水泥生产用原料与配料

1、水泥生产用原料及配料（4课时）第一节 水泥生产用原燃材料及其控制1、水泥生产用原料1.1 石灰质原料：以碳酸钙为主要成分石灰石、泥灰岩、贝壳等，另如电石渣、 糖滤泥等工业废渣也可作为石灰质原料。石灰质原料是水泥生产的主要原料。 一般 要求石灰石CaO45% Mgd3.0%,但在新型干法水泥生产中，采用了石灰石预均化、 生料均化等措施，为低品位石灰石的利用提供了保证，使得 CaO 含量在 42%左右，MgO 含量在 3%-5%的底品位石灰石也能应用于水泥生产。1.2 粘土质原料：主要以含 SiO2及少量 AL2O3、Fe2O3的原料。天然粘土质原料 有黄土、 粘土、 砂岩、 河沙等,此外还有粉煤

2、灰、 煤矸石等工业废渣。 粘土质原料 一般 SiO2 55%。1.3 校正原料：当石灰质原料和粘土质原料配料不能满足配料方案要求时,或 SiO2或 AL2O3或 Fe2O3含量不足时，根据所缺成分，分别采用相应的校正原料。因此校正 原料分为,（1）硅质校正原料,例如砂岩； （2）铝质校正原料,如煤矸石、粉煤灰、 铝矾土；（3）铁质校正原料,如天然低品位铁矿石,硫酸渣、钢渣等工业废渣。2、水泥生产用燃料2.1 燃料在水泥生产中作用：一是提供熟料煅烧及物料烘干所需要的热量；二是 燃料燃烧后所剩煤灰等作为原料掺到熟料及水泥中去。2.2 煤的分类及组成 水泥工业生产一般用煤作为燃料,此外在窑升温过程中

3、及投料初始会使用很少 一部分柴油。1 ）煤的分类：根据埋藏时间及碳化程度不同,可分为泥煤、褐煤、烟煤、无 烟煤。（ 2）煤的组成：分析燃料的组成通常有元素分析法和工业分析法。根据元素分析，煤由碳（C）、氢（H）、氧（0）、氮（N）、硫（S）五种元素和 水分、灰分组成。根据工业分析，煤由挥发份（V）、固定碳（C）、灰分（A）、水分（W）组成。其中 煤的灰分，是煤燃烧后剩余的矿物杂质，其主要化学成分为 Si02、AL203、Fe203、Ca0、Mg0 ，另外还有少量的 K20、 Na20、 S03。收到基（ ar ）：以收到状态的煤为基准。空气干燥基（ad）:与空气湿度达到平衡状态的煤为基准。干燥

4、基（d）：以假想无水状态的煤为基准。 干燥无灰基（ daf ）:以假想无水、无灰状态的煤为基准。（4）煤的发热量A、定义煤的发热量指单位质量的煤燃烧放出的热量，单位为 cal/kg 、kJ/kg（国际标准 单位） ，1cal/g=4.18J/g 。B、标准煤，为了比较各类燃料，规定低位发热量（收到基）为29270k/kg（7000cal/kg、的煤为标准燃料。3、入机原燃材料预均化 原燃材料均化、搭配是稳定生料、熟料及水泥质量的重要措施之一，是质量工 作的重点和根本。3.1 原燃材料预均化原理A、预均化技术就是在原燃材料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具

5、备储存与均化的功能B、原燃材料的预均化的基本原理就是在物料堆放是，由堆料机把进来的原料连续的按一定的方式堆成尽可能多相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时， 在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺 直取”。3.2 原燃材料预均化的意义（1）均化原燃材料，减少质量波动，有利于稳定磨机生产、稳定配料，从而为 稳定窑系统热工制度、稳定熟料产质量、稳定产品质量奠定基础，为降低耐火材料、 煤等消耗降低生产成本创造条件；（2）可以扩大矿山资源的利用，最大限度的利用矿山的覆盖物和夹层，提高矿 山开采效率，降低开采成本，节约资源。（3）自动化程度高。第二节生料配料1、生料

6、配料1.1 定义 就是将石灰石原料、黏土质原料、校正原料等，按照比例（计量）混 合入磨粉磨成符合质量要求的生料。1.2 技术要求饱和比 KH=K0.02 月平均合格率75% 硅酸率 n=K 士 0.10 月平均合格 率80% 铝氧率 P=K 士 0.10月平均合格率80%。2、配料计算原材料化学成分表名称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO刀K2ONa2OR2Ocl-SO3结晶 水水分石灰石42.061.280.800.8851.502.4698.980.5电石渣22.933.922.690.8266.960.1197.460.1325.0河沙7.6670.238.833.916.

