《水泥工艺学》第1章绪论.ppt

说明,教材说明原教材：水泥工艺学91年7月版本科教材标准、数据指标、工艺旧理论部分未见其它参考书籍更新现教材：水泥工艺技术2006年6月版高职高专教材标准亦旧、工艺部分较全、实用性高对工作有参考价值、理论偏少，未深入。,说明,教材说明现教材：水泥工艺技术06年6月版教材学时要求：120学时左右。授课内容,说明,上课要求考核方式：闭卷期末考试：70%平时实验：30%不划重点以往不通过率较高，共同努力。缺课一次扣2分，迟到一次扣1分,第一章绪论,一、水泥的起源与发明二、水泥的定义和分类三、水泥在国民经济中的作用四、水泥工业的发展概况五、水泥工业的环境保护,1.1水泥的起源与发明,水泥：起源于胶凝材料。,胶凝材料定义：指在物理、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，又称胶结料。,胶凝材料定义与分类,水泥：起源于胶凝材料。,胶凝材料分类：,沥青、树脂、橡胶,拌水后只能在空气中硬化,拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化,胶凝材料的发展简史,泥巴墙不抗水强度低,胶凝材料的发展简史,石块、砖用石灰粘结,人们发现石灰岩在火中煅烧脱水、在雨中胶结产生胶凝性，因而可用来调制砌筑砂浆。石灰为何能产生胶凝性？,胶凝材料的发展简史,在石灰中掺加某些火山灰沉积物，不仅强度提高，而且还具有一定的抗水性。为何？,胶凝材料的发展简史,石灰被人们用了数千年，一直到史密顿遇上了“倒霉事”为止，发现了天然水泥。,胶凝材料的发展简史,水泥的发明,胶凝材料的发展简史,1.2水泥的定义和分类,GB/T 4131-1997水泥的命名、定义和术语：本标准规定了水泥命名的一般原则、主要水泥产品的定义及有关术语的涵义等。1定义：加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。,1.2水泥的定义和分类,2、分类,按用途和性能分类,一般土木建筑工程上使用水泥。以水泥的主要水硬性矿物名称冠以混合材料名称或其他适当名称命名。2008年6月1日实施的新标准，通称六大(通用)水泥。,硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。P8七大品种,(1),1.2水泥的定义和分类,2、分类,按用途和性能分类,有专门用途的水泥。以专门用途命名，并可冠以不同型号。如A级油井水泥(可泵性好、凝结硬化快及早期强度高的特点，高压井效果好)、G级油井水泥(基本油井水泥，能与多种外加剂配合，能适应较大的井深和温度变化范围)、彩色水泥、道路硅酸盐水泥等。,有某种特殊性能的水泥。以水泥的主要水硬性矿物名称冠以水泥的主要特性命名。如快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥等。,(1),一般土木建筑工程上使用水泥。,1.2水泥的定义和分类,2、分类,按用途和性能分类,有专门用途的水泥。,有某种特殊性能的水泥。,(1),一般土木建筑工程上使用水泥。,目前我国特种水泥已发展到6大体系，7个大类，共70多个品种。我国水泥品种开发和研制已跨入世界先进行列。,1.2水泥的定义和分类,2、分类,按水泥主要水硬性物质所属体系分类,(2),以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥。,1.2水泥的定义和分类,国外性能各异的特种水泥 1.弹力水泥英国牛津大学研制成功的这种水泥，系在生产流程中减少水泥的含水量，并加入一种聚合物，使其强度比普通水泥高10倍，而且具有柔韧性。使用这种水泥时，可像面团一样随意拉长、卷叠、挤压，或者注入预先做好的模具内，制成各种水泥制品，而且可大大节约原材料。用这种水泥的净浆可制备弹簧、棒、管、盘和唱片等,1.2水泥的定义和分类,国外性能各异的特种水泥 2.变色水泥 国外在白色水泥中加入二氧化钴，制成一种能随空气含水量多少而变色的水泥。由于它可预报天气、湿度的变化，故又称为气象水泥。,1.2水泥的定义和分类,国外性能各异的特种水泥 3.