1. 水泥生产回转窑操作要领具体步骤要注意什么
一、硅酸盐水泥熟料
1．熟料定义
硅酸盐水泥熟料按中国标准的定义为：“以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的产物”。按欧洲试行标准的定义为：“波特兰水泥熟料是一种水硬性材料，以重量计至少2／3是由硅酸钙(C3S和C2S)组成，其余为氧化铝(Al203)，氧化铁(FC2O3)和其它氧化物。CaO／SiO。重量比应不小于2．0。氧化镁(MgO)以重量计不应超过5％。
波特兰水泥熟料是由精确配定的混合原料(生料粉，料泥或生料浆)经至少煅烧至烧结而制成的，混合原料含有CaO，SiO2，Al2O3和少量其它物质。生料粉，料泥或生料浆必须细磨，充分混合，因而是均匀的”。
由以上的定义中可以看出欧洲标准规定的比较明确，对熟料的矿物组成(如硅酸盐矿物)和化学组成(如CaO／SiO重量比)都给予数量上的限定，对生料的制备质量也提出了细磨和混合均匀的要求。这些对新品种开发和提高水泥及混凝土质量是很重要的。
2．熟料矿物组成
硅酸盐水泥熟料主要由4种结晶矿物组成，即阿利特，贝利特，铝酸盐和铁铝酸盐，它们紧密地交织在一起，另外还有少量游离石灰，方镁石，玻璃体和孔隙。
阿利特(Alite) 主要由硅酸三钙组成，分子式为3CaO·SiO2，简写C3S。因为熟料中不存在纯的C3S，其中都固溶有MgO，Al2O3，Fe2O3，TiO2以及V12O，Na2O等金属氧化物，所以在准确叫法称为阿利特矿物，简称A矿，C3S水化速度快，早期强度和后期强度都高，是硅酸盐水泥熟料尤其高活性熟料的主要矿物，含量一般在40％~80％，我国最高在67％左右，国外可达85％。
贝利特(Belite) 主要由硅酸二钙组成，分子式为2CaO·SiO2，简写为C2S。因为熟料中不可能有纯的C2S，其中多固溶有Al2O3，Fe2O3，MgO，V12O，Na2O，TiO2，P2O5等杂质，所以称为贝利特矿物，简称B矿。C2S水化速度慢、早期强度低，长期强度能达到与C3S相同的水平。
C2S有4种晶型，在2130℃下烧至熔融为a型，1420°C为a′型，温度降至675℃转变为β型，降到300~400℃转变为ν型。强度以a型最高，以后随温度降低和晶型转变而降低，到v型几乎没有强度，体积膨胀10％，造成熟料粉化。在水泥熟料中主要是β型C2S，一般通过其他离子侵入和快速冷却能使β型C2S稳定不再转变为V型C2S。C2S含量一般在0％~30％之间，我国高的在35％左右。
铝酸盐 纯的铝酸盐相为铝酸三钙，即3CaO·Al2O，简写为C3A，在熟料中C3A也含有Al2O，Na2O等氧化物。C3A水化速度极快，为抑制其水化速度调节凝结时间要加入一定量的硫酸盐(如石膏)，C3A本身强度不高，但因其水化快和水化热高，能与阿利特和贝利特一起提高一些水泥早期强度。CaA含量一般6％~13％，我国偏低一些，4％~11％，国外一般偏高，个别情况高达15％。
铁铝酸盐 又称铁酸盐相，它没有固定的化学组成，是晶体混合系列中的一环，理论上可达到C2A和C2F，所以常常称为铁铝酸四钙，简写为C4AF，然而C2A并不存在。这一晶体混合系列为C2A…C6A2F…C4AF…C6AF…C2F，视氧化铁和氧化铝含量的不同，混合晶体可偏向铁多的一面或铝多的一面，在水泥熟料中系数情况下是相当于C4AF的组成，也可写成C2(AF)。铁铝酸盐相中也固溶一些其他离子，它对水泥颜色起很大的决定作用，纯的C4AF为褐色，含MgO后为深灰绿色。C4AF的反应活性很低，对水泥性能作用不大。C4AF含量一般为4％~15％，中国偏高一些，高的在18％左右，低的约8％。
游离石灰 水泥熟料中未与酸性氧化物化合的氧化钙，常写成fCaO，一般含量都在2％以下。游离石灰是不希望存在的，它的出现有以下几个原因：生料制备不好，有过粗的颗粒或混合不均匀；煅烧温度不够，未能同其他氧化物化合；冷却速度过慢，部分C3S分解成C2S和fCaO；配料不当氧化钙含量过高。游离石灰过高会使砂浆和混凝土发生膨胀，造成安定性不良。
游离氧化镁或方镁石 在氧化镁含量高的熟料中可能含有游离的氧化镁，一般只写成MgO，MgO有2％~2．5％能固溶到熟料的其它相中，水泥标准中规定MgO含量不得超过5％，所以熟料中最高能有2．5％~3．0％的MgO。固溶在其它相中的方镁石量取决于熟料的化学成分和生产工艺，这部分没有什么危害。游离的方镁石如含量过高会产生膨胀，又常在一年以后发生，造成混凝土损坏。方镁石如结晶细小和分散均匀，膨胀作用也小，粗大的结晶和呈窝状存在危害较大，游离石灰也是这样。
