硫铝酸盐水泥配料计算方法

硫铝酸盐水泥配料计算方法
山东建材学院宋廷寿山东建材学院高天广张店钢铁总厂姚启勇[摘要]介绍了一种简单、准确的硫铝酸盐水泥配料计算方法。

根据原料化学成分和所选取的碱度系数、铝硫比的值,只需解一个三元一次方程组,一次就可确定生料配比,不需重复计算。

且按该配比组成的生料,其率值与所选取的完全一致。

[关键词]硫铝酸盐水泥配料计算率值1方法原理硫铝酸盐水泥生料经高温煅烧产生化合反应,形成以C4A3Sθ为主的硫铝酸盐熟料矿物。

1份Al2o3与1份SO3分别需要0155份和017份CaO化合生成硫铝酸钙(3CaO・3Al2O3・CaSO4);1份SiO2需要1187份CaO化合生成硅酸二钙(Β-2Cao・SiO2);1份Fe2O3和1份TiO2分别需要017份CaO化合生成铁酸二钙(2CaO・Fe2O3)和钛酸钙(CaO・TiO2)。

硫铝酸盐水泥生料的率值有三个数;碱度系数Cm,铝硫比P和铝硅比N。

其计算公式分别为[1]:Cm=CaO1187SiO2+0155Al2O3+017(Fe2O3+TiO2+SO3,p=Al2O3SO3,N=Al2O3SiO2根据生料的化学成分是由原料提供的这一基本原理,再根据所选用生料的Cm和P值,列三元一次方程组,即可解出生料的配合比,从而求出原料的配合比。

2计算公式的推导以三组份配料为例,设石灰石的配比为x,矾土的配比为y,石膏的配比为z,生料中煤灰的掺加量为q,则有x+y+z=1①211生料中煤灰掺加量q的确定(1)生料烧失量L生的计算:L生=L石x+L矾
y+L膏Z②(2)熟料中煤灰掺加量的计算[2]:根据熟料单位热耗Q0(KJ kg),煤的低位发热量Q YDW(KJ kg),煤的灰分AY(%)和煤灰沉落率S(%),即可计算出熟料中煤灰的掺加量q0,不同窑型的煤灰沉落率见表1。

q=Q0・AY・SQ YDW×100③表1不同窑型的煤灰沉落率(%)窑型无电收尘器有电收尘器湿法长窑(L D=30～50)有链条100100湿法短窑(L
D<30)有链条80100湿法短窑带料浆蒸发机70100干法短窑、旋风预热器窑90100窑外分解窑90100立波尔窑80100立窑100100(3)生料中煤灰掺加量的计算:q=q0(1-L生)=q0-q0L 石x-q0L矾y-q0L膏z=1-q0④将④式代入①式并整理得:(1-q0L石)x+(1-q0L矾)y+(1-q0L 膏)z=1-q0⑤式中:L—烧失量,下标分别表示相应原料的烧失量。

212各种原料提供的CaO 量计算假定单一原料中的CaO首先满足本身其它化学成分的需要,然后才提供给其它原料。

(1)石灰质原料提供的CaO量:C′石=C石-Cm[1187S石+0155A石+017(F石+T石+Sθ石)](2)矾土原料提供的CaO量:C′矾=C矾-Cm[1187S矾+0155A矾+017(F矾+T矾+Sθ矾)](3)石膏原料提供的CaO量:C′膏=C膏-Cm[1187S膏+0155A膏+017(F膏+T膏+Sθ膏)](4)煤灰提供的CaO量:C′灰=C灰-Cm[1187S灰+0155A灰+017(F灰
T灰+Sθ灰)]式中:Cm—为选定的碱度系数值。

C、S、A、F、T、Sθ—分别表示原料中CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、SO3的含量。

