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1、学号:20132014学年第二学期学 院：材料学院专业班级：无机11-01班:实习日期：2014年6月16日6月20日实习成绩：评阅教师：评阅日期：摘要：随着社会的不断发展，新的建筑不断的拔地而起，同时也对新的胶凝材料提 出了更高的要求。水泥作为构成建筑物主要结构的胶凝材料，首当其冲当然也需 要有更高发展与突破。我们以此为契机，展开了本次课程设计。在本次课程设计过程中，我充分利用课堂上所学的知识，将理论与实际结合， 同时全组人员密切协作，分工明确，在全组成员的共同努力下，我们终于完成本 次课程设计。首先我利用学校资源与网络途径，查找了所需的各配料化学成分，并对 各配料进行分析。在确定完三个率值
2、KH=0.80、SM=2.10、IM=0.85之后，根据实 际选择熟料热耗。水分挥发物灰分固定碳热值0.6%22.42%28.56%49.02%22500KJ/Kg 煤然后便开始了最重要的一步，配料计算。首先我们求算出煤灰掺入量，之后计算 干燥水泥配料，干燥原料配合比为：石灰石79%，粘土 17%，硫酸渣矿渣4%。而 实际上生产中，原料往往都是含有水分的，所以我们根据配料实际含水情况，求 算出实际含水材料的各组分百分比，湿原料配合比为：石灰石78.97%，粘土 17.04%，硫酸渣矿渣3.99%。关键词：率值熟料热耗煤灰掺入量干燥原料配合比湿原料配合比一、原料化学成分评价通过查阅资料与网上检索
3、，得到如下各种原料的成分明细原材料化学成分分析表3.1、成八 原料.分CaOSiO2A12O3Fe2O3MgOso3LossH2O石灰石52.673.461.160.580.530.1540.210.80粘土1.4170.2514.725.480.920.076.425.50铁粉3.5334.4211.5348.270.090.13矿渣4.169.3211.2866.810.863.211.0215.53煤灰0.4263.8624.543.450.730.23煤的工业分析表3.2水分挥发物灰分固定碳热值0.6%22.42%28.56%49.02%22500KJ/Kg 煤根据表3.1所示的原料的
4、化学成分分析如下：1. 石灰质原料生产42.5普通硅酸盐水泥设计方案中，主要原料中的石灰质原料是石灰石,其工艺 要求中CaO的含量在48%56%之间，本次设计方案中石灰石的CaO含量是 52.67%，含量较高，石灰质原料较好；SiO、AlO、FeO、MgO、SO的含量都符22 32 33合生产要求；，而碱含量为0.58%,接近工艺上要求的0.6%，可以通过提高粉磨 细度、提高生料均化程度、加强煅烧等新型干法水泥生产线来控制碱含量.2. 粘土质原料本次设计方案选用的粘土原料，SiO2的含量是70.25%，其含量在工艺要求的范 围中，而且含量较高；AlO、FeO、CaO、MgO、SO的含量都符合质
5、量要求；碱23233含量的含量为1.20%，小于4%，符合质量要求，所以粘土质原料质量较好。3. 铁质校正原料本次设计方案选用的铁质校正原料是硫酸渣矿渣，其中Fe2O3的含量为66.81%, 远高于工艺生产上的质量要求，虽然SO3的含量很高，但是硫酸渣作为校正原料， 用量少，所以SO3的影响不会很大，它的其他化学成分都符合要求。因此，这种 硫酸渣铁质校正原料很好。二、熟料率值的选择所给的三个率值具体如下表：如表3.3所示率值的种类石灰饱和系数KH 硅率SM铝率IM率值的大小0.802.100.85三、熟料热耗的选择中国水泥工业目前一般采用固体燃料来煅烧水泥熟料，回转窑中的烟煤收缩基低 热值一般
6、为20900-31400 KJ/Kg，挥发分含量在15%-40%。本次设计所使用煤的 固定碳的含量为49.02%，水分含量为0.6%，挥发分含量为22.42%，符合烟煤的 标准，灰分的含量为28.56%，从煤的挥发分和灰分来看，煤产生的烟雾和矿渣 比较多。煤的应用基低热值是22500KJ/Kg，热值量较高，说明煤较好，所以我 们可以确定一个热耗的范围：3200-3500 KJ/Kg；在参考同规格、同类型的铜山 水泥厂，所采用的熟料热耗是3300KJ/Kg。所以，我们可以将熟料的热耗定为3300 KJ/Kg。如表3.4所示水分挥发物灰分固定碳热值0.6%22.42%28.56%49.02%225
7、00KJ/Kg 煤四、配料的计算1. 熟料组成根据率值选择依据，已知熟料率值为：KH=0.80、SM=2.10、IM=0.852. 计算煤灰掺入量利用公式气qAyS _ pAySQy X100 - 100式中：GA 熟料中煤灰掺入量，q 单位熟料热耗，kJ/kg熟料Qy 煤的应用基低热值，kJ/kg煤Ay煤的应用基灰分含量，s 煤灰沉落率，p煤耗，kJ/kg煤求得 GA=qAyS/Q X 100=3300X28.56%X 100/22500X100=4.19%即煤灰掺入量为4.19%。3. 计算干燥原料配合比通常，三组分配料为，石灰石配合比例80%左右，粘土 20%左右，硫酸渣4% 左右。据此
