水泥生產(chǎn)用原料與配料

1、水泥生產(chǎn)用原料及配料（4課時(shí)）第一節(jié) 水泥生產(chǎn)用原燃材料及其控制1、水泥生產(chǎn)用原料1.1 石灰質(zhì)原料：以碳酸鈣為主要成分石灰石、泥灰?guī)r、貝殼等，另如電石渣、 糖濾泥等工業(yè)廢渣也可作為石灰質(zhì)原料。石灰質(zhì)原料是水泥生產(chǎn)的主要原料。 一般 要求石灰石CaO45% Mgd3.0%,但在新型干法水泥生產(chǎn)中，采用了石灰石預(yù)均化、 生料均化等措施，為低品位石灰石的利用提供了保證，使得 CaO 含量在 42%左右，MgO 含量在 3%-5%的底品位石灰石也能應(yīng)用于水泥生產(chǎn)。1.2 粘土質(zhì)原料：主要以含 SiO2及少量 AL2O3、Fe2O3的原料。天然粘土質(zhì)原料 有黃土、 粘土、 砂巖、 河沙等,此外還有粉煤

2、灰、 煤矸石等工業(yè)廢渣。 粘土質(zhì)原料 一般 SiO2 55%。1.3 校正原料：當(dāng)石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料配料不能滿足配料方案要求時(shí),或 SiO2或 AL2O3或 Fe2O3含量不足時(shí)，根據(jù)所缺成分，分別采用相應(yīng)的校正原料。因此校正 原料分為,（1）硅質(zhì)校正原料,例如砂巖； （2）鋁質(zhì)校正原料,如煤矸石、粉煤灰、 鋁礬土；（3）鐵質(zhì)校正原料,如天然低品位鐵礦石,硫酸渣、鋼渣等工業(yè)廢渣。2、水泥生產(chǎn)用燃料2.1 燃料在水泥生產(chǎn)中作用：一是提供熟料煅燒及物料烘干所需要的熱量；二是 燃料燃燒后所剩煤灰等作為原料摻到熟料及水泥中去。2.2 煤的分類及組成 水泥工業(yè)生產(chǎn)一般用煤作為燃料,此外在窯升溫過程中

3、及投料初始會使用很少 一部分柴油。1 ）煤的分類：根據(jù)埋藏時(shí)間及碳化程度不同,可分為泥煤、褐煤、煙煤、無 煙煤。（ 2）煤的組成：分析燃料的組成通常有元素分析法和工業(yè)分析法。根據(jù)元素分析，煤由碳（C）、氫（H）、氧（0）、氮（N）、硫（S）五種元素和 水分、灰分組成。根據(jù)工業(yè)分析，煤由揮發(fā)份（V）、固定碳（C）、灰分（A）、水分（W）組成。其中 煤的灰分，是煤燃燒后剩余的礦物雜質(zhì)，其主要化學(xué)成分為 Si02、AL203、Fe203、Ca0、Mg0 ，另外還有少量的 K20、 Na20、 S03。收到基（ ar ）：以收到狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)?？諝飧稍锘╝d）:與空氣濕度達(dá)到平衡狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)。干燥

4、基（d）：以假想無水狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)。 干燥無灰基（ daf ）:以假想無水、無灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)。（4）煤的發(fā)熱量A、定義煤的發(fā)熱量指單位質(zhì)量的煤燃燒放出的熱量，單位為 cal/kg 、kJ/kg（國際標(biāo)準(zhǔn) 單位） ，1cal/g=4.18J/g 。B、標(biāo)準(zhǔn)煤，為了比較各類燃料，規(guī)定低位發(fā)熱量（收到基）為29270k/kg（7000cal/kg、的煤為標(biāo)準(zhǔn)燃料。3、入機(jī)原燃材料預(yù)均化 原燃材料均化、搭配是穩(wěn)定生料、熟料及水泥質(zhì)量的重要措施之一，是質(zhì)量工 作的重點(diǎn)和根本。3.1 原燃材料預(yù)均化原理A、預(yù)均化技術(shù)就是在原燃材料的存、取過程中，運(yùn)用科學(xué)的堆取料技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原料的初步均化，使原料堆場同時(shí)具

