第二章 原燃料及配料

1、第二章第二章 原燃料及配料原燃料及配料第一節(jié) 原燃料類 別名 稱備 注主要原料石灰質原料石灰石、白堊、貝殼等1t熟料-1.6t干原料黏土質原料黏土、黃土、頁巖、粉煤灰等校正原料鐵質校正原料硫酸渣、鐵礦石、銅礦渣等生產熟料硅質校正原料河砂、砂巖、粉砂巖等鋁質校正原料爐渣、煤矸石、鋁礬土等外加劑礦化劑 螢石、螢石-石膏、金屬尾礦等生產熟料晶種熟料生產熟料助磨劑亞硫酸鹽紙漿廢液、醋酸鈉等粉磨用燃料固體燃料煙煤、無煙煤我國常用煤液體燃料重油緩凝劑石膏等水泥組分混合材料?；郀t礦渣、石灰石等水泥組分1.1石灰質原料凡是以碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣為主要成分的原料都叫石灰質原料。如石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊、貝殼

2、等。一般生產1t熟料約用1.3-1.5t石灰質干原料，在生料中約占原料總量的80%以上。 1種類天然的：石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊、貝殼等。 我國水泥工業(yè)生產中應用最普遍的是石灰?guī)r（俗稱石灰石），泥灰?guī)r次之，個別小廠采用白堊和貝殼。1.1石灰質原料石灰?guī)r：是由碳酸鈣所組成的化學與生物化學沉積巖. 主要礦物：方解石（CaCO3）微粒 常含有白云石（CaCO3MgCO3）、石英（結晶SiO2）、燧石（又稱玻璃質石英、火石，主要成分為SiO2 ，屬結晶SiO2 ）、粘土質及鐵質等雜質。1.1石灰質原料方解石晶體的大小對生料易燒性的影響： CaCO3晶體愈小，分解出的CaO顆粒也愈小，分散度愈大，在相等量熔

3、體條件下，CaO顆粒與熔體的接觸面愈大，故CaO溶解及參與燒成反應的數量愈多，因此其易燒性越好。 CaCO3晶體愈大，分解溫度愈高。1.1石灰質原料石英、燧石（以石英為主要礦物）對生料易磨性、易燒性的影響： 化學成分均為SiO2，呈穩(wěn)定的結晶狀態(tài)。 石英、燧石莫氏硬度7，質地堅硬，難磨。 煅燒時SiO2要與原料中的CaO等起反應，生成礦物，首先必須破壞它原來的結構（使它活化）。破壞結晶SiO2的結構，需要的能量大。難燒。1.1石灰質原料泥灰?guī)r是由碳酸鈣和粘土物質同時沉積所形成的均勻混合的沉積巖，易采掘。它是一種由石灰石向粘土過渡的巖石。 泥灰?guī)r是一種極好的水泥原料，其中石灰?guī)r和粘土混合均勻，易

4、燒性好，有利于提高窯的產量，降低燃料消耗。白堊是由海生生物外殼與貝殼堆積而成，主要由隱晶或無定形細粒疏松的碳酸鈣所組成的石灰?guī)r。其中常夾有粘土，碳酸鈣含量在90%以上。白堊結構疏松，易于粉磨和煅燒，是水泥生產的優(yōu)質原料。1.1石灰質原料人工的(工業(yè)廢渣)：電石渣、糖濾泥、堿渣、白泥等。1.1石灰質原料2生產質量要求用作生產硅酸鹽水泥原料的石灰?guī)r和泥灰?guī)r，其質量要求如下表 GB 502952008水泥工廠設計規(guī)范成分 CaOMgO f-SiO2（燧石或石英） SO3 堿氯離子含量() 48 3 8(石英質)或4(燧石質) 0.5 0.60.031.1石灰質原料新型干法水泥生產過程中，采用了石灰石

5、預均化、生料均化等措施，為低品位石灰石的利用提供了保證，使C含量在42%左右、M含量在3-5%之間的低品位石灰石，也能達到生產要求，處長了礦山服務年限，有效利用了資源。低品位石灰石具有易燒、易磨、共熔溫度低、晶格有缺陷和碳酸鈣分解溫度低等優(yōu)點，但低品位石灰石成分波動大、R2O等有害成分含量高，對配料煅燒有一定影響。1.1石灰質原料3石灰質原料的選擇根據配料要求，石灰石中的CaO不能低于48。但是，為了礦山的開發(fā)，原料的綜合利用，低品位的石灰石也應利用起來，這樣，就需要和一級品搭配使用，但搭配以后的石灰石CaO仍需大于48。氧化鎂如果含量太高，會影響到水泥的安定性，而石灰石中的白云石（CaCO3

