配料讲课培训教材

我国目前一般采用,石灰饱和系数(KH),硅酸率(SM), 铝率(IM),(一),石灰饱和系数,水硬率和石灰系数 1,饱和比:表示水泥熟料中氧化钙总量减去饱和酸性氧化 物(Al2O3,Fe2P3,SO3)所需的氧化钙后,剩下的与二 氧化硅化合的氧化钙的含量,与理论上二氧化硅与氧化钙全 部化合生成硅酸三钙所需要氧化钙含量的比例.简言之, KH表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和生产硅酸三钙的程度. KH=(CaO-f-CaO)-1.65Al2O3-0.35Fe2O30.7SO3/2.8SiO2 当IM>0.64时 KH=CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3/2.8SiO2 当IM<0.64时 KH=C-1.10A-0.7A/2.8SiO2 水硬率:HM=CaO/SiO2+Al2O3+Fe2O3 石灰系数LSF=CaO/2.8SiO2+1.18Al2O3+0.65Fe2O3
产品名称 品位% (m/m) 石膏(G) CaSO42H2O 硬石膏(A) CaSO4+CaSO42H2O[且 CaSO4/(CaSO4+CaSO42H 2O)≥0.80(质量比)] 混合石膏(M) CaSO4+CaSO42H 2O[且 CaSO4/(CaSO4+Ca SO42H2O)< 0.80(质量比)] ≥95 ≥85 ≥75 ≥65 ≥55
(二),硅酸率 又称硅率,以n表示,欧美以SM表示.表示熟料硅酸盐圹物与熔剂 矿物的比值. SM=SiO2/Al2O3+Fe2O3 SM高,则硅酸盐矿物多,对水泥熟料强度有利,但熔剂矿物少,液 相量少,会给煅烧造成困难,SM过低,则对塾料强度不利,且熔剂 矿物多,易结圈等,不利于烧. (三),铝氧率 又称铝率或铁率.以P表示,欧美以IM表示,熟料中C3A与C4AF之间 比值. IM=Al2O3/Fe2O3 IM过高,意味C3A多,C4AF少,液相粘度增加,对煅烧及水泥性能 都造成较大的影响.如IM过低,则C4AF多,液相粘度小,易结大块 等. (四),矿物组成及换算 当IM>0.64 C3S=3.8SiO2(3KH-2) C2S=8.6SiO2(1-KH) C3A=2.65(A-0.64F) C4AF=3.04Fe2O3
六,配料方案设计
1,配料:根据水泥品种,原料的物理化学性能,与具体生产条件, 确定所用原料配合比,以得到煅烧水泥熟料所需要适当成份的生料, 称为生料的配料,简称配料. 合理的配料方案即是工艺设计的依据,又是正常生产的保证.配料包 括原料的选择,熟料的设计与生料配料计算. (一),配料设计 (1),配料设计的目的和基本原则. 目的:1,根据原料资源情况,确定矿山的可用程度,并尽可能利用 矿山资源. 2,根据原料,燃料特性和水泥品种等要求,决定原料,燃料种类, 配比.选择合适的生产方法. 3,计算全厂物料平衡,作为全厂工艺设计及主机造型的依据. 原则 :1,烧出的熟料具有较高的强度和良好的物理化学性能. 2,配制的生料易于粉磨和煅烧. 3,生产过程中易于控制和管理,便于生产操作,以及结合工厂生产 条件,经济合理地利用矿山资源.
5,生料成份波动的原因及防范措施. 原因:a,原燃材料成份波动. b,各种物料配比的波动. 工艺设备不能满足配料要求:①,粒度不均齐,或粒度过大. ②,计量设备精度差,计量不准确. ③,磨头仓容量小,造成断料及物料压力难以稳定,影响下料 量准确,均匀. ④,物料水份波动. c,磨机工况影响 d,生料化学分析不正确,误导配料,取样代表性差 稳定原材料质量 运用可靠计量准确的配料设备 采用几何形状合理磨头仓,保持仓内物料压力稳定即控制好仓 料位或小磨物料粒度 严掺控制入磨物料水份 加强岗位操作人员责任心,提高操作水平 通过抽查对比等措施确保检验数据准确
水泥生产中的原燃材料及配料工艺 目 录
第一部分,水泥生产中的原,燃材料及配料 主要原燃材料技术要求 原燃材料质量控制 生料质量控制 硅酸盐水泥熟料中的主要矿物 硅酸盐水泥熟料的率值及其意义 配料方案设计 熟料质量控制 第二部分,新型干法水泥生产方法及工艺流程 矿山开采及破碎 预均化堆场 生料粉磨 生料均化与入窑喂料计量 煤粉制备 烧成系统
一,主要原燃材料技术要求
1,石灰石 凡是以碳酸钙为主要成分的原料都称为石灰质原料.常用的 天然石灰质原料有石灰石,泥灰岩,白垩,贝壳等.外购石 灰石的企业在签订供货合同前,化验室应先了解该矿山的质 量情况,同时按不同的外观特征取样检验,制成不同质量品 位的矿石标本.化验室根据本厂生产水泥熟料的配料要求, 制定出石灰石的质量指标.