5、備儲存與均化的功能B、原燃材料的預(yù)均化的基本原理就是在物料堆放是，由堆料機(jī)把進(jìn)來的原料連續(xù)的按一定的方式堆成盡可能多相互平行、上下重疊和相同厚度的料層。取料時(shí)， 在垂直于料層的方向，盡可能同時(shí)切取所有料層，依次切取，直到取完，即“平鋪 直取”。3.2 原燃材料預(yù)均化的意義（1）均化原燃材料，減少質(zhì)量波動，有利于穩(wěn)定磨機(jī)生產(chǎn)、穩(wěn)定配料，從而為 穩(wěn)定窯系統(tǒng)熱工制度、穩(wěn)定熟料產(chǎn)質(zhì)量、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量奠定基礎(chǔ)，為降低耐火材料、 煤等消耗降低生產(chǎn)成本創(chuàng)造條件；（2）可以擴(kuò)大礦山資源的利用，最大限度的利用礦山的覆蓋物和夾層，提高礦 山開采效率，降低開采成本，節(jié)約資源。（3）自動化程度高。第二節(jié)生料配料1、生料

6、配料1.1 定義 就是將石灰石原料、黏土質(zhì)原料、校正原料等，按照比例（計(jì)量）混 合入磨粉磨成符合質(zhì)量要求的生料。1.2 技術(shù)要求飽和比 KH=K0.02 月平均合格率75% 硅酸率 n=K 士 0.10 月平均合格 率80% 鋁氧率 P=K 士 0.10月平均合格率80%。2、配料計(jì)算原材料化學(xué)成分表名稱LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO刀K2ONa2OR2Ocl-SO3結(jié)晶 水水分石灰石42.061.280.800.8851.502.4698.980.5電石渣22.933.922.690.8266.960.1197.460.1325.0河沙7.6670.238.833.916.

7、430.8297.881.320.881.7410.0砂巖3.1884.044.684.331.890.3698.480.380.050.303.5鐵粉12.6025.6024.6030.431.801.5496.571.850.011.354.0鋼渣2.3813.303.8224.3339.648.8692.334.5鋁磯土11.0444.6326.7211.961.400.5096.250.600.100.493.5礦渣-0.6532.5015.41.3937.938.8595.420.450.370.679.5粉煤灰7.1149.6728.745.084.761.3396.691.280

8、.621.460.29爐渣5.2850.1029.384.994.281.0595.081.410.751.6820.0脫硫石膏39.0018.1112.0窯回灰37.188.334.071.9244.781.3497.62KH=1.6032.1 配料計(jì)算基本術(shù)語2.1.1 干基、濕基定義及其換算1) 干基、濕基定義2) 干濕基換算例 1:已知，生料濕基配比為石灰石 82.0%,河沙 12.0%,鐵粉 4.0%,砂巖 2.0%,物料水分分別為 1.0%，10.0%，5.0%，3.0%，計(jì)算生料干基配比。解：干基石灰石 二二82.0 x(1-1.0%) /100X100%=81.2%干基河沙二二

9、12.0X(1-10.0%) /100X100%=10.8%干基鐵粉=4.0X(1-5.0%) /100X100%=3.8%干基砂巖=2.0X(1-2.0%) /100X100%=2.0%百分比轉(zhuǎn)換：求和：干基石灰石+干基河沙+干基鐵粉+干基砂巖=81.2%+10.8%+3.8%+2.0%=97.8%轉(zhuǎn)換：干基石灰石二二(81.2% 97.8%)X100%=83.0%干基河沙二二(10.8% 97.8%)X100%=11.0%干基鐵粉二二(3.8% 97.8%)X100%=3.9%干基砂巖二二(2.0% 97.8%)X100%=2.0%例 2:已知普通 42.5 水泥干基配比為熟料 80%，礦

10、渣 10%，石灰石 4%,石膏6%,水分分別為 0%、10%、0.5%、12%，請計(jì)算水泥濕基配比。100% )解：各物料濕基計(jì)算：熟料=80%石灰石二二4 滄（1-0.5%） X100%=4.2%礦渣二二10%（ 1-10%） X100%=11.1%石膏二二6 滄（滄（1-10%） X100%=6.7%百分比轉(zhuǎn)換：濕基求和=4.2%+11.1%+6.7%+80%=102%百分比換算 熟料=（80% 102%X100%=78.4%礦渣=（11.1%- 102%X100%=10.9%石灰石=（4.2%- 102%X100%=4.1%石膏=（6.7%- 102%X100%=6.6%干基物料二二濕基

