07-水泥生产的质量控制课件

第七章水泥生产的质量限制1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。

质量限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实行的作业技术和活动2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事后预防全方面3§7-1样品的实行与平均试样的制备总体：具体对象的全体。样本：从总体中随机抽取出来的一部分个体。样品：被抽出的样本中的每一个产品。在硅酸盐生产中，原、燃、材料或粉状物料在每个采样点实行的物料，可视为一个“样品”。样本大小（样本容量）：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。抽样：从总体中随机抽取样品组成样本的过程。4样本的代表性：指样本与整批产品或某工序产品质量一样性程度的凹凸。样本代表性的保证措施数量方法（随机性）方案（取样点的分布和数量）人（操作技能）制备平均试样（严格依据制样程序）5一、在生产过程中取样（一）生产原料、燃料的取样（二）出磨生料、出磨水泥样品的实行（三）水泥成品样品的实行二、平均试样的制备与保管（一）平均试样的制备(二)、试样的保管6一、在生产过程中取样（一）生产原料、燃料的取样（1）、在料堆上进行采样：深化0.3~0.5m，挖取50g左右的样品。将各点取的样品混合而成样本。1－2m0.5m（2）、在输送设备上取样接受横向截取法，即每隔确定时间，在垂直于物料流淌的方向上截取确定量的物料作为样品。输送设备上整个横截面的全部物料都取下来，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。7实行确定时间间隔的样品（如每天、每班、每时等）。（1）、人工取样（2）、自动连续取样（二）出磨生料、出磨水泥样品的实行8（三）水泥成品样品的实行（1）、自动取样器取样：（2）、取样管取样：随机选择20个以上不同的部位（3）、槽形管状取样器取样：实行水泥混合样时，取样数量应符合各相应水泥标准的规定。实行水泥分割样时的取样数量，对袋装水泥，每1/10编号从一袋中取至少6㎏。对散装水泥，每1/10编号在5min内取至少6㎏。9二、平均试样的制备与保管（一）平均试样的制备：即对样本物料的加工过程。一般要经过烘干、裂开、过筛、混匀、缩分五道工序。(依据试样的种类和用途而定)1.混匀（1）、移堆法：用铁铲将样本物料堆成锥形(物料从锥中心给下)5次（2）、环锥法：堆成的圆锥体，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。2~3次（3）、机械法：分样器混匀102.样本物料的缩分质量大，缩分以制备平均试样。（1）锥形四分法：堆成圆锥体。压平，通过圆心将其分成四等份。去掉随意的相对两等份，剩下的两等份再混匀堆成圆锥体。反复至要求的试样数量为止。

（2）正方形法（挖取法）：铺成正方形的匀整薄层，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。（3）分样器缩分法：113.样品最低牢靠质量的确定缩分试样的最低牢靠质量，大体上与其最大颗粒直径成正比，可按下式计算：Q=Kd2式中：Q——样本物料的最低牢靠质量（kg）；K——依据矿石特性而确定的阅历系数，见下表；d——样本物料的最大颗粒直径（mm）。K的阅历值较匀整的0.1~0.3不匀整的0.4~0.6很不匀整的0.7~1.0124.制备试样时应留意的事项（1）在裂开、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”2～3次后再运用。（2）应尽量防止试样小块和粉末飞撒。（3）磨细过筛后的筛余一律不许弃去，须接着进行粉碎，直至全部试样都通过筛子为止。（4）要避开试样在制备过程中被玷污，因此要避开机械、器皿污染，试样和试样之间的交叉污染。（5）制备好的合格试样应刚好封存保管，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。试样交试验者时应有签收手续。13(二)、试样的保管保管试样的目的：当试验有误差时须要进行再试验、在抽查或发生纠纷进行仲裁时，均要用原来试样，因此，试样要妥当保管。保管要求：标签要精确无误；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。保存期：出厂水泥保存三个月；其他试样各厂可依据状况自定，一般应保存一周左右。14§7-2原燃材料的质量限制与管理一、原料的质量限制二、燃料的质量限制三、矿化剂、晶种的质量限制四、混合材料的质量限制五、石膏的质量限制15一、原料的质量限制：原料名称CaO(%)MgO(%)燧石或石英(%)碱(%)SO3(%)石灰石≥48≤3.0≤4.0≤0.6~1.0≤1（一）、质量要求：16原料名称npMgO(%)碱(%)SO3(%)入磨水分塑性指数Cl-（%）粘土一级品2.7~3.51.5~3.5≤3.0≤4.0≤2＜2﹥12＜0.015二级品2.0~2.73.5~4.0不限原料名称Fe2O3入磨水分铁质校正原料≥40%＜5%指标SMSiO2MgO（R2OSO3Cl-（%）Fe2O3Al2O3硅质校正原料＞4.070%~90%＜3.0%＜4.0%＜1.0%＜0.015%铁质校正原料＜3.0%＜2.0%＜2.0%＜0.015%＞40%铝质校正原料＜3.0%＜2.0%＜1.0%＜0.015%＞30%（三）、储存期原料名称石灰石粘土铁质校正原料储存期有矿山≥5d无矿山≥10d≥10d≥20d（二）、质量管理进厂原料要分批分堆存放，每批都要取样化验，先化验后运用，尽可能均化19进厂石灰石质量限制原始记录进厂时间班次进厂车数取样地点CaCO3≤25mm检验人