下标石、矾、膏、灰分别表示石灰石、矾土、石膏、煤灰中相应的化学成分。

如果计算出C′为负值,则说明该种原料需要CaO量,而不是提供CaO量。

313方程组的建立(1)根据CaO平衡,即各种原料提供的CaO量代数和应为零,得:C′石=C′石+C′矾y+C′膏Z+C′灰q=0将④式代入上式,整理得:(C′石-q0L石C′灰)x+(C′矾-q0L矾C′灰)y+((C′膏-q0L膏C′灰)z=-C′灰q0⑥令:C′1=c′石-q0L石C′灰C′2=C′矾-q0L矾C′灰C′3=C′膏-q0L膏C′灰代入⑥式得:C′1x+C′2y+C′3z=-C′灰q0⑦(2)各种原料提供的Al2O3之和与SO3之和的比应等于选定的生料铝硫比P的值:A石x+A矾Y+A膏Z+A灰q=p(Sθ石x+Sθ矾y)+Sθ膏Z+Sθ灰q)将④式
代入上式并整理得:[(A石-q0L石A灰)-P(Sθ石-q0L石Sθ灰)]x+[(A矾-q0L矾A灰)-p(Sθ矾-q0L矾S灰)y]y+[(A膏-q0L膏A灰)-p(Sθ膏-q0L膏Sθ灰)]z=(pSθ灰-A灰)q0⑧令:A1=A 石-q0L石A灰A2=A矾-q0L矾A灰A3=A膏-q0L膏A灰Sθ1=Sθ石-q0L石Sθ灰S θ2=Sθ矾-q0L矾Sθ灰Sθ3=Sθ膏-q0L膏Sθ灰代入⑧式得:(A1-pSθ1)x+(A2-pSθ2)Y+(A3-pSθ3)z=(pSθ灰-A灰)q0⑨(3)联立⑤⑦⑨式,并整理得:(1-q0L石)x+(1-q0L 矾)y+(1-q0L膏)z=1-q0C′1x+C′2y+c′3z=-C′灰q0(A1-PSθ1)x+(A2-pSθ2)y+(A3-pSθ3)z=(pSθ灰-A灰)q0解方程组即可得出生料的配合比。

如果解出的x、y、z其中有负值或方程组无解,则说明所用原料不能满足选定率值的要求,此时需加校正原料。

4原料配合比的计算(1)干原料配合比的计算:根据生料的配合比x、y、z、q即可计算出干原料的配合比:石灰石(%):x干=x1-q×100矾土(%):y干=y1-q×100石膏(%):z干=100-(x干+y干)(2)湿原料配合比的计算:假定:石灰石的水分是W石,矾土的水分是W矾,石膏的水分是W膏。

X湿=x干100-W石×100Y湿=Y干100-W矾×100Z湿=Z干100-W膏×100湿原料的配合比是:石灰石(%):x=x湿X湿+Y湿+Z湿×100矾土(%)Y=Y湿X湿+Y湿+Z湿×100石膏(%)Z=Z湿X湿+Y湿+Z湿×1005应用举例已知原、燃料化学成分和煤的工业分析数据见表2和表3。

表2原料的化学成分原料成分CaO(%)SO3(%)Al2O3(%)SiO2(%)MgO(%)Fe2O3(%)TiO2(%)P2O5(%)Loss(%)其它∑磷石膏3219243150015451780012804138121450115100粘土110301616968185112461150051670137100石灰石511120113111882173012000421270140100矾土1124067111101450109415721030141220129100煤灰41201176341225214511325165000211610052山东建材1999年第2期
根据熟料单位热耗(2930kJ kg熟料)配煤:q0=Q0・Ay・SQ ydw×100=2930×20184×100%24789195×100=010246(kg kg)熟料)选取生料的碱度系数
Cm=0196,铝硫比p=1180。

经计算得生料的配合比为:x=014327,y=012869,z=012621,q=010183。

配合后生、熟料的化学成分见表4。

表3煤的
工业分析水分(%)灰分(%)挥发分(%)固定碳(%)低热值(kj
kg)41032018481086710524789195表4配合后的生、熟料化学成分原料配比CaOSO3Al2O3SiO2MgOFe2O3TiO2。