五,硅酸盐水泥熟料的率值及其意义
水泥性能主要来源于熟料的性能,决定熟料性能的是水泥熟 料的矿物组成,硅酸盐水泥熟料矿物由四种主要氧化物化合 而成,在一定条件下,各氧化物的含量和彼此之间的比例, 是水泥生产质量控制的基本要素.因此,人们就想出了表示 水泥中各氧化物含量及彼此之间的关系,称为率值.率值可 以简明扼要地表示水泥熟料性能及其对水泥煅烧的影响.
级别 一级品 二级品 n 2.7～3.5 2.0～2.73.5～4.0 p 1.5～3.5 不限 MgO(%) <3.0 <3.0 R2O(%) <4.0 <4.0 SO3(%) <2.0 <2.0
3,原煤 煤作为水泥熟料烧成的燃料,供给熟料烧成所需的热量.但是其 中所含的灰分,绝大部分落入水泥熟料中,而影响水泥熟料的成 份和性质,从这一点讲,煤又是生产水泥的一种"原料".因此 对于水泥厂用煤的质量有一定的要求.
四,硅酸盐水泥熟料中的主要矿物
硅酸盐水泥熟料中的主要矿物有以下四种:C3S,C2S,C3A,C4AF,另外 还有少量的f-CaO,方镁石,含碱矿物,玻璃体.通常,熟料中C3S+C2S含 量75%左右,C3A+C4AF含量22%左右. 1,C3S含量通常占熟料的50%以上,其特点:水化较快,早期强度高,强 度增进就率大,干缩性,抗冻性较好,但水化热较高,抗水性差,抗硫酸盐 浸蚀能力较差.C3S形成需要较高的烧成温度和较长的烧成时间,含量过高, 烧成困难,易导致f-CaO增多,熟料质量下降. 2,C2S含量通常分熟料的20%左右,其特点:水化较慢,早期强度低,水 化热低,体积干缩小,抗水性和抗硫盐日浸蚀能力好,后期强度增进快. 3,C3A C3A水化速度,凝结硬化很快,放热多,硬化快,早期强度较高,但绝对 值不高,后期几乎不再增长,甚至倒缩,C3A干缩变形大,抗硫酸盐性能差, 脆性大,耐磨性差. 4,C4AF C4AF水化速度早期介于C3A与C3S之间,早期强度类似于C3A但后期还能 不断增长,水化热低,干缩变形小,耐磨,抗冲击,抗硫酸盐浸蚀能力强. 5,f-CaO,MgO f-CaO在高温下死烧形成,水化很慢,一般加水3天后才反应有尽有,反应 体积膨胀97.9%产生应力,造成水泥石破坏. MgO少量可与熟料矿物固溶,对降低烧成温度,增加液相数量,改善熟料色 泽有好处,但超过一定量后,未固溶部分水化很慢,要几个月甚至几年才与 水反应,生产Mg(OH)2,体积膨胀148%,导致水泥安定性不良.
类别 石灰石 一级品二 级品 CaO (%) >48 45～48 35～45 MgO (%) <2.5 <3.0 <3.0 R2O (%) <1.0 <1.0 <1.2 SO3 (%) <1.0 <1.0 <1.0 燧石或石英 <4.0 <4.0 <4.0
泥灰岩
2,硅质原料 天然粘土质原料的种类很多,有粘土,黄土,页岩,粉耖岩等.
三,生料质量控制
1,生料均化链:矿山搭配开采→工厂内原料预均化→磨内粉磨过 程均化→生料均化库均化 2,控制项目 ①生料化学成份及三个率值 ②细度:细度对煅烧影响大,细度越细比面积越大,反应快,但 要求过细会影响磨机产能且使电耗增加. ③水份:水份小生料流动性良好,确保均化效果. 3,入磨物料粒度: ①从石灰石粒度及卵石粒度入手 ②粒度对产质量影响: a,粒度大,影响磨机产量. b,粒度大,致使喂料量产生较大波动,使各种物料配合比不能按 要求均匀喂料,另外粒度大切不均齐的硬质物料在磨头仓中离析, 磨内平衡被破坏使生料成份,细度不易控制. 4,生料均化库均化.
