材料工程技术专业（水泥方向）《水泥工艺技术》开卷测试题（一） 班级： 姓名： 学号： (每题10分，共100分) 1.硅酸盐水泥的技术指标有哪些，为何要作出限定或要求？ 2、为什么要进行原燃料的预均化？是否进行预均化的判断标准是什么？ 3.比较各种干法粉磨系统的特点。 4、IBAU型中心室均化库有何特点？ 5、什么是烧结范围？并说明烧结范围对熟料烧结过程的影响。 6、什么情况下应进行水泥均化，如何均化？ 7.硅酸盐水泥熟料中主要矿物对强度的发展有什么影响？有哪些因素影响水泥强度？ 8.生料细度及均齐性对熟料煅烧及质量有何影响？ 9、水泥中掺加适量混合材料的主要目的是什么？如何根据不同地域、混合材料的产地等 生产不同品种的水泥？ 10.已知某厂熟料化学成分为： SiOz A1z03 Fe203 Ca0 Mgo 21.98% 6.12% 4.31% 65.80% 1.02% 计算其矿物组成(IM>0.64)
材料工程技术专业（水泥方向）《水泥工艺技术》开卷测试题（一） 班级：＿＿＿姓名：＿＿＿＿学号：＿＿＿ （每题 10 分，共 100 分） 1. 硅酸盐水泥的技术指标有哪些，为何要作出限定或要求？ 2、为什么要进行原燃料的预均化？是否进行预均化的判断标准是什么？ 3. 比较各种干法粉磨系统的特点。 4、IBAU 型中心室均化库有何特点？ 5、什么是烧结范围？并说明烧结范围对熟料烧结过程的影响。 6、什么情况下应进行水泥均化，如何均化？ 7. 硅酸盐水泥熟料中主要矿物对强度的发展有什么影响？有哪些因素影响水泥强度？ 8. 生料细度及均齐性对熟料煅烧及质量有何影响？ 9、水泥中掺加适量混合材料的主要目的是什么?如何根据不同地域、混合材料的产地等 生产不同品种的水泥？ 10. 已知某厂熟料化学成分为： SiO2 Al2 O3 Fe2O3 CaO MgO 21.98% 6.12% 4.31% 65.80% 1.02% 计算其矿物组成（ IM ＞ 0.64 ）
材料工程技术专业（水泥方向）《水泥工艺技术》开卷测试题（一） 参考答案 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Mg010%时，原料的均匀性很差，成分波动大，必须进行预均 化。 校正原料一般不考虑单独进行预均化，粘土质原料既可以单独预均化，也可以与石灰石 预先配合后一起进行预均化
材料工程技术专业（水泥方向）《水泥工艺技术》开卷测试题（一） 参考答案 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 SO 3 <3.5%, 防止安定性不良； 8 ）碱含量：防止发生碱 - 脊料反应。 2、为什么要进行原燃料的预均化？是否进行预均化的判断标准是什么？ 答： 原燃材料的化学成分、灰分及热值常常在一定的范围内波动，有时波动还是比较 大的。如果不采用必要的均化措施，尤其是当原料的成分波动较大时势必影响原料的准确配 合，从而不利于制备成分高度均齐的生料；当煤质的灰分和热值波动较大时，必然影响到熟 料的煅烧时的热工制度的稳定。上述两方面的情况同时存在时，就无法保证熟料的质量及维 持生产的正常和设备的长期安全运转。另一方面，某些品质略差的原燃材料将受到限制而无 法采用，不利于资源的综合利用。因此需要对原燃料进行预均化。 一般可用原料的变异系数 Cv 来判断原料是否需要进行预均化。当 Cv ＜ 5 ％时，原 料的均匀性良好，不需要进行预均化。当 Cv ＝ 5 ％～ 10 ％时，可根据原料的情况来定 是否需要进行预均化。当 Cv ＞ 10 ％时，原料的均匀性很差，成分波动大，必须进行预均 化。 校正原料一般不考虑单独进行预均化，粘土质原料既可以单独预均化，也可以与石灰石 预先配合后一起进行预均化
当进厂煤的灰分波动大于5%时，应考虑煤的预均化：当工厂使用的煤种较多，不仅 煤的灰分和热值各异，而且灰分的化学成分各异，它们对熟料产量、质量产生较大的影响， 因此，应考虑进行煤的预均化。 3.比较各种干法粉磨系统的特点。 答：1)普通干法开路粉磨系统：流程简单，物料经烘干后计量进入管磨机，粉磨后成 为生料。但其粉磨效率特别低，它与湿法开路相比，流速慢，物料在磨内过粉磨多，缓冲作 用大，产量低，电耗高。此外它对水分敏感性大，一旦入磨物料水分较高，产量便大幅度下 降。 2)普通干法闭路粉磨系统：可消除过粉磨现象，产品细度波动小，颗粒组成合理，细 度可通过调节分级设备的方法来控制，比较方便。但是闭路系统流程较复杂，设备多，投资 亦较大，操作、维护、管理相对较开路复杂。 3)烘干兼粉磨系统：将烘干与粉磨两者结合在一起，在粉磨过程中同时进行烘干。借 气力提升料粉，用粗分离器分选，粗粉再回磨粉磨，细粉作为成品：物料被热风从磨内抽出 及在分离过程中进行烘干。 