传统水泥生产技术要点

传统水泥生产技术要点10.1湿法回转窑生产技术

湿法回转窑生产是将生料制成含水为32%～40%的料浆，再由料浆泵送至回转窑内进行煅烧。主要优点：生料成分均匀，所以烧成的熟料质量高；料浆输送方便及生料粉磨过程扬尘少；水对物料有尖劈作用，故湿法粉磨效率高。主要缺点：熟料热耗高，蒸发料浆水分消耗热量约占总热耗的30%～35%；窑的单位容积产量低。

10.1.1湿法回转窑的特点及发展概况

传统水泥生产技术要点10.1.2湿法回转窑窑体的形状◆直筒型◆热端扩大型◆冷端扩大型◆哑铃型

传统水泥生产技术要点10.1.3湿法回转窑的生产工艺流程

湿法回转窑的生产工艺过程除生料制备、窑尾及窑中部分（窑尾收集的粉尘从窑中喂入）与新型干法不同之外，其于的都大同小异。

传统水泥生产技术要点10.1.4生料浆的制备

湿法生料的粉磨湿法窑料浆的制备湿法料浆的调配调配举例：有两库料浆，其TCaCO3分别为78.00及76.70，要求的入窑生料TCaCO3为77.50，求两库料浆的配比：＼／／＼传统水泥生产技术要点10.1.5湿法窑内的煅烧

◆煅烧过程熟料的形成过程，从窑尾开始沿窑长度按温度和反应大致可分为：干燥带、预热带、碳酸盐分解带、放热反应带、烧成带和冷却带。Φ5/4.5×135m湿法回转窑内熟料的形成过程：Ⅰ－干燥带；Ⅱ－预热带；Ⅲ－碳酸盐分解带；Ⅳ－放热反应带；Ⅴ－烧成带；Ⅵ－冷却带。

传统水泥生产技术要点传统水泥生产技术要点10.1.5湿法窑内的煅烧◆物料的运动及热效率

物料的运动物料通过直筒窑的相对运动速度，。传统水泥生产技术要点10.1.5湿法窑内的煅烧

湿法窑的热效率煅烧1kgkJ，而湿法窑的实际热耗一般约为1kg熟料消耗5436～6688kJ的热量，热效率为25%～35%。

项目理论热耗热损失总热耗热效率

水分增发热废气带走热冷空气带走热熟料带走热筒体散热热耗kJ/kg熟料175622111104301836026057％28.9936.5118.224.671.359.9410028.99传统水泥生产技术要点10.1.5湿法窑内的煅烧

◆提高熟料产、质量和降低热耗的措施

正确确定窑煅烧制度

提高窑的传热能力#11.幻灯片11

减少入窑料浆水分，降低蒸发水分的耗热

减少筒体散热损失

减少不完全燃烧热损失

减少废气带走热损失

减少熟料带走热损失及冷却机废气热损失

减少窑灰，降低窑灰带走的热损失

加矿化剂、利用工业废渣等，改善生料易烧性，降低烧成温度，实现低温煅烧

◆湿法窑几种不正常窑况

结泥浆圈（泥巴圈）这种圈一般在链条带泥浆塑性最大的区域内形成。结圈后将阻碍物料的正常运动，影响窑内通风和物料的预烧。严重时，使泥浆倒流出窑外，或灌入排风机。

周期性慢窑是指每隔一段时间（1～2小时）来一次大料，窑的尾温将低，迫使窑窑速减慢。由于窑速减慢后，窑的尾温又逐渐升高，料层减薄，因此又要在快转窑的同时，大量减煤，结果窑的尾温又逐渐下降，如此反复，窑内热工制度完全被破坏。

传统水泥生产技术要点传统水泥生产技术要点10.2干法回转窑水泥生产技术

◆最原始生产水泥的回转窑，筒体内除砌有窑衬外，没有装任何热交换装置，所以又称为干法中空窑◆为了提高热效率，干法长窑也使用链条带、金属格子式热交换器和陶瓷或耐火材料格子式热交换器。