木质水泥由瑞典研制。是在水泥中加入粒径为300微米的聚合物制成。使用中除有普通水泥的特点外，其制品还能像木材一样锯切、钉割和开螺孔，并具有良好的隔音和防火性能。,1.2水泥的定义和分类,国外性能各异的特种水泥 4.夜光水泥国外研究出一种夜光水泥。多用于在公路上标划车道、人行道线和各种路面标志等，可贮存白天的日光及来往车辆的灯光，夜晚时闪闪发光，构成“夜光公路”，给城市夜色增添光彩，方便夜行车辆。,1.2水泥的定义和分类,国外性能各异的特种水泥 5.贮热水泥这是一种多孔泡沫水泥，具有重量特轻、比重小于水、强度很高等特点。在高层建筑中使用它无需打桩，利于加快建设进度，并可在白天贮存太阳光的热量，晚上再慢慢地放出热量，因而是一种建造太阳能房屋的材料。,1.2水泥的定义和分类,国外性能各异的特种水泥 6.自愈水泥自愈水泥内掺一些粘性流体并山一些多孔的纤维包裹，一旦水泥裂缝，纤维外包装也破裂，将混合物放出，填补裂缝。该水泥还包含一种防护性药剂，因为用来回固的钢筋会由于盐分和污水的腐蚀而生锈。用这种纤维将钢筋包起来，可防止砼中的钢筋腐蚀。这种水泥可应用于重点工程，因具只产生微小裂缝，可避免更大的灾害性断裂，在应用中可提高建筑物的安全系数。,1.2水泥的定义和分类,国外性能各异的特种水泥 7.自找平水泥这种水泥是将共聚物乳液、水泥和水混介而成，共聚物是在存在非离子或阳离子表而活性剂的条件下，由烯类不饱和单体与酸加成物共聚合而成。将上述共聚物乳液167份、水泥100份和水100份混均后即成聚合物水泥。这种水泥自行流动性好、凝固快，涂层具有柔软性等优点。可用喷涂方法喷涂在混凝土楼板上，涂层能自找平，形成平整的地面涂层。,1.3水泥在国民经济中的作用,四大基础工程材料：水泥、钢材、木材、塑料 现虽有许多新的胶凝材料出现，尚无任何一种材料可以取代水泥作为基础工程材料的地位。,1.3水泥在国民经济中的作用,水泥基材料,住宅建设,市政工程,地下工程,住宅建设,市政工程,公路建设,高层建筑,军事工程,港口建设,桥梁工程,核电建设,大坝工程,油井工程,农田水利,环境治理,水下工程,1.4水泥工业的发展概况,二磨一烧,生产过程（四个字）：见P11,影响水泥质量的因素？,1.4水泥工业的发展概况,（一）按生料制备方法分：,（二）按煅烧熟料窑的结构分：,生产方法分类：见P12,半湿法(湿磨干烧)亦归为湿法,半干法(料球)亦归为干法,1.4水泥工业的发展概况,水泥工业主要评价指标：,规模（产量）：总、企业、台、人均,窑型及生产方法的先进性,质量（强度）：熟料、水泥,熟料热耗（KJ/kg熟料、Kcal/kg熟料）,熟料电耗、料耗、综合电耗,1.4水泥工业的发展概况,不同生产方法的熟料热耗、产品质量(2006年统计),（1）、我国水泥工业的发展概况,二、我国水泥工业的近年发展状况中国第一个水泥厂1889年河北唐山细绵土厂（后改组为启新洋灰公司，现为启新水泥厂）。改革开放以来，我国水泥工业取得了长足的发展，水泥产量由78年的6524万t，发展到99年的5.73亿t，水泥市场从长期的卖方市场转向买方市场，代表水泥工业技术发展趋势的新型干法生产工艺从几近空白走向日益成熟，但也存在很大问题。我国是世界上最大的水泥生产国，也是世界水泥消费大国，从1985开始，我国总产量一直保持在世界首位，并且多年水泥产量占世界1/3以上。,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长80年 80年重点企业2558.5万t 技术：立窑为主。大中型企业的水泥工艺也以湿法(约60%)、半干法为主，技术装备普遍是四五十年代水平，没有先进的窑外分解技术。,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长85年 85年重点企业3158.5万t 技术：建设项目仍以湿法(十几条)为主。引进了冀东、宁国两条4000t/d新型干法生产线。淮海、柳洲两条3000t/d新型干法开始建设。国内自行设计建成了新疆、川沙两条700t/d、牡丹江2000t/d窑外分解生产线。