2011年8月水泥培训知识
一、 生产水泥的主要原料
1） 化学成分必须满足配料的要求，以能制的成分合适的原料，否则会使配料困难，甚至无法配料。
生产水泥的原料主要是石灰石质原料，粘土质原料包括（页岩、陶土、）砂岩、废石硅质正原料泥灰岩和铁粉、铁合金炉渣。
凡以碳酸钙为主要成分的原料都叫石灰石原料。主要有石灰岩，泥灰岩等，一般生产1t熟料约需1.1～1.3t石灰质干原料。一般要求CaO的含量要达到≥48%。MgO(%)＜2.5 R2O(%)＜1.0燧石和石灰＜4.0
粘土质原料是含碱和碱土的铝硅酸盐，主要化学成分是SiO2,其次Al2O3，还有少量Fe2o3，一般生产1t熟料约需0.2～0.4t粘土质原料.衡量黏土质原料的质量主要有化学成分（硅率和铝率），含碱量等。
铁质原料Fe2o3≥40%，铁合金炉渣≥22%
当石灰质原料和粘土质原料配合所得的生料成分不能符合配料方案要求时，必须根据所缺的组分，参加相应的校正原料。氧化铁不够时，应参加含量大于40%的铁质校正原料。硅不够时，应掺加氧化硅含量为70～90%的硅质原料，如砂岩，粉砂岩等。氧化铝不够时，可掺加氧化铝含量大于30%的铝质原料。如煤渣，粉煤灰等。
2） 有害杂质的含量应尽量少，以利于工艺操作和水泥的质量。
为使熟料中的氧化镁含量小于5%，石灰石中的氧化镁含量小于3.0%.
为了控制生料中碱含量不大于1%，一般控制粘土中碱含量小于4%。
3） 应具有良好的工艺性能，如易磨性，热稳定性等。
为了原料易磨性，一般控制燧石和石英含量在4%以下。
为了保证粘土中不含有过多的石英砂，一般要求0.08mm方空筛筛余不超过10%，0.2mm方空筛筛余不超过2%。
二.生料的三率值
1.KH（石灰饱和系数）
石灰饱和系数是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙（C3S和C2S）所需的氧化钙含量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。当KH值高时，煅烧困难，f-Cao增加，有安定性不良趋势，硅酸三钙增加，硅酸二钙减少。
KH=(CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3)/(2.8SiO2)
2.硅率（SM或n）
硅率表示SiO2的百分含量与Al2O3和Fe2O3百分含量之比。如果硅率过高，则由于高温液相量少，硅酸三钙不容易生成，导致硅酸二钙较多熟料易粉化。如果硅率过低，则熟料因硅酸盐矿物少而强度低，且由于液相量大，易出现结大块，结圈等，影响窑的操作。一般在1.8～2.7.
SM= SiO2/（Al2O3+ Fe2O3）
3.铝率（IM或p）Al2O3/ Fe2O3
铝率表示Al2O3和Fe2O3百分含量之比。铝率高，熟料中铝酸三钙多，液相粘度大，物料难烧。但铝率过低，虽然液相粘度小，但烧结范围窄，窑内易结大圈，不利于窑的
操作。一般在0.64～1.8之间。
4、生料中的其他控制条件
由于预分解窑对原料的适应性较差，为避免结皮和堵塞，要求生料中的碱含量（K2O+Na2O）小于1，当碱含量大于1%时，则要求生料中的硫碱摩尔比为0.5～1。
硫碱摩尔比=MSO3/（MK2O+1/2MNa2O）
为了控制结皮和堵塞，生料中的氯离子应小于0.015%。
二、 熟料
什么叫熟料
以适当成份的生料，烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主的矿物组成产物，叫硅酸盐水泥熟料。
熟料的化学成份主要由CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3四种氧化物组成。其含量总和通常在95%以上。这四种氧化物的波动范围如下：
CaO为62%～67% SiO2为20%～24% Al2O3为4%～7% Fe2O3为2.5%～6%
1.硅酸三钙
硅酸三钙其含量通常在50%左右，有时甚至高达60%。，称为阿利特或A矿。
硅酸三钙凝结时间正常，水化较快。放热较多，早期强度高且后期强度增进率较大。其28d和一年强度是四种矿物中最高的。
2.硅酸二钙（β- C2S）
硅酸二钙一般含量在20%左右，称为贝利特或B矿。
贝利特水化反应较慢，早期强度较低但后期强度增长铝较高，水化热较小。
3、.铝酸钙
铝酸钙含量为7%～15%。其特点是水化迅速，防热多，凝结快。早期强度体现快，后期强度几乎不增长，甚至倒退。
4、铁相固溶体
铁铝酸四钙相固含量为9～18%。水化速度介于铝酸三钙和硅酸三钙之间。但随后的发展不如硅酸三钙。早期强度类似铝酸三钙，后期还能不断增长。
c.玻璃体
四、熟料率值
由于计算熟料率值时，煤灰和窑灰的干扰计算，故三个率值都有影响，但是计算公式不变。一般由于煤灰掺入，将使熟料KH值降低0.04～0.16,硅率降低0.05～0.2，铝率提高0.05～0.3。
1.KH（石灰饱和系数）
石灰饱和系数是全部氧化硅生成硅酸钙所需的氧化钙含量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。当KH值高时，煅烧困难，f-cao增加，有安定性不良趋势，硅酸三钙增加，硅酸二钙减少。其值一般为KH；0.87～0.92
KH=(CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3)/(2.8SiO2)
2.硅率（SM或n）
硅率表示SiO2的百分含量与Al2O3和Fe2O3百分含量之比。如果硅率过高，则由于高温液相量少，硅酸三钙不容易生成，导致硅酸二钙较多熟料易粉化。如果硅率过低，则熟料因硅酸盐矿物少而强度低，且由于液相量大，易出现结大块，结圈等，影响窑的操作。一般在1.7～2.7.
