水泥工艺学考试必备

第二章1.硅酸盐水泥的技术指标有哪些，为何要作出限定或要求答：硅酸盐水泥的技术指标有：1）不溶物：为了控制水泥制造过程中熟料煅烧质量及限制某些组分材料的掺量。2）烧失量：主要是为了控制水泥制造过程中熟料煅烧质量以及限制某些组分材料的掺量；3）细度（筛余，比表）：控制水泥颗粒有一定级配以保证水泥能够水化更完全及在使用中能具有良好的和易性、不泌水等施工性能;4）凝结时间：初凝时间是为了保证水泥使用时，砂浆或混凝土有足够的时间进行搅拌、运输及砌筑；终凝时间是为了使混凝土能较快硬化或脱模等;5）安定性：为防止因某些成分的化学反应发生在水泥水化过程中甚至硬化后，致使剧烈而不均匀的体积变化（体积膨胀）使建筑物强度明显降低，甚至溃裂;6）氧化镁含量：水泥中MgO5%,压蒸试验合格可放宽6.0%。防止安定性不良;7）三氧化硫含量：水泥中SO33.5%,防止安定性不良；8）碱含量：防止发生碱-脊料反应。6.何谓安定性？如何判别水泥的安定性是否良好？答：安定性是指：水泥硬化后体积变化的均匀性。可以用压蒸实验法、雷氏夹或试饼法检验水泥的安定性。7.影响水泥安定性的因素有哪些？为确保水泥安定性良好应作哪些限量要求？答：影响水泥安定性的因素有：熟料中f-CaO,方镁石,水泥中SO3的含量。因此，为确保水泥安定性良好应限制水泥中f-CaO，MgO,SO3等的含量在合适的值以内。10.硅酸盐水泥熟料通常由哪些矿物组成？如果采用萤石-石膏作复合矿化剂生产硅酸盐水泥熟料时，其熟料可能的矿物是哪些？答：硅酸盐水泥熟料通常有C3S、C2S、C3A、C4AF、f-CaO、方镁石等。如采用萤石-石膏作复合矿化剂生产硅酸盐水泥熟料时，其矿物有：C3S、C2S、C11A7·CaF2、C4AF、3CA·CaSO4等。11.简述硅酸盐水泥熟料中四种主要矿物的特性。答：1）矿物特性：C3S：在1250℃以下分解为C2S和C3S的分解速度十分缓慢，只有在缓慢降温且伴随还原气氛条件下才明显进行，所以C3S在室温条件下可以呈介稳状态存在。C2S：硅酸二钙通常因溶有少量氧化物—A12O3、Fe2O3、MgO、R2O等面呈固溶体存在。在硅酸盐水泥熟料中，贝利特呈圆粒状，但也可见其他不规则形状。在反光显微镜下，工艺条件正常的熟料中贝利特具有黑白交叉双晶条纹。β-C2S转化为γ-C2S体积膨胀，γ-C2S无水硬活性。C3A：通常，在氧化铝含量高的慢冷熟中，结晶出较完整的晶体，在反光镜下呈矩形或粒形；当冷却速度快时，铝酸三钙溶入玻璃相或呈不规则的微晶体析出，在反光镜下成点滴状。在反光镜下，铝酸三钙的反光能力弱，呈暗灰色，并填充在A矿与B矿中间。C4AF：铁铝酸四钙常显棱柱和圆粒状晶体。在反光镜下由于它反射能力强，呈亮白色，并填充在A矿和B矿间，故通常又把它称作为白色中间相。2）水化特性：C3S：ａ.水化较快，水化反应主要在28d以内进行，约经一年后水化过程基本完成；ｂ.早期强度高，强度的绝对值和强度的增进率较大。ｃ.水化热较高，水化过程中释放出约500J/g的水化热；抗水性较差。C2S：ａ.水化反应比C3S慢得多，至28d龄期仅水化20%左右，凝结硬化缓慢。ｂ.早期强度低，但28d以后强度仍能较快增长，一年后其强度可以赶上甚至超过阿利特的强度；ｃ.水化热250J/g，是四种矿物中最小者；抗水性好。C3A：ａ.水化迅速，凝结很快，如不加石膏等缓凝剂，易使水泥急凝。ｂ.早期强度发展较快，但绝对值不高。它的强度3d之内就大部分发挥出来，以后却几乎不再增长，甚至倒缩。ｃ.水化热高，干缩变形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸盐性能差。C4AF：ａ.水化速度在早期介于铝酸三钙与硅酸三钙之间，但随后的发展不如硅酸三钙。ｂ.早期强度类似于铝酸三钙，而后期还能不断增长，类似于硅酸二钙。ｃ.水化热较铝酸三钙低，其抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好。13.在熟料煅烧之前配入的氧化钙含量较高时将对熟料烧成和水泥性质有何影响？