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（7000c ａl/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31００ｋJ/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