SM= SiO2/（Al2O3+ Fe2O3）
3.铝率（IM或p）
铝率表示Al2O3和Fe2O3百分含量之比。铝率高，熟料中铝酸三钙多，液相粘度大，物料难烧。但铝
率过低，虽然液相粘度小，但烧结范围窄，窑内易结大圈，不利于窑的操作。一般在0.9～1.8之间。
4、生产水泥分几个段
三个段：：生料粉磨；水泥粉磨；熟料段烧，即两磨一烧
生产水泥的原料：石灰石、粘土质、铁粉、原煤、煤矸石、炉渣、粉煤灰、
石膏
5、熟料煅烧方法：有干法、湿法、半干法
6、控制指标范围；出磨生料CaOK±0.3%合格率≥70%；Fe2O3 K±0.2%合格 率≥80%；0.080mm方孔筛细度K±2.0%合格率≥90%
0.2mm筛余≤2.0%合格率≥90%
KH；K±0.02合格率≥70%；N；K±0.10合格率≥85%
P；K±0.10合格率≥85
7、入窑生料CaO；K±0.3%合格率≥80%；分解率K±3%合 格率≥90% 0.080mm方孔筛细度K±2.0%合格率≥90%；KH；K±0.02合格率≥90%；N；K±0.10合格率≥95%； P；K±0.10合格率≥95%
入窑煤水份；K自定合格率≥90%；0.080方孔筛细度目标自定合格率≥85%；灰份、挥发份K±2.0%合格率≥85%。
8、出窑熟料立升重；K±75Kg/L合格率≥85%；f—CaO≤1.5%合格率≥85%；高抗熟料f—CaO≤1.0%合格率≥85%；KH；K±0.02合格率≥80%；N；K±0.10合格率≥85%； P；K±0.10合格率≥85%；强度≥50MPa
9、出磨水泥：SO3±0.2%合格率≥75%；0.080mm方孔筛水泥厂细度K±1.5%合格率≥85% ；比表面积K±15m2/kg合格率≥85%；混合材K±2.0%合格率≥100%；MgO≤5.0%合格率100%；CL-≤0.06%合格率100%
出厂水泥；28天强度目标值≥水泥标准规定值+富裕强度值+3S
通用水泥 富裕强度2.0Mpa；特种水泥富裕强度1.0Mpa；月平均变异系数；32.5≤4.5%；42.5≤4.0%；52.5以上≤3.0%
均匀性试验≤3.0%
化学性能符合标准要求100%
水泥包装袋符合GB9774规定；每袋净含量≥49.5Kg；20袋总重 ≥1000Kg含袋
四： 水泥
1、什么叫水泥：凡细磨材料加入适量水后成为塑性浆体，即能在空气中硬化，又能在水中继续硬化，并能把砂石等材料牢固胶结在一起的水硬性胶凝材料叫水泥。
2、水泥分类：水泥按其性能分为通用水泥；专用水泥；特性水泥三种
3、水泥的命名：
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，则硅酸盐水泥名称前冠以混合材名称，如矿渣硅酸盐水泥。
1）.硅酸盐水泥
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，即波特兰水泥。硅酸盐水泥分为两种：不掺混合材的称为Ⅰ型硅酸盐水泥，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的称为Ⅱ型硅酸盐水
泥。
2.）普通硅酸盐水泥
凡是由硅酸盐水泥熟料，6-20%混合材，适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥。代号为P.O。
3.）复合硅酸盐水泥
凡是由硅酸盐水泥熟料，掺两种或两种以上规定的混合材，适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥。代号为P.C
4）高抗硫酸盐水泥
以特定矿物组成的硅酸盐水泥熟料，加入适量的石膏，磨细制成的有抵抗较高浓度硫酸根离子侵浊的水硬性胶凝材料，称为高抗硫硅酸盐水泥。代号为P.HSR
五.水泥的技术要求：
1.不溶物
Ⅰ型硅酸盐水泥不溶物不超过0.75%，Ⅱ型硅酸盐水泥不溶物不超过1.5%。
2.氧化镁
