG熟料。
要求熟料率值KH=0.89,SM=2.0,IM=1.2,试计算原料配合比。
原料与煤灰的化学成分（%要使用excel工作表进行配料，首先要在excel工作表中建立如下图关系。
在C1、E1、G1单元格中分别输入煤的热值、熟料热耗和煤的灰分，在B4：G7单元格中分别输入石灰石、粘土、铁粉、煤灰的化学成分。
单元格中的公式按公式说明输入。
输入完毕使用工具菜单下的“规划求解”命令求解（如果没有该命令，可先点工具下的加载宏命令，勾选其中的“规划求解”对其进行安装）并按下面的要求进行设置：全部设置完毕，按对话框中的“求解”即可得到如下结果：点击确定可有：从图中的I11、I12、I13我们可以看到各原料的配比分别为：石灰石83.20%,粘土13.84%, 铁粉2.96% 。
从图中的C20、D20、E20可知各率值分别为：KH=0.89,SM=2.07,IM=1.13 ,完全符合设计要求。
如果目标值与计算值之间有0.01的误差，也是允许的，但超过了误差范围，就的重新好好计算了。
工作表中的关系一旦建立，可将其保存，以后再用只需更改其中部分数据即可。
四、配料工艺4.1 配料工艺及配料方式：1、配料工艺：根据配料计算结果，将各种原料经过计量按要求的配合比配合的过程。
2、配料方式：磨头仓配料：原料在磨头设置的配料小仓备料，经配料小仓的仓底计量设备称量配合后直接喂入磨机内粉磨的工艺。
常见的工艺流程如下图所示：库底配料：原料直接在各圆库底部卸出并经计量后向同一输送设备按比例配合供料，配合料再直接入磨或经转运后再入磨。
目前多数新型干法水泥企业采用配料站配料。
设置了原料预均化堆场，及辅助原料堆场，在堆场和生料磨间建一排配料库，其规格比一般原料库小，比磨头仓大，各种原料分别进库，在库底卸出并经计量后由同一输送设备送入磨内。
4.2 配料过程中的计量计量：对连续料流的称量，以确定某一量值为目的的一组操作。
计量、给料设备：多数计量设备具有计量与给料（喂料）的功能，少数计量设备只有计量功能，需配合给料（喂料）设备。
常用的计量、给料设备：老式设备圆盘给料机电磁振动给料机皮带给料机简易电子称给料机新式设备恒速定量给料秤（悬臂式电子皮带称）调速定量给料电子皮带称失重称核子称（需匹配给料机与输送设备）4.3 影响配料准确性的因素1、工艺设备不能满足要求2、物料成分、水分、粒度波动过大3、数据反馈与调整不及时、4.4 配料的调整大调整：当原、燃料成分变化时，应重新进行系统配料。
小调整：日常生产中，一旦配料计算之后，小范围内的成分波动进行小调整。
具体方法有：1、采用成分配料控制系统自动调整原料配比：系统框图如下：特点：配制在线钙铁分析仪自动连续取样，检测周期短；系统实时性好，精度高，监控生料质量好，是目前最有效的方法之一。
2、利用率值配料控制系统自动调整：系统框图如上，只是计算机内设定目标变成生料的率值。
特点：配置有多元素分析仪，如X荧光光谱仪、X荧光能谱仪、同位素多元素分析仪等。
能快速、准确测定出四种氧化物。
根据熟料率值推出生料率值作为控制指标。
3、利用质量配料控制系统调整特点：不配置分析仪器，靠人工设定的各种原料给料量和他们之间的比例，自动控制计量、给料设备保持这一喂料量和比例不变。
多数立窑厂采用。
4、固定某些组分流量、调整个别原料流量特点：只检测生料中CaO Fe2O3的含量，间接控制生料的三率值。
据检测结果调整原料配比，但原料种类较多，固定其中一些成分，单独调整某些成分。
具体方法很多，视实际情况定。
五、生料粉磨粉磨：将小块状（粒状）物料破碎成细粉（100μm以下）的过程。
生料粉磨：将原料配合后粉磨成生料的工艺。
5.1 生料粉磨流程（粉磨系统）及应用1、分类：按生产方法不同分为湿法和干法两类。
按是否有选粉设备分为开路和闭路两类。
重点介绍干法生料粉磨系统干法生料粉磨系统分类：按是否有烘干功能分为：普通干法粉磨；可以是开路或闭路。
烘干兼粉磨系统：属闭路系统。
按磨机类型分为：钢球磨；立式磨；挤压粉磨技术。
2、几种粉磨流程：闭路粉磨系统（1）、开路粉磨系统：（2）、闭路粉磨系统：喂料（3）、风扫磨系统：（4）、尾卸提升循环磨系统：（5）、中卸提升循环磨系统：（6）、选粉烘干系统：（7）、带有立式烘干塔的粉磨系统：（8）、预破碎烘干系统：（9）、立式磨系统：（10）、挤压粉磨系统：A、混合粉磨系统：B、预粉磨系统：C、终粉磨系统5.2 生料粉磨发展的特点1、利用废气进行磨内物料的烘干；2、粉磨设备日趋大型化；3、新型磨机、高效选粉机等及其由它们组合成的各种新型闭路粉磨系统，使粉磨效率提高，粉磨功的有效利用率提高，水泥生产综合能耗下降；4、磨机系统操作自动化；5、各种新型优质研磨体、锁风装置、密封材料、大型专用驱动装置等的广泛应用，为主机安全、高效运转提供了保证。
5.3 生料粉磨细度及颗粒级配要求控制生料粉磨细度的意义：生料细度影响熟料的煅烧速度，也影响熟料的质量。
生料越细，熟料的形成越快，产量提高，且游离氧化钙下降。
但过细后，对煅烧的影响不大，反而会使生料磨的产量下降，电耗明显升高。
因此，细度须控制适当。
控制生料颗粒分布的意义：生料细度不均匀，反应不一致，尤其是粗颗粒，反应很慢，对熟料质量的影响很大，粗颗粒越多，同样煅烧条件下，熟料中游离氧化钙含量越高。