水泥生产基本知识
综述
水泥是国民经济建设的重要基础原材料。从宇航工业、核工业、海洋工厂到城市繁荣、人们的交通、住房等，都离不开水泥。
世界水泥产量约25亿吨；我国水泥产量12.4亿吨，占49%，世界第一。我国共有水泥企业5149家，其中最大的是海螺集团，年产量达到10000万吨，居世界第五位；法国拉法基、瑞士豪西盟两大集团都超过1.5亿吨/年， 世界前十家水泥企业的产量之和占世界总产量的50%，我国前十家占全国总产量的13.3%；中、小水泥企业约5000家，占全国水泥企业总数的95%。
一、水泥生产概述
1、胶凝材料的定义和分类？
答：凡在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体、并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称为：胶凝材料。 (1)无机胶凝材料:水硬性胶凝材料：硅酸盐水泥等；(2)非水硬性胶凝材料：石灰、石膏等；（3）有机胶凝材料:环氧树脂胶结料等。
2、什么叫水泥？水泥产品有何特点？
答：凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中继续硬化，并能将砂、石等材料胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称水泥。
3、水泥按用途和性能？
答：① 通用水泥：用于一般土木建筑工程的水泥。包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥、石灰石水泥。 ② 专用水泥：专门用途的水泥。如：油井水泥、砌筑水泥。 ③ 特性水泥：某种性能比较突出的水泥。如：快硬硅酸盐水泥、
4、水泥有何特点？
答：水泥是国民经济建设的重在基础原材料，“十五期间”水泥得到长足发展，2005年总产量达到12.4亿吨，连续21年稳座世界第一交椅。 特点:①、资源依赖性强②受运输半径约束③同质化程度较高④典型周期性行业，与全社会固定资产投资规模，国家基础设施建设，房地产行业完全正相关。⑤作为胶凝材料，水泥浆有可塑性、和易性、适应性特点，混凝土属低能耗建设材料，单位质量能耗，只有钢材1/5，铝合金1/25，红砖2/3，近百年内无材能替代。⑥能耗高、污染大，吨水泥放出1吨CO2，0.74KG SO2、130KG粉尘。
5、水泥是谁发明的？
1 / 10
答：1824年美国人阿斯普丁发明。
6、简述我厂水泥产品情况？
答：① 通用水泥范围，主要有PO32.5 PO42.5 PO52.5 PS32.5 PS42.5水泥,2002年还生产过道路硅酸盐水泥、缓凝水泥。②我公司水泥特点：凝结时间适度，后期强度高（富裕标号高）和易性好。
7、矿渣硅酸盐水泥的特性是什么？适用于何种工程？
答：简介如下： （1）优点：
1对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力及抗水性较好； 2耐热性好； 3 水化热低；
4 在蒸汽养护中强度发展较快；
5 在潮湿环境中后期强度增进率较大。 （2）缺点：
1早期强度低，凝结较慢，且在低温环境中尤甚； 2 抗冻性较差；
3干缩性较大，有泌水现象。 （3）该品种水泥适用于：
1地下、水中和海水中的工程，以及经常受较高水压的工程； 2 大体积混凝土工程； 3 蒸汽养护工程； 4 受热工程；
5 代替普通硅酸盐水泥用于地上工程，但应加强养护；亦可用于不常受冻融交替作用的受冻工程。
