硅酸盐水泥配料

硅酸盐水泥配料

【掌握内容】

1、基本概念：熟料热耗、煤耗、生料料耗； 2、递减试凑法进行生料配料计算；

3、新型干法水泥生产中配料的调整方法 【理解内容】

配料计算有关基准：干燥基准；灼烧基准；湿基准 【了解内容】

率值公式法配料计算；

生料及配料的基本概念

一、生料

定义：由石灰质原料、粘土质原料、少量校正原料按比例配合，粉磨到一定细度的物料。

生料粉：干法生产用的生料。一般水分≤1%。 二、配料的概念及常用计算式

（一）概念

1、定义：根据水泥品种、原燃料品质、工厂具体生产条件等选择合理（首先设定）的熟料矿物组成或率值，并由此计算所用原料及燃料的配合比，称为生料配料，简称配料。 2、配料计算的目的： （1）设计 （2）生产

3、配料应遵循的基本原则：

（1）烧出的熟料具有较高的强度和良好的物理化学性能。 （2）配制的生料易于粉磨和煅烧；

（3）生产过程易于控制，便于生产操作管理，尽量简化工艺流程。并结合工厂生产条件，经济、合理地使用矿山资源。

（二）配料计算中的常用基准

1、 干燥基准：用干燥状态物料（不含物理水）作计算

基准，简称干基。

如不考虑生产损失，有：各种干原料之和=干生料 2、 灼烧基准：生料经灼烧以后去掉烧失量之后，处于灼烧状态，以灼烧状态作计算基准称为灼烧基准。如不考虑生产损失，有：灼烧生料+煤灰（掺入熟料中的）=熟料

3、 湿基准：用含水物料作计算基准时称为湿基准，简称湿基。

4、 基准间的转换： （1） 干基转灼烧基：

灼烧基成分（

%）=

A 100-L

⨯100

式中：A ——干基物料成分（%） L ——干基物料烧失量（%）

（2）

干基转湿基：湿基成分

=

100⨯干基成分

100-w

式中：w ——物料含水量（%） （三）、熟料热耗与煤耗 1、热耗：

生产1kg 熟料所消耗的热量。符号q ，单位kj/kg； 2、 煤耗：

生产1kg 熟料所消耗的煤的质量。符号p ，单位kg/kg

p =

q Q net , ar

式中：Qnet,ar ——煤的收到基低位发热量（kj/kg） 煤耗分实物煤耗、标准煤耗两种，上式中，煤的发热量用的是什么煤，算出的就是什么煤耗。 （四）、煤灰掺入量

G A =

q ⋅A ar ⋅S Q net , ar ⨯100

=

p ⋅A ar ⋅S 100

式中：G A ——熟料中煤灰的掺入量（%）； A ar ——煤的收到基灰分含量（%）；

S ——煤灰沉落于熟料中的百分率（%）。一般取S=100。 （五）、理论料耗

理论料耗K T ：不计生产损失和物料水分的情况下，生产每千克熟料所消耗的干生料量。

K T =

100-G A 100-L 白

［（kg 生料）/（kg 熟料）］

式中： K T ——理论料耗；

L ——生料的烧失量（%）。

配料方案的选择

配料方案：既熟料的矿物组成或熟料的三率值。

配料方案的选择：选择合理的熟料矿物组成，即确定熟料的三率值KH 、n 、p 。（与熟料中的氧化物、矿物组成有一定的关系） 一、确定配料方案的依据

（一） 水泥品种 （二） 原料品质 （三） 燃料品质 （四） 生料质量

（五） 生产窑型和生产方法

二、熟料率值的选择

三个率值要互相匹配，吻合，不能只强调某一率值而忽视其他两个。

一般率值的波动范围：KH ：目标值±0.01~0.02

n ：目标值±0.1 p ：目标值±0.1

预分解窑熟料成分优化设计建议：

20世纪80年代中后期对《我国四种预分解窑型分析研究与改进》对熟料质量统计分析，建议采用“两高一中”配料，即高n 、p ，中KH 。

一般：KH=0.86~0.88

n=2.4~2.6 p=1.5~1.6

20世纪90年代中期以后，技术发展，建议采用“三高”配料：

KH=0.88~0.92 n=2.5~2.8 p=1.6~1.8

配料计算

一、尝试误差法

配料计算方法很多，应用较多的是尝试误差法中的递减试凑法。即从熟料化学成分中依次递减配合比的原料成分，试凑至符合要求为止，下面介绍该方法： 计算基准：100kg 熟料

