水泥生产用原料与配料

1、水泥生产用原料及配料（4课时）第一节水泥生产用原燃材料及其控制1、水泥生产用原料1.1石灰质原料：以碳酸钙为主要成分石灰石、泥灰岩、贝壳等另如电石渣、糖 滤泥等工业废渣也可作为石灰质原料。石灰质原料是水泥生产的主要原料。一般要 求石灰石CaO45%,MgOV3.0%，但在新型干法水泥生产中，采用了石灰石预均化、 生料均化等措施，为低品位石灰石的利用提供了保证，使得CaO含量在42%左右， MgO含量在3%-5 %的底品位石灰石也能应用于水泥生产。1.2粘土质原料：主要以含SiO2及少量AL2O3、Fe2O3的原料。天然粘土质原料 有黄土、粘土、砂岩、河沙等，此外还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。粘

2、土质原料一 般 SiO255%。1.3校正原料:当石灰质原料和粘土质原料配料不能满足配料方案要求时，或S iO2或AL2O3或Fe2O3含量不足时，根据所缺成分，分别采用相应的校正原料。因此 校正原料分为，（1）硅质校正原料，例如砂岩；（2）铝质校正原料，如煤矸石、粉煤 灰、铝矶土;（3）铁质校正原料，如天然低品位铁矿石,硫酸渣、钢渣等工业废渣。2、水泥生产用燃料2.1燃料在水泥生产中作用：一是提供熟料煅烧及物料烘干所需要的热量；二 是燃料燃烧后所剩煤灰等作为原料掺到熟料及水泥中去。2.2煤的分类及组成水泥工业生产一般用煤作为燃料，此外在窑升温过程中及投料初始会使用很少一 部分柴油。煤的分类:

3、根据埋藏时间及碳化程度不同，可分为泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤。(2)煤的组成:分析燃料的组成通常有元素分析法和工业分析法。根据元素分析，煤由碳(C)、氢(H)、氧(0)、氮(N)、硫(S)五种元素和水分、 灰分组成。根据工业分析，煤由挥发份(V)、固定碳(C)、灰分(A)、水分(W)组成。其 中煤的灰分,是煤燃烧后剩余的矿物杂质，其主要化学成分为SiO2、AL2O3.Fe203. CaO、Mg0 ，另外还有少量的K20、Na2。、SO3。收到基(a r ):以收到状态的煤为基准。空气干燥基(ad):与空气湿度达到平衡状态的煤为基准。干燥基(d):以假想无水状态的煤为基准。干燥无灰基(daf):以

4、假想无水、无灰状态的煤为基准。(4)煤的发热量A、定义煤的发热量指单位质量的煤燃烧放出的热量，单位为cal/kg、kJ/kg(国 际标准单位)，leal/ g=4. 18J/gB、标准煤，为了比较各类燃料，规定低位发热量(收到基)为292 7 0k/kg (7000c al/kg)的煤为标准燃料。3、入机原燃材料预均化原燃材料均化、搭配是稳定生料、熟料及水泥质量的重要措施之一，是质量工 作的重点和根本。3.1原燃材料预均化原理A、预均化技术就是在原燃材料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现 原料的初步均化,使原料堆场同时具备储存与均化的功能。B、原燃材料的预均化的基本原理就是在物料堆放是

5、，由堆料机把进来的原料连续 的按一定的方式堆成尽可能多相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时，在 垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。3. 2原燃材料预均化的意义均化原燃材料，减少质量波动，有利于稳定磨机生产、稳定配料，从而为稳 定窑系统热工制度、稳定熟料产质量、稳定产品质量奠定基础，为降低耐火材料、煤 等消耗降低生产成本创造条件；(2 )可以扩大矿山资源的利用，最大限度的利用矿山的覆盖物和夹层，提高矿山 开采效率，降低开采成本，节约资源。(3 )自动化程度高。第二节生料配料1、生料配料1.1定义 就是将石灰石原料、黏土质原料、校正原料等，按照比例

6、(计量)混合 入磨粉磨成符合质量要求的生料。2技术要求饱和比KH=K0.0 2 月平均合格率N75%硅酸率n=K0.10月平均合格率80%铝氧率P=K0.10月平均合格率N80%。2、配料计算原材料化学成分表名 称L o ssSiO2AO3Fe2O3CaOMgOEk2oNa2 Or2ocl-SO3结 晶 水水分石灰石42 .061. 2 80.800.8 851. 502.4698. 980 .5电 石 渣22.933.9 22.690. 8266. 960. 1197. 460. 1325.0河沙7. 6670 .2 38.8 33 .916.4 30 .8297.881.320.881.7

7、410. 0砂LU 石3. 1884.044.6 84.3 31.890.3698.480.380 .050. 303 .5铁12.62230.41 .801.591 .80.011 .34.0粉05 .604. 6346.57550钢2.3813.303.8 224. 3339. 68.8 692.34.5渣43铝144. 62 6.711. 400.596. 20 .60.100.43 .5矶1. 04321 .960509土矿315. 41.393 7.98. 8 590 .40.30.69. 5渣0. 652. 5035.42577粉7.11425. 04. 761. 3396.691