11、物料X（1-水分%2.1.2、煤灰摻加量計(jì)算1）熟料熱耗：生產(chǎn)單位質(zhì)量熟料需要的熱量（kJ/kg ）。（千業(yè)設(shè)計(jì)為 3100 kJ/kg）2 ）熟料煤耗：生產(chǎn)單位質(zhì)量熟料需要消耗的煤量 （kg/t ）。（假設(shè)熟料實(shí)物煤耗為160kg-煤 /t-熟料）3）煤灰摻加量計(jì)算煤工業(yè)分析Ma(%)Mad(%)Vad(%)Aad(%)FCad(%)Qnet.ac(kJ/kg)Qnet.a(kJ/kg)St.ad( % )10.01.816.3925.1466.6624028218250.30煤灰分全分析（%）LossSiO2AL2O3Fe2O3CaOMgO51.07:27.964.187.55:1.019

12、1.77熟料熱耗二二煤發(fā)熱量X煤耗 _ 煤耗= =熟料熱耗-煤發(fā)熱量煤灰摻加量二二煤耗X煤灰分X煤灰沉積率X 100%100% )=3150-24028X27.96%X100%X100%=3.66% (假設(shè)煤灰沉積率為2.1.3 生料料耗2.2 配料計(jì)算2.2.1 生、熟料具體轉(zhuǎn)化工藝過程：預(yù)熱干燥、碳酸鹽分解、固相反應(yīng)、熟料燒成、冷卻次序過程名稱主要物理化學(xué)反應(yīng)主要形成物功能設(shè)備1預(yù)熱干燥生料被加熱，其中水分蒸發(fā)，黏土質(zhì)礦物脫 去結(jié)合水分解形成 AL2O3、Fe2O3、SQ2AL2O3、Fe2O3、SiO2預(yù)熱器2碳酸鹽分解碳酸鈣、碳酸鎂分解，形成 CaO、MgOCaO、MgO分解爐3固相反

13、應(yīng)在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)新生態(tài)的 CaO、AL2O3、Fe2O3,SiO2隨著溫度的逐步升高，開始形成一些如CA、CS 等早期礦物，最終在 11001200C大量形成 GA、GAF, C2S 含量達(dá)到最大值GA、CAF、C2S回轉(zhuǎn)窯4熟料燒成在液相條件下， 在 1450E左右 QS 與 CaC 反 應(yīng)形成 CSGS回轉(zhuǎn)窯5熟料冷卻回收熟料熱量，保持提咼熟料礦物活性篦冷機(jī)2.2.2 配料方案表示方法KH=K 0.02 n 二二 K 士 0.10 P= K 士 0.102.2.3 配料計(jì)算(見附件)3、影響配料準(zhǔn)確性因素3.1 影響因素(1)原材料成分波動(2) 煤質(zhì)量波動(3) 熟料煤耗變化(4) 檢驗(yàn)滯后性(5) 樣品代表性變化(6) 生料配料秤計(jì)量不準(zhǔn)確(7) 檢驗(yàn)結(jié)果誤差大3.2 注意事項(xiàng)(1) 牢記生產(chǎn)、質(zhì)量是動態(tài)變化的，要樹立辯證的控制思想，在出現(xiàn)波動時(shí)關(guān) 鍵要分析清楚造成波動的原因原燃材料化學(xué)成分是動態(tài)變化的；配料計(jì)量稱是變化的；生、熟料對應(yīng)關(guān)系是會 變化的；（2）穩(wěn)定是根本，配料也是如此，對料調(diào)整控制要充分考慮到窯熱工的適應(yīng)性， 要本著循序漸進(jìn)的思想調(diào)整。（3）質(zhì)量波動是正常規(guī)律，要學(xué)會根據(jù)波動趨勢判定穩(wěn)定性。3.3 新型干法水泥生產(chǎn)缺點(diǎn)（1）原燃材料入機(jī)前全部進(jìn)行預(yù)均化，有利于穩(wěn)定配料，但反過來如果原燃材 料質(zhì)量出現(xiàn)突變，因入預(yù)均化堆場原材料庫存量大，