2021生料均化的意义

◆生料均化在生料制备过程中的重要地位

生料均化技术矿山开采原料预均化生料粉磨生料均化生料均化链是最终环节,完成均化任务的40%左右22生料制备及生料均化工艺流程1---石灰石矿2、其次种原料3、裂开4、预均化堆场5、配料6、磨机7、生料均化库8、试样9、荧光分析仪10、去水泥窑系统132678954生料均化技术23生料均化基本原理

主要是采用空气搅拌及重力作用下产生的“漏斗效应”（或称鼠穴效应），使生料粉向下落降时切割尽量多层料面予以混合。同时，在不同流化空气的作用下，使沿库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生径向倾斜，进行径向混合均化。即有三种均化作用：空气搅拌、重力均化、径向混合生料均化技术24不同类型均化库，都是利用三种均化作用原理进行匹配设计的不同类型的均化库均化效果凹凸、电力消耗大小等，关键在于三种均化作用匹配和利用技术水平的凹凸。不同的匹配方式，就要求均化库有不同的结构、设备、限制装置和软件。说明25均化时间与均化效率之间的关系曲线26生料均化的主要设施

生料均化库的发展◆20世纪50年头前,主要靠机械倒库,动力消耗大,均化效果不好.因生料浆易于搅匀，当时主动发展湿法生产。◆50年头初期，间歇式空气搅拌库起先快速发展；◆60年头，双层库（上层搅拌库，下层储存库）出现；◆70年头德国缪勒、伊堡、克拉得斯·彼特斯等公司探讨开发了多种连续式均化库，随后伊堡、伯力休斯、史密斯公司又研发了多料流式均化库。发展趋势：多料流式均化库生料均化技术27生料粉气力搅拌的基本部件

生料均化技术位置充气装置结构设在搅拌库底28生料均化技术作用多孔板材质充气时空气通过多孔板进入生料粉中，但停止充气时，生料粉不能通过多孔板下落。陶瓷多孔板水泥多孔板钢性透气层柔性透气层29生料均化库的主要设施

◆均化原理

压缩空气通入充气箱经透气层进入料层，使库内粉料体积膨胀，呈流态化，再按确定规律变更各区进气压力或进气量，则流态化粉料在库内也按同样规律产生上下翻滚的对流运动。经1~2小时的混合均化，可以使全库粉料得到充分掺合的机会，最终达到成分匀整的目的。间歇式均化库生料均化技术

一般设两个以上搅拌库和一个大容积的储存库，进料——搅拌——卸料间歇完成。30生料均化库的主要设施

◆工艺特点连续式均化库生料均化技术

加料----搅拌---卸料同时完成；

可以只设一个库，也可由几个库串联或并联；

可用压缩空气，也可用罗茨鼓风机供气。31◆优点连续式均化库生料均化技术

工艺流程简洁，占地少，布置紧凑；

操作限制便利，岗位工人少，并易于实现自动限制；

基建投资省，比间歇式空气搅拌库可节约投资20%左右；

耗电较少，操作修理费用低。32侧重于库内的重力混合作用,基本不用或减小气力均化作用,以简化设备和节约电力.库内有多处平行的料流,漏斗料柱以不同流量卸料,在产生纵向重力混合作用的同时,还进行了径向的混合.有的在库底增加了一个小型搅拌仓,使经过库内重力切割料层均化后的物料,进入小仓再经搅拌后卸料。多料流式均化库原理类型IBAU中心室库伯力休斯MF库史密斯CF限制流式库中国TJ-TP型库中国NC型库等33IBAU库34CF库35二、燃料的质量限制质量要求：回转窑(烟煤)，立窑(无烟煤)。煤中挥发分＞10%的为烟煤，＜10%的为无烟煤。窑型灰分（%）挥发分（%）硫（%）低位发热量（kJ/kg)湿法窑≤2818~30≥21740立波尔窑≤2518~30≥23000机立窑≤35≤15≥18800预分解窑≤2822~32≤3≥2174036窑型煤种Ad(%)Vd(%)Qnet,d(KJ/Kg)回转窑烟煤＜2818~30＞20934回转窑入窑煤粉质量波动范围：