4)立式磨系统：属于烘干兼粉磨系统一类：与球磨系统相比，电耗可下降10%25%： 烘干能力大，可烘干水分6%8%的物料，如采用热风炉供热风可烘干15%20%水分的物料： 大型磨入磨粒度可高达100~150mm,可节省二级破碎系统，节省投资：产品细度调节方 便，产品粒度均齐：噪音低，占地面积小。但不适应磨蚀性大的物料的粉磨，否则设备零部 件磨损大，检修量大，影响运转率。 4、IBAU型中心室均化库有何特点？ 答：1)库底被分成的68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810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
当进厂煤的灰分波动大于 5 ％时，应考虑煤的预均化；当工厂使用的煤种较多，不仅 煤的灰分和热值各异，而且灰分的化学成分各异，它们对熟料产量、质量产生较大的影响， 因此，应考虑进行煤的预均化。 3. 比较各种干法粉磨系统的特点。 答： 1）普通干法开路粉磨系统：流程简单，物料经烘干后计量进入管磨机，粉磨后成 为生料。但其粉磨效率特别低，它与湿法开路相比，流速慢，物料在磨内过粉磨多，缓冲作 用大，产量低，电耗高。此外它对水分敏感性大，一旦入磨物料水分较高，产量便大幅度下 降。 2）普通干法闭路粉磨系统：可消除过粉磨现象，产品细度波动小，颗粒组成合理，细 度可通过调节分级设备的方法来控制，比较方便。但是闭路系统流程较复杂，设备多，投资 亦较大，操作、维护、管理相对较开路复杂。 3）烘干兼粉磨系统：将烘干与粉磨两者结合在一起，在粉磨过程中同时进行烘干。借 气力提升料粉，用粗分离器分选，粗粉再回磨粉磨，细粉作为成品；物料被热风从磨内抽出 及在分离过程中进行烘干。 4）立式磨系统： 属于烘干兼粉磨系统一类；与球磨系统相比，电耗可下降 10%~25% ； 烘干能力大，可烘干水分 6%~8% 的物料，如采用热风炉供热风可烘干 15%~20% 水分的物料； 大型磨入磨粒度可高达 l00~ 150 mm ，可节省二级破碎系统，节省投资；产品细度调节方 便，产品粒度均齐；噪音低，占地面积小。但不适应磨蚀性大的物料的粉磨，否则设备零部 件磨损大，检修量大，影响运转率。 4、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。 5、什么是烧结范围？并说明烧结范围对熟料烧结过程的影响。 答：烧结范围是指水泥生料加热至出现液相量的温度到开始出现大块的温度范围。 它对熟料烧结过程的影响：当烧结范围较宽时，烧成时熟料中液相量合适，生产容易控 制且熟料质量较好：其范围较窄时，操作难度大易出现在过烧或欠烧的现象，烧成时易出现 大量液相量，出现结大块的现象，从而影响熟料的质量及正常生产工作。 6、什么情况下应进行水泥均化，如何均化？ 答：当由于多种因素的影响如原燃材料质量的变化，工艺和设备的条件限制，操作水 平和生产管理水平等，使生料车间磨制的生料均化效果达不到要求，煅烧的熟料质量不均齐， 影响了水泥质量的稳定时，为确保出厂水泥全部合格，留足富裕强度，同时减少超强度等级 的水泥的比例，降低乃至消灭不合格品，在生产中必须对出厂水泥进行均化。 均化在专设的均化库进行空气搅拌，或机械倒库，消除水泥分层及不均的问题，提高水 泥的均匀性：也可多库根据化验结果的按比例进行搭配出库，混合包装散装。 7.硅酸盐水泥熟料中主要矿物对强度的发展有什么影响？有哪些因素影响水泥强度？ 答：1)主要矿物对经强度发展的影响：C3S早期强度高，强度的绝对值和强度的 增进率较大：C2S: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：C3A早期强度较高，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：C4AF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。 2)影响水泥强度的因素有：熟料的矿物组成：水泥细度：施工条件包括水灰比及密实 程度、养护温度、外加剂等。 8.生料细度及均齐性对熟料煅烧及质量有何影响？ 答：生料细度超过一定限度（比表面积>500m2/kg)对熟料质量提高并不明显。所 以在实际生产中应结合熟料质量、磨机产量、电耗等多方面考虑，确定合理的生料细度控制 指标。合理的生料细度是指生料的平均细度和生料细度的均齐性，即尽量避免粗颗粒。有关 资料表明，当生料中0.2mm筛筛余大于1.4%时，熟料中的f-Ca0含量明显增加。 生料均匀程度的高低在很大程度上决定着生料质量。小型水泥企业的熟料质量差的主要 原因之一就是生料均匀程度差，没有进行原燃材料的预均化和生料均化，影响熟料的煅烧质
