生料配料知识

1 水泥生料配料基本知识水泥生料配料基本知识 2004 9 28 首先讲个故事 水泥的发明首先讲个故事 水泥的发明 1 人类在三千多年前就用石灰做建筑材料了 然而发明水泥的历史却只有两百多年 2 1756年 英国海峡群岛上的一座灯塔突然失火烧毁 政府命令工程师史密顿以最快的速度建好 3 两周后 石灰石运到了灯塔所在的小岛上 史密顿却见石灰石中混有许多杂质 很不满意 但时间紧迫 只好将就了 4 没有想到的是 用这种混有杂质石灰石烧出来的石灰 性能却好得出奇 将石头粘结得从来没有过的结 实 5 史密顿想 这石灰石中肯定有名堂 于是 他马上检验了这些石灰 发现其中竟含有 的粘土 史密顿想 这石灰石中肯定有名堂 于是 他马上检验了这些石灰 发现其中竟含有 的粘土 1 配料计算配料计算1 1 配料计算的目的配料计算的目的 1 1 1设计水泥厂时 配料计算的目的在于 1 1 1 1 根据原料资源情况 确定矿山的可用程度和经济合理性 为生产水泥提供必要的原料条件 并 尽可能地利用矿山资源 1 1 1 2 根据已确定的原料特性和水泥品种的要求 决定原料种类 配比和选择合适的生产方法 1 1 1 3 根据已确定的原料种类 配比及工艺要求 计算全厂的物料平衡 作为全厂工艺设计及主机选 型的依据 1 1 2 生产中通过配料计算 可经济合理的使用矿山资源 确定各种原料的数量比例 以得到成分和乎 要求的水泥熟料 并为窑 磨创造良好的操作条件 保证工厂有较好的经济效益 1 2熟料配料方案的选择熟料配料方案的选择 配料方案是用率值表示的 配料方案是用率值表示的 KH KH n n SMSM p p IMIM 确定熟料率值时 要充分考虑率值间的相互影响 相互制约的关系 确定熟料率值时 要充分考虑率值间的相互影响 相互制约的关系 要考虑水泥的品种 原料的品质与生料的易烧性以及燃料的质量 1 2 11 2 1 KHKH值与值与n n值的选择值的选择 N N值要与值要与KHKH值相适应 一般避免以下的倾向 值相适应 一般避免以下的倾向 KHKH高 高 N N值也高 值也高 KHKH低 低 N N值也低 值也低 KHKH低 低 N N值高值高 1 2 21 2 2 IMIM的选择的选择 选择选择P P也应于也应于KHKH相适应 一般情况下 相适应 一般情况下 KHKH高 要相应的降低高 要相应的降低P P值 值 硅酸盐水泥熟料的化学成分与矿物组成硅酸盐水泥熟料的化学成分与矿物组成 1 化学成分 1 1 硅酸盐水泥熟料的主要化学成分为氧化钙 二氧化硅 三氧化二铝 和三氧化二铁四种矿物 占 熟料化学成分总量的近95 另外还含有氧化镁 三氧化硫 二氧化钛 五氧化二磷 氧化钾和 氧化钠等 1 2硅酸盐熟料中四种主要氧化物的波动范围为 CaO 62 67 SiO2 20 24 AI2O3 4 7 Fe2O3 2 5 6 硅酸盐水泥熟料的率值及其意义 1 石灰饱和系数 水硬率和石灰系数 2 石灰饱和系数一般简称为饱和比 它表示水泥熟料中的氧化钙总量减去饱和酸性氧化物所需的氧 化钙后 剩下的与二氧化硅化和的氧化钙含量与理论上二氧化硅与氧化钙化合全部生成硅酸三钙所需的氧 化钙含量的比值 简言之 饱和比表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和生成硅酸三钙的程度 KH Ca0 fCa0 1 65AI2O3 0 35Fe2O3 0 7SO3 2 8 SiO2 fSiO2 国外也有国家使用水硬率和石灰系数 水硬率HM Ca0 SiO2 AI2O3 Fe2O3 一般控制在1 7 2 8之间 石灰饱和系数LSF Ca0 2 8SiO2 1 1AI2O3 0 65Fe2O3 2 硅酸率 又称硅率 表示水泥熟料中的硅酸盐矿物和溶剂矿物的比值 SM SiO2 AI2O3 Fe2O3 硅酸率一般控制在1 7 2 7之间 多在2 1 0 3的范围内 硅酸率过高 液相量少 煅烧困难 硅酸率偏 低 溶剂矿物多 易接大块 结圈等 3 3 铝氧率铝氧率 又称铝率和铁率 是水泥熟料中三氧化二铝与三氧化二铁的比值 它反映了熟料中C3A和C4AF的相对 含量 熟料中铝氧率的选择一般控制在0 8 1 7之间 多在1 3 0 3的范围内 熟料化学成分 矿物组成和各率值之间的关系 1 由已知化学成分计算矿物组成 C3S 4 07C 7 60S 6 72A 1 43F 2 86SO3 C2S 2 87S 0 754C3S C3A 2 65A 1 69F C4AF 3 04F 2 由已知矿物组成计算化学成分 SiO2 0 2631C3S 0 3488C2S AL2O3 0 3773C3A 0 2098C4AF Fe2O3 0 3286C4AF CaO 0 7369C3S 0 6512C2S 0 6227C3A 0 4616C4AF fCaO 0 4119 CaSO4 3 由已知矿物组成计算率值 KH C3S 0 8838C2S C3S 1 3256C2S N C3S 1 3256C2S 1 4341C3A 2 