水泥工艺生产硅酸盐水泥的原料及配料计算(PPT 72页)

3．灼烧基准：考虑煤灰掺入。则灼烧生料与掺入熟料的煤 灰之和应与熟料的质量相等。即
熟料 = 灼烧生料 + 煤灰(掺入熟料中的) ----不考虑生产损失 ----考虑煤灰掺入
4.1.2.2 配料计算的依据
4．湿基准：用含水物料作计算的基准。 计算出干基的质量配比后，根据原料水分，即可计算湿原 料的质量配合比，并最终计算出湿原料百分比。
4.1.2 配料计算
配料：根据水泥品种，原料的物理化学性能及具体的生产 条件，确定所有原料的配合比，称为生料的配合，简称配料。
熟料矿物组成的选择(也即配料方案的选择)，一般应根据 水泥的品种和强度等级、原料和燃料的品质、生料制备和熟料 煅烧工艺综合考虑，以达到优质、高产、低消耗和设备长期安 全运转的目的。
94%，造成膨胀开裂以至毁坏。因此需降C3A，此时应提
高C4AF量，以保证有足够的熔剂矿物，有利于烧成。即
需低p。 – C3S水化产物中有较多CH，它会与硫酸盐(除硫酸钡)反
应形成硫酸钙，体积膨胀124%，同样会导致安定性不良。 因而需低KH，一般在0.80～0.85。
4.1.2.3 配料方案的选择
4.1.2.3 配料方案的选择
确定熟料率值的依据 1、水泥品种(以下列举几种水泥) 抗硫酸盐水泥：分中抗硫酸盐水泥、高抗硫酸盐水泥 – 高抗硫酸盐硅酸盐水泥：以适当成分的硅酸盐水泥熟料，
加入适量石膏，磨细制成的具有抵抗较高浓度硫酸根离 子侵蚀的水硬性胶凝材料，称为高抗硫酸盐硅酸盐水泥。 简称高抗硫水泥。 – 代号P·HSR。其C3S ＜ 50.0 C3A ＜ 3.0
4.1.2 配料计算
4.1.2.1 配料的目的和基本原则 配料：根据水泥品种，原料的物理化学性能及具体的生产
条件，确定所有原料的配合比，称为生料的配合，简称配料。 配料包括原料的选择、熟料组成设计与配料计算。 配料是为了确定各原料的数量比例，以保证生产出符合要
求的水泥熟料，达到优质、高产、低消耗。适合的配料方案既 是工艺设计的依据，又是正常生产的保证。
p----煤耗，kg煤/kg熟料。
2．煤灰沉落率S： 见书P58 表4.1。
4.1.2.4 配料计算方法
生料配料的计算方法繁多，先介绍应用比较广泛的尝试误 差法(包括递减试凑法)。以下仍称第一种方法为尝试误差法， 第二种方法为递减试凑法。
4.1.2.3 配料方案的选择
确定熟料率值的依据 2、原料品质 必须根据原料的资源情况、物理性质、化学成分及有害成 分的含量，决定是否可以使用或将不同品种原料进行搭配。 如粘土含Al2O3低时，往往配成C3A低的熟料，如要配成C3A 高的熟料，必须用Al2O3高的粘土或其它原料进行搭配； 如粘土含SiO2太低，则需搭配含硅高的硅质原料，为样就 要提高成本，并使生产工艺复杂；一般粘土质原料应尽量选择 含有非晶态SiO2的风化粘土，含微晶石英的粘土质原料次之， 尽量不用含有粗大颗粒石英的砂岩和河砂。
4.1.2.3 配料方案的选择
确定熟料率值的依据 2、原料品质 又如石灰石中含燧石、粘土中含砂量多，则要适当降低KH 来适应原料的要求。一般石灰石以含有微晶方解石矿体、结晶 不良、杂质含量较少的矿体资源为好，即使SiO2等杂质稍多， 如果为无定形结构，分布较匀，也不会产生过多的不利影响。 当原料资源较好时，KH值可稍高些，否则应低些。等等。 因而在一般情况下，为了简化工艺流程，便于生产控制，即使 熟料组成略为偏离理想要求，也仍然采用两种或三种原料的配 料方案。 画图说明由三原料配料改为四原料配料库低配料布置的困难。
煤灰掺入量计算
煤灰掺入量 1．煤灰掺入量计算式
GA
qAarS Q 1 neat,r 0
p
Aa rS
0 100
式中 GA----熟料中煤灰的掺入量，%；
q----单位熟料热耗，kJ/kg熟料；
Qnet,ar----煤的收到基低位热值；kJ/kg煤； Aar----煤的收到基灰分含量，%； S----煤灰沉落率，%；
4.1.2.3 配料方案的选择
确定熟料率值的依据 1、水泥品种(以下列举几种水泥) 大坝水泥：防水化热，应降C3S、C3A，但C3S降得过多，必 影响强度等，所以应先考虑降C3A，即低p，再适当降C3S。
4.1.2.3 配料方案的选择
确定熟料率值的依据 1、水泥品种(以下列举几种水泥) 抗硫酸盐水泥：分中抗硫酸盐水泥、高抗硫酸盐水泥 – C3A的水化产物会与硫酸盐反应形成钙矾石，体积膨胀
灼烧生料 = 灼烧石灰石 + 灼烧粘土 + 灼烧铁粉 ----不考虑生产损失 ----不考虑煤灰掺入
4.1.2.2 配料计算的依据
2．灼烧基准：不考虑煤灰掺入。以灼烧状态(去掉烧失量---结晶水、CO2、挥发物等)质量作为计算基准。用于计算灼烧 原料配合比和熟料的化学成分。
灼烧生料 = 灼烧石灰石 + 灼烧粘土 + 灼烧铁粉 ----不考虑生产损失 ----不考虑煤灰掺入