10.2.1传统干法回转窑水泥生产技术

传统水泥生产技术要点10.2.2立波尔窑水泥生产技术

为提高窑窑的传热能力，提高窑的热效率，在1928年由德国工程师立列伯设计，波立修斯工厂制造，在回转窑窑尾增设加热机，利用窑尾1000～1200℃高温废气穿过加热机上的生料球，对生料球进行加热，使生料的干燥、预热和碳酸盐的部分分解在加热机内进行，再进入回转窑煅烧成熟料。

为了纪念创始人和制造厂，把这种带加热机的窑命名为立波尔窑。立波尔窑现在每台日生产能力可达3000吨熟料以上，其热耗已下降到3350kJ/kg熟料（800kcal/kg熟料）左右。

传统水泥生产技术要点传统水泥生产技术要点传统水泥生产技术要点10.3立窑水泥生产技术

煅烧水泥熟料的窑筒体是立置不转动的称为立窑。立窑水泥在我国总产量占所有窑型之首，其发展大体经历了三个阶段：第一阶段是人工加料和人工卸料的普通（土）立窑；第二阶段是机械加料和机械卸料的机械化立窑，第三阶段是现代化立窑。立窑主要优点是：投资省；熟料热耗低；吨水泥电耗低；对原燃材料要求低；可以合理利用多种工业废渣。其缺点是：单机产量低；熟料质量不稳定。

10.3.1概述传统水泥生产技术要点10.3.2立窑水泥的生产工艺流程

立窑水泥的生产大致分为四个阶段：

生料制备；

生料成球；

熟料烧成；

水泥制成。

传统水泥生产技术要点传统水泥生产技术要点10.3.3立窑对原、燃材料的选择

◆原料的选择原料中燧石、石英、碱、MgO等有害成分要低，在要求控制范围之内；机立窑由于生料需成球，因此，要求粘土的可塑性指数＞13%。◆燃料的选择（1）合适的挥发分：一般要求<10%（最佳7%～8%）。（2）发热量：一般要求大于20900kJ/kg，最好在22990kJ/kg以上。

传统水泥生产技术要点10.3.4生料的成分

◆熟料率值几种常见配料方案

高硅低铁配方：KH=0.88～0.94,n＞2.3,P＞2

高铝配方：KH=0.90～0.94,n=1.7～2.1,P=1.4～2.0

高铁高饱和比配方：KH=0.94～1.00,n=1.5～1.8,P=0.8～1.3

高硅高铁配方：KH=0.90～0.94,n>2.0～2.4,p>0.9～1.3

传统水泥生产技术要点10.3.5全黑生料的配热

◆熟料煤耗熟料实际煤耗的计算公式为：P=Q′/(Q×100kg)煤/100kg熟料。若底火温度正常，在生料成分合适、操作正常的前提下，熟料质量好，没有欠烧和生烧，同时还原料也不多，则配热合适。机立窑熟料的热耗：一般波动在3768～4187kJ/kg熟料，先进的在3349kJ/kg熟料。

传统水泥生产技术要点10.3.6机立窑的结构

水泥机立窑是一种填满物料的内衬耐火材料的圆筒状固定竖式煅烧设备。其结构由加料装置、窑体部分、卸料装置、卸料密封装置、传动装置、鼓风系统和排烟除尘系统等几部分组成。

传统水泥生产技术要点传统水泥生产技术要点10.3.7供风与排气

◆供风方式机立窑的供风方式按供风管布置到窑体的位置分为：底送风、侧送风、底主风与腰侧送风、升高中心风管送风等几种供风方式。◆风量、风压

风量：鼓入窑内的风量代表供给燃料燃烧的氧量。

风压：入窑风压是用来克服窑内阻力，窑内阻力大则风压应大。◆鼓风机机立窑一般用风机的类型有：罗茨风机、叶氏风机和离心风机。

传统水泥生产技术要点10.3.8机立窑熟料的形成原理

◆煅烧过程的物理化学变化料球从上到下的运动过程中，仍经历了生料的干燥、预热、分解、固相反应、烧成、冷却等阶段。不过，在同一时间内，料球内外煅烧不是均匀一致的。1－预热带；2－烧成带；3－冷却带。

