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1、第三篇 水泥工艺学总学时:16学时其中讲课14学时实验2学时参考书：.硅酸盐工艺学曹文聪主编.无机非金属材料工学林宗寿主编,第1次课：理论课主要教学内容：第一章绪论 第二章 硅酸盐水泥国家标准及生产重点：.水泥的定义与分类 2.水泥国家标准 3.硅酸盐水泥的生产过程、生产方法和特点教学目的要求.掌握水泥的定义与分类.掌握硅酸盐水泥的组分材料、生产技术要求与指标 3.熟悉硅酸盐水泥的生产过程、生产方法和特点教学方法与手段：讲授 板书与多媒体相结合,思考体：1.什么是水泥？它有什么优点？2.按照性能和用途水泥分为哪几类？3.什么是建筑物的安定性不良？产生原因是什 么？生产中采取哪些措施可以防止？4
2、.硅酸盐水泥的生产分为哪几个阶段？,绪论胶凝材料的定义与分类胶凝材料发展简史 水泥的定义与分类水泥在国民经济中的地位与作用水泥工业的发展概况水泥工业的环境保护,绪论,一、胶凝材料的定义与分类1、定义：凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料且具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料，又称胶结料。2、分类：可分为有机和无机两大类别。沥青和各种树脂属于有机胶凝材料胶凝材料。无机胶凝材料按照硬化条件，又可分为水硬性胶凝材料和非水硬性胶凝材料两种。,水硬性胶凝材料：在拌水后既能在空气中又能在水中硬化，通常称为水泥。如硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。非水硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，
3、又称为气硬性胶凝材料。如石灰、石膏、耐酸胶结料等。,二.胶凝材料发展简史 天然胶凝材料时期（黏土）：新石器时代（400010000年前）石膏-石灰时期：公元前2000-3000年 石灰-火山灰时期：公元初 天然水泥时期：18世纪后期硅酸盐水泥时期：19世纪初开始多品种水泥时期：20世纪至今,三、水泥的定义与分类1、定义 凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，统称为水泥。,2、水泥的分类 按其用途和性能分：通用水泥 专用水泥 特性水泥 按水泥的组成分：硅酸盐水泥系列（简称硅酸盐水泥）硫铝酸盐水泥系
4、列氟铝酸盐水泥系列铝酸盐水泥系列铁铝酸盐水泥系列,四、水泥在国民经济中的地位与作用 地位与作用 水泥是建筑工程的重要基本材料之一 所具有的特殊性能使建筑工程多样化 水泥工业是国民经济中非常重要的产业,水泥的优点水泥浆有很好的可塑性适应性强耐久性好，维修工作量小,水泥的用途 建筑：房屋 桥梁 道路 大坝 涵洞 石油：固井 地矿：固矿井 医药：假牙 人造骨骼 其它：,水泥用途举例 现代建筑桥美国世贸大厦,水泥管 水泥喷浆作业 水泥空心砖,水泥井盖水泥刨花板腹膜水泥膜板,五、水泥工业的发展概况,1、世界水泥工业的发展概况1825年用间歇式的土窑烧成水泥熟料。1877年用回转窑烧制水泥熟料获得专利权，
5、1905年发明了湿法回转窑。1910年立窑实现了机械化连续生产。1928年，德国发明了立波尔窑，使窑的产量明显提高，热耗降低较多。1950年，发明悬浮预热器窑，更使熟料热耗大幅度降低；熟料冷却设备也有了较大发展，其他的水泥制造设备也不断更新换代。20世纪60年代初，水泥工业生产和控制中开始应用电子计算机技术。1971年日本开发了水泥窑外分解技术，从而带来了水泥生产技术的重大突破，揭开了现代水泥工业的新篇章。自日本于1971年开发了水泥窑外分解后，各具特色的预分解窑相继发明，形成了新型干法水泥生产技术。,当今，世界水泥工业发展的总体趋势是向新型干法水泥生产工艺技术发展，其特征如下：水泥生产线能力