除此之外熟料中在个别情况下也还可能存在极少量的硫酸碱和玻璃体。
3．熟料化学组成及率值
为了能够煅烧出所需矿物组成的熟料，首先要配制出具有一定化学成分的生料，生料去掉烧失量后的化学成分即熟料化学成分一般范围列于表7。
表7熟料化学成分范围（重量>）
在调配原料时要通过各种氧化物的比例关系进行控制，这些比例关系又称率值，常用的率值有以下几种：
(1)石灰饱和系数KH
在熟料中石灰完全饱和是指全部SiO2都形成C3S，全部Fe2O3，都形成C4AF，剩余的Al2O3，都形成C3A，石灰饱和系数是指熟料中实际的CaO含量与理论上达到完全饱和时的CaO含量之比。在中国使用前苏联的金德公式计算，用生成C4AF和C3A和CaSO4后剩余的CaO量与SiO2全部生成C3S，所需要的CaO量之比
KH=
如fCaO过高上式中还应考虑扣除iCaO，尤其在我国的立窑生产中要计算扣除fCaO后的KH′值
KH′=
目前我国熟料的KH值在0．82—0．96之间。
在国外石灰饱和系数的计算为：
也还有用石灰标准系数KST(德国)和石灰饱和率CSF(英国)两种表示法，即
KST=
LSF=
(2)硅酸率SM
硅酸率是SiO2与A12O3和Fe2O3之和的比值，它表示熟料在烧结时(在烧成带内)固相与流相的比例。因为SiO2在烧结温度下绝大部分都在固相阿利特和贝利特相中，而氧化铝和氧化铁则存在液相中。目前，我国水泥熟料的硅酸率在1．6~2．8之间，国外在1．9~3．2之间。
SM=
(3)铝氧率IM
铝氧率也称铁率是氧化铝与氧化铁的比，在烧结温度下这两种氧化物几乎全部进入液相。IM主要表示液相的特性，若提高氧化铁含量，IM值减小，液相粘度下降，若IM值<0．638，熟料中不生成C3A，这种水泥具有较高的抗硫酸盐性能。我国水泥熟料的IM值目前在0．90—2．00之间(特种水泥除外)。国外在1．5~2．5之间。
(4)水硬系数HM
水硬系数是氧化钙与酸性氧化物SiO2，A12O3，和Fe2O3之比。HM高水泥强度特别是早期强度高，水化热高，抗化学侵蚀性下降，HM一般在1．7~2．3之间，低于1．7水泥强度太低，高于2．4大部分安定性不好，一般以2．0左右为好。水硬系数目前只有少数国家如日本等仍在使用，多数国家主要使用硅酸率和铝氧率，水硬系数仅作为补充或不用。
HM=
二、硅酸盐水泥的主要原料
生产硅酸盐水泥首先要煅烧出硅酸盐水泥熟料，然后再用熟料磨制成水泥，所以硅酸盐水泥的原料应分为煅烧熟料所需的原料和磨制水泥所需的原料。
1．生产熟料用的原料
最理想的原料是具有水泥熟料要求化学成分的天然岩石，并有足够的储量，均匀的特性和便利的开采条件。这种情况很少见，美国相对多一些，欧洲也有个别水泥厂现在仍用一种原料生产水泥熟料。大多数情况是用石灰石质原料和粘土质原料进行混合，必要时加入少量硅质或铁质校正原料，调整混合生料的化学成分。水泥生料中碳酸钙CaCO3的含量在72—80％之间，按CaCO3含量多少，可将原料排列如下：
纯石灰石 CaCO3含量>95％
泥灰岩质石灰石 CaCO3含量85％~95％
石灰质泥灰岩 CaCO3含量?0％~85％
泥灰岩 CaCO3含量30％~70％
粘土质泥灰岩 CaCO3含量15％~30％
泥灰岩质粘土 CaCO3含量5％~ 15％
粘土 CaCO3含量<5％
纯石灰石，泥灰岩质石灰石和石灰质泥灰岩用以引入Ca—CaCO3，粘土、泥灰岩质粘土和粘土质泥灰岩用以引入SiO2，Al2O3和Fe2O3。配料时最好选用与熟料化学成分相接近的原料，如石灰质泥灰岩，因为它已混入一些粘土质组分，结晶细小，分布均匀，易烧性好。最不利的是用纯的石灰石和纯的粘土混合配料，易烧性不好。为了调整生料化学成分，有的还加入少量砂岩，硫铁矿渣、铁矿等作为校正原料。除天然原料外还可以使用工业废渣，如高炉矿渣、煤矸石、粉煤灰、金属尾矿等作为粘土质原料，今后的发展趋势也是尽可能利用泥灰岩类天然原料和工业废渣作主要原料，高质量的石灰石作为校正原料来生产水泥熟料。
生产熟料所用的燃料，从今天的技术水平来看不受什么限制，气体、液体、固体燃料，可燃性废料都可以使用，仅立窑上受工艺条件限制只能烧固体燃料，并以无烟煤、焦炭之类含挥发分低的燃料为好，回转窑则烟煤，无烟煤以及各种可燃性废料都可以使用。
2．生产水泥的原料
