第五章 熟料率值及配料计算
率值公式推导
第二节熟料的率值及熟料矿物组成的计算n目前中国水泥生产中普遍采用的率值为石灰饱和系数KH，硅率SM，和铝率IMn一、石灰饱和系数KHn（一）石灰饱和系数KH的含义n水泥熟料中所有氧化硅反应生成硅酸盐矿物（C3S+C2S）所需的氧化钙的量与所有氧化硅反应后全部形成C3S所需的氧化钙的量的比值。
n也就是说，石灰饱和系数是水泥熟料中氧化硅被氧化钙饱和成C3S的程度。
n所以，石灰饱和系数是一个具有明确物理意义的参数。
n从理论上讲，石灰饱和系数KH值越大，熟料中C3S矿物越多；反之，石灰饱和系数越小，熟料中C3S矿物就越少。
（二）石灰饱和系数KH的公式推导n假设：熟料体系中酸性氧化物形成最高碱性矿物应该是：C3S、C3A、C4AF （计算时C4AF分解为C3A+CF）n则每1%的酸性氧化物反应生成上述最高碱性矿物熟料矿物所需的CaO分别可以计算如下：n C C3S=3 ´ M CaO/M SiO2=3´56.08/60.09=2.8n C C3A=3 ´ M CaO/M Al2O3=3´56.08/101.96=1.65n C CF=M CaO/M Fe2O3=56.08/159.70=0.35n CaO max=2.8SiO2+1.65Al2O3+0.35Fe2O3n实际情况：并不是所有的酸性氧化物都会按预期目标全部与氧化钙反应生成最高碱度的熟料矿物。
尤其是不可能全部形成C3S，而是会形成一部分C2S，同时残留一部分游离氧化钙。
n于是，定义石灰饱和系数0＜KH＜1，乘于2.8SiO2项之上，便可得实际氧化钙的量应为：CaO=2.8KHSiO2+1.65Al2O3+0.35Fe2O3n变换后可得石灰饱和系数的计算公式如下：KH=(CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3)/2.8/SiO2（IM≥0.64）（三）石灰饱和系数KH与熟料矿物组成之间的关系n当KH=1.0时，熟料矿物组成为：C3S、C3A、C4AF，没有C2S。
简明、精确的水泥生料配料计算方法——率值关系法
简明、精确的水泥生料配料计算方法—率值关系法赵东镐(吉林市建材总厂 132021)(上接第2期)5 配料计算实例以某立窑水泥厂复合矿化剂、半黑生料煅烧工艺为配料计算实例。
5.1 列出给定条件,求三组分石灰饱和系数,将原料化学成分折算为灼烧基 (1)、原燃材料化学成分、煤工业分析结果,见表5.1-1表5.1-1 原燃材料化学成分(%)和煤工业分析结果名称Loss SiO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO SO 3Ca F 2石灰石粘土铁粉萤石石膏入磨煤灰入窑煤灰40.877.342.393.4821.874.0163.0021.7325.271.3162.3452.04 1.2515.687.081.300.6919.2931.010.765.9360.000.840.195.646.2951.003.513.990.6032.197.763.5938.4458.44煤工业分析结果M 'ar= 4.00%,M 'ad=0.80%,A 'ad=64.66%,Q 'net,ad =8.86K J /Kg ;M"ar=5.00%,M"ad=1.00%,A"ad =23.34%,Q"net,ad =25.50K J/Kg .表中:M 'ar 、M"ar —入磨煤、入窑煤收到基水分,%; M 'ad 、M"ad —入磨煤、入窑煤空气干燥基水分,%; A 'ad 、A "ad—入磨煤、入窑煤空气干燥基灰分,%; Q 'net ,ad 、Q "net ,ad—入磨煤、入窑煤空气干燥基低位发热量,KJ /kg (2)、熟料三率值期望值及其计算指示域、热耗、烧失量、SO 3、Ca F 2和游离CaO 的百分含量,见表5.1-2。