6、MgCO3）是氧化鎂的主要來源。為使熟料中MgO小于5.0，則石灰石中的MgO小于3.0。堿含量過高，會影響到熟料的煅燒和熟料的質量。1.1石灰質原料3石灰質原料的選擇石灰石中夾雜呈結核狀或透鏡狀的燧石（結晶SiO2）稱為燧石結核，它以石英為主要礦物，這種物質難磨、難燒，從而影響到窯、磨的產量及熟料的質量。重結晶的大理石與方解石結構致密，結晶粗大，完整，雖化學成分較純，CaCO3含量較高；但不易磨細與燃燒。1.2粘土質原料粘土質原料指提供水泥熟料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3等成分的原料的總稱。一般生產1t熟料約用0.3t-0.4t粘土質原料。在熟料中約占11%-17%。（硅鋁質原料）1

7、種類 天然的：黃土、粘土、頁巖、粉砂巖、河泥等。 人工的(工業(yè)廢渣)：煤矸石、粉煤灰、煤渣、磷渣等。一般均只代替部分粘土。我國水泥工業(yè)中使用較多的是粘土和黃土。 隨著國民經濟的發(fā)展以及水泥廣大型化的趨勢，為保護耕地，不占農田，近年來多采用頁巖、粉砂巖等為粘土質原料。 1.2粘土質原料砂巖砂巖頁巖頁巖1.2粘土質原料2硅鋁質原料主要質量指標產品方案中對氧化鎂或堿含量有限量要求時，應相應變更。在資源條件允許時，應首選巖石狀硅鋁質原料(如頁巖類、粉砂巖類、砂礦類等) 。 硅酸率鋁氧率氧化鎂SO3 堿氯離子指標3.004.00 1.503.00 3140.031.2粘土質原料3衡量粘土質原料質量的因素

8、： 粘土的化學成分(硅率、鋁率)、含砂量、含堿量、主導礦物 所謂主導礦物是指粘土同時含有幾種粘土礦物時，其中含量最多的礦物。根據主導礦物不同，可將粘土分成高嶺石類、蒙脫石類及水云母類等。 一般水泥生產中粘土質原料以高嶺土居多，為層狀結構的二氧化硅。 礦山開采 主要原料（石灰石和粘土）資源 ，靠近工廠，自行開采。 開采前對礦山資源進行詳細的勘探；作必要的原料工業(yè)性試驗。 水泥廠的原料一般是用露天開采。 開采過程： 剝離：覆蓋層的剝離 開采：有用礦的開采石石灰灰石石礦礦山山 水泥廠的原料一般是用露天開采。 開采過程： 剝離：覆蓋層的剝離 開采：有用礦的開采鉆孔鉆孔爆破爆破采運采運 礦石的運輸，根據

9、采石場距工廠的距離及采石場與工廠間的地形可以利用不同的運輸工具。 皮帶輸送機 鋼索絞車 自動卸料汽車 小型內燃機車 火車裝運 架空索道 1.3校正原料在生產中只用石灰質和粘土質兩種原料，往往不能滿足生產優(yōu)質熟料、尤其是特種水泥熟料的要求，有的是Fe2O3含量不足，有的則是SiO2、Al2O3的含量不足。為了彌補這些成分的不足，一般選用鐵質、硅質和鋁質三種校正原料。 1種類：天然的：低品位鐵礦石 工業(yè)廢渣：硫鐵礦渣(硫鐵礦煅燒脫硫后排出的一種粉狀殘渣，Fe2O350%，在我國用得較多，俗稱鐵粉。)、煉鐵廠尾礦、銅礦渣、鉛礦渣等。2質量要求Fe2O3 40%；MgO 3%；R2O 4.0SiO2

10、(70%-90%) R2O 30% MgO 3% R2O 2%。 1.4 燃料水泥工業(yè)是消耗大量燃料的工業(yè)，燃料按其物理狀態(tài)不同可分為固體、液體和氣體三種。（一） 固體燃料煤的種類 固體燃料煤，可用無煙煤、煙煤和褐煤。1、無煙煤：無煙煤是一種碳化程度最高，干燥無灰基揮發(fā)分含量小于10%的煤。其收到基低熱值一般為2090029700kJ/kg（50007000kcal/kg）。 無煙煤結構致密堅硬，含碳量高，著火溫度為600700，燃燒火焰短，是立窯煅燒熟料的主要燃料。1.4 燃料2、煙煤：煙煤是一種碳化程度較高，干燥灰分基揮發(fā)分含量為15-40%的煤。其收到基低熱值一般為2090031400k

11、J/kg（50007500kcal/kg）。煙煤結構致密，著火溫度為400500，是回轉窯煅燒熟料的主要燃料。1.4 燃料 3、褐煤：褐煤是一種碳化程度較淺的煤，有時可清楚地看出原來的木質痕跡。其揮發(fā)分較高，可煤基揮發(fā)分可達4060%，灰分2040%，熱值為83741884kJ/kg。褐煤中自然水分含量較大，性質不穩(wěn)定，易風化或粉碎。1.4 燃料(二) 煤的組成及分析煤的分析方法通常有二種：元素分析和工業(yè)分析。1、元素分析法用化學分析方法，分析燃料的主要元素百分數，即碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）及灰分（A）和水分（M）等。這種分析方法可用于精確地進行燃燒計算。 碳（C）：是

