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1、4生料制备技术本章学习要点:本章重点简介生料制备的工艺过程及措施，生料、配料等基本概念，配料计算的意义、 根据、原则及计算措施和环节，配料方案的选择，并重点简介尝试误差法配料的过程；多种生料 粉磨系统的特点及应用，生料粉磨系统的发展特点及发展趋势，生产中生料的粉磨细度及颗粒分 布规定；辊式磨的发展历史，不同辊式磨系统的特点及在生料粉磨系统中的应用，辊式磨系统与 管磨系统的比较，重点是辊式磨的操作控制要点及异常状况分析；生料制备系统常用的控制措施、 控制项目、控制回路和控制原理等。根据水泥品种、原料的物理化学性质与具体生产条件拟定所 用原料的配合比，以得到煅烧水泥熟料所规定的合适成分的生料，称为
2、生料的配料。4.1配料方案的设计配料方案的设计，要考虑原料、燃料的质量、水泥品种及具体的生产工艺流程，保证优质、 高产、低消耗地生产水泥熟料。合理的配料方案既是工厂设计的根据，又是正常生产的保证。4.4.1.1拟定配料方案的根据A原料的质量原料的质量对熟料构成的选择有较大的影响。如石灰石品位低，而粘土氧化硅含量不高， 就无法提高KH和n值。如石灰石中含燧石多，粘土中含砂多，生料易烧性差，熟料难烧，要合 适减少KH以适应原料的实际状况。生料易烧性好，可以选择高KH、高n的配料方案。B燃料质量煅烧熟料所需的煅烧温度和保温时间，取决于燃料的质量。煤燃烧后的灰分几乎所有掺入 熟料中，直接影响熟料的成分
3、和性质，因此，煤质好、灰分小，可合适提高熟料的KH值。如煤 质差，灰分高，相应减少熟料的KH值。当煤质变化较大时，应考虑进行煤的预均化。C生料状况生料细度、化学成分、均匀性对熟料的煅烧和质量有很大影响。如生料细度粗，均匀性差， 不利于固相反映的进行，KH值不适宜过高。如生料细度细，原料预均化较好的水泥公司，可合 适提高KH。D水泥品种水泥品种不同对熟料矿物构成的规定也不相似。如生产低热水泥时，应合适减少熟料中发 热量较高的C3A和C3S的含量，相应提高C2S和C4AF的含量。生产快硬硅酸盐水泥时，需合适提 高初期强度较高的C A和C S的含量。33E 生产工艺物料在不同类型窑内的受热状况和煅烧
4、过程不完全相似，率值的选择应有所不同。窑外分 解窑，由于物料预热好，热工制度稳定，一般考虑中KH、高n、高p的配料方案。一般回转窑， 由于物料不断翻滚，受热均匀和煤灰掺入均匀，配料可选用较高的KH。立窑由于通风、煅烧很 不均匀，因此KH、n应合适减少。F矿花剂矿化剂的作用是增进熟料的煅烧。因此在同一条件下，掺矿化剂时，KH可取高些。不掺矿 化剂时，KH可取低些。4.4.1.2熟料率值的选择熟料的三个率值（KH、n、p），是互相影响、互相制约的，不能片面强调某一率值而忽视其 她率值。原则上三个率值不能同步偏高或偏低。A KH值的选择生产工艺先进，入窑生料均匀稳定，看火操作水平高，燃料稳定或使用了
5、矿化剂，KH值可 选择高些，反之，KH值应合适减少。合适提高KH值，熟料中C3S含量也可合适增长。但KH值过 高，往往使f-CaO偏高，导致安定性不良，熟料质量反而下降。最佳的KH值可根据生产经验综 合考虑熟料的煅烧难易限度和熟料质量等拟定。B选择与KH值相适应的n值为使熟料有较高的强度，选择n值时，既要保持有一定数量的硅酸盐矿物，又必须与KH 值相适应。一般应避免如下几种状况：a KH值高，n值偏高。熟料中硅酸盐矿物含量高，熔剂矿物含量必然少，生料易烧性差， 一导致熟料中f-CaO偏高，熟料质量差。b KH值低，n值也偏高。熟料中C3S含量低，C2S含量高，熟料强度不高，易导致熟料的 “粉化
6、”。c KH值低，n也偏低。熟料中硅酸盐矿物含量少，熔剂矿物含量高，熟料强度低。烧成时 由于液相量太多，易产生结皮、结大块，物料不易烧透，f-CaO 还是高。C P值的选择在选择P值时，也要与KH值相适应。一般状况下，当提高KH值时，要相应地减少p值， 即提高RAF的含量，有助于C3S的形成。a高铝配料方案：熟料中C A含量高，熟料初期强度高。C A含量高，会使液相粘度增长， 33不利于C3S的形成。但液相粘度的增长，可使立窑底火结实稳定，不易破裂，不易产生风洞、毗 火等现象，有助于底火稳定。对于煤的热值较高，风机的风压较大，操作水平较高的机立窑厂， 可米用高铝配料方案。b高铁配料方案：熟料中
7、C4AF含量较高，可减少液相浮现的温度和液相粘度，有助于C3S 的形成，提高熟料强度。但烧成范畴窄，易结大块。对立窑而言，底火较脆弱。对于媒质较差， KH值又较高时，宜采用高铁配料方案。D矿化剂配料时与否采用矿化剂，对率值的选择影响很大。使用矿化剂，KH值可略取高些。目前， 水泥厂使用较多的是萤石一石膏复合矿化剂。各厂应根据原燃材料的特点，拟定合适的氟硫比。 一般觉得，CaF2/SO3比应控制在0.4-0.6较合适。4.4.2配料计算配料方案拟定后，即可进行配料计算。配料计算的措施有多种，有尝试拼凑法，递减试凑法，代数法，图解法，最小二乘法，矿 物构成法等等。用得比较多的是尝试拼凑法和递减试凑