表5.1-2 KHq ±ΔK Hq SMq ±ΔSMq IMq ±ΔIMq Q 'Q"L S -'F -'fc0.94±0.012.0±0.11.3±0.11.003.000.502.00 1.002.00表中:Q ',Q"—入磨煤、入窑煤的熟料热耗K J/Kg; L 、S -'、F -'、fc —熟料的Loss 、SO 3、Ca F 2和游离CaO 百分含量,% (3)、三组分的石灰饱和系数、原料化学成分折算为灼烧基,见表5.1-3。
物料平衡计算
物料平衡计算一、配料计算率值的确定在一定的工艺条件下，熟料中各氧化物的含量和彼此之间的比例关系的系数即率值是水泥生产质量控制的基本要素，国内外水泥厂都把率值作为控制生产的主要指标。
目前，我国主要采用石灰饱和系数（KH）、硅率（n）、铝率（p）三个率值。
对于新型干法水泥生产工艺，水泥熟料率值大致范围为：KH= 0.86～0.91,n = 2.2～2.6 ,p =1.3 ～1.8,根据设计工艺条件设定三个率值为：KH= 0.89±0.01,n =2.60±0.10, p =1.60±0.10 原始数据表2－1 原燃料化学成分（%）熟料热耗确定本次设计熟料热耗取3100 KJ/Kg。
干原料的配合比计算(1)煤灰掺入量计算G a=qA y sQ dw y×R =3100×25.92×10023001×100=3.4934%式中：S——煤灰掺入量，以熟料百分数表示（100%）Q dw y——煤的应用基低热值（kJ/kg煤）G a——煤的应用基灰分含量（%）q ——熟料烧成热耗（kJ/kg 熟料）R ——煤灰沉落度（%），当窑后有电收尘且窑灰入窑时取100%，(2)配比以尝试误差法计算各原料配合比，作EXCEL 表格计算，如下：煤灰的参入量A G =3.4934%，则灼烧生料的配合比为100-3.4934%=96.5066%，以此计算熟料的化学成分：则熟料的率值计算如下：KH =232328.235.065.1SiO O Fe O Al CaO -- = 65.5319?1.65?5.1634?0.35?3.41642.8?22.4288 =0.8888n =32322O Fe O Al SiO +=22.42885.1634+3.4164= 2.6141p =3232O Fe O Al = 5.16343.4164 =1.5114 由上表得知熟料三率值均在要求范围内，即可认为配料计算结果符合要求。
无机非金属材料工学第五章熟料率值与生料配料相关计算
◇ 燧石：结晶二氧化硅，呈结核状或透镜状；色黑、质地坚硬， 难以磨细；影响窑磨产量及熟料质量；石灰石中控制含量<4%
其它非天然石石灰石原料：电石渣、糖滤泥、碱渣、白泥
一、硅酸盐水泥的原料
➢为使熟料中氧化镁含量小于5%，应控制石灰石中氧化镁含 量小于3% ➢石灰石中碱性氧化物含量应低料
赤泥：制铝工业中用烧结法从矾土中提取氧化铝时排出的 赤色工业渣。每生产1吨氧化铝产生1.5~1.8吨赤泥。中国作 为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨
煤矸石：采煤时排出的含煤量较少的黑色废石，煅烧后呈 粉红色
粉煤灰：火力电厂排出的煤粉燃烧灰渣
C3A↑，极早期强度↑，易快凝 液相粘度大，熟料难烧
• A↓
C3A↓
三、化学成分与矿物组成间的关系
（4） Fe2O3
F 形成 C4AF
F↑
C4AF↑，液相粘度↓，液相量↑，
易结大块，烧结范围窄，影响窑操作
（5） 其他少量氧化物和微量元素
• 少量有利增加液相量，降低液相粘度，降低熟料烧成温度， 有利熟料烧成。
无机非金属材料工学
第五章 熟料率值和生料的配料相关计算
一、硅酸盐水泥的原料
主要化学成分： CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3，约95%
我国粘土氧化铝 高，氧化铁不足
