初级水泥制成工知识要求

1、1 初级水泥制成工知识要求目 录1.1 水泥生产基本知识 1.1.1 什么是硅酸盐水泥？它的作用和地位有多重要？ 1.1.2 硅酸盐水泥是怎样制造出来的？ 1.1.2.1 生料制备 1.1.2.2 熟料煅烧 1.1.2.3 水泥粉磨1.1.3 石膏量虽少，作用却不小1.1.4 变废为宝的混合材1.1.4.1 活性混合材 1.1.4.2非活性混合材1.1.5 粉磨水泥用的各种物料配料是怎样的？1.1.6 对水泥粉磨细度有什么要求？1.1.7 水泥是不是磨的越细越好？1.1.8 出磨水泥能立即出厂吗？1.1.9 对水泥存储有要求吗？1.1.10 水泥如何发运？1.1.11 生产方法不同，工艺流程相

2、近1.1.11.1 生产方法的分类 1.1.11.2 水泥生产工艺流程1.1.12 熟料、石膏入磨之前要过破碎关1.1.13 谁来烘干物料身上的水分？1.1.13.1 回转式烘干机 1.1.13.2 流态化烘干机练习题1.2 水泥粉磨设备及粉磨工艺系统1.2.1 球磨机忍辱负重1.2.2 不磨细你绝不罢休1.2.3 辊压机与打散机扮演什么角色？1.2.4 昂首挺立的立式磨1.2.5 水泥粉磨工艺系统是怎样的？1.2.5.1 开路粉磨系统 1.2.5.2 闭路粉磨系统 1.2.5.3 高细高产粉磨工艺1.2.5.4 联合粉磨系统 1.2.5.5 半终粉磨系统 1.2.5.6 终粉磨系统1.2.5

3、.7 分别粉磨和串联粉磨1.2.5.8 立式磨的构造及对水泥的粉磨过程 1.2.5.9 立式磨的工艺流程1.2.6 水泥制成工艺有哪些要求？练习题1.3 喂料及计量设备1.3.1 斤斤计较的喂料机1.3.2 电磁振动喂料机怎么喂料？1.3.3 失重秤能喂料吗？1.3.4 电子皮带秤是什么样子的？1.3.4.1 恒速定量电子皮带秤 1.3.4.2 调速定量电子皮带秤 1.3.5 圆盘喂料机放在哪最合适？1.3.6 叶轮喂料机（也叫叶轮下料器）的位置在哪？练习题1.4 空气分级设备与分级过程1.4.1 离心式选粉机的选粉过程是怎样的？1.4.2 旋风式选粉机的选粉过程又是怎样的？1.4.3 粗粉分

4、离器怎样选粉？1.4.4 OSepa选粉机是什么样子的？练习题1.5 水泥的质量控制1.5.1 入磨物料配比依据什么来确定？1.5.2 水泥粉磨要控制哪些项目？ 1.5.3 用什么手段来检测水泥的物理性能？练习题1.6 水泥均化设备及均化过程1.6.1 已经磨细的水泥为什么还要均化？1.6.2 多库搭配“怎么配”？ 1.6.3 机械倒库“怎么倒”？1.6.4 经常偷懒的间歇式空气均化库1.6.5 鞠躬尽瘁、不知疲倦的连续式空气均化库1.6.6 水泥的均化过程是怎样的？练习题1.7 水泥磨的通风与除尘1.7.1 水泥磨为什么要加强通风？磨内的风速控制在多少较为合适？1.7.2 除尘器，环境保护需

5、要你1.7.3 离心通风机，水泥粉磨离不开你1.7.4 旋风除尘器怎样收尘？1.7.4.1 构造、工作原理及除尘过程 1.7.4.2 类型 1.7.4.3 规格和性能1.7.5 袋式除尘器对粉尘怎样过滤？1.7.5.1 构造和除尘过程 1.7.5.2 类型 1.7.5.3 影响袋式除尘器性能的因素1.7.6 电收尘器又是怎样除尘的？1.7.6.1 构造 1.7.6.2 工作原理和除尘过程 练习题1.8 物料的输送1.8.1 牵线搭桥靠“红娘”1.8.2 一口气能把你送到家 1.8.3 认识一下空气输送斜槽？1.8.4 气力提升泵，你伸出手来拉兄弟一把 1.8.5 螺旋气力输送泵是什么样的？1.

6、8.6 仓式气力输送泵又是什么样的？1.8.7 带式输送机,你就大胆往前送 1.8.8 斗式提升机是怎样把物料送到高处去的？1.8.9 螺旋输送机是什么样子的？练习题1.9 润滑的一般知识1.9.1 两个相对摩擦运动的表面为什么要润滑？1.9.2 润滑起什么作用？1.9.3 对润滑及润滑材料有什么要求？1.9.3.1 对润滑的要求 1.9.3.2 对润滑材料的要求1.9.4 润滑油与润滑脂有区别吗？1.9.5 边缘传动磨机怎样润滑？1.9.6 减速机怎样润滑？1.9.7 离心式选粉机怎样润滑？1.10 水泥制成岗位相关专业知识 1.10.1 控制仪表，你是设备运行状况的见证人 1.10.1.1

7、 调节仪表的作用 1.10.1.2 常用的显示仪表 1.10.1.3 温度测量仪表1.10.1.4 压力测量仪表 1.10.1.5 流量测量仪表 1.10.1.6 电工仪表1.10.1.7 磨机主轴承润滑装置仪表 1.10.1.8 选粉机控制仪表1.10.1.9 磨机减速机及润滑装置仪表 1.10.1.10 空气压力和流量控制仪1.10.2 怎样看懂零件图? 1.10.3 剖视图与剖面图有区别吗？1.10.4 组装图（装配图）怎么识读？1.10.5 在图纸上能看到公差吗？1.10.6 我们需要了解哪些机械知识？1.10.6.1机械传动 1.10.6.2 铆接、焊接和过盈联接1.10.7 岗位工

