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                      水泥制作的工藝流程
                      發布時間:2015-12-29 14:47:35                  點擊次數:1071

                      生產工藝 硅酸鹽水泥生產工藝流程可分為生料制備、熟料煅燒、水泥制成(粉磨)和包裝等過程。


                      1.生料制備 包括從原料破碎開始至成分調配到合乎要求的生料過程。生料制備有干法和濕法兩種方法。在干法制備過程中,石灰石等大塊硬質原料,按傳統工藝是先經過一次破碎至大小在100mm左右的塊料,或再經第二次破碎至小于25mm的塊料(近年來已發展一次即破碎至小于25mm的塊料工藝)。粘土等含水原料則應經烘干再與石灰石、鐵礦石等按比例送入磨機內,研磨成細的生料粉,輸入攪拌庫,在庫中用壓縮空氣攪拌,并調整成分至合格的生料粉。濕法制備生料過程與干法的主要區別,在于粘土是先用水淘洗成泥漿,與石灰石和鐵礦石共同研磨至含水分約為35%的生料漿。干法制備生料的主要優點是在煅燒水泥熟料時的熱耗比濕法低,每千克熟料的熱耗只需要3.6~4.6MJ,而濕法需要 5.2~6.3MJ。但濕法制備的生料成分較易均勻。一些先進干法生產水泥廠,近年來采用原料預均化和生料成分自動控制等措施,以保證生料粉成分的均勻。


                      生料的研磨在不同類型的磨機中進行,主要有球磨、管磨、立式磨和烘干與研磨同時進行的中間卸料磨等。為節約研磨過程的電能、提高磨機效率,生產中常采用閉路(圈流)式粉磨,即將出磨機物料先經過一個顆粒分級設備——選粉機,選出細顆粒部分作為產品,粗顆粒部分返回磨機內繼續研磨。閉路系統粉磨比開路粉磨(不經過選粉機分級)的產量約可提高15%~25%,并減少了過粉碎現象。缺點是設備投資大、操作和管理較復雜。近年來,又采用一種新型的帶選粉機的立式輥輪磨,將破碎、研磨、干燥和分級在同一個裝置內完成。目前,最大的立式磨每小時產量可達400t。


                      2.熟料煅燒 已制備好的生料在不同型式的窯內煅燒成水泥熟料。一般生料粉或生料漿在回轉窯內煅燒,中國大多數小型水泥廠均采用立窯煅燒,用立窯煅燒時生料粉中混入需要的煤粉,并加適量水混合制成直徑為10~30mm的生料球。立窯煅燒的水泥熟料質量略差,但煅燒溫度低,耗煤量較小。為了節約能耗、提高回轉窯的生產能力,自70年代開始發展了窯尾帶預熱器和分解爐的窯外分解技術。


                      水泥生料在窯內受熱過程中發生一系列物理和化學變化,如游離水的蒸發、粘土脫去結晶水、碳酸鈣分解成氧化鈣。后者與粘土中的氧化硅和氧化鋁及鐵礦石間發生固相反應生成化合物,它們的存在形式主要有四種,即硅酸三鈣(3CaO·SiO2,簡寫C3S)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2,簡寫C2S),鋁酸三鈣(3CaO·AI2O3,簡寫C2A)和鐵鋁酸四鈣(4CaO·Al2O3·Fe2O3,簡寫C4AF)。還有少量未化合的氧化鈣和方鎂石 (MgO)。有時還有硫酸鹽、鈦酸鹽等,但數量更少。由于熟料中還含有其他氧化物,上述各化合物并不是以純的狀態存在,往往固溶有其他各種氧化物。故又將它們按照礦物相(即晶相)來命名,如硅酸三鈣稱阿利特,它在熟料中占50%以上;硅酸二鈣稱貝利特,約含有25%;鋁酸三鈣為鋁酸鹽;鐵鋁四鈣稱才利特。從反光顯微鏡下觀察到的水泥熟料結構可見到六方晶體是阿利特,圓粒晶體是貝利特。晶體間的物質系由于物料在1450℃左右溫度下有約30%熔融經冷卻后形成,稱中間相,其中亮的部分是才利特,又稱白色中間相(即無定形的非晶相),暗色的是鋁酸鹽,又稱黑色中間相。水泥熟料化學成分(%)有一定范圍要求,氧化鈣62~67,氧化硅20~24,氧化鋁4~7,氧化鐵3~5。


                      3.水泥制成和包裝 從窯內出來的水泥熟料經冷卻后加入適量石膏(控制水泥中SO3≤3.5%),在磨機內研細,制成硅酸鹽水泥。水泥研磨的細度對水泥質量影響較大,提高細度,可提高水泥的強度,但相應的電耗也增大。細度一般控制在0.08mm方孔篩上的篩余量不大于10%,或者比表面積在3000cm2/g左右。水泥研磨過程中的粉塵較大,因此在設備進出口、輸送過程及包裝處均應安裝收塵設備,如沉降室、旋風收塵器、袋收塵器等。一些先進的工廠中均裝有電除塵器。在中國還利用含K2O高的粘土或鉀長石代替粘土原料,在煅燒過程中使氧化物揮發至塵埃中,收集含K2O較高的粉塵,可以作鉀肥使用。水泥粉常用紙袋包裝,但近年來已大量改用散裝船、散裝車輸送,提高了裝運效率,降低了成本。


                      用途 廣泛用于民用和工業用的建筑工程,例如油田和氣田的固井、水利工程中的大體積壩體、軍事搶修工程,還可用于作耐酸、耐火材料,坑道中噴射封頂以代替坑木。水泥還可以代替木材和鋼材用于多種場合,如電線桿、鐵路枕軌、輸油和輸汽管道、貯原油和貯氣罐等。


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