太行5200t水泥厂窑尾工艺设计毕业设计说明书5200td熟料新型干法水泥生产线烧成窑尾-P.F32.5R,P.O42.5P.O52.5水泥的工艺设计

洛阳理工学院毕业设计表6-3窑尾系统风量总汇名称标况工况负压温度总风量（×103m3/h单位风量（m3/s)窑尾0.3831.8823001050423.45117.63三次风管0.5392.217170850498.83138.56分解炉1.1635.02512008801130.63314.06C51.2105.21720008501173.83326.06C41.3275.51326007501159.438322.06C31.4084.76430006201079.78299.93C21.4784.45438005101002.15278.38C11.5523.5724600320803.71223.25高温风机1.6303.7195400310836.78232.44第7章烧成窑尾7.1旋风预热器结构尺寸的确定提高旋风预热器的分离效率并降低其阻力，是旋风筒结构设计的关键。目前主要采用图7-8所示的变截面进风口形式。对于这种旋风筒，不同公司设计的差异主要是各个参数的取值不同。当然，由于对各级旋风筒收尘效率的要求不同，因而其结构尺寸也不同。7.1.1旋风筒分离效率确定各级旋风筒分离效率的要求不同，最上一级C1筒作为控制整个窑尾系收尘效率关键级，要求分离效率达到η1≥95%，最下一级旋风筒作为提高热效级，主要承担将已分解的高温物料及时分离并送入窑内，以减少高温物料的再循环。因此，对C5级旋风筒的分离效率要求较高，理论和实践表明，高温级分离效率越高，C1出口温度越低，系统热效率越高，中间级在保证一定分离效率的同时，可以采取一些降阻措施，实现系统的高效低阻，各级旋风筒分离效率为η1≥η5≥η2，3，4。表7-1旋风筒各级系数确定旋风筒C1C2C3C4C5分离效率η(%)≥95~85~8585~9090~95圆筒断面风速vA(m/s)3.5～4.53~64.5~63~6.04.5~旋风筒直径的确定旋风预热器中，物料与气流之间的热交换主要在各级旋风筒之间的连接管道中进行，而对旋风筒本身则要求具有合理的结构，以获得较高的分离效率和较低的压力损失[17]。旋风筒的尺寸以及圆柱体和圆锥体之间比例的不同而构成不同类型的旋风筒。在旋风筒各部分尺寸的设计中，大多以旋风筒圆柱体部分的直径为基础，而后者可按下式计算：式中：D—旋风筒圆柱体部分内径，m；Q—旋风筒气体的流量，m3/s；vA—假想截面风速，即假定气流沿旋风筒全截面通过时的平均流速，m/s。D0=D+2δ式中：δ—为耐火材料厚度，mm。将各级旋风筒内气体流量及截面风速的选取代入上式即可求得各级旋风筒的直径D，数据如表7-2：表7-2各级旋风筒直径的确定级数C1C2C3C4C5Q(m3/s)222.87277.81299.31322.06326.06vA（m/s）3.514.334.664.714.51内径D(m)6.66.8耐火材料厚度δ(mm)200200200200200外径D0(m)7.07.2数量(个)42222历史上曾出现过许多形式的旋风筒，但目前主要采用图7-8所示的变截面进风口形式。对于这种旋风筒，不同公司设计的差异主要是各个参数的取值不同。由于对各级旋风筒收尘效率的要求不同，因而其结构尺寸也不同。本设计我选定的低压损旋风筒结构尺寸比例如下表7-3：表7-3新型悬浮预热器各部分尺寸比例级数δ/Dh11/Dh12/Dh13/Dh2/Dd/Dde/Dh3/DR1/DR2/DR3/DR4/De1/De2/De3/Da/Df/Dh4/DJ/Dα1C100.5450.3300.9490.8900.5140.132—0.5230.5560.5890.6760.0330.0330.0530.2720—0.54990°C20.0360.3860.3250.1020.9830.5050.1380.5830.5400.5780.6170.7550.0380.0380.1000.4690.2991.0590.56850°C30.0370.4100.3370.1061.0200.5050.1430.5150.5600.6000.6400.7830.0400.0400.1040.4870.3110.9670.49450°C40.0390.3640.3460.0961.0360.5270.1480.4730.5440.5880.6320.7900.0440.0440.1130.5020.3290.9460.592250°C50.0430.3120.4000.0611.1560.5060.1160.3030.5460.5820.6190.0770.0360.0360.1150.4840.2790.7940.55450°图7-8是变截面进风口低压损旋风筒的结构由表7-2、表7-3计算出各级旋风筒结构尺寸如下表7-4、表7-5名称C1-C2C2-C3C3-C4C4-C5C5-分解炉连接管道风速1515.515.61717.5锥体角度7270707072连接管道管径34333505362134903376连接管道长度60006200624068007000表7-4各级旋风预热器结构尺寸表7-5各级旋风筒结构尺寸级数C1C2C3C4C5直径D（m）45006400660066006800d/D（m）23133232333334783441do/D（m）594883944977789a/D(m)12243002321433133291h11/D24532470270624022122h12/D（m）14852080222422842720h13/D（m）4271653700634415h2/D（m）40056291673268387861h3/D（m）03731339931222060h4/D（m）06778638262445372a190505050507.1.3分解炉规格的确定分解炉的确定，主要是根据窑的产量配备恰当型式和规格的分解炉。