水泥生產技術基礎（簡體書）

《水泥生產技術基礎》以新型幹法水泥生產工藝為主線，主要介紹了通用矽酸鹽水泥的生產工藝、熟料組成、原料及配料計算、原燃料的加工、熟料的煆燒過程及設備、水泥的製成、水泥的水化和硬化、水泥的性能、水泥質量管理、特種水泥以及水泥物理性能的檢測等內容。全書力求理論聯繫生產實際，立足我國水泥工業，採用最新頒佈的國家標準。同時，還反映國內外水泥工業的最新發展動向和最新技術成果。《水泥生產技術基礎》可供廣大水泥企業管理人員、技術人員和操作人員閱讀和參考，還可作為企業職工培訓、繼續教育的教學參考書，也可以作為無機非金屬材料相關專業高校師生的教學參考書或教材。

《水泥生產技術基礎》可供廣大水泥企業管理人員、技術人員和操作人員閱讀和參考，還可作為企業職工培訓、繼續教育的教學參考書，也可以作為無機非金屬材料相關專業高校師生的教學參考書或教材。

近年來，我國水泥生產技術飛速發展，大批新的生產線投入使用，全國水泥產量占世界水泥產量的一半以上。為了提高我國水泥的質量，縮小與發達國家的差距，我國先后對多種水泥標準進行了修訂，對水泥主要組分的標準也進行了修訂。隨著水泥工業的發展，我國對用于水泥工業的原料和燃料提出與過去不同的要求，相應也修改了水泥企業質量管理規程，還對水泥物理性能檢測方法做了較多改動。水泥工業近幾年的變化還在于工藝裝備水平的提高，以及原料礦山計算機控制網絡開采、原料預均化、生料均化、擠壓粉磨、新型耐火材料和IT技術在水泥生產中的應用等。以上內容有些雖然在一些書籍中進行一定介紹，但作為水泥技術人才培養的參考書籍卻沒有及時跟上這些變化。有鑒于此，本書的編寫具有重要和及時的意義。
本書以新型干法水泥生產工藝為主線，主要介紹了通用硅酸鹽水泥的生產工藝、熟料組成、原料及配料計算、原燃料的加工、熟料的煅燒過程及設備、水泥的制成、水泥的水化和硬化、水泥的性能、水泥質量管理、特種水泥以及水泥物理性能的檢測等。
在編寫過程中，編者力求理論聯系生產實際，強調實用；立足于我國水泥工業的特點，反映國內外水泥工業的最新發展動向，體現水泥工業的技術進步；及時引用最新頒布的國家標準；在刪繁就簡、有利于自學方面也做了很多努力。本書可供廣大水泥企業管理人員、技術人員和操作人員閱讀和參考，也可作為企業職工培訓、繼續教育的教學參考書，還可作為無機非金屬材料相關專業師生的教學參考書或教材。
本書由劉輝敏主編。編寫分工如下：劉輝敏，第1章~第11章；張新愛，第12章~第15章。在編寫過程中，得到了作者所在單位領導的大力支持和幫助，在此表示感謝！
由于編者水平有限，書中難免有疏漏之處，懇請讀者批評指正。

第1章 緒論1.1膠凝材料的定義和分類1.2水泥的定義和分類1.3膠凝材料和水泥發展簡史1.4水泥在國民經濟中的作用1.5水泥工業的發展思考題第2章 通用矽酸鹽水泥的生產2.1通用矽酸鹽水泥的標準2.1.1定義2.1.2組分與材料2.1.3強度等級2.1.4技術要求2.1.5試驗方法2.1.6判定規則2.2通用矽酸鹽水泥生產工藝2.2.1生產過程2.2.2生產方法2.2.3預分解窯生產工藝概述思考題第3章 矽酸鹽水泥熟料的組成3.1熟料的礦物組成3.1.1矽酸三鈣3.1.2矽酸二鈣3.1.3中間相3.1.4游離氧化鈣和方鎂石3.2熟料的率值3.2.1水硬率3.2.2矽率和鋁率3.2.3石灰飽和係數3.3熟料礦物組成的計算3.3.1石灰飽和係數法3.3.2鮑格法3.3.3熟料組成與率值的換算思考題第4章 矽酸鹽水泥原燃料及配料4.1原料4.1.1鈣質原料4.1.2矽鋁質原料4.1.3鐵質原料4.1.4原料的質量要求4.2燃料4.3生料易燒性4.4熟料組成設計4.5配料計算4.5.1配料依據4.5.2配料計算方法思考題第5章 原燃料的采運與加工5.1原料的采運5.1.1原料的開採5.1.2礦石的裝運5.2原、燃料的破碎5.2.1粉碎的基本概念5.2.2錘式破碎機5.2.3反擊式破碎機5.2.4單段錘式破碎機5.2.5雙輥式破碎機5.2.6新型幹法水泥廠常用破碎機5.3原燃料預均化5.3.1預均化基本原理及意義5.3.2均化效果的評價方法5.3.3預均化堆場5.4原燃料的粉磨5.4.1物料粉磨性能5.4.2原燃料粉磨細度5.4.3球磨機5.4.4原燃料球磨系統5.4.5原燃料立磨系統5.4.6生料輥壓機終粉磨5.4.7不同生料粉磨系統比較5.5生料均化5.5.1流態化5.5.2生料均化庫思考題第6章 矽酸鹽水泥熟料煆燒原理6.1生料在煆燒過程中的物理化學變化6.1.1乾燥與脫水6.1.2碳酸鹽分解6.1.3固相反應6.1.4液相和熟料的燒結6.1.5熟料的冷卻6.2熟料形成的熱化學6.3礦化劑和微量元素對熟料煆燒及質量的影響6.3.1礦化劑對熟料煆燒及質量的影響6.3.2微量元素對熟料煆燒及質量的影響思考題第7章 預分解窯煆燒技術7.1預分解窯煆燒過程7.1.1預分解窯生產流程及工作原理7.1.2預分解窯的熱工佈局7.2旋風預熱器7.2.1旋風預熱器的構造7.2.2旋風預熱器的工作原理7.2.3旋風預熱器工作參數7.2.4影響旋風預熱器熱效率的因素7.2.5各級旋風預熱器性能的配合7.2.6旋風預熱器的結構參數7.2.7國產新型旋風筒7.3分解爐7.3.1分解爐的結構和原理7.3.2分解爐的工作參數7.3.3分解爐的分類7.3.4分解爐的工藝性能7.3.5分解爐的熱工特性7.3.6分解爐內的氣體運動7.3.7生料和煤粉的懸浮及含塵濃度7.3.8國產新型分解爐7.4回轉窯7.4.1回轉窯的結構7.4.2回轉窯工作原理7.4.3預分解窯系統回轉窯的特點7.5冷卻機7.5.1冷卻機的作用7.5.2冷卻機性能評價指標7.5.3冷卻機的種類及其發展7.5.4推動箅式冷卻機7.6煤粉燃燒器7.6.1煤粉燃燒器的要求7.6.2煤粉燃燒器工作原理7.6.3多風道煤粉燃燒器7.7純低溫餘熱發電技術7.7.1熱力系統方案7.7.2低溫餘熱發電系統工藝簡介7.8燒成系統廢氣的降溫處理7.8.1增濕塔7.8.2管道增濕技術7.8.3空氣冷卻器7.9熟料的儲存思考題第8章 矽酸鹽水泥的製成8.1水泥粉磨要求8.2水泥粉磨工藝8.2.1水泥預粉磨系統8.2.2水泥終粉磨系統8.3水泥的包裝與儲運8.3.1水泥儲存與均化8.3.2水泥包裝與散裝8.3.3水泥質檢與發運思考題第9章 矽酸鹽水泥的水化與硬化9.1熟料礦物的水化9.1.1矽酸三鈣9.1.2矽酸二鈣9.1.3鋁酸三鈣9.1.4鐵相固溶體9.2矽酸鹽水泥的水化9.2.1水化過程9.2.2水化速率9.3水泥的凝結硬化過程9.4硬化水泥漿體的組成和結構9.4.1水化產物的結構及形態9.4.2孔及其結構特徵9.4.3水及其存在形式思考題第10章 矽酸鹽水泥的性能10.1凝結時間10.1.1凝結速率10.1.2石膏的作用及摻量的確定10.1.3假凝現象10.1.4調凝外加劑10.2矽酸鹽水泥的強度10.2.1漿體組成與強度的關係10.2.2熟料礦物組成的作用10.2.3水灰比和水化程度對強度的影響10.2.4溫度和壓力效應10.2.5水泥細度的影響10.3體積變化10.3.1體積安定性10.3.2化學減縮10.3.3濕脹幹縮10.3.4碳化收縮10.3.5水化熱思考題第11章 矽酸鹽水泥的耐久性11.1抗滲性11.2抗凍性11.3環境介質的侵蝕性11.3.1淡水侵蝕11.3.2酸和酸性水侵蝕11.3.3鹽類侵蝕11.3.4強鹼侵蝕11.4堿?集料反應11.5耐久性的改善途徑11.5.1提高密實性和改善孔結構11.5.2改變熟料礦物組成11.5.3摻加混合材料11.5.4表面處理或塗覆思考題第12章 其他通用矽酸鹽水泥12.1混合材料12.1.1混合材料的種類與作用12.1.2粒化高爐礦渣12.1.3火山灰質混合材料12.1.4粉煤灰12.2摻混合材料矽酸鹽水泥的生產12.3摻混合材料矽酸鹽水泥的水化與硬化12.3.1礦渣矽酸鹽水泥的水化與硬化12.3.2火山灰質矽酸鹽水泥的水化與硬化12.3.3粉煤灰矽酸鹽水泥的水化與硬化12.4其他通用矽酸鹽水泥的性能和應用12.4.1普通矽酸鹽水泥12.4.2礦渣矽酸鹽水泥12.4.3火山灰質矽酸鹽水泥12.4.4粉煤灰矽酸鹽水泥12.4.5複合矽酸鹽水泥思考題第13章 水泥生產質量管理13.1原燃材料的質量管理13.2半成品的質量管理13.3出廠水泥和水泥熟料的質量管理13.4生產控制圖表思考題第14章 特種水泥14.1特種水泥的分類14.2鋁酸鹽水泥14.2.1化學成分和礦物組成14.2.2鋁酸鹽水泥的原料14.2.3配料計算14.2.4鋁酸鹽水泥的生產14.2.5鋁酸鹽水泥的水化和硬化14.2.6鋁酸鹽水泥的性能與用途14.3硫鋁酸鹽水泥14.3.1硫鋁酸鹽水泥熟料的礦物組成14.3.2硫鋁酸鹽水泥的組成材料14.3.3硫鋁酸鹽水泥的技術要求14.3.4硫鋁酸鹽水泥的生產14.3.5硫鋁酸鹽水泥的水化14.3.6硫鋁酸鹽水泥的用途14.4白色水泥和彩色水泥14.4.1白色矽酸鹽水泥14.4.2彩色水泥14.5中熱水泥和低熱水泥14.6抗硫酸鹽矽酸鹽水泥14.7油井水泥14.8道路矽酸鹽水泥14.9砌築水泥思考題第15章 水泥物理性能檢驗15.1水泥細度檢驗15.1.1方法原理15.1.2儀器設備15.1.3操作程序15.1.4結果計算及處理15.2水泥密度的測定15.2.1方法原理15.2.2試驗儀器及條件15.2.3測定步驟15.2.4結果計算15.3水泥比表面積測定15.3.1方法原理15.3.2試驗儀器及條件15.3.3操作步驟15.3.4結果計算與處理15.4水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗15.4.1方法原理15.4.2試驗儀器15.4.3試驗條件15.4.4測定方法15.5水泥膠砂強度檢驗15.5.1方法概要15.5.2實驗室和設備15.5.3測定步驟15.5.4試驗結果的確定15.6水泥膠砂流動度測定15.6.1原理15.6.2試驗儀器15.6.3試驗條件及材料15.6.4試驗方法15.6.5結果與計算參考文獻

（2）側面取料取料機從料堆的一側從一端至另一端沿料堆縱向往返取料。這種取料方式不能同時切取截面上各部位的物料，只能在側面沿縱長方向一層層地刮取物料。雖然側面取料法的均化效果不如端面取料法，但當水泥廠采用直線布置的矩形堆場儲存多種物料時一般采用側面取料法。這種取料的方式一般都采用耙式取料機。
5.3.3.4堆料機
堆料機同進料皮帶機連接，可以沿長方形料堆的縱向或沿圓環形料堆做180°回轉。將物料從進料皮帶機上轉運下來，按一定方式堆料。堆料機大致可分為懸臂式皮帶堆料機（圖5—15）、耙式堆料機、橋式皮帶堆料機和天橋（頂部）皮帶堆料機四類，其中懸臂式皮帶堆料機應用較多。
（1）懸臂式皮帶堆料機懸臂式皮帶堆料機最適用于矩形預均化堆場的側面堆料和圓形堆場內圍繞中心堆料，卸料點可以由懸臂皮帶機調整俯仰角而升降，使物料落差保持最小。懸臂式皮帶機可以裝成固定式、回轉式、直線軌道式等各種形式。
（2）耙式堆料機耙式堆料機做人字形堆料如圖5—16所示，它由刮板、鏈板和鏈輪所構成的耙鏈裝在一臺能沿軌道行走的臺車上，耙鏈底端鉸接在臺車上，頂端或中部用鋼繩拴接在臺車的桅桿上，由卷揚機調節鏈耙的斜度。耙式堆料機主要用于側面堆料。物料通過耙桿中的開孔送到下部耙鏈，物料利用鏈耙進行堆料，堆料厚度通過改變輸送速度來調整。當臺車沿料堆縱向走到端部后，卷揚機要拉緊一下，將鏈耙抬起一定距離，以便臺車返回時繼續堆料。這類耙機一般都能進行堆料和取料作業，設備的價格也比較低廉。
作為堆料機，耙式堆料機可以從側面進行橫向傾斜層堆料和人字形堆料。在進行這種堆料作業時，耙桿的斜度要與物料的休止角相適應。
5.3.3.5取料機
取料機按取料的方式可以分為端面、側面和底部取料三類，其中以端面取料方式應用較為普遍；按取料設施可分為斗輪、刮板、圓盤、鏈斗、圓筒等多種，其中以刮板機應用較多；按結構又可分為橋式和門式等。側面和底部取料采用橋式及葉輪式取料機。下面介紹常用的兩種取料機。
（1）橋式刮板取料機 橋式刮板取料機如圖5—17所示。這種取料機適用于端面取料，有較好的均化效果，適用于室內外的矩形和圓形堆場。其結構為在橋架上安設了水平鏈耙，有的鏈耙稍有斜度，以便將耙出的物料卸入出料皮帶機。鏈耙由鏈板和許多橫向刮板組成，按物料端面休止角調整松料耙齒，使其緊貼料面，平行往復耙松物料，使其從端面斜坡上滾落至底部，由鏈耙將其連續運走。松料裝置一般常用三角形耙架，可以調節其傾斜度以適應料面斜度。耙架可沿橋架在料堆面作橫向行走，耙齒壓入料層一定深度，將物料耙落。20世紀80年代研發成功的類似于大型風擋刮水器的繩索松料裝置，其效果較好。