级别 特级 一级 二级 三级 四级 ≥95 -
9,助磨剂:符合JC/T667《水泥粉磨用工艺外加剂》 ,助磨剂
二,原燃材料质量控制
生,熟料质量控制应以配料为纲,从原燃材料质量抓起,强化过程均化.原材料质量 是制备成分合适,均匀稳定的生料基础条件,生料质量是熟料质量的基础. 1,石灰石的质量控制 ①依据资源状况及配料要求,确定石灰石控制指标,干法一,二线 TCaCO3=88.0±2.0日常检测品位,水份,粒度. ②全面掌握矿山石灰石质量状况及变化规律. ③做好不同质量石灰石的搭配,确保进厂石灰石品位. ④易磨性对原料磨产能影响. 2,硅质原料质量控制 ①日常控制项目:化学成份,水份,卵石掺加量,卵石粒度. ②依据实际生产质量情况确定卵石掺加比例. ③掺加卵石对磨机产质量的影响.抓好对卵石粒度及卵石比例的监控,以稳定配料. 3,燃料质量控制 ①燃料种类: 烟煤,无烟煤等. ②进厂原煤质量控制工业分析,水份. ③入窑煤粉质量控制细度,水份,工业分析.抓好原煤均化. 4,煤粉质量对入窑煅烧及熟料质量的影响 ①影响窑热工稳定. ②煤灰参与配料,灰份对熟料化学成份的影响,低灰份,高热值最好.
SO3 f-CaO 安定性 活性指数
放射性应符合GB6566标准要求. 碱含量用于砼中小于0.6%.
7,火山灰质混合材:凡天然的或人工的以氧化硅,氧化铝 为主要成份的矿物质材料,本身磨细加水拌和并不硬化,但 与气硬性石灰石混合后,再加水拌和,则不但在空气中硬化, 而且能在水中继续硬化. 技术要求:
(二),熟料组成的选择及注意的问题. 合理的配料方案,表现在熟料矿物成份的选择上,即对三个率值的确定,为获 得优质熟料,应以以下几方面考虑. 1,水泥品种:为满足不同品种水泥的要求,应选择不同矿物组成.如生产快硬硅 酸盐水泥,需要较高的早期强度,则应提高熟料中C3S和C3A的含量,低热水泥 (中抗水泥)则要求水化热低,抗硫酸盐侵蚀性能好.则相应提高C3S和C4-AF 含量. 2,原料的品种,生料易烧性:原料的化学成份与工艺性能,往往对熟料组成的选 择有较大的影响.如石灰石燧石多,粘土含砂量多,则应适当降低KH.生料易烧 性好,可以选择较高的KH,高P的配料方案. 3,燃料质量:燃料品质对率值及煅烧影响较大,燃煤不单供给热量,煤灰还起配 料作用,煤质差,灰份大,应相应降低熟料KH. KH 4,KH的选择:若工艺条件好,生料均化性好,或使用矿化剂,操作水平高,可 适当提高KH,KH高则C3S含量增加,熟料强度高.综合考虑,要选择合适的KH. 5,SM的选择:SM选择应与KH相适宜,应避免以下倾向: (1),KH高,SM也高,熔剂矿物少,吸收f-CaO反应不完全,熟料不易烧结, f-CaO高. (2),SM高,KH低,C2S高,易造成熟料粉化,熟料强度低. (3),KH高,SM低,熔剂矿物含量高,液相量多,易结大块,不易烧结,fCaO高,且熟料质量差. 6,P的选择:P选择也应与KH相适应,一般情况下,当提高KH时,应相应降低P 值,以降低液相出现的温度与粘度,有助于C3S形成.选择高P,高铁方案,应结 合原燃料特点及工艺设备,水泥性能,综合分析决定.
6,粉煤灰:从煤粉炉烟道气体中收集的粉末称为粉煤灰. 水泥生产中作为活性混合材料的粉煤灰应满足下表要求:
烧失量 含水量 F(低钙) C(高钙) F C F C F C F C F C ≤8.0% ≤8.0% ≤1.0% ≤1.0% ≤3.5% ≤3.5% ≤1.0% ≤4.0% ≤5.0mm ≤5.0mm ≤70% ≤70%
类别 无烟煤 烟煤 挥发份(%) ≥5.0 ≥22 灰份(%) ≤25.0 ≤28.0 全硫(%) ≤1.0 ≤1.0 发热量kcal/kg ≥5500 ≥5000
4,铁粉校正原料 用以补充配合生料中氧化铁不足的原料.Fe2O3≥40%, 目前使用较多的是硫酸渣,其次是铁尾渣,铁矿石,铜矿 渣等. 5,矿渣:符合GB/T203 《用于水泥中的粒化高炉矿渣》. 凡是高炉冶炼生铁时,所得以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成 份的熔融物,经淬冷成粒后,即为粒化高炉矿渣(简称矿 渣). ①质量系数≥1.2为合格品,≥1.6为优等品 ②放射性应符合GB6566标准要求.
烧失量 SO3含量 火山灰性试验 水泥胶砂28天 抗压强度比 放射性物质 人工的火山灰质混合材料烧失量不得超过10% (m/m) 不得超过3%(m/m) 必须合格 不得低于62%(m/m) 符合GB6566标准要求
8,石膏 , 作为水泥的缓凝剂,用来调节水泥的凝结时间,也可增加水泥的强度.各类石膏按 其品位分级,如下表: