生料制備重點技術(shù)

1、4生料制備技術(shù)本章學習要點:本章重點簡介生料制備的工藝過程及措施，生料、配料等基本概念，配料計算的意義、 根據(jù)、原則及計算措施和環(huán)節(jié)，配料方案的選擇，并重點簡介嘗試誤差法配料的過程；多種生料 粉磨系統(tǒng)的特點及應用，生料粉磨系統(tǒng)的發(fā)展特點及發(fā)展趨勢，生產(chǎn)中生料的粉磨細度及顆粒分 布規(guī)定；輥式磨的發(fā)展歷史，不同輥式磨系統(tǒng)的特點及在生料粉磨系統(tǒng)中的應用，輥式磨系統(tǒng)與 管磨系統(tǒng)的比較，重點是輥式磨的操作控制要點及異常狀況分析；生料制備系統(tǒng)常用的控制措施、 控制項目、控制回路和控制原理等。根據(jù)水泥品種、原料的物理化學性質(zhì)與具體生產(chǎn)條件擬定所 用原料的配合比，以得到煅燒水泥熟料所規(guī)定的合適成分的生料，稱為

2、生料的配料。4.1配料方案的設計配料方案的設計，要考慮原料、燃料的質(zhì)量、水泥品種及具體的生產(chǎn)工藝流程，保證優(yōu)質(zhì)、 高產(chǎn)、低消耗地生產(chǎn)水泥熟料。合理的配料方案既是工廠設計的根據(jù)，又是正常生產(chǎn)的保證。4.4.1.1擬定配料方案的根據(jù)A原料的質(zhì)量原料的質(zhì)量對熟料構(gòu)成的選擇有較大的影響。如石灰石品位低，而粘土氧化硅含量不高， 就無法提高KH和n值。如石灰石中含燧石多，粘土中含砂多，生料易燒性差，熟料難燒，要合 適減少KH以適應原料的實際狀況。生料易燒性好，可以選擇高KH、高n的配料方案。B燃料質(zhì)量煅燒熟料所需的煅燒溫度和保溫時間，取決于燃料的質(zhì)量。煤燃燒后的灰分幾乎所有摻入 熟料中，直接影響熟料的成分

3、和性質(zhì)，因此，煤質(zhì)好、灰分小，可合適提高熟料的KH值。如煤 質(zhì)差，灰分高，相應減少熟料的KH值。當煤質(zhì)變化較大時，應考慮進行煤的預均化。C生料狀況生料細度、化學成分、均勻性對熟料的煅燒和質(zhì)量有很大影響。如生料細度粗，均勻性差， 不利于固相反映的進行，KH值不適宜過高。如生料細度細，原料預均化較好的水泥公司，可合 適提高KH。D水泥品種水泥品種不同對熟料礦物構(gòu)成的規(guī)定也不相似。如生產(chǎn)低熱水泥時，應合適減少熟料中發(fā) 熱量較高的C3A和C3S的含量，相應提高C2S和C4AF的含量。生產(chǎn)快硬硅酸鹽水泥時，需合適提 高初期強度較高的C A和C S的含量。33E 生產(chǎn)工藝物料在不同類型窯內(nèi)的受熱狀況和煅燒

4、過程不完全相似，率值的選擇應有所不同。窯外分 解窯，由于物料預熱好，熱工制度穩(wěn)定，一般考慮中KH、高n、高p的配料方案。一般回轉(zhuǎn)窯， 由于物料不斷翻滾，受熱均勻和煤灰摻入均勻，配料可選用較高的KH。立窯由于通風、煅燒很 不均勻，因此KH、n應合適減少。F礦花劑礦化劑的作用是增進熟料的煅燒。因此在同一條件下，摻礦化劑時，KH可取高些。不摻礦 化劑時，KH可取低些。4.4.1.2熟料率值的選擇熟料的三個率值（KH、n、p），是互相影響、互相制約的，不能片面強調(diào)某一率值而忽視其 她率值。原則上三個率值不能同步偏高或偏低。A KH值的選擇生產(chǎn)工藝先進，入窯生料均勻穩(wěn)定，看火操作水平高，燃料穩(wěn)定或使用了