硅酸盐水泥自然是由硅酸盐水泥熟料加入适量石膏共同磨细而成，有些品种允许加入一定量的混合材。然而今天在欧洲水泥试行标准中则将我国所称的混合材也作为水泥的组分，在水泥含量≥6％的为主要组分，≤5％的为次要组分或填充料，即水泥的组成应为主要组分，次要组分，石膏和外加剂。因为这些组分材料不论是熟料、石膏，还是矿渣、粉煤灰甚至窑灰都对水泥性能的发挥起一定作用，都是为获得优质混凝土所不可缺少的材料，所以在标准中对这些材料的质量也都提出了相应的要求，这里只就几种主要材料作些介绍。
(1)硅酸盐水泥熟料
熟料定义前已有介绍，这里不再重复，中国标准强调了要用适当成分的生料和烧至部分熔融，以及要以硅酸钙为主要成分。欧洲试行标准除此之外还要求硅酸钙(C3S+C2S)含量应≥2／3，CaO／SiO2重量比≥2．0，并对生料制备也提出一些原则要求，这些对保证混凝土质量很有益处，尤其目前对提高我国水泥实物质量很有参考价值。其他对如铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥的熟料也都有相应质量要求。
(2)混合材
在我国将水泥中除熟料和石膏以外的组分都称为混合材，它是为改善水泥性能，调节水泥标号的矿物质材料。常用的混合材有粒化高炉矿渣，粉煤灰，火山灰质混合材，石灰石，粒化电炉磷渣，冶金工业的各种熔渣。火山灰质混合材分为两大类，1类是天然的，如火山灰、凝灰岩、浮石、沸石岩、硅藻土和硅藻石。另1类是人工的，如煤矸石、烧页岩、烧粘土、煤渣、硅质渣。对这些材料都有一定的质量要求和掺加量限定，今后的发展趋势是加大工业废渣的掺加量，减少熟料使用量，为保护环境多做贡献，但是，也有一个前提，即不能过份影响水泥及混凝土质量，不能产生二次污染，也不能太大地影响生产过程，每使用一种新的废渣都必须做水泥性能及混凝土性能和耐久性试验，有关环保及安全方面的检测，取得有关部门的许可方可正式使用。
(3)石膏
石膏又称缓凝剂，是调节水泥凝结时间用的，常用的为天然石膏矿，主要成分为二水硫酸钙CaSO4·2H2O，或者天然硬石膏，主要成分为无水硫酸钙CaSO4。另外也有半水石膏CaSO4·１／2H2Ｏ，它们的混合物，或工业副产石膏，如陶瓷工业的石膏模，烟气脱硫石膏等。石膏的用量约为5％左右，一般控制水泥中的SO，量不超过3．5％。
(4)外加剂
水泥中允许加入不超过水泥重量1％的外加剂，主要是助磨剂。这些外加剂不应损害对钢筋的保护性能，以及水泥和混凝土的其他有关性能，所以水泥中的外加剂应慎重使用，以加在混凝土中为好，以免与混凝土的外加剂相抵触。
(5)超细掺加料
自90年代以来兴起的超细粉掺加料能显着提高水泥混凝土的强度和改善其他有关施工性能和物理性能。水泥中常用的是硅灰，它的细度是水泥细度的50～100倍。近来又发展使用磨细矿渣以及磨细熟料，磨细程度一种是超细磨，比面积磨到9000或10000cm2／g以上到20000cm2／g，平均粒径13~6μm。另一种是在9000cm2／g以下，有的在5000cm2／g左右，或4000—5000cm2／g之间，后一种当然算不上超细磨了，现在的研究得出，加入这些微细粉能明显提高水泥及混凝土强度，尤其是早期强度，并能改善水泥砂浆的可加工性，提高混凝土的密实性、抗渗性、抗蚀性、耐久性，这种微细粉可以加到水泥中也可以在施工时加到混凝土中，我国目前比较重视的是用磨细矿渣掺到水泥中，改善水泥性能。
三、水泥生产工艺
1．熟料形成过程
硅酸盐水泥熟料是由石灰石组分和粘土组分经高温煅烧相互化合而成的，其主要反应过程如下
20—150°C一烘干原料带入的附着水分，湿法生产在这一段消耗了大量热量。
150—600°C一高岭土脱去吸附的水分和结晶水。
600—900°C一高岭土分解，同时形成一些初级矿物，如CA，C2F，C2S和C12A7。
850—1100℃一CaCO3分解率最大，形成的游离石灰量也最大，这期间因CaCO3分解为吸热反应，需要热量最多。C3A和C4AF也在这时开始形成。
1100—1200℃一C3A和C4AF主要在这一温度区内形成，C2S量达到最大值。
1260—1310℃一形成熟料液相
1250—1450℃—C2S吸收fCaO形成C3S，最终烧成熟料，所以一般都要达到1450℃以上，并停留一定时间才能烧出合格熟料。
2．水泥生产方法
水泥的生产工艺简单讲便是两磨一烧，即原料要经过采掘、破碎、磨细和混匀制成生料，生料经1450~C的高温烧成熟料，熟料再经破碎，与石膏或其他混合材一起磨细成为水泥。由于生料制备有干湿之别，所以将生产方法分为湿法，半干法或半湿法，干法3种。