12、燃料中最主要組分，在煤中的含量為5599%，是固體燃料的主要熱能來源。1.4 燃料氫（H）：是燃料中的一種可燃成分，對燃料的性質的影響較大。在煤中有兩種存在形式：一種與碳、硫化合，稱可燃氫；另一種與氧化合，不能參加燃燒。 氫含量越多，燃料的揮發(fā)分越高，越容易著火燃燒，燃燒的火焰也越長。在固體煤料中一般不超過45%。1.4 燃料氧（O）、氮（N）：不參與燃燒，不能放出熱量。固體燃料中含量約為13%。硫（S）：有三種形態(tài)，有機硫化物、金屬硫化物、無機硫化物，前兩種可揮發(fā)并參與燃燒，放出熱量，稱為可燃硫或揮發(fā)硫。硫燃燒后放出熱量，且會形成SO2氣體，對人體有害。污染環(huán)境，腐蝕設備，影響產品質量，是燃

13、料中的有害成分。一般含量在2%以下。1.4 燃料灰分：燃料燃燒后剩下的不可燃燒的雜質稱為灰分。成分多為硅酸鹽等無機化合物，如S、 F、A、C、M等。其中S及A占大多數。灰分是燃料中的有害成分，灰分越多，燃料品質越低。其影響如下：灰分的存在，降低了燃料中可燃成分含量，同時燃燒過程中灰分升溫吸熱，消耗熱量，降低燃料的發(fā)熱量?；曳诌^高時，熱值低，影響燃料的燃燒速度和燃燒溫度，使燃燒達不到工藝要求，影響熟料的產、質量。 由于煤灰增加，在燒成溫度下物料液相量增多，粘性增大易結圈，影響窯系統(tǒng)的通風，增加排風機電耗。1.4 燃料煤灰增加，相應地增加煤粉用量，改變工廠的物料平衡，同時會影響煤磨產量，有時需要放

14、寬煤粉細度，這樣容易產生不完全燃燒，出現惡性循環(huán)。煤的灰分還影響熟料的化學成分，若煤的來源多，又未能均化，其灰分的波動必然導致熟料化學成分及質量的波動。一般對窯外分解窯，要求煤粉的灰分27%。1.4 燃料水分（M）：燃料中的水分是指自然水分（不包括化合結晶水）。一般是機械地混入燃料的非結合水和吸附在毛細孔中的吸附水。煤粉水分高，使燃燒速度減慢，且汽化時要吸收大量汽化熱，降低火焰溫度。但少量水分的存在能促進碳和氧的化合，并且在發(fā)火后能提高火焰的輻射能力，因此水分一般控制在2.0%，最好控制在0.5%1.0%。2、工業(yè)分析法煤的工業(yè)分析能夠較好地反映煤在窯爐中的燃燒狀態(tài)，而且分析手續(xù)簡單，因而一般

15、只做工業(yè)分析。工業(yè)分析包括對水分（M）、揮發(fā)分（V）、固定炭（C）、灰分（A）的測定，四項總量為100%。在四項量以外還需測定硫分，作為單獨的百分數提出。對煤的灰分應該作全分析，包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等化學成分以及煤的熱值(發(fā)熱量以每公斤煤能發(fā)出多少千焦的熱量表示，單位為kJ/kg)。分析基準有：收到基-指工廠實際使用的煤的組成。原稱“應用基”，在各組成的右下角以“ar”表示（原“y”）。 空氣干燥基-指實驗室所用的空氣干燥煤樣的組成（將煤樣在20和相對溫度70%的空氣下連續(xù)干燥1h后質量變化不超過0.1%，即可認為達到空氣干燥狀態(tài)，此時煤中的水分與大氣達到平衡）

16、，在各組成的右下角以“ad”表示（原f）。 干燥基-指絕對干燥的煤的組成。不受煤在開采、運輸和貯存過程中水分變動的影響，能比較穩(wěn)定地反映成批貯存煤的真實組成，在各組成的右下角以“d”表示（原g）。干燥無灰基-指假想的無灰無水的煤組成。由于煤的灰分在開采、運輸或洗煤過程中會發(fā)生變化，所以，除去灰分和水分的煤組成，或排除外界條件的影響。在各組成的右下角以“daf”表示（原r） 。煤的各種成分的換算關系如下表。1.4 燃料1收到基-指工廠實際使用的煤的組成。ar2空氣干燥基-指實驗室所用的空氣干燥煤樣的組成。ad3干燥基-指絕對干燥的煤的組成。d4干燥無灰基-指假想的無灰無水的煤組成。 adf煤的各