该品种水泥不适用于对早期强度要求高的工程和低温环境中施工而无保温措施的工程。
8、普通硅酸盐水泥有何特性？适用于何种工程？
答：简介如下：
（1）优点：①早期强度高；②凝结硬化快；③抗冻性好。
（2）缺点：①水化热较高；②抗水性差③耐酸碱和硫酸盐类的化学侵蚀差。 该水泥适用于：
（1）一般地上工程和不受侵蚀作用的地下工程，以及不受水压作用的工程； （2）无腐蚀水中的受冻工程； （3）早期强度要求较高的工程；
（4）在低温条件下需要强度发展较快的工程。
该水泥不适用于水利工程的水中部分、大体积混凝土工程和受化学侵蚀的工程。
9、简述.水泥生产工艺流程 ？
答：矿山开采→破碎→预均化→配料→生料粉磨→生料均化→悬浮预热、预分解、回转窑煅烧（或预加水成球、立窑煅烧）→熟料冷却、破碎、配料→水泥粉磨
→水泥均化→水泥包装、散装出厂
10、为什么把水泥生产过程称之为“两磨一烧”？
因为水泥生产过程分为三个阶段， 第一阶段：生料粉磨。
原料经破碎或烘干后，按一定比例配合、磨细，并制备为成分合适、质量均匀的生料。
第二阶段：熟料煅烧。
将生料加入水泥窑中煅烧，得到以硅酸钙为主要成分的水泥熟料。 第三阶段：水泥粉磨。
熟料加入适量的石膏，有时还加入一些混合材料，共同磨细成为水泥。 所以行业内把水泥生产过程简称为：“两磨一烧”。
11、水泥生产制备方法？
答：按生产方法分（生料制备方法不同）有干法、湿法两种。也可增加半干法、新型干法。目前我国水泥生产仍存在四种窑型①机立窑；②立波尔窑；③湿法窑；④新型干法窑。 其特点是干法¬→悬浮预热器，干法窑→能耗低。湿法→湿法回转窑→能耗高，污染小，产品均匀性好。新型干法→带窑外分解悬浮预热器的→单机产量大（日产2000千、4000千、5000千、1万，能耗极低，生产率高，代表当今世界水泥工业前进方向）。半干法→立窑，立波尔窑（中空）→能耗较低，其中机立窑1000t与新型干法1000t能耗接近，甚至更低。立窑还具有投资少，见效快等特点，主要问题是污染高，浪费资源。
在国家产业政策和国家水泥产业结构中要求：①到2010年新型干法水泥比重达到70%以上。②2008年底，各地要淘汰各种规格：干法中空窑,湿法窑,进一步消减机立窑生产能力。有条件的全部关闭。③鼓励新建4000t以上新型干法项目,限制2000吨以下的项目。④新建水泥企业,30年以上资源储备，自有资金达到35%以上。
12、水泥生产原料有哪些？
答：1.石灰质原料:(石灰石、大理石等）占生料70～75%；2.粘土质原料:(硅铝质原料、粘土、砂岩等)占生料10～20%；3.校正原料:(铁质、铝质原料、外加剂等)占生料5～10%
13、水泥生产燃料有哪些？
答：1.固体燃料
(1)烟煤：挥发分≥14% (2)无烟煤：挥发分≤10%
(3)低质煤：热值≤4000×4.18kJ/kg 2.液体和气体燃料
重油、渣油、天然气、煤气等。（不能用于立窑）
14、工业固体废弃物（工业废渣）用途？
答：
（1）作为水泥原料与其它原料配制成生料，入窑煅烧成水泥熟料； （2）作为混合材料与水泥熟料一起粉磨，制成水泥；
（3）经过低温处理和物理、化学激发，制成绿色、高性能胶凝材料。
15、水泥用常见工业废渣有哪些？
答：粉煤灰、煤矸石、赤泥、矿渣、钢渣、电石渣、炉渣、碱渣、城市垃圾等。
16、我公司生产水泥的原料有哪些？
答：有磷肥渣、石灰石、粘土、铁粉、水渣、粉煤灰、石膏、原煤。8种。这8种原材料用途不同，其中①磷肥渣、石灰石、粘土、铁粉用于制备生料，为生料和熟料提供CaO SiO2 AI2O3 Fe2O3 成份。②水渣、粉煤灰、石膏作为粉磨水泥主要原材料加入。水渣、粉煤灰作为混合材，石膏作为缓凝剂加入。