(1)湿法生产的特点 将生料制成含水32％一36％的料浆，在回转窑内将生料浆烘干并烧成熟料。湿法制备料浆，粉磨能耗较低，约低30％，料浆容易混匀，生料成分稳定，有利于烧出高质量的熟料。但球磨机易磨件的钢材消耗大，回转窑的熟料单位热耗比干法窑高2093~2931KT／kg(500—700kcal／kg)，熟料出窑温度较低，不宜烧高硅酸率和高铝氧率的熟料。
(2)半干法生产的特点 将干生料粉加10％~15％水制成料球入窑煅烧称半干法，带炉篦子加热机的回转窑又称立波尔窑和立窑都是用半干法生产。国外还有一种将湿法制备的料浆用机械方法压滤脱水，制成含水19％左右的泥段再入立波尔窑煅烧，称为半湿法生产。半干法入窑物料的含水率降低了，窑的熟料单位热耗也可比湿法降低837~1675kJ／kg(200~400kcal／kg)。由于用炉篦子加热机代替部分回转窑烘干料球，效率较高，回转窑可以缩短，如按窑的单位容积产量计算可以提高2—3倍。但半干法要求生料应有一定的塑性，以便成球，使它的应用受到一定限制，加热机机械故障多，在我国一般煅烧温度较低，不宜烧高质量的熟料。
(3)立窑生产的特点 立窑属半干法生产，它是水泥工业应用最早的煅烧窑，从19世纪中期开始由石灰立窑演变而来，到1910年发展成为机械化立窑。立窑生产规模小，设备简单，投资相对较低，对水泥市场需求比较小的、交通不方便、工业技术水平相对较低的地区最为适用。用立窑生产水泥热耗与电耗都比较低，我国是世界上立窑最多的国家，立窑生产技术水平较高。但是，立窑由于其自身的工艺特点，熟料煅烧不均匀、不宜烧高硅酸率和高饱和比的熟料，窑的生产能力太小，日产熟料量很难超过300吨，从目前的技术水平来看也难以实现高水平的现代化。
(4)干法生产的特点 干法是将生料粉直接送入窑内煅烧，入窑生料的含水率一般仅1％～2％，省去了烘干生料所需的大量热量。以前的干法生产使用的是中空回转窑，窑内传热效率较低，尤其在耗热量大的分解带内，热能得不到充分利用，以致干法中空窑的热效率并没有多少改善。干法制备的生料粉不易混合均匀，影响熟料质量，因此40—50年代湿法生产曾占主导地位。50年代出现了生料粉空气搅拌技术和悬浮预热技术，?0年代初诞生了预分解技术，原料预均化及生料质量控制技术。现在干法生产完全可以制备出质量均匀的生料，新型的预分解窑已将生料粉的预热和碳酸盐分解都移到窑外在悬浮状态下进行，热效率高，减轻了回转窑的负荷，不仅热耗低使回转窑的热效率由湿法窑的30％左右提高到60％以上，又使窑的生产能力得以扩大，目前的标准窑型为3000t／d，最大的10000t／d。我国现在有700t／d、1000t／d、2000t／d、4000t／d的几种规格，逐步向大型方向发展。预分解窑生料预烧得好，窑内温度较高，熟料冷却速度快，可以烧高硅酸率、高饱和比以及高铝氧率的熟料，熟料强度高，因此现在将悬浮预热和预分解窑统称为新型干法窑，或新型干法生产线，新型干法生产是今后的发展方向。新型干法窑规模大，投资相对较高，对技术水平和工业配套能力要求也比较高，如条件不具备则难以正常发展。
3．水泥生产工艺流程
水泥生产的基本流程，以干法生产为例包括以下几个主要工序：
原料开采一破碎一烘干一配料一粉磨一生料贮存一均化一煅烧一熟料冷却及破碎一配料(加石膏和混合材)一粉磨一水泥贮存一装运。
湿法生产的区别在煅烧以前的生料制备过程上，主要工序为：
半干法生产的区别仅在出生料磨以后和入窑煅烧之前的一段，即：
粉磨一生料贮存均化一加水成球一煅烧。
新型干法生产则在各贮存环节上都加强了均化，具体为：
原料开采一破碎一预均化一配料一粉磨并烘干一生料粉贮存均化一煅烧一熟料冷却破碎一熟料贮存均化一配料一粉磨一水泥贮存均化一装运(或混配搅拌一装运)
此外，用煤做燃料时也要经过贮存均化，破碎(或烘干)，粉磨制成煤粉再人窑。混合材则视品种而定，如粒化高炉矿渣要经过烘干，煤矸石要预先破碎，石膏也需预先破碎。混合材和石膏通常都与熟料一起粉磨，近年来对粒化高炉矿渣趋向于单独粉磨，因为矿渣比熟料难磨，如与熟料一起粉磨难以磨细，不能充分发挥矿渣的作用。
四、生产水泥用的主要设备
1．水泥窑系统
水泥窑是水泥厂的主要设备，由生料烧成熟料的整个过程都在窑内完成，最简单的回转窑是干法中空窑，如图1所示。生料粉由窑尾加入，煤粉用一次风由窑头喷入并在窑内燃烧，这里的火焰温度达1800—2000℃。生料在窑内不断向窑头流动，湿度也逐渐升高，经过烘干、脱水、预热、分解，到1300°C左右时出现液相，在火焰下面升高到1450°C烧成熟料，然后冷却到1300~1100℃离开回转窑落入单筒冷却机，冷却到100—150℃左右卸到熟料输送机运至熟料破碎机，破碎后入库贮存。