本工程选用TDF分解炉，TDF炉的中部设有缩口，气固流可产生二次”喷腾效应”；炉的顶部还设有反弹室，可使气固流产生碰顶反弹效应，延长物料在炉内的滞留时间；在炉的下部圆筒体内不同高度设置四个喂料管入口，以利物料分散均布及炉温控制；炉内容积较DD炉增大，气流、物料在炉内滞留时间增加，有利于燃料完全燃烧和碳酸盐的分解[18]。炉的有效截面和直筒部分有效内径可按下式计算：式中：S炉─分解炉的有效截面积，m2；D炉─分解炉直筒部分有效内径，m；Vg─通过分解炉的工况风量，m3/h；Wg─分解炉断面风速，m/s。分解炉直筒部分的截面风速随不同的炉型而异，根据一些资料介绍SF型分解炉：Wg=4.5~6m/s；KSV型分解炉：Wg=5~8m/s；RSP型分解炉的涡流分解室(SC室)：Wg=3~5.5m/s，其混合室(MC室)Wg=7~13m/s；目前分解炉的截风速范围一般为6~10m/s。在这里分解炉的截面风速Wg取8m/s，Vg=1130.63×103m3/h。则：=7.071mS 炉=EQ\F(Vg,3600Wg)=39.26m2D=D炉+2δ=7.02+2×0.2=7.471m分解炉的高度可按下式计算：H炉=wt=30式中：w—气流在分解炉内的平均截面流速，一般取8m/s；tg—气流在分解炉内所需的停留时间不同型式预分解窑气流在分解炉内经历的时间如表7-6表7-6各种分解炉停留时间的对比炉型SF炉CO-SFNSFRSP、GGEVS-PCN-MFCN-KSVDD等八种P-ATP-AS、PS等六种停留时间（s）1.53～43～43～63～63～6取t=3.75s，w=8m/s，则H=wt=3.75×8=30m7.2烧成窑尾工艺设备表烧成窑尾工艺设备表如表7-4：表7-7烧成窑尾工艺设备表序号名称型号及规格单位数量重量(千克)来源及其它单重总重01胶带式斗式提升机型号：BW-G800/360/4台1AUMUND供货01P减速机型号：B3DH11台2随设备订货02空气输送斜槽型号：XZ630×9050/XZ400×6386mm台1528-15cP订102-1电动分料阀规格：B1630/B2400mm台1IBAU供货03离心式风机型号：×QI5.4A顺90°台1707003M电动机型号：Y132S1-2台17474随设备订货04回转锁风下料器规格：660×660mm台2引进04M电动机型号：台2随设备订货05电动闸板阀规格：500×500mm台2引进06窑尾预热器系统型式：双系列TDF五级旋风预热器套1636800636800R306006-1旋风筒随设备订货06-2气体管道随设备订货06-3物料溜子随设备订货06-4分解炉型式：TDF型套106-5窑尾喂料室台1随设备订货06-6点火烟囱烟囱帽提升高度：600mm套随设备订货06-7塔架内三次风管规格(宽×高)：2160×2280套1随设备订货06-8窑尾喂料室冷却风机型号9-19NO.4.5A出口角度:逆90°台1随设备订货06-9C4分料阀套2随设备订货07煤粉两路分料阀台1加防磨内衬08分解炉用燃烧器台28005600R212909分解炉燃烧器用风机型号：9-19No.7.1D顺逆90°各一台台44889609M电动机型号：Y200L-2台250500随设备订货10窑尾排风管规格：Φ4000mm套1139253139253GR112311窑尾高温风机型式：双吸口式台1重庆通用工业11M1电动机（主传动用）型号：YRKK900-6台1随设备订货11M2电动机（IP54）（慢转传动用）台1随设备订货12空气炮容积：60L台26其中备用2台13电动葫芦（提升机检修用）型号：HC821台11088108813M1电动机（提升用）型号：ZDY51-4台1随设备订货用13M2电动机（运行用）型号：ZDY21-4台随设备订货用14手动葫芦（燃烧器检修用）型号：HS5台115气箱式脉冲袋式收尘器型号：LPF4/8/3台27802780C506115PM减速电动机（回转卸料器用）型号：×W0.55-2-1/29台1随设备订货第8章生产质量控制系统8.1生产质量控制网点图铁矿石铁矿石8.2全厂生产质量控制说明水泥生产过程的控制水平，在一定程度上标准着工厂的现代化水平和生产管理水平。随着水泥生产设备的大型化和工厂规模的日益扩大，以及不断提高水泥质量、节约能源、提高劳动生产率等方面的要求，建立和完善水泥生产过程的自动控制系统，也越来越提到重要的地位。水泥生产质量管理主要有两个方面：一方面是控制主机设备—窑磨在指标控制范围内的正常运转；另一方面是控制好各种进厂原燃料的质量和管理好各种库，原料、煤、生料、熟料、水泥各库内的数量与质量，掌握进库与出库，保证生产的正常运转。确定质量控制点和控制指标是一项非常重要的工作，一定要从本厂工艺流程和设备的具体情况出发，制定合理的、可行的方案，才能更换地指导生产。从矿山开采到水泥出厂各主要环节设置的控制点，称为质量控制点。质量控制点所取的样品，一定要有代表性，要有明确的取样方法和控制项目的检测方法、控制指标和合格率要求等。质量控制点的设置和要求，应能反映生产中的质量情况，并能及时调整。8.3全厂生产质量控制表 表8-1全厂生产质量控制表序号物料名称取样点取样方式检验项目主要指标合格率检验频次检验岗位备注1进厂石灰石入均化库皮带瞬时样简易分析CaO≥47.5%≥80%1次/2h控制组分析组每月统计一次2.5≤MgO≤3.2%瞬时样水分≤2.0%≥80%R2O≤0.5%破碎粒度≤70mm综合样全分析1次/24h荧光分析组2进厂铁质原料（硫酸渣铁矿石）堆场综合样Fe2O3水分粒度Fe2O3≥37%水分≤18.0%R2O≤1.40%粒度≤300mm1次/批分析组3进厂硅质原料（砂岩）堆场综合样全分析SiO2≥83.0%1次/批分析组R2O＜1.2%分析组水分水分≤17.0%粒度≤300mm4进厂原煤车上或堆场综合样工业分析30%≥Vad≥25%进厂原煤指标依据采购合同规则为准1次/批.日化学分析组Aad≤27%Mad≤3.0%Qnet.ar≥5500kcal/kg全硫St.ad≤1.2%水分Mar≤12.0%5进厂石膏堆场综合样全分析结晶水≥14.0%1次/批分析组SO3≥38.0%粒度≤300mm脱硫石膏（球）全分析水份≤15.0%1次/批结晶水≥14.0%SO3≥38%成球率≥70%6进厂粉煤灰罐车上综合样全分析Loss混合材用≤8.0%每月统计一次原料中用≤12.0%SO3≤2.0%R2O≤1.8%水份≤1.0%Al2O3≥25.0%≥25%活性组分≥70%物理组7进厂矿渣堆场水份≤11.0%1次/批控制组分析组物理组CaO≥35.0%MgO≤12.0%碱含量≤0.8%烧失量≤2.0%烧失量≤1.0%比表面积≥350m2/kg氯离子≤0.01%碱含量≤1.0%水份≤0.8%活性指数≥95%CaO≥32.0%MgO≤12.0%8出磨生料入库斗提前自动取样器连续样全分析KH±0.02≥40%1次/h荧光分析组每季统计一次SM±0.10≥60%IM±0.10≥60%混合样全分析不定期分析组连续样80mm筛筛余≤K≥90%1次/1h控制组200mm筛筛余≤2.0%1次/4h水分≤1.0%9入窑煤粉入煤粉仓绞刀瞬时样水分≤3.0%≥90%1次/4h控制组每月统计一次80mm筛筛余≤10.0%≥85%1次/4h灰份相邻两次±2.0%≥85%1次/8h化学分析组挥发份相邻两次±2.0%≥85%1次/8h灰份全分析1次/月10入窑生料均化库下部自动取样器连续样全分析KH±0.02≥90%1次/4h荧光分析每季统计一次SM±0.10≥95%IM±0.10≥95%混合样全分析//不定期分析组11入窑物料C5下料口瞬时样分解率92-96%/1次/周分析组12出窑熟料篦冷机下破碎机出口综合样全分析KH±0.02≥80%1次/4h荧光分析组化学分析组每月统计一次SM±0.10≥85%IM±0.10≥85%瞬时样单项f-Cao≤1.5%≥85%1次/h控制组立升重1250±75g/L≥85%1次/8h综合样物理检验全套物理检验28天抗压≥50MPa1次/24h13出磨水泥入库提机前斜槽上自动取样器连续样三氧化硫K±0.2%≥75%1次/2h控制组物理组分析组每月统计一次氯离子≤5.0%100%1次/24h氧化镁＜0.06%1001次/24h瞬时取样混合材掺加量K±2.0%100%1次/8h比表面积≥K≥85%1次/2h80mm筛筛余≤K≥85%1次/2h45mm筛筛余≤K≥85%1次/4h综合样全套物理检验符合本公司内控标准，且28天抗压富裕强度≥2.0MPa100%1次/24h物检组14散装出厂水泥出库提升机自动取样器综合水泥样烧失量（P.O42.5）≤5.0%100%分品种和强度等级1次/编号化学分析组三氧化硫≤3.5%氯离子≤0.06%氧化镁≤5.0%（P.O42.5）≤6.0%（P.C32.5）物理化学性能符合相应标准规定和本公司内控标准物检组28天抗压富裕强度≥2.0MPa100%28天抗压强度控制值目标值≥水泥标准规定值+富裕强度值+3S100%28天抗压强度月平均变异系数Cv1≤4.5%(32.5)Cv1≤3.5%（42.5）Cv1≤3.0%（52.5及以上）每季度统计一次均匀性试验28天抗压强度变异系数Cv2≤3.0%分品种和强度等级1次/季度混合材掺加量控制值±2.0%100%分品种和强度等级1次/编号每月统计一次15袋装水泥包装皮带上袋重每袋净含量≥49.5Kg100%1次/每机、每班控制组每季度统计一次随即抽20袋总重量（含装袋）≥1000Kg包装品质符合GB9774规定注:K为公司内控指标.结论本设计是廊坊太行水泥有限公司5200t/d熟料新型干法水泥生产线烧成窑尾——P.F32.5R,P.O42.5，P.O52.5水泥的工艺设计，设计过程经过厂址选择、全厂布局、窑的选型、物料平衡计算、各生产车间工艺设计及主机选型、物料的储存和均化、重点车间设计等步骤。窑尾系统是由TDF分解炉、旋风筒、连接管道及附件（空气炮、撒料盒、翻板阀、吹堵系统等)组成。本次设计在接到任务书后，通过收集河北廊坊地区的气象、水文、地质等自然条件，并结合当地矿产资源分布情况及原燃料运输、价格等因素，综合评定进行选址。然后确定重要参数：熟料热耗、三率值。