水泥工艺学习题汇编试题Word文档格式.docx

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11.熟料的KH、SM、IM的作用是什么,答（要点）:

KH:

控制CaO与其他氧化物相对含量，达到控制C3S与C2S相对含量;

SM:

控制SiO2与Ai3O2和Fe3O2相对含量,达到控制C3S和C2S与C3A和C4AF相对含量和液泪量;

IM:

控制Ai3O2与Fe3O2相对含量,达到控制C3AC与4AF相对含量和液泪粘度。

12.生产硅酸盐水泥一般用哪几类原料,各类原料主要提供什么成分,每类原料中最常用的品种有哪些,答（要点）:

水泥生产的原料有石灰质原料、黏土质原料、校正原料。

石灰质原料主要提供成分是氧化钙;

黏土质原料主要提供二氧化硅、氧化铝、少量的氧化铁;

硅质校正原料主要提供二氧化硅;

铁质校正原料主要提供氧化铁;

铝质校正原料主要提供氧化铝;

石灰质原料主要的种类有石灰石、石灰岩、白垩、贝壳、电石渣等;

黏土质原料种类有粘土、黄土、页岩、粉煤灰、炉渣等;

硅质校正料有砂岩、粉砂岩等;

铁质校正料有铁粉、低品位铁矿石等;

铝质校正料有铝矾土等。

13.磨制水泥时，如何确定水泥组分材料的配比,

根据水泥品种要求（品种、强度等级）、混合材活性、熟料质量（强度、游离氧化钙含量等）、石膏品质等多方面因素试验确定。

14.熟料的率值有哪几个,简述硅率高低对熟料煅烧过程及质量的影响

熟料率值指KH、N、P;

硅率（N）高，熟料硅酸盐矿物多，熟料强度高，但液相量少，对煅烧不利，需提高烧成温度;

硅率（N）低，熟料硅酸盐矿物少，熔剂矿物多，液相量多，煅烧时易结块或发生结圈。

15.C3S的形成条件有哪些,

C3S的形成条件:

温度1300?

--1450?

--1300?

，液相量20%--30%，时间10min--20min（回转窑）。

16.水泥厂质量控制中对熟料的控制内容有哪些,答（要点）:

主要的控制项目有常规化学分析;

物理性能检验;

游离

氧化钙;

容积密度;

岩相结构。

17.磨制水泥时如何确定入磨组分材料的配比,答（要点）:

18.在球磨机结构中,衬板和隔仓板各起什么作用,

衬板的作用是保护筒体、改变研磨体运动状态（改善粉磨效率）;

隔仓板的作用是分割研磨体、筛析物料、控制物料流速。

19.简述硅率高低对熟料煅烧过程及质量的影响,答（要点）:

20.熟料急冷有什么目的?

防止C3S晶体长大而强度降低且难以粉磨，防止C3S分

解和C2S的晶型转变使熟料强度降低，减少MgO晶体析出，使其凝结于玻璃体中，避免造成水泥安定性不良，减少C3A晶体析出，不使水泥出现快凝现象，并提高水泥的抗硫酸盐性能，使熟料产生应力，增大熟料的易磨性，急冷还可以收回热量，提高热的利用率。

21.何为分解炉的旋风效应和喷腾效应,答（要点）:

旋风效应:

当气流携带料粉作旋流运动时，由于密度的不同，料粉及煤粉将靠近炉壁，碰撞减速，形成旋风效应。

从而使料粉运动速度滞后于气流，延长料粉在炉内停留时间。

喷腾效应:

当形成喷腾运动时，由于气体与料粉的密度不同，料粉及煤粉将被抛向炉壁，碰撞失速，形成喷腾效应，从而使料粉运动速度滞后于气流延长料粉在炉内的停留时间。

22.在分解炉内为什么要控制碳酸盐的分解率在85~95%之间,

一般生产中对料粉在分解炉中的分解率要求以85,95%为宜，要求过高，在炉内停留时间就要延长，炉的容积就大;

分解率愈高时，分解速率愈慢，吸热愈少，容易使物料过热，炉气超温，从而引起结皮、堵塞等故障。

同时，在窑内还有缓冲作用。

但要求过低，则窑外分解技术的优越性得不到充分发挥。

23.影响水泥强度的主要因素有哪些,答（要点）:

影响水泥强度的主要因素有:

（1）熟料的矿物组成;

（2）水泥细度;

（3）施工条件:

a、水灰比及密实程度b、养护温度c、外加剂

24.发生结皮、堵塞的原因是什么,答（要点）:

原燃料中带入的碱（R2O）、氯（CL-）、硫（SO3），在预分解窑中循环、富集，在局部超温情况下，形成低熔点矿物，形成结皮，严重时造成堵塞。

25.如何提高矿渣水泥的早期强度,答（要点）:

?

