水泥工業機械設備安裝及調試

時間：2025-08-13 02:22:54 大專畢業論文我要投稿

水泥工業機械設備安裝及調試

　　水泥工業機械設備安裝及調試【1】

　　摘要：水泥機械設備的安裝和調試對水泥質量產生直接影響，尤其當今工程項目規模不斷擴大給水泥質量提出了更高的要求，為保證水泥質量加強對水泥機械設備安裝和調試的研究至關重要。

　　本文對水泥機械設備的安裝和調試管理進行探究，以期為水泥的生產提供有價值的參考。

　　關鍵詞：水泥機械設備安裝調試

　　水泥生產過程中機械設備出現的很多問題與其不規范的安裝和調試有重要關系，這些問題不但降低了水泥生產效率，而且還會給水泥質量帶來嚴重影響，以此水泥生產之前重視機械設備的安裝和調試具有很強的現實意義。

　　1.水泥機械設備的安裝

　　水泥設備的安裝涉及很多內容，只有按照規范操作才能確保其發揮最大的性能，具體來講安裝水泥機械設備時應重點把握以下幾項內容。

　　1.1.按照設計要求安裝

　　水泥機械設備一般是較大型的設備，安裝難度大工序繁瑣，為了保證安裝質量，應在滿足設計要求的前提下，規范安裝行為，認真遵守安裝技術要求，以此最大限度的減少材料的浪費，提高機械安裝效率。

　　施工完畢后還應由相關部門進行驗收，驗收通過后才能安裝水泥機械設備，否則及時進行調整，從而為后期機械設備的安裝創造良好的條件，保證機械設備的安裝質量和水泥生產過程的安全。

　　1.2.安裝要井然有序

　　安裝水泥機械設備時應充分考慮其在生產線中的位置，按照工序的順序、按部就班的進行安裝，安裝過程中切不可急于求成顛倒順序。

　　水泥機械設備安裝的管理人員應依據安裝計劃，綜合考慮各方面因素進行統一安排，尤其應注重安裝技術要求較高的機械設備，應對其配件情況、技術要求以及安裝進度有充分的了解和把握，禁止出現停工待料的情況發生。

　　1.3.嚴格控制機電設備安裝質量

　　水泥機械設備中機電設備安裝質量好壞，直接影響后期水泥生產線的正常工作，因此安裝機電機設備時尤其應注重細節問題的把握。

　　安裝過程中還應注意機械設備的找正，按照安裝說明保持合理的對輪間距等問題。

　　總之，機電設備安裝的各個環節應謹慎操作，大到整個設備的安裝小到螺母是否擰緊都要認真細致的操作，保證設備的安裝質量，為進行下一步的調試工作奠定基礎。

　　2.水泥機械設備的調試

　　調試水泥機械設備時應遵守“安全第一”原則，先對單一的設備調試然后對整個生產設備整體進行調試，先空載調試后負載調試。

　　下面針對具體設備在調試過程中應注意的事項進行探討。

　　2.1.回轉窯的安裝調試

　　回轉窯是生產水泥重要的機械設備主要包括傳動結構、擋輪、窯筒體等部分，在整個調試環節中回轉窯的調試花費的時間較多，而且需要不同工種的協調配合。

　　水泥回轉窯調試時應注意以下內容。

　　2.1.1.注重銅合金瓦和軸頸之間的磨合調試。

　　安裝規范對銅合金瓦和軸頸的頂部的距離做了明確的規定，即之間的間隙應在0.0015-0.002D(D是軸頸的直徑)范圍之內，但是實際的調試過程時應將該段距離設置為0.003D，主要因為機械設備經過長時間工作銅合金瓦會被逐漸磨損，導致兩者之間的間距減小，這樣以來就會引發各種問題。

　　調試銅合金瓦和軸頸接觸位置處的圓周角時應將其調至55°，降低銅合金瓦發熱、燒壞的機率。

　　2.1.2.將筒體中心調正。

　　回轉窯不同節、段的筒體中心不一致，工作時就不能很好的保持平衡，導致運轉跳動過大，增加大量負載之后回轉窯根本無法正常工作，甚至有撕裂筒體母材或焊接縫的危險，不但影響水泥生產效率，而且會大大縮短回轉窯的使用壽命。