8、人应具备怎样的职业道德？ （1.10.7-1.10.9统一编写）1.10.8 法律法规常识含盖哪些内容？（劳动法规常识、合同法规知识、 安全法规知识、质量法规知识、计量法规知识、标准化法规知识 ）1.10.9 为什么要强化安全文明生产与环境保护意识？(文明生产知识、劳动保护知安全操作知识、环境保护知识) 练习题1 初级水泥制成工知识要求 1.1 水泥生产基本知识 1.1.1 什么是硅酸盐水泥？它的作用和地位有多重要？ “躺下是大路，站起来是高楼”，这就是水泥。不论是架桥修路，还是建造楼宇，不论是乡村城市、还是边卡哨所，水泥都与我们的生产、生活、发展、进步息息相关。 水泥有很多品种：用于工业、民

9、用建筑工程上的六大通用水泥：硅酸盐水泥；普通硅酸盐水泥；矿渣硅酸盐水泥；火山灰硅酸盐水泥；粉煤灰硅酸盐水泥；复合硅酸盐水泥。 具有专门用途的水泥： 油井水泥（用于油、气井的固井工程）；道路硅酸盐水泥（用于混凝土路面、机场跑道等）；型砂水泥（用于铸造行业）。 特性水泥 中热硅酸盐水泥（用于大坝和大体及混凝土工程）；低热矿渣硅酸盐水泥（也适用于大坝和大体及混凝土工程）；抗硫酸盐硅酸盐水泥（用于海港、码头、水利、地下、隧涵、桥梁基础）；白色硅酸盐水泥（用于建筑装饰工程、制造彩色混凝土或人造大理石）。不论是那种水泥，都是以各种氧化物含量不等的硅酸盐水泥熟料为基本成分，再适当的加入其它材料磨制而成。这样

10、就在“水泥”二字前面冠以“硅酸盐”称为“硅酸盐水泥”了。我们根据熟料中的化学成分来定义它：以适当成分的生料，烧至部分熔融，得到了以硅酸钙（盐类）为主要成分的水泥熟料，填加05%的石灰石或高炉粒化矿渣，还要再加入适量的石膏（主要起调节凝结时间作用）磨细后，就是硅酸盐水泥了。它的颜色与英国波特兰城建筑岩石相似，故也称之为波特兰水泥。虽然颜色不怎么好看，但给它加水后成为塑性浆体，能把砖、石块、石子、砂乃至钢筋等粘结在一起，成为一个坚硬的整体，不仅能在空气中变硬（建造高楼大厦），而且在潮湿的环境和水中（修建水库、桥梁）也能继续增长强度，所以它是一种水硬性胶凝材料。对用于工业、民用建筑工程上的六大通用水

11、泥，就是在硅酸盐水泥熟料的基础上，加入不同品种、数量的混合材（火山喷发出的火山灰、火电厂煤粉燃烧后排除的粉煤灰、铝厂烧结法制造铝氧排除的废渣、煤矿选煤过程中分离出来的煤矸石或石煤、钢铁厂冶炼生铁时从高炉中排出的废渣等）共同粉磨，又可制得其他品种水泥，就形成了系列硅酸盐水泥。如普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥，以上这六大水泥品种都是通用水泥，水泥标准实行以MPa表示的强度等级,其数值与水泥28天抗压强度指标的最低值相同。硅酸盐水泥分3个强度等级6个类型,即42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。我们还可以配料成分的不同，

12、生产出用于特殊工程的硅酸盐特种水泥和铝酸盐系列水泥等等。1.1.2 硅酸盐水泥是怎样制造出来的？ 硅酸盐水泥生产的工艺过程可以分为三个阶段,第一阶段是生料制备：即把石灰石质（主要含CaO）原料、硅质（主要含SiO）、铝质（主要含AlO3）原料与少量的铁质校正原料（如铁矿石、硫酸厂的废渣等主要是含FeO）经破碎和烘干后，按照一定比例配合、磨细，并调配为成分合适、质量均匀的生料；第二阶段是熟料煅烧：将制备好的生料送入水泥窑内煅烧至部分熔融，所得以硅酸钙（CS、CS、CA、CAF）为主要成分的硅酸钙水泥熟料（颗粒状或块状）；第三阶段是水泥粉磨：就是在把熟料磨细的过程中加入适量的石膏（主要含CaSO2

13、HO 和 CaSO），有时还加一些混合材共同磨细成为水泥。这里的矿物化学表示式CS、CS、CA、CAF是3CaOSiO、2CaOSiO、3CaOAlO、4CaOAlO FeO的缩写，看起来很陌生的，好象都是氧化物的组合。的确，它们是几种氧化物经过高温煅烧、起化学反应后组合在一起的，我们叫它硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。下面让我们来认识一下这三个阶段。1.1.2.1 生料制备 生料的制备就是将各种原（燃）料经过一系列的加工处理，制成符合入窑煅烧要求的合格生料。它的工艺过程是：把生产水泥所用的主要原料石灰石、粘土从它们的矿山上开采下来，破碎成20mm左右的碎块。破碎可以在矿山就地进行，

14、也可以运到厂里后再破碎。图1-1-1是石灰石二级破碎系统。由于矿山各处的化学成分是不均匀的，所以我们除了有计划地、分片开采外，破碎后还要进行混合搭配，这个过程叫做预均化，见图1-1-2。经过预均化并在堆场晾晒后的碎块状的石灰石、粘土和铁质、硅质校正原料按一定比例配合好入磨，把它们磨成具有一定细度的生料粉，见图1-1-3和图1-1-5；再入均化库进一步均化，使得其化学成分更趋于均匀稳定，见图1-1-4，这样可以煅烧出高质量的熟料。在每两道工序之间，要靠输送设备传送物料，每道工序都会产生粉尘，需要进行除尘处理。我们把原料开采-破碎-预均化-粉磨-生料均化连接起来，就构成了生料制备系统。尽管生料制备

