水泥生產(chǎn)的質(zhì)量控制與管理

　　生產(chǎn)中的質(zhì)量管理，包括從原料進(jìn)廠，一直到成品出廠以前整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量把關(guān)和質(zhì)量控制工作。生產(chǎn)質(zhì)量控制是生產(chǎn)質(zhì)量管理不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。它的作用是根據(jù)設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)文件的規(guī)定，控制生產(chǎn)過(guò)程各工序可能出現(xiàn)的異常和波動(dòng)，使生產(chǎn)處于可控狀態(tài)。生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制目的是產(chǎn)品性能質(zhì)量控制，使產(chǎn)品達(dá)到所需性能的滿足程度，保證生產(chǎn)出符合設(shè)計(jì)和規(guī)范質(zhì)量要求的產(chǎn)品，如水泥的凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度和強(qiáng)度等級(jí)等。   

　　生產(chǎn)工藝是連續(xù)性很強(qiáng)的過(guò)程，無(wú)論哪一道工序保證不了質(zhì)量都將影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在生產(chǎn)過(guò)程中原燃材料的成分及生產(chǎn)情況經(jīng)常變動(dòng)。因此必須經(jīng)常地、系統(tǒng)地、科學(xué)地對(duì)各生產(chǎn)工序按照工藝要求一環(huán)扣一環(huán)地進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，合理地選擇質(zhì)量控制點(diǎn)，采用正確的質(zhì)量控制方法，把質(zhì)量控制工作貫穿于生產(chǎn)的全過(guò)程。  

一、原燃材料的質(zhì)量控制與管理   

　　原料的質(zhì)量是制備成分合適而穩(wěn)定的生料的基礎(chǔ)條件  

（一）石灰石的質(zhì)量控制   

　　石灰石是使用最廣泛的石灰質(zhì)原料。其主要成分為CaCO3，品位主要由CaO含量確定。用于水泥生產(chǎn)的石灰石CaO含量并非越高越好，還要看其酸性氧化物的含量，如SiO2、Al2O3、Fe2O3等是否滿足配料要求。有害成分如MgO、R2O、游離SiO2等也要控制。如果有自己的礦山，石灰石在礦山破碎后進(jìn)廠直接進(jìn)破碎機(jī)破碎并儲(chǔ)入碎石庫(kù)或進(jìn)預(yù)均化堆場(chǎng)。石灰石一批進(jìn)行一次CaO測(cè)定或做全分析  

（二）粘土質(zhì)原料的質(zhì)量控制   

　　熟料的質(zhì)量控制與管理   

　　黃土和粘土使用最廣泛。其主要成分是SiO2、Al2O3和Fe2O3。衡量粘土的質(zhì)量主要看粘土的化學(xué)成分（硅酸率、鋁氧率）、含砂量、含堿量、可塑性、需水性等工藝性質(zhì)，生產(chǎn)方法不同，對(duì)粘土質(zhì)量要求也不盡相同   

