一种水泥的生产方法 本发明是一种水泥的生产方法。
文献《水泥烧成工艺》(中国建筑工业出版社，1973年10月出版)关于水泥的生产方法分类。按窑的结构来分有三种：立窑、回转窑、烧结格条式窑。其生产工艺都可归纳为“两磨一烧”，即把原料按一定比例配合，经破碎粉磨后进行烧结，烧结后再经破碎、加入一定助剂粉磨得水泥成品。根据不同的窑型。烧结的方式亦不同：用立窑烧结，是将燃料煤配入原料之中进行粉磨，得水泥生料粉，将水泥生料粉制成球，然后从立窑上端加入窑中进行煅烧；用回转窑烧结，是将水泥生料粉制球后从窑尾送入回转窑中，或者将原料进行湿法浆磨后，得到的生料粉浆直接从回转窑尾送入回转窑，另一方面，将粉磨的煤粉(亦有用液体燃料或气体燃料)通过喷煤管(或液管或气管)从窑头喷入窑中进行燃烧，对不断回转过来的水泥生料球或浆进行煅烧。目前国内外水泥生产都是以这两种烧结工艺进行。这两种烧结工艺都是利用制球流态化烧结工艺。用立窑对生料球进行煅烧，在煅烧时易于出现粘炉壁、结大块、漏生料现象，造成烧结不均，操作难度大，且水泥质量不稳定，极难得到高质量的水泥，用立窑烧结水泥，一般只能得到425#的普通水泥。用回转窑烧制水泥，在煅烧时虽然克服了漏生料，烧结较为均匀，能得到较高质量的水泥，但仍存在粘炉壁，结大块现象，带来管理上的困难，而且投资巨大，管理系统复杂。
生产水泥有两个核心问题，一是原料配比的准确；二是烧结要充分，温度要均匀，用上述烧结工艺来生产水泥，对这两个核心问题都不能得到满意的解决。水泥质量的好坏，主要取决于烧结温度和熟料的化学成分。一般水泥熟料中有四种主要成份：硅酸三钙(3CaO.SiO2简写为C3S)、硅酸二钙(2CaO.SiO2简写为C2S)，铝酸三钙(3CaO.AlO3简写C3A)和铁铝酸四钙(4CaO.Al2O3.Fe2O3简写为C4AF)，其中：C3S是主要成份；C3S含量高，水泥强度高。要C3S含量高，熟料的石灰饱和比要大，石灰饱和比简称饱和比，表示熟料中二氧化硅被氧化钙所饱和的程度，饱和比KH为0.82--0.92，饱和比大，煅烧温度要高，相应配煤量大，温度高，用上述工艺煅烧，又会出现粘炉壁，结大块，煅烧操作困难，反过来，致使炉内温度下降达不到所需温度，C3S难以形成，使水泥熟料中的C3S比例下降，而游离的氧化钙增加，影响水泥安定性.从而得不到高质量水泥。另一方面，由于煅烧是在流态化过程中煅烧，煤与生料地配比不易控制，在立窑煅烧中会出现结大块、漏生料、煅烧不充分、温度不均匀，C3S比例少，甚至有原料和未燃烧的煤进入水泥熟料，严重影响水泥质量；在回转窑煅烧过程中，由于煤从外部喷入，喷入的煤量受回转窑内的温度和粘壁结块等情况变化而变化，由于煤的用量或多或少，回转窑的温度时高时低水泥熟料烧结程度受到影响，又由于煤的灰分进入水泥熟料之中，煤的灰量变化不定，影响水泥的配料比不准确、不均匀。用上述工艺进行煅烧，热损失大、耗能高。因立窑煅烧时，余热完全未利用，同时有漏生料现象，燃料煤有部分未燃烧或未充分燃烧：用回转窑煅烧时，虽然燃烧尾气余热得到利用，但炉体保温性能差，热损失较大，由于烧成熟料迅速流出，熟料余热未能利用。基于以上原因，上述工业生产一吨水泥耗标准煤达150-250公斤。