17、種成分的換算關系如下表。1.4 燃料(三)、回轉窯對燃煤的質量要求 新型干法水泥生產采用了多風道燃燒器、篦式冷卻機等，提高了二次風溫度，對燃料要求相對較低，用低質煤煅燒水泥熟料技術已成熟。低質煤就是指揮發(fā)分Vad20%，灰分Aad30%，熱值Qnet,ad20935kJ/kg的煤，顯然低揮發(fā)分煤、貧煤（半無煙煤）、無煙煤均屬此列。1熱值：對燃煤的熱值希望愈高愈好，這可以提高發(fā)熱能力的煅燒溫度。熱值較低的煤使煅燒熟料的單位熱耗增加，同時使窯的單位產量降低。一般要求煤的低位發(fā)熱量Qnet,ad 23000kJ/kg煤。1.4 燃料2、揮發(fā)分：煤在隔絕空氣的條件下加熱時，有機質分解釋放出氣態(tài)和蒸氣狀

18、物質所占質量百分率減去水分就是揮發(fā)分。它是碳元素同氫、氧元素組成的有機化合物。 煤粉在燃燒過程中，首先是揮發(fā)分從煤粒中析出并在一定的溫度下著火燃燒，隨著揮發(fā)分析出燃燒，在煤粒中形成許多孔隙，煤粒表面的空氣向內擴散與煤粒中部的固定碳被點燃，反過來又進一步加快了揮發(fā)分的析出和燃燒。1.4 燃料煤的揮發(fā)分和固定炭是可燃成分。揮發(fā)分低的煤，著火溫度高，窯內會出現較長的黑火頭，高溫帶比較集中。一般要求煤的揮發(fā)分35%。當煤的揮發(fā)分不恰當時，應該采用配煤的方法，用高揮發(fā)分和低揮發(fā)分的煤搭配使用。1.4 燃料煤的著火溫度隨揮發(fā)分增加而降低，揮發(fā)份含量高的煤著火早，而且使煤的發(fā)熱過程持續(xù)較長的距離，因此火焰長

19、。揮發(fā)分低的煤，絕大部分的熱能在很短的距離內部能被釋放出來，這樣使火焰集中火焰短，有時會出現局部高溫現象。揮發(fā)分對煤粉的燃盡也有直接影響，一般揮發(fā)分較高的煤形成的焦炭疏松多孔，它的化學反應也較強。1.4 燃料3細度：回轉窯用煙煤作燃料時，須將塊煤磨成煤粉再行入窯。 煤粉細度太粗，則燃燒不完全，增加燃料消耗；同時，煤粉太粗，則煤灰落在熟料表面，使熟料成分不均勻，因此會降低熟料的質量；而且燃燒不完全的煤粉落入熟料時由于氧氣不足，不能繼續(xù)燃燒，形成還原焰，使熟料中Fe2O3還原成FeO，造成黃心料，黃皮料。因此，煤粉細度最好控制在88um，篩余小于15%。若煙煤揮發(fā)分15%，則煤粉細度應控制在6.0

20、%以下。1.4 燃料但煤粉磨得過細，既增加能耗，又容易引起煤粉自燃和爆炸。對正常運轉的回轉窯，在燃燒溫度和系統(tǒng)通風量基本穩(wěn)定的情況下，煤粉的燃燒速度與煤粉的細度、灰分、揮發(fā)分和水分含量有關。一般水泥廠水分控制在1.0%以下，這時揮發(fā)分含量越高，細度越細，煤粉就越容易燃燒。當水泥廠選定某礦點的原煤作燒成用煤時，揮發(fā)分、灰分基本固定，只有改變煤粉細度才能滿足煅燒工藝要求。4.灰分5.水分 一、基本概念： （一）、物料的均化 1 1、均化：、均化：通過采用一定的工藝措施措施，達到降低降低物料的化學成分波動波動振幅，使物料的化學成分均勻化學成分均勻一致的過程。 2 2、均化的意義：、均化的意義：均化是

21、保證熟料質量質量、產量產量及降低消耗降低消耗的基本措施和前提條件，也是穩(wěn)定出廠水泥水泥質量質量的重要途徑。3.3.預均化：預均化：原料破碎后，入磨前進行的均化第二節(jié) 原燃料的預均化環(huán)環(huán) 節(jié)節(jié) 名名 稱稱完成均化完成均化工作量的任務（工作量的任務（% %）原料礦山的搭配開采與搭配使用原料礦山的搭配開采與搭配使用10201020原料的預均化原料的預均化30403040配料控制及生料粉磨配料控制及生料粉磨010010生料均化生料均化40404 4、生料均化鏈：、生料均化鏈： 1、標準偏差標準偏差S=21)(11niixxnS標準偏差（%）n 試樣總數或測量次數，一般不應少于2030個 xi物料中某成