5、礦化劑，KH值可 選擇高些，反之，KH值應合適減少。合適提高KH值，熟料中C3S含量也可合適增長。但KH值過 高，往往使f-CaO偏高，導致安定性不良，熟料質(zhì)量反而下降。最佳的KH值可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗綜 合考慮熟料的煅燒難易限度和熟料質(zhì)量等擬定。B選擇與KH值相適應的n值為使熟料有較高的強度，選擇n值時，既要保持有一定數(shù)量的硅酸鹽礦物，又必須與KH 值相適應。一般應避免如下幾種狀況：a KH值高，n值偏高。熟料中硅酸鹽礦物含量高，熔劑礦物含量必然少，生料易燒性差， 一導致熟料中f-CaO偏高，熟料質(zhì)量差。b KH值低，n值也偏高。熟料中C3S含量低，C2S含量高，熟料強度不高，易導致熟料的 “粉化

6、”。c KH值低，n也偏低。熟料中硅酸鹽礦物含量少，熔劑礦物含量高，熟料強度低。燒成時 由于液相量太多，易產(chǎn)生結(jié)皮、結(jié)大塊，物料不易燒透，f-CaO 還是高。C P值的選擇在選擇P值時，也要與KH值相適應。一般狀況下，當提高KH值時，要相應地減少p值， 即提高RAF的含量，有助于C3S的形成。a高鋁配料方案：熟料中C A含量高，熟料初期強度高。C A含量高，會使液相粘度增長， 33不利于C3S的形成。但液相粘度的增長，可使立窯底火結(jié)實穩(wěn)定，不易破裂，不易產(chǎn)生風洞、毗 火等現(xiàn)象，有助于底火穩(wěn)定。對于煤的熱值較高，風機的風壓較大，操作水平較高的機立窯廠， 可米用高鋁配料方案。b高鐵配料方案：熟料中

7、C4AF含量較高，可減少液相浮現(xiàn)的溫度和液相粘度，有助于C3S 的形成，提高熟料強度。但燒成范疇窄，易結(jié)大塊。對立窯而言，底火較脆弱。對于媒質(zhì)較差， KH值又較高時，宜采用高鐵配料方案。D礦化劑配料時與否采用礦化劑，對率值的選擇影響很大。使用礦化劑，KH值可略取高些。目前， 水泥廠使用較多的是螢石一石膏復合礦化劑。各廠應根據(jù)原燃材料的特點，擬定合適的氟硫比。 一般覺得，CaF2/SO3比應控制在0.4-0.6較合適。4.4.2配料計算配料方案擬定后，即可進行配料計算。配料計算的措施有多種，有嘗試拼湊法，遞減試湊法，代數(shù)法，圖解法，最小二乘法，礦 物構(gòu)成法等等。用得比較多的是嘗試拼湊法和遞減試湊

8、法。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，計算機的應用 逐漸普及，用計算機配料就顯得簡樸而精確了。4.4.2.1配料計算公式A熟料煤耗的計算:卜Qnet,ar式中：P一一熟料煤耗，kg煤/kg熟料;Q熟料熱耗，kj/kg熟料;Qnet,arQnet,ar煤的收到基低位發(fā)熱量，kj/kg煤。B 熟料中煤灰摻入量的計算:q = Ar100Q - A - B=J 100式中：q一熟料中煤灰摻入量，kg煤灰/100kg熟料;Q一熟料熱耗，kj/kg熟料;Qnet,a一煤的收到基低位發(fā)熱量，kj/kg煤;Aar 一煤的收到基灰分含量，%;B一煤灰分沉降率，%；P一熟料煤耗，kg煤/kg熟料。闡明：水泥廠煤的分析資料為分析