图1 干法中空回转窑
1—次风鼓风机 2—煤粉下料管 3—喷煤管 4—窑头罩 5—回转窑
6—生料粉下料管 7—烟室 8—熟料下料溜槽 9—单筒冷却机
10—熟料运输机
回转窑是由钢板卷制的圆筒，内砌耐火砖，由装车简体上的轮带和下面的托轮支承，用装在窑身上的大齿圈传动。回转窑通常以3．5％的斜度安放，转数一般在1转／分钟以内、新式干法窑可达3转／分钟以上。单筒冷却机与窑相似，不同的是筒内装有扬料板用以加速熟料冷却。窑头高温区简体温度过高，以前曾用水冷却，现已改为用风冷却。
上述干法中空窑是基本窑型，其他各种窑型主要是改变后部的烘干、预热和分解部分的结构与型式，及变换熟料冷却机。如湿法窑因料浆含水量高不易烘干，所以将窑加长，窑内挂上链条帮助烘干料浆，又装上热交换器提高烘干后物料的预热速度。冷却机常使用多筒冷却机，它是装在窑简体外面的小型冷却筒，一般由9~11个组成，筒内装扬料板，随窑筒体一起转动，将熟料冷却，如图2所示为我国常用的老式湿法窑和多筒冷却机。
半干法回转窑是用篦式加热机代替部分回转窑，生料球在炉篦子上被烘干、预热和部分分解，因篦式加热机的热效率比转筒高，所以窑的生产能力也比较大(见图3)。
新型干法窑是在短的回转窑后面加上悬浮式预热器，最早出现的为由4个旋风筒组成的旋风式预热器，如图4所示，物料仅用几秒钟的时间便能通4级旋风筒，温度升高到800—900°C，完成烘干、预热和有20％一30％的碳酸盐分解。以后又出现了立筒预热器，如图5所示，原理基本相同，都是让生料粉在悬浮状态下被预热。立筒预热器断面较大，不易堵塞尤其对小型窑比较有利，但效率较低，新建窑已很少采用。预分解窑是在旋风式预热器系统中用，入窑生料的分解率可达到85％~95％，回转窑的能力有了成倍的提高，煅烧熟料的单位热耗可降到2930KT／kg(700kcal／kg)，如图6所示。分解炉的型式很多，有40~50种，其基本原理都是使煤粉在悬浮的生料粉雾中或在沸腾的生料粉层中燃烧，燃烧放出的热量能立即被正在分解的生料粉吸收，传热效率极高，生料在分解炉中能基本完成碳酸盐分解反应，随气体进入下一级旋风筒并被从气体中分离出来进入回转窑。在分解炉中要燃烧50％左右的煤粉，所以从冷却机中抽出部分经过预热的空气送人分解炉，这一送风管称三次风管。大型预分解窑采用双系列6级预热器系统，并利用出预热器的废气来烘干生料，窑系统与生料磨系统联合生产，能更充分地利用热能，占地也小(如图7)。国外还有一些现代化的水泥厂，生料磨真正地与回转窑联索成一个系统，取消了生料粉贮存和均化库，出磨生料直接喂入预热器，当然这要求生料磨的可靠性和生料质量控制水平要达到相当高的程度，否则是行不通的。
图2湿法长窑生产流程图
1—回转窑 2—多筒式冷却机 3—喷煤管 4—传动齿轮 5—热交换器
6—链条 7—托轮 8水冷却 9—鼓风机 10—煤磨 11—选粉机
12—旋风收尘器 13—煤磨排风机 14—从窑头吸热空气送入煤磨的管子
15—收尘器 16—烟囱
图3二次通过的炉篦式加热机
1—成球盘 2—料球加料斗 3—烘干室 4—热风二次入口 5—加热室
6—炉篦子 7—回转窑 8—热风一次出口 9—废气出口
图4洪堡型旋风预热器
1—回转窑 2竖烟道 3—排风机 4—旋风筒 5—入窑下料管
现代回转窑十分重视熟料冷却效率，对各种型式的冷却机都做了相应的改进，如图8所示，单筒冷却机加大了直径和长度，设备结构简单，但占地较大，新式多筒冷却机也都加长到20m左右，窑筒体也被迫又向前延长并增加一道轮带，虽然省去了传动机构，但结构也较复杂，冷却效率相对较低，又不能抽三次风供分解炉用，新建窑已不再采用。篦冷机占地相对最小，效率高，虽结构复杂，动力消耗高，仍是目前所用的主要冷却设备。新式篦冷机篦板结构，送风方式都做了改进，又将篦冷机分为两级，中间加装辊式破碎机，三次风由窑头抽出，以提高三次风温度，有利于分解炉内的燃料燃烧，如图9所示。
图5几种不同型式的立筒预热器
1旋风筒 2—立筒 3—回转窑
