第七章水泥生产的质量控制

1、第七章水泥生产的质量控制原燃料生料熟料水泥生产工艺是连续性很强的过程，无论哪一道工序保证不了质量都将影响产品的质量。 质量控制产品达到所需性能的满足程度，保证生产出符合设计和规范质量要求的产品 为达到质量要求而采取的作业技术和活动检验质量管理阶段统计质量管理阶段全面质量管理阶段质量管理质量管理事后预防全方面7-1 样品的采取与平均试样的制备n总体：总体：具体对象的全体。具体对象的全体。n样本：样本：从总体中随机抽取出来的一部分个体。从总体中随机抽取出来的一部分个体。n样品：样品：被抽出的样本中的每一个产品。被抽出的样本中的每一个产品。n在硅酸盐生产中，原、燃、材料或粉状物料在每个采样点在硅酸盐

2、生产中，原、燃、材料或粉状物料在每个采样点采取的物料，可视为一个采取的物料，可视为一个“样品样品”。 n样本大小（样本容量）：样本大小（样本容量）：样本中所含的样品数目。样本是样本中所含的样品数目。样本是由一个或若干个样品组成的。由一个或若干个样品组成的。n抽样：抽样：从总体中随机抽取样品组成样本的过程。从总体中随机抽取样品组成样本的过程。n样本的代表性：样本的代表性：指指样本样本与与整批产品整批产品或某或某工序产品质量一致性工序产品质量一致性程度的高低。程度的高低。样本代表性的保证措施样本代表性的保证措施数量数量方法（随机性）方法（随机性）方案（取样点的分布和数量）方案（取样点的分布和数量）

3、人（操作技能）制备平均试样（严格按照制样程序）制备平均试样（严格按照制样程序）n一、在生产过程中取样一、在生产过程中取样（一）生产原料、燃料的取样（一）生产原料、燃料的取样（二）出磨生料、出磨水泥样品的采取（二）出磨生料、出磨水泥样品的采取（三）水泥成品样品的采取（三）水泥成品样品的采取n二、平均试样的制备与保管二、平均试样的制备与保管（一）平均试样的制备（一）平均试样的制备( (二二) )、试样的保管、试样的保管一、在生产过程中取样n（一）生产原料、燃料的取样（一）生产原料、燃料的取样n（1 1）、在料堆上进行采样：）、在料堆上进行采样：n深入深入0.30.5m0.30.5m，挖取，挖取50

4、g50g左左右的样品。将各点取的样品混右的样品。将各点取的样品混合而成样本。合而成样本。12m0.5m（2 2）、在输送设备上取样）、在输送设备上取样采用横向截取法，即每隔一定时间，在垂直于物料流动的采用横向截取法，即每隔一定时间，在垂直于物料流动的方向上截取一定量的物料作为样品。方向上截取一定量的物料作为样品。输送设备上整个横截面的所有物料都取下来，作为样品；输送设备上整个横截面的所有物料都取下来，作为样品；喂料设备在取样时间内所给出的物料全部接取作为样品。喂料设备在取样时间内所给出的物料全部接取作为样品。n采取一定时间间隔的样品（如每天、每班、采取一定时间间隔的样品（如每天、每班、每时等）

5、。每时等）。n（1 1）人工取样）人工取样n（2 2）自动连续取样）自动连续取样（二）出磨生料、出磨水泥样品的采取（三）水泥成品样品的采取n（1 1）自动取样器取样：）自动取样器取样：n（2 2）取样管取样：随机选择）取样管取样：随机选择2020个以上不同的部个以上不同的部位位n（3 3）槽形管状取样器取样：）槽形管状取样器取样：n采取水泥混合样时，取样数量应符合各相应水泥采取水泥混合样时，取样数量应符合各相应水泥标准的规定。标准的规定。n采取水泥分割样时的取样数量，对袋装水泥，每采取水泥分割样时的取样数量，对袋装水泥，每1/101/10编号从一袋中取至少编号从一袋中取至少6 6。对散装水泥，