　　進(jìn)廠后的料應(yīng)分堆存放，先化驗(yàn)后使用。存放時(shí)平鋪直取，盡量均化。   

　　進(jìn)廠粘土質(zhì)原料應(yīng)按時(shí)取樣，每批進(jìn)行一次全分析。  

（三）校正原料的質(zhì)量控制  

　　石膏的質(zhì)量控制  

　　用作水泥緩凝劑的石膏主要是石膏（CaSO4·2H2O）和硬石膏（CaSO4）。按礦物組成有可分為三類產(chǎn)品：  

G類石膏：以CaSO4·2H2O的質(zhì)量百分含量表示其品位  

A類硬石膏：以CaSO4·2H2O+CaSO4的質(zhì)量百分含量表示其品位，且CaSO4/（CaSO4·2H2O+CaSO4）≥0.80  

M類混合石膏：以CaSO4·2H2O+CaSO4的質(zhì)量百分含量表示其品位，且CaSO4/（CaSO4·2H2O+CaSO4）≤0.80  

石膏進(jìn)廠一批取樣化驗(yàn)一次，基本分析檢驗(yàn)項(xiàng)目有：附著水、結(jié)晶水、三氧化硫含量  

三、生料的質(zhì)量控制與管理  

（一）、生料制備過(guò)程中的質(zhì)量要求  

　　生料制備過(guò)程是將原料按比例混合，經(jīng)過(guò)一系列加工之后，制成具有一定細(xì)度，適當(dāng)化學(xué)成分，均勻的生料，以滿足煅燒的要求。  

　　生料制備過(guò)程的質(zhì)量控制項(xiàng)目有：  

1、入磨物料的配比：  

2、入磨物料的粒度：與磨機(jī)類型、規(guī)格有關(guān)，一般25~30mm左右  

3、入磨物料的水分：與磨機(jī)類型有關(guān)  

一般：干法球磨機(jī)≤1.0%~2.0%  

烘干兼粉磨系統(tǒng)≤6.0%  

（二）、出磨生料控制項(xiàng)目  

1、  化學(xué)成分：   

　　生料的化學(xué)成分是通過(guò)化學(xué)分析來(lái)測(cè)量的。但由于人工做全分析所需時(shí)間較長(zhǎng)，分析結(jié)果反饋較慢，不便于及時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)。生產(chǎn)中往往采用一些簡(jiǎn)單、快速的檢驗(yàn)方法控制生料的質(zhì)量。   

　　一般：若采用人工分析，控制項(xiàng)目有：碳酸鈣滴定值（或氧化鈣）、氧化鐵   

　　若采用儀器分析，則要看儀器性能。如采用的是鈣鐵分析儀，控制項(xiàng)目同上；如采用多元素分析儀，可快速做全分析，則可以率值作控制項(xiàng)目。  

一般控制指標(biāo)：  

TCaCO3:：目標(biāo)值±0.5%，合格率≥60%  

CaO：  目標(biāo)值±0.5%，合格率≥60%   每1h測(cè)定一次  

Fe2O3： 目標(biāo)值±0.2%，合格率≥80%   每2h測(cè)定一次  

KH：目標(biāo)值±0.01~0.02  

SM：目標(biāo)值±0.1  

IM：目標(biāo)值±0.1  

2、  生料的細(xì)度：   

　　細(xì)度影響窯內(nèi)物料反應(yīng)速度，進(jìn)而影響熟料的產(chǎn)、質(zhì)量及消耗。越細(xì)越好。但過(guò)細(xì)會(huì)影響磨機(jī)產(chǎn)量和電耗。因此要確定合理的細(xì)度。   

　　合理的生料細(xì)度要考慮：  

（1）一定范圍的平均細(xì)度。以0.08mm方孔篩篩余表示  

（2）細(xì)度的均齊性。應(yīng)盡量避免粗顆粒。以0.2mm方孔篩篩余表示  

一般控制指標(biāo)：0.2mm方孔篩篩余＜1.5%；0.08mm方孔篩篩余≤目標(biāo)值，合格率≥87.5%，分磨1h測(cè)定一次。  

（三）、入窯生料的質(zhì)量控制   

　　生料出磨后進(jìn)入生料均化庫(kù)，對(duì)生料進(jìn)行儲(chǔ)存和均化，經(jīng)過(guò)調(diào)配均化后入窯。   

　　對(duì)入窯生料的質(zhì)量控制項(xiàng)目主要是化學(xué)成分，如配有多元素分析儀，可作入窯生料的全分析，以率值作控制指標(biāo)，控制其合格率，以檢驗(yàn)均化效果。一般控制指標(biāo)及檢驗(yàn)頻次同出磨生料，只是合格率控制指標(biāo)提高  

