水泥材料學配料計算

水泥材料學配料計算第1頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月復習硅酸鹽水泥熟料的礦物組成：硅酸三鈣3CaO·SiO2阿利特55%~65%硅酸二鈣2CaO·SiO2貝利特15%~25%鋁酸三鈣3CaO·Al2O38%~14%鐵相固溶體4CaO·Al2O3·Fe2O38%~12%玻璃體、方鎂石、游離鈣第2頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月硅酸鹽水泥熟料的化學組成CaO62-67%SiO220-24%Al2O34-7%Fe2O32.5-6.0%另外:MgO、K2O、Na2O、f-CaO等（5%）復習第3頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月水泥原料原材料：一般為3—4種鈣質(zhì)原料（石灰質(zhì)）硅質(zhì)原料（粘土質(zhì)）校正原料（鐵質(zhì)、鋁質(zhì)、硅質(zhì)）CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3

第4頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月水泥原料鈣質(zhì)原料：主要提供CaO天然鈣質(zhì)原料：石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊主要成分：CaO，少量SiO2、Al2O3、Fe2O3主要礦物：方解石（CaCO3），少量白云石特點：灰白色到灰黑色，結(jié)構(gòu)致密，強度高（80—140MPa）品質(zhì)要求：CaO大于45%第5頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月天然石灰質(zhì)原料的化學成分編號名稱燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO合計1石灰?guī)r43.410.120.210.0455.390.5999.41242.781.230.700.2053.831.32100.06339.835.821.770.8249.741.1699.14441.843.041.020.6449.613.1999.345泥灰?guī)r40.244.862.080.8050.690.9199.58638.028.642.200.9946.981.3098.137白堊36.6210.242.161.8046.281.9599.01836.3712.223.261.4045.840.8199.90第6頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月水泥原料替代鈣質(zhì)原料的工業(yè)廢渣：電石渣—化工廢渣糖濾泥—碳酸法制糖廢渣堿渣—氯堿法制堿廢渣白泥—造紙廠第7頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月水泥原料硅鋁質(zhì)原料：主要提供SiO2、Al2O3天然硅質(zhì)原料：砂巖、頁巖主要成分：SiO2，少量CaO、Al2O3、Fe2O3主要礦物：石英特點：SiO2含量多，硬度大，難磨第8頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月天然硅質(zhì)原料的化學成分編號名稱燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO合計1砂巖8.4662.9212.745.224.341.3595.032砂巖3.7978.759.674.340.470.4477.463河砂0.5389.686.221.341.180.7599.724粉砂巖5.6367.2812.335.142.802.3395.51

第9頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月水泥原料替代硅質(zhì)原料的工業(yè)廢渣：粉煤灰（火力發(fā)電廠廢渣）煤矸石（煤炭業(yè)廢渣）赤泥（燒結(jié)法制鋁廢渣）第10頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月替代原料的化學成分名稱燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOTiO2R2O粉煤灰8.3646.5130.3110.452.650.76—1.2711.5045.4035.004.602.000.60——3.2552.5220.807.834.550.87—1.19煤矸石—48.6042.003.812.420.33———58.8822.375.206.272.07——石煤—64.6610.828.681.71————81.416.725.562.22———赤泥4.2—12.216.1—24.05.3—7.74.0—12.542.5—50.60.4—3.92.0—7.52.4—3.9電石渣22.0——26.02.0—5.01.5—4.00.2—0.665.0—71.00.22—1.32——第11頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月水泥原料校正原料：鐵質(zhì)——硫鐵礦渣、鐵尾礦、銅礦渣等（要求Fe2O3大于40%）鋁質(zhì)——鋁礬土（要求Al2O3大于30%）硅質(zhì)——含硅高的河砂、江砂（SiO2含量70%—90%）第12頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵質(zhì)校正原料的化學成分編號名稱燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOFeOCuO合計1低品位鐵礦石—46.0910.3742.700.730.14——100.032尾礦3.4823.387.6855.245.001.52——96.313硫鐵礦渣3.1826.456.4560.302.342.22——100.944銅礦渣—38.404.6910.298.455.2730.90—98.005鉛礦渣—30.566.9412.9324.200.6027.300.1399.99第13頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月鋁質(zhì)校正材料的化學成分名稱燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO合計礬土22.1139.7835.360.931.60—99.78煤灰渣9.5452.4027.645.082.341.5698.56

—55.6829.327.545.020.9398.49第14頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月水泥工業(yè)用燃料主要是煤（用來提供水泥熟料礦物形成所需的熱量）少量重油（開窯點火時用）對煤的品質(zhì)要求：——熱值——揮發(fā)分:影響著火溫度和燃燒速度——灰分：影響熱值和熟料成分——水分：影響燃燒速度和火焰溫度（1.0—1.5%）——細度：影響燃燼程度（0.080mm方孔篩篩余8%—15%）第15頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月煤種產(chǎn)地煤的工業(yè)分析煤灰化學成分（%）Af（%）Vf（%）Cf（%）QfDW（（KJ/Kg）水分（%）SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO煙煤淮南24.6328.1047.27232894.052.9234.945.423.921.15大同11.4029.6158.99258471.0855.1416.4216.136.141.30平頂山22.2025.2352.5724.3390.9958.0832.424.984.400.55褐煤開遠12.8661.9725.351327222.6813.683.612.8042.251.30無煙煤陽泉10—207—9

