水泥配料计算

本章要求
1、掌握各主要原、燃材料品质要求
2、掌握影响水泥生料易烧性的因素
3、掌握水泥生料的配料方法及计算过程
4、了解立窑全黑生料法的配料方法
作业 1、常用来生产水泥熟料的石灰质原料和黏土质 原料有哪些？有哪些有害成分需要控制？
2、影响水泥生料易烧性的因素有哪些？加以简 要说明。 3、某厂为5000T/D水泥熟料生产线，所采用的原 料如下页表中所示。试设计熟料的率值为 KH=0.89±0.02、SM=2.０±0.1、 IM=1.3±0.1 ，并计算干原料的配合比。
递减试凑法计算步骤：
(1)由式（3-27）-式（3-30）计算要求熟料的化学成 分 设∑=97.5%
Fe2O3=∑/[(2.8KH+1)(IM+1)SM+2.65IM+1.35]=4.50%
Al2O3=IM·Fe2O3 =5.85% SiO2=SM(Al2O3+Fe2O3)=21.74% CaO= ∑-(SiO2+Al2O3+Fe2O3)=65.41%
干石灰石 =65.19/53.13*100 =122.7kg
干粘土 =16.34/70.25*100 =23.3kg 干铁粉 =2.81/48.27*100 =5.8kg
差 -23kg粘土
差 -6kg铁粉 差 +2.6kg粘土
16.34 16.16
0.18 2.06 -1.88 -1.82
3.85 3.39
(2)设计熟料的三率值
预分解窑由于生料预烧好，窑 内气流温度高，目前趋于“二 高一中”配料方案。
如：KH=0.89±0.02、SM=2.1±0.1、IM=1.3±0.1 (3)设定干原料配合比，计算干生料成分 如石灰石81％、粘土15％、铁粉4％ (4)计算灼烧生料成分 (5)根据熟料中灼烧生料和煤灰掺入量比例，计算熟料成分
CaO 43.67 0.19 0.15 44.01 68.54 65.41 0.22 65.63
CC 1.65 AC 0.35 FC 65.63 1.65 5.70 0.35 4.49 0.895； 2.8 SC 2.8 21.80
SC 21.80 SM 2.14 AC FC 5.70 4.49 AC 5.70 IM 1.27 FC 4.49
(6)计算熟料的率值，并与设计值比较，如在误差之内，结 束，如不在误差范围内，重新调整原料配合比，重复（3） 步骤。
例：已知原、燃材料化学成分， 用窑外分解窑生产42.5等 级硅酸盐水泥，求几种原料及煤的配合比。 原料与煤灰的化学成分
烧失量 SiO2 2.42 石灰石 42.66 5.27 70.25 粘土 — 34.42 铁粉 — 53.52 煤灰 名称 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO
第四章 硅酸盐水泥的原料及配料计算
4.1 原料 4.2 水泥生料的易烧性 4.3 熟料组成的选择
4.4 配料计算
4.4 配料计算
4.4.1 配料计算的依据
4.4.2 配料计算方法
4.3 配料计算
配料计算的目的：熟料组成确定后，根据所用原料， 以求出符合要求熟料组成的原料配 合比。
配料计算的依据：物料平衡，反应物的量应等于生成 物的量。 基准为1kg熟料。 干石灰石+干粘土+干铁粉=干生料
解： (1)确定煤灰掺入量
(2)设计熟料的三率值
如：KH=0.89±0.02、SM=2.1±0.1、IM=1.3±0.1 (3)设定干原料配合比，计算干生料成分 如石灰石81％、粘土15％、铁粉4％ （4）计算灼烧生料成分
名称 石灰石 粘土 铁粉 生粉 灼烧生料
配合比 81.0 15.0 4.0 100.0
计算机（Excel表格） （1）在Excel内输入原料成分 （2）在Excel内输入各成分计算公式
（3）调整原料比例，使率值接近设定数值
全黑生料法配料时，配合比计算方法 原料配合比：石灰石82.2％、粘土13.7％、铁粉4.1％
q 3350 0.1601 16.01kg 生产100kg熟料要煤： P= ar Qnet 20930