立窑是不动的竖筒，生料与煤混合粉磨制成料球，由立窑上部加入窑内。料球尺寸一般7一15mm。含水14％左右，我国采用的预加水成球设备可将料球降到3—5mm，含水10％一12％，提高了窑的热效率。含某粉的料球在窑内被烘干，煤粉燃烧将生料烧成熟料。烧好的熟料由底部经卸料篦子卸出。冷风由窑下鼓入，在上升的过程中将熟料冷却，本身也得到预热，到高温带供料球中的煤粉燃烧用，废气由窑顶排出。立窑的直径以前1．7—2．5m，现在扩大到2．5~3．2m，高8—1lm，立窑的日产量已达250~300t／d。
图6带窑分解炉和预热器窑流程图
1—旋风筒 2—立筒 3—回转窑
2. 水泥制作的工艺流程有哪些
生产工艺 硅酸盐水泥生产工艺流程可分为生料制备、熟料煅烧、水泥制成（粉磨）和包装等过程。
1.生料制备 包括从原料破碎开始至成分调配到合乎要求的生料过程。生料制备有干法和湿法两种方法。在干法制备过程中,石灰石等大块硬质原料，按传统工艺是先经过一次破碎至大小在100mm左右的块料,或再经第二次破碎至小于25mm的块料（近年来已发展一次即破碎至小于25mm的块料工艺）。粘土等含水原料则应经烘干再与石灰石、铁矿石等按比例送入磨机内，研磨成细的生料粉，输入搅拌库，在库中用压缩空气搅拌,并调整成分至合格的生料粉。湿法制备生料过程与干法的主要区别，在于粘土是先用水淘洗成泥浆，与石灰石和铁矿石共同研磨至含水分约为35％的生料浆。干法制备生料的主要优点是在煅烧水泥熟料时的热耗比湿法低,每千克熟料的热耗只需要3.6～4.6MJ，而湿法需要 5.2～6.3MJ。但湿法制备的生料成分较易均匀。一些先进干法生产水泥厂，近年来采用原料预均化和生料成分自动控制等措施，以保证生料粉成分的均匀。
生料的研磨在不同类型的磨机中进行，主要有球磨、管磨、立式磨和烘干与研磨同时进行的中间卸料磨等。为节约研磨过程的电能、提高磨机效率，生产中常采用闭路（圈流）式粉磨，即将出磨机物料先经过一个颗粒分级设备——选粉机，选出细颗粒部分作为产品，粗颗粒部分返回磨机内继续研磨。闭路系统粉磨比开路粉磨(不经过选粉机分级)的产量约可提高15％～25％，并减少了过粉碎现象。缺点是设备投资大、操作和管理较复杂。近年来，又采用一种新型的带选粉机的立式辊轮磨,将破碎、研磨、干燥和分级在同一个装置内完成。目前,最大的立式磨每小时产量可达400t。
2.熟料煅烧 已制备好的生料在不同型式的窑内煅烧成水泥熟料。一般生料粉或生料浆在回转窑内煅烧，中国大多数小型水泥厂均采用立窑煅烧，用立窑煅烧时生料粉中混入需要的煤粉，并加适量水混合制成直径为10～30mm的生料球。立窑煅烧的水泥熟料质量略差，但煅烧温度低，耗煤量较小。为了节约能耗、提高回转窑的生产能力，自70年代开始发展了窑尾带预热器和分解炉的窑外分解技术。
水泥生料在窑内受热过程中发生一系列物理和化学变化，如游离水的蒸发、粘土脱去结晶水、碳酸钙分解成氧化钙。后者与粘土中的氧化硅和氧化铝及铁矿石间发生固相反应生成化合物，它们的存在形式主要有四种，即硅酸三钙(3CaO·SiO2，简写C3S)、硅酸二钙（2CaO·SiO2，简写C2S）,铝酸三钙(3CaO·AI2O3，简写C2A)和铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3,简写C4AF)。还有少量未化合的氧化钙和方镁石 (MgO)。有时还有硫酸盐、钛酸盐等,但数量更少。由于熟料中还含有其他氧化物,上述各化合物并不是以纯的状态存在，往往固溶有其他各种氧化物。故又将它们按照矿物相(即晶相)来命名，如硅酸三钙称阿利特，它在熟料中占50％以上；硅酸二钙称贝利特,约含有25％；铝酸三钙为铝酸盐;铁铝四钙称才利特。从反光显微镜下观察到的水泥熟料结构可见到六方晶体是阿利特,圆粒晶体是贝利特。晶体间的物质系由于物料在1450℃左右温度下有约30％熔融经冷却后形成，称中间相，其中亮的部分是才利特,又称白色中间相（即无定形的非晶相）,暗色的是铝酸盐,又称黑色中间相。水泥熟料化学成分(％)有一定范围要求，氧化钙62～67，氧化硅20～24，氧化铝4～7，氧化铁3～5。
3.水泥制成和包装 从窑内出来的水泥熟料经冷却后加入适量石膏(控制水泥中SO3≤3.5％)，在磨机内研细，制成硅酸盐水泥。水泥研磨的细度对水泥质量影响较大，提高细度，可提高水泥的强度，但相应的电耗也增大。细度一般控制在0.08mm方孔筛上的筛余量不大于10％,或者比表面积在3000cm2/g左右。水泥研磨过程中的粉尘较大，因此在设备进出口、输送过程及包装处均应安装收尘设备，如沉降室、旋风收尘器、袋收尘器等。一些先进的工厂中均装有电除尘器。在中国还利用含K2O高的粘土或钾长石代替粘土原料，在煅烧过程中使氧化物挥发至尘埃中，收集含K2O较高的粉尘,可以作钾肥使用。水泥粉常用纸袋包装，但近年来已大量改用散装船、散装车输送，提高了装运效率，降低了成本。