　　目前調整筒體中心的方法很多，常見的有紅外線、燈光和外圓定心法等，為了保證調試質量應多次的轉動筒體并使其停留在不同的角度逐一進行調試。

　　2.1.3.大、小齒輪的調試

　　大齒輪調試時應準確把握圓心和筒體圓心的位置，然后進行調試使兩者的中心保持一致，同時還應使齒面和筒體的縱向中心線保持平行。

　　小齒輪的安裝和調試應按照調試說明準確定位徑向中心線，具體調試時應將筒體轉動位置處的輪帶與擋輪的一段貼近，并對輪帶竄動的距離進行測量，從而推斷大齒輪上下可能竄動的最大距離進而實現小齒輪的準確定位。

　　2.2.高低壓變頻器的調試

　　高壓變頻器安裝調試最關鍵的工作是保持其良好的散熱效果，通常情況下會在其工作的位置安裝空調，除此之外，另一簡便有效的方法是安裝一個外排風道，如果安裝的外排風道尺寸較長，為了保持良好的散熱效果，可以在合適的位置安裝一臺軸流風機。

　　另外設計和安裝外排風道時還應做好出風口的風雨工作，避免雨水倒灌給變頻設備造成損壞。

　　調試變頻器時應準確把握驅動電機與變頻器的距離，如果兩者之間的距離小于20m可直接進行連接;當電動機和變頻器的距離超過20m而未超過100m時，為了有效減少諧波帶來的干擾應調低變頻器的載波頻率;當兩者之間的距離大于100m，不但要將載波頻率調低而且還要另外安裝交流電抗器，必要的情況下還要安裝正弦濾波器。

　　2.3.電動機的調試

　　電動機設備安裝完畢后應使用兆歐表對其與大地、各項繞組之間存在的電阻進行測量。

　　根據使用的電動機組選擇合適的兆歐表，一般情況下如果電動機組工作電壓低于500V，則使用500V的兆歐表進行測量，其他則使用1000V的兆歐表進行測量。

　　經過測量如果發現電阻數值較低則對電動機進行烘干操作后，進行二次測量合格后才能運行。

　　電動機空載運轉時如果出現振動、撞擊等噪音出現應立即切斷電源，查找聲音來源排除后才可繼續運行調試。

　　如果使用的電機是滑動軸承，則應準確把握對輪間隙、找正的調試，調試時應嚴格按照廠家提供的調試數據進行調試。

　　總結

　　水泥機械設備正常運行在保證水泥生產質量上起著重要作用，因此水泥機械設備安裝后應及時進行檢查和調試，以此確保水泥機械設備各項參數和性能指標滿足生產要求，為生產出優質的水泥創造良好的條件。

　　參考文獻：

　　[1]邱忠佩.水泥旋窯設備安裝調試研究[J].河南建材.2013(03)

　　[2]張景田.機械設備安裝過程中的調試[J].職業.2012(02)

　　[3]趙慧凱.淺析水泥機械設備故障和診斷技術的應用[J].企業技術開發.2013(05)

　　水泥工業粉塵污染特征及控制技術【2】

　　摘要：指出了粉塵污染是水泥工業最主要的污染形式，研究分析了水泥工業粉塵污染的特征及其危害，綜述了現有的水泥工業粉塵控制技術及設備，以為水泥行業達到新的粉塵污染控制排放指標提供理論依據及現實指導。

　　關鍵詞：水泥工業;除塵技術;大氣污染控制;趨勢展望

　　1引言

　　粉塵污染是水泥工業最主要的污染形式，由水泥生產過程中原料、燃料和水泥成品儲運，物料的破碎、烘干、粉磨、煅燒等工序產生的廢氣排放或外逸而引起。

　　水泥工業的塵源點比較多，煤磨、烘干磨機、冷卻機、破碎機、輸送帶、選粉機、庫頂、料倉、庫底和包裝系統等都會產生出大量的粉塵[1]。

　　《水泥工業“十二五”發展規劃》(2011年)明確指出“要在行業內大力實施節能減排技術改造，推行清潔生產，減少污染物排放，嚴格控制粉塵的排放” 。

　　水泥工業最典型的粉塵污染便是向大氣環境中排放直徑小于或等于2.5 μm的顆粒物質(PM2.5)。

　　PM2.5已被廣泛證實對空氣質量和人體健康具有重要的影響。

　　水泥工業是富產PM2.5的大戶。

　　水泥的生產過程中形成的各種尺度的顆粒物以及硫化物、氮氧化物都是形成PM2.5的重要因素[2]。

　　2012年2月，國務院發布新修訂的《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)增加了PM2.5監測指標。