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。 5、什么是烧结范围？并说明烧结范围对熟料烧结过程的影响。 答： 烧结范围是指水泥生料加热至出现液相量的温度到开始出现大块的温度范围。 它对熟料烧结过程的影响：当烧结范围较宽时，烧成时熟料中液相量合适，生产容易控 制且熟料质量较好；其范围较窄时，操作难度大易出现在过烧或欠烧的现象，烧成时易出现 大量液相量，出现结大块的现象，从而影响熟料的质量及正常生产工作。 6、什么情况下应进行水泥均化，如何均化？ 答： 当由于多种因素的影响如原燃材料质量的变化，工艺和设备的条件限制，操作水 平和生产管理水平等，使生料车间磨制的生料均化效果达不到要求，煅烧的熟料质量不均齐， 影响了水泥质量的稳定时，为确保出厂水泥全部合格，留足富裕强度，同时减少超强度等级 的水泥的比例，降低乃至消灭不合格品，在生产中必须对出厂水泥进行均化。 均化在专设的均化库进行空气搅拌，或机械倒库，消除水泥分层及不均的问题，提高水 泥的均匀性；也可多库根据化验结果的按比例进行搭配出库，混合包装散装。 7. 硅酸盐水泥熟料中主要矿物对强度的发展有什么影响？有哪些因素影响水泥强度？ 答： 1 ）主要矿物对经强度发展的影响： C 3 S 早期强度高，强度的绝对值和强度的 增进率较大；C 2 S：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 3 A 早期强度较高，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 4 AF 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。 2) 影响水泥强度的因素有：熟料的矿物组成；水泥细度； 施工条件包括水灰比及密实 程度、养护温度、外加剂等。 8. 生料细度及均齐性对熟料煅烧及质量有何影响？ 答：生料细度超过一定限度（比表面积 >500m 2 /kg ）对熟料质量提高并不明显。所 以在实际生产中应结合熟料质量、磨机产量、电耗等多方面考虑，确定合理的生料细度控制 指标。合理的生料细度是指生料的平均细度和生料细度的均齐性，即尽量避免粗颗粒。有关 资料表明，当生料中 0.2mm 筛筛余大于 1.4% 时，熟料中的 f-CaO 含量明显增加。 生料均匀程度的高低在很大程度上决定着生料质量。小型水泥企业的熟料质量差的主要 原因之一就是生料均匀程度差，没有进行原燃材料的预均化和生料均化，影响熟料的煅烧质
量。新型干法窑的优势之一就是生料均匀程度高，从设计就注重原燃材料的预均化处理和生 料均化效果，为熟料的煅烧提供了强有力的质量保证。 9、水泥中糁加适量混合材料的主要目的是什么？如何根据不同地域、混合材料的产地等 生产不同品种的水泥？ 答：水泥中掺加适量混合材料的作用是： (1)提高水泥产量，降低水泥生产成本，节约能源达到提高经济效益的目的： (2)有利于改善水泥的性能，如改善水泥安定性，提高混凝土的抗蚀能力，降低水泥 水化热等： (3)调节水泥标号，生产多品种水泥，以便合理使用水泥，满足各项建设工程的需要： (4)综合利用工业废渣，减少环境污染，实现水泥工业生态化。 10.已知某厂熟料化学成分为： SiOz A120 Fe2O Ca0 Mgo 21.98% 6.12% 4.31% 65.80% 1.02% 计算其矿物组成(IM>0.64)。 解：CS=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 C,AF=3.04F =3.04×4.31 =13.10
量。新型干法窑的优势之一就是生料均匀程度高，从设计就注重原燃材料的预均化处理和生 料均化效果，为熟料的煅烧提供了强有力的质量保证。 9、水泥中掺加适量混合材料的主要目的是什么?如何根据不同地域、混合材料的产地等 生产不同品种的水泥？ 答： 水泥中掺加适量混合材料 的作用是： （1）提高水泥产量，降低水泥生产成本，节约能源达到提高经济效益的目的； （2）有利于改善水泥的性能，如改善水泥安定性，提高混凝土的抗蚀能力，降低水泥 水化热等； （3）调节水泥标号，生产多品种水泥，以便合理使用水泥，满足各项建设工程的需要； （4）综合利用工业废渣，减少环境污染，实现水泥工业生态化。 10. 已知某厂熟料化学成分为： SiO2 Al2 O3 Fe2O3 CaO MgO 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 C2 S ＝ 2.87S － 0.754C 3 S =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 C4 AF ＝ 3.04F =3.04×4.31 =13.10