传统水泥生产技术要点传统水泥生产技术要点10.3.8机立窑熟料的形成原理

◆物料与气流在机立窑内的运动

物料在机立窑内的运动机立窑的窑体是固定不动的，料球从上到下运动的原因：是由于熟料的卸出和料球在煅烧过程中产生体积收缩引起的。由于机立窑不转动，因而物料在立窑内除自上而下作垂直运动外，几乎没有翻滚运动，物料相互之间很少混合，这也是立窑熟料质量不均的原因之一。

气体在机立窑内的运动燃料需要足够的空气量才能充分燃烧，并发出热量供熟料烧成。机立窑通风量的大小，若按窑横截面上每平方米、每分钟需要空气量来估计，机立窑需要30～42m3／(m2.min)。

◆燃料的燃烧机立窑内燃料的燃烧过程也要经过干燥、预热、挥发分的逸出和固定碳燃烧等几个阶段。包氏反应：CO2+C→2COC+1/2O2→CO郝氏反应：

CaCO3→CaO+CO2CO2+C→COCaCO3+C→CaO+2CO传统水泥生产技术要点10.3.9机立窑的煅烧

◆煅烧方法

白生料法

全黑生料法

半黑生料法

◆成球和配煤

配煤配煤系统一般有两种：一种是全黑生料法，在生料磨前，煤与原料分别计量配合喂入磨内；另一种是白生料、半黑生料及料煤分别粉磨法，将磨细的生料和细碎后的煤粒（称外加煤或入窑煤）经计量设备分别计量，混合、搅拌、成球入窑。

传统水泥生产技术要点10.3.9机立窑的煅烧

◆成球和配煤

成球●具有一定的机械强度●粒度均匀、大小适宜●具有一定的气孔率●热稳定性好●水分适宜

传统水泥生产技术要点10.3.9机立窑的煅烧

◆机立窑的煅烧操作

立窑熟料外观质量分析

机立窑的热工制度

机立窑煅烧操作方法

正常煅烧操作

闭门操作

不正常窑况的处理

传统水泥生产技术要点10.4传统水泥生产技术的改造

◆干法中空窑的改造◆湿法回转窑的改造◆机立窑的改造传统水泥生产技术要点本章学习小结

通过对各种生产方法的工艺原理、生产过程的特点等学习，掌握影响熟料产质量的因素，提高熟料产质量的措施；掌握正常的煅烧操作和不正常窑况的处理；通过对传统回转窑与新型干法回转窑的比较，掌握一些常见的对传统回转窑的改造方案。

传统水泥生产技术要点第11章混合材本章学习要点本章主要介绍常见的活性混合材料、非性混合材料及其应用和评定传统水泥生产技术要点

11.1.1混合材料的种类及作用

生产水泥时掺混合材料的作用是：(1)提高水泥产量，降低水泥生产成本，节约能源达到提高经济效益的目的；(2)有利于改善水泥的性能，如改善水泥安定性，提高混凝土的抗蚀能力，降低水泥水化热等；(3)调节水泥标号，生产多品种水泥，以便合理使用水泥，满足各项建设工程的需要；综合利用工业废渣，减少环境污染，实现水泥工业生态化。

◆活性混合材料活性混合材料是指具有火山灰性或潜在的水硬性，以及兼有火山灰性和水硬性的矿物质材料。主要包括粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰等。◆非活性混合材料非活性混合材料是指在水泥中主要起填充作用而又不损害水泥性能的矿物质材料，即活性指标不符合要求的材料，或者是无潜在水硬性、火山灰性的一类材料。主要包括砂岩、石灰石、块状的高炉矿渣等。

传统水泥生产技术要点11.1.2粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣是高炉冶炼生铁时所得以硅酸钙和铝硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷粒化后的产品。它属冶金行业高炉冶炼生铁时的工业废渣，是目前国内水泥工业中用量最大、质量最好的活性混合材料。但若是经慢冷（缓慢冷却）后的产品则呈现块状或细粉状等，不具有活性，属非活性混合材料。

传统水泥生产技术要点◆矿渣的组成1、化学成分高炉矿渣的化学成分主要有CaO、SiO2、Al2O3，还有少量的MgO、Fe2O3、硫化物如CaS、MnS、FeS等。其中CaO+SiO2+Al2O3总量一般＞90%，某些特殊情况下由于矿石成分的不同所形成的高炉矿渣的化学成分还可能含有TiO2、P2O5、氟化物等。