15、的方法根据采用的水泥生产工艺方法（干法或湿法）及窑型（回转窑或立窑）的不同而异，但上述工序是必须都要做的。只是立窑煅烧时普遍采用的半黑生料法，所以在粉磨生料时还要加一定量的煤。对于干法回转窑和立窑生产的厂来说，生料的粉磨绝大多数都是粉磨兼烘干同时进行的，只要原料入磨时含水分不太高，磨出来的生料所剩的水分就很少了，一般可以控制在0.5%以下，足以满足均化、入窑煅烧的要求了。若原料含水分过高时，则须用烘干机单独烘干后再粉磨。而采用湿法产生的水泥厂，在粉磨原料的同时，还要加一定量的水，磨出来的是含水量在3334%的生料浆，它具有很好的流动性，便于输送，经过搅拌、均化，送入湿法窑去煅烧，因此就不必对含

16、有一定量水分的原料进行烘干了。图1-1-1石灰石二级破碎系统（颚式+锤式 立体图） 图1-1-2原料预均化系统（a条形、b圆形 立体图）图1-1-3生料的粉磨（a中卸烘干磨系统、b尾卸烘干磨系统 立体图 ） 图1-1-4生料的均化（连续式均化库 立体图）图1-1-5生料制备工艺流程（平面图，a干法开路、b干法闭路、c湿法开路、d立式磨）1.1.2.2 熟料煅烧生料制备好了，要送到窑内去煅烧。它们要在窑内高温作用下完成一系列的物理化学反应后就烧成熟料了：1 燥与脱水干燥是自由水的蒸发，脱水是粘土矿物分解出来的化合水。 根据水泥生产方法的不同，生料入窑时的含水量要求是不一样的。但对干法回转窑的要求

17、要严一些，一般不超过1.0 %；立窑煅烧时，生料入窑前要加水预湿成球，水分可达1214%；湿法回转窑的料浆水分应保证有一定的可泵性，通常为33%40%，它入窑的第一步是先预热，然后是干燥，再脱水，尔后是一系列的化学反应。 碳酸盐分解碳酸盐指的是碳酸钙（CaCO）和碳酸镁（MgCO），它们主要由原料中占80%左右的石灰石提供（当然，粘土和校正原料中也含有少量的它们）。碳酸钙是水泥生料中的主要成分，把它折算成氧化钙（CaO），在烧成的水泥熟料中约占62-67%。（其次是SiO、AlO、FeO和少量的杂质）而碳酸镁的含量就很少了，把它折算成氧化镁（MgO），在熟料中不能超过5%，过高会造成水泥的安定

18、性不良（建筑物可能会开裂）。生料干燥与脱水后，随着烧成温度的提高，化学反应将继续进行。 固相反应说起化学反应，我们在中学里可能看到过老师曾经拿着两种不同（物质）的液体，向其中的一种液体里加几滴指示剂，然后再将另一种液体倒进去，颜色一变，化学反应就完成了。殊不知，化学反应在固相之间也是可以进行的，只是反应速度不是那么快而已。但如果改变一下反应条件，如加大反应物之间的接触面，提高反应温度，固相反应进行就顺利了。水泥煅烧绝大多数是通过固相反应，将分解出来的氧化物相互作用，生成具有一定强度矿物的过程。 熟料的烧成把物料温度烧到130014501300范围时，就形成了灰黑色致密的近似球形的粒状熟料了。不

19、过需要说明一点的是，烧成反应不会十分完全，还有非常少量的CaO没有吸收而形成具有一定强度的矿物，仍以氧化物的形式存在于熟料中，我们叫它游离氧化钙（-CaO）。它是有害物质，对建筑物起的破坏作用要比氧化镁（MgO）还大，所以在生料配料和熟料煅烧操作中，我们必须严格控制它的含量，一般回转窑熟料控制在1.0%以下，立窑熟料控制在2.5%以下。综上所述，硅酸盐水泥熟料是多种矿物的集合体，但主要是由CS、CS、CA、CAF四种矿物所组成的，它们的总和占95% 以上，根据水泥品种和强度等级要求不同，熟料中这四种矿物组成含量波动范围见表1-1-1：表1-1-1矿物名称CSCSCACAF所占比例%3760 1

20、5377151018熟料的强度主要是由以上四种矿物组成决定的。除了它们以外，还有少量的-CaO、由煤和生料中引入的SO及其它有害含碱氧化物如氧化镁（MgO）等。 熟料的冷却 熟料烧成后，就要把它们从窑内卸出去了，此时的温度约13001100，这么高的温度我们是无法直接送到水泥磨中去磨制水泥的，要等它们冷却下来才行，但必须迅速冷却，否则熟料中的某些矿物组成要发生分解或晶型转变而使强度降低。只要用鼓风机从窑头送入大量的冷风，就可以让它的温度迅速冷却至100300以下，而确保熟料的质量。图1-1-6立窑熟料煅烧工艺流程（立体图）图1-1-7窑外分解窑熟料煅烧工艺流程（立体图）图1-1-8湿法熟料煅烧

21、工艺流程图（立体图）1.1.2.3 水泥粉磨水泥制成工艺是水泥生产的最后一个环节。即把熟料、石膏和混合材共同粉磨制成水泥，在进行检验、储存、包装或散装出厂：熟料（来自储库） 包装（回转、固定包装机） 石膏（来自堆场） 水泥磨物理检验水泥均化库质量检验 出厂混合材（来自堆场） 散装（汽车、火车、船）刚出窑的熟料是不能立即入水泥磨的，因为即使进行了冷却（急冷）处理，它的温度也在100300之间，所以我们需把它放在堆场或储库存放一段时间再继续自然冷却，这样做一是窑磨生产的平衡，有利于控制水泥质量；二是让它吸收空气中的部分水蒸气，使熟料中的部分-CaO 消解为Ca(OH)，其反应式：CaO+HO汽 =