22、分的各次測量值，xixn 各次測量值的平均值，即x=xniixn11標準偏差是一項表示物料成分均勻性的指標，其值越值越小，成分越均勻。小，成分越均勻。（二）評價物料均勻性的指標 2、變異系數：、變異系數： 3、均化效果：、均化效果：%100 xSCV出進SSH變異系數：表示物料成分的相對變異系數：表示物料成分的相對波動情況，變異系數越小成分的波動情況，變異系數越小成分的均勻性越好。均勻性越好。均化前物料的標準偏差與均均化前物料的標準偏差與均化后物料的標準偏差之比化后物料的標準偏差之比 H H越大，表示均化效果越好越大，表示均化效果越好n4 4、合格率：指若干個樣品在規(guī)定質量標準上下限之內的、合

23、格率：指若干個樣品在規(guī)定質量標準上下限之內的百分率。百分率。可以反映物料成分的均勻性，但不能反映全部樣品的波動可以反映物料成分的均勻性，但不能反映全部樣品的波動幅度及其成分分布特性。幅度及其成分分布特性。 例，兩組石灰石試樣，其CaCO3含量測定結果如下樣品編號12345678910第一組99.5 93.8 94.0 90.2 93.5 86.2 94.0 90.3 98.9 85.4第二組94.1 93.9 92.5 93.5 90.2 94.8 90.5 89.5 91.5 89.5假設測定值在假設測定值在90%94%90%94%之間為合格之間為合格, ,此時兩組試樣的合格率均為此時兩組試

24、樣的合格率均為60%,60%,兩組平均值第一組兩組平均值第一組92.58% 92.58% 第二組第二組92.03%92.03%S S1 1=4.68, S=4.68, S2 2=1.96=1.96 （一）、定義：（一）、定義：原燃料在儲存、取用過程原燃料在儲存、取用過程中，通過采用特殊的中，通過采用特殊的堆取料方式及設施堆取料方式及設施，使原料或燃料化學成分波動范圍減小，為使原料或燃料化學成分波動范圍減小，為入窯前生料或燃料成分趨于入窯前生料或燃料成分趨于均勻一致均勻一致而作而作的必要準備過程。簡言之，所謂原燃料的的必要準備過程。簡言之，所謂原燃料的預均化就是原料或燃料在粉磨之前所進行預均化就

25、是原料或燃料在粉磨之前所進行的均化。的均化。二、原燃料的預均化二、原燃料的預均化 （二）、原理：（二）、原理：“平鋪直取平鋪直取” 堆放時，盡可能地以最堆放時，盡可能地以最多多的的相互平行相互平行、上上下重疊下重疊的的同厚度同厚度的料層構成料堆；的料層構成料堆； 取料時，按取料時，按垂直于料層方向垂直于料層方向的截面對所有的截面對所有料層切取一定厚度的物料。料層切取一定厚度的物料。二、原燃料的預均化二、原燃料的預均化消除進廠原燃料成分的長周期波動，使原燃料消除進廠原燃料成分的長周期波動，使原燃料成分的波動周期短，為準確配料、配熱和生料成分的波動周期短，為準確配料、配熱和生料粉磨喂料提供良好的條

26、件。粉磨喂料提供良好的條件。顯著降低原燃料成分波動的振幅，縮小其標準顯著降低原燃料成分波動的振幅，縮小其標準偏差，從而有利于提高生料成分的均勻性，穩(wěn)偏差，從而有利于提高生料成分的均勻性，穩(wěn)定熟料煅燒時的熱工制度。定熟料煅燒時的熱工制度。利于擴大原燃料資源，降低生產消耗，增強工利于擴大原燃料資源，降低生產消耗，增強工廠對市場的適應能力。廠對市場的適應能力。三、原燃料預均化的作用三、原燃料預均化的作用矩形預均化堆場圓形預均化堆場1 1、類型、類型（一）預均化堆場（一）預均化堆場四、預均化工藝及設施四、預均化工藝及設施矩形預均化堆場圓形預均化堆場圓形預均化堆場矩形預均化堆場矩形預均化堆場圓型形預均化

27、堆圓型形預均化堆場場 兩個堆場比較 優(yōu)點:圓形堆場較同等容量的矩形堆場相比占地面積減少3040%,設備投資減低3040%,不存在矩形堆場的端錐問題和兩個料堆間成分的差異,操作方便,有利于自動控制. 不足:圓形堆場出料經中心卸料斗和設在地下隧道內的膠帶輸送機運轉,在均化黏濕物料時防止堵塞,地下水位高要防止膠帶地溝滲水,在長度方向無法擴展. 人字形堆料端面取料法 波浪形堆料端面取料法 傾斜形堆料側面取料法2、堆料方式和取料方式 堆料層數 H=Kn1/2,n=400600層 物料的離析 減小物料顆粒級差,加強堆取料管理 原料成分的波動 搭配開采,較少長滯后影響 取料的死角 端錐3、影響均化效果的因素

