水泥(熟化前微粒化)生產流程簡介
一、 目前水泥廠環保問題(熟化前磨細化)節省熟化燃料?
生料製備 包括從原料破碎開始至成分調配到合乎要求的生料過程。生料製備有乾法和濕法兩種方法。在乾法製備過程中﹐石灰石等大塊硬質原料﹐按傳統工藝是先經過一次破碎至大小在100mm左右的塊料﹐或再經第二次破碎至小於25mm的塊料(近年來已發展一次即破碎至小於25mm的塊料工藝)。黏土等含水原料則應經烘乾再與石灰石﹑鐵礦石等按比例送入磨機內﹐研磨成細的生料粉﹐輸入攪拌庫﹐在庫中用壓縮空氣攪拌﹐並調整成分至合格的生料粉。濕法製備生料過程與乾法的主要區別﹐在於黏土是先用水淘洗成泥漿﹐與石灰石和鐵礦石共同研磨至含水分約為35％的生料漿。乾法製備生料的主要優點是在燒水泥熟料時的熱耗比濕法低﹐每千克熟料的熱耗只需要3.6～4.6MJ﹐而濕法需要 5.2～6.3MJ。但濕法製備的生料成分較易均勻。一些先進乾法生產水泥廠﹐近年來採用原料預均化和生料成分自動控制等措施﹐以保證生料粉成分的均勻。
水泥生料在窯內受熱過程中發生一系列物理和化學變化﹐如游離水的蒸發﹑黏土脫去結晶水﹑碳酸鈣分解成氧化鈣。後者與黏土中的氧化硅和氧化鋁及鐵礦石間發生固相反應生成化合物﹐它們的存在形式主要有四種﹐即硅酸三鈣(3CaOSiO﹐簡寫CS)﹑硅酸二鈣(2CaOSiO﹐簡寫CS)﹐鋁酸三鈣(3CaOAIO﹐簡寫CA)和鐵鋁酸四鈣(4CaOAlOFeO﹐簡寫CAF)。還有少量未化合的氧化鈣和方鎂石 (MgO)。有時還有硫酸鹽﹑鈦酸鹽等﹐但數量更少。由於熟料中還含有其他氧化物﹐上述各化合物並不是以純的狀態存在﹐往往固溶有其他各種氧化物。故又將它們按照礦物相(即晶相)來命名﹐如硅酸三鈣稱阿利特﹐它在熟料中佔50％以上﹔硅酸二鈣稱貝利特﹐約含有25％﹔鋁酸三鈣為鋁酸鹽﹔鐵鋁四鈣稱才利特。從反光顯微鏡下觀察到的水泥熟料結構可見到六方晶體是阿利特﹐圓粒晶體是貝利特。晶體間的物質係由於物料在1450℃左右溫度下有約30％熔融經冷卻後形成﹐稱中間相﹐其中亮的部分是才利特﹐又稱白色中間相(即無定形的非晶相)﹐暗色的是鋁酸鹽﹐又稱黑色中間相。水泥熟料化學成分(％)有一定範圍要求﹐氧化鈣62～67﹐氧化硅20～24﹐氧化鋁4～7﹐氧化鐵3～5。
水泥製成和包裝 從窯內出來的水泥熟料經冷卻後加入適量石膏(控制水泥中SO≦3.5％)﹐在磨機內研細﹐製成硅酸鹽水泥。水泥研磨的細度對水泥質量影響較大﹐提高細度﹐可提高水泥的強度﹐但相應的電耗也增大。細度一般控制在0.08mm方孔篩上的篩餘量不大於10％﹐或者比表面積在3000cm/g左右。水泥研磨過程中的粉塵較大﹐因此在設備進出口﹑輸送過程及包裝處均應安裝收塵設備﹐如沉降室﹑旋風收塵器﹑袋收塵器等。一些先進的工廠中均裝有電除塵器。在中國還利用含KO高的黏土或鉀長石代替黏土原料﹐在燒過程中使氧化物揮發至塵埃中﹐收集含KO較高的粉塵﹐可以作鉀肥使用。水泥粉常用紙袋包裝﹐但近年來已大量改用散裝船﹑散裝車輸送﹐提高了裝運效率﹐降低了成本。

石灰石的開採－採礦系統
石灰石富含碳酸鈣(CaCO3 ) 是製造水泥的主要原料，製造一
噸水泥約需1.2～1.6灰石，而一個經營良好之水泥廠，必須
獲得至少足供應以50 ～100年的原料，才不致有匱乏之虞。
在開採時，必須先將覆蓋在礦體上的表土移去， 然後以爆破
方式，將石灰石炸成碎塊，以利採掘 ( 如石灰石之採掘面可以機械力量來挖掘或弄鬆， 則無須爆破 )。因坑內採掘成本過大，通常多採用露天開採。隨後，將爆破後之碎石塊，經鏟裝車鏟至運輸系統上，輸送至碎石工場或水泥工廠內之碎石機，以準備進行下一階段混合配製的過程。至於粘土及其他副料之採掘亦和石灰石之採掘相類似。
水泥原料與配製
水泥的基本成分是由碳酸鈣（CaCO3）、二氧化矽（SiO2）、
三氧化二鋁（Al2O3）和三氧化二鐵（Fe2O3）的組合，依照
特定的物理和化學標準規格所調製，因此原料配製過程必須
謹慎監控。
石灰石礦通常與頁岩、泥土、砂石或鐵等礦石層相混合，一
起自採石場上被挖掘，運送至碎石廠進行壓碎，再接著運至生料磨系統，依照特定的組成成分，按比例混合磨製，形成水泥的生料。
鍛燒與急冷－旋窯系統
水泥的生料燒成熟料必須經過旋窯系統的預熱分解，為了增
加CaCO3的分解，發展出『懸浮預熱分解』的旋風筒與分解
爐，因懸浮狀態生料能增加倍以上的熱傳面積，使得原本需
要在窯內分解一小時的預熱過程，大大縮短成30-45秒。
此外熱傳效率的增加也降低了預熱機出口廢氣的溫度，使溫度維持在320-380℃之間，降低熟料的熱耗量。
鍛燒後，必須經過熟料急冷系統。熟料的急冷除了有利於運輸以及後續的加工研磨外，也能提高水泥的品質，因緩慢冷卻，熟料的一切成分均結成晶體，會影響水泥的抗壓強度以及可磨性。熟料的急速冷卻同時也能提高水泥對於化學侵蝕的抵抗力（如硫酸鹽性之硫酸鈉及硫酸鎂等化學侵蝕）。
最後加工研磨－水泥磨系統
熟料還要經過最後的加工研磨才能變成水泥，因為水泥是
由 96﹪的熟料加入 4﹪的石膏研磨而成。水泥磨系統必須
將粉粒研磨成適當大小，才能讓水泥發揮出最大的抗壓強
度。磨製好的水泥就能包裝運銷。
水泥中粉粒大小在3~3Oum(10-6m)之部份，對於水泥強度之發展最關重要。小於3um之粒子部份僅對於初凝強度，有所貢獻：因其水合作用快 ，一日以後即達最高之抗壓與抗彎強度。超過60um之部份則水合作用遲緩，而對水泥之強度，鮮有補助。