本发明的目的，在于解决立窑、回转窑生产水泥中存在的粘炉壁、结大块、漏生料、煅烧不充分、温度不均匀、原料配比易改变、水泥质量不高和水泥质量不稳定、能耗高、操作管理困难等问题，提出一种工艺简单，操作管理容易、能耗低、质量稳定和质量高的生产水泥的工艺方法。
本发明是这样实现的：将传统的水泥生产工艺中的生料粉成球煅烧改为制块煅烧，将成球后在立窑和回转窑中煅烧改为制块后在轮窑或隧道窑或倒焰窑中煅烧。将石灰石、粘土(或砂石)、辅助料、煤按比例混合，经球磨得到水泥生料粉，将水泥生料粉加入水后制成块状物，经晾干或烘干，放入轮窑、隧道窑或倒焰窑中，按建材砖堆码和烧结方法进行，煅烧后的水泥熟料块，经破碎、加入助剂粉磨陈化后而得水泥产品。
本发明的水泥生产方法工艺流程图见图I
首先将石灰石分别破碎到0.1--5厘米，将石灰石、粘土(干燥)、辅助料、煤按比例混合均匀，煤的配入量按生料粉的14--18％配入，经球磨机粉磨至180目得水泥生料粉。将生料粉配入16％的水制块，晾干或烘干，将生料块堆码于轮窑或隧道窑或倒焰窑中进行煅烧，高温带煅烧温度1250--1450℃，煅烧时间1--4小时，煅烧后的料块粗碎并加入助剂进入球磨机粉磨进入水泥料储仓，经包装而得水泥产品。
本发明与所列文献相比，具有以下优点：
1.本工艺制块烧结不会出现粘炉壁、结大块、漏生料现象，同时煅烧易于控制，高温带温度恒定，能对水泥料进行充分煅烧，能实现对高质量(高饱和比)的水泥配料进行充分煅烧而得到高标号的水泥。
2.本工艺不是流态烧结而是相对静态烧结，烧结过程中，原料配比不会变化，使产品质量稳定。
3.本工艺流程简单，操作方便，整个过程易于管理。
4.本工艺燃料燃烧充分，炉型保温性能好，余热充分利用，热损失小，煤耗比文献值降低10--20％。
5.本工艺设备简单、造价低、投资少、见效快、经济效益好。
6.本工艺能充分利用砖厂设备生产高质量的水泥，为一些原料枯竭的砖厂转产提供了条件，社会效益显著。
实施例：
采用石灰石原料化学成份(％)
CaO MgO Fe2O3 Al2O3 SiO2 烧失量
53.13 0.80 0.89 0.39 3.15 41.17
采用粘土原料化学成份(％)
CaO MgO Fe2O3 Al2O3 SiO2 烧失量
2.02 1.61 5.51 16.93 67.29 5.27
生产原料铁矿渣含Fe2O350％。
将石灰石经锤式破碎机破碎至最大粒度10mm，按80％石灰石和15％的粘土(已干燥)、铁矿渣5％的比例配料，再按生料重量的20％加入煤(7000卡/公斤)混均后，进入球磨机粉磨(球磨机Φ1.5×5.7m)，粉磨至180目(筛余量8％)，得水泥生料粉33.6吨。将制得的水泥生料粉33.6吨，经成球盘成球放入立窑中进行煅烧，煅烧物料经破碎加入3％的石膏，经球磨机粉磨至180目(筛余量小于8％)，陈放后经检验得425#水泥。
按上述完全相同的原料和原料配比而仅将煤的加入量改为15％(7000大卡/公斤)混匀后，进入球磨机球磨(球磨机Φ1.5×5.7m)，粉磨至180目(筛余量鹃)得水泥生料粉20.2吨，加入16％的水制成料块(标准砖规格6×12×24cm)8000块，每块砖干重2.5公斤左右，将上述干燥的生料块按一般生产红砖方式码入经改造后的轮窑中进行煅烧，煅烧温度高温区控制在1350±50℃，烧结物破碎加入3％的石膏混合粉碎至180目(筛余量小于8％)，陈放后经检验得525#水泥。