28、及解決措施生料生料 由石灰質原料、粘土質原料、少量校正原料由石灰質原料、粘土質原料、少量校正原料按比例配合，粉磨到一定細度的物料。按比例配合，粉磨到一定細度的物料。 第三節(jié) 生料配料生料的類型生料的類型干法生產干法生產生料粉，水分含量一般生料粉，水分含量一般不超過不超過1%。生生料料粉粉配料配料 根據水泥品種、原燃料品質、工廠具體生產條件等選擇合理的熟根據水泥品種、原燃料品質、工廠具體生產條件等選擇合理的熟料礦物組成或率值，并由此計算所用原料及燃料的配合比。料礦物組成或率值，并由此計算所用原料及燃料的配合比。新干法生產新干法生產用生料粉用生料粉 目的目的 （1）工藝設計 （2）生產運行 原則原

29、則 （1）生料成分滿足煅燒優(yōu)質熟料的要求； （2）生料具有良好的易磨性和易燒性； （3）生產過程易于控制，便于操作，簡化流程； （4）經濟、合理地使用礦山資源。 配料目的及原則 配料計算的依據配料計算的依據: : 物料平衡。 常用基準常用基準: : （1 1）干燥基準：）干燥基準：物料中的物理水分蒸發(fā)后處于干燥狀態(tài)，以干燥狀態(tài)物料作計算基準，簡稱干基。如不考慮生產損失，有：如不考慮生產損失，有：各種干原料之和各種干原料之和=干生料干生料 （2 2）灼燒基準：）灼燒基準：去掉燒失量（結晶水、二氧化碳與揮發(fā)物質等）以后，生料處于灼燒狀態(tài)。以灼燒狀態(tài)作計算基準。如不考慮生產如不考慮生產損失，有：損失

30、，有：灼燒生料灼燒生料+ +煤灰（摻入熟料中的）煤灰（摻入熟料中的）=熟料熟料 （3 3）濕基準：）濕基準：用含水物料作計算基準時稱為濕基準，簡稱濕基。 配料計算的依據反應物的量反應物的量=生成物的量生成物的量 干基轉灼燒基干基轉灼燒基灼燒基成分（灼燒基成分（%） 干基轉濕基：濕基成分 100100 LA100100 干基成分熱耗：熱耗：生產1kg熟料所消耗的熱量。符號q，單位kJ/kg；煤耗：煤耗：生產1kg熟料所消耗的煤的質量。符號p，單位kg/kgarnetQqP.式中：Qnet,ar煤的應用基低位發(fā)熱量（kJ/kg） 式中：式中：G GA A熟料中煤灰的摻入量（熟料中煤灰的摻入量（%）

31、；）； A Aarar煤的收到基灰分含量（煤的收到基灰分含量（%）；）； SS煤灰沉落于熟料中的百分率（煤灰沉落于熟料中的百分率（%）。一般取）。一般取S=100S=100。100GASAPar 理論料耗理論料耗KTKT：不計生產損失和物料水分的情況下，不計生產損失和物料水分的情況下，生產每千克熟料所消耗的干生料量。生產每千克熟料所消耗的干生料量。干LGKAT100100式中：式中： KTKT理論料耗；理論料耗； L L干干干生料的燒失量（干生料的燒失量（%）。）。 配料方案配料方案: :即熟料的礦物組成或熟料的三率值。 配料方案的選擇配料方案的選擇:選擇合理的熟料礦物組成，即確定熟料三率值K

32、H、n、p值。 如何確定配料方案如何確定配料方案: :，應根據水泥品種、原料與燃料品質、生料質量及易燒性、熟料煅燒工藝與設備等進行綜合考慮。 配料方案的選擇 1、水泥品種：為滿足不同品種水泥的要求，應選擇不同礦物組成。如生產快硬硅酸鹽水泥，需要較高的早期強度，則應提高熟料中C3S和C3A的含量，低熱水泥（中抗水泥）則要求水化熱低，抗硫酸鹽侵蝕性能好。則相應提高C2S和C4AF含量。 2、原料的品種、生料易燒性：原料的化學成份與工藝性能，往往對熟料組成的選擇有較大的影響。如石灰石燧石多，粘土含砂量多，則應適當降低KH來適應原料的實際情況。生料易燒性好，可以選擇較高的KH、高SM的配料方案。反之，

33、只能配低一些。 3、燃料質量：燃料品質對率值及煅燒影響較大，燃煤不單供給熱量，煤灰還起配料作用，煤質差，灰份大，應相應降低熟料KH。 4、KH的選擇：若工藝條件好，生料均化性好，或使用礦化劑，操作水平高，可適當提高KH，KH高則C3S含量增加，熟料強度高。綜合考慮，要選擇合適的KH。 5、SM的選擇：SM選擇應與KH相適宜，應避免以下傾向： （1）、KH高，SM也高，熔劑礦物少，吸收f-CaO反應不完全，熟料不易燒結，f-CaO高。 （2）、SM高，KH低，C2S高，易造成熟料粉化，熟料強度低。 （3）、KH低，SM低，熔劑礦物含量高，液相量多，易結大塊，不易燒結，f-CaO高，且熟料質量差，