二、 水泥廠環保問題A.空氣污染B.燃料高漲
台灣重億公司 ; 提供物理化學反應技術 ?.
(一) Tio2奈米光觸煤助劑 決解生產水泥對廢氣含有一氧化碳、碳氫化合物、鉛化物、氮氧化物、硫氧化物等。
(二) 熟化燃燒設備 ; 水、油、煤、助劑混合自動化控制燃燒熱能，省節燃料20~30% 決解燃料漲少碳排放量。
(三) 油壓自動化控制封密式錐滾加壓含濕乾式氣研磨(熟化前配料微粒化研磨300u`100u)、(生料配Tio2旋窯混合造微粒鍛燒)、(急冷96%熟料配4%石膏研磨30u~10u成品)。
三、 水泥廠生產水泥 ; 無空氣及飛塵碳(綠化環保)製造流程 ;
(一) 石灰石的開採－採礦系統
(二) 石灰石篩洗—粗碎礦系統
(三) 岩、泥土、砂石或鐵等礦石配料系統
(四) 油壓自動化控制封密式錐滾加壓含乾式氣微粒化研磨100u`50u系統
(五) 生料配Tio2旋窯混合造微粒鍛燒系統
(六) 急冷96%熟料配4%石膏研磨20u~10u成品系統
(七) 成品自動包裝袋25kg系統
四、 奈米水泥廠 ;
納米水泥細度4u~1u 是一種高精密水泥可以替代傳統產業如 ;
1.建築塗料表面材(鏝披工法)防水、透氣、永久性堅固。
2.高壓成型磁磚而低溫燒結。
3. 高壓成型無需燒結。
4.加水混合灌模成型應用。
5.水泥污水管表層噴漿低溫燒結磁磚化(耐酸、耐鹽、密度強、光滑佳)替代傳統環氧樹脂及高分子塑膠護膜。
6.成本低、施工容易新時代產物開發、研究、推展。
五、 水泥研磨之技術 ;
3~30um粉粒部份所佔之比例
在普通水泥中：:40~55%(350~370 KG/cm2)
在高強度水泥中：55~65%(380~42O KG/cm2)
在超強度水泥中：70以上。(430 KG/cm2以上)
太細之細度如5000cm2/g(Blaine)，則對強度之發展，不但不發生影響； 反之，且減低其強度。
六、 日本煤渣研度的未來趨勢 ;
在日本水泥業煤渣的研磨主要細度約4,000-4,500cm2/g，但是由於高品質的需求與日劇增，例如高強度、超低溫和高品質之水泥，細粒煤渣研磨的趨勢越來越強，並直逼細度6,0OOcm2/g的標準。
重億興業股份有限公司
提供物理化學反應創造 ;
綠色建築原材料水泥製造廠無空氣染、綠色建築表面奈米水泥替代高分子材。
一、 Tio2奈米光觸煤助劑 ; (台灣、美國發明專利)
(一) 決解生產水泥對廢氣含有一氧化碳、碳氫化合物、鉛化物、氮氧化物、硫氧化物等。
(二) 鍛燒與急冷－旋窯系統，水泥的生料燒成熟料必須經過旋窯系統的預熱分解，為了增加CaCO3的分解，若添加Tio2奈米光觸煤助劑，免經過旋窯系統的預熱分解，就可能增加倍數以上的熱傳導面積，大大縮短成鍛燒時間及產量、降低鍛燒度。
(三) 添加Tio2奈米光觸煤助劑決解，在水泥生料在窯內受熱過程中發生一系列物理和化學變化﹐如游離水的蒸發﹑黏土脫去結晶水﹑碳酸鈣分解成氧化鈣。後者與黏土中的氧化硅和氧化鋁及鐵礦石間發生固相反應生成化合物有害重金屬。
二、 油壓自動化控制封密式錐滾加壓含濕乾式氣研磨機 ; (台灣、美國、歐洲十三國發明明專利)
(一)決解生料及熟料各種機械產生噪音。
(二)決解生料及熟料各種機械研磨零件損害更換成本。
(三) 決解機械研磨粒徑無法控制利用網過濾回收研磨。
(四)決解網過濾產生飛塵。
(五)電腦連線控制，封密式錐滾加壓及週速原理，控制研磨所需粒徑。

重億興業股份有限公司 2008/5/17