用途 广泛用于民用和工业用的建筑工程，例如油田和气田的固井、水利工程中的大体积坝体、军事抢修工程,还可用于作耐酸、耐火材料,坑道中喷射封顶以代替坑木。水泥还可以代替木材和钢材用于多种场合，如电线杆、铁路枕轨、输油和输汽管道、贮原油和贮气罐等。
3. 水泥如何制作
水泥制作流程如下:第一步就是把石灰石，水，铁矿石等材料一起破碎，然后初步混热合均匀。
第二步就是控制生产原料的比例，一般来说水泥粉只占40%左右，其他生料占60%左右，根据不同建筑构造的需求进行配比。
第三步就是当生产的所有原料被破碎成粉末之后，就均匀的混合在一起。
第四步就是预热原材料，并分解出需要的一些化学成分，而不需要的成分则丢弃。
第五步就是烧成水泥熟料，把分解出来的原料放入窑中烧，烧到变成变成液态状。
第六步就是烘干并磨成粉末状。就是把液态的水泥先烘干，之后再碾碎成粉末状，最后用包装袋装好。
4. 水泥出磨后多长时间可以使用
以现在的水泥制造水平水泥出磨后可以立即使用。
水泥能不能立即使用主要是判断水泥达不达标，而水泥达不达标(水泥标准)又分为强度，凝结时间，安定性，稠度，细度等方面的检测。现在基本上都是旋窑熟料加电脑微机配料生产水泥，在强度，安定性方面几乎不存在问题，细度和凝结时间方面在粉磨水泥过程中一般每个小时检测一下细度，每八小时会检测三氧化硫，所以在细度和凝结时间方面也不会存在大的问题。
以前由于水泥生产主要为机立窑，机立窑由于受锻烧条件的限制，在强度和游离氧化钙等方面无法和旋窑熟料相比，会有很大的波动，也就直接造成水泥强度和安定性的不稳定，所以以前水泥出磨后要等三天强度和安定性检测完毕才能出厂，否则质量就没有保证。
不过，既使现在的水泥生产水平能够达到出磨就能立即使用，一般的厂家还是会等三天检测结果出来后才让水泥出厂。
5. 硅酸盐水泥的生产工艺，可以简称为“两磨一烧”，这“两磨一烧”分别指的是什么
两磨一烧指的是原材料的粉磨制备生料工艺，生料煅烧生产孰料工艺，孰料参入混合材粉磨水泥成品。
因为水泥生产过程分为三个阶段，即石灰质原料、粘土质原料、以及少量的校正原料（立窑生产还要加入一定量的煤）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，称之为第一阶段；
生料粉磨；将生料加入水泥窑中煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，称之为第二阶段：熟料煅烧；熟料加入适量的石膏，有时还加入一些混合材料，共同磨细为水泥，成为第三阶段：水泥粉磨。所以大家把水泥生产过程简称为：“两磨一烧”。
(5)刚烧出来的熟料多长时间可以粉磨扩展阅读：
硅酸盐水泥的细度采用比表面积测定仪检验，其比表面积应不小于300㎡/kg，否则为不合格品。国家标准规定：硅酸盐水泥的初凝时间不早于45min，否则为不合格品；终凝时间不迟于390min，否则为不合格品。硅酸盐水泥的体积安定性经检验必须合格，否则为不合格品。
硅酸盐水泥根据3d和28d的抗压强度分为三个强度等级即42.5、52.5、62.5，每个等级有两个类型即普通型与早强型（用R表示）。
6. 水泥球磨机粉磨水泥是怎么样冷却的
1、降低入磨物料的温度、特别入磨熟料的温度。一般控制入磨熟料温度在100℃以下，最好低于80℃，降低入磨熟料温度的措施：
①在刚出窑的熟料上喷撒适量的雾状水。喷水量不应超过熟料重量的2%，且须喷洒均匀。以免过多的水分与熟料中水化快的矿物起反应，降低熟料强度。
②将熟料作较长时间的露天堆放。
③降低出窑熟料温度。
④在刚入堆场的熟料面上铺盖适量湿矿渣。但铺盖量不能过多，且须铺盖均匀，否则，不但效果不好，还会影响水泥质量。
2、保持磨内有适当的给料量。水泥球磨机磨内有适当较多的物料，可防止研磨体间及研磨体与衬板间发生剧烈冲击摩擦而产生较多的热量。为此，在质量允许的前提下，可适当放宽产品细度并适当增加混合材料的掺加量。
3、加强磨内通风。有人主张，水泥球磨机内的通风量应为400～1200m³/t水泥。为增大风量，一般应适当增大各仓篦孔的通风面积，及时对堵塞的篦孔进行清理，适当提高排风能力，并堵塞系统中的漏风点。
4、水泥球磨机采用闭路粉磨。闭路磨中的球料比小，粉磨过程中产生的热量少，被磨物料的温度明显较低，加上物料在输送和选粉过程中散去了部分热量，故磨内温度低。