如果过低（如CaO≤60%），情况又会怎样？答：如配入的氧化钙含量较高时将会使烧成熟料的理论热耗增加，如果在生产中没有调整喷煤量，将会使碳酸钙分解不完全；如果及时调整喷煤量，会使熟料中C3S含量增加。由于配入的氧化钙含量较高时，生产中产生游离氧化钙的机率增加，可能会造成水泥的安定性不良；由于生产的熟料中C3S含量的增加，水泥的强度也会相应增加。CaO过低，熟料中C3S量太低，强度低。15.简要说明KH、硅率、铝率的物理含义。答：KH表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。硅率表示熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的相对含量。铝率表示熟料中C3A和C4AF的相对含量。第三章1.如果拟采用预分解窑生产硅酸盐水泥，试列出有关原料的名称。答：石灰石、粘土、铁粉、石膏、混合材等。2.在选择石灰石原料时，应注意哪些问题？答：选择石灰质原料时，如果石灰质原料CaO含量低于48％，可将其与CaO含量大于48％的石灰质原料搭配使用，以利资源的合理利用。但值得注意的是，含有白云石(CaCO3·MgCO3)的石灰石往往易造成水泥中的MgO含量过高应限制石灰质原料中MgO含量小于3.0％。而燧石含量较高的石灰岩，其质地坚硬，难磨难烧，宜严格控制。同理，经过地质变质作用、重结晶的大理石结晶完整、粗大，结构致密，虽化学成分较纯，CaCO3含量很高，但不易粉磨与煅烧，故一般不宜采用。7.原料为何要进行破碎、烘干？答：从矿山开采来的石灰石、块状粘土质原料都较大，其粒度一般都超过了粉磨设备允许的进料粒度，给运输、储存烘干配料和粉磨作业等带来一定的困难，物料经过破碎后，其粒度减小，表面积增加，在一定程度上说便于物料的储存和运输，提高了烘干效率，给物料的正确配比和均匀喂料创造了有利条件，有利于提高磨机产量，降低电耗。在水泥生产中，所用的原料、燃料、混合材等所含的水分大多比生产工艺要求的水分要高。当采用干法粉磨时，物料水分过高会降低磨机的粉磨效率甚至影响磨机生产，同时不利于粉状物料的输送、储存和均化，湿法生产中煤和混合材也需烘干，这样才能保证粉磨作业的正常进行。8.原、燃材料储存的目的是什么？其最低物料储存量有何要求？答：原燃料储存的目的是为避免由于外部运输的不均衡、设备之间的生产能力的不平衡，或由于前后生产工序的班制不同，以及由于其它原因造成物料供应的中断或物料滞留堆积而堵塞，保证工厂生产连续均衡地进行，以及满足生产控制要求。各种经过加工的原燃材料必须利用一定的储存设施进行储存并使物料具有一定的储存期。其最低物料储存量为：石灰质原料最低储存期为5天（外购石灰质原料为10天）、粘土质原料10天、校正原料为20天、燃煤为10天。9.什么叫原燃料的预均化？答：原燃料的预均化是指原燃料在储存、取用过程中，通过采用特殊的堆、取料方式及设施，使原料或燃料化学成分波动范围缩小，为入窑前生料或燃料煤成分趋于均匀一致而做的必要准备过程。11.什么叫均化效果？影响均化效果的因素有哪些？答：均化效果指的是均化前物料的标准偏差与均化后物料的标准偏差之比值。影响均化效果的因素有：充气装置发生漏泄、堵塞、配气不匀等；生料物性与设计不符；压缩空气压力不足或含水量大等；机电故障及其它无法控制的其它因素等。第四章1.配料的原则和依据是什么？答：配料的原则是配制的生料易磨易烧，生产的熟料优质，充分利用矿山资源，生产过程易于操作控制和管理，并尽可能简化工艺流程。配料的依据是水泥品种及强度等级，原燃材料品质，生产具体条件。4.立式磨有哪几种工艺流程？各自的特点是什么？答：风扫式粉磨系统和半风扫式粉磨系统。风扫磨系统的特点是：该系统阻力小，但对收尘器要求能适应高的粉尘浓度。半风扫式粉磨系统的特点是：更适用于硬质物料或易磨性差别大的情况。此时，循环量大，吐渣多，用提升机循环可降低风环处风速以降低电耗。5.简述立式磨的优缺点。答：其优点有：粉磨效率高；烘干能力强；系统简单；入磨物料粒度大；控制方便；噪音低，金属消耗少；漏风少；运转率高等。