校正原料
石灰石
粘土
铁粉
一、硅酸盐水泥的原料
钙质原料 硅质原料 铝质原料 铁质原料
硅酸盐水泥熟料
主要矿物组成
C3S、C2S、 C3A、C4AF
石英和方解石含 ➢矿化剂的含量（种类及掺入量）
➢生料的潜在矿物组成 ➢原料的性质和颗粒组成
关于熟料的率值
关于熟料的率值关于熟料的率值一、石灰饱和系数：KH符号：KHKH表示水泥熟料中的总CaO含量扣除饱和酸性氧化物（如Al2O3、Fe2O3）所需要的氧化钙后，剩下的与二氧化钙化合的氧化钙的含量与理论上二氧化硅全部化合成硅酸三钙所需要的氧化钙含量的比值。
简言之，石灰饱和系数表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度KH值与熟料矿物间的关系：1、从理论上讲：KH值高，则C3S较多，C2S较少。
（1）、KH=1，熟料中只有C3S，而无C2S；（2）、KH＞1，无论生产条件多好，熟料中都有游离氧化钙存在；2、实际生产中，为使熟料顺利形成，又不产生过多的游离氧化钙，通常KH值控制在0.87~0.96。
KH值越大，C3S含量越高，水泥具有快硬高强的特性；但要求煅烧温度较高，煅烧不充分时，熟料中将含有较多的游离氧化钙，影响熟料的安定性。
KH过低时，水泥熟料强度发展缓慢，早期强度低。
3、其他石灰饱和系数：较常用的是LSFLSF的含义：熟料中CaO含量与全部酸性组分需要结合的CaO含量之比。
一般LSF值高水泥强度也高。
LSF的取值：一般硅酸盐水泥熟料LSF=90~95(sonocc水泥厂目前是0.88-0.89左右)早强型的水泥熟料LSF=95~98二、硅率（又称硅氧率，我国俗称硅酸率）符号：n或SM含义：熟料中SiO2含量与Al2O3、Fe2O3之和的比例。
反映了熟料中硅酸盐矿物（C3S+C2S）、熔剂矿物（C3A+C4AF）的相对含量。
（一）、SM值与熟料矿物及煅烧之间的关系：一般取值：1.5~3.5。
SM值越高，表示硅酸盐矿物多，熔剂矿物少，对熟料强度有利。
但SM值过高时，熟料较难烧成，煅烧时液相量较少，不易挂窑皮；随SM值的降低，液相量增加，对熟料的易烧性和操作有利，但SM值过低，熟料强度低，窑内易结圈，结大块，操作困难。
预分解窑一般为SM=2.4~2.7(sonocc 水泥厂目前是2.0-2.4左右)三、铝率（又称铝氧率或铁率）符号：p或IM含义：表示熟料中Al2O3含量Fe2O3含量之比，反映了熟料中C3A和C4AF的相对含量。
第五章-熟料率值与配料计算
一、硅酸盐水泥的原料
C、校正原料
常用铁质校正原料：低品位铁矿石、炼铁厂尾矿、硫酸厂 工业废渣硫酸渣（硫铁矿渣）、铜矿渣、铅矿渣
一、硅酸盐水泥的原料
常用硅质校正原料：砂岩、河砂、粉砂岩
一般要求硅质原料的SiO2含量为70~90% 扩大原料资源，充分合理利用低品位原料和工业废渣
二、水泥生料的易烧性
一、硅酸盐水泥的原料
B、粘土
天然粘土质原料有：黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥 等；黄土、粘土应用最广
粘土原料质量的衡量：化学成分（硅率、铝率）、含砂量、含 碱量、可塑性酸盐水泥的原料
✓粘土中碱含量控制（低热水泥 K2O+Na2O<1.0%） ✓粘土中MgO的控制（<3.0%）
石灰石 粘土 铁粉
3
一、硅酸盐水泥的原料
校正原料
粘土中氧化硅含量不足时，可用高硅原料校正；如砂岩、 沙子等 粘土中氧化铝含量偏低时，可用高铝原料校正；如煤矸石、 粉煤灰、煤渣等 粘土中氧化铁含量偏低时，可用高铁原料校正；如铁粉
矿化剂
为了改善易烧性，需要加入少量矿化剂；如萤石、石膏、重 晶石尾矿、铅锌尾矿或铜矿渣等
一、硅酸盐水泥的原料
A、石灰石
◇ 常用天然石灰石原料：石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等 ◇ 我国大部分水泥厂使用：石灰岩、泥灰岩