四、熟料的質(zhì)量控制與管理   

　　熟料質(zhì)量是影響水泥質(zhì)量最重要的因素。熟料的質(zhì)量控制是水泥企業(yè)最重要的工作之一。熟料質(zhì)量控制，不同的生產(chǎn)工藝略有不同。   

　　回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)：除常規(guī)化學(xué)全分析、物理檢驗(yàn)和控制游離氧化鈣外，還要控制燒成帶溫度、窯尾溫度及各處負(fù)壓，控制熟料的容積密度，有的廠還做巖相結(jié)構(gòu)分析和檢驗(yàn)；   

　　一般熟料質(zhì)量控制項(xiàng)目有：熟料化學(xué)分析（包括KH、SM、IM）燒失量、游離氧化鈣、氧化鎂、安定性、強(qiáng)度等。  

（一）、控制項(xiàng)目  

1、熟料的化學(xué)成分   

　　控制目的：檢驗(yàn)其化學(xué)成分和礦物組成是否符合配料設(shè)計(jì)的要求，從而判斷前面工藝的狀況和熟料質(zhì)量，并作為調(diào)整前一工藝的依據(jù)。   

　　控制目標(biāo)：熟料中各氧化物之間的不同比例即率值，決定著熟料中各氧化物的含量，并直接影響熟料煅燒的難易程度及質(zhì)量。一般通過(guò)三個(gè)率值來(lái)表示熟料中各氧化物含量之間的關(guān)系。控制范圍如下：  

KH：目標(biāo)值±0.01~0.02   

合格率：濕法及日產(chǎn)2000t/d以上的預(yù)分解窯≥80%；   

　　　　其他窯型＞70%  

標(biāo)準(zhǔn)偏差：旋窯≤0.020；  

立窯≤0.030   

SM、IM：目標(biāo)值±0.1    合格率≥85%  

檢驗(yàn)頻次：化學(xué)成分的測(cè)定應(yīng)進(jìn)行連續(xù)取樣，使試樣具有代表性，每天測(cè)定至少一次。以上控制指標(biāo)一個(gè)月統(tǒng)計(jì)一次。  

2、游離氧化鈣（f-CaO）：  

　　控制目的：   

　　游離氧化鈣是熟料中沒(méi)有參加化學(xué)反應(yīng)而以游離狀態(tài)存在的氧化鈣。因其水化很慢易造成水泥安定性不良?？刂剖炝现杏坞x氧化鈣的含量十分必要?？梢詫?duì)煅燒情況和熟料質(zhì)量進(jìn)行判斷。   

　　理論上講，熟料中f-CaO越低越好，因其含量增加，熟料強(qiáng)度下降，安定性合格率下降。確定其控制指標(biāo)時(shí)應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)工藝、原燃材料、設(shè)備、操作水平等因素，確定一個(gè)既經(jīng)濟(jì)又合理的指標(biāo)。   

　　在生產(chǎn)中造成f-CaO含量高的原因有：  

配料不當(dāng)，KH過(guò)高；  

煤與生料配比不均勻、不準(zhǔn)確，煤質(zhì)波動(dòng)大或煤粒過(guò)粗；  

入窯生料TCaCO3合格率太低或生料過(guò)粗，窯內(nèi)煅燒不完全；  

熱工制度不穩(wěn)，卸料太快或偏火漏生；  

熟料冷卻慢，產(chǎn)生二次f-CaO。  

如熟料出窯時(shí)f-CaO含量過(guò)高，安定性不合格，可采取以下措施減少f-CaO對(duì)強(qiáng)度和安定性的影響：  

熟料出窯時(shí)噴灑少量水；  

加入少量的高活性混合材料制備水泥；  

調(diào)整水泥的粉磨細(xì)度；  

適當(dāng)延長(zhǎng)熟料的堆放時(shí)間；  

和質(zhì)量好的熟料搭配使用。  

控制指標(biāo)：  

旋窯f-CaO≤1.5%，合格率≥85%，檢驗(yàn)次數(shù)自定；  

3、熟料中氧化鎂   

　　控制目的：熟料中氧化鎂為有害成分，含量過(guò)高會(huì)影響水泥安定性。   

　　控制指標(biāo)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥熟料中MgO須＜5.0%，若在5.0%~6.0%時(shí)，要進(jìn)行壓蒸安定性檢驗(yàn)。如壓蒸安定性合格，則熟料中MgO含量可放寬到6.0%。  

