生料制备技术

第四章硅酸盐水泥生料制备技术§4-2生料粉磨工艺技术§4-1生料的配料及计算§4-3立式磨在生料粉磨中的应用§4-4生料粉磨系统的调节控制◆生料由石灰质原料、粘土质原料、少量校正原料〔有时还参加矿化剂、晶种等，立窑生产时还要加煤〕按比例配合，粉磨到一定细度的物料。

§4-1生料的配料及计算◆生料的类型干法生产——生料粉，水分含量一般不超过1%。湿法生产——生料浆，含水32%～40%左右立窑生产——白生料、黑生料、半黑生料等生料粉◆配料

根据水泥品种、原燃料品质、工厂具体生产条件等选择合理的熟料矿物组成或率值，并由此计算所用原料及燃料的配合比。新干法生产用生料粉

目的〔1〕工艺设计〔2〕生产运行

原那么〔1〕生料成分满足煅烧优质熟料的要求；〔2〕生料具有良好的易磨性和易烧性；〔3〕生产过程易于控制，便于操作，简化流程；〔4〕经济、合理地使用矿山资源。配料目的及原那么◆配料计算的依据:物料平衡。◆常用基准:〔1〕枯燥基准：物料中的物理水分蒸发后处于枯燥状态，以枯燥状态物料作计算基准，简称干基。〔2〕灼烧基准：去掉烧失量〔结晶水、二氧化碳与挥发物质等〕以后，生料处于灼烧状态。以灼烧状态作计算基准。〔3〕湿基准：用含水物料作计算基准时称为湿基准，简称湿基。配料计算的依据反响物的量=生成物的量

◆配料方案:即熟料的矿物组成或熟料的三率值。

◆配料方案的选择:选择合理的熟料矿物组成，即确定熟料三率值KH、n、p值。

◆如何确定配料方案:，应根据水泥品种、原料与燃料品质、生料质量及易烧性、熟料煅烧工艺与设备等进行综合考虑。

配料方案的选择确定率值应注意1、三个率值要互相匹配，吻合，不能只强调某一率值而无视其他两个。2、一般率值的波动范围：KH=目标值±0.01～0.02，n=目标值±0.1，p=目标值±0.1。配料计算方法方法很多，主要介绍:

尝试误差法递减试凑法用微机编制程序的计算方法配料计算◆思路：假定原料配合比→计算熟料组成→计算结果与设定值比较→不符合要求，那么调整配合比重新计算，直到符合要求为止。尝试误差法◆计算过程：1、确定熟料组成〔KH、n、p〕；2、计算煤灰掺入量：3、计算枯燥原料配合比；4、计算湿原料配合比[例]：原、燃料的有关分析数据如下表，假设以四种原料配合进行生产，要求熟料的三率值为：KH=0.90±0.02，SM=2.6±0.1，IM=1.7±0.1，单位熟料热耗为3053KJ/Kg熟料(730Kcal/Kg.熟料)，试计算原料的配合比。尝试误差法[解]〔1〕确定熟料组成根据题意，熟料率值为：KH=0.90，SM=2.6，IM=1.7。(2)计算煤灰掺入量(3)计算枯燥原料配合比凭经验设定枯燥原料配合比为：石灰石81%、砂岩9%、铁矿石3.5%、粉煤灰6.5%。名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OCI-石灰石砂页岩粉煤灰铁矿石34.720.240.240.09

1.368.063.091.75

0.490.251.830.190.320.150.581.1441.810.160.270.091.790.070.040.070.040.0060.03250.00000.200.03240.07350.00000.020.00540.01370.01580.01540.00140.00000.0000生料35.2914.26