22、 Ca(OH)这个反应的结果是减少了熟料中-CaO的含量（越少越好），使熟料内部产生膨胀应力，提高了易磨性并改善了水泥的安定性；三是不至于让磨机筒体和磨内的温度过高，有利于磨机的安全运转，并能防止石膏脱水过多而引起的水泥凝结时间不正常。经过冷却并储存处理后的熟料，就可以送至水泥磨了。当然不止是磨熟料一种物料，要加少量的石膏用来调节水泥使用时的凝结时间；为了增加水泥产量，降低成本，改善水泥的某些特性，综合利用某些工业废渣，减少环境污染，在磨制水泥时，在保证水泥强度符合要求的情况下，可以掺加不超过国家标准规定的混合材料如矿渣、火山灰、分煤灰、煤矸石等。而这些混合材料是不需要煅烧的。图1-1-9水泥

23、粉磨工艺流程（平面图a开路、b闭路c立磨）水泥粉磨要最大程度的满足细度及适宜的粒度分布，从而达到最佳的强度指标。水泥磨所处理的物料是熟料、石膏及混合材，粉磨流程与前面讲过的生料粉磨基本一致，但不能采用烘干磨，因为熟料出窑时已不含水分，因此也就谈不上边烘干边粉磨了。石膏的掺加量36%，不算多，含一些水分对粉磨和调节水泥的凝结时间有力。但若加矿渣，量不大时也不必烘干。但参加量大时（如矿渣水泥中矿渣的掺入量要比普通硅酸盐水泥多很多，在2070%之内）必须要单独烘干，因为它的水分太高了。这样一来，水泥的粉磨就不象磨制生料那样需向磨内通入热气体，而且还要向磨内喷入少量的雾状水，以降低粉磨时的磨内温度。1

24、.1.3 石膏量虽少，作用却不小在水泥磨中加入适量的石膏（通常使用的是天然二水石膏CaSO2HO，也可采用天然无水石膏与天然二水石膏混合使用），能延缓水泥的凝结时间。这是因为熟料中的CA矿物与水作用后，生成大量的薄片状的水化铝酸三钙长在水泥颗粒上，并不在充满水的孔隙中，粘连成桥，形成松散多孔结构（用电子显微镜可以观察到），使水泥快凝。如果在水泥中加入石膏，加水后铝酸三钙与之生成难溶于水的水化硫铝酸钙，这样水泥就不会快凝了，可以满足建筑工程进度的要求。石膏又可以促进CS、CS矿物的水化，从而提高水泥的早期强度和平衡各龄期的强度。但石膏的掺入也不能过多，否则会影响到水泥的长期安定性，这是因为石膏中

25、的SO同水化铝酸钙作用而形成的硫铝酸钙，会使体积显著增加，从而导致建筑物的崩裂。看来石膏多加或少加都不好，一般说来，熟料中的CA含量较多时，应多加些石膏，一般控制在2.56%是比较合适的，当然各厂应根据熟料化学成分及强度、混合材的火性及掺加量和石膏中的SO含量，通过试验来确定。1.1.4 变废为宝的混合材在磨制水泥时，可以按照国家标准规定，对于某些品种水泥允许掺入一定数量的不需经过煅烧的天然或人工制得的混合材，这样既可以提高产量、降低成本，又能改善和调节水泥的某些性质，而且综合利用工业废渣，减少环境污染。这改变了资源产品污染排放单项流动的线性经济，把污染排放变成了再生资源，这是一种新概念循环经

26、济，最大限度的减弱环境与发展之间的冲突。混合材按其性质分为活性和非活性的两大类。 1.1.4.1 活性混合材 凡天然或人工制成的矿物质材料，磨成细分，加水后其本身不硬化（或者硬化得十分缓慢），但与石灰混合，加水调和成胶泥状态，不仅能在空气中硬化，并能继续在水中硬化，这类材料，称为活性混合材料或水硬性混合材料，简称混合材。用于水泥工业的活性混合材料主要有三大类： 粒化高炉矿渣：高炉矿渣是冶炼生铁的废渣，矿渣含有SiO2、Al2O3、CaO、MgO等氧化物，其中前三者占90%以上。化学成分与水泥熟料相似，只是氧化钙含量低。各种粒化高炉矿渣的化学成分差别很大，同一工厂生产的矿渣，化学成分也不完全一样

27、。矿渣硅酸盐水泥水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比计为20%70%。 天然火山灰质活性混合材料： 火山灰：火山喷发的细粒碎屑的疏松沉积物；凝灰岩：由火山灰沉积形成的致密岩石；沸石岩：凝灰岩经环境介质作用而形成的一种以碱或碱土金属的含水铝硅酸盐矿物为主的岩石； 浮石：火山喷出的多孔的玻璃质岩石； 硅藻土和硅藻石：由极细致的硅藻介壳聚集、沉积而成的岩石。 人工的火山灰质混合材料： 煤矸石 煤层中炭质页岩经自燃或煅烧后的产物； 烧页岩 页岩或油母页岩经煅烧或自燃后的产物； 烧粘土 粘土经煅烧后的产物； 煤渣 煤炭燃烧后的残渣； 硅质渣 由矾土提取硫酸铝的残渣。水泥中火山灰质混合材料掺量按质量百分比

28、计为20%-50%。 粉煤灰：从煤粉炉烟道气体中收集的粉末称为粉煤灰。 我国电力工业是以燃煤为主，粉煤灰每年排出量已超亿吨，如不加以很好利用，就会占用农田，堵塞江河，污染环境。粉煤灰是具有一定活性的火山灰质混合材料，利用粉煤灰作水泥混合材料，既可增产水泥，降低成本，又可改善水泥的某些性能，变废为宝，化害为利。粉煤灰的化学成分主要是二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙和未燃的炭。水泥中粉煤灰掺量按质量百分比计为20%40%。1.1.4.2非活性混合材非活性混合材不具备（或具有微弱的）水硬性，它的质量活性指标不符合标准要求的潜在水硬性或火山灰性的水泥混合材料，实际上是一种填充性混合材料，掺入水泥中主要其调

29、节水泥标号、节约熟料用量的作用。这类混合材有：石英砂、石灰石、白云石、砂岩、未水淬的高炉矿渣和低活性的炉渣等。混合材的掺入量在国家标准中规定了一定的范围。对于某一水泥厂来讲，具体掺入多少要由熟料和混合材的质量及水泥的标号来确定。一般来说，掺入混合材后，水泥中的CS、CA等各种矿物就相对减少了，早期强度窑降低。为了确定适当的混合材的掺假量，应在不同的掺入比例下做水泥性能实验，确定出合理用量。1.1.5 粉磨水泥用的各种物料配料是怎样的？粉磨水泥的基本成分当然是硅酸盐水泥熟料了，再加入适当的石膏、其它材料磨制而成。各种物料的入磨配比如何呢？以某厂为例，它们的配比见表1-1-2：表1-1-2 入磨物

30、料配比情况水泥强度等级MPa熟料%石膏%矿渣（活性）炉渣（非活性）水泥比表面积控制值m2/kg42.58654.54.536032.58256.56.5350这里的矿渣（活性）和炉渣（非活性）即混合材。配料控制在熟料、石膏、混合材库下装有电磁振动喂料机与失重秤组成的喂料计量系统，或在磨头仓下设置电磁振动喂料机与电子皮带秤组成的喂料计量系统，根据化验室反馈回来的SO3、混合材掺加量各项指标，来对各种入磨物料做出适当调整。1.1.6 对水泥粉磨细度有什么要求？“细度”也称分散度，用于表示粉状物料（生料、水泥）的粗细程度。水泥一般由几微米至几十微米的大小不同颗粒组成，这样小的颗粒我们不好用尺子去衡量

31、它（生料也是如此），而是常用筛析法和比表面积法来测定。筛析法就是将一定量的被测物料（水泥、生料）放进一定筛孔（标准筛的筛孔孔径为0.08mm即80m或4900孔/cm）的筛子里进行筛细，小于筛孔的颗粒会漏下，大于筛孔的颗粒则留在筛网上面了，细度用筛余百分数来表示，国家标准规定：普通水泥80m方孔筛筛余不得超过10.0%，一般厂大都控制在5%以下。比表面积值常用透气比表面积仪来测定，是以1g被测物料（水泥、生料）所有颗粒的相对总表面积来表示的，单位是m/kg。国家标准规定：硅酸盐水泥比表面积大于300 m/kg，一般厂大都控制在350 m/kg左右。1.1.7 水泥是不是磨的越细越好？对于水泥来

32、讲，磨的越细比面积值越大，与砂、石、水拌和制成混凝土（建筑物、构筑物）时水化（水泥拌水后产生复杂的物理化学变化）作用就越大，强度特别是早期强度也就越高。但粉磨产品的颗粒并不均一，它们是由不同粒级的颗粒组成的混合物。细颗粒水泥水化后能把砂、石和钢筋紧紧的胶结在一起，而粗颗粒就不是这样了，它们只能在颗粒表面水化，未水化的部分在混凝土中只起填充作用。对水泥来讲，颗粒组成对混凝土强度的影响是非常大的：010m水化最快；330m是水泥活性的主要部分；60m水化缓慢；90m表面水化、只起集料作用。水泥比面积与水泥有效利用率（以年龄期）的关系是：300 m/kg时，只有44%可水化发挥作用；700 m/kg

33、时，有效利用率可达80%左右；1000 m/kg时，有效利用率可达9095%左右。水泥细度过细、比表面积过大、小于3m的颗粒太多时，虽然水化速度快、水泥有效利用率也很高，但需水量也多，这将使硬化的水泥浆体因水分过多而引起孔隙率增加使降强度低，正常情况下，水泥细度越细强度就越高，特别是1天、3天早期强度，但小于10m的颗粒大于5060%时，7天、28天强度则开始下降。因此水泥粉磨细度应随所生产的水泥品种与标号，根据熟料的质量和粉磨设备具体条件来定。在能满足水泥品种与标号的前提下，水泥不必磨得太细，否则电耗会成倍增加的。通常水泥的比表面积控制在300 m/kg左右就可了。1.1.8 出磨水泥能立即

34、出厂吗？水泥有时会供不应求，但决不能把刚刚出磨的水泥就装上车运往施工场地。刚刚出磨的水泥热乎乎的，质量也不很均匀，它的各项质量指标（细度、水泥中三氧化硫含量、水泥各龄期强度等要经过测定才能知道）怎样，还都是未知数，所以不能立即出厂，即使供不应求，也要耐心等待一段时间。那么把出磨水泥暂存在哪里呢？圆库是存放和均化水泥的最好场所。另外，储存也是平衡水泥粉磨与发运两道工序的重要手段，那么储存的目的就很明了了： 改善水泥的质量 出磨水泥的温度约100左右，用手抓一把有烫手的感觉。储存几天可以自然降温并吸收空气中的水蒸汽，继续消解-CaO ，把水泥的安定性降到最低点。 进行质量检验 水泥必须检验合格后才