,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长90年 1990年重点企业3985.8万t技术：新型干法技术得到迅速发展，建成更多新型干法生产线。组织2000t/d、4000t/d生产线国产化攻关。但由于技术、管理、体制上原因，这一时期新型干法窑在达标达产及投资上存在问题较多。对湿法、半干法改造进行了探索(建成的三条湿改干示范线，两条存在问题)，这一时期也是水泥工业“是发展新型干法生产技术还是继续建设湿法生产线”即所谓的“干湿法”之争比较激烈的时期。,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长90年 背景：国民经济迅速增长，水泥供需矛盾突出，而水泥工业发展相对滞后。而此阶段国内物价上涨较快，水泥项目投资逐年攀升。建成的相当部分的新型干法生产线，受达标达产、汇率变动、贷款利率较高等因素影响，在其后来的生产经营中面临较大困难，如江西、鲁南、柳州、淮海、珠江、云浮、顺昌等项目。,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长95年 背景：随着我国改革开放力度的进一步加大，受国内外市场的双重拉动，是我国水泥工业发展的黄金时期，这一时期也是水泥工业利用外资的兴旺时期。技术：新建投产了一批合资、独资新型干法水泥厂，如大连小野田4000t/d、江南小野田、大宇水泥有限公司7200t/d等。几个国产700t/d、1000t/d、2000t/d窑外分解窑建成投产，标志我国窑外分解技术开始走向成熟。,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长2000年 背景：随着国民经济增长速度减缓，水泥市场形势出现转变，逐渐由长期以来的供不应求转向了总量过剩。97年亚洲金融危机爆发，水泥出口受阻。受双重压力下的国内水泥市场更加低迷。水泥价格回落，行业亏损面加大。水泥市场开始转向买方市场。提出“控制总量，调整结构”的产业政策。技术：我国自行开发的窑外分解技术已进入成熟期，今后技术重点是进一步完善4000t/d生产线国产化配套工作和跟踪世界水泥工业发展的新的技术动态。,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长2000年 八五(91-95)、九五初期建成投产的一大批水泥项目，由于投资水平高，投产后又正逢水泥市场的低谷时期，其未来的生产经营将面临更大的困难。而九五后期建成的一批国产化或国产化程度较高的2000t/d、4000t/d项目，投资较低，在未来的市场竞争中将处于优势地位。,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长2000年 2000年新型干法水泥产量：6200万吨，占9.6%立窑产量：44200万吨，占77%,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长2001年 新型干法水泥产量：7820万吨，占12.5%立窑产量：46700万吨，占75.5%,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长2002年 总产量占世界40%新型干法水泥产量：10380万吨，占16.2%立窑产量：46700万吨，占72.4%散装水泥产量：17135万吨,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长2003年 世界总产量：182000万吨，总产量占世界47%新型干法水泥产量：19800万吨，占23%散装水泥产量：24000万吨,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长2004年 总产量占世界近50%新型干法水泥产量：31500万吨，占32.5%立窑产量：57600万吨，占59.4%散装水泥产量：31300万吨,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长2005年 