　　2013年3月，國家環保部發布了《水泥工業大氣污染物排放標準(征求意見稿)》，征求意見完畢后，預期將在年內正式頒布，以替換《水泥工業大氣污染物排放標準》(GB4915-2004)。

　　依據新的標準：水泥行業無組織顆粒物排放限值為0.5 mg·m-3;重點地區企業、新建企業(及現有企業2015年后)和現有企業(2015年前)的礦山開采，散裝水泥中轉站及水泥制品生產，破碎機、磨機、包裝機及其他通風生產設備的顆粒物排放限值分別為10 mg·m-3、20 mg·m-3和30 mg·m-3;而重點地區企業、新建企業(及現有企業2015年后)和現有企業(2015年前)的水泥窯及窯磨一體機，烘干機、烘干磨、煤磨及冷卻機的顆粒物排放限值分別為20 mg·m-3、30 mg·m-3和50 mg·m-3。

　　新標準的實施將對我國水泥工業煙氣除塵提出新的挑戰。

　　2水泥工業粉塵污染特征及危害

　　2.1對人體健康和生態環境的危害

　　水泥工業產生的粉塵是成分復雜的混合性粉塵，包括石灰石粉塵、熟料水泥粉塵、粉煤灰粉塵、石膏粉塵和其他粉塵，其混合物富含游離的SiO2，還含有Ca、Al、Fe、Mg、Cr、Co、Ni等元素。

　　粉塵中游離SiO2含量的高低直接影響粉塵的毒性[3]，人體長期吸入富含游離SiO2的粉塵將染塵肺病，熟料粉塵中游離SiO2的含量不應超過10%[4]，大于10 %以上的粉塵稱為矽塵，長期吸入矽塵將引起矽肺。

　　水泥塵肺的發病與染塵時間、粉塵濃度及粒徑和個人體質直接相關，發病工齡一般為10～20年[5]。

　　長期接觸水泥粉塵的工人會出現咳嗽、口干、咽炎、喉痛、氣短、胸部痛悶、胸透病變和肺部疾病等癥狀，矽肺病人肺部還會出現矽結節和纖維化，最終因肺喪失換氣功能而導致死亡[6]。

　　水泥行業塵肺在水泥生產的每個崗位上均有發生，尤其是生料破碎、立窯看火、熟料運輸、磨機、成品包裝等崗位[7]。

　　水泥粉塵對鼻腔的損傷作用甚于矽塵，原因可能是矽塵對鼻粘膜以粉塵顆粒的機械刺激為主，而水泥粉塵還具較強的堿腐蝕作用[8]。

　　相比于回轉窯，傳統水泥立窯產生的粉塵對作業人員的危害更大。

　　水泥粉塵pH值約為10～12，呈較強的堿性，能使周圍農田土壤堿化[9]。

　　水泥粉塵通過水合作用和結晶作用在土壤表面形成硬的外殼，導致土壤孔隙性、有機碳含量和持水能力顯著下降[10]。

　　水泥粉塵沉降會阻塞葉面氣孔，使氣孔阻抗增大，蒸騰強度和光合速率降低，從而導致植物生長受阻[11]。

　　2.2水泥工業粉塵污染特征及分布

　　水泥主要成分為硅酸鹽、Fe2O3、CaO2、Ca2SO4、Al2O3和MgO2等，由石灰石(76.4%)、黃土(13.05 %)、煤(3.2 %)、鐵粉(1.85 %)和螢石(0.5 %)，經1500 ℃左右煅燒成熟料后加入適量石膏、礦渣粉磨制成。