17、简介国家水泥新标准GB175-2007？
答：GB175-2007名称为《通用硅酸盐水泥》，标准将通用硅酸盐水泥分为硅酸盐水泥（Ｐ•Ⅰ、Ｐ•Ⅱ)、 普通硅酸盐水泥(Ｐ•Ｏ)、矿渣硅酸盐水泥(Ρ•Ｓ)、火山灰质硅酸盐水泥(Ｐ•Ｐ)、粉煤灰硅酸盐水泥（Ｐ•Ｆ）、复合硅酸盐水泥（Ｐ•Ｃ）。其中水泥的组份材料有硅酸盐水泥熟料；石膏；活性混合材；非活性混合材；窑灰；助磨剂。其中强度等级分为硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥:42.5/42.5R/52.5/52.5R/62.5/62.5R；其他水泥： 32.5/42.5/42.5R/52.5/52.5R(其中矿渣水泥分为PSA和PSB两种)
18、水泥熟料的矿物组成有化学成份有哪些？
答：矿物组成有C3S ——硅酸三钙（含量:50～60%)（强度高）； C2S ——硅酸二钙(含量:15～32%)（强度较高）；C3A ——铝酸三钙(含量：3～11%)（凝结快）；C4AF——铁铝酸四钙(含量:8～18%)（耐磨耐蚀） 主要化学成分有: CaO 62～67%、SiO2 20～24%、Al2O3 4～7%、Fe2O3 2.5～6%。
19、什么叫硅酸盐熟料率值？
答：率值：水泥熟料中各氧化物之间的相对含量的比值。它与熟料的矿物组成、熟料质量、生料的易烧性有密切的关系，是水泥生产中的重要控制指标之一。
20、常用率值有哪些？
答： (1)石灰饱和比(KH):表示SiO2被CaO饱和成C3S的程度。 (2)硅酸率(n)：表示SiO2与Al2O3及Fe2O3之和的比值。 (3)铝氧率(p)：表示Al2O3与Fe2O3的比值。
二、生料制备 21、破碎的目的？
答：破碎是利用外力克服物料的内聚力，使其由大变小的过程；常用机械方法来减小物料的粒度。
（1）有利于物料的输送和预均化； （2）有利于配料的准确性； （3）有利于物料的烘干；
（4）有利于粉磨过程的节能高产。
22、破碎的分类？
答：按破碎后的产品粒度分：
（1）粗碎：将物料破碎到100mm以下； （2）中碎：将物料破碎到30mm以下； （3）细碎：将物料破碎到3mm以下。
23、如何表示生料的细度？
答：某一堆物料在经过取样筛析后，留在筛面上的量占物料筛析总量的百分数，标记为：R=%,以此来代表这些粉状物料的颗粒大小。筛孔尺寸写在R的右下角,筛余百分数的数值写在%的前面。如：生料细度R0.08=10%，它的含义是用0.08mm方孔筛对生料筛析后，它的筛余是10%。筛余百分数数值越大，物料越粗；反之，数值越小，物料越细。某一堆物料（颗粒群）中有80%的物料能通过某一孔径的筛网，则可以用该筛网的筛孔尺寸作为当量径来代表这堆物料的平均粒径，标记为：d80,如：入磨物料粒度d80=20mm。
24、细度筛筛孔尺寸的表示方法？
答：水泥行业的筛网孔径大小的表示方法有四种：筛号、筛孔数、网目和筛孔尺寸。
①筛号：指每厘米长度筛网上的筛孔数。有多少个孔，叫多少号筛。
②筛孔数：指每平方厘米筛网面积上的筛孔数。有多少个孔，叫多少孔筛。 ③网目：指每英寸长度筛网上的筛孔数。有多少个孔，叫多少目筛。
④筛孔尺寸：指筛网的孔径尺寸大小。正方形孔，以边长表示；圆形孔，以直径表示。
25、什么叫预均化和均化？
答：使单一品种物料的化学组成、品位质量混合均匀的过程称之为预均化。 使多品种物料的化学成分按一定比例、配合均匀、稳定的过程称之为均化。
26、原料预均化在水泥生产中的意义？
答：(1)稳定工艺条件和热工制度：提高配料准确性、生料合格率、供热的稳定性（煤灰沉落率）；
(2)扩大资源降低成本：搭配用料、延长矿山使用寿命、综合利用工业废渣。 (3)减少无组织排放、有利于环保、清洁生产。
27、什么叫磨机开路流程？
在粉磨过程中，物料一次通过磨机即为产品，称为开流系统（又称开路系统）。 生料的水分：
28、为什么要控制生料水分？
答：水分过大
（1）会降低生料产量（2）会影响生料的分析结果（3）会增加烧成热耗影响熟料煅烧所以要严格控制生料水分。 控制范围≤35.5%
29、细度的表示方法有哪些？
答：筛余百分数、比表面积、颗粒级配都是水泥细度的表示方法;
30、控制生料细度的意义:
答：1、细度粗，易导致熟料游离钙高；
2、但不能过细，容易增加电耗球耗，应控制在合理范围内。
31、淘泥（制）机的操作与维护要点？
答：（1）工作时注意水压及水流量，根据泥浆稠度调节用水；（2）要保持全部零件特别是传动件的清洁；（3）定期清除池底积料，防止影响耙齿正常工作，及时清理栅网上草木等杂物，防止堵塞卸料口。
32、什么叫生料？
答：由石灰质原料、粘土质原料及少量校正原料按比例配合，粉磨到一定细度的物料，称生料。其化学成分随水泥品种、原、燃料质量、生产方法、窑型及其它生产条件而有所不同，另随水泥生产方法的不同，又可分几种形态，如湿法生产用的生料为生料浆，含水量35%左右；干法生产用的生料为生料粉，含水量不超过1%；半干法生产(如立波尔窑、机械立窑)用的生料为生料球，由生料粉加入适当的水分制成的；半湿法生产用的生料为生料块或滤饼，由生料浆进行脱水而得。机械立窑使用的生料中，有时将烧成用煤全部或部分掺入生料中粉磨，由此，立窑生料分为三种类型：掺入全部烧成用煤的生料称为：全黑生料；掺入部分烧成用煤的生料称为：半黑生料；不掺烧成用煤的生料称为：白生料。不论何种生料，均要求化学成分稳定，细度和水分都能满足不同生产方法的需要，以保证窑的煅烧和熟料质量。
三、熟料煅烧
33、简述生料在窑中的煅烧过程中的物理化学变化？
答：1.干燥、脱水、预热：100℃～600℃
2.碳酸盐分解：600℃～1200℃ CaCO3→CaO+CO2↑ 3.固相反应：800℃～1250℃ 生成2CaO•SiO2（C2S）、 3CaO•Al2O3 （C3A）、 4CaO•Al2O3•Fe2O3（C4AF）；
4.熟料烧成：1300℃～1450℃～1300℃ 生成3CaO•SiO2（C3S）； 5.熟料冷却：1300℃～1000℃～100℃
34、湿法回转窑内的煅烧工艺带如何分布？
答：(1)干燥带(物料温度≤150℃) (2)预热带(物料温度150～750℃)
(3)分解带(物料温度750～1000℃)
(4)放热反应带(物料温度1000～1300℃) (5)烧成带(物料温度1300～1450～1300℃) (6)冷却带(物料温度1300～1000℃)
35、什么叫熟料热耗、熟料煤耗、标准煤耗？
答：(1)熟料热耗是烧成每公斤熟料所消耗的热量,单位:kJ/kg。 (2)熟料煤耗是每生产1kg或1t熟料所消耗的煤量,单位:kg/t。
(3)标准煤耗：1kg完全燃烧后放出29309kJ（7000kcal）热量的煤称为标准煤;每吨熟料所需的烧成标准煤数称标准煤耗. 单位:kg标煤/t熟料。 用熟料热耗除以29309kJ（7000kcal）所得的煤耗就是标准煤耗。
36、什么叫立升重？
答：即为一立升熟料的质量.