　　測(cè)定頻次：每天至少測(cè)定一次，若MgO含量較高，應(yīng)增加測(cè)定次數(shù)。  

4、熟料的立升重（容積密度）   

　　控制目的：熟料的立升重即一立升熟料的質(zhì)量，其高低是判斷熟料質(zhì)量和窯內(nèi)溫度（主要是燒成帶溫度）的參數(shù)之一，通過(guò)物料結(jié)粒大小及均勻程度，可以推測(cè)燒成溫度是否正常。當(dāng)窯溫正常時(shí)，產(chǎn)量高，熟料顆粒大小均齊，外觀緊密結(jié)實(shí)，表面較光滑而近似小圓球狀，立升重較高；物料在燒成帶溫度過(guò)高或在燒成帶停留時(shí)間太長(zhǎng)，過(guò)燒料多，熟料立升重過(guò)高，熟料質(zhì)量反而不好。如窯內(nèi)物料化學(xué)反應(yīng)不完全，熟料顆粒小的多，而且其中還帶有細(xì)粉，立升重就低，說(shuō)明窯內(nèi)溫度低。因此立升重應(yīng)控制在一定范圍之內(nèi)。一般回轉(zhuǎn)窯1300~1500g/L，立窯850~1000g/L   

控制指標(biāo)：目標(biāo)值±75 g/L，最好±50g/L以內(nèi)。  

測(cè)定頻次：分窯1h測(cè)定一次  

測(cè)定方法：  

工具和儀器：孔徑5mm和7mm篩子各兩個(gè)；  

容量為半立升的鐵制圓筒兩個(gè)；  

磅秤一臺(tái)；  

留樣筒兩個(gè)（容量約為10kg）   

　　操作步驟：將7mm篩放在5mm篩之上，打開(kāi)取樣器閘板，放取熟料。然后將閘板關(guān)閉，篩動(dòng)7mm篩中的熟料，使小于7mm的熟料通過(guò)篩孔漏入5mm篩內(nèi)。將大于7mm的熟料倒掉，在篩動(dòng)5mm的篩子，直至每分鐘通過(guò)5mm篩子的熟料不超過(guò)50g為止。將留于5mm篩子之上的熟料倒入升重筒內(nèi)，用鐵尺將多出筒口的熟料刮掉，使其與升重筒面水平，然后稱量。  

熟料立升重按下式計(jì)算：  

立升重=（總重-皮重）X 2   g/L  

5 、熟料的燒失量   

　　控制目的：燒失量是衡量熟料質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一。燒失量高，說(shuō)明窯內(nèi)物料反應(yīng)不完全，還有部分CaCO3沒(méi)有分解或煤粒未燃燒，或部分CaCO3雖已分解，但來(lái)不及繼續(xù)完成熟料的化學(xué)反應(yīng)。   

　　控制目標(biāo)：≤1.5%   　

　　測(cè)定頻次：每窯每班測(cè)一次。  

6、熟料的物理性能   

　　控制目的：熟料的物理性能主要指凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度、外觀特征等。測(cè)定作用是驗(yàn)證配料方案；檢查窯內(nèi)煅燒操作情況；作為水泥制成質(zhì)量控制的依據(jù)。   