总产量占世界近54%新型干法水泥产量：47300万吨，占45%散装水泥产量：38000万吨,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长2006年 新型干法水泥产量：62000万吨，占50%,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长2007年 新型干法水泥产量：截至2007年6月底，我国新型干法水泥生产线已达748条,（1）、我国水泥工业的发展概况,1、产量持续增长2008年,（1）、我国水泥工业的发展概况,2、布局趋于合理 目前，我国31个省、自治区、直辖市都建有水泥厂。从布局上看，水泥的生产和消费主要集中在东部地区，供需基本保持平衡，没有大量的调入调出，布局已基本趋于合理。下表为2005年全国各地区水泥产量,（1）、我国水泥工业的发展概况,3、结构调整加快 目前，新型干法水泥发展已经形成了由政府导向、市场拉动、企业自主发展的良好局面，对促进水泥工业结构调整将起到重要的推动作用。,（1）、我国水泥工业的发展概况,4、规模生产扩大,（1）、我国水泥工业的发展概况,5、装备水平提高 水泥行业科研创新与技术开发能力不断提高，装备制造水平有了很大进步。目前日产2000吨新型干法水泥生产技术装备已全部国产化，日产4000吨、5000吨新型干法水泥生产技术装备国产化率达到90%以上，日产8000吨水泥熟料生产线和日产10000吨水泥熟料生产线已经投产。工艺先进、技术成熟的大型国产化装备为我国新型干法水泥加快发展提供了技术保证，同时也为我国大型水泥技术装备出口奠定了基础。,（1）、我国水泥工业的发展概况,6、效益同步增长 水泥行业实现了产量和效益的同步增长。2005年全行业实现利润80.5亿元。按统计口径计算，60万吨规模以上企业效益显著，占全行业的73%，小型企业只占27%。大型新型干法水泥企业的规模经济优势和技术经济优势得到了充分体现，不具备经济规模和落后工艺的水泥项目已普遍不被认同。,(2)、发展中存在的主要问题,尽管我国水泥工业发展取得了很大成绩，但结构性矛盾仍比较突出，主要表现为企业规模小、产品档次偏低、落后生产能力仍占相当比重、能耗大、资源消耗高、环境污染严重等。这些问题的产生，既有长期低水平发展积累的原因，也有近两年在市场需求拉动下，一些企业不顾产业政策，低水平盲目扩张所带来的后果。,(2)、发展中存在的主要问题,1、厂点分散规模小，质量不稳标号低 2005年全国共有规模以上（年销售收入500万元以上）水泥企业5000多家，企业数量超过世界其他国家的总和，平均规模仅为22万吨，远低于世界平均水平。,(2)、发展中存在的主要问题,1、厂点分散规模小，质量不稳标号低 2003年共有水泥生产企业4993家，平均产能不到16万吨；低于20万吨的共有4028家,占4/5强,产量占近2/5；150万吨以上的共有45家。,(2)、发展中存在的主要问题,1、厂点分散规模小，质量不稳标号低 2005年有水泥企业5000多家，企业数量超过世界其他国家的总和。其中立窑企业4000多家，全行业平均规模只有22万多吨。,(2)、发展中存在的主要问题,1、厂点分散规模小，质量不稳标号低 2006年企业平均年产量不到25万吨，仅为国外水泥生产商的1/6；前十大水泥集团合计产量仅占全国总产量的15%；而印度水泥行业前五大厂商产量占全行业产量的51%，全球五大水泥公司产能占全球产能50%。,(2)、发展中存在的主要问题,1、厂点分散规模小，质量不稳标号低,(2)、发展中存在的主要问题,截止2006年底，海螺在华东、华南九个省、市、自治区，公司先后建成投产熟料工厂17家，水泥粉磨企业21家，拥有日产200010000吨新型干法水泥熟料生产线36条，年产销量达7000多万吨。,(2)、发展中存在的主要问题,1、厂点分散规模小，质量不稳标号低,2001年世界水泥企业前十名,(2)、发展中存在的主要问题,1、厂点分散规模小，质量不稳标号低 至2005年，水泥生产能力中55%左右仍为落后的立窑和小型干法中空窑。2005年，32.5级水泥等低端产品约占总产量的85%，42.5级及以上的约占12%，其余为特种水泥。