水泥的制作過程是很復(fù)雜的。水泥的生產(chǎn)主要分為三個階段：生料制備、熟料煅燒、水泥粉磨。其中，制造水泥的主要原料是石灰石、粘土、鐵粉、螢石、石膏。 

（一）生料制備 

生料制備的主要任務(wù)是：將原料經(jīng)過一系列的加工過程后，制成具有一定細(xì)度，化學(xué)成分符合要求，并且均勻的生料，使其符合煅燒要求。 

首先將石灰石、石膏、螢石經(jīng)過滾式破碎機(jī)，在兩對相對旋轉(zhuǎn)的滾輪之間受到擠壓而被破碎。破碎后的物質(zhì)由喂料機(jī)喂入烘干磨內(nèi)，在烘干倉經(jīng)過烘干，又經(jīng)過細(xì)磨倉初次粉磨后，由磨出部御出。出磨物料由提升機(jī)和空氣輸送入兩臺離心式選粉機(jī)中進(jìn)行分選，產(chǎn)品經(jīng)斜槽和螺旋泵輸送入倉，粗粉則由粗粉提升機(jī)和斜槽輸送入細(xì)磨倉。經(jīng)過生料磨磨出的生料，在喂入窯中煅燒以前，必須經(jīng)過調(diào)配和混合，使獲得成分符合要求及均一的生料漿（或生料粉）。

 生料的準(zhǔn)備 

· 石灰石是水泥生產(chǎn)的主要原材料，大多數(shù)工廠都位于石 灰石采石場附近，以盡量降低運(yùn)輸成本。 

· 通過爆破或者使用截裝機(jī)來進(jìn)行原料 ( 石灰石、頁巖、 硅土和黃鐵礦 ) 的提取。 

· 原料被送至破碎機(jī)，在那里經(jīng)過破碎或錘擊變成碎塊。 

· 壓碎的石灰石和其它原料通常覆蓋儲存，以防受外界環(huán) 境的影響，同時也可更大程度地減小灰塵。 

· 在大多數(shù)情況下，采石場和水泥廠會需要分離的或單獨(dú) 的電源設(shè)備。 

生料磨 

· 在生料磨車間，原料被磨得更細(xì)，以保證高質(zhì)量的混合。 

· 在此階段使用了立磨和球磨，前者利用滾筒外泄的壓力 將通過的材料碾碎，后者則依靠鋼球?qū)Σ牧线M(jìn)行研磨。 

· 至今為止，生料磨所消耗電能的大部分并未被用來破碎 

材料，而是轉(zhuǎn)化成了熱能損耗。因此這里就存在一種經(jīng) 濟(jì)化的需求，希望能夠?qū)ι夏ボ囬g進(jìn)行調(diào)節(jié)，將能量 損失保持在盡可能低的水平。 

· 使用一種優(yōu)化粉磨過程的電氣自動化系統(tǒng)是很有必要的。 

· 生料終被運(yùn)輸?shù)骄褕鲞M(jìn)行儲藏和進(jìn)一步的材料混合

（二）熟料煅燒 

熟料煅燒的主要任務(wù)是將生料在水泥窯內(nèi)煅燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料。 

生料粉和生料漿由窯尾送入窯內(nèi)，隨窯體不斷回轉(zhuǎn)而緩緩向前。煤粉隨一次空氣入窯，與通過冷卻機(jī)進(jìn)入窯內(nèi)的二次空氣混合燃燒。生料或料漿受熱后漸漸失去水分，進(jìn)行予熱，分解，起化學(xué)變化。物質(zhì)溫度升高至1300—1450—1300時，生料便逐漸變成部分熔融狀態(tài)，燒結(jié)成熟料，出窯的熟料經(jīng)冷卻機(jī)，輸送設(shè)備入熟料場堆。 

序號 各帶名稱 物料溫度 主要反應(yīng) 

1 干燥帶 20-150 料漿水分蒸發(fā) 

