淺談水泥生產工藝及其注意事項

趙 軍

（新疆雁池科技發展有限公司，新疆 五家渠 831302）

1 水泥的概述

水泥是由石灰石、粘土、鐵礦粉按比例磨細混合，這時候的混合物叫生料。然后進行煅燒，一般溫度在1450 度左右，煅燒后的產物叫熟料。然后將熟料和石膏一起磨細，按比例混合，才稱之為水泥。水泥的性能指標通常有比重、細度、凝結時間、強度、體積安定性、水化熱、標準稠度。

2 水泥生產的主要工藝分析

水泥生產過程中最主要的工序為“兩磨一燒”，水泥生產工藝流程如下：

2.1 破碎及預均化

1） 破碎。水泥生產過程中，大部分原料要進行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產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） 原料預均化。預均化技術就是在原料的存、取過程中，運用科學的堆取料技術，實現原料的初步均化，使原料堆場同時具備貯存與均化的功能。

2.2 生料制備

水泥生產過程中，每生產1 噸硅酸鹽水泥設備至少要粉磨3 噸物料（包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏），據統計，干法水泥生產線粉磨作業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，合理選擇粉磨設備和工藝流程，優化工藝參數，正確操作，控制作業制度，對保證產品質量、降低能耗具有重大意義。水泥生產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，即原料經磨機磨細后，進入選粉機分選，粗粉回流入磨再行粉磨的操作，并且多數采用物料在磨機內同時烘干并粉磨的工藝，所用設備有管磨、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，但也有采用帶分級機或弧形篩的閉路系統的。

2.3 生料均化

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

2.4 預熱分解

水泥機械把生料的預熱和部分分解由預熱器來完成，代替回轉窯部分功能，達到縮短回窯長度，同時使窯內以堆積狀態進行氣料換熱過程，移到預熱器內在懸浮狀態下進行，使生料能夠同窯內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，達到提高窯系統生產效率、降低熟料燒成熱耗的目的。

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

2） 氣固分離：當氣流攜帶料粉進入旋風筒后，被迫在旋風筒筒體與內筒（排氣管） 之間的環狀空間內做旋轉流動，并且一邊旋轉一邊向下運動，由筒體到錐體，一直可以延伸到錐體的端部，然后轉而向上旋轉上升，由排氣管排出。

3） 預分解：預分解技術的出現是水泥設備煅燒工藝的一次技術飛躍。它是在預熱器和回轉窯之間增設分解爐和利用窯尾上升煙道，設燃料噴入裝置，使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐內以懸浮態或流化態下迅速進行，使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在回轉窯內進行的碳酸鹽分解任務，移到分解爐內進行；燃料大部分從分解爐內加入，少部分由窯頭加入，減輕了窯內煅燒帶的熱負荷，延長了襯料壽命，有利于生產大型化；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化。因而具有優質、高效、低耗等一系列優良性能及特點。

2.5 水泥熟料的燒成

煅燒熟料的設備主要有立窯和回轉窯兩類，立窯適用于生產規模較小的工廠，大、中型廠宜采用回轉窯。水泥熟料是以石灰石和粘土、鐵質原料為主要原料，按適當比例配制成生料，燒至部分或全部熔融，并經冷卻而獲得的半成品。在水泥工業中，最常用的硅酸鹽水泥熟料主要化學成分為氧化鈣、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后，即成硅酸鹽水泥。

3 水泥生產的注意事項

為了保障水泥質量，在水泥生產、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，其強度會有所降低，甚至完全喪失。因此，施工前必須嚴格清掃并充分濕潤基層；施工后應嚴加覆蓋，并按規范規定澆水養護。

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，都會影響水泥與砂、石之間的粘結握裹強度，因而最終會降低抗壓強度。

3.3 忌受酸腐蝕

酸性物質與水泥中的氫氧化鈣會發生中和反應，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 忌負溫受凍

混凝土或砂漿拌成后，如果受凍，其水泥不能進行水化，兼之水分結冰膨脹，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、工業建筑、民用建筑、國防建設等領域都得到了廣泛應用。并且隨著水泥在生產工藝、技術裝備、基建成本、生產管理等方面的發展，水泥生產工藝已經以其所具有的技術、經濟和規模優勢主導了水泥工業發展。