我国混凝土标号大部分为C20、C30，而国外多为C50、C60。由于混凝土标号标准低，特别是立窑水泥产品质量不稳定，给工程质量带来隐患，直接影响建筑工程的寿命。,(2)、发展中存在的主要问题,2、工艺落后能耗高，环境破坏污染大 与新型干法水泥相比，小立窑、湿法窑等落后工艺能耗高。由于目前采用立窑等落后生产工艺的能力还占相当比重，造成我国水泥工业整体能耗还比较高。,(2)、发展中存在的主要问题,(2)、发展中存在的主要问题,2、工艺落后能耗高，环境破坏污染大 国际水泥综合指标与我国的比较(2003年),2007-2010年全国分省淘汰落后水泥生产能力计划表,2007-2010年全国分省淘汰落后水泥生产能力计划表,2007-2010年全国分省淘汰落后水泥生产能力计划表,(2)、发展中存在的主要问题,2、工艺落后能耗高，环境破坏污染大 水泥工业对环境影响主要是粉尘污染，其粉尘排放量占全国工业行业粉尘排放总量的40%左右。虽然国家对水泥行业的环保问题日益重视，水泥生产中的粉尘排放总量逐年降低，但污染问题仍很严重。目前多数立窑和干法中空窑企业粉尘排放浓度严重超标。,(2)、发展中存在的主要问题,3、人均产出效率低，国际比较差距大,(2)、发展中存在的主要问题,3、人均产出效率低，国际比较差距大,(2)、发展中存在的主要问题,4、盲目扩张结构差，矿产资源浪费大 在市场需求快速增长的拉动下，新增水泥产量中有相当一部分是国家明令禁止新建的立窑水泥，当前落后生产能力的重复建设仍未得到完全有效的遏制。主要原因：一是闲置立窑生产能力在市场的刺激下恢复了产能，并扩径改造提高产量；二是相当一部分已淘汰关闭的小水泥企业又投入生产，形成虚关实开的现象；三是在水泥市场形势较好的西部地区，不但一些应淘汰的立窑没有关闭，而且还有新建立窑的现象，东部地区一些水泥企业将拆除的立窑转移到西部地区恢复生产。盲目扩张进一步加大了结构调整的难度，严重影响了水泥工业的可持续发展。特别是一些水泥企业不建矿山，采用民采民运方式，不重视环境保护和资源的合理开采利用，资源和生态环境的破坏也较严重。,(2)、发展中存在的主要问题,5、水泥散装率低 2002年，中国水泥总产量7.06亿吨，其中袋装5.54亿吨。据此推算，今后10年中国袋装水泥生产总量将达到50多亿吨。这50亿吨水泥若全部用纸袋包装，需消耗纸张3000万吨，折合优质木材1.65亿立方米，耗用煤炭3900万吨、烧碱1100万吨、电力360亿度、扎口棉纱20万吨、损耗水泥2.25亿吨，同时还消耗大量水泥资源。在消耗上述巨额能源、资源的同时，还加剧了大气污染(燃用煤炭、砍伐森林造成的负面效应；水泥装袋、搬运、拆袋时的破袋扬尘)、水资源枯竭等重大环保问题。这50亿吨水泥若采用塑编袋、复合袋等包装，一方面同样消耗大量能源、资源，另一方面则造成更为严重的“白色污染”。而若采用散装、散运、散储、散用方式(即散装水泥)，除巨额节约外，还有利于保证产品及工程质量，提高劳动生产率，保障劳动者身体健康，便于机械化、自动化作业。因此，这充分说明：中国实现水泥散装化，不仅事关中国而且事关全球的资源、环保及相关劳动者的身心健康等问题；加快发展中国的散装水泥，意义重大，刻不容缓。,(2)、发展中存在的主要问题,5、水泥散装率低 中国政府曾在20世纪先后三次设定发展散装水泥的总目标。即：第一次是1965年，确定水泥散装率1970年达到40-50；第二次是1985年，确定水泥散装率1990年达到40，2000年达到70；第三次是1995年，确定水泥散装率2000年达到20，2010年达到40。中国散装水泥未来发展应根据世界各国发展经验及近几年有些省市快速发展和水泥结构调整等情况，再次确定基本的预期奋斗目标(原国家经贸委曾确定“十五”末年，全国散装水泥量达到2亿吨，水泥散装率达到31)。建议将预期奋斗目标分为近期、中期、远期三个战略目标，并分步实施。近期，2010年达到40；中期，2020-2025年达到70；远期，2025-2035年达到90，比中国到2049年达到中等发达国家水平的现代化进程提前15年左右。以上目标和实现步骤系对全国预测而言，一些经济发达省份，完全应该提前实现，如浙江、江苏两省已确定到2010年左右，在全国率先基本实现水泥散装化散装率70的目标。