水泥生料配料培训课件

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C

3S含量，CaO含量低则C

3

S低，C

2

S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（SiO

2

）

SiO

2也是水泥熟料的主要成分之一，与CaO形成硅酸盐矿物。SiO

2

高，C

2

S

多，C

3

S低，影响水泥质量，煅烧时液相量少，烧成困难，熟料易“粉化”。

SiO

2

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（Al

2O

3）

与氧化钙、氧化铁生成C

3A、C

4

AF。Al

2

O

3

高，C

3

A多，水泥凝结硬化速度快，

水化热大，抗硫酸盐性能变差。Al

2O

3

过高，煅烧时液相粘度大，不利于C

3

S形

成，易结大块。

三氧化二铁（Fe

2O

3）

与CaO、Al

2O

3

形成C

4

AF，增加Fe

2

O

3

，可降低液相粘度，降低熟料烧成温度，

加速C

3S形成，提高水泥抗硫酸盐性能，但凝结硬化变慢。Fe

2

O

3

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。