硅酸盐水泥生产中原燃料及熟料PPT课件

1、 天然黏土有黄土、黏土、页岩、泥岩等，其中黄土和黏土应用最广。2、黏土质原料 黄土和黏土均是由花岗岩和玄武岩等经分化分解后，再经搬运或沉积而成。 衡量黏土和黄土质量主要看其化学成分、含砂量、含碱量等。 黏土中碱含量应小于4%，并且MgO含量应小于3%，SO3含量应小于2%，Cl-含量应小于0.015%。第1页/共38页表4-2 4-2 部分水泥厂所用粘土质原料化学成分()和有关性能第2页/共38页 当氧化铁含量不足时，应掺加氧化铁含量大于40%的铁质校正原料。常用的铁质校正原料有硫酸渣（硫铁矿渣）、铜矿渣和低品位的铁矿石等。3、校正原料（1）铁质校正原料（2）硅质校正原料 当氧化硅含量不足时，

2、应掺加氧化硅含量为70%90%的硅质校正原料。常用的硅质校正原料有砂岩、河沙和粉砂岩等。（3）铝质校正原料 当氧化铝含量不足时，应掺加氧化铝含量大于30%的铝质校正原料。常用的铝质校正原料有粉煤灰、煤渣和煤矸石、铝矾土等。第3页/共38页表4-3 4-3 一些铁质校正原料的化学成分（) )表4-44-4 一些硅质校正原料的化学成分()第4页/共38页表4-54-5 一些铝质校正原料的化学成分()表4-64-6 校正原料质量指标第5页/共38页 我国水泥工业一般使用煤作为燃料。 目前，新型干法水泥厂大部分使用无烟煤，但也有少部分使用烟煤。 无烟煤和烟煤的区分是按照煤的挥发分来划分的。烟 煤：挥发

3、分15%50%。无烟煤：挥发分10%。 第6页/共38页生产硅酸盐水泥的原燃材料一览表第7页/共38页生料 由石灰质原料、粘土质原料、少量校正原料（有时还加入矿化剂，立窑生产时还要加煤）按比例配合，粉磨到一定细度的物料。 4.2 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%32%40%40%左右。生料粉配料 根据水泥品种、原燃料品质、生料的均匀性和易烧性、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。新型干法生产用生料粉形成熟料的难易程度第8页/共38页水泥生料的易烧性 水泥生料的易烧性在一定程度上反映在固、液

4、、气相环境下，在规定的温度范围内，通过复杂的物理化学变化，形成熟料的难易程度。u水泥生料的易烧性的表达方式：（1）实用易烧性：在1350恒温下，在回转窑内煅烧生料达到 CaO2%所需的时间。（2）易烧性指数：u水泥生料的易烧性对煅烧的影响： 易烧性越好，生料煅烧的温度越低；易烧性越差，煅烧温度越高。通常生料的煅烧温度为14201480。有关经验表明：生料的最高煅烧温度与熟料的矿物组成存在如下关系：T()=1300+4.51C3S-3.74C3A-12.64C4AF第9页/共38页u影响水泥生料易烧性的主要因素：（1）生料的潜在矿物组成： KH、SM高，则难煅烧；反之易烧，还 容易结圈。 SM和

5、IM高，则难煅烧，要求较高的烧成温度。（2）原料的性质和颗粒：原料中石英和方解石含量多，难烧，结晶质粗粒多，易烧性差。（3）生料中次要氧化物和微量元素：生料中含有少量的MgO、K2O、Na2O等有利于熟料形成，易烧性好，但含量过多，又不利于煅烧。（4）生料的均匀性和粉磨细度：均匀好，粒度细，易烧性好。 生料的易烧性第10页/共38页（5）矿化剂：掺加各种矿化剂，均可改善生料的易烧性。（6）生料的热处理：煅烧过程中，升温速度快，有利于提高新生态产物的活性，易烧性好。（7）液相：液相出现温度低，数量多，黏度小，则易烧性好。（8）燃煤的性质：燃煤热值高，灰分少，粒度细，燃烧温度高，则有利于生料的煅烧

6、。（9）窑内气氛：氧化气氛，有利于熟料的烧成。 生料的易烧性第11页/共38页 u目的目的 （1）工艺设计 （2）生产运行 u原则原则 （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。 配料目的及原则第12页/共38页 1、根据水泥品种，原燃料条件，生料制备与熟料煅烧工艺确定 水泥熟料的率值； 2、求出合乎熟料率值要求的原料配合比。 对于新型干法水泥生产工艺，水泥熟料的率值大致为： KH=0.880.91 SM=2.42.7 IM=1.41.8。配料计算的任务第13页/共38页 配料计算

7、的依据: 物料平衡。 常用基准: （1）干燥基准：物料中的物理水分蒸发后处于干燥状态，以干燥状态质量所表示的计量单位。 （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。以灼烧状态质量所表示的计算单位，称为灼烧基准。 （3）湿基准：用含水物料作计算基准时称为湿基准，简称湿基。 配料计算的依据反应物的量=生成物的量第14页/共38页 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、SM、IM 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

8、案的选择1、三个率值要互相匹配，吻合，不能只强调某一率值而忽视其他两个。2、一般率值的波动范围： KH=目标值0.010.02， SM=目标值0.1， IM=目标值0.1。确定率值应注意第15页/共38页（1 1）配料计算方法）配料计算方法 方法很多，主要有: 尝试误差法 递减试凑法 用微机编制程序的计算方法。配料计算第16页/共38页 思路：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，则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：计算过程： 1、确定熟料组成（KH、SM、IM）；2、计算煤灰掺入量：3、计算干燥原料配合比；4、计算湿原料配合比。,100

9、100ararAnet arqA SPA SGQ第17页/共38页 例已知：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：K H = 0 . 9 0 0 . 0 2 ，S M = 2 . 6 0 . 1 ，I M =1.70.1，单位熟料热耗为3053KJ/Kg熟料，试计算原料的配合比。 尝试误差法第18页/共38页名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OCl-总和石灰石42.661.680.600.3951.622.210.050.250.030.01999.71砂页岩2.7289.592.821.671.770.740.070.

