水泥生料配料培训课件

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配料培训资料
在水泥企业产生过程中，生料组分的配料方案是否合理、控制是否有效， 将直接影响熟料的产量、质量、热耗及窑内耐火材料等各项指标经济效益，因 此，它是熟料生产中不可缺少的环节；生料配方的设计首先要考虑的是，原料 的化学成分能否满足熟料矿物组成的设计以及配方的易烧性、易磨性、煤灰成 分的掺入量、窑灰成分的影响等因素；下面对水泥生产过程中的生料氧化物及 熟料的矿物组成，它们之间的关系、计算公式进行简单的介绍。 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 C3S（硅酸三钙）、C2S（硅酸二钙）、C3A（铝酸三钙）、 C4AF（铁铝酸四钙）是由 CaO（氧化钙）、SiO2（二氧化硅）、Al2O3（三氧化 二铝）、Fe2O3（三氧化二铁）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关系的计算公式，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。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 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）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。简单说，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。 计算公式：KH=CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3/2.8SiO2 (二)、硅酸率又称硅率，以 n 表示，欧美以 SM 表示。表示熟料硅酸盐矿物与 熔剂矿物的比值。计算公式：SM=SiO2/Al2O3+Fe2O3 硅率高，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，硅率过低，则对熟料强度不利，且熔剂矿物多，易结圈等， 不利于煅烧。 （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。计算公式：IM=Al2O3/Fe2O3 铝率过高，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。铝率过低，则 C4AF 多，液相粘度小，易结大块等。

化学成分与矿物组成间的关系

熟料中的主要矿物由各主要氧化物经高温煅烧化合而成，熟料矿物组成取 决于化学组成，控制合适的熟料化学成分是获得优质水泥熟料的中心环节，根 据熟料化学成分也可推测出熟料中各矿物的相对含量高低。 氧化钙（CaO） CaO 是水泥熟料中最重要的成分，与其它氧化

物形成四种主要矿物。增加 CaO含量能增加 C3S 含量，CaO 含量低则 C3S 低，C2S 相应增加。一般说来，增 加熟料中的 CaO 含量可提高水泥强度，但 CaO 含量过高易产生过多的 f－CaO。 二氧化硅（SiO2） SiO2 也是水泥熟料的主要成分之一，与 CaO 形成硅酸盐矿物。SiO2 高，C2S 多，C3S 低，影响水泥质量，煅烧时液相量少，烧成困难，熟料易“粉化”。 SiO2 低，则硅酸盐矿物少，熔剂矿物增加，会降低水泥强度，煅烧时液相量多， 易结大块。 三氧化二铝（Al2O3） 与氧化钙、氧化铁生成 C3A、C4AF。Al2O3 高，C3A 多，水泥凝结硬化速度快， 水化热大，抗硫酸盐性能变差。Al2O3 过高，煅烧时液相粘度大，不利于 C3S 形 成，易结大块。 三氧化二铁（Fe2O3） 与 CaO、Al2O3 形成 C4AF，增加 Fe2O3，可降低液相粘度，降低熟料烧成温度， 加速 C3S 形成，提高水泥抗硫酸盐性能，但凝结硬化变慢。Fe2O3 过高，易结大 块。 硅酸盐水泥熟料中的主要矿物有以下四种：C3S（硅酸三钙）、C2S（硅 酸二钙）、C3A（铝酸三钙）、C4AF（铁铝酸四钙），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，他们的特性如下： 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 进率大，干缩性、抗冻性较好，但水化热较高，抗水性差，抗硫酸盐侵蚀能力 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 含量通常占熟料的 20%左右，其特点：水化较慢，早期强度低，水化热 低，体积干缩小，抗水性和抗硫盐侵蚀能力好，后期强度增进快。 3、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 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。 配料方案设计 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。 （一）、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。 （二）、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 C4AF 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。 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。要综合考虑，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，f-CaO 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，降低液相出现的温度与粘度，有助于 C3S 形成。 通过上述介绍大家对水泥生产各氧化物组分及矿物组分之间的关系也有一 定的概念，车间配料没有这么复杂，我们需要做的是如何按化验室的要求把各 项指标配到指标范围内，从而达到配料的真正目的：稳定生料的三个率值，现 在很多企业考核指标就是三个率值的合格率，我们还无法达到这个水平，但它 是我们追求的目标；所以我们在配料的时候不要单单盯牢氧化钙、氧化铁是否 合格，而是要关注各个组分是否都稳定、三个率值是否稳定，波动的原因是什 么，及时汇报、解决问题，同时和窑主操沟通窑况变化情况，窑主操需要在配 料上有哪些改变等；目前我们公司对熟料三个率值的控制范围基本在如下范围： KH=0.915±0.02；N=2.55±0.1;P=1.55±0.1; 下面对本月三次比较典型的生料波动导致窑况变化的案例和大家一起分析一下：
日期
43

.8 2012.3.10 2：00 3：00 4：00 5：00 6：00 7：00 熟料全分析 石配比 87.6 87 86 86.3 87.3 87.6 13.5