6、每。对散装水泥，每1/101/10编号在编号在5min5min内取至少内取至少6 6。二、平均试样的制备与保管n（一）平均试样的制备：（一）平均试样的制备：n即对样本物料的加工过程。一般要经过烘干、破碎、过筛、即对样本物料的加工过程。一般要经过烘干、破碎、过筛、混匀、缩分五道工序。混匀、缩分五道工序。( (根据试样的种类和用途而定根据试样的种类和用途而定) ) n1.1.混匀混匀n（1 1）、移堆法：）、移堆法：用铁铲将样本物料堆成锥形用铁铲将样本物料堆成锥形( (物料从锥中物料从锥中心给下心给下) ) 5 5次次n（2 2）、环锥法：）、环锥法：堆成的圆锥体，用木板或金属板从锥顶的堆成的圆锥

7、体，用木板或金属板从锥顶的中心插入，以锥体轴为中心将板转动。重新堆成圆锥体。中心插入，以锥体轴为中心将板转动。重新堆成圆锥体。2323次次n（3 3）、机械法：）、机械法：分样器混匀分样器混匀2.2.样本物料的缩分样本物料的缩分n质量大，缩分以制备平均试样。质量大，缩分以制备平均试样。n（1 1）锥形四分法：）锥形四分法：堆成圆锥体。压平，通过圆心堆成圆锥体。压平，通过圆心将其分成四等份。去掉任意的相对两等份，剩下将其分成四等份。去掉任意的相对两等份，剩下的两等份再混匀堆成圆锥体。反复至要求的试样的两等份再混匀堆成圆锥体。反复至要求的试样数量为止。数量为止。 n （2 2）正方形法（挖取法）：

8、）正方形法（挖取法）：铺成正铺成正方形的均匀薄层，用小铲子划成若干个方形的均匀薄层，用小铲子划成若干个小正方形将每一间隔的小正方形中的物小正方形将每一间隔的小正方形中的物料全部取出，剩余的部分按上述方法反料全部取出，剩余的部分按上述方法反复进行，直到所需的试样数量。复进行，直到所需的试样数量。 （3 3）分样器缩分法：）分样器缩分法：3.3.样品最低可靠质量的确定样品最低可靠质量的确定n缩分试样的最低可靠质量，大体上与其最大颗粒直径成缩分试样的最低可靠质量，大体上与其最大颗粒直径成正比，可按下式计算：正比，可按下式计算：nQ=KdQ=Kd2 2n式中：式中：QQ样本物料的最低可靠质量（样本物料

9、的最低可靠质量（kgkg）；）；n KK根据矿石特性而确定的经验系数，见下表；根据矿石特性而确定的经验系数，见下表；n dd样本物料的最大颗粒直径（样本物料的最大颗粒直径（mmmm）。）。nK K的经验值的经验值n较均匀的较均匀的0.10.30.10.3n不均匀的不均匀的0.40.60.40.6n很不均匀的很不均匀的0.71.00.71.04.4.制备试样时应注意的事项制备试样时应注意的事项n（1）在破碎、磨细试样前，对每一件设备用品都需用刷子刷净，不应有其他试样粉末残留。最好再用少量待磨细的试样“清洗”23次后再使用。n（2）应尽量防止试样小块和粉末飞撒。n（3）磨细过筛后的筛余一律不许弃去

10、，须继续进行粉碎，直至全部试样都通过筛子为止。n（4）要避免试样在制备过程中被玷污，因此要避免机械、器皿污染，试样和试样之间的交叉污染。n（5）制备好的合格试样应及时封存保管，要贴上试样标签，以便识别。标签应注明试样名称，检验项目，取样日期，制备人等项目。试样交实验者时应有签收手续。(二)试样的保管n保管试样的目的：当试验有误差时需要进行再试验、保管试样的目的：当试验有误差时需要进行再试验、在抽查或发生纠纷进行仲裁时，均要用原来试样，在抽查或发生纠纷进行仲裁时，均要用原来试样，因此，试样要妥善保管。因此，试样要妥善保管。n保管要求：标签要准确无误；保管要求：标签要准确无误；n水泥、熟料等易受潮

