淺談水泥生產(chǎn)工藝及其注意事項

趙 軍

（新疆雁池科技發(fā)展有限公司，新疆 五家渠 831302）

1 水泥的概述

水泥是由石灰石、粘土、鐵礦粉按比例磨細(xì)混合，這時候的混合物叫生料。然后進(jìn)行煅燒，一般溫度在1450 度左右，煅燒后的產(chǎn)物叫熟料。然后將熟料和石膏一起磨細(xì)，按比例混合，才稱之為水泥。水泥的性能指標(biāo)通常有比重、細(xì)度、凝結(jié)時間、強度、體積安定性、水化熱、標(biāo)準(zhǔn)稠度。

2 水泥生產(chǎn)的主要工藝分析

水泥生產(chǎn)過程中最主要的工序為“兩磨一燒”，水泥生產(chǎn)工藝流程如下：

2.1 破碎及預(yù)均化

1） 破碎。水泥生產(chǎn)過程中，大部分原料要進(jìn)行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石的破碎在水泥機械的物料破碎中占有比較重要的地位。

2） 原料預(yù)均化。預(yù)均化技術(shù)就是在原料的存、取過程中，運用科學(xué)的堆取料技術(shù)，實現(xiàn)原料的初步均化，使原料堆場同時具備貯存與均化的功能。

2.2 生料制備

水泥生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)1 噸硅酸鹽水泥設(shè)備至少要粉磨3 噸物料（包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏），據(jù)統(tǒng)計，干法水泥生產(chǎn)線粉磨作業(yè)需要消耗的動力約占全廠動力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占約3%，水泥粉磨約占40%。因此，合理選擇粉磨設(shè)備和工藝流程，優(yōu)化工藝參數(shù)，正確操作，控制作業(yè)制度，對保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗具有重大意義。水泥生產(chǎn)中的生料粉磨過程中，有干法和濕法兩種技巧。干法一般采用閉路操作系統(tǒng)，即原料經(jīng)磨機磨細(xì)后，進(jìn)入選粉機分選，粗粉回流入磨再行粉磨的操作，并且多數(shù)采用物料在磨機內(nèi)同時烘干并粉磨的工藝，所用設(shè)備有管磨、中卸磨及輥式磨等。濕法通常采用管磨、棒球磨等一次通過磨機不再回流的開路系統(tǒng)，但也有采用帶分級機或弧形篩的閉路系統(tǒng)的。

2.3 生料均化

新型干法水泥生產(chǎn)過程中，穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工制度的前提，生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關(guān)作用。

2.4 預(yù)熱分解

水泥機械把生料的預(yù)熱和部分分解由預(yù)熱器來完成，代替回轉(zhuǎn)窯部分功能，達(dá)到縮短回窯長度，同時使窯內(nèi)以堆積狀態(tài)進(jìn)行氣料換熱過程，移到預(yù)熱器內(nèi)在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行，使生料能夠同窯內(nèi)排出的熾熱氣體充分混合，增大了氣料接觸面積，傳熱速度快，熱交換效率高，達(dá)到提高窯系統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低熟料燒成熱耗的目的。

1） 物料分散：換熱80%在入口管道內(nèi)進(jìn)行的。喂入預(yù)熱器管道中的生料，在與高速上升氣流的沖擊下，物料折轉(zhuǎn)向上隨氣流運動，同時被分散。

2） 氣固分離：當(dāng)氣流攜帶料粉進(jìn)入旋風(fēng)筒后，被迫在旋風(fēng)筒筒體與內(nèi)筒（排氣管） 之間的環(huán)狀空間內(nèi)做旋轉(zhuǎn)流動，并且一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下運動，由筒體到錐體，一直可以延伸到錐體的端部，然后轉(zhuǎn)而向上旋轉(zhuǎn)上升，由排氣管排出。

3） 預(yù)分解：預(yù)分解技術(shù)的出現(xiàn)是水泥設(shè)備煅燒工藝的一次技術(shù)飛躍。它是在預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)分解爐和利用窯尾上升煙道，設(shè)燃料噴入裝置，使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐內(nèi)以懸浮態(tài)或流化態(tài)下迅速進(jìn)行，使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行的碳酸鹽分解任務(wù)，移到分解爐內(nèi)進(jìn)行；燃料大部分從分解爐內(nèi)加入，少部分由窯頭加入，減輕了窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)荷，延長了襯料壽命，有利于生產(chǎn)大型化；由于燃料與生料混合均勻，燃料燃燒熱及時傳遞給物料，使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程得到優(yōu)化。因而具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗等一系列優(yōu)良性能及特點。

2.5 水泥熟料的燒成

煅燒熟料的設(shè)備主要有立窯和回轉(zhuǎn)窯兩類，立窯適用于生產(chǎn)規(guī)模較小的工廠，大、中型廠宜采用回轉(zhuǎn)窯。水泥熟料是以石灰石和粘土、鐵質(zhì)原料為主要原料，按適當(dāng)比例配制成生料，燒至部分或全部熔融，并經(jīng)冷卻而獲得的半成品。在水泥工業(yè)中，最常用的硅酸鹽水泥熟料主要化學(xué)成分為氧化鈣、二氧化硅和少量的氧化鋁和氧化鐵。主要礦物組成為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣。硅酸鹽水泥熟料加適量石膏共同磨細(xì)后，即成硅酸鹽水泥。

3 水泥生產(chǎn)的注意事項

為了保障水泥質(zhì)量，在水泥生產(chǎn)、保存、運輸和使用過程中，需要注意以下事項：

3.1 忌曝曬速干

混凝土或抹灰如操作后便遭曝曬，隨著水分的迅速蒸發(fā)，其強度會有所降低，甚至完全喪失。因此，施工前必須嚴(yán)格清掃并充分濕潤基層；施工后應(yīng)嚴(yán)加覆蓋，并按規(guī)范規(guī)定澆水養(yǎng)護。

3.2 忌骨料不純

作為混凝土或水泥砂漿骨料的砂石，如果有塵土、粘土或其他有機雜質(zhì)，都會影響水泥與砂、石之間的粘結(jié)握裹強度，因而最終會降低抗壓強度。

3.3 忌受酸腐蝕

酸性物質(zhì)與水泥中的氫氧化鈣會發(fā)生中和反應(yīng)，生成物體積松散、膨脹，遇水后極易水解粉化。致使混凝土或抹灰層逐漸被腐蝕解體，所以水泥忌受酸腐蝕。

3.4 忌負(fù)溫受凍

混凝土或砂漿拌成后，如果受凍，其水泥不能進(jìn)行水化，兼之水分結(jié)冰膨脹，則混凝土或砂漿就會遭到由表及里逐漸加深的粉酥破壞。

4 結(jié)語

水泥作為建筑工程中比不可少的建筑材料之一，在海港工程、交通工程、工業(yè)建筑、民用建筑、國防建設(shè)等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。并且隨著水泥在生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備、基建成本、生產(chǎn)管理等方面的發(fā)展，水泥生產(chǎn)工藝已經(jīng)以其所具有的技術(shù)、經(jīng)濟和規(guī)模優(yōu)勢主導(dǎo)了水泥工業(yè)發(fā)展。