0464C4AF P 1 1501C3A C4AF 0 6383 4 由已知率值计算化学成分 Fe2O3 2 8KH 1 P 1 N 2 65P 1 35 AL2O3 P Fe2O3 SiO2 N AL2O3 Fe2O3 CaO SiO2 AL2O3 Fe2O3 5 由已知化学成分及率值计算矿物组成 C3S 3 80SiO2 3KH 2 C2S 8 61SiO2 1 KH C3A 2 65 Fe2O3 P 0 64 C4AF 3 0 4Fe2O3 生料配料基本知识 一 配料的基本原则 1 烧出的熟料具有较高的强度和良好的物理化学性能 2 配 制的生料易于粉磨和烧成 3 生产过程易于控制 管理 便于生产操作 4 结合工厂生产条件 经济合理的利用矿山资 二 配料计算的常用公式 3 1 率值及矿物组成的计算 KH Ca0 1 65AI2O3 0 35Fe2O3 0 7SO3 2 8SiO2 SM SiO2 AI2O3 Fe2O3 P AL2O3 Fe2O3 C3S 3 80SiO2 3KH 2 C2S 8 61SiO2 1 KH C3A 2 65 Fe2O3 P 0 64 C4AF 3 0 4Fe2O3 Fe2O3 2 8KH 1 P 1 N 2 65P 1 35 AL2O3 P Fe2O3 SiO2 N AL2O3 Fe2O3 CaO SiO2 AL2O3 Fe2O3 2 单位熟料实物煤耗P和标煤耗M的计算 P Q Qnet ar Q 单位熟料的热耗 KJ kg熟料 Qnet ar 煤的收到基发热量 KJ kg M P Qnet ar 29300 Q 29300 kg标煤 kg熟料 1000Q 29300 kg标煤 t熟料 3 熟料中煤灰的掺入量计算 q P Aar B 100 Q Aar B 100Qnet ar 式中 q 熟料中煤灰的掺入量 Q 单位熟料的热耗 Qnet ar 煤的应用基发热量 Aar 煤的应用基灰分 B 煤灰分沉降率 不同窑型 P 单位熟料的实物煤耗 4 灼烧成分的计算及物料平衡方程 4 1灼烧基成分 干基物料成分 100 烧失量 100 4 2物料平衡方程 不考虑生产损失 干石灰石 干黏土 干铁粉 其他干基物料 干白生料 灼烧白生料 煤 灰 掺入熟料的 熟料 5 灼烧基与干燥基 用量 的换算 100 L 灼烧基 用量 100 干燥基 用量 6 干湿基的换算公式 W干 100 M W湿 100 W湿 100 W干 100 M M 物料水分 三 配料计算方法三 配料计算方法 依据 物料平衡 依据 物料平衡 反应物的质量应等于生成物的质量 反应物的质量应等于生成物的质量 计算时采用相同的基准 计算时采用相同的基准 不考虑生产损失 不考虑生产损失 干石灰石干石灰石 干黏土干黏土 干铁粉干铁粉 干生料干生料 4 灼烧生料灼烧生料 煤灰 掺入熟料的 煤灰 掺入熟料的 熟料熟料 熟料煤灰掺入量熟料煤灰掺入量 GA q A S 100Q GA q A S 100Q P A SP A S 100 100 煤灰沉降率因窑型而异 煤灰沉降率因窑型而异 生料配料计算方法很多 有烧失量法 碳酸钙滴定法 尝试误差法 递减试凑法 代数法 图解法等 生料配料计算方法很多 有烧失量法 碳酸钙滴定法 尝试误差法 递减试凑法 代数法 图解法等 白生料尝试误差法配料计算白生料尝试误差法配料计算 计算步骤 1 确定熟料组成 2 计算煤灰掺入量 3 假设原料配比 干基 计算白生料成分 4 计算 灼烧基生料成分 5 计算熟料成分 6 计算熟料率值 7 调整配比 重复计算 8 将干基配比换算为湿原料 配比 例题例题 已知原料 燃料的有关分析数据如表已知原料 燃料的有关分析数据如表1 1 表 表2 2所示 假设该厂以所示 假设该厂以4 4种原料配料进行生产 要求熟料的种原料配料进行生产 要求熟料的3 3个率值个率值 为 为 KH 0 89 0 02 N 2 60KH 0 89 0 02 N 2 60 0 1 P 1 50 0 1 P 1 50 0 10 0 10 单位熟料热耗为单位熟料热耗为39003900kj kgkj kg熟料 试计算原料的配合比 熟料 试计算原料的配合比 PL xlsPL xls 计算过程计算过程 2 1 确定熟料组成 根据题意已知熟料率值为 KH 0 89 0 02 N 2 60KH 0 89 0 02 N 2 60 0 1 P 1 50 0 1 P 1 50 0 10 0 10 2 2 计算煤灰掺入量 GA 3900 20 24800 3 1 2 3 假设配比 干基 假设配比 干基 计算白生料成分 计算白生料成分 石灰石84 粘土12 砂岩2 5 铁粉1 5 计算配合原料带入白生料的化学成分的方法为 原料配比 该原料化学成分中各氧化物含量 2 4 计算灼烧基生料成分 灼烧基生料成分 100 白生料中各氧化物含量 100 白生料烧失量 2 5 计算熟料成分计算熟料成分 熟料成分 灼烧生料中各氧化物百分比 100 煤灰掺入量 煤灰成分中各氧化物百分含量 煤灰掺入量 2 6 计算熟料率值计算熟料率值 KH CaO