◆矿渣的组成2、矿物组成缓慢冷却的高炉矿渣的矿物相一般为发育良好的各种晶体，主要有黄长石（C2AS）、钙长石（CAS2）、硅灰石（CS）、硅酸二钙（C2S）、以及透辉石（CMS2）、尖晶石（MA）、钙镁橄榄石（CMS）、镁方柱石（C2MS2）、二硅酸二钙（C3S2）、正硅酸镁（M2S）、硫化物（CaS、MnS、FeS）等。传统水泥生产技术要点◆矿渣的活性与激发剂1、矿渣活性粒化高炉矿渣的活性高低与化学成分、玻璃体含量有关。实践证明，在化学成分大致相同的情况下，玻璃体含量越多，其活性也越高，即急冷好的粒化高炉矿渣活性好。

◆矿渣的活性与激发剂2、激发剂常用的激发剂有两类：碱性激发剂和硫酸盐激发剂。碱性激发剂：石灰、水化时能够析出Ca(OH)2的硅酸盐水泥熟料属碱性激发剂；硫酸盐激发剂：各类天然石膏或以CaSO4为主要成分的化工副产品，如氟石膏、磷石膏等属硫酸盐激发剂。值得说明的是，硫酸盐激发剂只有在一定的碱性环境中才能充分激发矿渣的活性。

传统水泥生产技术要点编号配比（%）28d抗压强度（MPa）矿渣石灰水泥生料石膏1234510092.58047.774.5－－20－－－－－47.715－7.5－4.610.50018.546.862.8粒化高炉矿渣在不同条件下的强度传统水泥生产技术要点◆粒化高炉矿渣的质量评定1、化学成分分析法---质量系数法分析测得粒化高炉矿渣的化学成分质量百分数CaO、MgO、Al2O3

和SiO2、MnO、TiO2后，可按活性组分与低活性、非活性组分之间的比例，即质量系数（K）来评定矿渣质量。

K=(CaO+MgO+Al2O3)/(SiO2+MnO+TiO2)质量系数K越大，则矿渣活性越高。用于水泥中的粒化高炉矿渣必须是K≥1.2。

2、激发强度试验法直接测定矿渣硅酸盐水泥强度的方法，并用下列强度比值R来评定矿渣的活性。R=100Ｐ1／Ｐ2(100－矿渣掺入百分数)式中：Ｐ1――矿渣硅酸盐水泥的28d抗压强度；Ｐ2――不掺矿渣的硅酸盐水泥28d抗压强度。若比值R=1，则矿渣无活性；R＞1，则认为矿渣有活性；R越大，矿渣活性越高。

传统水泥生产技术要点11.1.3火山灰质混合材料◆火山灰质混合材料及种类凡天然的或人工的以氧化硅、氧化铝为主要成分的矿物质材料，本身磨细加水拌和并不硬化，但与气硬性石灰混合后再加水拌和，则不但能在空气中硬化而且能在水中继续硬化者，称为火山灰质混合材料。

传统水泥生产技术要点火山灰质混合材料分类

天然的火山灰质混合材料人工的火山灰质混合材料火山灰、凝灰岩、沸石岩、浮石、硅藻土、硅藻石、蛋白石。烧页岩、烧粘土、煤矸石、煤渣、硅质渣传统水泥生产技术要点◆火山灰质混合材料的组成火山灰质混合材料的化学成分以SiO2­、Al2O3为主，其含量占70%左右，而CaO含量较低，其矿物组成随其成因变化较大。

◆火山灰质混合的活性评定（火山灰性试验）1、化学方法化学方法即火山灰试验，结果评定：如果试验点在曲线（40℃氢氧化钙的溶解度曲线）的下方，则认为该混合材的火山灰试验验合格；如果试验点在曲线上方或曲线上，则重做试验，但恒温时间为15d。如果此时试验点落在曲线下方，仍可认为火山灰性合格，否则不合格。

传统水泥生产技术要点2、物理方法物理方法即强度对比法，是利用掺30%火山灰质混合材水泥做胶砂2