改变水泥熟料矿物组成，适当增加C3S和C3A含量;

提高水泥细度;

选用活性较高的粒化高炉矿渣;

控制矿渣掺加量。

26.何为一次游离氧化钙,对水泥质量有何影响,在生产中如何控制,

高温状态下未与SiO2、AI2O3、Fe2O3化合的氧化物称为一次游离氧化钙。

因一次游离氧化钙与水反应速度慢且发生体积膨胀，故一次游离氧化钙对水泥安定性影响最大,使水泥构件出现弯曲、裂纹、破坏等严重质量事故。

生产中通过选取合理的生料率值控制水泥熟料中的一次游离氧化钙。

27.干法、湿法回转窑的特点分别是什么,答（要点）:

湿法窑生产的特点:

生料是含有32%~40%水分的料浆，生料易混合，均化好，成分稳定，环境污染少，不需原料干燥设备，但热耗较高。

新型干法窑生产的特点:

窑茼体短、产量高，生料空气搅拌的均化效率高，废气利用率高，热效率高，热耗低，能用废渣废料作为原燃料，使用各种类型的收尘器消除污染，使之在产质量、节能环保等各方面都具有发展优势。

28.玄武岩能否代替粘土,为什么,答（要点）:

玄武岩可以代替粘土。

因为它含有较多的Fe2O3、Al2O3。

它虽然致密坚硬（比重为2）5~3吨/米3），但岩体内有不少玻璃质，所以脆性较大，熔点只有1150?

。

其化学成分与火山灰质混合材相似，优于粘土，因而可以补充粘土质原料铁铝含量的不足，甚至完全替代粘土配料。

生产出来`的熟料含有较多的铁铝酸钙，同时还可以作为铁质校正料，但其唯一的缺点是易磨性差，粉磨时要注意。

29.什么叫表观分解率,

表观分解率就是入窑生料分解率加上入窑回灰分解率的总称。

表观分解率高于入窑生料的分解率，因为其中含有部分已分解的回灰。

在热工标定时都采用表观分解率表示。

30.生料均化的目的是什么,

生料均化的目的是为了消除或缩小入窑生料成分的波动，使生料化学成分均匀稳定，它对稳定熟料的成分、稳定窑的热工制度、提高熟料的产质量具有重要的意义。

31.降低f-CaO的工艺措施有哪些,

（1）配料要合理，KH不要太高。

（2）合理控制生料细度。

（3）生料均化要好。

（4）物料煅烧时要保证一定的液相量和液相粘度。

（5）熟料急冷，以免产生体积膨胀。

32.急冷能使熟料质量好的原因是什么,答（要点）:

（1）可防止或减少C3S分解。

（3）能防止β-C2S转化为γ-C2S，导致熟料块的体积膨胀。

（3）能防止或减少MgO的破坏作用。

（4）使熟料中C3A晶体减少，水泥不出出现快凝现象。

（5）可防止C2S晶体长大，阻止熟料完全变成晶体。

（6）增大了熟料的易磨性。

33.中央控制室操作工的职责是什么,答（要点）:

（1）按顺序开停车操作;

（2）正常生产操作控制;

（3）保证产品质量的前提下尽量提高的量;

（4）巡回检查;

（5）执行不能继续运转的规定。

34.水泥生产对石灰质原料的质量要求,答（要点）:

（1）CaO?

48%

（2）Mg<

3.0%（3）f-SiO2<

4.0%（4）SO3<

1.0%

（5）R2O<

0.6~1.0%。

35.出厂水泥的质量要求,

（1）出厂水泥合格率100%;

（2）富裕强度合格率100%;

（3）28d抗压强度目标质?