　　其遇水即成堿性，具有分散度高(<5μm粒子常達90 %左右)，附著性、吸濕性和腐蝕性強等特點[8]。

　　水泥工業粉塵污染的特征主要包括以下4個方面：①其產生貫穿于整個生產流程;②其是成分復雜的混合性粉塵，粒徑分布廣，煙塵溫度變化大;③其排放方式分為有組織和無組織兩類，且均為需重點控制的污染來源;④其富含游離SiO2，毒性較強，水泥工業是矽塵和塵/矽肺病重點控制行業。

　　水泥生產過程中原料、燃料和水泥成品儲運，物料的破碎、烘干、粉磨、煅燒等工序的廢氣排放或外逸都引起粉塵的排放，其中原料粉磨及煅燒發生的粉塵排放最為嚴重，約占水泥廠粉塵總排放量的70 %以上[2]。

　　無組織排放源主要為：石灰石礦山的開采，原料(煤予、輔料、石灰石)均化堆場，熟料庫及熟料外運和水泥添加劑及其配送、包裝、散裝及袋裝水泥儲存、儲庫等環節，其余均為有組織排放。

　　新型干法窯、篦式冷卻機、水泥管磨、立式磨機和高效選粉機的含塵濃度分別約為50 g·Nm-3、10 g·Nm-3、80 g·Nm-3、500 g·Nm-3和1000 g·Nm-3;其相應的單位產品產塵量分別約為100 kg·t-1、25 kg·t-1、120 kg·t-1、1000 kg·t-1和1000 kg·t-1。

　　2010年，我國水泥總產量1.868×105 萬t，其中新型干法窯產量1.4944×105萬t，占總產量的80 %。

　　新型干法水泥窯是目前最重要的粉塵污染來源，而其中回轉窯生產系統，尤其是窯頭篦式冷卻機及窯尾的煙塵排放最為顯著[12]。

　　篦式冷卻機煙氣正常溫度為220～240℃，極端可達400℃;風量變化大;粉塵濃度一般<20 g·Nm-3，惡劣工況時可達50 g·Nm-3以上;含濕量約為1%～2%;粒徑粗(10μm以上占85 %)，黏性低，磨蝕性強;比電阻高(1000 Ω·cm左右);粉塵比重在3.2 g·cm-3左右。

　　窯尾煙氣性質因窯磨一體以及是否帶余熱鍋爐等因素會有較大變化，窯尾煙氣正常溫度為350℃左右，采用低溫余熱發電時可降到200 ℃左右;粉塵濃度60～100 g·Nm-3;粉塵粒徑細(10 μm以下占78 %左右)、黏性大、具有腐蝕性;比電阻高;煙塵工況不穩定。

　　吳剛等[2]研究發現水泥生產過程中粒徑<10 μm粉塵所占比例很大，一般在40 %～80 %;<10 μm粉塵中，<2 μm的約占60 %;2～5 μm的約占25 %;5～10 μm的約占15 %。

　　水泥行業微細粉塵控制是值得關注的難點。

　　何偉明[6]對成都某大型干法水泥生產線粉塵中游離SiO2含量的測定結果顯示：砂巖、頁巖、硫酸渣配料倉，磨煤機，粉煤倉，石膏、礦渣輸送皮帶頭的游離SiO2含量均超過10 %，最高達到30.5 %。

　　水泥工業粉塵中高的游離SiO2含量帶來更高的人體健康和生態風險，值得密切關注。

　　3水泥工業除塵技術及設備

　　3.1袋式除塵技術及設備

　　目前，新建、擴建的干法水泥工業從原料破碎到包裝出廠的整個生產線大多采用袋式除塵器[2]，其適用于水泥行業生產線上的通風及熱力設備、排放點和揚塵點，并大量用于水泥行業電除塵器的改造。

　　袋式除塵器的優點有：不受煙塵比電阻等性質的影響，能捕集電除塵器難以捕集的粉塵;收塵效率高，排放濃度有的可達10 mg·Nm-3 以下，除塵效率隨粉塵濃度的升高而升高;運轉穩定，適應性強，能在較寬范圍的溫度、壓力和粉塵負荷下運行;操作技術簡單、可在線檢修。