　　檢驗(yàn)頻次：分窯每天檢驗(yàn)一次，取平均樣。   

　　注意：強(qiáng)度檢驗(yàn)，須使用平均樣，從取樣到成型不得超過(guò)2d。通過(guò)將水泥熟料在φ500mm×500mm標(biāo)準(zhǔn)小磨中與二水石膏一起磨細(xì)至比表面積為350±10m2/kg，0.080mm方孔篩篩余不大于4%，制成P·Ⅰ型硅酸鹽水泥后來(lái)進(jìn)行的。制成的水泥中SO3應(yīng)在2.0%~2.5%范圍內(nèi)。所有試樣的物理檢驗(yàn)（除28d 強(qiáng)度外）應(yīng)在制成水泥10d內(nèi)進(jìn)行。  
出窯熟料28d抗壓強(qiáng)度≥48Mpa，每月統(tǒng)計(jì)一次。  

（二）、 熟料的管理  

1、熟料的儲(chǔ)存  

　　出窯熟料不允許直接入磨，應(yīng)進(jìn)行儲(chǔ)存。  

　　儲(chǔ)存的目的：降低熟料溫度，防止石膏脫水和保證粉磨效率；提高熟料易磨性。  

　　儲(chǔ)存方式：圓庫(kù)或堆棚。質(zhì)量波動(dòng)不大時(shí)，可混合入庫(kù)。質(zhì)量差的要分別堆放，搭配使用。  

　　入磨熟料溫度最好小于100℃，熟料的儲(chǔ)存期應(yīng)在5d以上。  

2、熟料的均化  

　　均化目的：減少質(zhì)量波動(dòng)，保證出廠水泥的質(zhì)量。  

　　均化方式：搭配人磨；分層堆放，豎直切取。  

3、熟料的堆放、入庫(kù)和使用應(yīng)做好原始記錄，便于水泥質(zhì)量的控制。  

（五）水泥制成的質(zhì)量控制與管理  

（一）  入磨物料的配比   

　　根據(jù)水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)、入磨物料性能等確定?？稍囼?yàn)確定。盡量做到經(jīng)濟(jì)合理。   

　　入磨物料配比通過(guò)喂料設(shè)備實(shí)現(xiàn)，配比不恰當(dāng)或喂料過(guò)程中物料流量不穩(wěn)定，都會(huì)影響水泥質(zhì)量。  

（二）出磨水泥細(xì)度   

　　水泥細(xì)度影響水泥性能和磨機(jī)產(chǎn)量與電耗。在一定程度上，水泥越細(xì)，水泥強(qiáng)度尤其是早強(qiáng)越高；利于f-CaO消解，改善安定性。但增加細(xì)度，會(huì)降低磨機(jī)產(chǎn)量，增加電耗。另外，水泥過(guò)細(xì)，需水量增加，水泥石結(jié)構(gòu)的致密程度降低，反而會(huì)影響水泥強(qiáng)度，所以細(xì)度指標(biāo)要合理，應(yīng)綜合考慮本廠實(shí)際。生產(chǎn)中還應(yīng)盡量減小細(xì)度的波動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定磨機(jī)產(chǎn)量及水泥質(zhì)量的目的。   

　　控制指標(biāo)：0.080mm方孔篩篩余：≤目標(biāo)值，合格率≥85%；   或比表面積：≥目標(biāo)值，合格率≥85%。檢驗(yàn)頻次：分磨1h檢驗(yàn)一次。  

（三）出磨水泥中SO3含量   

　　水泥中SO3來(lái)源：主要來(lái)自石膏，其次來(lái)自熟料。   

　　石膏作用：主要是調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間；同時(shí)石膏是礦渣的活性激發(fā)劑，可提高水泥強(qiáng)度尤其是早強(qiáng)。石膏摻入過(guò)少，無(wú)法抑制水泥快凝，過(guò)多石膏會(huì)使水泥安定性不良。   

