水泥生产用原料与配料

水泥生产用原料及配料（4课时）

第一节水泥生产用原燃材料及其控制

1、水泥生产用原料

1.1石灰质原料：以碳酸钙为主要成分石灰石、泥灰岩、贝壳等，另如电石渣、糖滤泥等工业废渣也可作为石灰质原料。石灰质原料是水泥生产的主要原料。一般要求石灰石Ca O＞45%，MgO＜3.0%，但在新型干法水泥生产中，采用了石灰石预均化、生料均化等措施，为低品位石灰石的利用提供了保证，使得CaO含量在42%左右，MgO 含量在3%-5%的底品位石灰石也能应用于水泥生产。

1.2粘土质原料：主要以含SiO2及少量AL2O3、Fe2O3的原料。天然粘土质原料有黄土、粘土、砂岩、河沙等，此外还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。粘土质原料一般SiO2＞55%。

1.3校正原料：当石灰质原料和粘土质原料配料不能满足配料方案要求时，或SiO2或AL2O3或Fe2O3含量不足时，根据所缺成分，分别采用相应的校正原料。因此校正原料分为，（1）硅质校正原料，例如砂岩；（2）铝质校正原料，如煤矸石、粉煤灰、铝矾土；（3）铁质校正原料，如天然低品位铁矿石，硫酸渣、钢渣等工业废渣。

2、水泥生产用燃料

2.1燃料在水泥生产中作用：一是提供熟料煅烧及物料烘干所需要的热量；二是燃料燃烧后所剩煤灰等作为原料掺到熟料及水泥中去。

2.2煤的分类及组成

水泥工业生产一般用煤作为燃料，此外在窑升温过程中及投料初始会使用很少一部分柴油。

（1）煤的分类：根据埋藏时间及碳化程度不同，可分为泥煤、褐煤、烟煤、无

烟煤。

（2）煤的组成：分析燃料的组成通常有元素分析法和工业分析法。

根据元素分析，煤由碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种元素和水分、灰分组成。

根据工业分析，煤由挥发份（V）、固定碳(C)、灰分(A)、水分(W)组成。其中煤的灰分，是煤燃烧后剩余的矿物杂质，其主要化学成分为SiO2、AL2O3、Fe2O3、CaO、MgO ，另外还有少量的K2O、Na2O、SO3。

收到基（ar）：以收到状态的煤为基准。

空气干燥基（ad）：与空气湿度达到平衡状态的煤为基准。

干燥基（d）：以假想无水状态的煤为基准。

干燥无灰基（daf）：以假想无水、无灰状态的煤为基准。

（4）煤的发热量

A、定义

煤的发热量指单位质量的煤燃烧放出的热量，单位为cal/kg、kJ/kg（国际标准单位），1cal/g=4.18J/g。

B、标准煤，为了比较各类燃料，规定低位发热量（收到基）为29270k/kg （7000cal/kg）的煤为标准燃料。

3、入机原燃材料预均化

原燃材料均化、搭配是稳定生料、熟料及水泥质量的重要措施之一，是质量工作的重点和根本。

3.1原燃材料预均化原理

A、预均化技术就是在原燃材料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备储存与均化的功能。

B、原燃材料的预均化的基本原理就是在物料堆放是，由堆料机把进来的原料连续的按一定的方式堆成尽可能多相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。

3.2原燃材料预均化的意义

（1）均化原燃材料，减少质量波动，有利于稳定磨机生产、稳定配料，从而为稳定窑系统热工制度、稳定熟料产质量、稳定产品质量奠定基础，为降低耐火材料、煤等消耗降低生产成本创造条件；

（2）可以扩大矿山资源的利用，最大限度的利用矿山的覆盖物和夹层，提高矿山开采效率，降低开采成本，节约资源。

（3）自动化程度高。

第二节生料配料

1、生料配料

1.1定义就是将石灰石原料、黏土质原料、校正原料等，按照比例（计量）混合入磨粉磨成符合质量要求的生料。

1.2技术要求

饱和比KH=K±0.02月平均合格率≥75% 硅酸率n=K±0.10 月平均合格率≥80% 铝氧率P=K±0.10 月平均合格率≥80%。

2、配料计算

2.1配料计算基本术语

2.1.1干基、湿基定义及其换算

1）干基、湿基定义

2）干湿基换算

例1：已知，生料湿基配比为石灰石82.0%，河沙12.0%，铁粉4.0%，砂岩2.0%，物料水分分别为1.0%，10.0%，5.0%，3.0%，计算生料干基配比。

解：干基石灰石=[82.0×（1-1.0%）/100]×100%=81.2%

干基河沙=[12.0×（1-10.0%）/100]×100%=10.8%

干基铁粉=[4.0×（1-5.0%）/100]×100%=3.8%

干基砂岩=[2.0×（1-2.0%）/100]×100%=2.0%

百分比转换：

求和：干基石灰石+干基河沙+干基铁粉+干基砂岩=81.2%+10.8%+3.8%+2.0%=97.8%

转换：干基石灰石=（81.2%÷97.8%）×100%=83.0%

干基河沙=（10.8%÷97.8%）×100%=11.0%

干基铁粉=（3.8%÷97.8%）×100%=3.9%

干基砂岩=（2.0%÷97.8%）×100%=2.0%

例2：已知普通42.5水泥干基配比为熟料80%，矿渣10%，石灰石4%，石膏6%，水分分别为0%、10%、0.5%、12%，请计算水泥湿基配比。

解：各物料湿基计算：熟料=80%

石灰石=[4%÷（1-0.5%）]×100%=4.2%

矿渣=[10%÷（1-10%）]×100%=11.1%

石膏=[6%÷（1-10%）]×100%=6.7%

百分比转换：

湿基求和=4.2%+11.1%+6.7%+80%=102%

百分比换算熟料=（80%÷102%）×100%=78.4%

矿渣=（11.1%÷102%）×100%=10.9%

石灰石=（4.2%÷102%）×100%=4.1%

石膏=（6.7%÷102%）×100%=6.6%

干基物料=湿基物料×（1-水分%）

2.1.2、煤灰掺加量计算

1）熟料热耗：生产单位质量熟料需要的热量（kJ/kg）。（千业设计为3100 kJ/kg）2）熟料煤耗: 生产单位质量熟料需要消耗的煤量（kg/t）。（假设熟料实物煤耗为160kg-煤/t-熟料）

3）煤灰掺加量计算

熟料热耗=煤发热量×煤耗煤耗=熟料热耗÷煤发热量

煤灰掺加量=煤耗×煤灰分×煤灰沉积率×100%

=3150÷24028×27.96%×100%×100%=3.66%（假设煤灰沉积率为100%）