7、430.8297.881.320.881.7410.0砂岩3.1884.044.684.331.890.3698.480.380.050.303.5铁粉12.6025.6024.6030.431.801.5496.571.850.011.354.0钢渣2.3813.303.8224.3339.648.8692.334.5铝矶土11.0444.6326.7211.961.400.5096.250.600.100.493.5矿渣-0.6532.5015.41.3937.938.8595.420.450.370.679.5粉煤灰7.1149.6728.745.084.761.3396.691.280

8、.621.460.29炉渣5.2850.1029.384.994.281.0595.081.410.751.6820.0脱硫石膏39.0018.1112.0窑回灰37.188.334.071.9244.781.3497.62KH=1.6032.1 配料计算基本术语2.1.1 干基、湿基定义及其换算1) 干基、湿基定义2) 干湿基换算例 1:已知，生料湿基配比为石灰石 82.0%,河沙 12.0%,铁粉 4.0%,砂岩 2.0%,物料水分分别为 1.0%，10.0%，5.0%，3.0%，计算生料干基配比。解：干基石灰石 二二82.0 x(1-1.0%) /100X100%=81.2%干基河沙二二

9、12.0X(1-10.0%) /100X100%=10.8%干基铁粉=4.0X(1-5.0%) /100X100%=3.8%干基砂岩=2.0X(1-2.0%) /100X100%=2.0%百分比转换：求和：干基石灰石+干基河沙+干基铁粉+干基砂岩=81.2%+10.8%+3.8%+2.0%=97.8%转换：干基石灰石二二(81.2% 97.8%)X100%=83.0%干基河沙二二(10.8% 97.8%)X100%=11.0%干基铁粉二二(3.8% 97.8%)X100%=3.9%干基砂岩二二(2.0% 97.8%)X100%=2.0%例 2:已知普通 42.5 水泥干基配比为熟料 80%，矿

10、渣 10%，石灰石 4%,石膏6%,水分分别为 0%、10%、0.5%、12%，请计算水泥湿基配比。100% )解：各物料湿基计算：熟料=80%石灰石二二4 沧（1-0.5%） X100%=4.2%矿渣二二10%（ 1-10%） X100%=11.1%石膏二二6 沧（沧（1-10%） X100%=6.7%百分比转换：湿基求和=4.2%+11.1%+6.7%+80%=102%百分比换算 熟料=（80% 102%X100%=78.4%矿渣=（11.1%- 102%X100%=10.9%石灰石=（4.2%- 102%X100%=4.1%石膏=（6.7%- 102%X100%=6.6%干基物料二二湿基

11、物料X（1-水分%2.1.2、煤灰掺加量计算1）熟料热耗：生产单位质量熟料需要的热量（kJ/kg ）。（千业设计为 3100 kJ/kg）2 ）熟料煤耗：生产单位质量熟料需要消耗的煤量 （kg/t ）。（假设熟料实物煤耗为160kg-煤 /t-熟料）3）煤灰掺加量计算煤工业分析Ma(%)Mad(%)Vad(%)Aad(%)FCad(%)Qnet.ac(kJ/kg)Qnet.a(kJ/kg)St.ad( % )10.01.816.3925.1466.6624028218250.30煤灰分全分析（%）LossSiO2AL2O3Fe2O3CaOMgO51.07:27.964.187.55:1.019

12、1.77熟料热耗二二煤发热量X煤耗 _ 煤耗= =熟料热耗-煤发热量煤灰掺加量二二煤耗X煤灰分X煤灰沉积率X 100%100% )=3150-24028X27.96%X100%X100%=3.66% (假设煤灰沉积率为2.1.3 生料料耗2.2 配料计算2.2.1 生、熟料具体转化工艺过程：预热干燥、碳酸盐分解、固相反应、熟料烧成、冷却次序过程名称主要物理化学反应主要形成物功能设备1预热干燥生料被加热，其中水分蒸发，黏土质矿物脱 去结合水分解形成 AL2O3、Fe2O3、SQ2AL2O3、Fe2O3、SiO2预热器2碳酸盐分解碳酸钙、碳酸镁分解，形成 CaO、MgOCaO、MgO分解炉3固相反

13、应在回转窑内新生态的 CaO、AL2O3、Fe2O3,SiO2随着温度的逐步升高，开始形成一些如CA、CS 等早期矿物，最终在 11001200C大量形成 GA、GAF, C2S 含量达到最大值GA、CAF、C2S回转窑4熟料烧成在液相条件下， 在 1450E左右 QS 与 CaC 反 应形成 CSGS回转窑5熟料冷却回收熟料热量，保持提咼熟料矿物活性篦冷机2.2.2 配料方案表示方法KH=K 0.02 n 二二 K 士 0.10 P= K 士 0.102.2.3 配料计算(见附件)3、影响配料准确性因素3.1 影响因素(1)原材料成分波动(2) 煤质量波动(3) 熟料煤耗变化(4) 检验滞后性(5) 样品代表性变化(6) 生料配料秤计量不准确(7) 检验结果误差大3.2 注意事项(1) 牢记生产、质量是动态变化的，要树立辩证的控制思想，在出现波动时关 键要分析清楚造成波动的原因原燃材料化学成分是动态变化的；配料计量称是变化的；生、熟料对应关系是会 变化的；（2）稳定是根本，配料也是如此，对料调整控制要充分考虑到窑热工的适应性， 要本着循序渐进的思想调整。（3）质量波动是正常规律，要学会根据波动趋势判定稳定性。3.3 新型干法水泥生产缺点（1）原燃材料入机前全部进行预均化，有利于稳定配料，但反过来如果原燃材 料质量出现突变，因入预均化堆场原材料库存量大，