A：±2.0%合格率＞70%V：±2.0%水分：≤1.0%

细度：0.08mm方孔筛筛余

8%~15%37（二）、质量管理：1、定点供应2、分批分堆存放3、按批做煤的工业分析；煤灰化学全分析。4、搭配运用，留意均化5、合理存放，防止自燃。（三）、储存期：＞10d38

进厂原煤质量原始记录进厂时间取样时间班次产地进厂车数取样地点水分灰分值班人

39进厂煤质量日台帐进厂日期水分灰分（Aad）挥发分（Vad）灰分（Ad）挥发分（Vd）车数

40三、矿化剂、晶种的质量限制矿化剂：质量要求：若接受萤石-石膏复合矿化剂，萤石中CaF2≥50%，石膏中SO3≥30%。质量管理：每进厂一批取样一次并检验，分批堆放，分别运用。晶种：要用优质熟料，C3S≥50%。41四、混合材料的质量限制掺加品种和掺加量矿渣的质量限制：质量系数MnOTiO2氟化物（以F计）容积密度≥1.2≤4%≤10%≤2%越小越好矿渣烘干时：气体温度：≤800~850℃矿渣温度：600~650℃（防温度过高而结晶）42

管理：

按品种分批、分堆存放每批取样做品质试验

储存期：粒化高炉矿渣：

自水淬成粒算起≯3个月43〈一〉、质量限制要求：1.附着水分：≤4%2.块度尺寸：≤400mm或由供需双方商定3.分级：〈二〉、质量管理：按批取样化验（附着水、结晶水、三氧化硫含量）〈三〉、储存期：＞20d五、石膏的质量限制：44进厂石膏的质量日台帐进厂日期进厂量H2OSO3品位产地∑x接受工业副产石膏时，调凝，强度影响，对水泥性能无害，并报请行业主管部门批准后方可运用原燃材料的储存期物料名称石灰石粘土铁质校正原料煤矿化剂石膏混合材料储存期有矿山≥5d无矿山≥10d≥10d≥20d≥10d≥20d≥20d≥10d§7-3生料的质量限制一、生料制备过程中的质量要求二、出磨生料的质量限制三、入窑生料的质量限制物理指标：细度，形态，水分化学指标：化学成分，三率值合格，匀整程度（钙铁分析仪）（多元素分析仪）区分47一、生料制备过程中的质量要求1、入磨物料的配比：2、入磨物料的粒度：与磨机类型、规格有关，一般25~30mm左右3、入磨物料的水分：与磨机类型有关一般：干法球磨机≤1.0%~2.0%烘干兼粉磨系统≤6.0%48实验项目控制指标合格率取样次数细度0.080.2mm≤8%～12%≤1.0%～1.5%87.5%每1h1次TCaCO3C+M±0.5%±0.3%＞60%每1h1次FeO3±0.2%＞60%每2h1次立窑生产接受全黑生料或半黑生料时，还需进行煤掺加量的质量限制TCaCO3：碳酸钙滴定值

化学成分:人工分析/仪器分析二、出磨生料的质量限制限制KH限制热工制度适度49

出磨生料—储存均化—入窑

二、入窑生料的质量限制：多库搭配、机械倒库、空气搅拌每1h取一次样测TCaCO3：±0.5%合格率＞80%50§7-4熟料的质量限制熟料质量限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，每天测定一次强度体积密度外观形态51熟料的化学成分率值控制范围合格率标准偏差SAFCKH±0.02(PC)±0.03≥70%≥80%(PC)≤0.030SM±0.1≥85%IM±0.1≥85%影响熟料煅烧的难易程度及质量一、熟料的化学成分二、游离氧化钙（f-CaO）

造成水泥安定性不良

L(%)f-CaOM指标(%)合格率指标(%)＜1.0＜1.5(pc)＜3≥85%＜5.053配料不当，KH过高；煤与生料配比不匀整、不精确，煤质波动大或煤粒过粗；入窑生料TCaCO3合格率太低或生料过粗，窑内煅烧不完全；热工制度不稳，卸料太快或偏火漏生；熟料冷却慢，产生二次f-CaO。熟料出窑时喷洒少量水；加入少量的高活性混合材料制备水泥；调整水泥的粉磨细度；适当延长熟料的堆放时间；和质量好的熟料搭配运用。解决措施缘由54三、熟料的烧失量

