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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Ca045%, MgOV3.0%，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，此外还有粉煤灰、煤矸石
2、等工业废渣.粘土质原料一 般 SiO255%。21.3 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及投料初始会使用很
3、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（O）、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SiO2、AL2O3、Fe2O3、CaO、MgO ，另外还有少量的 K2O、 Na2O、 SO3 。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.干燥基（d）：以假想无水状态的煤为基
4、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），lcal/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，使原料堆场同时具备储存与均化的功能.B、原燃材料的预均化
5、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、生料配料1。1 定义 就是将石灰石原料、黏
6、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=K 土0.02月平均合格率$75%硅酸率n=K 土0.10月平均合格率$80%铝氧率P=K土0。10月平均合格率$80%。2、配料计算原材料化学成分表名 称LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOEK2ONa?。R2Ocl-SO3结晶水水分石 灰 石42。061。280。800。8851。502.4698.980。5电 石22。933。922.690.8266.960.1197.460。1325。0渣河7.6670。8。833.916。430。8297.881.320.881.7410
7、。0沙23砂3.1884。4。684.331.890。3698.480。380。050。3。5岩0430铁12.6025.6024.6030。431。801。5496.571。850。011。4.0粉35钢2.3813。3.8224。3339.648。8692。4.5渣3033铝11。0444.6326.7211。961。400.5096。0.600。100。3。5矶2549土矿32.5015.41。3937.938。8595.420.450.370。9.5渣0.6567粉7。1149。28。745。084。761。3396.691.280。621.460.29煤67灰炉5.2850.1029
8、。384。994.281。0595.081.410.751。20.0渣68脱39。18。12.0硫0011石膏窑37.188.334.071.9244.781.3497。KH=1。603回62灰2.1 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=82.0X（11.0%） /100X100%=81。2%干基河沙二12。0XC1-10.0%） /100X10
9、0%=10。8%干基铁粉二4。0X（l5。0%）/100X100%=3.8%干基砂岩=2.0X（l-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=（81.2%三 97.8%）X 100%=83.0%干基河沙=（10。8%三97.8%）X100%=11。0%干基铁粉=（3。8%三97.8%）X100%=3.9%干基砂岩=（2。0%三97。8%）X100%=2.0%例2:已知普通42.5水泥干基配比为熟料80%，矿渣10%，石灰石4%，石膏6%, 水分分别为0%、10%、
10、0。 5%、12%,请计算水泥湿基配比。解：各物料湿基计算：熟料=80%石灰石=4%三（10。5%） X100%=4.2%矿渣二10%三（110%）X100%=11.1%石膏二6%三（110%） X100%=6。7%百分比转换：湿基求和=4。2%+11。1%+6.7%+80%=102%百分比换算熟料二（80%三102%）X100%=78。4%矿渣二（11.1%三102%）X100%=10。9%石灰石二（4。2%三102%）X100%=4。1%石膏二（6.7%三102%）X100%=6.6%干基物料二湿基物料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（k
11、J/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Mar(%)Mad (%)Vad(%)Aad(%)FCad(%)Qnet ad (kJ/kg)Qnet ar (kJ/kg)Stad (%)10。01。816。3925。1466。6624028218250.30煤灰分全分析（%）LossSiO2AL2O3Fe2O3CaOMgOE51.0727.964.187。551.0191.77熟料热耗=煤发热量X煤耗煤耗=熟料热耗三煤发热量煤灰掺加量二煤耗X煤灰分X煤灰沉积率X100
12、%=3150三24028X27.96%X 100%X 100%=3.66% （假设煤灰沉积率为100%）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、SiO2AL2O3、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，开始形成些如 CA、CS等早期矿物，最终在11001200C 大量形成CA、CAF，CS含量达到最大值342CA、CAF、CS342回转窑4熟料烧成在液相条件下，在1450C左右CS与CaO反 应形成CSOCS3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 土0.02 n= K土 0.10 P