8、法。随着科学技术的发展，计算机的应用 逐渐普及，用计算机配料就显得简朴而精确了。4.4.2.1配料计算公式A熟料煤耗的计算:卜Qnet,ar式中：P一一熟料煤耗，kg煤/kg熟料;Q熟料热耗，kj/kg熟料;Qnet,ar煤的收到基低位发热量，kj/kg煤。B 熟料中煤灰掺入量的计算:q = Ar100Q - A - B=J 100式中：q一熟料中煤灰掺入量，kg煤灰/100kg熟料;Q一熟料热耗，kj/kg熟料;Qnet,a一煤的收到基低位发热量，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。阐明：水泥厂煤的分析资料为分析基数据，但计算
9、过程需要的是收到基数据，故应将分析基Aad、Qnet,ad分别换算成收到基Aar、Qnet,ar数据，其换算公式是:A = A x 100 - Mrar ad 100 MadQnet, ar = Qnet, ad x 100 M100 - Mad-25.09Mar - Mad x 100 - MaI100 - Mad )。配料计算时若无M （收到基ar水分）数据，也可用 七、Qnet,ad计算熟料中煤灰掺入量。计算成果与运用Aar、Qnet,ar，计算成果相比有一定的误差，但误差在配料计算的误差范畴之内。煤灰分沉落率B因窑型而异，如表4.13所示。表4.13不同窑型的煤灰分沉落率（%）窑型无电
10、有电窑型无电有电收尘器收尘器收尘器收尘器湿法长窑（L/D=30 50）有链条100100外分解窑90100湿法短窑（L/DV30）有链条80100立波尔窑80100湿法短窑带料浆蒸发机70100立窑100100干法短窑带立筒、旋风预热器90100C理论料耗白生料煅烧工艺：1_熟料中煤灰掺入量S :-1-白生料烧矢量-一Gg白生料.kg熟料）-白全黑生料煅烧工艺：S 一1一（kg黑生料.kg熟料）黑八、立窑半黑生料煅烧工艺:1 一 qS - 1（kg半黑生料kg熟料）半黑外加煤掺入熟料中的煤灰百分含量；a 半里八、外加煤掺入量x熟料中煤灰掺入百分数。总掺煤量D实际料耗实际料耗理论料耗x11-生料
11、水分1x-1 -生产损失E生料掺煤量的计算100p p =1 S式中：p生料中掺煤量，kg煤/100kg白生料；p-熟料煤耗，kg煤/kg熟料；S理论料耗，kg生料/kg熟料。F物料平衡与基准的换算不考虑生产损失：干石灰石+干粘土+干铁粉+其她干基物料=干白生料灼烧生料+掺入生料中的煤灰=熟料灼烧基成分=干燥基成分x -I00100 - L灼烧基用量=(100 - L)x干基用量100干基用量=100 x灼烧基用量100 - L干基用量=湿基用量x 100 - M100湿基用量=干基用量x 100100 - M式中：L一物料烧失量;M一物料水分。4.4.3配料计算措施前已叙及，配料计算有多种措
12、施。现简介应用较多的尝试拼凑法和递减试凑法。4.4.3.1尝试拼凑法该措施是先假定原料配比，计算熟料矿物构成及率值，若计算成果不符合规定，则尝试调 节原料配比，再进行计算，直至计算成果符合规定为止。A计算环节：a列出各原料、燃料的化学成分及煤的工业分析成果;b拟定熟料矿物构成或率值;c计算煤灰掺入量；d假设干基原料配比，计算生料、灼烧生料、熟料化学成分；e验算熟料率值并与拟定值进行比较；f如率值不符合规定，反复调节配比计算，直至率值符合规定为止；g将干燥原料配比换算为湿原料配比。B白生料配料计算实例例题一：某厂原燃料的有关分析数据如表4.14、4.15。率值规定为KH=0.900.01, n=
13、2.0 0.1, p=1.30.1；熟料的热耗为4185 kJ/kg熟料。煤灰分沉落率为100%,计算白生料的配 比。表4.14原料与煤灰的化学成分原料名称烧矢量SiO2A12O3Fe2O3CaOMgO其她总和石灰石42.81.820.650.3253.251.200.48100粘土5.3469.0113.925.691.411.942.69100铁粉2.7929.0511.5546.316.420.473.41100煤灰55.9630.665.624.270.982.51100表4.15煤的工业分析成分MadAadVadFCadQnec,ad1.19%24.12%10.5%64.19%237
14、60kJ/kg 煤表4.16入磨物料的水分（%）名称石灰石粘土铁粉煤水分（M）1.002.504.004.501、计算煤灰掺入量4_ Q - A - B=C300。Q.气.B气 /1。_ 4185 x 24.12 x 10023760 x 100=4.25%2、假设原料配合比，计算生料、灼烧生料、熟料化学成分设原料配合比为：石灰石粘土铁粉81.4%14.9%3.7%计算成果列于表5.17表5.17化学成分原料名称配比烧矢量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其她总和石灰石81.434.421.480.530.2643.350.980.3981.4粘土14.90.8010.282.070.850.210.290.4014.9铁粉3.70.101.070.431.710.240.020.133.7白生料10035.3212.833.032.8243