烧失量高，说明窑内物料反应不完全，还有部分CaCO3没有分解或煤粒未燃烧，或部分CaCO3虽已分解，但来不及接着完成熟料的化学反应。≤1.5%四、熟料中氧化镁

高会影响水泥安定性国家标准规定，水泥熟料中MgO须＜5.0%，若在5.0%~6.0%时，要进行压蒸安定性检验。如压蒸安定性合格，则熟料中MgO含量可放宽到6.0%。55五、熟料的物理性能体积密度（立升重、积累密度）：(g/L)旋窑优质熟料：1300~1550波动范围：±75g/L，最好±50g/L外观形态：旋窑优质熟料：绿黑色结粒均齐的圆球状物料。0.5~5mm立窑优质熟料：黑色致密块状黑灰色葡萄串状强度：小磨磨至300±10m2/kg或0.08mm筛筛余不小于3%后再测定测定作用是验证配料方案；检查窑内煅烧操作状况；作为水泥制成质量限制的依据。二、熟料的管理（一）储存方式：圆库或堆棚储存期：不少于5d，测出3d强度后方可运用（二）均化方式：搭配入磨分层堆放，竖直切取熟料57熟料的堆放、入库和运用应做好原始记录，便于水泥质量的限制。熟料岗位原始记录时间立升重（g/L）f-CaO（%）原煤水分（%）煤粉检验人水分（%）细度（%）备注58§7-5水泥制成质量限制一、限制项目与指标1.入磨物料协作比2.出磨水泥细度3.出磨水泥中SO3含量限制指标：＜10%波动范围：目标值±1%，合格率：≥85%或目标值±15㎡/㎏，合格率≥85%石膏的最佳掺量：试验确定石膏的最大掺量：以水泥中SO3含量不超过GB为限SO3波动范围：目标值±0.3%；合格率：≥70%4.混合材料掺入量掺混合材料的作用：增产，降成本；改善和调整水泥的某些性能；利于环保。但会降低强度尤其是早强。掺入量应依据生产水泥品种、强度等级、熟料质量、混合材料品种及质量综合确定。限制指标：目标值±2.0%，合格率≥80%；检验频次：分磨4h检验一次。5.氧化镁检验目的：了解水泥中MgO含量是否符合国标，以保证出厂水泥的质量。如不符合国标，可接受搭配均化的方式进行处理，确保出厂水泥合格。检验次数：取平均样，一天检验一次。606.水泥烧失量检验水泥烧失量主要限制混合材和立窑熟料的煅烧状况。为了保证水泥中混合材料掺量符合国标及保证熟料的质量，要限制水泥的烧失量。7.出磨水泥的物理性能包括：安定性、凝合时间、强度等级等。都要符合国家标准，才能保证出厂水泥质量。如某些性能不符合国标，应实行均化处理。检验：取平均样，一天检验一次。61二、出磨水泥的管理严格限制出磨水泥的各项质量指标严格出磨水泥入库制度出磨水泥要有确定的库存量出磨水泥不得在磨尾干脆包装、散装或水泥出磨后上入下出的库底干脆包装62§7-6出厂水泥质量管理一、出厂水泥质量限制要求出厂水泥合格率100%富余强度合格率100%28d抗压强度目标值≥（GB规定值+富余强度+3S）袋装水泥20包总重不少于1000kg，单包净质量不小于49kg,合格率100%匀整性试验的28d抗压强度变异系数目标值不大于3.0%二、水泥出厂的依据1、熟料质量2、出磨水泥质量3、出磨水泥与出厂水泥的强度关系4、出厂水泥的检验结果强度增长率，成分，率值变更对强度的影响，小磨和大磨班次和库号/质量不同强度增长率检验按编号和吨位取样（表7.2）64三、出厂水泥的均化质量波动大均化多库搭配机械倒库空气搅拌65四、袋装水泥的质量限制1、包装质量：袋装水泥20包总重不少于1000kg，单包净质量不小于49kg2、袋装质量合格率（如何计算合格率）以20袋为一抽检单位,每班每台包装机至少抽查20袋。（单袋小于49kg不合格，若20袋小于1000kg，合格率0）3、包装袋的标记：66水泥袋上应清晰标明：工厂名称、注册商标、水泥品种的名称、代号、强度等级、包装日期、试验编号、生产许可证号和“立窑”或“旋窑”两字。包装袋辆两侧应印有水泥名称和强度等级；字体颜色：硅酸盐水泥、一般水泥：红色矿渣水泥：绿色火山