2 予熱帶 150—600 粘土脫水并分解 

3 分解帶 600—900 石灰石中碳酸鎂分解，碳酸鈣分解，形成鐵酸二鈣，鋁酸一鈣 

4 放熱反應(yīng)帶 900—1300 大量形成硅酸二鈣、鐵鋁酸四鈣、鋁酸三鈣 

5 燒成帶 1300-1450—1300 液相開始出現(xiàn)，形成硅酸三鈣，游離氧化鈣逐步消失，液相量達(dá)到20—30%，三氧化二鋁、三氧化二鐵及其它成分進(jìn)入液相，硅酸三鈣、鐵鋁酸四鈣，重新結(jié)晶出來。 

6 冷卻帶 1300-1000 硅酸三鈣，鐵鋁酸四鈣重新結(jié)晶出來。 

熟料生產(chǎn) 

· 熟料球形結(jié)塊的直徑必須在 0.32-5.0cm 范圍之內(nèi)，它們 是在原料之間的化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的。 

· 高溫處理系統(tǒng)包括三個步驟：烘干或預(yù)熱、煅燒 ( 一次 熱處理，在其過程中生成氧化鈣 ) 以及焙燒 ( 燒結(jié) )。 

· 煅燒是此工序中的核心部分。生料被連續(xù)地稱重并送入 預(yù)熱器頂部的旋風(fēng)分離器，預(yù)熱器中的材料被上升的 熱空氣加熱，在巨大的旋轉(zhuǎn)窯內(nèi)部，原料在 1450 攝氏 度下轉(zhuǎn)化成為熟料。 

· 熟料從窯頭進(jìn)入篦冷機(jī)進(jìn)行熱再生和冷卻。冷卻了的熟 料隨后用盤式運(yùn)輸帶傳輸?shù)绞炝狭蟼}進(jìn)行儲存。 

· 熟料冷卻后可在運(yùn)輸帶上傳輸，并可以再生多達(dá) 30% 的熱量。送經(jīng)熟料的冷卻空氣被導(dǎo)入旋窯，它有利于燃料燃燒。一般類型的篦冷機(jī)為往復(fù)爐蓖式、行星式和旋 轉(zhuǎn)式。篦冷機(jī)收集的非常粗糙的粉塵由水泥礦物組成， 它被回收重新處理。 

· 根據(jù)冷卻效率和希望得到的冷卻溫度，在冷卻過程中使 用的空氣量大約為 1-2 千克 / 每千克熟料。如果在冷卻 過程之后，一部分氣體被用于其它過程，例如煤炭干燥， 則可以減少需要凈化的氣體量。 

（三）水泥粉磨 

水泥的主要任務(wù)是將熟料加適量石膏，有時還加一些混合材料或外加劑共同磨細(xì)為水泥。 

目的有：1,水泥磨得越細(xì)，表面積增大越多，水化作用越快。 

2，只有磨細(xì)的水泥粉才能在混凝土中把砂，石子包住并膠結(jié)在一起。其中磨細(xì)的物料還要通過隔倉板。這樣可以粉碎粒度大的物料或粒度較小的物料。從而，使制成的水泥細(xì)度變細(xì)。同水泥磨出后，不能直接出廠，而是經(jīng)過中間貯存。

· 熟料從熟料料倉中取出并送到給料倉，在進(jìn)入熟料磨之 前與石膏和添加劑進(jìn)行配比混合。 

· 在熟料粉磨過程中，熟料與其它原料被一同磨成細(xì)粉， 多達(dá) 5% 的石膏或附加的硬石膏被添加進(jìn)來，以控制水 泥的凝固時間，同時加入的還有其它化合物，例如用來 調(diào)節(jié)流動性或者含氣量的化合物。很多工廠使用滾式破 碎機(jī)來獲取可減小到預(yù)定尺寸的熟料和石膏，這些材料 隨后被送入球磨 ( 旋轉(zhuǎn)式、垂直鋼筒，內(nèi)含鋼合金滾珠 ) 進(jìn)行余下的粉磨加工。 

· 粉磨過程在封閉系統(tǒng)中進(jìn)行，該系統(tǒng)配備了一個空氣分 離機(jī)，用來按大小將水泥顆粒分開，沒有完全磨細(xì)的材 料被重新送過該系統(tǒng)。 

· 這道高能耗的工序需要自動化和優(yōu)化的控制，以保證目前的質(zhì)量要求。