35、能出厂。但是水泥的强度等质量鉴定工作是按规定龄期进行的，如3天、28天强度。在水泥销售旺季时，可能等不到三天就出厂了，这时一般要做一天的水泥快速强度，用来预测3天的强度（这也是一种质量控制手段），另外就是留有一定量的样品，把3天、28天强度检验结果补送给用户。 均化调配 出磨水泥仍然存在着成分波动问题，储存的同时也要均化。大中型水泥厂多采用象生料均化库那样的气力搅拌均化库，小型水泥厂一般采用机械倒库或多库搭配对水泥进行均化。不同强度等级的水泥存放于不同的水泥库内，可以根据要求互相调配。1.1.9 对水泥存储有要求吗？有要求，而且还很严格。存放水泥用的水泥库应有明显标识，出磨水泥必须送入化验室指

36、定的库内，不允许上入下出或在磨尾直接包装。同一库不得装不同品种、强度等级的水泥。生产中改品种、强度等级或由低强度等级改磨高强度等级时，应由高强度等级水泥洗磨、输送设备和包装设备，清洗的水泥全部作低强度等级水泥处理。低强度等级库改装高强度等级水泥时，必须进行清库。专用水泥或特性水泥必须用专用库储存。每班必须准确测定各水泥库的库存量并作好记录，按化验室要求做好出入库的管理工作。出磨水泥最低要保持5天的储存量。1.1.10 水泥如何发运？水泥粉磨完成后，经过储存、均化，检验合格，就可以用袋装或散装两种方式出厂了。 袋装发运袋装水泥的发运目前在我国占有相当大的比重，特别是对于水泥用量小的零星散户、或交

37、通不太便利的施工工地，用袋装发运水泥是比较理想的。目前我国水泥包装袋多是化纤包装袋（原来多为纸袋），每袋质量我国规定501kg，需要用专门的包装机（回转式和固定式两种）来灌装，图1-1-10是包装车间与包装工艺流程图。图1-1-10 水泥袋装系统（a 、b）包装车间一般距水泥库较近，出库水泥可以方便的送入包装机内。包装好的水泥存放在水泥堆栈上，堆栈地面要注意防潮，并要求遮雨。 散装水泥散装水泥在我国已推行了多年，在中程距离运输、大的工程建筑工地用散装发送是科学合理的，他简化了装卸，节约了包装材料，施工起来又方便。散装水泥需用专用的汽车、火车或船，都必须是封闭的大罐，直接开到水泥库的库底或库测，

38、入口对准散装头（库底或库侧卸料器），由气动控制装车，自动称量，装满后开出，图1-1-11是火车罐装、库底和库侧卸料的散装水泥系统。图1-1-11水泥散装系统（a 、b）1.1.11 生产方法不同，工艺流程相近1.1.11.1 生产方法的分类水泥的生产方法是根据原料的来源和性质、自然条件、生产规模、对产品质量的要求以及使用的生产设备等方面来区分的。通常按下列两种方法分类： 按生料制备的方法分类 干法：采用干法生产时，原料须预先干燥和预均化，然后进行粉磨和混合，制得的干细粉末叫生料粉，其水分含量一般应<0.5%。 湿法：采用湿法生产时，是把原料加水进行粉磨与混合，得到的粘稠浆液称为生料浆，其

39、水分含量一般为3334%。 半干法：介于干法与湿法之间的生产方法，采用半干法生产时，将干法制得的生料粉加入适量水分（一般为1215%）制成生料球。一般回转窑生产可采用干法、湿法和半干法，立窑生产采用半干法。 按熟料煅烧窑的结构分类 回转窑： 中空式窑 带余热锅炉的窑 干法回转窑 （悬浮、立筒）预热器窑窑外分解窑回转窑 湿法回转窑 带料浆蒸发机的窑带热交换装置的窑 半干法回转窑：立波尔窑 立窑：有普通立窑、半机械化立窑和机械化立窑。目前，机械化立窑在我国仍占有重要地位，普通立窑和半机械化立窑已基本陶汰，从发展的前景来看，干法悬浮预热窑及窑外分解窑是水泥生产发展的主导窑型，因为从节能的角度讲，湿法

40、窑煅烧熟料的煤耗量太大；从煅烧熟料的质量来讲，立窑先天不足。1.1.11.2 水泥生产工艺流程我们根据下面几种典型的水泥生产工艺流程图，来看一看它们的共同点和不同点。 立窑生产工艺流程（图1-1-12 立体）。 干法回转窑生产工艺流程（图1-1-13 立体） 湿法回转窑生产工艺流程（图1-1-14 立体）图1-1-12 立窑生产工艺流程（ 立体）图1-1-13干法回转窑生产工艺流程（立体）图1-1-14湿法回转窑生产工艺流程（立体）1.1.12 熟料、石膏入磨之前要过破碎关在“1.1.1生料制备”中提到过，石灰石、粘土从矿山上开采下来，首先要把它们破碎成20mm左右的碎块，经预均化和晾晒，才能

41、入生料磨去粉磨。如果湿度较大，就得先烘干。其实，石膏和煤及较大块的熟料等入磨前都需要破碎的，立窑出窑熟料、回转窑出冷却机熟料块还都比较大，需要进行破碎后才能入磨粉磨。破碎所采用的设备叫破碎机，有很多种，你看图1-1-15。图1-1-15(ab)颚式、(c)锤式、(de)反击式、(f)辊式破碎机的构造（立体图）1.1.13 谁来烘干物料身上的水分？把熟料磨制成水泥，要加入适量石膏，除硅酸盐水泥型（代号P,将在“3.15.9水泥标准”中介绍）以外的其他通用水泥，要加一定量的混合材，如矿渣水泥（矿渣水泥），它的水分很高，掺加量多了必须先单独烘干、再与熟料、石膏一同入磨。目前常用的烘干设备是回转式和流