,(2)、发展中存在的主要问题,5、水泥散装率低 中国散装水泥未来发展应努力攻克以下三个难点：难点之一是农村市场。中国广大农村水泥使用量约占全国的40-50，农村不实现水泥散装化使用，则全国很难实现水泥散装化。中国农村发展散装水泥的基本特点是小、少、广、差、缺、慢。“小”系指供应农村散装水泥的生产企业规模一般较小。“少”系指用户水泥使用量较少；“广”系指用户分布较广；“差”系指交通条件较差；“缺”系指购置基础设施设备缺乏资金；“慢”系指农民对散装水泥的认识和接受程度相对较慢。,(2)、发展中存在的主要问题,5、水泥散装率低 中国散装水泥未来发展应努力攻克以下三个难点：难点之二是预拌混凝土和砂浆。预拌混凝土和砂浆(以下统称预拌混凝土)的发展是建筑工业现代化的重要标志，体现了散装水泥使用方式的现代化，是使用散装水泥的大市场。但由于预拌混凝土搅拌站投资较大、技术和管理水平要求较高，加上中国城市交通拥挤、旧习惯势力、旧体制阻碍等原因，发展预拌混凝土受到一定影响，目前，预拌混凝土和混凝土制品使用散装水泥仅占水泥消费总量的25和15左右。难点之三是国际市场。中国目前的水泥生产量占世界水泥总产量的三分之一多，但出口量则不足世界水泥贸易量的二十分之一。这与水泥生产大国的地位极不相称，应该引起重视，努力突破。,(3)、我国水泥工业发展的主要途径,1、大力发展新型干法水泥生产工艺 二六年十月十七日 水泥工业产业发展政策 摘：国家鼓励建设日产4000吨及以上规模的大型新型干法水泥生产线，西部地区建设规模也应达到日产2000吨及以上，除一些受市场容量和运输条件限制的特殊地区外，原则上不再建设日产2000吨以下规模的水泥项目。除一些受市场容量和运输条件限制的特殊地区外，限制新建日产2000吨以下新型干法水泥生产线，建设此类项目，必须经过国家投资主管部门核准。任何地方和企业不得新建立窑及其它落后工艺的水泥生产线。,(3)、我国水泥工业发展的主要途径,2、充分利用水泥窑焚烧垃圾技术 发达国家利用水泥工业回转窑处理可燃废弃物和生活垃圾方面比较成熟，并具有一定的规模。我国从90年代以来开始了利用水泥回转窑处理城市生活垃圾的研究与实践，积累了不少的经验。新型干法回转窑焚烧垃圾优点、我国难度大,(3)、我国水泥工业发展的主要途径,3、研究开发与生产高性能水泥 高性能水泥研究开发的主要内容是水泥熟料矿物体系与水泥颗粒形状、颗粒级配等问题。高性能水泥与普通水泥相比，水泥生产的能耗可以降低20%以上，CO2排放量可以减少20%以上，强度可以达到10兆帕以上，综合性能可以提高30%-50%，因此，水泥用量可以减少20%-30%。研究开发高性能水泥是有利于我国环境保护和水泥工业的可持续发展。,(3)、我国水泥工业发展的主要途径,4、沿着绿色水泥工业的道路发展 绿色水泥尽量降低不可再生自然资源、能源的消耗，减少对环境的污染，更多地利用工业废渣和二次能源，生产出使用性能优越的水泥产品。,(4)、世界水泥工业发展特征,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。,(4)、世界水泥工业发展特征,1、水泥生产线能力的大型化 目前，日产能力达5000吨、7000吨、9000吨、10000吨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12000吨。随着水泥生产线能力的大型化，形成了年产数百万吨乃至千万吨的水泥厂，特大型水泥集团公司的生产能力也达到千万吨到1亿吨以上。,(4)、世界水泥工业发展特征,2、水泥工业生产的生态化（1）最大限度地减少粉尘、NO2、SO2、重金属等对环境的污染。（2）实现高效余热回收，最大程度减少水泥电耗。（3）不断提高燃料的替代率，最大程度减少水泥热耗。（4）努力提高窑系统的运转率，提高劳动生产率。（5）开发生产生态水泥，减少自然资源的使用量。（6）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。,(4)、世界水泥工业发展特征,3、水泥生产管理的信息化（1）、水泥生产过程的自动化、智能化，例如计算机集散控制系统DCS。