5、采用磨内喷雾化水工艺。对大型球磨机，此工艺更为有效。
7. 熟料粉可以加工吗
熟料粉可以加工。
熟料烧成后，温度开始降低，最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度，同时回收高温熟料的显热，提高系统的热效率和熟料质量。
水泥熟料
水泥熟料以石灰石和粘土、铁质原料为主要原料，按适当比例配制成生料，烧至部分或全部熔融并经冷却而获得的半成品，在水泥工业中，最常用的硅酸盐水泥熟料主要化学成分为氧化钙、二氧化硅和少量的氧化铝和氧化铁，主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙，硅酸盐水泥熟料加适量石膏共同磨细后，即成硅酸盐水泥。
8. 为什么熟料要进行小磨试验
熟料是水泥的原料，通过对熟料进行小磨物理检验，可预先掌握熟料质量。小磨试验是控 制、管好水泥生产质量的必要工作，所起作用如下：
①通过定期对熟料强度高低和游离石灰含量进行检验，验证配料方案是否正确、锻烧操作 是否合适，从而及时对配料方案和熟料操作加以调整、纠正；
②掌握使用熟料的物理性能作为水泥组分配比的依据，以便合理制订水泥粉磨的细度（比 表面积）、混合材掺加品种、数量及石膏掺加量指标；
③进行其他有关质量研究和正交试验的基础工具。
9. 水泥制作的工艺流程
水泥的制作方法和流程：
（1）破碎水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。
（2）原料预均化预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。
每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。
10. 回转窑操作时需要注意什么
一、生料细度
不难理解，生料磨的越细，颗粒尺寸越小，比表面积越大，组分之间的接触面就越大，同时表面质点的自由能也越大，使得扩散和反应机会增多、能力增强，因此固相反应加快。但是，生料磨的越细，其粉磨电耗就越高，细度磨到多少合适，应该根据各厂的实际情况，找一个最佳的平衡点。
上海永先机械制造有限公司，对于烧成熟料，小于100um的方解石和小于55um的粗粒石英是没有任何问题的，因此过细的粉磨没有意义，我们的重点应放在抓少数大颗粒上，做到既要能烧又要省电。
大多数水泥厂的生料细度以考核0.08mm筛余为主，而实际上起主要影响的却是0.2mm筛余，应该抓住这个重点。按通常的经验：
当0.2mm筛余≤1.5%时，0.08mm筛余以控制在12%以下为好；
当0.2mm筛余控制≤1.0%时，0.08mm筛余可以放宽到15%；
当0.2mm筛余控制≤0.5%时，0.08mm筛余可以放宽到18%；
二、液相量
水泥熟料的主要矿物硅酸三钙是通过液相烧结进行的。
在高温液相作用下，硅酸二钙和游离氧化钙都逐步溶解于液相中，以离子的形式发生反应，形成硅酸三钙，水泥熟料逐渐烧结，物料由疏松状态转变为色泽灰黑、结构致密的熟料。
在硅酸盐水泥熟料中，由于含有氧化镁、氧化钠、氧化钾、硫酐、氧化钛等易熔物，其最低共熔温度约为1250℃。随着温度的升高和时间的延长，液相量会增加，液相黏度会减小，使参与反应的离子更易扩散和结合，也就是说液相在熟料的形成过程中起着非常重要的作用，而且受到水泥熟料化学成分和烧成温度的影响。
既然液相量与化学成分有关，那么在配料上将如何控制呢？根据以往的经验，先定义为1450℃下（比较接近于生产实际）的液相量，液相量按下式计算：
L=3.0A+2.25F+M+R
式中L、A、F、M、R分别表示水泥熟料的液相量、氧化铝、氧化铁、氧化镁、氧化钠和氧化钾的合量。
水泥熟料的烧成在现阶段的工艺条件下（预分解窑），液相量一般控制在20~30%的范围内。
这个范围是对所有水泥厂而言的，就某个厂来讲显然是太宽了，各厂应根据自己的实际情况摸索出适合自己厂情的最佳控制范围。
三、液相黏度
前文提到液相黏度影响着硅酸三钙的形成，黏度小，有利于液相中质点的扩散，能加速硅酸三钙的形成。
那么，如何控制液相黏度对熟料烧成的影响呢？
永先机械对于影响液相黏度的因素有温度和化学成分，我们同样先把温度定义为1450℃（比较接近于生产实际），液相黏度就只与化学成分有关了。
再通过一定条件下的实验，测得每种组分在该温度下的液相黏度与其含量的关系，然后把他们加起来，就可以得到该熟料的一个有关“液相黏度”的值了，这个值与配料有关，可以人为控制。