37、控制熟料立升重有何意义?
答：熟料立升重的高低是判断熟料质量和窑内温度的参考数据之一,.通过物料结粒大小及均匀程度可以推断烧成温度是否正常,当窑温正常时,产量高,熟料颗粒大小均齐熟料外观紧密结实,表面较光滑而近似乎小圆球状,这时熟料立升重较高.; 熟料颗粒小的多而且其中还带有细粉这时立升重低说明窑内温度低.但烧成温度过高,对窑皮不利影响窑的安全远转.因此必须将立升重控制在合理的范围内并定时测定,以便于看火工及时调整窑内温度.
38、我公司立升重控制指标是？
答：1275±75g/L 合格率≥85%
四、水泥制成
39、水泥主要组分及其作用？
答：(1)熟料:各品种和强度等级的熟料是决定生产水泥品种、性能和质量的主要组分。
(2)石膏:掺入少量(3～5%)的石膏可以调节水泥的凝结时间,给施工使用提供方便；对矿渣水泥来说,石膏还激发强度的作用。
(3)混合材:在水泥中掺加混合材料不仅可以调节水泥标号与品种，增加水泥产量，降低生产成本，而且在一定程度上改善水泥的某些性能，满足建筑工程中对水泥的特殊技术要求。此外，还可以综合利用大量工业废渣，具有环保和节能的重要意义。
40、水泥粉磨的分类？
答：就粉磨而言，根据产品的粒度大小和比表面积高低，粉磨加工可分为普通粉磨、高细粉磨、超细粉磨。其产品也可以称其为：普通粉、高细粉和超细粉； 在普通粉磨的产品中，高细粉约占50～60%，超细粉不足10%；而在高细粉中，超细粉约占30～40%。
41、水泥颗粒组成对水泥强度的影响？
答：不同粒径范围的水泥颗粒具有不同的强度等级，最佳粒径 (3～30μm)颗粒含量越多，强度等级越高。为此，许多水泥企业对不同品种的水泥中3～30μm粒径范围的颗粒含量都提出了具体要求，如： 普通硅酸盐水泥 50～60%； 高强快硬水泥 60～70%； 超高强快硬水泥 ≥70%。
42、简述磨机通风的的作用和控制值？
答：磨内通风良好有利于降低磨内温度、排出水分、减少过粉磨现象和提高粉磨效率。经验证明，圈流粉磨的球磨机，磨内风速应保持在0.8〜1.2m／s左右，而开流粉磨时,应控制在1.2～1.5m／s左右，这样才能适应磨机节能、高产的要求。
43、物料烘干的目的？
答：（1）方便物料储存、运输、预均化； （2）提高配料过程的准确性； （3）有利于粉磨过程的节能高产。
44、烘干的基本原理？
答：热气流(干燥介质)以对流传热等方式将热量传递给物料，使物料中的水分蒸发，并扩散到干燥介质中，水分被气流带走，物料得以干燥。
45、水泥生产对入磨物料水分的要求？
答：根据生产实践经验，各种物料的水份可控制在下列范围内：
(1)石灰石＜1%； (2)粘土＜2％； (3)铁粉＜8％； (4)混合材＜2％； (5)石膏＜8％； (6)熟料＜0.5％； (7)煤＜4％； (8)综合水分控制在1.5％以内。
46、物料烘干的方式？
答：（1）顺流烘干和逆流烘干
物料在烘干机内的运动方向与热气流的流动方向一致，称之为顺流烘干；(适合烘矿渣、煤)
物料在烘干机内运动方向与热气流的流动方向相反,称之为逆流烘干。(适合烘粘土)
47、什么是磨机的研磨体填充率？
答：是指研磨体的堆积体积占磨机有效容积的百分比。
48、什么叫循环负荷率？
答：是指选粉机的回粉量与成品量之比。
49、简述空气料槽操作注意事项？
答：按操作规程要求：
（1）开车前严格检查斜槽各密封处是否符合要求，严防槽体与透气层连接处漏风。