◇ 石灰岩中主要矿物为方解石，少量白云石、硅质、含铁矿 物和粘土质原料。其中氧化钙含量不低于45~48% ◇ 泥灰岩是由碳酸钙和粘土物质同时沉积形成的均匀混合的 沉积岩，是一种由石灰岩向粘土过渡的岩石。
➢燃煤的性质（热值、灰分、细度）
➢生料的均匀性和生料粉磨细度
➢窑内气氛（氧化气氛有利）
LSF(KH)高、SM(MS)高，生料难烧；反之易烧，但是可能易结圈。 MMSAS硅铝M率率高、IM(MA)高，生料难烧,要求较高的烧成温度。
《水泥厂配料计算》
一、物料平衡式：（不考虑生产损失） 1、干石灰石+干粘土+干铁粉=干生料2、灼烧石灰石+灼烧粘土+灼烧铁粉=灼烧生料=熟料3、灼烧生料+煤灰（掺入熟料中的）=熟料4、熟料的率值 KH=(C-1.65*A-0.35F)/2.8S SM=S/(A+F) IM=A/F 2.5 熟料的率值 一、石灰饱和系数： 公式：KH=232328.235.0065.1SiO O Fe Al CaO --意义：水泥熟料中的总CaO 含量扣除饱和酸性氧化物所需要的氧化钙后，所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全部化合成硅酸三钙所需要的氧化钙含量的比值。
简言之。
KH 表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。
取值：0.87~0.96二、硅 率:公式: n(SM)= 含义: 反映了熟料中硅酸盐矿物、熔剂、矿物的相对含量。
取值： 三、铝 率:公式: p(IM)=3232O Fe O Al含义：说明熟料中C3A 、C4AF 的相对含量。
反映液相的性质。
(C3A 产生的液相粘度大；C4AF 产生的液相粘度小.) 取值：0.9~1.9 配料计算 配料方法1、尝试误差法先按假定的原料配合比计算熟料的组成。
若计算结果不符合要求，则调整原料的配合比再进行重复计算直至符合要求为止。
2、递减试凑法从假定的熟料化学成分中依次递减假定配分比的原料组分，试凑至符合要求为止。
3、酸碱滴定法根据已确定的生料碳酸盐滴定值和实际测得石灰石、粘土的滴定值按规定的公式作简单的计算，较快地得出各种原料的配合比 4、烧失量法水泥生料的烧失量一般为34～36%。
预先确定的生料烧失量数，按实测石灰石烧失量及实测粘土烧失量，计算原料的配合比。
配料计算实例已知原料、燃料的有关分析数据如表4－10、4－11，假设用窑外分解窑以三种原料配合进行生产，要求熟料的三个率值为：KH ＝0.89±0.02、SM ＝2.1±0.1、IM ＝1.3±0.1，单位熟料热耗为q=3350kj/kg 熟料，试计算原料的配合比。
水泥厂配料计算
一、物料平衡式：（不考虑生产损失） 1、干石灰石+干粘土+干铁粉=干生料2、灼烧石灰石+灼烧粘土+灼烧铁粉=灼烧生料=熟料3、灼烧生料+煤灰（掺入熟料中的）=熟料4、熟料的率值 KH=(C-1.65*A-0.35F)/2.8S SM=S/(A+F) IM=A/F 2.5 熟料的率值 一、石灰饱和系数： 公式：KH=232328.235.0065.1SiO O Fe Al CaO --意义：水泥熟料中的总CaO 含量扣除饱和酸性氧化物所需要的氧化钙后，所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全部化合成硅酸三钙所需要的氧化钙含量的比值。
简言之。
KH 表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。
取值：0.87~0.96二、硅 率:公式: n(SM)= 含义: 反映了熟料中硅酸盐矿物、熔剂、矿物的相对含量。
取值： 三、铝 率:公式: p(IM)=3232O Fe O Al含义：说明熟料中C3A 、C4AF 的相对含量。
反映液相的性质。