42、态化烘干机。1.1.13.1 回转式烘干机 回转式烘干机是一个倾斜安装的金属圆筒，由1015mm的钢板焊接而成。转筒直径1.03.0m，长度520m, L/D=57, 斜度为36%，转速一般为27r/min(快速烘干机可达810 r/min)。筒体上装有两条轮带（也叫滚圈）和传动大齿轮（也叫大牙轮），借助于轮带支撑在两对拖轮上，俯看托轮与筒体轴线有一微小角度，以控制筒体沿倾斜方向向下滑动。同时轮带两侧一对挡轮，限制了筒体沿其中心线方向窜动的极限。大齿轮用弹性连接钢板筒体上，通过电机、减速机、小齿轮带动筒体上的大齿轮，筒体回转起来。由于筒体具有一定的斜度且不断回转，物料则随筒体内壁安装的扬料板带

43、起、落下，在重力作用下由筒体较高的一端向较底的一端移动，同时接受来自燃烧室的热气体的传热而不断得到干燥，干料从低端卸出，由输送设备送至储库，废气经除尘处理后排入大气。物料在烘干机内停留时间约为2040min。为加快传热速度，烘干机筒内装有不同类型的扬料板作为热交换装置，它能改变物料在烘干机内的运动状态，提高了分散度，使物料均匀分布，增加物料与气体的接触面积，加速了烘干过程,见图1-1-16。转筒与燃烧室及烟室连接部分装有密封装置，在筒体的进料端为防止物料逆流还设有挡料圈. 图1-1-16回转烘干机内部热交换装置（平面图）回转烘干机的工艺流程有顺流和逆流式两种形式， 在顺流式烘干机工艺流程中，物

44、料运动与热烟气的流向是一致的，见图1-1-17(a)：图1-1-17(a)顺流式回转烘干机工艺流程图（立体图）环境空气 湿物料 煤燃烧室 烘干机（热端）烘干机（冷端） 除尘器 排风机 大气（热烟气） （收集下来的细小颗粒）干物料胶带输送机储存库目前多数厂采用的是这种顺流式烘干工艺流程的，因为它有很多优点，如在烘干机的热端，刚喂进来的湿物料就马上与刚出燃烧室的热烟气相遇，它们之间的温差很大，因此热交换过程迅速，水分蒸发快，出料温度低，用普通胶带输送机即可送走。不过它也有不足之处，那就是粉尘的飞扬较多，这一点比不上逆流式的了。你来看一看图1-1-17(b)逆流式烘干机的烘干过程:图1-1-17(b

45、)逆流式回转烘干机工艺流程图（立体图）从图中我们看出，物料运动与热烟气的流向是相反的：环境空气 湿物料 煤燃烧室 烘干机（热端）烘干机（冷端） 除尘器 排风机 大气 （热烟气） （收集下来的细小颗粒）干物料 胶带输送机储存库与顺流式烘干机工艺流程综合比较，逆流式的要差一些，将来可能会淘汰的。向烘干机提供烘干用热气体的炉子，我们叫它燃烧室，室内砌筑耐火砖，有人工加煤（块煤，图1-1-18a）和机械加煤（块煤，图1-1-17b中的卸料端与燃烧室是连在一起的）两种喂煤方式。燃烧室的炉条（篦条）上面是煤，下面漏灰，这是固定床燃烧室；还有一种更能强化燃烧、强化传热且能使用劣质煤做燃料的沸腾燃烧室，也叫沸

46、腾炉，见图1-1-18b，你看一看它的炉膛里没有炉条，而是风帽，鼓入的高压空气从风帽的小孔中喷出，让喂进来的（破碎后的）煤渣悬浮起来，与氧接触的面积更大，燃烧的会更完全，热效率也就越高。图1-1-18(a)人工加煤燃烧室（立体图）图1-1-18(b)沸腾炉燃烧室（立体图）1.1.13.2 流态化烘干机回转烘干机需要到建材机械制造厂家去定购，而流态化烘干机水泥厂自己就可以制作了，它有很多优点呢：热效率高，也就等于煤耗底，而且维修很方便，占地面积也小，费用底，图1-1-19是它的工艺流程，与回转烘干机相比，能看出不同吗？图1-1-19流态化烘干机的工艺流程（立体图）不过它也有一些不足：那就是料层厚

47、薄不均、流速不够稳定、倾斜炉壁四角经常有物料积存而形成死角。练习题1.简述水泥生产过程。2.按照立窑、干法回转窑、湿法回转窑的工艺流程简述水泥的生产方法。3.简述生料的制备过程。4.简述熟料的煅烧过程。5.简述水泥制成工艺流程。6.石膏、混合材的作用是什么？7.水泥粉磨细度与强度和粉磨效率是一种什么关系？是不是磨的越细越好？8. 刚出磨的水泥为什么不能立即发往施工工地？9. 回转烘干机的构造包括那几部分。10.简述顺流与逆流烘干机的烘干工艺过程。11.流态化烘干机的有那些特点。1.2 水泥粉磨设备及粉磨工艺系统水泥粉磨过程大多是采用球磨机来完成的，但近些年随着科学技术的发展进步，水泥生产设备在

48、不断升级，低能耗高效率的立式磨机在一些大中型厂中落户了。1.2.1 球磨机忍辱负重要说粉磨水泥，目前还是球磨机应用的最为广泛。但它给你的第一印象并不怎么好：“傻大粗笨”，而且运转起来的怒吼声阵耳欲聋，让你不愿意靠近它。不过它的命运将来还要驾驭在你的手中，所以还是要摸一摸它的“驴脾气”。它的主体是由钢板卷制而成的回转筒体，筒体两端装有带空心轴的端盖，两端的空心轴由主轴承支撑，整个磨机借传动装置以16.527r/min的转速（大磨转速低、小磨转速高）运转，并伴随强烈的冲击声和轰鸣声，把约20 mm左右的熟料、适量石膏磨成细粉。那么球磨机内部都有哪些“脏器”呢？为什么有那么大的声音呢？让我们剖腹探查