8、. 280.61. 460 .2煤9 .678 .74829灰炉5.28529.34.9 94.281.059 5.01. 40.71 .620. 0渣0 .1088158脱39.011 2.0硫08.石1膏1窑37.188 .334.0 71.9244.781. 3497.KH=1.6回6203灰2.1配料计算基本术语 2.1.1干基、湿基定义及其换算1）干基、湿基定义2）干湿基换算例1：已知，生料湿基配比为石灰石8 2. 0%,河沙1 2 .0%,铁粉4.0 %，砂岩 2.0%,物料水分分别为1. 0%,1 0 . 0%,5. 0 %,3.0 %，计算生料干基配比。解:干基石灰 石=8 2

9、 . 0X（1-1.0%）/100X100%=81.2%干基河沙二12.0X（1-1O.O%）/1OOX1O0%=10.8%干基铁粉=4.0X（1-5. O%）/10OX10O% = 3.8%干基砂岩=2. OX（1-2.O%） /10 0 X1OO% = 2. 0%百分比转换：求和：干基石灰石+干基河沙+干基铁粉+干基砂岩=8 1 . 2 %+10. 8%+8%+2. 0% = 97.8 %转换：干基石灰石=(81.2%：97.8%)X10O%=83.0%干基河沙二(1O.8%：97.8%)X100%=11. 0%干基铁粉=(3.8%：97. 8%)X1 00%=3.9%干基砂岩=(2.0%

10、97.8%)X100%=2. 0%例2：已知普通42.5水泥干基配比为熟料80%,矿渣10%,石灰石4 %，石膏6%, 水分分别为0%、10%、0.5%、12%,请计算水泥湿基配比。解：各物料湿基计算：熟料=80%石灰石=4%：(1-0.5%)X100%=4.2%矿渣= 10%： (1-10%) : X 100%= 11.1%石膏=6%：(1-10%)乂10 0%=6. 7%百分比转换：湿基求和=4.2%+11.1%+6. 7 %+80%=1 0 2%百分比换算 熟料=(80%：102%)X10 0%=7 8.4%矿渣=(11.1%：1 02%)X100%=1 0 .9%石灰石=(4.2%：1

11、0 2%)X100%=4.1%石膏二(6. 7%：102%)X10 0%=6. 6%干基物料=湿基物料X(1-水分%)2.1.2、煤灰掺加量计算1 )熟料热耗:生产单位质量熟料需要的热量(kJ/kg)。(千业设计为31 00 kJ/kg)2)熟料煤耗：生产单位质量熟料需要消耗的煤量(kg / t)。(假设熟料实物煤耗为160kg-煤/t一熟料）3）煤灰掺加量计算煤工业分析M (%)M ad(%)Vad(%)Aad(%)FCad(%)Q n et ad(k J / k g)Qne 七.ar( k J/kg)St.ad(%)10.01. 8 16.3925.1466.6624 0 282 182

12、50.30煤灰分全分析（）LossSiO 2AL23Fe2O3CaOMgOE5 1 .0 72 7.964. 187. 5 51.0 191. 7 7熟料热耗=煤发热量x煤耗煤耗=熟料热耗：煤发热量煤灰掺加量=煤耗X煤灰分X煤灰沉积率X 100%=315 0：24028X27.96%X1 0 0 %X1 00 %=3.66%（假设煤灰沉积率为10 0%）2.1 .3生料料耗2.2配料计算2.2.1生、熟料具体转化工艺过程：预热干燥、碳酸盐分解、固相反应、熟料烧成、冷却。次序过程名称主要物理化学反应主要形成物功能设备1预热干燥生料被加热,其中水分蒸发，黏土质矿物脱去 结合水分解形成AL2O3、F

13、e2O3、SiO2A L2 O 3、Fe2 O 3、SiO2预热器2碳酸盐分解碳酸钙、碳酸镁分解，形成CaO、MgOCaO、MgO分解炉3固相反应在回转窑内新生态的Ca O、AL2O3、Fe2 O3,SiO2随着温度的逐步升高，开始形成 些如CA、CS等早期矿物，最终在11001 2 00C大量形成C3A、C4AF, C2 S含量达到 最大值342CA、CAF、CS 42回转窑4熟料烧成在液相条件下，在1 4 50C左右C2S与CaO 反应形成C S3CS3回转窑5熟料冷却回收熟料热量，保持提高熟料矿物活性篦冷机2 .2.2配料方案表示方法KH=K0. 02 n= K+0.10 P= K0.1

14、02.2.3配料计算（见附件）3、影响配料准确性因素3.1影响因素原材料成分波动(2)煤质量波动熟料煤耗变化检验滞后性样品代表性变化生料配料秤计量不准确(7 )检验结果误差大3.2注意事项牢记生产、质量是动态变化的，要树立辩证的控制思想，在出现波动时关键要 分析清楚造成波动的原因。原燃材料化学成分是动态变化的；配料计量称是变化的;生、熟料对应关系是会变 化的；稳定是根本,配料也是如此，对料调整控制要充分考虑到窑热工的适应性，要本 着循序渐进的思想调整。质量波动是正常规律，要学会根据波动趋势判定稳定性。3.3新型干法水泥生产缺点(1)原燃材料入机前全部进行预均化，有利于稳定配料，但反过来如果原燃材料 质量出现突变，因入预均化堆场原