8、，设定干燥原料配合比为:石灰石80%，粘土 17%，矿渣3.0%，以 此计算生料的化学成分。单位：%名称配合比烧失量CaOSiO2A12O3Fe2O3MgOSO3HO2石灰石8032.972242.13602.83720.95120.47560.43460.12300.6560粘土171.09140.239711.9422.50240.93160.15640.00120.9350矿渣3.00.03370.13730.30760.37222.20470.02840.10590.5125生料10034.097342.51315.8683.82583.61190.61940.23012.1135灼烧
9、生料64.508722.89255.80525.48070.93980.34923.2070煤灰掺入量GA = 4.19% ,则灼烧生料配合比为(100-4.19)%=95.81%。按此计算 熟料的化学成分。单位：名称配合 比CaOSiO2A12O3Fe2O3MgOSO3HO2灼烧生 料95.8161.805721.70435.5205.25100.90040.33453.2070煤灰4.192.27291.88120.24320.22960.03940.0147孰料10064.508722.89255.80525.48070.93980.34923.2070则熟料的率值计算如下：KH= w(
10、CaO)-1.65w (A10) -0.35w (FeO) -0.7w (SO) / 2.8w(SiO) 2 32 332二61.81%-1.65X5.52%-0.35X5.25%-0.7X0.335%/2.8X21.70%=0.83SM=SC/ (AC+ FC )=21.70%/ (5.52%+5.25%)=2.01IM= AC /FC=5.52%/5.25%由上述结果可知，KH值比较高，SM值比较低，IM值过高。为此，应减少石 灰石配合比例，增加粘土含量，维持硫酸渣的量。根据经验统计，每增减1% 石灰石(相应减增适当粘土)，约增减KH=0.05。据此，调整原料配合比为: 石灰石79%，粘土
11、 17%，硫酸渣4.0%。重新计算结果如下：单位：%名称配合比烧失 量CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOSO3HO2石灰石7932.972241.60932.73340.91640.45820.41870.12200.6560粘土171.09140.239711.9422.50240.93160.15640.00120.9350硫酸渣4.00.03370.16560.37280.45122.76240.03440.12840.5125生料10034.097342.014615.0483.82004.15220.60950.25162.1135灼烧生料63.752522.83375.976
12、46.30050.92480.38183.2070煤灰掺入量GA = 4.19%，则灼烧生料配合比为(100-4.19)%=95.81%。按此计算 熟料的化学成分。单位：%名称配合 比CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOSO3HO2灼烧生 料95.8161.081321.87695.72596.04820.87680.33453.2070煤灰4.192.27291.88120.24320.22960.03940.0147熟料10063.354223.75815.96926.27780.91620.34923.2070单位：% 则熟料的计算如下：KH= w(CaO)-1.65w (Al O
13、) -0.35w (Fe O ) -0.7w (SO )/ 2.8w(SiO) 2 32 332二63.35%-1.65 X 5.97%-0.35 X 6.28%-0.7X0.35%/2.8 X 23.76%SM=S/ (A+ F )二23.76%/ (5.97%+6.228%)=2.04IM= A /F=5. 05%；4.54%=0.939由上述结果可知，KH、SM值虽然比预先设定的值略低IM值虽然比预期值略高， 但已基本符合要求，可按此配料进行生产。考虑到生产波动，熟料率值控制指标 可定为：KH=0.790.02、SM=2.00.1、IM=0.850.1。所以，按上述计算结果， 干燥原料配合比为：石灰石79%，粘土 17%，硫酸渣矿渣4%。4.计算湿原料配合比已知原料操作水分：石灰石为0.66%，粘土为0.94%，矿渣为0.51%，则湿原料质量配合比为:湿石灰石： -x 100=79.52100-0.66湿粘土:17 x100=17.16 100-0.94湿矿渣:4 x 100=4.02 100-0.51将上述质量比换成百分比:湿石灰石:79.52x100%=78