11、的试样应用封口铁桶和带盖磨水泥、熟料等易受潮的试样应用封口铁桶和带盖磨口瓶保存。口瓶保存。n保存期：出厂水泥保存三个月；保存期：出厂水泥保存三个月；n其他试样各厂可根据情况自定，一般应保存一周左其他试样各厂可根据情况自定，一般应保存一周左右。右。7-2 原燃材料的质量控制与管理n一、原料的质量控制一、原料的质量控制n二、燃料的质量控制二、燃料的质量控制n三、矿化剂、晶种的质量控制三、矿化剂、晶种的质量控制n四、混合材料的质量控制四、混合材料的质量控制n五、石膏的质量控制五、石膏的质量控制一、原料的质量控制原料原料名称名称CaO(%)MgO(%)燧石燧石或石英或石英(%)碱碱(%)SO3(%)石

12、灰石石灰石483.04.00.61.01（一）质量要求（一）质量要求原料名称原料名称npMgO(%)碱碱(%)SO3(%)入磨入磨水分水分塑性塑性指数指数ClCl- -（% %）粘粘土土一级品一级品2.73.5 1.53.53.03.0 4.04.0222 212120.0150.015二级品二级品2.02.73.54.0不限不限原料名称原料名称Fe2O3入磨水分入磨水分铁质校正原料铁质校正原料40%5%（一）质量要求（一）质量要求指标指标SMSMSiOSiO2 2MgOMgO（R R2 2OOSOSO3 3ClCl- -（%）FeFe2 2O O3 3AlAl2 2O O3 3硅质硅质校正校

13、正原料原料4.04.070%70%90%90%3.0%3.0%4.0%4.0%1.0%1.0%0.0150.015%铁质铁质校正校正原料原料3.0%3.0%2.0%2.0%2.0%2.0%0.0150.015%40%40%铝质铝质校正校正原料原料3.0%3.0%2.0%2.0%1.0%1.0%0.0150.015%30%30%n（三）储存期（三）储存期原料原料名称名称石灰石石灰石粘土粘土铁质校正铁质校正原料原料储存期储存期有矿山有矿山5d无矿山无矿山10d10d20d|（二）质量管理（二）质量管理 进厂原料要分批分堆存放，每批都要进厂原料要分批分堆存放，每批都要取样化验，先化验后使用，尽可能均

14、化取样化验，先化验后使用，尽可能均化二、燃料的质量控制（一）质量要求（一）质量要求回转窑回转窑( (烟煤烟煤) )，立窑，立窑( (无烟煤无烟煤) )。煤中挥发分煤中挥发分10%10%的为烟煤，的为烟煤，10%10%的为无烟煤。的为无烟煤。窑型窑型灰分（灰分（%） 挥发分（挥发分（%）硫（硫（%）低位发热量低位发热量（kJ/kg)kJ/kg)湿法窑湿法窑2828183018302174021740立波尔窑立波尔窑2525183018302300023000机立窑机立窑353515151880018800预分解窑预分解窑282822322232332174021740窑型窑型煤种煤种Ad (%)

15、Vd(%)Qnet,d(KJ/Kg)回转窑回转窑烟煤烟煤28183020934回转窑入窑煤粉质量波动范围：回转窑入窑煤粉质量波动范围：A：2.0% 合格率合格率70% V：2.0% 水分：水分：1.0% 细度细度：0.08mm0.08mm方孔筛筛余方孔筛筛余 8%15%8%15%n（二）质量管理（二）质量管理 1、定点供应、定点供应 2、分批分堆存放、分批分堆存放 3、按批做煤的工业分析；煤灰化学全分析。、按批做煤的工业分析；煤灰化学全分析。 4、搭配使用，注意均化、搭配使用，注意均化 5、合理存放，防止自燃。、合理存放，防止自燃。n（三）储存期（三）储存期 10d三、矿化剂、晶种的质量控制n

16、矿化剂：矿化剂：n质量要求：质量要求：若采用萤石若采用萤石- -石膏复合矿化剂，萤石石膏复合矿化剂，萤石中中CaFCaF2 250%50%，石膏中，石膏中SOSO3 330%30%。n质量管理：质量管理：每进厂一批取样一次并检验，分批堆每进厂一批取样一次并检验，分批堆放，分别使用。放，分别使用。n晶种：晶种：要用优质熟料，要用优质熟料，C C3 3S50%S50%。四、混合材料的质量控制n掺加品种和掺加量掺加品种和掺加量n矿渣的质量控制：质量系数MnOTiO2氟化物（以F计）容积密度1.24%10%2%越小越好矿渣烘干时：气体温度：矿渣烘干时：气体温度：800850800850矿渣温度：矿渣温

17、度：600650600650（防温度过高而结晶）（防温度过高而结晶） 管理：管理： 按品种分批、分堆存放按品种分批、分堆存放 每批取样做品质试验每批取样做品质试验 储存期：储存期：粒化高炉矿渣：粒化高炉矿渣： 自水淬成粒算起自水淬成粒算起33个月个月一质量控制要求：一质量控制要求： 1.1.附着水分：附着水分： 4% 4% 2. 2.块度尺寸：块度尺寸：400400mmmm或由供需双方商定或由供需双方商定 3. 3.分级：分级：p172p172表表7.17.1二质量管理：二质量管理： 按批取样化验按批取样化验（附着水、结晶水、三氧化硫含量）（附着水、结晶水、三氧化硫含量） 三储存期：三储存期：

18、 2020d d五、石膏的质量控制7-3生料的质量控制n一、生料制备过程中的质量要求一、生料制备过程中的质量要求n二、二、出磨生料出磨生料的质量控制的质量控制n三、三、入窑生料入窑生料的质量控制的质量控制n物理指标：细度，形态，水分物理指标：细度，形态，水分n化学指标：化学成分，三率值合格，均匀程度化学指标：化学成分，三率值合格，均匀程度n（钙铁分析仪）（多元素分析仪）（钙铁分析仪）（多元素分析仪）区别一、生料制备过程中的质量要求n1 1、入磨物料的配比：、入磨物料的配比：n2 2、入磨物料的粒度：、入磨物料的粒度：与磨机类型、规格有关，与磨机类型、规格有关，一般一般2530mm2530mm左

19、右左右n3 3、入磨物料的水分：、入磨物料的水分：与磨机类型有关与磨机类型有关n一般：干法球磨机一般：干法球磨机1.0%2.0%1.0%2.0%n烘干兼粉磨系统烘干兼粉磨系统6.0%6.0%实验项目实验项目控制指标控制指标合格率合格率取样次数取样次数细细 度度0.080.2mm8%12%1.0% 1.5%87.5%每每1h1次次TCaCO3C+M0.5%0.3%60%每每1h1次次FeO30.2%80%每每2h1次次立窑立窑生产采用全黑生料或半黑生料时，还需进行生产采用全黑生料或半黑生料时，还需进行煤煤掺加量的质量控制掺加量的质量控制TCaCO3：碳酸钙滴定值碳酸钙滴定值 化学成分化学成分:人

20、工分析人工分析 /仪器分析仪器分析 二、出磨生料的质量控制控制KH控制热工制度适度 出磨生料出磨生料储存均化储存均化入窑入窑 三、入窑生料的质量控制：多库搭配、机械倒库、空气搅拌多库搭配、机械倒库、空气搅拌每每1 1h h取一次样取一次样 测测TCaCO3TCaCO3：0.5%0.5% 合格率合格率80%80%生料的配煤与成球配煤成球配热配料煤的质量煤的数量影响煅烧和熟料的质量磨头配煤波动原因：入窑前配煤均化粒径强度水分热稳定性内部孔隙7-4熟料的质量控制熟料质量控制项目有熟料质量控制项目有熟料化学成分(包括KH、IM、SM）烧失量游离氧化钙氧化镁安定性物理性能 连续取样，且取样有代表性，每天