34、一般不用此方案。 6、IM的選擇：IM選擇也應與KH相適應，一般情況下，當提高KH時，應相應降低IM值，以降低液相出現的溫度與粘度，有助于C3S形成。選擇高鋁，高鐵方案，應結合原燃料特點及工藝設備，水泥性能，綜合分析決定。 確定率值確定率值 應注意應注意1、三個率值要互相匹配，吻合，不、三個率值要互相匹配，吻合，不能只強調某一率值而忽視其他兩個。能只強調某一率值而忽視其他兩個。2、一般率值的波動范圍：、一般率值的波動范圍： KH=目標值目標值0.010.02， n=目標值目標值0.1， p=目標值目標值0.1。20世紀90年代中期以后，技術發(fā)展，建議采用“三高三高”配料：KH=0.880.92

35、 n=2.52.8 p=1.61.8配料計算方法方法很多，主要介紹: 嘗試誤差法嘗試誤差法 遞減試湊法遞減試湊法 用微機編制程序的計算方法用微機編制程序的計算方法配料計算 思路：思路： 假定原料配合比 計算熟料組成計算結果與設定值比較不符合要求，則調整配合比重新計算，直到符合要求為止。嘗試誤差法 計算過程：計算過程： 1 1、確定熟料組成（、確定熟料組成（KHKH、n n、p p）；）；2 2、計算煤灰摻入量：、計算煤灰摻入量：3 3、計算干燥原料配合比；、計算干燥原料配合比；4 4、計算濕原料配合比、計算濕原料配合比,100100ararAnet arqA SPA SGQ 例已知：原、燃料的

36、有關分析數據如下表，假設以四種 原 料 配 合 進 行 生 產 ， 要 求 熟 料 的 三 率 值 為 ：K H =0.900.02，SM =2.60.1，IM =1.70.1，單位熟料熱耗為3053KJ/Kg熟料(730Kcal/Kg.熟料)，試計算原料的配合比。 嘗試誤差法 解解 （1 1）確定熟料組成）確定熟料組成 根據題意，已知熟料率值為：KH =0.90，SM =2.6，IM =1.7。 (2)(2)計算煤灰摻入量計算煤灰摻入量 ,100arAnet arqASGQ(%)46.31002299810010.263053(3)(3)計算干燥原料配合比計算干燥原料配合比憑經驗設定干燥原料

37、配合比為：石灰石81%、砂巖9%、鐵礦石3.5%、粉煤灰6.5%。名名 稱稱LossLossSiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3CaOCaOMgOMgOSOSO3 3K K2 2O ONaNa2 2O OCICI- -石灰石石灰石砂頁巖砂頁巖粉煤灰粉煤灰鐵礦石鐵礦石34.72 0.24 0.24 0.09 1.36 8.06 3.09 1.75 0.49 0.25 1.83 0.190.320.150.581.1441.81 0.16 0.27 0.091.790.070.040.070.040.0060.03250.00000.200.03240.07350

38、.00000.020.00540.01370.01580.01540.00140.00000.0000生料生料35.2914.26 2.762.1942.331.960.07930.30840.05910.0167灼燒生灼燒生料料_22.05 4.273.3865.423.030.12260.47650.09130.0259名名 稱稱配比配比SiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3CaOCaOMgOMgOSOSO3 3K K2 2O ONaNa2 2O OCICI- -灼燒生料灼燒生料煤煤 灰灰96.54 3.4621.28 1.824.121.003.260.2

39、263.16 0.222.920.050.11830.07620.46000.03460.08820.01520.02500.0000熟熟 料料10023.105.123.4863.382.970.19450.49470.10340.0250驗算熟料的率值：驗算熟料的率值：計算結果如下： KH=0.83 SM=2.69 IM=1.47將計算結果與設定值比較：將計算結果與設定值比較：KH過低，SM較接近，IM較低。調整配比重新計算：調整配比重新計算：根據經驗統(tǒng)計，每增減1%石灰石（相應減增適當砂巖），約增減KH=0.05。據此，調整原料配合比為：石灰石82.3%，砂巖8.1%，鐵礦石2.6%左，

40、粉煤灰7%。重新計算結果如下： 名名 稱稱LossLossSiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3CaOCaOMgOMgOSOSO3 3K K2 2O ONaNa2 2O OCICI- -石灰石石灰石砂頁巖砂頁巖粉煤灰粉煤灰鐵礦石鐵礦石35.27 0.22 0.260.0691.387.263.331.300.490.231.970.140.320.140.630.8542.48 0.14 0.29 0.071.820.060.040.050.04120.00570.03500.00000.20580.02920.07910.00000.02470.00490.0

41、1470.01170.01560.00120.00000.0000生料生料35.8213.272.841.9342.991.970.08180.31400.05600.0169灼燒生灼燒生料料-20.674.423.0066.983.060.12750.48930.08720.0263名名 稱稱配比配比SiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3CaOCaOMgOMgOSOSO3 3K K2 2O ONaNa2 2O OCICI- -灼燒生料灼燒生料煤煤 灰灰96.54 3.4619.96 1.824.261.002.900.2264.66 0.222.960.050