我查阅了《2012年中国水泥行业回顾及2013年展望》、数字水泥网和中国水泥网相关统计数据以及GB50295-2008相关规定，最终确定熟料热耗为3000kJ/kg。根据任务书上所给原燃料的化学全分析数据，并参考同规模水泥厂生产实践，设计工艺条件，综合考虑，最终确定熟料的率值：KH=0.90±0.02SM=2.5±0.1IM=1.6±0.1。用尝试误差法进行配料，并借助于Excel辅助计算，使配料更快速精确。回转窑规格确定，通过经验公式计算，并参考国内同规模厂家，最终确定窑的规格为Φ4.8×74m，通过同学间相互帮助，收集了海螺、冀东、同力等十余个同规格窑水泥厂的资料，从而标定水泥产量定为5400t/d，然后进行了物料平衡、储库平衡、主机平衡三大平衡计算，并以此为依据，对比各设备厂家，对全厂储库、主机及辅机进行了选型和工艺布置。重点对烧成窑尾进行了工艺计算、设备规格设计、工艺布置设计。首先确定窑尾工艺布置，确定窑尾工艺参数，再此基础上进行工艺计算。分解炉采用喷旋式，在线型TDF型分解炉，TDF炉有效容积达到到4.0m3/t/h以上，，K(固气时间比)在4～5之间，炉内截面风速8～10m/s。预热器选用低压损4-2-2-2-2双系列五级预热器，规格为C1：φ4500C2：φ6400C3：φ6600C4：φ6600C5：φ6800。整个设计中采用了目前国内外水泥行业较为先进的技术和设备：如我选用了天津院第四代篦冷机、四通道燃烧器、低压损双系列五级预热器、TDF分解炉、立式生料磨、辊压机加球磨机联合水泥粉磨系统等，最大限度的降低能耗，，最大限度的提高产量、质量，做到环保，技术经济指标先进、合理。谢辞从08年入校到现在，转瞬间五年过去了，即将离去，流连忘返也许是此时心情最贴切的诠释。回溯过去，老师们的谆谆教诲，同学的热情帮助，仍然历历在目久久不能忘怀，明亮的教室，翻得有点卷页的课本，还有大家一起嬉闹呐喊的一幕幕，一切的一切都成为我脑海中永远的回忆。我相信有付出就会有回报，忙碌了，努力了，最终定会带来收获。我深深的意识理论知识指导实践的重要性，更认识到实践和理论的巨大差距。此外，在我这次的毕业设计中，老师们不厌其烦的教我们怎么看，怎么想，怎么做，如何发现并解决问题，如何将我们学到的理论知识与实际工程相结合，老师几十年积累的宝贵经验让我，也必将在我未来的工作学习中获得体现。因为有老师们五年来无私的奉献，使我对未来充满了信心和憧憬。在这里深深的对指导老师老师表示衷心的感谢，是他的孜孜不倦的指导，我才顺利完成了毕业设计，对我帮助很大，令我收获颇丰，因此我想说一句，谢谢老师，同时也对其他老师表示真诚的祝福，并祝他在今后的生活中能够工作顺利，身体健康。参考文献金容容主编.水泥厂工艺设计概论.武汉:武汉理工大学出版社，1993，21~214.曹文聪、杨树森主编.普通硅酸盐工艺学.武汉:武汉工业大学出版社，1996，10~26.孙晋涛主编.硅酸盐工业热工基础.武汉:武汉工业大学出版社，1992.5.沈威主编.水泥工艺学.武汉:武汉理工大学出版社，1991.7.高长明.预分解窑水泥生产技术及进展.北京:化学工业出版社，2006.1严生，常捷，程麟.新型干法水泥厂工艺设计手册.中国建材工业出版社，2007.1熊会思，熊然.新型干法水泥厂设备选型使用手册-5000t/d熟料生产线工艺系统设计.中国建材工业出版社，2007.1刘志江.新型干法水泥技术.中国建材工业出版社，2005.1李海涛，郭献军，吴武伟.新型干法水泥生产技术与设备.北京:化学工业出版社，2006.1《GB175-2007通用硅酸盐水泥》.2007，11简淼夫.用办公软件EXCEL作配料计算.水泥，2001.(10):20~22建筑行业设备网.2011.3~2011.6潘轶、蒋超鹏.华润水泥（贵港）有限公司2×5000t/d熟料生产线工艺设计简介.水泥工程，2007.(1)黄平.海螺5000t/d熟料生产线工艺系统设计.水泥工程，2003.3陆庆惠、聂纪强.山东烟台5000t/d熟料生产线的工艺设计.中国水泥，2005.10李涛平.再论新型干法水泥厂设计新概念.CHINAEMENT，2005.4袁振基.水泥工厂生产车间总平面设计.水泥技术，2004.2.龚文虎.水泥厂工艺设计中物料平衡的计算方法.CEMENTTECHNOLOGY，2000.(1).15~16常捷.水泥工厂的现代化设计理念.新世纪水泥导报，2001，(1):16~17《两渣一灰综合利用日产4000吨特种水泥熟料生产线可行性研究报告》.中材国际工程股份有限公司官网.2006.3第三代5500t/d预分解系统的研究开发及应用.天津水泥工业设计研究院.2010.1何俊元《水泥厂工艺设计概论(1982年版)》.中国建工出版社.1982.3水泥工业网，百度网，水泥技术网，建材网.2011.3~2011.6曾学敏.水泥工业现状及发展趋势.中国水泥，2005.(4):9~11驻马店豫龙同力水泥有限责任公司5000T/D烧成系统调试操作说明书.天津水泥工业设计研究院.2003.12.附录1、图纸目录2、±0.000平面、D1详图A1图纸

3、烧成窑尾1-1剖面图加长A1图纸

4、烧成窑尾2-2剖面图加长A1图纸5、全厂工艺流程图Al图纸