生料易烧性
3．检测方法：JC/T 735-2005水泥生料易烧性试验方法
4．易烧性指数或易烧性值的表示易烧性 如： BI2 = C3S / ( C4AF + C3A +M + K + Na )
Bth = 55.5 + 11.9R+90um + 1.58(LSF - 90)2 – 0.43LC2
C3S：生料的潜在矿物 R+90um：生料中90um筛上余量 Lc：1350℃时的液相量
4.1.2.3 配料方案的选择
确定熟料率值的依据 5、窑型与规格 见前，不同窑型率值的一般取值范围。 6、生料的易烧性 生料易烧性(形成熟料的难易程度)好，可采用高KH、高n、 高p，否则配低一些。 影响易烧性的因素很多，如生料的潜在矿物组成、原料的 性质和颗粒组成、生料中的次要氧化物和微量元素、生料的均 匀性和粉磨细度、矿化剂、液相、燃煤的性质等。
基本原则：配制的生料易磨易烧，生产源自熟料优质，充分 利用矿山资源，生产过程易于操作控制和管理，并尽可能简化 工艺流程。
4.1.2.3 配料方案的选择
●生产某种水泥 即是想得到什么样的矿物组成 也即是确定什么样的化学成分 也即是确定各原料按什么样的比例配合，使化学成分满足 要求。 这就是确定熟料的率值(也即组成)。 以下介绍确定熟料率值的依据(即是如何确定配料方案) 常见的配料方案有高KH、高铝p、高铁(低p)、高硅n、低硅 (低n)等。
4.1.2.3 配料方案的选择
确定熟料率值的依据 1、水泥品种(以下列举几种水泥) 快硬早强水泥：应提高早强，即需 a)提高C3S、C3A含量，即高KH、高p。此时难烧，应降低n， 以增加液相量； b)若提高C3A困难(增A，必增SiO2，均由粘土提供，因而配 料可能困难)，可再提高C3S含量，此时液相粘度未增(未增A)， 即不一定难烧，n不需要过分降低。
确定熟料率值的依据 1、水泥品种(以下列举几种水泥) 抗硫酸盐水泥：分中抗硫酸盐水泥、高抗硫酸盐水泥 – 中抗硫酸盐硅酸盐水泥：以适当成分的硅酸盐水泥熟料，
加入适量石膏，磨细制成的具有抵抗中等浓度硫酸根离 子侵蚀的水硬性胶凝材料，称为中抗硫酸盐硅酸盐水泥。 简称中抗硫酸盐水泥。 – 代号P·MSR。其C3S ＜ 55.0 C3A ＜ 5.0
4.1.2.3 配料方案的选择
确定熟料率值的依据 3、燃料品质 各厂实际使用煤作燃料时，其灰分都可能在一个较大范围 波动，因而完全进入熟料成分后，占熟料成分也有很大范围， 如占熟料成分的2%～8%。 煤灰波动会对熟料化学成分、矿物组成和煅烧制度有很大 影响。见前介绍 控制措施： 加强入厂原煤管理，入厂原煤按灰分不同分类堆放； 按配料要求配煤，入磨前均化； 均化后取样作灰分分析，如有偏差，两度搭配，直到符合 要求为止。
生料易烧性
5．影响生料易烧性的主要因素 ⑥．生料的热处理：生料的易烧性差，就要求烧成温度高， 煅烧时间长。生料煅烧过程升温速度快，有利于提高新生态产 物的活性，易烧性好。 ⑦．液相：生料煅烧时，液相出现温度低，数量多，液相 粘度小，表面张力小，离子迁移速度大，易烧性好，有利于熟 料的烧成。 ⑧．燃煤的性质：燃煤热值高、煤灰分少、细度细，燃烧 速度快，燃烧温度高，有利于熟料的烧成。 ⑨．窑内气氛：窑内氧化气氛煅烧，有利于熟料的形成。
4.1.2.3 配料方案的选择
确定熟料率值的依据 7、三率值间的相互影响： 见前。 综合考虑以上条件的基础上，配料方案应满足以下几方面 的要求： – 保证获得一定要求的水泥熟料； – 要求熟料在煅烧过程中，易于烧成，所得熟料易于粉磨； – 生产上易于控制，易于操作，优质高产，燃料消耗低等。 总之，影响熟料组成设计的因素是多方面的。设计一个合 理的配料方案，应根据水泥品种和质量要求，原料资源的情况 及各厂的具体条件，不能只强调某一方面。
4.1.2.2 配料计算的依据
熟料组成确定后，即可根据所用原料进行配料计算，求出 符合熟料组成要求的原料配合比。
配料计算的依据是物料平衡，即反应物的量应等于生成物 的量。
随着温度的升高，生料煅烧成熟料经历以下过程：生料干 燥蒸发物理水；粘土矿物分解放出结晶水；有机物质的分解挥 发；碳酸盐分解放出二氧化碳；液相出现使熟料烧成。因为有 水分、二氧化碳以及某些物质逸出，所以，计算时必须采用统 一基准。
4.1.2.3 配料方案的选择
确定熟料率值的依据 4、生料成分的均匀性 未经均化或未达到规定均化指标的生料，其化学成分的分 布是不均匀的。 因而 在正常烧成温度下，高钙硅区则会导致f-CaO增多， 高熔剂性组分区则浪费能源。 因而生料成分均匀性差的水泥厂，在配料时，熟料KH值通 常比生料成分均匀性好的要低一些，否则反而会使熟料的f-CaO 增加，熟料质量变差。
4.1.2.2 配料计算的依据
1．干燥基准：以干燥状态(蒸发掉物理水后)质量作为计算 基准。用于计算干燥原料配合比和干燥原料的化学成分。