(C3A 产生的液相粘度大；C4AF 产生的液相粘度小.) 取值：0.9~1.9 配料计算 配料方法1、尝试误差法先按假定的原料配合比计算熟料的组成。
若计算结果不符合要求，则调整原料的配合比再进行重复计算直至符合要求为止。
2、递减试凑法从假定的熟料化学成分中依次递减假定配分比的原料组分，试凑至符合要求为止。
3、酸碱滴定法根据已确定的生料碳酸盐滴定值和实际测得石灰石、粘土的滴定值按规定的公式作简单的计算，较快地得出各种原料的配合比 4、烧失量法水泥生料的烧失量一般为34～36%。
预先确定的生料烧失量数，按实测石灰石烧失量及实测粘土烧失量，计算原料的配合比。
配料计算实例已知原料、燃料的有关分析数据如表4－10、4－11，假设用窑外分解窑以三种原料配合进行生产，要求熟料的三个率值为：KH ＝0.89±0.02、SM ＝2.1±0.1、IM ＝1.3±0.1，单位熟料热耗为q=3350kj/kg 熟料，试计算原料的配合比。
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三、化学成分与矿物组成间的关系
（2） SiO2 S 形成 C3S + C2S • S↑ C3S↓，C2S↑，早期强度↓ • 相应 A、F↓，溶剂矿物↓，熟料难烧 • S↓ C3S + C2S↓ ，熟料质量↓ • 相应 A、F↑，溶剂矿物↑，易烧， • 液相量↑，影响窑操作 （3） Al2O3 • A 形成 C3A + C4AF • 当溶剂矿物一定时， • A↑ C3A↑，极早期强度↑，易快凝 • 液相粘度大，熟料难烧 • A↓ C3A↓
◇ 石灰石中的白云石（CaCO3.MgCO3）是熟料中氧化镁的主
要来源！！
◇ 燧石：结晶二氧化硅，呈结核状或透镜状；色黑、质地坚硬，
难以磨细；影响窑磨产量及熟料质量；石灰石中控制含量<4% 其它非天然石石灰石原料：电石渣、糖滤泥、碱渣、白泥
一、硅酸盐水泥的原料
为使熟料中氧化镁含量小于5%，应控制石灰石中氧化镁含 量小于3% 石灰石中碱性氧化物含量应低于1%，以免影响煅烧！！
一、硅酸盐水泥的原料 C、校正原料
常用铁质校正原料：低品位铁矿石、炼铁厂尾矿、硫酸厂 工业废渣硫酸渣（硫铁矿渣）、铜矿渣、铅矿渣
一、硅酸盐水泥的原料
常用硅质校正原料：砂岩、河砂、粉砂岩
一般要求硅质原料的SiO2含量为70~90% 扩大原料资源，充分合理利用低品位原料和工业废渣
二、水泥生料的易烧性
三、化学成分与矿物组成间的关系
（4） Fe2O3 • F 形成 C4AF • F↑ C4AF↑，液相粘度↓，液相量↑， • 易结大块，烧结范围窄，影响窑操作
（5） 其他少量氧化物和微量元素 • 少量有利增加液相量，降低液相粘度，降低熟料烧成温度 ，有利熟料烧成。 •氧化物和微量元素多，易结大块，烧结范围窄，预热器易堵， 影响窑操作
四、水泥熟料的率值
1、目前中国水泥生产中普遍采用的率值为石灰饱和系数KH ，硅率SM (silica Modulus)，和铝率IM (Iron Modules) 2、硅率：水泥熟料中SiO2与Al2O3、Fe2O3含量之和的比值， 用SM表示，有时也用n表示，计算式如下： SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3) 3、铝率：熟料中Al2O3与Fe2O3含量之比，用IM表示，有时也 用p来表示，计算式如下： IM=Al2O3/Fe2O3 硅酸盐水泥熟料硅率和铝率的一般控制范围为： SM：1.7～2.7，IM：0.8～1.7之间。 特种硅酸盐水泥，硅率和铝率的取值会超出上述范围。 如，白色水泥：SM 4.0，IM 10；抗硫酸盐水泥：IM 0.7 19
四、水泥熟料的率值
硅率SM与熟料矿物组成之间的关系