经比较发现：KH过低，SM过高，IM较接近 调整：增加石灰石配合比例，减少粘土配比，铁粉 可略增加 ，再重复步骤3-6。
调整原料配合比为：石灰石82.2％、粘土13.7％、铁粉4.1％
名称 石灰石 粘土 铁粉 生料 灼烧生料 灼烧生料 煤灰 熟料
KH
配合比 82.20 13.70 4.10 100.0 ---95.43 4.57 100.00
烧失量 35.07 0.72 — 35.79 — — — —
SiO2 1.99 9.62 1.41 13.02 20.28 19.35 2.45 21.80
Al2O3 0.26. 2.02 0.47 2.75 4.28 4.08 1.62 5.70
Fe2O3 0.16 0.75 1.98 2.89 4.50 4.29 0.20 4.49
0.31 14.72 11.53 35.34
0.19 5.48 48.27 4.46
53.13 1.41 3.53 40.79
0.57 0.92 0.09 1.19
总和 99.28 98.05 97.84 99.30
煤的工业分析
挥发物 22.42％ 固定碳 49.02％ 灰分 28.56％ 热值 20930kJ/kg 水分 0.60％
原料与煤灰的化学成分
烧失量 电石渣 25.00 7.71 页岩 — 铁粉 — 石英砂 — 煤灰 名称 SiO2 4.50 66.52 34.42 95.83 53.52 Al2O3 2.55 14.72 11.53 1.50 35.34 Fe2O3 0.28 4.11 48.27 1.20 4.46 CaO 67.32 1.00 3.53 0.27 4.79 MgO 0.57 0.25 0.09 0.10 1.19 总和 － － 97.84 98.9 99.30
烧失量 34.55 0.79 — 35.34 —
SiO2 1.96 10.54 1.38 13.88 21.47
Al2O3 0.25 2.21 0.46 2.92 4.52
Fe2O3 0.15 0.82 1.93 2.90 4.48
CaO 43.03 0.21 0.14 43.38 67.09
(5)根据熟料中灼烧生料和煤灰掺入量比例，计算熟料成分
KH CC 1.65 AC 0.35 FC 64.24 1.65 5.93 0.35 4.48 0.824; 2.8 SC 2.8 22.93
SC 22.93 SM 2.20 AC FC 5.93 4.48 AC 5.93 IM 1.32 FC 4.48
0.46 0.69 -0.23 -0.38
4.07 1.26
2.81 2.89 -0.08 -0.14
0.37 0.32
0.05 0.21
0.84 0.66
0.18 0.14
干粘土 -0.16 0.04 =1.88/70.25*100 -0.04 -0.07 =2.6kg
差
-0.06
0.15
0.06
如果原料中含有水分，则再换成湿配比。
可选择的配料方案
1.高铁高饱合比配方 KH=0.94-1.00，n=1.5-1.8，P=0.8-1.3，生料中Fe2O3含量在 2.8％以上。这种配方热耗比较低，可以不加矿化剂，也能烧出 均匀的黑色块料，熟料强度有较高的后期增长率。 2.高铝配方 KH=0.90-0.94，n=1.7-2.1，P=1.4-2.0，生料中Al2O3含量在 3.8％以上，熟料中Al2O36.5％以上。熟料有较高的早期强度， 有较快的凝结时间。 3.高硅低铁配方 KH=0.88-0.94，n>2.3，P>2，生料中Fe2O3含量一般在2％ 以下。可不加铁质校正原样，三种材料配料，掺1％-1.5％CaF2， 生料磨得细一点。这种料能烧出质量相当高的熟料， C3S+C2S>70％，f-CaO<2％，早期强度高，3d抗压强度 >40MPa，28d>65MPa，而且产量高，易磨性好。尤其是能适 应石灰石质量波动比较大的情况。
生料去掉烧失量(结晶水、二氧化碳与挥发物质等)以 后即为灼烧生料。
如果不考虑生产损失，在采用有灰分掺入的燃煤时， 则： 灼烧生料+煤灰(掺入熟料的)=熟料