6、的大型化 世界水泥生产线建设规模在20世纪70年代为日产10003000t，在80年代为日产30005000t，在90年代达到400010000t。目前，日产能力达5000t、7000t、9000t、10000t等规模的生产线已达100多条，正在兴建的世界最大生产线为日产12000t。,水泥工业生产的生态化.最大限度地减少粉尘、NO2、S02、重金属等对环境的污染；.实现高效余热回收，最大程度减少水泥电耗；.不断提高燃料的代替率，最大程度减少水泥热耗；努力提高窑系统的运转率，提高劳动生产率；.开发生产生态水泥，减少自然资源的使用量；.利用计算机网络系统，实现高智能型的生产自动控制和管理现代化。
7、,水泥生产管理的信息化.水泥生产过程的自动化、智能化，.生产管理决策的科学化、网络化和信息化，.企业商务活动电子化、网络化、信息化。,2、中国水泥工业的发展概况 中国水泥工业自1889年开始建立水泥厂，水泥工业先后经历了初期创建、早期发展、衰落停滞、快速发展及结构调整等阶段。改革开放以来，中国水泥生产年产量平均增长12以上，85年水泥总产量跃居世界第一，并保持至今，水泥总产量占世界水泥总产量的30以上。,早期发展阶段（1889年至1937年）1889年我国第一个水泥厂-河北唐山细绵土厂（后改组为启新洋灰公司，现为启新水泥厂）建立，于1892年建成投产，并正式生产水泥，以后，又相继建立了大连、上
8、海、中国、广州等水泥厂。,衰落停滞阶段（1937年至1949年）先后建设了哈尔滨、本溪、小屯、抚顺、锦西、牡丹江、工源、琉璃河、重庆、辰西、嘉华、昆明、贵阳、泰和、华新、江南等水泥厂。这些水泥厂大多数是由外国人主持设计和建设，生产设备主要来自国外，没有规范的水泥工业建设机制，又因连年战乱，许多水泥厂不能持续稳定地生产。1949年，全国水泥总产量为66万吨。,自行研制阶段 50年代60年代，我国开始研制湿法回转窑和半干法立波尔窑生产线成套设备，并进行预热器窑的试验，使我国水泥工业生产技术和生产设备取得较大进步。这期间，先后新建、扩建了30多个重点大中型的湿法回转窑和半干法立波尔窑生产企业，同期，
9、也建设了一批立窑水泥企业。,70年代80年代，我国自行研制的日产700吨、1000吨、1200吨、2000吨熟料的预分解窑生产线分别在新疆、江苏邳县、上海川沙、辽宁本溪和江西水泥厂建成投产；从1978年开始，我国相继从国外引进了一批日产2000吨4000吨熟料的预分解窑生产线成套设备，先后建成了冀东、宁国、柳州、云浮等大型水泥企业，这些大型水泥厂的建成，不仅极大地改善了水泥生产结构，而且迅速提高了我国的新型干法水泥生产能力和技术水平。,最大特色是水泥产品的80%是由立窑水泥企业生产的。改革开放以来，我国水泥生产年产量平均增长12%以上，1985年水泥总产量跃居世界第一，并保持至今，水泥总产量占
10、世界水泥总产量的30%以上,我国成为水泥大国，但并不是水泥强国。主要表现在：(1)是立窑水泥企业仍占较大比例；(2)是水泥生产技术进步快，总体技术水平与世界先进水平有较大差距；(3)是水泥产结构不合理，大中型水泥企业数量少，高标号水泥产量比例低；(4)是水泥行业职工队伍，技术队伍力量不足，人才相当缺乏。,产业结构调整 蓬勃发展阶段 90年代本世纪初 A.产业结构调整 1）东部和沿海沿江经济发达地区原则上发展日产4000吨及以上的新型干法窑外分解水泥生产线；2）其他地区可发展日产2000吨4000吨的新型干法线；3）除边远地区、交通不便、经济欠发达地区外，原则上不再扩建、新建日产1000吨及以下