（2）、生产管理决策的科学化、网络化和信息化，例如管理信息化系统MIS、办公自动化OA、企业资源计划ERP,需求计划HRP等。（3）、企业商务活动电子化、网络化、信息化，例如客户关系管理系统CRM、电子商务EC、电子支付系统 EPS、电子订货EOS 等。,1.5水泥工业的环境保护,1.5.1 水泥工业的环境污染和治理 粉尘、噪音、烟气等 1.5.2 水泥工业的可持续发展（1）节约资源（2）节约土地（3）节约能源（4）节约水源,我国水泥工业发展过程中产业政策的变化,到2010年，新型干法水泥比例达到70%以上，新型干法水泥技术装备、能耗、环保和资源利用效率等达到中等发达国家水平。到2020年，基本实现水泥工业现代化，并具有较强的国际竞争能力；新型干法水泥熟料控制在7亿吨左右；企业数量由目前5000家减少到2000家左右，生产规模3000万吨以上的达到10家，500万吨以上的达到40家。,2.2.2 通用水泥生产的主要工艺过程(书P),2.2.2 通用水泥生产的主要工艺过程(书P),2.2.2 通用水泥生产的主要工艺过程(书P),五、通用水泥生产的主要工艺过程(书P13),气硬性石灰应用过程,原料：石灰岩（主要成分为碳酸钙CaCO3）,气硬性石灰硬化原因,石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个过程同时进行完成的,1.结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。2.碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释放出水分并被蒸发。碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成碳酸钙。这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。而且，碳化作用在长时间内只限于表面，石灰浆硬化后，是由碳酸钙和氢氧化钙两种不同的晶体组成。,石灰浆一般为何掺填充料使用？,纯石灰浆一般不单独使用，而掺填充材料使用,随着干燥硬化和碳化硬化的不断进行，Ca(OH)2晶体和CaCO3固体逐渐增加，阻止了水分的蒸发和CO2的进入，从而速度是逐渐减慢的，致使纯石灰浆，在较长时间内经常处于湿润状态，不易硬化，强度，硬度不高，收缩得很慢，所以纯石灰浆不能单独使用，必须掺填充材料，如掺入砂子配成石灰浆使用。掺入砂子减少收缩，更主要的是砂掺入能在石灰浆内形成连通的毛细孔道使内部水分蒸发并进一步碳化，以加速硬化。为了避免收缩裂缝，常加纤维材料，制成石灰麻刀灰，石灰纸筋灰等。,石灰+火山灰,石灰+火山灰：可提高强度，且具有一定的抗水性,在一些火山灰质的混合料中，存在着一定数量的活性二氧化硅、活性氧化铝等活性组分。这些活性组分与氢氧化钙反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙或水化硫铝酸钙等反应产物-火山灰反应火山爆发时，岩石或岩浆被粉碎成细小颗粒，从而形成火山灰。,天然水泥的发现,1756年，英国海峡群岛上的一座灯塔，突然失火烧毁了。这真要命，要知道这可是英吉利海峡南端最重要的灯塔，没有了它，要影响无数船只的航行。英国政府命令工程师史密顿（J.Smetetonf）用最快的速度重建这座灯塔。史密顿立即通知将石灰石运往灯塔所在的小岛，以便烧成石灰后将岛上产的石头黏合起来重砌灯塔。两星期后，石灰石运到了，史密顿兴冲冲地赶到卸料码头。当他见到这些越山跨海送来的石灰石时，不由失声惊叫起来：“真倒霉，这石头怎么是带有黑色的？它混有太多的土质，用这种次品原料建造高标准的灯塔，不是开玩笑吗？”可是，时间已不允许他再调运优质石灰石了，史密顿只好将就着用这些劣质原料进行烧制。,天然水泥的发现,不料，史密顿却因祸得福。用这批石灰石烧出来的石灰，性能居然好得出奇，将石块黏结得从来没有过的结实。当监工官员将这出人意料的结果通知史密顿时，他惊喜得跳了起来。随即他又冷静下来，“这石灰中有名堂，要查一查。”史密顿马上对这些石灰进行了检验，结果发现这些石灰的确不纯，其中竟含有多达约20的黏土。“看来，正是这些被视为杂质的黏土起了好的作用。”史密顿后来就有意识地把黏土同石灰石适当地配合加以煅烧，这种石灰性能果然理想。,天然水泥的发现,史密顿的做法很快传遍欧洲各国，引起了许多人的兴趣，人们仿效此法去煅烧也都获得了成功。1820年前后，俄国建筑师契利耶夫在莫斯科地区从事建筑施工时，就用这种方法烧石灰，造了好些建筑物，其中最著名的是用它来修复克里姆林宫的墙垣。,水泥的发明,天然水泥被发现后。“能不能使它的性能更好一些呢？”一位名叫阿斯普丁（J.Aspdin）的英国工匠企图对史密顿的发明进行改进。他联想到古罗马人为增强石灰的黏结力，曾在石灰中加入火山灰的做法，因而产生了新的想法：火山灰是岩石高温熔烧后的产物，那么，把陶器、砖瓦的屑片磨成细粉，是不是也跟火山灰差不多呢？阿斯普丁试了一下，效果果然不错。后来他又由此想到，煤高温燃烧后的煤渣、炼铁高炉里流出的经高温冶炼的矿渣可能也有类似的功能，经试验也证实了他的想法是对的。,水泥的发明,1824年，阿斯普丁在反复试验的基础上，总结出石灰、黏土、矿渣等各种原料之间的比例以及生产这种混合料的方法。阿斯普丁为他的这项发明申请了专利，用这项专利生产出来的便是今天被我们称为“水泥”的建筑材料。由于阿斯普丁的水泥在硬结后的颜色和强度，都和当时英国波特兰岛上所产的石材差不多，所以人们就称它为“波特兰水泥”。,水泥的发明,“波特兰水泥”最早的一次大规模应用，是建造了穿越泰晤士河河底的隧道。尔后，它在世界各地迅速推广开来，法国和德国分别在1840年和1855年建设了水泥制造厂。现在，水泥已成为现代人类生活中不可缺少的物资了。,水泥的发明,中国最早的水泥厂是外资企业澳门的青洲英坭厂，建于1886年。唐山细绵土厂（后改组为启新洋灰公司，现为启新水泥厂）是中国最早的民族水泥企业，创建于1889年，比澳门的青洲英坭厂晚了3年，是中国人开办的第一个水泥厂。,水泥回转窑焚烧各种垃圾、废弃物技术,城市处理垃圾的传统方式是填埋与焚烧。垃圾焚烧和水泥生产在流程上比较相似。两者都要对物料进行预处理（破碎、细化等物理处理）；水泥在窑内高温烧结成熟料，垃圾在炉内焚烧减容、减重（可达90%）；窑/炉烟气经过除尘与净化达到标准后排放。所以可以利用烧水泥的流程与一些设备来焚烧处理城市生活垃圾。,水泥回转窑焚烧各种垃圾、废弃物技术,新型干法窑，处理城市生活垃圾，有自身明显的优势：水泥窑足够长，保证垃圾燃尽和有毒烟气充分分解，减少烟气处理系统压力，保护环境；水泥窑热负荷大，生产过程中烟气最高温度达1700，保证垃圾焚烧完全和有毒烟气充分分解；垃圾不需要仔细破碎，即可入窑，适应性强；垃圾在窑内翻滚、塌落、搅拌与空气接触良好，焚烧条件良好；水泥窑体积大，垃圾日处理量大,水泥回转窑焚烧各种垃圾、废弃物技术,利用水泥回转窑焚烧各种垃圾、废弃物技术，国外从1970年开始研究，到1984年逐渐在发达国家推广。目前世界上约有100多家水泥企业用可燃性废弃物作替代燃料。法国、瑞士、德国、丹麦主要水泥制造商都在使用可燃性废弃物。有资料表明，法国拉法基公司，目前可燃性废弃物替代自然矿物质燃料的替代率已达50左右。德国海德堡水泥集团、日本三菱材料公司、墨西哥CEMEX公司、丹麦史密斯公司在水泥窑焚烧垃圾方面也有丰富的经验。例如：德国和欧洲诸国多年的实践证明，将垃圾送到水泥厂进行适当地预处理后，部分用作生产水泥的原料，部分用作替代燃料，是处置城市垃圾非常经济、环保的措施。,水泥回转窑焚烧各种垃圾、废弃物技术,我国从90年代以来开始了利用水泥回转窑处理城市生活垃圾的研究与实践，积累了不少的经验。国外的城市生活垃圾在源头进行了分类和控制，有利于采用水泥生产系统焚烧和处理。而我国的城市生活垃圾没有经过分类和控制，是一种混合型垃圾，增加了水泥生产系统处理城市生活垃圾的难度。,水泥回转窑焚烧各种垃圾、废弃物技术,截止到2007年底，宁国水泥厂实行可燃性生活垃圾入窑焚烧已达十年，按平均每天3吨计算，每年以水泥窑气化焚烧的方式无害处理工业及生活垃圾约1100吨，十年焚烧量逾万吨，对工厂清洁化生产、生活环境改善以及生态环境保护起到了积极的作用，社会效益显著。,