2.762.1942.331.960.07930.30840.05910.0167灼烧生料_22.05

4.273.3865.423.030.12260.47650.09130.0259名称配比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OCI-灼烧生料煤灰96.543.4621.281.824.121.003.260.2263.160.222.920.050.11830.07620.46000.03460.08820.01520.02500.0000熟料10023.105.123.4863.382.970.19450.49470.10340.0250验算熟料的率值：计算结果如下：KH=0.83SM=2.69IM=1.47将计算结果与设定值比较：KH过低，SM较接近，IM较低。调整配比重新计算：根据经验统计，每增减1%石灰石〔相应减增适当砂岩〕，约增减KH=0.05。据此，调整原料配合比为：石灰石82.3%，砂岩8.1%，铁矿石2.6%左，粉煤灰7%。重新计算结果如下：名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OCI-石灰石砂页岩粉煤灰铁矿石35.270.220.260.0691.387.263.331.300.490.231.970.140.320.140.630.8542.480.140.290.071.820.060.040.050.04120.00570.03500.00000.20580.02920.07910.00000.02470.00490.01470.01170.01560.00120.00000.0000生料35.8213.272.841.9342.991.970.08180.31400.05600.0169灼烧生料--20.674.423.0066.983.060.12750.48930.08720.0263名称配比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OCI-灼烧生料煤灰96.543.4619.961.824.261.002.900.2264.660.222.960.050.12310.07620.47230.03460.08420.01520.02530.0000熟料10021.785.263.1264.883.010.19930.50700.09940.0253验算熟料的率值：计算结果如下：KH=0.90SM=2.60IM=1.69将计算结果与设定值比较：KH、SM到达预先要求，IM略低，但已十分接近要求值。确定结果：原料配合比为：石灰石82.3%，砂岩8.1%，铁矿石2.6%左，粉煤灰7%。(4)计算湿原料的配合比设原料操作水分：石灰石1%，砂岩3%，铁矿石4%，粉煤灰0.5%，那么湿原料质量配合比为：石灰石82.12%砂岩8.25%铁矿石2.68%粉煤灰6.95%计算过程如下表名称湿基用量（份）湿基配比（%）石灰石砂岩铁矿石粉煤灰合计101.23100◆递减试凑法从熟料化学成分中依次递减假定配合比的原料成分，试凑至符合要求为止〔又称递减试凑法〕。[例4-2]原、燃料的有关分析数据如表4-4，4-5所示，假设用窑外分解窑以三种原料配合进行生产，要求熟料的三率值为：KH=0.89，SM=2.1，IM=1.3，单位熟料热耗为3350KJ/Kg熟料，试计算原料的配合比。递减试凑法基准：100Kg熟料计算步骤：1、列出原料、煤灰的化学成分，煤的工业分析资料。2、计算煤灰的掺入量；3、选择熟料率值；4、根据熟料率值计算要求的熟料化学成分；5、递减试凑求各原料配合比；6、计算熟料化学成分并校验率值；7、将枯燥原料配合比换算成湿原料配合比。条件原料化学成分换算成100﹪

名称SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO烧失量其他合计石灰石2.420.310.1953.130.5742.660.72100.00粘土70.2514.725.481.410.925.271.95100.00铁粉34.4211.5348.273.530.092.26100.00煤灰53.5235.344.464.791.190.70100.00煤的工业分析设计熟料率值:

KH=0.89±0.01;SM=2.1±0.1;IM=1.30±0.1设计热耗:3350KJ/Kg-熟料水分灰分挥发分固定碳发热量4.49%28.56%20.12%46.83%20930KJ/Kg1.计算煤灰掺入量：方法同前得GA=4.57%

2.计算熟料的化学成分：设∑=97.5%，计算得

Fe2O3=4.50%Al2O3=5.85%SiO2=21.74%CaO=65.41%3.进行递减试凑：计算步骤SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO+其他要求熟料成分-4.57Kg煤灰成分21.742.545.851.624.500.2065.410.232.500.09差-122Kg石灰石19.292.954.230.384.300.2365.1864.822.411.57差-23Kg粘土16.3416.163.853.394.071.260.360.320.840.66差-5.8Kg铁粉0.182.000.460.672.812.800.040.200.180.13差+2.6Kg粘土-1.821.83-0.210.380.010.14-0.160.040.050.07和-0.3Kg铁粉0.010.100.170.030.150.14-0.120.010.120.01差+0.2Kg石灰石-0.0900.1400.010-0.130.110.110余-0.090.140.01-0.020.11据上表可求得煅烧100Kg熟料所需各种原料用量为:

干石灰石=122-0.2=121.8Kg

干粘土=23-2.6=20.4Kg

干铁粉=5.8+0.3=6.1Kg各原料配比为:

