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水泥工艺及其设备 绪 言 水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大、素有“建筑工业的粮食”之称。 水泥具有较好的可塑性，与砂、石等胶合后的混和物具有较好的和易性，可浇注成多种形状及尺寸的构件，以满足设计上的不同要求； 水泥的适应性较强，适用于海上、地下、深水、严寒、干热、腐蚀、辐射等多种条件下；水泥还可与多种有机、无机材料制成多种用途的水泥复合材料； 水泥耐久性较好，维修工作量小，耐腐朽。目前，水泥已广泛用于建筑、水利、道路、国防等工程中。 水泥的发明 ■ 原始水泥可追溯到5000年前，埃及的金字塔、古希腊和古罗马时代用石灰掺砂制成的混和沙浆，曾被用于砌筑石块和砖块，这种用来做砌筑用的胶凝材料被称为原始水泥。 ■ 1824年，英国J．阿斯普丁发明了一种把石灰石和粘土混和后加以煅烧来制造水泥的方法，并获得了专利权。这种水泥同英国附近波特兰小城盛产的石材颜色相近，故称为波特兰水泥。人类最早是利用间歇式土窑（后发展成土立窑）煅烧水泥熟料。 ■ 1877年回转窑烧制水泥熟料获得了专利权，继而出现了单筒冷却机、立式磨及单仓钢球磨等，从而有效地提高了水泥的产量和质量。 ▲我国从上世纪70年代初研制新型干法水泥技术装备开始，在国家有关部门的支持和推动下，水泥行业科研创新与技术开发能力不断提高，技术装备已达到世界先进水平。 ▲目前日产2000吨新型干法水泥生产技术装备已全部国产化，日产4000吨、5000吨新型干法水泥生产技术装备国产化率达到90%以上，日产8000吨水泥熟料生产线和日产10000吨水泥熟料生产线已经投产。 水泥基础知识 第一节 基本概念 一、水泥 广义上说，水泥泛指一切能够硬化的无机胶凝材料；而狭义的水泥则专指现代水泥，即具有水硬性的胶凝材料。 二、胶凝材料 在物理化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其它物料而有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料。 三、按其主要水硬性物质名称分类 硅酸盐水泥系列 硫铝酸盐水泥系列 铝酸盐水泥系列 铁铝酸盐水泥系列 氟铝酸盐水泥系列 其他系列 四、通用硅酸盐水泥以及主要混合材掺量 1、?硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、0%－5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥，分P.I和P.II, 即国外通称的波特兰水泥。 2、普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、6%－15%混合材，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号：P.O。 3、粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、 20-40%粉煤灰和适量石膏磨细制成的 水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，代号：P.F。 第二节 制造硅酸盐水泥的组分材料 1、硅酸盐水泥熟料：经适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的产物称为硅酸盐水泥熟料（简称熟料）。 2、石膏：包括天然石膏和工业副产石膏，质量必须符合标准。 3、活性混合材：系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合材料。如高炉矿渣、火山灰和粉煤灰。 4、非活性混合材：指活性指标不符合标准要求的潜在水硬性或火山灰的水泥混合材料，以及砂岩和石灰石。 5、窑灰：从水泥回转窑窑尾废气中收集下的粉尘。 6、助磨剂：水泥粉磨时允许加入起助磨作用而不损害水泥性能的助磨剂。其加入量不得超过水泥质量的1%。 第三节 硅酸盐水泥熟料的化学组成 硅酸盐水泥熟料的主要化学组成为 氧化钙（CaO），一般范围为62-67%； 二氧化硅（SiO2），一般范围为20-24%； 三氧化二铝（Al2O3），一般范围为4-7%； 三氧化二铁（Fe2O3），一般范围为2.5-6%。 四种氧化物组成通常在熟料中占95%以上，同时含有5%以下的少数氧化物，如氧化镁（MgO）、硫酐（SO3）、氧化钛（TiO2）、氧化磷（P2O5）以及碱（K2O、Na2O） 等。 第四节 硅酸盐水泥的生产方法及工艺 一、按生料的制备方法分为湿法和干法 1、湿法：将原料加水粉磨成生料浆（含水33-40%）后喂入湿法回转窑煅烧成熟料，则称为湿法；将湿法制备的生料浆脱水后，制成生料块入窑煅烧，称为半湿法，亦归入湿法。 2、干法：将原料同时烘干、粉磨或先烘干后粉磨成生料粉，而后喂入干法窑内煅烧成熟料，则称为干法生产；将生料粉加入适量水分制成生料球，而后喂入立窑或立波尔窑内煅烧成熟料的方法叫半干法，亦归入干法。 第五节 生产流程 一、原