假定熟料矿物中只有 C3S 、 C2S 、 C3A 、 C4AF ，利用简单的 质量守恒关系，可以推得硅率与熟料矿物组成之间存在以下 关系： SM=(C3S+1.32C2S)/(1.434C3A+2.046C4AF) （3-4） 硅率间接地反映了熟料中硅酸盐矿物与熔剂性矿物之比。 这就反过来说明，提出硅率的概念同时利用硅率来控制水泥 熟料的成分和生产在理论上是合理的。 硅率越大水泥熟料中硅酸盐矿物越多，熔剂性矿物越少，如 果熟料中有足够的CaO就有可能形成较多的阿利特，水泥将 具有良好的早强特性，但这样的熟料比较难以烧成； 如果熟料中CaO并不多，则熟料中可能形成较多的贝利特， 水泥虽然早期强度较低，但放热量较小，耐蚀性较好。
CC4AF=MCaO/MFe2O3=56.08/159.70=0.35
CaOmax=2.8SiO2+1.65Al2O3+0.35Fe2O3
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四、水泥熟料的率值
石灰饱和系数КН （续）
苏联学者金德(Б.А.Кйнд)和容克(Б.Н.Юнг) 石灰石饱和系数КН
• 实际情况：并不是所有的酸性氧化物都会按预期目标全部与氧 化钙反应生成最高碱度的熟料矿物。尤其是不可能全部形成 C3S，而是会形成一部分C2S，同时残留一部分游离氧化钙。 • 于是，定义石灰饱和系数0＜ КН ＜1，乘于2.8SiO2项之上，便 可得实际氧化钙的量应为：
一、硅酸盐水泥的原料
B、粘土
天然粘土质原料有：黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥 等；黄土、粘土应用最广 粘土原料质量的衡量：化学成分（硅率、铝率）、含砂量、含 碱量、可塑性、热稳定性、正常流动时的需水量等
一、硅酸盐水泥的原料
粘土中碱含量控制（低热水泥 K2O+Na2O<1.0%） 粘土中MgO的控制（<3.0%）
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四、水泥熟料的率值
硅率SM与熟料煅烧之间的关系
水泥熟料的烧成过程是一个固液相反应过程，液相量在很大程 度上起着促进熟料烧成过程过程的作用。 在一定范围内，SM 低，体系液相多，熟料易于烧成。但是， 过多的液相可能造成窑的操作控制困难，如易出现结大块、结 炉瘤、结圈等不正常现象；同时，熟料中硅酸盐矿物减少，强 度低。 相反， SM 高，体系液相量少，熟料就难以烧成；特别是当氧 化钙含量低，硅酸二钙含量多时，熟料易于粉化。
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四、水泥熟料的率值
石灰饱和系数КН
古特曼（A.Guttmann） 杰耳（F.Gille） 石灰理论极限含量
• 假设：熟料体系中酸性氧化物形成最高碱性矿物应该是： C3S、C3A、C4AF（计算时C4AF分解为C3A+CF）
• 则每 1% 的酸性氧化物反应生成上述最高碱性矿物熟料矿物 所需的CaO分别可以计算如下： CC3S=3 MCaO/MSiO2=356.08/60.09=2.8 CC3A=3 MCaO/MAl2O3=356.08/101.96=1.65
三、化学成分与矿物组成间的关系
①、从硅酸盐水泥熟料的化学组成看，CaO的低限大约为60%。 过低会降低胶凝性，易粉化;CaO高限可达67%，此时要求几乎全 部酸性氧化物与CaO反应生成C3A、C4AF和C3S而甚少C2S。实际 生产中一般倾向于CaO含量稍高一些，使熟料中含有较多的C3S 。 ②、Al2O3和Fe2O3的含量过少时，由于要求较高的煅烧温度，因 而增加煅烧费用，不经济。 ③． Al2O3含量过高时，液相粘度过大，不利于熟料形成；同时 ，此种熟料水化时，凝结时间往往太短而难控制；当C3A含量大 约高于15%时，有时加石膏也难以控制规定的凝结时间。 ④．C4AF不像C3A那样，故有时Fe2O3多一些是允许的；但Fe2O3 过多，易使窑内结大块，甚至结圈，操作不易控制。