27214—31401

40—5535—40<10<5

京西10—303—7

20934—28470

40—5510—405—155—30

我國部分地區(qū)煤的成分分析第16頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月石膏石膏：二水石膏（CaSO4·2H2O）、無水石膏（CaSO4）石膏摻量通過控制水泥中SO3的含量SO3波動：1.5%~2.5%二水石膏波動：3%~5%工業(yè)廢棄物替代：磷石膏、脫硫石膏等第17頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月純凈的天然二水石膏礦石呈無色透明或白色，但天然石膏常含有各種雜質(zhì)而呈灰色，褐色，黃色，紅色，黑色等顏色。纖維石膏普通石膏雪花石膏第18頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月氟鋁石膏第19頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月混合材綜合利廢、節(jié)能減排常用：粒狀高爐礦渣、粉煤灰、火山灰第20頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月生料配料水泥生料：按照熟料設(shè)計的要求，將原材料按照一定的比例配合，通過一定的方法制備的成分均勻穩(wěn)定的粉狀物料。生料配料步驟：—按照性能要求，設(shè)計熟料礦物組成，確定配料方案—分析原材料化學成分，確定原材料種類—根據(jù)煤的分析數(shù)據(jù)和熟料燒成熱耗，計算熟料中煤灰摻入量—計算熟料的化學組成—驗算配料的準確性—求出原材料配比第21頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月熟料組成設(shè)計的依據(jù)或基礎(chǔ)不同組成表示方法之間的換算：—已知化學組成，計算率值和礦物組成—已知礦物組成，計算率值和化學組成—已知率值，計算化學組成和礦物組成第22頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月化學組成與率值KH=（CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3）/2.8SiO2KH=0.88~0.92SM=SiO2/（Al2O3+Fe2O3）SM=2.4~2.7IM=Al2O3/Fe2O3IM=1.4~1.7第23頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月化學組成與率值Fe2O3=Σ/[（2.8KH+1）（IM+1）SM+2.65IM+1.35]Al2O3=IM*Fe2O3SiO2=SM（Al2O3+Fe2O3）CaO=Σ-（SiO2+Al2O3+Fe2O3）第24頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月化學組成與礦物組成水泥熟料礦物的化學組成氧化物（%）C3SC2SC3AC4AFCaSO4CaO73.6965.1262.2746.1641.19SiO226.3134.88———Al2O3——37.7320.98—Fe2O3———32.86—SO3————58.81第25頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月化學組成與礦物組成CaO=0.7369C3S+0.6512C2S+0.6227C3A+0.4616C4AF+0.4119CaSO4

SiO2=0.2631C3S+0.3488C2S

Al2O3=0.3773C3A+0.2098C4AF

Fe2O3=0.3286C4AFSO3=0.5881CaSO4第26頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月由化學組成計算礦物組成C3S=4.07C-7.60S-6.72A-1.43F-2.86SO3C2S=8.60S+5.07A+1.07F-3.07C+2.15SO3C3A=2.65A-1.69FC4AF=3.04FCaSO4=1.70SO3第27頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月礦物組成與率值KH=（C3S+0.8838C2S）/（C3S+1.3256C2S）SM=（C3S+1.3256C2S）/1.4341C3A+2.0464C4AF）IM=（1.1501C3A/C4AF）+0.6383第28頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月礦物組成與率值C3S=3.80（3KH-2）SiO2C2S=8.6（1-KH）SiO2C3A=2.65Al2O3-1.69Fe2O3C4AF=3.04Fe2O3第29頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月生料配料-物料平衡生料配料方法：—嘗試誤差法—遞推法—代數(shù)法—圖解法第30頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月生料配料計算舉例(遞推法)原料化學成分物料名稱燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO合計石灰石42．341．690．440．3854．410．5599．81砂巖2．7982．3610．082．011．240．7699．24鐵粉3．524．901．6452．8215．211．5499．61煤灰52．2835．25．165．480．7899．9第31頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析組分WfAfVfCfQfDW（KJ/Kg）%3．0026．0027．8043．2023275第32頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)計熟料率值KH=0.89

SM=2.5

IM=1.5第33頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月熟料熱耗熟料燒成熱耗3200KJ/Kg第34頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月計算煤灰摻入量GA=(熟料熱耗/煤熱值)×煤灰分

=(3200/23275)×26%

=3.57%第35頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月計算熟料中由煤灰?guī)氲幕瘜W成分SiO2=3.57%×52.28%=1.86%Al2O3=3.57%×35.2%=1.25%Fe2O3=3.57%×5.16%=0.18%CaO=3.57%×5.48%=0.19%第36頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月由設(shè)計率值計算熟料的化學成分設(shè)Σ=97.5%根據(jù)率值與化學成分計算公式求出熟料化學成分:Fe2O3=3.59%Al2O3=5.38%SiO2=22.42%CaO=66.11%第37頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月進行遞推計算—以100Kg熟料為基準遞推計算表物料摻加量（Kg）SiO2Al2O3Fe2O3CaO備注要求熟料組成22．425．383．5966．11煤灰3．571．861．250．180．19石灰石1202．030．530．4665．29依據(jù)CaO粉砂巖3120．254．441．551．60依據(jù)SiO2鐵粉6．451．600．103．400．98依據(jù)Fe2O3石灰石-3.58-0.06-0.02-0.01-1.95依據(jù)CaO粉砂巖-5.08-3.32-0.72-0.25-0.26依據(jù)SiO2鐵粉-3.78-0.94-0.06-2-0.57依據(jù)Fe2O3計算熟料成分21.425.523.3365.28第38頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月計算率值并與目標值對比KH=0.917

SM=2.42

IM=1.65需要繼續(xù)調(diào)整第39頁