10、360.060.01599.82粉煤灰3.7047.5728.148.954.180.520.501.130.21-94.90铁矿石2.6549.965.5132.512.561.95-0.45-95.59煤灰-52.5528.786.306.491.452.201.000.44-99.21原料与煤灰的化学成分（ % ） 煤的工业分析 水分挥发物灰分固定碳热值（KJ/Kg）1.70%28.00%26.10%44.20%22998尝试误差法第19页/共38页 解（1）确定熟料组成 根据题意，已知熟料率值为：KH =0.90，SM =2.6，IM =1.7。 (2)计算煤灰掺入量 ,100arAn

11、et arqA SGQ(%)46. 31002299810010.263053尝试误差法(3)计算干燥原料配合比 凭经验设定干燥原料配合比为： 石灰石81%、砂岩9%、铁矿石3.5%、粉煤灰6.5%。因此，计算生料的化学成分如下表所示：第20页/共38页名名 称称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OCl-石灰石石灰石砂页岩砂页岩粉煤灰粉煤灰铁矿石铁矿石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 0.091.790.070.0

12、40.070.040.0060.03250.00000.200.03240.07350.00000.020.00540.01370.01580.01540.00140.00000.0000生料生料35.2914.26 2.762.1942.331.960.07930.30840.05910.0167灼烧生灼烧生料料_22.05 4.273.3865.423.030.12260.47650.09130.0259名名 称称配比配比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OCI-灼烧生料灼烧生料煤煤 灰灰96.54 3.4621.28 1.824.121.003.260.2263.

13、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尝试误差法生料的化学成分表假定煤灰掺入量为3.46%，则灼烧生料配合比为100-3.46%=96.54%。依此计算熟料的化学成分如下表所示：第21页/共38页u验算熟料的率值：计算结果如下： KH=0.83 SM=2.69 IM=1.47u将计算结果与设定值比较：KH过低，SM 较接近，IM较低。u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

14、），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： 尝试误差法第22页/共38页尝试误差法名名 称称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OCI-石灰石石灰石砂页岩砂页岩粉煤灰粉煤灰铁矿石铁矿石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.

15、00000.02470.00490.01470.01170.01560.00120.00000.0000生料生料35.8213.272.841.9342.991.970.08180.31400.05600.0169灼烧生灼烧生料料-20.674.423.0066.983.060.12750.48930.08720.0263名名 称称配比配比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OCI-灼烧生料灼烧生料煤煤 灰灰96.54 3.4619.96 1.824.261.002.900.2264.66 0.222.960.050.12310.07620.47230.03460.084

16、20.01520.02530.0000熟熟 料料10021.785.263.1264.883.010.19930.50700.09940.0253生料的化学成分表熟料的化学成分表第23页/共38页u验算熟料的率值：计算结果如下： KH=0.90 SM=2.60 IM=1.69u将计算结果与设定值比较： KH、SM达到预先要求，IM略低，但已十分接近要求值。u确定结果：原料配合比为：石灰石82.3%，砂岩8.1%，铁 矿石2.6%，粉煤灰7%。尝试误差法第24页/共38页(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%，则湿原料质量配合比为： 石灰石82

17、.12% 砂岩8.25% 铁矿石2.68% 粉煤灰6.95%计算过程如下表尝试误差法第25页/共38页名名 称称湿基用量（份）湿基用量（份）湿基配比（湿基配比（%）石灰石石灰石砂岩砂岩铁矿石铁矿石粉煤灰粉煤灰合合 计计101.2310082.3 10083.13100 18.1 1008.35100 32.6 1002.71100 47 1007.04100 0.583.1310082.12101.238.351008.25101.232.711002.68101.237.041006.95101.23第26页/共38页u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

18、为止（又称递减试凑法）。 例4-2已知原、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。 递减试凑法第27页/共38页l基准：100Kg熟料l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、将干燥原料配合比换算成湿原料配合比。递减试凑法第28页/共38页已知条件 原料化学成分换算成100

19、 名名 称称SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO烧失量烧失量其他其他合计合计石灰石石灰石2.420.310.1953.130.5742.660.72100.00粘粘 土土70.2514.725.481.410.925.271.95100.00铁铁 粉粉34.4211.5348.273.530.09-2.26100.00煤煤 灰灰53.5235.344.464.791.19-0.70100.00递减试凑法第29页/共38页 煤的工业分析 设计熟料率值: KH=0.890.01; 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4.4

20、9%28.56%20.12%46.83%20930KJ/Kg递减试凑法第30页/共38页 1 1、计算煤灰掺入量：、计算煤灰掺入量：方法同前得方法同前得G GA A=4.57=4.57 2 2、计算熟料的化学成分、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%递减试凑法 3、进行递减试凑：第31页/共38页计算步骤计算步骤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21.742.545.851.624.500.2065.410.232.500.0

21、9差差-122Kg石灰石石灰石19.292.954.230.384.300.2365.1864.822.411.57差差-23Kg粘土粘土16.3416.163.853.394.071.260.360.320.840.66差差-5.8Kg铁粉铁粉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铁粉铁粉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第32页/共38页据上表可求得煅烧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 =%76.13%1001.64.208.1214.20%13.82%1001.64 .208.1218.121%11.4%1001.64.208.1211.6递减试凑法第33页/共38页4 4、校验熟