水泥中氧化镁含量不超过5%。
3.SO3
SO3含量不的超过3.5%。
4.烧失量
Ⅰ型硅酸盐水泥烧失量不超过3%，Ⅱ型硅酸盐水泥烧失量不超过3.5%。普通水泥中烧失量不超过5%。烧失量对水泥混凝土的抗冻性影响最大，对强度也有较大影响。
5.细度
硅酸盐水泥比表面积大于300m2/kg，普通水泥0.08mm筛余不得超过10%。
水泥细度细，与水接触面积多，水化快，另外，细度细，水泥晶格扭曲，缺陷多，也有利于水化。一般认为，水泥颗粒粉磨至粒径小于40μm，水化活性高，技术经济合理。磨的过细，使早期水化反应和强度提高，但对后期强度没有益处，且不经济。
6.凝结时间
硅酸盐水泥凝结时间初凝不得早于45min，终凝不得晚于390min。普通硅酸盐
水泥凝结时间初凝不得早于45min，终凝不得晚于10h。
初凝表示浆体失去了流动性和部分可塑性，终凝表示水泥浆体以完全失去可塑性，并有一定抵抗外来压力的强度。
7.安定性
用沸煮法检验必须合格。
8.强度
强度不得低于该标号水泥规定的值。
9.碱
水泥中碱含量不得大于0.6%。
水泥中CL含量不得大于0.06%。
水泥中碱含量高，由于碱易生成钾石膏，使水泥库结块和造成水泥快凝。碱还能使混凝土表面其霜（白斑）。
五.水泥生产知识问答题：
1、什么叫破碎比
就是用来表示物料在破碎前后尺寸的程度，并表示破碎机进口物料大小之比，即为物料破碎前后平均粒径之比。i=D前/D后
2、什么叫破碎
块状物料在粉碎前预先经过一次细破碎，使入磨物料粒度细至5mm以下的破碎工序叫破碎。
破碎粗碎在100mm左右、中碎在30mm左右、细碎3mm左右
3、为什么要控制入磨物料的粒度和水份
入磨物料的水份高对磨机产量影响，主要是含湿量大由于磨内水蒸汽增大，细颗粒物料粘附在研磨体和衬板上，使粉磨效率显箸下降，严重时使隔仓板篦孔堵塞，出磨物料的质量引起大的波动。控制入磨物料粒度，是为了加强入磨物料的均化和提高粉
磨的效率，物料粒度小为各种物料正确配比均匀创造条件，，对提高磨机产量，降低电耗效率更为显箸，一般破碎一吨需2—4KW/h，而粉磨一吨需20—30KW/h 。
4、为什么要控制生料细度
因熟料的矿物形成，基本上靠固相反应来完成，不考虑原料矿物性质，在均化程度，煅烧温度和时间相同的前提下，固相反应的速度基本上于生料细度成正比，细度愈细反应速度愈快，反应易进行完成，这是因为生料细其比表面积越大，颗粒界面增多，物质的分子处于不稳定状态，自由能增大故易于参加反应。当然不恰当地提高细度，降低磨机产量，增加电耗。一般生料0.080mm方孔筛余小于10%，0.2mm 方孔筛小于1.5%
5、生产控制中为什么要控制出磨CaO
合理而又稳定的生料是保证熟料质量和维持正常煅烧的前提，生料粉磨又是这种条件的工艺手段，但是由于物料性能及操作的变化，和物料计量装置的不足，对出磨生料是否符合要求，成份是否合理稳定，必须通过检验才能得知，石灰石是配料的主要成份，控制了CaO实质上也是检查了配比中石灰石所占比例是否符合方案的要求，为及时提供配比提供依据。
6、为什么要控制出磨生料中的Fe2O3
控制生料中的Fe2O3的目的是为了稳定熟料中P、值，P值的高低对生料的易烧性，及熟料烧结温度，范围有密关系，因此稳定P值是稳定窑热工制度和保证熟料质量的重要因素，液相量的多少，虽不直接决定P值，但液相粘度和相量却直接由P值决定，P=AI2O3/Fe2O3
初液相量与Fe2O3关系很大，初液相量随Fe2O3的增加而下降，反之增大，液相量要适当，当P值为1时，液相粘度低，有利于C2S吸收f-CaO形成C3S，但Fe2O3高时物料烧结温度范围窄窑上不易操作，当P大于1时，物料烧结温度宽，窑上易于操作。
7、生料均化的目的是什么
生料均化是指生料成份的均匀稳定，它对稳定熟料的成份，稳定窑的热工制度，提高熟料的产量具有重要的意义。KH±0.02 N、P±0.1
8、为什么要控制立升重
