水泥是通过一系列复杂的物理和化学过程制造出来的。其主要原材料包括石灰石、黏土、铁矿石及煤等,这些原料经过破碎、混合、煅烧、研磨等工序后,最终制成水泥。具体制造流程如下:
1. 原材料准备:石灰石、黏土、铁矿石等原料首先被破碎成适当的粒度,以便后续处理。其中,石灰石是水泥生产中用量最大的原材料之一。
2. 制备生料:将破碎后的原料按一定比例混合均匀,形成生料。这个过程中,需要控制各种原料的比例,以确保水泥的质量。
3. 生料均化:在干法水泥生产过程中,可以适当加入窖生料成分,以稳定熟料烧成热加工的前提。生料均化系统有助于稳定入窖生料成分。
4. 预热分解:生料进入预热器进行预热,并实现部分分解。这一步可以取代回转窑的部分功能,缩短回窑长度,提高传热速度和交换效率。
5. 水泥熟料烧成:预热和分解后的生料进入回转窑中进行熟料烧成。在回转窑中,碳酸盐进一步迅速分解并产生一系列固相反应,形成水泥熟料中的矿物。当熟料烧成后,温度逐渐降低,并由水泥熟料冷却机冷却到适合后续处理的温度。
6. 水泥粉磨:最后一步是将水泥熟料粉磨到适当的粒度,以满足水泥浆体凝结和硬化的需求。这一步是水泥制造过程中耗电最大的工序。
经过上述流程,水泥就制造完成了。水泥遇水后能变硬,主要得益于其主要成分硅酸钙(包括硅酸二钙和硅酸三钙)与水反应后形成的水化硅酸钙和氢氧化钙,这两种物质紧密结合,形成了高强度的固化材料。