无机非金属材料工学
第五章 熟料率值与生料的配料计算
一、硅酸盐水泥的原料
主要化学成分： CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3，约95%
我国粘土氧化铝 高，氧化铁不足 校正原料
石灰石
粘土
铁粉
一、硅酸盐水泥的原料
钙质原料 石灰石 硅质原料 硅酸盐水泥熟料 主要矿物组成 C3S、C2S、 C3A、C4AF
二、水泥生料的易烧性
实用公式
精确公式，考虑化学性质、 颗粒大小、液相量等
水泥熟料的煅烧温度以满足阿利特相形成为目的。生料易烧性越 好，煅烧温度越低；易烧性不好，煅烧温度高。通常 1420~1480℃ T（℃）=1300+4.51C3S-3.74C3A-12.64C4AF
二、水泥生料的易烧性
生料易烧性的影响因素：
粘土
铝质原料
铁粉 铁质原料
3
一、硅酸盐水泥的原料 校正原料
粘土中氧化硅含量不足时，可用高硅原料校正；如砂岩、 沙子等 粘土中氧化铝含量偏低时，可用高铝原料校正；如煤矸石、 粉煤灰、煤渣等 粘土中氧化铁含量偏低时，可用高铁原料校正；如铁粉
矿化剂
为了改善易烧性，需要加入少量矿化剂；如萤石、石膏、重 晶石尾矿、铅锌尾矿或铜矿渣等
液相量（粘度、表面张力、离子迁移）
燃煤的性质（热值、灰分、细度） 窑内气氛（氧化气氛有利）
LSF(KH)高、SM(MS)高，生料难烧；反之易烧，但是可能易结圈。
MS 硅率 SM 高、IM(MA)高，生料难烧,要求较高的烧成温度。 MA 铝率
率值对烧成温度和易烧性的影响
三、化学成分与矿物组成间的关系
• 熟料中的主要矿物均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物的相对含量高低。
（1） CaO • C 形成 C3S、C2S、C3A、C4AF • C↑ C3S↑，熟料质量↑ • C ↑↑ f-CaO↑,影响安定性,熟料难烧 • C↓ C3S↓，C2S↑，早期强度↓，熟料好烧 • 故在实际生产中， CaO 的含量必须适当，就硅酸盐水泥熟料 而言，一般为 62% ～ 67% 。
定义：所谓生料易烧性是指在水泥窑实际操作中，熟料煅烧 的难易程度。一般是以生料在某一设定温度下，经过一定时 间煅烧后，熟料中所含游离钙f-CaO的多少来表示，游离氧化 钙越多，易烧性越差；游离氧化钙越少，则易烧性越好。 在选定矿山及确定配料方案时，都要做此工作，可按相关 标准进行 参考标准：JC/T 735-2005 《水泥生料易烧性试验方法》
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三、水泥熟料的率值
石灰饱和系数КН与熟料矿物组成之间的关系
当КН =1.0时，熟料矿物组成为：C3S、C3A、C4AF ，没有C2S。 当КН =2/3时，熟料矿物组成为：C2S、C3A、C4AF ，没有C3S。
当 КН =2/3 ～ 1.0 之间时，熟料矿物组成为： C3S 、 C2S、C3A、C4AF。
石英和方解石含 生料的潜在矿物组成 量高，难烧，易 MgO/K2O/Na2O 烧性差；结晶质 等有利于熟料形 原料的性质和颗粒组成 均匀性好、粉磨 粗颗粒多，易烧 成，含量过多， 细度细，易烧性 原料中次要元素和微量元素的含量 性差！ 不利于煅烧 好 生料的均匀性和生料粉磨细度 矿化剂的含量（种类及掺入量） 生料的热处理（升温速度）
一、硅酸盐水泥的原料 其它非天然粘土质原料
• 赤泥：制铝工业中用烧结法从矾土中提取氧化铝时排出的 赤色工业渣。每生产1吨氧化铝产生1.5~1.8吨赤泥。中国作 为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨 • 煤矸石：采煤时排出的含煤量较少的黑色废石，煅烧后呈 粉红色 • 粉煤灰：火力电厂排出的煤粉燃烧灰渣