（水泥国家标准规定质+富裕强度+3S）;

（4）袋装水泥20包的总质量不少于1000kg，单包净质量不小于49kg，合格率100%;

（5）均匀性实验的28d抗压强度变异系数（Cr）目标质不大于3.0%。

第2章硅酸盐水泥生产技术

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MgO<

5%,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SO3<

3.5%,防止安定性不良;

8）碱含量:

防止发生碱-脊料反应。

2.简述硅酸盐水泥生产工艺过程及原料。

答:

硅酸盐水泥的生产工艺过包括:

生料制备、熟料煅烧及水泥制成（简称“两磨一烧”）。

制备熟料的原料有:

A石灰质原料如石灰石，泥灰岩等;

B粘土质原料如高岭石类、蒙脱石类、水云母类等;

C校正原料如硅质校正原料，铁质校正原料。

生产水泥的原料有:

水泥熟料、石膏、及混合材（包括粒化高炉矿渣，粉煤灰，火山灰质混合材）。

3.试比较各种水泥生产方法有何特点，并简述水泥生产方法的发展趋势。

1）湿法回转窑生产的特点为:

a.熟料质量较好且均匀:

由于生料制备成料浆，因而对非均质原料适应性强，生料成分均匀，工艺稳定，使熟料的烧成质量高，熟料中游离氧化钙一般都很低，熟料结粒良好，熟料标号高且稳定;

b.粉尘飞扬少:

生料制备过程中粉尘飞扬少，窑尾飞灰少，环境卫生好，容易满足环保要求，且输送方便;

c.熟料单位热耗高:

湿法生产时需蒸发32%,40%的料浆水分，故需耗用大量的热量，消耗燃料量大，一般每千克熟料需消耗5440,6600kJ的热量，能耗占水泥成本1/2,1/3，较立窑、干法均高。

2）半干法的特点是:

生料以料球形式入窑，料球中水份占1,15%。

它的生产特点是干法粉磨的生料经调配均匀，符合要求的生料加入适量水（一般为12,15%）制作成料球，经篦式加热机喂入回转窑煅烧成熟料.

3）普通干法回转窑的特点是:

a是窑内传热效率差，高温废气的损失大，以至热耗高;

b是生产成分波动大，熟料质量不高且不稳定;

c是扬尘点多，扬尘大。

4）新型干法水泥生产的特点:

a,优质--生料制备全过程广泛采用现代化均化技术，使矿山采运—原料预均化—生料粉磨—生料均化过程，成为生料制备过程中完整的”均化链”;

b,高效--用悬浮预热及预分解技术改变传统回转窑内物料堆积态的预热和分解方法;

c,低耗--采用高效多功能挤压技术和新机械粉体输送装置;

d,装备大型化;

e生产控制自动化;

f,应用IT技术，实行现代化科学管理等;

g,实现清洁生产和广泛利用废渣、废料、再生燃料和降解有毒有害危险废弃物;

h,投资大，建设周期较长。

5）立窑生产特点:

a,利用竖式固定的水泥煅烧设备;

b生料与一定配比的煤一起粉磨后制备成球，料球成窑顶喂入，自上而下运动;

c选用挥发分低的无烟煤或焦炭作为燃料;

d窑内物料填充率高，窑的单位容积产量大，散热面积较回转窑小;

e基建投资低，钢材用量少，占地面积小，建厂快。

4.试用框图（文字和箭头、线段）形式分别表示立窑、预分解窑的基本生产工艺流程。

略

5.简述水泥生产的主要工序名称。

主要工序有:

原料预均化，原料破碎，生料粉磨，生料均化，原煤预均化，煤破碎，煤磨，熟料烧成，熟料冷却，水泥制成，包装出

厂。

6.何谓安定性,如何判别水泥的安定性是否良好,

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,

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。

8.生产中，如保避免所生产的硅酸盐水泥出现废品,

1）严格控制原料的成分;

2）使原料得到充分预均化，以防止因生料成分波动而引起的质量不合格;

3）做到生料喂料及喷煤量的稳定，以防止熟料中f-CaO过高;

4）对熟料进行急冷，以产生玻璃体，降低熟料中游离氧化镁含量;