　　控制指標(biāo)：國(guó)標(biāo)規(guī)定礦渣硅酸鹽水泥≤4.0%，其他水泥≤3.5%，具體指標(biāo)工廠可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定?？刂颇繕?biāo)：目標(biāo)值±0.3%，合格率＞70%。檢驗(yàn)次數(shù)：分磨2h檢驗(yàn)一次。  

（四）混合材料摻入量   

　　摻混合材料的作用：增產(chǎn)，降成本；改善和調(diào)節(jié)水泥的某些性能；利于環(huán)保。但會(huì)降低強(qiáng)度尤其是早強(qiáng)。摻入量應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)、熟料質(zhì)量、混合材料品種及質(zhì)量綜合確定。   

　　控制指標(biāo)：目標(biāo)值±2.0%，合格率≥80%； 檢驗(yàn)頻次：分磨4h檢驗(yàn)一次。  

（五）出磨水泥氧化鎂   　

　　檢驗(yàn)?zāi)康模毫私馑嘀蠱gO含量是否符合國(guó)標(biāo)，以保證出廠水泥的質(zhì)量。如不符合國(guó)標(biāo)，可采用搭配均化的方式進(jìn)行處理，確保出廠水泥合格。   

　　檢驗(yàn)次數(shù)：取平均樣，一天檢驗(yàn)一次。  

（六）水泥燒失量   

　　檢驗(yàn)水泥燒失量主要控制混合材和立窯熟料的煅燒狀況。為了保證水泥中混合材料摻量符合國(guó)標(biāo)及保證熟料的質(zhì)量，要限制水泥的燒失量。  

(七)出磨水泥的物理性能   

　　包括：安定性、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度等級(jí)等。都要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，才能保證出廠水泥質(zhì)量。如某些性能不符合國(guó)標(biāo)，應(yīng)采取均化處理。   

　　檢驗(yàn)：取平均樣，一天檢驗(yàn)一次。  

（八）、出磨水泥的管理  

1、嚴(yán)格控制出磨書(shū)你質(zhì)量；  

2、嚴(yán)格出磨水泥的入庫(kù)出庫(kù)制度；  

3、出磨水泥要有一定儲(chǔ)存期：不少于5d；  

4、出磨水泥不得在磨尾直接包裝或水泥出磨后上入下出的庫(kù)底包裝，防止質(zhì)量不合格的水泥出廠  

（六）出廠水泥的質(zhì)量控制與管理   

　　水泥出廠   

　?。?）水泥按編號(hào)經(jīng)檢驗(yàn)合格后，由化驗(yàn)室主任或水泥出廠管理員簽發(fā)“水泥出廠通知單”一式兩份，一份交銷售部門作為發(fā)貨依據(jù)，一份由化驗(yàn)室存檔。   

　　（2）銷售部門必須嚴(yán)格按化驗(yàn)室“水泥出廠通知單”要求的編號(hào)、強(qiáng)度等級(jí)、數(shù)量發(fā)售水泥，并做好 發(fā)貨明細(xì)記錄，不允許超噸位發(fā)貨。   

　?。?）水泥發(fā)出后，銷售部門必須將發(fā)貨單位、發(fā)貨數(shù)量、編號(hào)填寫(xiě)“出廠水泥回單”，一式兩份，一份交化驗(yàn)室，一份由銷售部門存檔。   

　　（4）當(dāng)用戶需要時(shí)，化驗(yàn)室在水泥發(fā)出日起7d內(nèi)寄發(fā)除28d 強(qiáng)度外的各項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果。28d強(qiáng)度數(shù)值，應(yīng)在水泥發(fā)出日起32d內(nèi)補(bǔ)報(bào)。   

　?。?）在成品庫(kù)或站臺(tái)上存放1個(gè)月以上的袋裝水泥，出廠前必須重新取樣檢驗(yàn)，確定合格后才能出廠。   

　?。?）水泥安定性不合格或某項(xiàng)指標(biāo)達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的袋裝或散裝水泥，一律不準(zhǔn)借庫(kù)存放