6、烧成窑尾废气管道平面布置图Al图纸7、85.050，92.300，93.300平面图、85.050平面基础Al图纸8、烧成窑尾10.150平面基础、10.150平面Al图纸9、20.150平面图、22.900操作平台A1图纸10、烧成窑尾33.650平面、46.150平面图Al图纸11、烧成窑尾59.150平面基础、59.150平面图、73.650平面基础、73.650平面图Al图纸12、厂区总平面布置图Al图纸13、空气输送斜槽2定货要求A2图纸14、空气输送斜槽2出料溜子A2图纸15、全厂质量控制网点图A0图纸

外文资料译文PortlandcementofitsTypesandManufactureofPortlandcementPortlandcementismadebyheatingamixtureoflimestoneandclay,orothermaterialsofsimilarbulkcompositionandsufficientreactivity,ultimatelytoatemperatureofabout1450°C.Partialfusionoccurs,andnodulesofclinkerareproduced.Theclinkerismixedwithafewpercentofgypsumandfinelygroundtomakethecement.Thegypsumcontrolstherateofsetandmaybepartlyreplacedbyotherformsofcalciumsulfate.Somespecificationsallowtheadditionofothermaterialsatthegrindingstage.Theclinkertypicallyhasacompositionintheregionof67%CaO,22%SiO2,5%Al2O3,3%Fe2O3,and3%ofothercomponents,andnormallycontainsfourmajorphases,calledalite,belite,aluminatephaseandferritephase.Severalotherphases,suchasalkalisulfatesandcalciumoxide,arenormallypresentinminoramounts.AliteisthemostimportantconstituentofallnormalPortlandcementclinkers,ofwhichitconstitutes50%--70%.Itistricalciumsilicate(Ca3SiO5)modifiedincompositionandcrystalstructurebyincorporationofforeignions,especiallyMg2+,Al3+andFe3+.Itreactsrelativelyquicklywithwater,andinnormalPortlandcementisthemostimportantoftheconstituentphasesforstrengthdevelopmentatagesupto28days,itisbyfarthemostimportant.Beliteconstitutes15%30%ofnormalPortlandcementclinker.Itisdeclaimsilicate(Ca2SiO4)modifiedbyincorporationofforeignionsandnormallypresentwhollyorlargelyastheβpolymorph.itreactsslowlywithwater,thuscontributinglittletothestrengthduringthefirst28days,butsubstantiallytothefurtherincreaseinstrengththatoccursatlaterages.Byoneyear,thestrengthobtainableformpurealitandpurebeliteareaboutthesameundercomparableconditions.Thealuminatesphaseconstitutes5%--10%ofmostnormalPortlandcementclinkers.itisTricalciumaluminates(Ca3Al2O6),substantiallymodifiedincompositionandsometimesalsoinstructurebyincorporationofforeignions,especiallySi4+,Fe3+,Na+andK+.Itreactsrapidlywithwaterandcancauseundesirablyrapidsettingunlessaset-controllingagent,usuallygypsum,isadded.Theferritephasemakesup5%-15%ofnormalPortlandcementclinkers.Itistetracalciumaluminoferrite(Ca4AlFeO7)substantiallymodifiedincompositionbyvariationinAl/Feratioandincorporationofforeignions.Therateatwhichitreactswithwaterappearstobesomewhatvariable,perhapsduetodifferencesincompositionorothercharacteristics,butingeneralishighinitiallyandintermediatebetweenthoseofAliteandBeliteatlaterages.ThegreatmajorityofPortlandcementsmadethroughouttheworldaredesignedforgeneralconstructionaluse.Thespecificationswithwhichsuchcementsmustcomplyaresimilar,butnotidentical,inallcountriesandvariousnamesareusedtodefinethematerial,suchasOPC(OrdinaryPortlandCement)intheUK,orTypeIPortlandCementintheUSA.Specificationsare,ingeneralbasedpartlyonchemicalcompositionorphysicalpropertiessuchasspecificsurfacearea,andpartlyonperformancetests,suchassettingtimeorcompressivestrengthdevelopedunderstandardconditions.ThecontentofMgOisusuallylimitedtoeither4or5%,becausequantitiesofthiscomponentinexcessofabout2%areliabletooccuraspericlase(magnesiumoxide),whichthroughslowreactionwithwatercancausedestructiveexpansionofhardenedconcrete.Freelime(calciumoxide)canbehavesimilarly,anditspotentialformationsetsapracticalupperlimittotheAlitecontentofaclinker.ExcessivecontentsofSO3canalsoleadtodelayedexpansion,andupperlimitsof2.5%-4%areusuallyimposed.Alkalis(K2OandNa2O)canundergoexpansivereactionswithcertainaggregates,andsomenationalspecificationslimitthecontent,e.g.to0.6%equivalentNa2O(Na2O+0.66K2O).otherupperlimitofcompositionwidelyusedinspecificationsrelatetomatterinsolubleindiluteacid,andlossonignition.Manyotherminorcomponentsarelimitedincontentbytheireffectsonthemanufacturingprocess,ortheproperties,orboth,andinsomecasesthelimitsaredefinedinspecifications.Rapid-hardeningPortlandcementhavebeenproducedinvariousways,suchasvaryingthecompositiontoincreasethealitecontent,finergrindingoftheclinker,andimprovementsinthemanufacturingprocess,e.g.finergrindingorbettermixingoftherawmaterials.ThealitecontentsofPortlandcementshaveincreasessteadilyovertheoneandahalfcenturiesduringwhichthelatterhavebeenproduced,andmanypresentdaycementsthatwouldbeconsiderednormaltodaywouldhavebeendescribedasrapidhardeningonlyafewdecadesago.InUSAspecifications,rapid-hardeningPortlandcementsarecalledhighearlystrengthorTypeIIIcements.Destructiveexpansionfromreactionwithsulfatescanoccurnotonlyifthelatterarepresentinexcessiveproportioninthecement,butalsoformattackonconcretebysulfatesolutions.ThereactioninvolvestheAl2O3containingphasesinthehardenedcement,andinsulfate-resistingPortlandcements,itseffectsarereducedbydecreasingtheproportionofthealuminatesphase,sometimestozero.ThisisachievedbydecreasingtheratioofAl2O3toFe2O3inthematerials.IntheUSA,sulfate-resistingPortlandcementsarecalledTypeVcements.WhitePortlandcementsaremadebyincreasingtheratioofAl2O3toFe2O3,andthusrepresenttheoppositeextremeincompositiontosulfate-resistingPortlandcements.Thenormal,darkcolor.ofPortlandcementisduetotheferritephase,formationofwhichinwhitecementmustthusbeavoided.ItisimpracticabletoemployrawmaterialsthatarecompletelyfreefromFe2O3andothercomponents,suchasMn2O3,thatcontributetothecolor.Theeffectsofthesecomponentsarethereforeusuallyminimizedbyproducingtheclinkerunderslightlyreducingconditionsandbyrapidquenching.Inadditiontoalite,beliteandaluminatesphase,someglassmaybeformed.Portlandcementismadefromsomeoftheearth'smostabundantmaterials.abouttwo-thirdsofitisderivedfromcalciumoxide,whosesourceisusuallysomeformoflime-stone(calciumcarbonate),marls,chalk,orshells(forexample,oyster).theotheringredients-silica,SiO2,about20％;alumina,Al2O3,about5％;andironoxide,Fe2O3,about3％arederivedfromsandshale,clays,coalash,andironoremetalslag.Becausetheindividualingredientsmustbefusedandsinteredtoproducenewcompoundstheymustdegroundtopassa200meshscreeninordertoreactwithinareasonabletimeinthekiln.inaddition,thecompositionoftherawmaterialsmustbeheldwithinnarrowlimitsoftheaboveoxidestoproduceausefulproduct.Otherelementaloxideswhichcanbedetrimentaltothecementmustbelimited:theseincludemagnesiumMgO;potassiumoxide,K2O;sodiumoxide,andphosphorusoxide,P2O5.afterblendingtothepropercomposition,therawmaterialsareintergroundinballmills,rodmills,orrollermillers.Dependingontherawmaterialscharacteristics,theyaregroundeitherdry(dryprocess)orinwater(wetprocess).Theresultantrawfeedisintroducedintothekilnsystem,usuallyarotarykiln,wherethematerialisheatedtoabout2700°F.Thematerialprogressivelylosesfirstthewater,thenthecarbondioxideCO2,atabout1750°F,andatabout2300°F,asmallamountatliquidphaseforms.Thisliquidisthemediumthroughwhichthehigher-meltingphasesareformed.Theresultantproduct,calledclinkerbecausethewholenevertrulymelts,iscooledandagainground,inballmillstosuchafinenessthatabout90％willpassascreenhaving325openingsperlinearinch.Thefinalproducthasatexturemuchlikefacepowder.Duringgrinding,about5％ofcalciumsulfate(gypsumoranhydride)isaddedtocontrolsettingtime,strengthdevelopment,andotherproperties.ThemajortrendinmanufactureofPortlandcementhasshiftedtoagreateremphasisonthereductionoftheenergyconsumedforitsproductionandincreasinguseofcoaltoreplacegasandoil,whichwerethemajorfuelsforburningtheclinker.Energyconsumptionisgenerallygreaterforthewetprocess;thereforemostnewplantsusethedryprocess.Thecharacteristicsofthefinalproductarenotanydifferentforeitherprocess.Theworld'slargestkiln(asof1957)producedabout7500tons(6750metrictons)perdayofclinker.Anaveragekilnproducesabout1800tons(1620metrictons)perday.Thelatestkilnsutilizesomeformofpreheatingsystem,whichfullyutilizesthehotexitgasestowarmtheincomingrawmaterials;Inaddition,decarbonationofthelimestonecanbedoneontherawfeedpriortoitsentrancetotherotarykilnsbyuseofauxiliaryburners.Thesetechniquesenablemuchshorterrotarykilnsforequalproductionandsavemuchenergy.Becauseofthesedevelopments,theworld'slongestkiln(760ftor228mlong,25ftor7.5mindiameter)willprobablyremainthelongest.Anothertrendistowardanewertypeofgrindingmill,calledarollermill.Thismillcanusewasteheatfordrying,lendsitselfreadilytoautomaticcontrol,anduseslessenergy.Thesemillscangrindupto400tons(360metrictons)perhour.Severalemployeesinacontrolroomcanoperateawholeplantexceptforthequarry.Controlisexercisedbymeansoftelevisionmonitors,sensors,computers,andautomaticcontinuouschemicalanalysis.Othertypesofkilnswhichhavebeenusedorareintheprocessofbeingdevelopedareverticalorshaftkilns,fluid-bedfurnaces,andswirlcalciners.波特兰水泥的分法及生产波特兰水泥是通过加热石灰岩和粘土的混合物，或者其他具有相似组成并具有活性的块状物来生产的，加热的最高温度可以达到大约1450摄氏度。当部分块状物融化时，熟料的结节就出现了。熟料和百分之几的石膏再混合，磨细就制成了水泥。石膏的添加量由率值决定，并且部分其他形式的硫酸钙相化合物可以代替石膏。有些特种水泥允许在研磨阶段加入一些材料。熟料一般由以下成分构成：67％的氧化钙，22％的二氧化钙，5％的三氧化二铝，3％的三氧化二铁和3％的其他成分。熟料在正常情况下含有三个相：阿利特、贝利特、铝酸三钙及铁铝酸四钙。其他几个相如：碱金属硫酸盐、活性氧化钙等，一般以微小量出现。阿利特是普通波特兰水泥熟料中最重要的组成部分，其构成占50％—70％。它与外来离子（尤其是Mg2+,Al3+和Fe3+）结合在构成上和晶体结构上又发生了变化的硅酸三钙。它与水反应特别快，是普通波特兰水泥28天强度发展的最重要的组成相，这是迄今为止中重要的。贝利特在普通波特兰水泥熟料中占15％—30％。它与外来离子结合并且通常全部或大部分呈β晶形的硅酸二钙。它与水反应很慢，因此，在开始的28天内对强度没什么作用。但实际上，它会使以后龄期里的强度进一步增加。一年后，在合适的条件下，纯的阿利特和纯的贝利特获得的强度大约相同。大多数普通波特兰水泥熟料中，铝酸盐相占5％—10％。它是在组成和结构上被大幅度的改变，并切有时也和外来离子结合（特别是Si4+,Fe3+,Na+andK+）的铝酸三钙。它与水反应迅速，会引起不理想的凝结，除非加入控制凝聚剂，通常加入的是石膏。在普通波特兰水泥熟料中，铁素体相占5％—15％。它是在组成上大幅度改变Al/Fe比例和结合外来离子的铁铝酸四钙。也许因为组成和其他特征的差异，氧化铁与水反应的速度似乎有些变动，但总的来说，开始时速度很快，在以后的龄期内处于阿利特预贝利特与水反应的两种速度之间。