5）合理控制水泥配料中石膏的掺量。

9.怎样理解“预分解窑生产线是我国水泥工业发展的基本方向”这句话的含义,

与传统水泥生产工艺相比，预分解生产线有着其它生产工艺无法比拟的优越性。

主要表现在:

由于各种新型，节能的装备出现使得它与其它类型生产线相比大量能耗低;

生产中排出的污染物比其它生产类型生产线大大

降低，能够实现清洁生产;

能够有效利用各种工业副产品包括各种废渣，废料，再生燃料及各种有毒有害物质等;

由于它利于大型化，使得整个水泥工业能够更加有利地发展。

而当前我国的水泥工业，预分解生产线生产的水泥产量还不足总产量的50%，整个水泥工业的能耗仍然较高，生产率低，因此说预分解技术是我国水泥工业发展的基本方向。

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,

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。

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:

.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;

.早期强度高，强度的绝对值和强度的增进率较大。

;

.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。

.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。

.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;

.水化热250J/g，是四种矿物中最小者;

抗水性好。

C3A:

.水化迅速，凝结很快，如不加石膏等缓凝剂，易使水泥急凝。

.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。

.水化热高，干缩变形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸盐性能差。

.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。

.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。

.水化热较铝酸三钙低，其抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好。

12.试就熟料的矿物组成及含量范围说明，为什么一般来说回转窑熟料的强度常常较立窑的熟料强度高,答:

在硅酸盐水泥熟料中C3S的含量通常在50%以上，C2S的含量在20%左右，因此，只有当熟料的煅烧温度较高时才能使C2S与CaO较完全反应生成C3S.由于回转窑它会不停旋转使得反应能够反应更完全，而立窑由于其自身反应器的限制而反应完全。

且回转窑更利于提高烧成温度，烧成得到的熟料中C3S含量更多，因此，一般说来回转窑熟料的强度较立窑高。

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,

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。

14.当CaO含量一定时，若增大SiO2含量对熟料烧成和水泥质量有何影响,适宜的SiO2含量又是多少,答:

当CaO含量一定时，增大SiO2含量会使熟料难烧，且由于SiO2的熔点较高，会减少烧成时的液相量，从而使得熟料中C3S的含量减少。

由于C3S含量的减少会降低水泥的强度。

适宜的SiO2含量又为20-24%。

15.简要说明KH、硅率、铝率的物理含义。

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。

16.熟料KH和LSF在概念上有何不同,KH为什么不能大于1而LSF可以大于1,

KH表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度;

而LSF表示熟料中CaO含量与全部酸性组分需要结合的CaO含量之比。

因此，当KH大于1时说明，熟料中一定含有游离氧化钙，且由于C2S不可能全部与CaO反应生成C3S，所以它的游离氧化钙的含量会严重超标。

而由于C3S可以固溶一定量的MgO，因此，它可以大于1.

17.已知某厂熟料化学成分为:

SiO2Al2O3Fe-2O3CaOMgO

21.98%6.12%4.31%65.80%1.02%

计算其矿物组成（IM,0.64）。

解:

C3S,4.07C―7.60S―6.72A―1.43F

=4.07*65.80-7.60*21.98-6.72*6.12-1.43*4.31=53.47

C2S,2.87S,0.754C3S

=2.87*21.98-0.754*53.47

=22.77

C3A,2.65A,1.69F

=2.65*6.12-1.69*4.31

=8.95

C4AF,3.04F

=3.04*4.31

=13.10

18.（略）

第3章原料及预均化技术

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。

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。

3.粘土质原料的质量要求有哪些,若某厂使用的粘土质原料的硅酸

率为2.0,2.7，怎样提高含硅量,答:

为了便于配料又不掺硅质校正原料，要求粘土质原料硅率最好为2.7,3.1，铝率1.5,3.0，此时粘土质原料中氧化硅含量棋应为55,,72,。

如果硅率过小，小于2.3,2.5，则是以高岭石为主导矿物的粘土，配料时除非石灰质原料含有较高的SiO2，否则就要添加难磨难烧的硅质校正原料。

如果硅酸率为2.0,2.7时，就加入硅持质校正原料来提高硅含量。

4.综合利用低品位原料有何重大意义,答