尝试误差法计算步骤：
(1) 确定熟料热耗，计算熟料中的煤灰掺入量 按下式计算：
式中：GA—一熟料中煤灰掺入量，％； q—单位熟料热耗，kJ／kg熟料； 如：3350kJ／kg熟料 —煤的应用基低热值，kJ／kg煤； AY—煤的应用基灰分含量，％； S—煤灰沉落率，100％； P—煤耗，kJ／kg熟料。
-0.12 0.11
偏差不大，不再 重算
（3）按上表干原料质量比换算为百分配合比： 干石灰石=122/（122+20.4+6.0）*100%=82.2% 干粘土=20.4/（122+20.4+6.0）*100%=13.7% 干铁粉=6.0/（122+20.4+6.0）*100%=4.1% 用递减法计算结果与尝试误差法配合比计算 相同。此配合比计算生料和熟料组成过程与 尝试误差法完全相同，略。
指铁粉干料配合比 指铁粉含水量
再上述质量比换算成百分比：
石灰石（含水）＝
83.03 100 81.80% 83.03＋13.81＋4.65 13.81 黏土（含水）＝ 100＝13.61% 83.03＋13.81＋4.65 4.65 Fe 粉（含水）＝ 100＝4.59% 83.03＋13.81＋4.65
名称 灼烧生料 煤灰 熟料 配合比 95.43 4.57 100.00 SiO2 20.48 2.45 22.93 Al2O3 4.31 1.62 5.93 Fe2O3 4.28 0.20 4.48 CaO 64.02 0.22 64.24
(6)计算熟料的率值，并与设计值比较，如在误差之内，结 束，如不在，重新调整原料配合比，重复3-6步骤。
(2)以100Kg熟料为基准，列表递减
计算步骤 SiO2 Al2O3
5.85 1.62 4.23 0.38
Fe2O3
4.50 0.20 4.30 0.23
CaO
其他 备注
要求熟料组成 21.74 2.45 -4.57kg煤灰 差 -122kg石灰 19.29 2.95
65.41 2.50 0.22 0.09 65ห้องสมุดไป่ตู้19 2.41 64.82 1.57
可选择的配料方案 4.高硅高铁配方 KH=0.90-0.94，n>2.0-2.4，P>0.9-1.3。这种配方适 合在粘土中铁含量比较低的地区使用。熟料中Al2O3在4 ％-5％，SiO2含量一般在21％以上，C3S能高达60％以 上，熟料黑而脆。因此，这种料有较高早期强度及后 期增长率。 5.低硅配方 KH=0.96-1.02，n=1.75-1.95，P=1.3-1.5，生料中 CaF2含量0.8％-1.2％，SO3在1.5％左右。熟料中Fe2O3 在4.9％左右。这种配方高KH值，低硅、高铁、高铝及 高复合矿化剂。前几年在全国推广，有成功的，也有 不少失败的。这种料有相当高的强度，但是，风机、 磨机、 技术人员要求高。
全黑生料法磨头配料为：
122.16 石灰石 = =73.31% 122.16 20.36 6.09 16.0 20.36 粘土= =12.22% 122.16 20.36 6.09 16.0 6.06 Fe粉= 3.66% 122.16 20.36 6.09 16.0 16 煤= =9.61% 122.16 20.36 6.09 16.0
计算湿原料的配合比 设原料操作水分：石灰石1.0%，黏土0.8%，铁 粉4.1%。则湿原料质量配合比为：
82.2 100 83.03( kg ) 100-1 13.7 黏土（含水）＝ 100＝13.81(kg) 100－0. 8 4.1 Fe 粉（含水）＝ 100＝4.65(kg) 100－4.1 石灰石（含水）＝
则生产100kg熟料要：
100-煤灰量 100-4.57 石灰石 =82.2 =82.2 =122.16kg 100-灼失量 100-35.79 100-煤灰量 100-4.57 粘土=13.7 =13.7 =20.36kg 100-灼失量 100-35.79 100-煤灰量 100-4.57 Fe粉 =4.1 =4.1 =6.09kg 100-灼失量 100-35.79