11、规模的生产线。,B.发展状况 1）到2005年底，全国累计建成投产的新型干法生产线有600条以上，预分解窑水泥产量占全国水泥总产量的比例，由2002年的16.8%增长到38.8%；,2）在未来的5年里，中国新型干法水泥工业的平均增长率有望保持在8%左右，到2010年预分解窑水泥产量占全国水泥总产量的比例达到50%以上；3）2500t/d熟料左右的生产线，在沿海发达地区的竞争能力已经大大下降，许多大型集团把建设5000t/d以上级生产线作为发展重点（仅海螺集团一家就建成投产了四条 10000t/d熟料生线）。,4）市场竞争、企业兼并、外资渗入促使新型干法迅猛发展；（1）国内企业利用新型干法技术进
12、行企业间的兼并，涌现了一批大型水泥集团公司，如海螺、天山、冀东、山水等；（2）外资的渗入，使先进的新型干法在国内高速发展，起到了示范效应，如拉法基、菲律宾康达集团、日本小野田、韩国大宇等；（3）民间资本的参与，使新型干法在经济发达地区快速发展，并逐步向内地进军，特别是浙江的民间资本最有眼光、行动最快。,结语：新型干法水泥生产是水泥行业最先进的生产技术，代表了水泥工业发展的方向，随着新型干法水泥生产的进一步发展，对水泥专业人才的需求量也逐步增大，但要求也同时提高,要求中控操作人员必须掌握工艺技术、熟悉设备、计算机操作，所以我们必须加强学习（理论知识+操作技能），努力提高专业技术水平，才能够适应新
13、型干法水泥生产发展对人才的需求！,六、水泥工业的环境保护1、水泥工业的环境污染和治理:水泥工业的环境污染：大量的含活性二氧化硅大于10的矿物性粉尘和噪声，大量的含有二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳烟气和废热。水泥工业的环境污染治理:目前，中国的大中型水泥企业对环境的保护工作比较重视，采用新型干法水泥生产工艺技术，加强粉尘治理和余热利用，对环境保护起到较好效果。但是，一些小型水泥企业和一些老企业对环境的保护工作还存在不少问题，如工艺落后、设备陈旧、资金困难、人才缺乏、劳动力素质不高和对环境保护的认识不够等因素，对环境保护造成不利影响。,2、水泥工业的可持续发展 水泥工业可持续发展的理念是：依靠科技进
14、步，合理利用资源，大力节省能源；在水泥的生产和使用过程中尽量减少或杜绝废气、废渣、废水和有害有毒物质排放对环境的污染，维护生态平衡；大力发展绿色环保水泥；大量消纳本行业和其他工业难以处理的废弃物和城市垃圾；满足经济和社会发展对水泥的需求，并保持满足后代需求的潜力；支持国内经济和社会的可持续发展。水泥工业可持续发展的内容：节约资源 节约土地 节约能源 节约水源,节约资源 提高资源利用率，少用或不用天然资源，鼓励使用再生资源，提高低质原燃材料在水泥工业中的可利用性，鼓励企业大量使用工业和农业废渣、废料及生活废弃物等作为原料生产建材产品。节约土地 采取少用或不用毁地取土作原料的行业可持续发展政策，以保护土地资源。节约能源 大量利用工业废料、生活废弃物作燃料，节约生产能耗，降低建筑物的使用能耗。节约水源 节约生产用水，将废水回收处理再利用。水泥工业可持续发展就是要建立良性的水泥循环系统，要尽可能地减少对原料、能源的利用，尽可能地减少废水、废料的排放，即尽可能提高废物利用的比例，尽可能考虑再循环和回收利用水泥及混凝土产品，尽量实现水泥系统的内循环。因此，如果水泥系统内循环能够真正实现，水泥工业的可持续发展也就可以实现。,