（2）开机时，应首先关闭风机进风阀门，电机启动后，根据需要风量多少逐渐打开进风阀并按输送物料的要求，调节好下槽截气阀，然后开始下料。 （3）停机时，先停止喂料。根据槽内物料量减少程度逐渐关小进风阀，槽内物料输送完毕，2～3分钟后停止鼓风。如果事故突然停风，并且要求长期停风时，应大开槽体上盖人工将物料清理出来。
（4）斜槽工作时，要经常观察物料流动情况，结合实际情况调节好进风量。 （5）严防被输送的物料中夹杂有大颗粒或铁渣。应经常清理上槽中的杂物，否则它会阻碍物料的流动，造成堵塞事故。
（6）被输送物料的水分必须严格控制。水分过大，流动性差，也不容易形成流化状态，上槽内会出现堵塞现象。与此同时，对鼓入的空气也要求清洁、干燥，防止透气层糊死，影响透气，阻碍输送。
五、水泥包装
50、水泥包装质量是如何规定的？
答：１．国家水泥标准规定，袋装水泥每袋净重50kg，且不得少于标志质量的99%，随机抽取20袋总质量不得少于1000kg。
２．水泥袋上应清楚标明产品名称，代号，净含量，强度等级，生产许可证编号，生产者名称，地址，出厂编号，执行标准号，包装年、月、日。
六、水泥质量控制
51、质量控制在水泥生产中的作用？
答：水泥生产过程是多工序、流水线作业方式，如果前一工序控制不严，会给后一工序带来较大的影响；为了确保各工序的产品质量，维护全厂水泥生产的正常进行，必须用高科技手段，在水泥生产过程中实施在线控制。科学地、经常地、系统地对各生产环节进行严格地检查和纠正，用各生产环节的工作质量来确保出厂水泥的产品质量。（简称：质量监督和质量控制）
52、什么是水泥的密度与容积密度？
答：（1）密度：水泥在绝对紧密状态下（颗粒间没有空隙）单位体积的质量。单位：g/cm3
（2）容积密度：水泥在松散状态下（颗粒间有空隙）单位体积的质量。
水泥容积密度一般分为两种情况，水泥出磨、入库、均化搅拌后，为：0.9～1.3g/cm3；库存、袋装积压后为：1.4～1.7g/cm3。
53、什么是水泥的凝结时间？
答：水泥从加水到开始失去（或完全失去）流动性能（可塑性）所需时间称之为凝结时间。
国家标准规定：六大通用水泥初凝时间不得早于45分钟， P•O、P•S水泥终凝时间不得迟于10小时。
54、什么是水泥的需水性(稠度、流动度)？
答：水泥使用时，需要加入一定量的水来满足水泥水化、凝结、硬化的需要和施工中净浆、砂浆、混凝土具有流动性的需要；稠度和流动度是表示水泥需水性大小的参数，稠度用于净浆，流动度用于砂浆和混凝土。二者都以占水泥质量的百分数表示。其它条件相同的情况下，需水量越低，水泥石质量越好。
55、什么是水泥体积安定性？
答：水泥体积安定性，简称为：安定性。它表示水泥加水后，体积变化的均匀性。即：水泥在凝结、硬化后，是否因内部体积膨胀，造成水泥石的开裂、变形，甚至崩溃，而引起混凝土构件的破坏。
国家标准规定，安定性不良的水泥为废品水泥，严禁出厂。引起安定性不良的原因主要是由于水泥熟料中所含的游离氧化钙、游离氧化镁或水泥制成时石膏（三氧化硫）掺量过多而引起的。
其中游离氧化钙是影响安定性的主要因素。
56、什么是水泥强度？
答：水泥强度是硬化后的水泥石承受外力破坏的能力。承受压缩破坏时的最大应力，称为：抗压强度；承受弯曲破坏时的最大应力，称之为：抗折强度。单位：MPa。
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