　　袋式除塵器的缺點也十分明顯，尤其是濾袋受到煙塵溫度的限制，溫度過高時容易燒袋，溫度過低又容易冷凝結露而糊袋[1]。

　　水泥行業多年來認為袋式除塵器運行阻力及能耗高，造價成本及運行費用貴，這是制約其發展的主要因素。

　　5000 t·d-1水泥窯電改袋至少投入 700萬元，新建安裝袋式除塵器至少要900萬元;其設備阻力通常在1000～1500 Pa;窯頭和窯尾功耗分別在400 kW和550 kW左右;普通濾袋壽命一般為1～2 a，高端濾袋為3～5 a。

　　隨著國家排放標準的日益嚴格，耐高溫、高效、特種新型濾料的不斷涌現并降低了較大的設備及運行成本，袋式除塵器逐漸被越來越多的水泥企業采用。

　　3.2電除塵技術及設備

　　電除塵器廣泛應用于水泥工業粉塵的收集與控制，尤其是在立窯、濕法窯和中空窯水泥生產中的使用較為普通，也有少數的在回轉窯中使用[13]。

　　電除塵器性能與粉塵比電阻(1×104～5×1011 Ω·cm可采用)、集塵電極的總表面積、氣體的體積流量以及顆粒物的遷移速度等因素有關，并對CO濃度有嚴格的限制(<1.0 %)。

　　水泥行業采用電除塵器時，如凈化立磨(輥式磨)的煙塵濃度高，應有預分離裝置;濕法窯煙塵濕度大，電除塵器易被腐蝕，窯尾會因不正常工況控制，嚴重時將導致CO爆炸;干法窯粉塵比電阻高，需煙氣調質;熟料冷卻機煙塵凈化的電除塵器因比電阻高，需采用寬極間距;一般在篦式冷卻機、水泥磨及回轉窯等設備內裝設噴水裝置解決煙塵比電阻高的問題[14]。

　　5000 t·d-1水泥窯四電場電除塵器的設備阻力一般為300 Pa，其窯頭和窯尾功耗分別在300 kW和500 kW左右，使用三相工頻電源或高頻電源能顯著降低能耗。

　　目前，單純依靠電除塵器達到環保排放的標準已越來越不現實，隨著電除塵器各項技術的不斷發展，達標排放不應成為發展的唯一目標，應充分發揮電除塵器成本、運行能耗、工況適應性和維護費用等方面的優勢，篩選最佳的升級改造方案，取得最大的經濟、社會和環境效益。

　　3.3電—袋復合除塵技術及設備

　　電—袋復合除塵器是將傳統靜電除塵和過濾除塵機理有機集成發展起來的新型節能高效除塵器，其在一個風箱體內有規律地布置電場和袋場以達到粉塵高效截留及節能的目的。

　　迄今，主要有預荷電—布袋式、靜電布袋并列式和靜電布袋串聯式等3 種聯合除塵方式[15]。

　　電袋相比電除塵器，不受煙塵比電阻性能影響，可節約鋼材20 %左右，并減少占地面積;電袋相比袋式除塵器，能夠顯著降低濾袋的阻力，延長噴吹周期，縮短脈沖寬度，降低噴吹壓力，延長濾袋的使用壽命1～2 a。

　　電袋對煙氣中Hg、SO2和NOX有一定的同步去除作用，更易滿足越來越嚴格的減排要求，是水泥行業粉塵治理的重要技術手段之一。

　　韓戰義[16]等通過對某5000 t·d-1水泥窯尾電—袋復合式除塵器的設計研究表明：電—袋復合式除塵器具有適應工況范圍寬、應用更廣和性價比高的優點。

　　電袋對粉塵的比電阻敏感度下降，降低了系統波動的影響，排放濃度可滿足在30 mg·Nm-3以下，適用于水泥廠窯頭、窯尾及電除塵器改造。

　　對于新設備而言，電—袋復合式除塵器成本會略高于純袋式除塵器，但它更易滿足國家越來越嚴格的減排要求，可作為水泥行業粉塵治理，尤其是PM2.5末端治理的一項重要、有效的舉措。