49、，看一看“庐山真面目”：从 图1-2-20(a、b)中就会清楚的看见筒体内被隔仓板分割成了若干个仓，不同的仓里装入适量的、用于粉磨（冲击、研磨）物料用的不同规格和种类的钢球或钢段作为研磨体，筒体内壁还装有衬板，以保护筒体免受钢球的直接撞击和钢球及物料对它的滑动摩擦，同时又能改善钢球的运动状态、提高粉磨效率。我们把距进料端（也是磨头）近的那一仓叫粗磨仓，所装研磨体（钢球）的平均尺寸（34种不同球径的尺寸配合在一起）大一些，这主要是刚喂入的物料是从前一道工序煅烧、破碎后送来的配合熟料和石膏，它们的粒度在20 mm左右的在20 mm左右的粒度，尺寸也不算小呢，在粗磨仓里首先要受到冲击和研磨的共同作用

50、而粉碎，成为小颗粒状物料和粉状物料（粗粉），通过隔仓板的篦孔进入下一仓（细磨仓）继续研磨。第二仓或第三仓、四仓研磨体（钢球或钢段）的平均尺寸就逐渐减小了，对小颗粒物料和粗粉主要是研磨。图1-2-20(a)3×11m中心传动水泥磨的构造（立体图）图1-2-20(b)4.2×13m中心传动双滑履水泥磨的构造（立体图）图1-2-20(c)2.2×6.5m边缘传动水泥磨的构造（立体图隔仓板的篦孔能让物料通过，但对研磨体就不给面子了，要求它必须要 “遵守纪律”，不准窜仓。不过篦孔磨损时间长了会变大的，研磨体磨损时间长就变小了，这下它（钢球）就不那么老实听话了，有时会到下一仓

51、去“窜门”。有些少量的两半了的或碎球，会不会有可能就卡在篦孔中，过不去也回不来呢？要真是这样的话，那会影响物料的通过速度的，也就等于降低了产量、增加了电耗了。不过你不必为它操心，我们是不会给它们“卡孔”机会的，你想想，我们把篦孔的断面做成梯形，让小孔对着前一仓（来料端），大孔朝向下一仓（出料端），这样，个别磨小了的球、两半了的球或碎球非“天要下雨、娘要改嫁”，那就只好由它去吧，待停磨清仓更换新的研磨体时，再把它们拣出去。当物料通过隔仓板时，会“道路越走越宽敞，曙光在前头”。隔仓板的结构形状见图1-2-21，在一、二仓之间装双层隔仓板，盲板和篦板不能装反了；二、三和三、四仓之间装单层隔仓板，而且

52、一定要篦孔的小端对这进料端，大端朝着出料端，也不能装反了。图1-2-21隔仓板的结构球磨机的规格用筒体的内径和长度来表示，如3×11m球磨机，这里11m是筒体两端的距离，不含中空轴。球磨机按长径比有短磨（长径比一般为2以下，单仓）、中长磨（长径比一般为23.5，二个仓）和长磨（长径比一般为3.5以上，三到四个仓）之分。水泥厂多使用中长磨和长磨，统称管磨。球磨机的卸料方式有尾卸式（物料从头端喂入，尾端卸出）和中卸式（物料从两端喂入，中部卸出）两种。水泥磨与生料磨的结构基本相同，但水泥磨不设加烘干仓，增加了喷水装置。用于水泥粉磨的几种典型的球磨机有：311m中心传动水泥磨（尾卸）该磨机为

53、中长磨，三仓，第一、二仓采用阶梯衬板，两仓之之间用双层隔仓板分开，第二、三仓之间采用单层隔仓板，第三仓安装小波纹无螺栓衬板，为降低水泥粉磨时的磨内温度，在磨尾装有喷水管（有的水泥磨各仓均设有喷水管），见图1-2-20(a) 。 4.2813m中心传动双滑履水泥磨（尾卸） 这种磨机从机械设计方面来看，简化了结构，并减轻了重量。由于粉磨水泥使磨内产生高温，这种磨机可以充分利用其两端的进、出料口的最大截面积来通风散热，而且降低了气流出口风速，避免了较大颗粒的水泥被气流带走，见图1-2-20(b) 。 2.26.5m边缘传动水泥磨（尾卸） 与原料磨的结构基本相同，但去掉了烘干仓，磨内设有喷水管用于粉磨

54、水泥而产生的高温的降温，见图1-2-20(c)。1.2.2 不磨细你绝不罢休那么球磨机是怎样把熟料、石膏、混合材等物料磨细的呢？你看一下图1-1-22就知道了。当磨机筒体旋转时，转速影响着研磨体与衬板间的摩擦力及离心力的大小，摩擦力使研磨体随同体一道回转并被带到一定高度，离心力又使研磨体离开筒体而抛落下来，把进入磨内的块状物料击碎。此外，在筒体回转的过程中，研磨体在还没有脱离筒体内壁时也并不是完全“死心塌地”的与筒体同步运动，而是有“开小差”向下滑动的，这对被击碎后的小颗粒物料又有研磨作用，最终把它们磨成符合细度要求的生料。图1-2-22磨机转速不同时的研磨体的运动状态完成粉磨后的细粉怎样卸出去呢？是不是像回转窑或烘干机那样有一定的斜度，靠筒体旋转使物料随筒体内壁带起、滑下，在重力作用下由较高的入料端向较底的出料端移动而卸出了？不是的，磨机是平放着的，尽管进料端与出料端一样高，但在磨机回转过程中，由于磨头不断的强制喂料，而物料又随筒体一起回转运动，形成物料向前挤压，再借进料端与出料端之间物料本身的高度差，使得物料不断的向出料端移动，直至排出磨外。在加之磨尾不断抽风，会带走一部分细粉。1.2.3 辊压机与打散机扮演什么角色？辊