出磨生料
2.1

入窑生料 KH
0.996 1.014 0.996 0.953 0.987 1.020 0.920

熟料 P
1.45 1.34 1.28

Cao
43.95 44.07 43.84 43.56 43.64 43.98 66.34

Sio2
13.68 13.51 13.67 14.15 14.10 13.42 21.75

Al2o3
3.06 2.98 2.99 3.04 3.04 2.97 5.44

Fe2o3
2.21 2.20 2.28 2.26 2.12 2.14 3.41

N
2.60 2.61 2.59 2.67 2.69 2.63 2.46

P
1.38 1.36 1.31 1.34 1.39 1.39 1.60

Cao
43.74 43.81 43.70

KH
0.985 1.011 0.989

N
2.63 2.59 2.58

f-cao
1.16 2.91 3.62 2.39 2.07 1.10

升重 1220 1160 1120 1160 1160 1200

像上述情况生料磨配料调整方式还算得当，但还是引起窑工况波动，窑主操应 该根据生料易烧性的变化，调整窑控制参数，防止窑况恶化；责任在于窑主操 没有及时调整好热工制度；
日期
43.8 2012.3.17 0：00 1：00 2：00 3：00 4：00 5：00 熟料全分析 石配比 87.7 87.3 87.3 86.8 86 13.5

出磨生料
2.1

入窑生料 KH
1.001 1.015 1.024 1.045 1.099 0.930

熟料 P
1.37 1.34 1.35

Cao
43.82 43.88 43.83 44.03 44.21 66.42

Sio2
13.60 13.45 13.30 13.10 12.53 21.76

Al2o3
3.01 2.98 2.99 2.98 2.95 5.05

Fe2o3
2.15 2.18 2.20 2.23 2.18 3.52

N
2.64 2.61 2.57 2.51 2.44 2.54

P
1.40 1.37 1.36 1.34 1.35 1.43

Cao
43.68 43.75 44.02

KH
0.998 1.004 1.076

N
2.65 2.63 2.56

f-cao
1.49 1.36 1.42 1.75 1.75 2.33

升重 1210 1200 1190 1180 1160 1150

当时配比砂岩停用，全用页岩，从质量报表上看中班的生料氧化钙全在指标上 限，二氧化硅在指标下限，在这种情况下要引起我们足够的重视，氧化钙指标 适当往下限控制，调整幅度可以大点，同时联系车间和化验室是否用回砂岩，

就可以避免后续的游离钙大幅波动事故，责任在于生料磨主操对生料成份及调 控幅度把握上认识不够；
日期
43.9 2012.3.1 5：00 6：00 7：00 8：00 熟料全分析 石配比 82.3 82.6 82.6 82 13.5

出磨生料
2.1

入窑生料 KH
0.981 1.122 1.069 1.017 0.923

熟料 P
1.40 1.39

Cao
43.64 44.57 44.17 44.03 66.31

Sio2
13.71 12.42 13.25 13.40 21.61

Al2o3
3.15 2.94 2.97 3.10 5.46

Fe2o3
2.19 2.05 2.06 2.14 3.31

N
2.57 2.49 2.63 2.56 2.46

P
1.44 1.44 1.44 1.45 1.65

Cao
43.72 44.14

KH
1.007 1.043

N
2.52 2.54

f-cao
1.23 1.42 2.46 2.36

升重 1230 1200 1190 1160

上述调整明显不合理，生料氧化钙异常波动这么明显，没有对配比进行调整， 导致窑况恶化，这是很不应该的，也没取半点样，这种窑质量波动，责任在生 料磨配料； 从上述三个表中看出我们的配料水平还有所欠缺，所以我们以后在配料时不应 只关注考核指标钙、铁，更应该关注三个率值的变化，我们配料的最终目的是 稳定生料成份的三个率值从而达

到稳定入窑生料的目的； 配料小窍门：1、一般石灰石配比双调 1%，对生料氧化钙的影响在 0.5 左右， 这是指石灰石标准堆、成份稳定的时候，但我们真正调整时还需要打个提前量， 因为我们化验室取样时间一般在每小时 50 分左右，检测数据报上来在每小时 05 分左右，我们只有在数据出来后才会进行调整，所以要考虑这 15 分钟的提 前量，因为你调整后改变结果的时间不足 45 分钟，还要去中和前 15 分钟的生 料数据，如:现在 cao 指标 44.00，8：05 数据 44.00，配比 85%，9：05 数据为 44.50，这时可以这样计算，44.5 调回 44.0 需下调 1%，但前 15 分钟的高样需 在 45 分钟内中和掉，所以需把 0.5/3=0.17 加到 0.5 的偏差上，所以需把石灰 石配比减 1.3%以上，建议 1.5%调为 83.5%因为高 KH 可能已经对窑热工造成破 坏，所以需下限控制，调整好后取半点样，取样时间为调整后 15 分钟，如半 点样数据在指标下限计算范围内，哪在 45 分时配比调回 84%； 2、当感觉物料发生变化，不可控时，可以取半点样测结果，取样时间切记不 可在调整后 10 分钟内取，因为调整的物料经过进料系统、磨内粉磨需要时间， 取的太早没有代表性，一般 15 分后； 3、发生堵料短时间处理不了，石灰石、铜水渣必须停喂料，时间一般石灰石 2 分钟，否则生料极度异常及磨机容易振停，铜水渣 10 分钟以内；砂岩、页岩 可以相互代替，但时间不能超 30 分钟，超 30 分钟必须汇报车间及化验室； 4、发生混库现象必须第一时间汇报化验室及车间，停止向混库的库内继续进 料，同时密切关注调配秤上物料变化情况，及时调整，特别是铜水渣混入砂、 页岩库时； 5、石灰石放库时，当库位下降较多后，石灰石会产生离析现象，这时需密切 关注秤上物料变化情况，减少石灰石用量，防止超差样的产生；