　　3.4其他除塵技術及設備

　　重力、慣性和旋風除塵技術被廣泛應用于水泥工業多級除塵的預除塵。

　　以旋風除塵器為例，其設備結構簡單，造價低，維護方便，耐400℃左右高溫，耐高壓，可實現捕集干灰后粉料的回收利用，可用于高磨蝕性粉塵煙氣凈化。

　　但是，其對微細粉塵捕集效率低，處理風量有局限，處理風量大時，要采用多個旋風除塵器并聯，設置不當，對除塵效率將有嚴重影響[14]。

　　在水泥工業除塵中，一般應用于電、袋除塵器前端的預除塵和物料回收中。

　　濕式除塵技術基于含塵氣體與液體(洗滌水或其他液體)接觸，借助慣性碰撞、擴散等機理，將粉塵予以捕集，實際中應用廣泛。

　　其在同等能耗下的除塵效率比干式高，對<0.1 μm的粉塵仍有很高的除塵效率，能用于高溫、高濕及粘性大的粉塵;可兼顧除塵和凈化有害氣體的作用;結構簡單，投資低，占地少，安全性好。

　　其缺點是：有排出洗滌泥漿的二次污染問題;不適用于憎水性和水硬性粉塵;加大了污水處理系統防腐材料的成本;損失了一定的熱能，溫度低時需要防結冰和白煙。

　　在水泥工業除塵中，一般應用于電除塵器煙氣調質和揚塵控制之中。

　　4結語

　　近年來，隨著國家對水泥行業粉塵排放標準的越來越嚴格以及水泥行業PM2.5粉塵在總粉塵排放量中所占的比例極高的現狀依然沒有改變，雖然我國水泥行業粉塵污染治理技術已經邁入相對成熟的階段，但是粉塵污染控制形式依然相當嚴峻。

　　水泥行業內存在粉塵(尤其是PM2.5)排放現狀不清、監測監控能力較弱和特征性污染治理技術研發成果較少等亟待解決的問題。

　　我國應加大實際應用型的針對水泥行業粉塵污染特征下的污染控制技術理論及設備研究，同時，實現最大化的社會、環境和經濟效益。

　　參考文獻：

　　[1] 劉靜思. 我國水泥工業除塵技術的現狀與市場前景淺析[J]. 能源與環境， 2011(6)： 85～86.

　　[2] 吳剛，穆璐瑩，王健，等. 袋式除塵技術與水泥工業PM2.5粉塵的控制[J]. 中國環保產業， 2013(6)： 26～28.

　　[3] 陳衛紅.我國塵肺防治的研究進展與展望[J]. 中國個體防護裝備， 2011(6)： 40～41.

　　[4] 楊明輝，李全，彭文彬. 常州市5家水泥生產線的粉塵危害現狀[J]. 職業與健康， 2012， 28(17)： 2090～2092.

　　[5] 寧津紅.水泥粉塵對職工健康的影響[J]. 中國城鄉企業衛生， 2012(1)： 11～12.

　　[6] 何偉明.水泥制造企業粉塵危害及防塵措施分析[J]. 建筑安全， 2013(1)： 70～76.

　　[7] 林述連，肖方威，王子墉. 硅酸鹽水泥粉塵對作業工人危害調查分析[J]. 中國工業醫學雜志， 2010， 23(6)： 458～459.

　　[8] 周桂鳳，李德意，陳伯中，等. 水泥粉塵對作業工人鼻腔的損傷作用[J]. 現代預防醫學， 1999， 26(4)： 443～444.

　　[9] 傅柳松，孟范平，劉超，等. 水泥粉塵對土壤和作物的影響[J]. 農業環境保護， 1996(5)： 221～224.

　　[10] 姚俊. 粉塵污染對城市典型綠化樹種的生理生態影響[D]. 南京：南京林業大學， 2009.

　　[11] 劉俊嶺，杜梅，張克云，等. 水泥粉塵污染對水稻、油菜和土壤環境的影響[J]. 植物資源與環境， 1997， 6(3)： 43～48.

　　[12] 李小龍. 新型干法水泥窯煙氣特點及除塵技術[J]. 中國水泥， 2013(4)： 72～73.

　　[13] 楊小姝. 袋除塵器與電除塵器在新型干法水泥廢氣治理中的應用比較[J]. 建材發展導向， 2013(1)： 39～41.

　　[14] 郭立新. 提高水泥廠電除塵器除塵效率措施的研究與應用[D]. 長春：吉林大學， 2004.

　　[15] 蔣濤，白慧莉，陳超. 燃煤鍋爐PM2.5治理技術[J]. 綠色科技， 2013(5)： 179～181.

　　[16]韓戰義，馮建軍. 電袋復合式除塵技術在水泥行業的應用[J]. 水泥技術， 2013(3)： 100～101.

　　工業廢渣在水泥工業的綜合應用【3】

　　摘要：我國正處在城市化的加速階段，目前城市化的水平已經超過了55%。

　　城市實現低碳轉型的出路是進行綠色、環保的資源利用。

　　近些年來，大力發展節能減排、可再生能源發展、環境保護等可持續發展領域，對相關的低碳城市試點也從政策研究、能力建設等方面給予了有力的支持。

　　在廢渣的綜合利用方面，實現廢渣的再利用是一條可持續發展的循環經濟。

　　而在廢渣的各種利用途徑中由于水泥行業的自身特點，可以對相關的廢渣進行有效的利用。

　　文章從實際工作出發，對工業廢渣在水泥混凝土工業的綜合利用進行論述，得出結論，工業廢渣只有與水泥混凝土工業進行緊密的結合才能走出一條適合自身的可持續發展之路。

　　關鍵詞：工業廢渣;水泥工業;綜合應用

　　山西是我國的重要的煤炭能源基地，也是具有中部典型特征的資源型地區。

　　其中煤焦鐵是山西的主要經濟支柱之一;另一方面，隨著經濟建設的發展山西上馬了大批的低熱值電廠，這就使得每年有大量的粉煤灰、爐渣、脫硫石膏等工業廢渣。

　　我們知道資源的開發利用是一把雙刃劍，長期以來，粗放的資源開發，使得經濟發展付出的代價相當大。

　　資源是經濟發展的重要支柱，全面開展循環經濟建設，是解決山西資源困境的必然選擇，又是實現“二次資源”價值化的現實出路。

　　綜上可知，在水泥工業上對工業廢渣進行綜合利用可以實現經濟的綠色、環保的發展。

　　1 工業廢渣在水泥工業中的應用

　　1.1 鋼渣在水泥工業中的應用

　　由于我國鋼鐵行業發展迅速，產生了大量的鋼鐵廢渣，目前鋼渣的利用率僅僅為20%，這些堆積的鋼渣占用了大量土地，并造成了環境的污染。

　　鋼渣在水泥工業中的綜合應用主要有以下兩個方面：

　　(1)鋼渣用作為生料配料的原料。

　　鋼渣的主要成分如下：Cao，FeO，Fe2O3，MgO，Al2O3，這也是構成水泥的主要成分。

　　因此，鋼渣可以作為煅燒水泥熟料的原料，來替代傳統的鐵質原料―鐵粉和石灰石，配比一般為5%～7%。

　　主要是利用了鋼渣與水泥熟料組成相似的特點，同時，摻入鋼渣還具有很多好處如：水泥熟料的易燒性得到改善、熟料形成時間縮短，熟料熱耗降低，同時還可以減少因煅燒石灰石而產生大量CO2的問題。

　　另一方面，以鋼渣代替鐵粉作鐵質校正原料可以解決硅酸鹽熟料中鋁酸鹽礦物含量多、硅酸鹽礦物含量少的問題，這是因為鋼渣中鐵鋁比值較大，易于調節生料IM值，配制硅酸率較高的熟料，提高熟料的28d強度2～3MPa。

　　(2)鋼渣用作水泥混合材。

　　鋼渣的主要成分為：硅酸二鈣和硅酸三鈣。

　　因其含有水硬膠凝硅酸二鈣和硅酸三鈣，因此常被稱為過燒硅酸鹽熟料。

　　GB/T20491―2006《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》中，將鋼渣粉的比表內面積進行控制使其在400m2/kg以上(并允許摻入范圍大致在2%～3%的石膏以激發其早期強度)，這樣鋼渣在水泥中的摻入量可達到30%，另一方面鋼渣粉也可直接用于混凝土中等量代替水泥進行摻入。

　　在礦渣水泥中加入適量的鋼渣，不但可以激發礦渣的活性，體現出復合材料內部之間的“協調互利”作用，也改善了水泥的抗碳化、抗硫酸鹽侵蝕、抗干燥收縮和抑制堿集料膨脹性能。

　　1.2 粒化高爐礦渣在水泥工業中的應用

　　鋼鐵企業在冶煉鋼鐵過程中，經常會產生粒化高爐礦渣和水淬高爐礦渣，其具有很高潛在活性并且為玻璃體結構。

　　《通用硅酸鹽水泥》GB175―2007標準中規定，在礦渣硅酸鹽水泥中礦渣的最高摻入量為70%。

　　傳統的水泥生產粉磨工藝是把熟料與礦渣混合后進行粉磨，但是礦渣的易磨性與水泥熟料相比很差，因此在水泥進行粉磨的過程中，在熟料已被粉磨至規定細度時，而礦渣的顆粒不能夠達到要求，導致其潛在的活性無法發揮。

　　并且使得礦渣在水泥中的摻入量范圍在30%～45%之間，無法達到礦渣水泥中的摻入上限70%。

　　隨著粉磨技術的提高，水泥企業已經可以將礦渣細度磨至400m2/kg。

　　并通過高細、超細粉磨的方式，改變國體的晶格缺陷發生、使其比表面積增大、表面能增加等，改變了礦渣的物理化學性質發生規律性的變化。

　　另一方面，水泥中礦渣微粉的摻加量范圍最高可達65%～70%，降低了生產成本，并減少熟料的使用量，同時減少了CO2的排放。

　　礦渣微粉可作為混凝土摻合料，可以提高混凝土的耐久性及強度，這就拓展了礦渣的使用量和礦渣水泥的應用范圍。

　　1.3 脫硫石膏在水泥工業中的應用

　　火力發電廠煙氣脫硫項目的實施和脫硫設施的運行，越來越多的脫硫副產物產生出來。

　　濕法脫硫工藝常會形成脫硫石膏，其主要成分與天然二水石膏一致，為二水硫酸鈣，且含有少量未反應的石灰石、亞硫酸鈣等。

　　通常情況下，煙氣脫硫石膏呈較細顆粒狀，平均粒徑范圍大致為40～60μm，顆粒狀態呈短柱狀，徑長比在1.5～2.5之間，顏色為灰、黃色，并且二水硫酸鈣含量較高，通常在90%以上，游離水的含量一般在10%～15%之間，并伴隨有還含飛灰、有機碳、碳酸鈣、亞硫酸鈣及由鈉、鉀、鎂的硫酸鹽或氯化物組成的可溶性鹽等雜質。

　　相關試驗表明：脫硫石膏被用來代替二水石膏用作水泥的緩凝劑，水泥強度、凝結時間、細度等性能表現較好，不存在不利影響。

　　1.4 粉煤灰在水泥工業中的應用

　　在我國，粉煤灰多數來自于大、中型火電廠的煤粉發電鍋爐，或者城市集中供熱的粉煤鍋爐。

　　其主要成分為硅鋁玻璃、微晶礦物顆粒和未燃盡的殘炭微粒所，化學成分主要是氧化硅和氧化鋁。

　　粉煤灰的主要成分與粘土類似，因此可以部分替代粘土配料來生產水泥熟料。

　　而對于使用較差煤種的燃燒爐所形成的粉煤灰，由于機械燃燒不夠完全，且細度較粗、燒失量較高，則可利用其殘余可燃物發熱的特征，把它摻入生料配料中，摻入量一般在3%～5%之間，同時可有效降低噸熟料生產能耗。

　　當粉煤灰經過分選后符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》 GB/T1596―2005中用于水泥生產中粉煤灰的要求之后，可將其用作水泥的混合材。

　　粉煤灰的摻入量的不同，生產的水泥種類也迥異。

　　2 結語

　　工業廢渣伴隨人類的工業發展將近幾百年的歷史，而工業廢渣的利用在20世紀才開始，并且其價值也逐漸為人們所認識，成為了一種寶貴的資源。

　　有相當大一部分的工業廢渣或者尾礦，可以被用于作水泥或混凝土的摻合料，這是一種機遇在某種程度上來說也是一種挑戰，因此，我們應抓住這個發展的機會，從“ 科學發展觀”的角度來研究工業廢渣在水泥工業中的利用和新技術的開發，這是具有十分重要的意義和價值的。

　　參考文獻