其缺点有：不适宜粉磨磨蚀性大的物料，否则磨辊、磨盘衬板磨损大，影响产质量；衬板磨损后更换和维修工作量大，难度亦大；操作技术水平要求较高。第五章1.生料均化的意义是什么？答：为了制成成分均齐而又合格的水泥生料，首先要对原料进行必要的预均化。但即使原料预均化得十分均匀，由于在配料过程中的设备误差、各种人为因素及物料在粉磨过程中的某些离析现象，出磨生料仍会有一定的波动，因此，出磨生料必须通过均化进行调整，以满足入窑生料的控制指标。4.简述生料均化的基本原理。答：生料均化的原理主要是采用空气搅拌及重力作用下产生的“漏斗效应”，使生料粉向下降落时切割尽量多层料面予以混合。同时，在不同流化空气的作用下，使沿库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生径向倾斜，进行径向混合均化。8.水泥生料制备及均化系统包括哪几道主要工序？答：矿山的选择性开采；原料预均化混合堆场；生料粉磨；生料的均化和储存。10.IBAU型中心室均化库有何特点？答：1）库底被分成的6~8个充气区，每个区有一个流量控制阀门，并为它配置了空气阀来控制卸料量。2）充气部件的更换可以在设备运行时进行，在检修或者检查时，断流闸门保证不让生料进入充气部件，有了这样的装置，必须设置的备用库就可以省掉。因为即使在维修时，搅拌和均化作用也可以继续而不受干扰。3）中央料仓上面的收尘器，可防止设备运行时产生的任何粉尘污染，装在锥体内的充气系统每小时作8~10次空气转换，为操作和维修提供了良好条件。所有的设备项目，包括库内部的充气部件都安装在锥体下面。这样，维护人员可以很容易和安全地对它们进行维护。4）均化后的生料，通过密闭的空气输送斜槽喂入称重斗中。该称重斗位于库内锥体下的中央并支承在三个测力传感器上，传感器联接在生料自动喂料系统上。5）窑的连续运行所需要的生料，经过由生料自动喂料系统控制的流量控制闸门进行喂料，生料由空气输送斜槽送到气力提升泵内。12.CF、MF型多料流式均化库各有何特点？答：1）CF型多料流式均化库的特点是：A、物料连续进料，库顶安装了人孔、过压阀、低压阀和料位指示器等部件；B、库底分为7个完全相同的六边形卸料区，每个区的中心设置了一个卸料口，上边由减压锥覆盖；C、卸料口下部与卸料阀及空气斜槽相联，将生料送到库底中央的小混合室中。库底小混合室由负荷传感器支承，以此控制料位及卸料的开停；D、每个六边形卸料区又被划分成6块三角形小扇面。物料卸出的过程中，产生重力纵向均化的同时，也产生径向混合均化。一般保持3个卸料区同时卸料，进入库下小型混合室后的生料亦有搅拌混合作用；E、由于依靠充气和重力卸料，物料在库内实现纵向及径向混合均化，各个卸料区可控制不同流速，再加上小混合室的空气搅拌，均化效果较高，一般可达10~16，电耗为0．72~1．08MJ/t。生料卸空率也较高。2）MF型多料流式均化库的特点是：A、库顶设有生料分配器及输送斜槽，以进行库内水平铺料。库底为锥形，略向中心倾斜，库底设有一个容积较小的中心室，其上部与库底的连接处四周开有许多入料孔。B、中心室与均化库壁之间的库底分为10-16个充气区。每区装设有2-3条装有充气箱的缺料通道。通道上沿径向铺有若干块盖板，形成4-5个缺料孔。缺料时充气装置向两个相对区轮流充气，使上方出现许多漏斗凹陷，漏斗沿直径排成一列，随着充气变换而使漏斗物料旋转，从而使物料在库内不但产生重力混合，同时产生径向混合，增加均化效果。C、库下中心室连续充气，再进行搅拌均化，均化效果好。生料缷空率高。D、单库使用时，均化效果可达7以上，两库并联可达10。由于主要靠重力混合，中心室很小，故电耗较小。14.影响连续式均化库均化效果有哪些因素？防止措施有哪些？答：（1）入库生料水分:生产中要严格控制烘干原料和出磨生料的水分。（2）库内最低料面高度的控制:一般要求库内最低料位不低于库有效直径的0.7倍，或库内最少存料量约为窑的一天需要量。（3）搅拌室内料面高度的稳定:操作时应保持搅拌室内实际料面高度为h1±0.5（m）。当料面超过此范