9、基數(shù)據(jù)，但計算過程需要的是收到基數(shù)據(jù)，故應將分析基Aad、Qnet,ad分別換算成收到基Aar、Qnet,ar數(shù)據(jù)，其換算公式是:A = A x 100 - Mrar ad 100 MadQnet, arQnet, ar = Qnet, ad x 100 M100 - Mad-25.09Mar - Mad x 100 - MaI100 - Mad )。配料計算時若無M （收到基ar水分）數(shù)據(jù)，也可用 七、Qnet,ad計算熟料中煤灰摻入量。計算成果與運用Aar、Qnet,ar，計算成果相比有一定的誤差，但誤差在配料計算的誤差范疇之內(nèi)。煤灰分沉落率B因窯型而異，如表4.13所示。表4.13不同窯

10、型的煤灰分沉落率（%）窯型無電有電窯型無電有電收塵器收塵器收塵器收塵器濕法長窯（L/D=30 50）有鏈條100100外分解窯90100濕法短窯（L/DV30）有鏈條80100立波爾窯80100濕法短窯帶料漿蒸發(fā)機70100立窯100100干法短窯帶立筒、旋風預熱器90100C理論料耗白生料煅燒工藝：1_熟料中煤灰摻入量S :-1-白生料燒矢量-一Gg白生料.kg熟料）-白全黑生料煅燒工藝：S 一1一（kg黑生料.kg熟料）黑立窯半黑生料煅燒工藝:1 一 qS - 1（kg半黑生料kg熟料）半黑外加煤摻入熟料中的煤灰百分含量；a a 半里外加煤摻入量x熟料中煤灰摻入百分數(shù)。總摻煤量D實際料耗實

11、際料耗理論料耗實際料耗理論料耗x11-生料水分1x-1 -生產(chǎn)損失E生料摻煤量的計算100p p =1 S式中：p生料中摻煤量，kg煤/100kg白生料；p-熟料煤耗，kg煤/kg熟料；S理論料耗，kg生料/kg熟料。F物料平衡與基準的換算不考慮生產(chǎn)損失：干石灰石+干粘土+干鐵粉+其她干基物料=干白生料灼燒生料+摻入生料中的煤灰=熟料灼燒基成分=干燥基成分x -I00100 - L灼燒基用量=(100灼燒基用量=(100 - L)x干基用量100干基用量=100 x灼燒基用量100 - L干基用量=濕基用量x 100 - M100濕基用量=干基用量x 100100 - M式中：L一物料燒失量;

12、M一物料水分。4.4.3配料計算措施前已敘及，配料計算有多種措施。現(xiàn)簡介應用較多的嘗試拼湊法和遞減試湊法。4.4.3.1嘗試拼湊法該措施是先假定原料配比，計算熟料礦物構(gòu)成及率值，若計算成果不符合規(guī)定，則嘗試調(diào) 節(jié)原料配比，再進行計算，直至計算成果符合規(guī)定為止。A計算環(huán)節(jié)：a列出各原料、燃料的化學成分及煤的工業(yè)分析成果;b擬定熟料礦物構(gòu)成或率值;c計算煤灰摻入量；d假設干基原料配比，計算生料、灼燒生料、熟料化學成分；e驗算熟料率值并與擬定值進行比較；f如率值不符合規(guī)定，反復調(diào)節(jié)配比計算，直至率值符合規(guī)定為止；g將干燥原料配比換算為濕原料配比。B白生料配料計算實例例題一：某廠原燃料的有關(guān)分析數(shù)據(jù)如

13、表4.14、4.15。率值規(guī)定為KH=0.900.01, n=2.0 0.1, p=1.30.1；熟料的熱耗為4185 kJ/kg熟料。煤灰分沉落率為100%,計算白生料的配 比。表4.14原料與煤灰的化學成分原料名稱燒矢量SiO2A12O3Fe2O3CaOMgO其她總和石灰石42.81.820.650.3253.251.200.48100粘土5.3469.0113.925.691.411.942.69100鐵粉2.7929.0511.5546.316.420.473.41100煤灰55.9630.665.624.270.982.51100表4.15煤的工業(yè)分析成分MadAadVadFCadQ

14、nec,ad1.19%24.12%10.5%64.19%23760kJ/kg 煤表4.16入磨物料的水分（%）名稱石灰石粘土鐵粉煤水分（M）1.002.504.004.501、計算煤灰摻入量4_ Q - A - B=C300。Q.氣.B氣 /1。_ 4185 x 24.12 x 10023760 x 100=4.25%2、假設原料配合比，計算生料、灼燒生料、熟料化學成分設原料配合比為：石灰石粘土鐵粉81.4%14.9%3.7%計算成果列于表5.17表5.17化學成分原料名稱配比燒矢量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其她總和石灰石81.434.421.480.530.2643.350.9

15、80.3981.4粘土14.90.8010.282.070.850.210.290.4014.9鐵粉3.70.101.070.431.710.240.020.133.7白生料10035.3212.833.032.8243.801.290.92100.0灼燒生料（1）10019.844.684.3667.721.991.42100.0灼燒生料95.75 19.004.484.1764.841.911.3695.75煤灰4.252.381.300.240.180.040.114.25熟料10021.385.784.4165.021.951.47100.0注：（1）:灼燒基生料成分=100 x白生料

16、中各氧化物含量100 - L白例：灼燒基成分中SiO的百分含量，SiO =一也一x 12.38 = 19.84%22 100 - 35.32（2）灼燒生料配比=熟料量一摻入熟料中的煤灰量=100-4.25=95.75%（3）熟料成分=灼燒基配比X灼燒基生料中各氧化物百分含量+煤灰成分中各氧化物百分含量X煤灰摻入量例：熟料中 SiO元19.00+2.38=21.38%23、計算熟料率值CaO - 1.65Al O - 0.35Fe O2.8SiO265.02 - 1.65 x 5.78 - 0.35 x 4.41=0.901SiO 22.8 x 21.38SiO 2n =Al O + Fe O2

17、1撤=2.1305.78 + 4.41p =業(yè)=至=1.31Fe2O34.41計算所得的三個率值在規(guī)定三個率值的范疇內(nèi)，配料計算成功。各干原料的配合比是:（如計算出的三個率值與設計值不符合，需調(diào)節(jié)原料配比，再進行計算，直至符合規(guī)定為止。）石灰石：81.4%； 粘土： 14.9%； 鐵粉：3.7%。4、計算濕物料配比濕物料量=濕物料量=干物料量100 x100 - M濕石灰石=81.4 x一100一 = 82.22（份）100 -1.00濕粘土 = 14.9 x 一些一 =15.28（份）100 - 2.50濕鐵粉=3.7 x 一四0一 = 3.85（份）100 - 4.00將質(zhì)量比換算成比例:

18、82.22濕石灰石=x 100% = 81.12%82.22 82.22濕石灰石=x 100% = 81.12%82.22 +15.28 + 3.8515.28濕粘土 =x 100% = 15.08%82.22 +15.28 + 3.85濕鐵粉=3.8582.22 +15.28 + 3.85x 100% = 3.80%B全黑生料配料計算實例 以上例題一數(shù)據(jù)為例，闡明全黑生料配料計算措施。全黑生料配料計算，一般先計算出白生料的配比，再通過下面的計算求出全黑生料的配比。1、1、計算白生料理論料耗SS =1 -七白1 - 4.25%1-35.15%1.476（ kg白生料, kg熟料）147.6（

19、kg 白生料.100kg 熟料）2、2、熟料煤耗pp WQnet,arQ鋁Qnet,ad四竺=0.1761（kg煤:姓熟料） 23760=17.61（kg 煤100kg 熟料） 全黑生料中含煤量=白生料理煤耗耗+煤耗3、3、全黑生料中含煤量17.61147林宜=0.1066kg煤也全黑生料=10.66 kg煤；100kg全黑生料將含煤量換算為干基含煤量為:全黑生料中含干基煤量=煤量全黑生料中含干基煤量=煤量x100 - Mad100= 10.66 x 10：00.19 = 10.53（kg 煤.100kg 全黑生料干基全黑生料中石灰石、粘土、鐵粉的總量為：100-10.53=89.47 （kg

