新型干法水泥生产技术讲座.doc

新型干法水泥生产技术水泥是指具有水硬性的无机胶凝材料，既能在空气中硬化也可在水中硬化。水泥的定义：加水拌合成塑性胶体，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。波特兰水泥：由硅酸盐水泥熟料、05石灰石或粒化高炉矿渣把、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。当代水泥工业发展历程1885年英国F.Ransome取得第一个回转窑专利。1930年德国伯利休斯公司研制了立波尔窑。1950年德国洪堡公司研制了悬浮预热器窑。1971年日本石川岛和秩父水泥公司发明了预分解窑。10000t/d窑规格6m96m硅酸盐水泥熟料的组成与特性1、化学组成硅酸盐水泥熟料的主要化学成分是CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四种氧化物，占95以上。熟料化学成分范围成分数值（）成分数值（）成分数值（）SiO21626TiO200.5CaO5868Al2O348SO30.12.5MgO15Fe2O326P2O501.5K2O+Na2O01.5Mn2O303烧失量0.532、熟料的矿物组成、液相量主要的四种矿物：C3S、C2S、C3A、C4AF。另外，还有少量的fCaO、MgO、含碱矿物以及玻璃体等。通常，熟料中硅酸盐矿物占75左右，熔剂矿物占22左右。C3A、C4AF与MgO、碱等在12501280开始，逐渐熔融成液相以促进C3S的形成，故称为熔剂矿物。游离氧化钙：是指熟料烧成过程中未能与C2S结合而以游离状态存在的氧化钙，又称为游离石灰。熟料中fCaO的产生条件不同，形态也不同，其对水泥质量的影响也不一样。欠烧fCaO：因窑温偏低，在11001200的低温下形成的fCaO。主要存在于黄粉及欠烧的夹心熟料中，其结构疏松多孔，遇水反应快，对水泥安定性危害不大。但含有欠烧fCaO太高的熟料制成水泥时其强度将大大降低。一次游离氧化钙：当配料不当，生料过粗或煅烧不良时，熟料中出现的尚没有与酸性氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3完全化学反应而残留的CaO，即游离状态存在的CaO。这种fCaO在烧成温度下经高温煅烧而呈“死烧状态”，结构致密，晶体较大，一般达10m20m遇水生成Ca（OH）2的反应很慢，通常要加水3d以后反应才明显，至水泥水硬后较长一段时间才完全水化。体积膨胀97.9，在已硬化的水泥石内部造成局部膨胀应力。预分解窑熟料fCaO应控制在1.5以下。二次游离氧化钙：熟料在慢冷或还原气氛下，结构不稳定的C3S分解而形成的氧化钙，以及熟料中碱等取代C3S、C3A中的氧化钙而形成。由于是氧化钙化合后又游离出来，故称二次游离氧化钙。二次游离氧化钙经过了高温煅烧，分散在熟料矿物中，水化较慢，对水泥强度、安定性均有一定影响。方镁石：当熟料中含有少量的MgO时，能降低熟料液相生成温度，增加液相数量，降低液相粘度，有利于熟料形成，还能改善熟料色泽，使熟料呈青灰色。MgO结晶大小随冷却速度不同而变化，当熟料快速冷却时，方镁石结晶细小，而慢冷时其晶粒发育粗大，结构致密。MgO的水化比fCaO更为缓慢，水化生成Mg(OH)2时体积膨胀148。国家标准规定：熟料中MgO含量应5；如水泥经压蒸、安定性试验合格，熟料中MgO含量可允许达6，但应采取快速冷却、掺混合材等措施，以缓和膨胀的影响。碱（K2O+Na2O）：主要来自原料。碱在熟料中的赋存状态取决于硫碱的摩尔比： SO3 SG 1.292Na2O0.85K2O熟料中碱含量1.5。碱含量高，会使水泥快凝、早强，降低28d强度，还可能使混凝土产生碱骨料反应。熟料率值：生产不仅要控制熟料中各氧化物的含量，还应控制各氧化物之间的比例（率值）。水硬率：熟料中CaO与酸性氧化物之和的质量百分数之比。CaOHM SiO2 Al2O3 Fe2O3HM波动在1.72.4之间。随着HM的增加，热耗增加，强度特别是早期强度升高，水化热上升，而耐化学腐蚀的性能下降。硅酸率：熟料中酸性氧化物之间的比例。也可表示熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物之比。 SiO2 SM Al2O3Fe2O3 C3S1.325 C2S SM 1.434 C3A2.046 C4AF硅酸盐水泥熟料的SM控制在1.93.2之间。SM增加，会减少液相量而降低熟料的易烧性，并有在窑内不易形成窑皮的倾向。熟料中硅酸率过高，煅烧时由于液相量过少而煅烧困难；特别当CaO含量低，C2S含量多时，熟料在慢冷过程中易于粉化。硅酸率过低，会因熟料中硅酸盐矿物少而影响水泥强度，在煅烧过程中由于液相过多，易出现结大块、结圈等而影响操作。硅酸率的增加也会导致水泥凝结和硬化的缓慢。铝氧率： Al2O3 AM Fe2O3 1.15 C3A AM 0.64 C4AF硅酸盐水泥熟料的AM控制在0.72.5之间。铝氧率高，熟料中C3A多，C4AF少，液相粘度大，物料难烧；铝氧率过低，虽然液相粘度小，液相中质点易于扩散，对C2S形成有力，但烧结范围变窄，窑内易结大块，不利于操作。高AM和低SM会使水泥快凝，石膏掺量要多。石灰饱和系数：LSF 100CaO LSF 2.8 SiO21.18 Al2O30.65Fe2O3饱和比KH：CaO1.1 Al2O30.7 Fe2O3KH 2.8 SiO2 C3S0.883C2SKH C3S1.325C2S原料均化与生料制备早期国外对入窑生料成分标准偏差的要求一般是SCaCO30.20。宁国、冀东厂当入窑生料成分标准偏差的控制在SCaCO30.300.40，合格率为7080时，生产情况和熟料质量仍很好。德国伯利休斯和洪堡公司提出入窑生料标准偏差可放宽到SCaCO30.30。均化链概念均化链：就是将均化功能分摊给生料制备各个工艺环节。一个完整的生料均化系统包括四个环节：原料矿山的搭配开采与运输、原料的预均化与储存、生料磨的配料控制与调节、入窑生料的均化与储存。P149生料粉磨生料粉磨的目的：使物料成为具有一定粒度组成的产品，以满足各工艺过程的要求。生料颗粒小，反应温度高，有利于熟料烧成。生料的过粗颗粒难于反应，但过细颗粒又易于局部过早出现液相，也对烧成不利，因此对于生料既要求合理的细度，又要求均匀的颗粒级配。合理的生料细度与生料的原始组分和易烧性有关。国外某公司的生料控制指标：不同易烧性时生料细度指标易烧指数易烧性生料R200m%生料R90m%120难1.01280120正常/稍难1.51580易2.018实际上控制R200m细度更为重要。经验表明：大多数工厂控制R200m1.5%2.0%，对烧成不会带来不利影响。与R200m1.5%2.0%相对应的R 90为15%17%，R80m为18%20%。立磨产品中难磨组分和易磨组分的颗粒分布频率是一致的，而球磨产品中则难磨组分的粗颗粒比较易磨组分为多。当石灰石和含粗晶石英的砂岩混合粉磨时，立磨产品的粗颗