熟料立升重即为一立升熟料的重量，熟料立升重的高低，是判断熟料质量和窑内温度的参考数据之一，通过物料结粒的大小均匀程度，可以推测烧成的温度是否正常，当温度正常时产量高，熟料结粒大小均齐，熟料外观紧密结实，表面较光滑，程小圆球状，这时升重较高。但当熟料颗粒小的多，其中还带有细粉，这时升重低窑内温度低。烧成温度过高时，对窑皮不利，影响窑的安全运转。
9、造成熟料中f—CaO偏高的原因是什么
（1）KH过高给煅烧带来困难，使CaO未能全部被C2S吸收生成以C3S或原料中结晶二氧化硅含量高，使生成硅酸盐矿物的反应较困难f—CaO
偏高。
（2）生料细度粗不均匀，煤掺不均或煤质变化，配料方案没有及时调整。
（3）煅烧温度不够，熟料冷却慢或操作不当引起部分煅烧不均匀，物料在烧成带停留时间不足，有部分物料未烧透，就进入冷却带。
（4）生料中碱含量高
（5）经常停窑，窑内热工制度不稳
（6）在还原气氛下由铁还原而引起二次f—CaO
10、熟料为什么要快冷
熟料冷却的目的在于，回收熟料的余热。余热入窑助燃空气，提高窑的热效应。迅速冷却熟料可以改善熟料质量和提高熟料的易磨性。再者可防止C2S品态转变，快冷熟料中的C3A来不及结晶，C3A晶态少抗硫酸盐性能力强。
（1）慢冷使熟料C2S矿物发生晶型转变，有B型转为y型比重小，体积约增10%由于晶态转变体积澎涨，使熟料松散或浅黄色或有暗灰色的粉未，这种在慢冷状态下生成的y型的C2S水硬性较小，降低熟料强度。
（2）慢冷容易使熟料晶体增大，C2S晶体过于粗大，质量将受到影响， C3S在1250℃以下不稳定易分解，C3A呈结晶状态抗硫酸盐的侵浊性弱，熟料矿物全部呈晶态存在，粉磨比较困难。
11、为什么要控制煤粉细度
因为煤粉细度粗，不利于窑的煅烧，在烧成带没有燃烧完全，被二次风带入窑尾，使后窑口温度偏高，容易造成窑尾结皮堵塞，严重时结大球，造成窑运转率下降，同时熟料质量下降。
12、为什么要控制水泥细度
水泥细度是表示水泥磨细的程度或水泥的分散度指标。
因为水泥细度影响水泥的强度，凝结时间、标准稠度、水化硬化的速度，泌水性、保水性物理性能等重要因素，因此要控制水泥细度。但细度控制要适当，太细一方面会造成施工时起皮，影响磨机产量。
13、.水泥中掺入石膏的作用：
增加石膏的作用是其防止快凝。其缓凝的作用是在水泥颗粒表面形成钙矾石保护膜，防碍水分子等移动的结果。
石膏的适宜掺入量是使水泥凝结正常，强度高，安定性良好的掺量。我国生产的普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥，其石膏掺入量一般波动以SO3计为1.5-2.5%。因为当石膏掺量过多，不但对缓凝作用帮助不大，还会在后期形成钙矾石，产生膨胀应力，降低浆体强度，严重的还会引起安定性不良。所以水泥中SO3含量不得超过3.5%。
14、.混合材在水泥中的作用
在磨制水泥时，为了改善水泥性能，调节水泥标号，增加水泥产量，降低能耗而掺入水泥的人造或天然矿物材料，称为水泥混合材料。分为活性混合材和非活性混合材。
凡是天然或人工的矿物质材料，磨成细粉，加水后本身不硬化，但与激发剂混合并加水搅拌后，不但能在空气中而且能在水中继续硬化者，称为活性混
合材。
非活性混合材是指活性指标达不到活性混合材要求的矿渣，火山灰，粉煤灰等材料。
混合材掺入量越多，水泥强度下降越显著，而掺入量适当时，早期强度下降不大，后期强度下降也很小，有些后期强度有可能会有所提高。
15、水泥出厂包装时为什么要多库搭配
多库搭配可以根据不正常水泥质量的优劣程度，采用不同比例进行搭配使不合格率品转为合格品。
16、生产控制在水泥生中的作用
（1）做好原燃材料的现场管理和质量均化工作，保证配料方案的正确实施。
（2）及时准确的检测数据，反应工艺过程中半成品、成品的质量情况为调整配料改变操作和设备条件提供依据。
（3）做好生产过各的质量控制和质量调度工作，使原燃材料符合技术条件，半成品符合控制指标，出厂水泥符合国家标准。