干石灰石=

干粘土=

干铁粉=4.校验熟料化学成分与率值名称配合比（%）烧矢量SiO2Al2O3Fe2O3CaO石灰石粘土铁粉82.1313.764.1135.040.73—1.999.671.410.252.030.470.160.761.9843.640.190.14生料10035.7713.072.752.9043.97灼烧生料100—20.354.284.5268.46灼烧生料煤灰100-4.574.57——19.422.454.081.624.310.2065.330.22熟料100—21.875.704.5165.65计算率值得：KH=0.891SM=2.14IM=1.26

5.湿物料配比设定入磨原料水分控制值为：

石灰石0.8%，粘土1.5%，铁粉4%。湿基湿物料配比及计算过程名称湿基用量（份）湿基配比（%）石灰石粘土铁粉合计101.04100原燃材料成分变化，就应重新进行系统配料。日常生产中，一旦配料计算之后，小范围内的成分波动可以采用下述方法进行调整配料的调整采用率值配料控制系统自动调节原料配比§4-2生料粉磨开路管磨闭路管磨风扫磨提升循环磨尾卸提升循环中卸提升循环普通粉磨系统烘干兼粉磨系统混合粉磨系统终粉磨系统预粉磨系统管球磨系统挤压粉磨系统干法粉磨系统立式磨系统预破碎兼烘干喂料成品QTQF开路系统闭路系统管球磨立磨挤压粉磨挤压粉磨技术辊压机烘干兼粉磨系统中卸提升循环磨◆利用废气进行磨内物料的烘干◆粉磨设备日趋大型化◆新型闭路粉磨系统◆磨机系统操作自动化二、生料粉磨系统的开展特点三、生料的粉磨细度及颗粒分布要求合理的生料粉磨细度，包括两个含义：使生料的平均细度控制在一定范围内：0.08mm筛筛余＜8~12%，12~16%；尽量防止粗颗粒：0.2mm筛筛余＜1.0~1.5%，0.5~1.0%§4-3生料均化◆粉磨后的生料通过合理搭配或气力搅拌等方式，使其成分趋于均匀一致的过程。

矿山开采原料预均化生料粉磨生料均化生料均化链是最后环节,完成均化任务的40%左右生料制备及生料均化工艺流程1---石灰石矿2、第二种原料3、破碎4、预均化堆场5、配料6、磨机7、生料均化库8、试样9、荧光分析仪10、去水泥窑系、生料均化的意义生料均化程度会影响：熟料的产、质量；窑的热工制度；窑的运转率；能耗。二、生料均化根本原理主要是采用空气搅拌及重力作用下产生的“漏斗效应”（或称鼠穴效应），使生料粉向下落降时切割尽量多层料面予以混合。同时，在不同流化空气的作用下，使沿库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生径向倾斜，进行径向混合均化。即有三种均化作用：空气搅拌、重力均化、径向混合不同类型均化库，都是利用三种均化作用原理进行匹配设计的不同类型的均化库均化效果上下、电力消耗大小等，关键在于三种均化作用匹配和利用技术水平的上下。不同的匹配方式，就要求均化库有不同的结构、设备、控制装置和软件。三、生料均化的主要设施

〔一〕生料均化库的开展◆20世纪50年代前,主要靠机械倒库,动力消耗大,均化效果不好。因生料浆易于搅匀，当时积极开展湿法生产。◆50年代初期，间歇式空气搅拌库开始迅速开展；◆60年代，双层库〔上层搅拌库，下层储存库〕出现；◆70年代德国缪勒、伊堡、克拉得斯·彼特斯等公司研究开发了多种连续式均化库，随后伊堡、伯力休斯、史密斯公司又研发了多料流式均化库。开展趋势：多料流式均化库〔二〕生料粉气力搅拌的根本部件位置充气装置结构设在搅拌库底〔二〕生料粉气力搅拌的根本部件方式充气装置作用材质充气时空气通过多孔板进入生料粉中，但停止充气时，生料粉不能通过多孔板下落。陶瓷多孔板水泥多孔板钢性透气层柔性透气层

多孔板：〔二〕生料粉气力搅拌的根本部件〔三〕生料均化库的主要设施◆均化原理

压缩空气通入充气箱经透气层进入料层，使库内粉料体积膨胀，呈流态化，再按一定规律改变各区进气压力或进气量，那