20、/kg 全黑生料）其中，干石灰石量為：81.4%X89.47=72.83 （kg/100kg 全黑生料）干粘土量為：14.9%X89.47=13.33 （kg/100kg 全黑生料）干鐵粉量為：3.7%X89.47=3.31 （kg/100kg 全黑生料）根據(jù)原燃料入磨時的水分，可求得濕物料的配比:濕石灰石=72.83 x 一100一 = 73.57（份）100 -1.00濕粘土 = 72.83 x 一100一 = 13.67（份） 100 - 2.50濕鐵粉=72.83 x 一100一 = 3.45（份） 100 - 4.00濕煤=72.83 x 一100一 = 11.03（份）100 -

21、4.50將質(zhì)量比換算成比例：石灰石粘土鐵粉煤72.33%13.44%3.39%10.84%4、計算全黑生料成分：全黑生料中的煤量是10.66kg/100kg全黑生料，白生料量是89.34kg/100kg全黑生料。煤帶入全黑生料的燒失量為（%）:(1-A %)X10.66= (1-24.12%)X10.66 ad=8.09計算出全黑生料成分如表4.18。表4.18全黑生料成分（%）名稱燒失量SiO2A12O3Fe2O3CaOMgO其她總和白生料成分X89.34%31.5511.462.712.5239.131.150.8289.34煤10.66% (煤灰2.57% )(1)8.091.440.7

22、90.140.110.030.0610.66全黑生料成分39.6412.903.502.6639.241.180.88100.0注：（1） 10.66%煤帶入的煤灰為：10.66XA %=10.66X24.12%=2.57%。煤帶入全黑生料中的其 ad她各成分為：2.57%X灰提成分。如：SiO=2.57%X55.96=1.44%。 2D、半黑生料配料計算實以例題一數(shù)據(jù)為例，闡明半黑生料配料計算措施。半黑生料配料計算，一般先計算出白生料的配比，再通過下面的計算求出半黑生料的配比。1、計算半黑生料入磨煤量擬定生料磨中加煤比例為40%，則入磨煤量為：17.61X40%=7.04 （kg/100kg

23、 熟料）2、半黑生料中含煤量半黑生料中含煤量=白生料理煤料耗+煤耗704一 = 0.0455( kg 煤.& 半黑生料)147.6 + 7.04=4.55( kg煤100kg半黑生料)將含煤量換算為干基含煤量為:半黑生料中含干基煤量=煤量x 100 - Mad100=4.55 x 頂*9 = 4.50（kg煤100kg半黑生料）干基半黑生料中石灰石、粘土、鐵粉的總量為:100-4.50=95.50（kg/kg 半黑生料）其中，干石灰石量為:81.4%X95.50=77.74 （kg/100kg 半黑生料）干粘土量為:14.9%X95.50=14.23 （kg/100kg 半黑生料）干鐵粉量為:

24、3.7%X95.50=3.53 （kg/100kg 半黑生料）根據(jù)原燃料入磨時的水分，可求得濕物料的配比:濕石灰石=77.74 x 一100一 = 78.53（份）100 -1.00濕粘土 = 14.23 x 一100一 = 14.59（份）100 - 2.50濕鐵粉=3.53 x 皿 = 3.68（份）100 - 4.00濕煤=4.50 x 一100一 = 4.71（份）100 - 4.50將質(zhì)量比換算成比例:石灰石粘土鐵粉77.36%14.37%3.63%4.64%石灰石粘土鐵粉77.36%14.37%3.63%4.64%3、計算半黑生料成分:半黑生料中的煤量是4.55kg/100kg半黑

25、生料。煤帶入半黑生料的燒失量為:(1-A %)X4.55= (1-24.12%)X4.55 ad=3.45%計算出半黑生料成分如表4.19。表4.19半黑生料的成分（%）名稱燒失量SiO2A1203Fe203CaOMgO其他總和白生料成分X95.45%33.7112.252.892.6941.811.230.8895.46煤4.55% (煤灰1.10% M1)3.450.610.340.060.050.010.034.55半黑生料成分37.1612.863.232.7541.861.240.91100.0注：（1） 7.04%煤帶入的煤灰為：4.55XAad%=4.55X24.12%=1.10%。則煤帶入半黑生料中的其她各成分為：1.10%X灰提成分。如：Si0=1.10%X55.96=0.61%。24、計算入窯煤（外加煤）的比例已知