42、.12310.07620.47230.03460.08420.01520.02530.0000熟熟 料料10021.785.263.1264.883.010.19930.50700.09940.0253驗算熟料的率值：驗算熟料的率值：計算結果如下： KH=0.90 SM=2.60 IM=1.69將計算結果與設定值比較：將計算結果與設定值比較： KH、SM達到預先要求，IM略低，但已十分接近要求值。確定結果：確定結果：原料配合比為：石灰石82.3%，砂巖8.1%，鐵礦石2.6%左，粉煤灰7%。(4)計算濕原料的配合比設原料操作水分：石灰石1%，砂巖3%，鐵礦石4%，粉 煤灰0.5%，則濕原料質量

43、配合比為： 石灰石82.12% 砂巖8.25% 鐵礦石2.68% 粉煤灰6.95%計算過程如下表計算過程如下表名名 稱稱濕基用量（份）濕基用量（份）濕基配比（濕基配比（%）石灰石石灰石砂巖砂巖鐵礦石鐵礦石粉煤灰粉煤灰合合 計計101.2310082.3 10083.13100 18.1 1008.35100 37 1007.04100 0.52.6 1002.71100 42.711002.68101.2383.1310082.12101.238.351008.25101.237.041006.95101.23遞減試湊法遞減試湊法 從熟料化學成分中依次遞減假定配合比的原料成分，試湊至符合要求為

44、止（又稱遞減試湊法）。 例4-2已知原、燃料的有關分析數據如表4-4，4-5所示，假設用窯外分解窯以三種原料配合進行生產，要求熟料的三率值為：KH=0.89，SM=2.1，IM=1.3，單位熟料熱耗為3350KJ/Kg熟料，試計算原料的配合比。 遞減試湊法 基準：基準：100Kg熟料熟料 計算步驟：計算步驟：1、列出原料、煤灰的化學成分，煤的工業(yè)分析資料。2、計算煤灰的摻入量；3、選擇熟料率值；4、根據熟料率值計算要求的熟料化學成分；5、遞減試湊求各原料配合比；6、計算熟料化學成分并校驗率值；7、將干燥原料配合比換算成濕原料配合比。已知條件已知條件 原料化學成分換算成100 名名 稱稱SiO2

45、Al2O3Fe2O3CaOMgO燒失量燒失量其他其他合計合計石灰石石灰石2.420.310.1953.130.5742.660.72100.00粘粘 土土70.2514.725.481.410.925.271.95100.00鐵鐵 粉粉34.4211.5348.273.530.092.26100.00煤煤 灰灰53.5235.344.464.791.190.70100.00 煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析 設計熟料率值設計熟料率值: KH=0.890.01; SM=2.1 0.1; IM=1.30 0.1 設計熱耗設計熱耗: 3350KJ/Kg-熟料熟料水分水分灰分灰分揮發(fā)分揮發(fā)分固定碳固定碳發(fā)熱量

46、發(fā)熱量4.49%28.56% 20.12% 46.83%20930KJ/Kg1. 計算煤灰摻入量：計算煤灰摻入量：方法同前得GA=4.57%2. 計算熟料的化學成分：計算熟料的化學成分： 設=97.5%，計算得 Fe2O3=4.50% Al2O3=5.85% SiO2=21.74% CaO=65.41%3. 進行遞減試湊：進行遞減試湊：計算步驟計算步驟SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO+其他其他要求熟料成分要求熟料成分-4.57Kg煤灰成分煤灰成分21.742.545.851.624.500.2065.410.232.500.09差差-122Kg石灰石石灰石19.292.954.230.

47、384.300.2365.1864.822.411.57差差-23Kg粘土粘土16.3416.163.853.394.071.260.360.320.840.66差差-5.8Kg鐵粉鐵粉0.182.000.460.672.812.800.040.200.180.13差差+2.6Kg粘土粘土-1.821.83-0.210.380.010.14-0.160.040.050.07和和-0.3Kg鐵粉鐵粉0.010.100.170.030.150.14-0.120.010.120.01差差+0.2Kg石灰石石灰石-0.0900.1400.010-0.130.110.110余余-0.090.140.01-0.020.11據上表可求得煅燒據上表可求得煅燒100Kg熟料所需各種原料用量為熟料所需各種原料用量為: 干石灰石=122-0.2=121.8Kg 干粘土=23-2.6=20.4Kg 干鐵粉=5.8+0.3=6.1Kg各原料配比為各原料配比為: 干石灰石干石灰石= 干干 粘粘 土土 = 干干 鐵鐵 粉粉 =%76.13%1001.64.208.1214.20%13.82%1001.64.208.1218.121%11.4%1001.64.208.1211.6 4.