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          高強耐磨材料

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          關于水泥生產工藝流程

          2020-12-10 10:20:18

          水泥:凡細磨成粉末狀,加入適量水后成為塑性漿體,既能在空氣中硬化,又能在水中硬化,并能將砂、石等散?;蚶w維材料牢固地膠結在一起的水硬性膠凝材料。


          一、分類

          1、按組成可分為以下兩種

          ①常用水泥/硅酸鹽水泥(以硅酸鹽水泥熟料)如:硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等

          ②特種水泥(以非硅酸鹽類水泥熟料為主要組分)如:高鋁水泥、硫鋁酸鹽水泥等

          2、按化學成分分

          ①硅酸鹽系水泥,其中包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥等六大常用水泥,以及快硬硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥等;

          ② 鋁酸鹽系水泥,如鋁酸鹽自應力水泥、鋁酸鹽水泥等;

          ③ 硫鋁酸鹽系水泥,如快硬硫鋁酸鹽水泥、Ⅰ型低堿硫鋁酸鹽水泥等;

          ④ 氟鋁酸鹽水泥;

          ⑤ 鐵鋁酸鹽水泥;

          ⑥ 少熟料或無熟料水泥。

          3、按水泥的特性與用途劃分,可分為

          ① 通用水泥,是指大量用于一般土木工程的水泥,如上述“六大”水泥;

          ② 專用水泥,是指專門用途的水泥,如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥等;

          ③ 特性水泥,是指某種性能比較突出的水泥,如快硬水泥、白色水泥、膨脹水泥、低熱及中熱水泥等。


          二、相關概念

          (1)生料:由石灰質原料、黏土質原料及少量校正原料按比例配合,粉磨到一定細度的物料,稱為水泥生料。

          (2)熟料:以適當成分的生料燒至部分熔融,所得以硅酸鈣為主要成分的產物。

          (3)校正原料:當石灰質原料和粘土質原料配合所得生料成分不能符合配料方案要求時,必須根據所缺少的組分摻加相應的原料,這種以補充某些成分不足為主的原料稱校正原料。


          原料準備

          ⑴ 石灰石質原料(主要成份為碳酸鈣,提供氧化鈣),如石灰巖、泥灰巖、白堊、貝殼等。

          ⑵ 粘土質原料(提供氧化硅和氧化鋁及部分氧化鐵),如黃土、粘土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等

          ⑶ 少量校正原料(鐵質校正原料和硅質校正原料,提供氧化鐵和氧化硅),鐵質校正原料如低品位鐵礦石、煉鐵廠尾礦以及硫酸廠工業廢渣硫酸渣(硫鐵礦渣)等;硅質校正原料如砂巖、河砂、粉砂巖等。

          生產硅酸鹽系水泥的原料主要是石灰石和粘土質原料兩類。石灰質原料主要提供CaO,常采用石灰石、白堊、石灰質凝灰巖等。粘土質原料主要提供SiO2、Al2O3及Fe2O3,常采用粘土、粘土質頁巖、黃土等。有時兩種原料化學成分不能滿足要求,還需加入少量校正原料來調整,常采用黃鐵礦渣等。另外,還要加入石膏來調節水泥的凝結時間?,F在水泥生產中還經常加入一些活性摻合料,如粉煤灰、礦渣等。


          三、水泥立窯和回轉窯

          (1)立窯的煅燒方式是采用一種靜置的立式煅燒設備,其生料煅燒過程與回轉窯不完全相同,而且其資源浪費大、環境污染嚴重。立窯中的物料是成球后入窯的,在煅燒過程中物料的變化特點是料球的外部已燒結反應完畢,內層可能還在進行固相反應,而核心部分可能還在進行碳酸鈣分解。

          (2)回轉窯的煅燒方式是采用一種旋轉式的橫式煅燒設備,物料是先經預熱器和窯外分解,與回轉窯噴出的火焰成相向運動,因而其煅燒較立窯而更完全、更徹底?;剞D窯內的物料能上下自由翻滾,水泥產量和質量大幅提高,能耗和生產成本大大降低。由于立窯內的物料是依靠重力使料層整體下移,因而立窯燒成的水泥熟料則具有較多的孔隙和較大的不均勻性,回轉窯熟料均勻性和質量均高于立窯水泥。


          四、生產工藝

          關于水泥生產工藝流程

          硅酸鹽水泥生產的大體步驟是

          先把幾種原材料按適當的比例配合好后在磨機中磨成生料;然后將制得的生料入窯進行煅燒;再把燒好的熟料配以適當的石膏(和混合材料)在磨機中磨成細粉,即得水泥。硅酸鹽系水泥的生產概括起來就是“兩磨一燒”。

          生料制備:石灰質原料,粘土質原料與少量校正原料經破碎后,按一定比例配合、磨細,并配合為成分合適,質量均勻的生料

          熟料煅燒:生料在水泥窯內煅燒至部分熔融所得以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料

          水泥粉磨

          熟料加適量石膏,有時還加適量混合材料或外加劑共同磨細為水泥

          生產方法

          ①干法生產 將原料同時烘干并粉磨,或先烘干經粉磨成生料粉后喂入干法窯內煅燒成熟料的方法。但也有將生料粉加入適量水制成生料球,送入立波爾窯內煅燒成熟料的方法,稱之為半干法,仍屬干法生產之一種。

          ②濕法生產 將原料加水粉磨成生料漿后,喂入濕法窯煅燒成熟料的方法。也有將濕法制備的生料漿脫水后,制成生料塊入窯煅燒成熟料的方法,稱為半濕法,仍屬濕法生產之一種。

          干法和濕法生產特點

          ①干法生產特點:干法是將生料粉直接送入窯內煅燒,入窯生料的含水率一般僅1%~2%,省去了烘干生料所需的大量熱量。不僅可以制備出質量均勻的生料而且逐步向大型方向發展?,F在將懸浮預熱和預分解窯統稱為新型干法窯,它們成為干法生產今后發展的方向。

          ②濕法生產特點:將生料制成含水32%一36%的料漿,在回轉窯內將生料漿烘干并燒成熟料。濕法制備料漿,粉磨能耗較低,約低30%,料漿容易混勻,生料成分穩定,有利于燒出高質量的熟料。但球磨機易磨件的鋼材消耗大,熟料出窯溫度較低,不宜燒高硅酸率和高鋁氧率的熟料。


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