21、测定一次连续取样，且取样有代表性，每天测定一次强度强度体积密度体积密度外观形态外观形态一、熟料的化学成分熟料的熟料的化学成分化学成分率值率值控制范控制范围围合格率合格率标准偏标准偏差差SAFCKH0.02 (PC)0.0370%80%(PC)0.030SM0.185%IM0.185%影响熟料煅烧的难易程度及质量 二、游离氧化钙（f-CaO） n造成水泥安定性不良 L L(%)(%)f-CaOf-CaOM M指标指标(%)(%)合格率合格率指标指标(%)(%)1.01.01.51.5(pc)(pc)3 385%85%5.0 5.0 配料不当，配料不当，KHKH过高；过高；煤与生料配比不均匀、不煤

22、与生料配比不均匀、不准确，煤质波动大或煤粒准确，煤质波动大或煤粒过粗；过粗；入窑生料入窑生料TCaCO3TCaCO3合格率合格率太低或生料过粗，窑内煅太低或生料过粗，窑内煅烧不完全；烧不完全；热工制度不稳，卸料太快热工制度不稳，卸料太快或偏火漏生；或偏火漏生；熟料冷却慢，产生二次熟料冷却慢，产生二次f- f-CaOCaO。熟料出窑时喷洒少量水；熟料出窑时喷洒少量水；加入少量的高活性混加入少量的高活性混合材料制备水泥；合材料制备水泥；调整水泥的粉磨细度调整水泥的粉磨细度；适当延长熟料的堆放适当延长熟料的堆放时间；时间；和质量好的熟料搭配和质量好的熟料搭配使用。使用。解决解决措施措施原原因因三、熟

23、料的烧失量熟料的烧失量 n烧失量高，说明窑内物料反应不完全，还有部分烧失量高，说明窑内物料反应不完全，还有部分CaCO3CaCO3没有分解或煤粒未燃烧，或部分没有分解或煤粒未燃烧，或部分CaCO3CaCO3虽已虽已分解，但来不及继续完成熟料的化学反应。分解，但来不及继续完成熟料的化学反应。n1.5%1.5% 四、熟料中氧化镁四、熟料中氧化镁 n高会影响水泥安定性高会影响水泥安定性 n国家标准规定，水泥熟料中国家标准规定，水泥熟料中MgOMgO须须5.0%5.0%，若在，若在5.0%6.0%5.0%6.0%时，要进行压蒸安定性检验。如压蒸安定时，要进行压蒸安定性检验。如压蒸安定性合格，则熟料中性

24、合格，则熟料中MgOMgO含量可放宽到含量可放宽到6.0%6.0%。 |体积密度（立升重、堆积密度）： (g/L) 旋窑优质熟料：旋窑优质熟料：1300155013001550 波动范围：波动范围：75 75 g/Lg/L ， 最好最好50 50 g/Lg/L|外观形态： 旋窑优质熟料：绿黑色结粒均齐的圆绿黑色结粒均齐的圆 球状物料。球状物料。0.550.55mmmm 立窑优质熟料：黑色致密块状黑色致密块状 黑灰色葡萄串状黑灰色葡萄串状|强度：小磨磨至小磨磨至3003001010mm2 2/kg/kg或或 0.08 0.08mmmm筛筛余不小于筛筛余不小于3%3%后再测定后再测定测定作用是验证配料方案；检查窑内煅烧操作情况；作为水泥测定作用是验证配料方案；检查窑内煅烧操作情况；作为水泥制成质量控制的依据。制成质量控制的依据。 二、熟料的管理n（一）储存方式：方式： 圆库或堆棚圆库或堆棚储存期：储存期：不少于不少于5 5d d，测出测出3 3d d强度后方可使用强度后方可使用n（二）均化方式：方式：搭配入磨搭配入磨分层堆放，竖直切取熟料分层堆放，竖直切取熟料熟料的堆放、入库和使用应做好原始记录，便于水泥质量的控制。熟料的堆放、入库和使用应做好原始记录，便于水泥质量的控制。熟料岗位原始