计算依据：原料的化学成分；煤灰的化学成分；煤的工业分析及发热量；热耗等。 计算步骤：

1、列出原料、煤灰的化学成分，并处理成总量∑为100% 若∑%＞100%，则按比例缩减使综合等于100%；

若∑＜100%，是由于某些物质没有被测定出来，此时可把

小于100%的差值注明为“其他”项。

列出煤的工业分析资料（收到基）及煤的发热量 列出各种原料入磨时的水分；

2、确定熟料热耗，计算煤灰掺入量； 3、选择熟料率值；

4、根据熟料率值计算熟料化学成分； 5、递减试凑求各原料配合比；

6、计算熟料化学成分并校验熟料率值；

7、将干燥原料配合比换算成湿原料配合比。 计算实例：生料配料计算

例：某预分解窑采用三组分原料配料。熟料率值控制目标值为KH=0.89±0.01 n=2.1±0.1 p=1.3±0.1 ，熟料热耗为3350kj/kg。已知原料、煤灰的化学成分和煤的工业分析资料、原料的水分如下表，试求各原料的配合比。

煤的工业分析数据

原料的水分（%）

解：1、将原料、煤灰的分析数据总和处理成100%，将100-∑的差值作为“其他”项列出，为计算方便，将MgO+其他列为一项。如下表

2、煤灰掺入量的计算：

G A =

q ⋅A ar ⋅S Q net , ar ⨯100

=

3350⨯28. 56⨯100

100⨯20930

=4. 57%

3、根据率值计算熟料化学成分：设∑=97.5%，则：

Fe 2O 3=

=

∑

(2. 8KH +1)(p +1) n +2. 65p +1. 35

97. 5

⨯100%

(2. 8⨯0. 89+1)(1. 3+1) ⨯2. 1+2. 65⨯1. 3+1. 35

⨯100%=4. 50%

Al 2O 3=p ⋅Fe 2O 3=1. 3⨯4. 5%=5. 85%

SiO

2

=n (Fe 2O 3+Al 2O 3) =2. 1⨯(4. 50+5. 85) =21. 74%

4、递减试凑求配合比

递减试凑法配料计算表

由上表看出，熟料中尚缺少0.14%的Al 2O 3, 即Al 2O 3, 略微偏低。但若再加粘土，则SiO 2过高，所以不再递减试凑。（MgO+其他）一项余数也不大，说明∑值假定尚合适。

据上表可求得煅烧100kg 熟料所需各种原料用量为： 干石灰石=122 –0.2=121.8kg 干粘土=23-2.6=20.4kg 干铁粉=5.8+0.3=6.1kg 各原料的配合比为：

干石灰石干粘土

==

121. 8

121. 8+20. 4+6. 1

20. 4

121. 8+20. 4+6. 1

⨯100%=82. 13%

⨯100%=13. 76%

干铁粉=

6. 1

121. 8+20. 4+6. 1

⨯100%=4. 11%

5、校验熟料化学成分与率值

根据所求得配合比，先计算生料成分，再换算熟料成分，如下表所示，

生料、熟料化学成分

KH =

=

=0. 891

CaO -1. 65Al 2O 3-0. 35Fe 2O 3

2. 8SiO

2

65. 55-1. 65⨯5. 70-0. 35⨯4. 51

2. 8⨯21. 87

n =

SiO

2

Al 2O 3+Fe 2O 3

Al 2O 3Fe 2O 3

=5. 704. 51

=

21. 875. 70+4. 51

=2. 14

p ==1. 26

比较验算得出的KH 、n 、p 与题意给定率值的目标值可知，熟料三率值均在要求的范围内，即认为配料计算的

结果符合要求。

6、将干料配合比折算成湿料配合比

湿基物料配比及计算过程

各湿原料的配合比为：石灰石：81.94%

粘土：13.83% 铁粉：4.24%

用excel 工作表进行配料，首先要在excel 工作表中建立如下图关系。

在C1、E1、G1单元格中分别输入煤的热值、熟料热耗和煤的灰分，在B4：G7单元格中分别输入石灰石、粘土、铁粉、煤灰的化学成分。

单元格中的公式按公式说明输入。

输入完毕使用工具菜单下的“规划求解”命令求解（如果没有该命令，可先点工具下的加载宏命令，勾选其中的“规划求解”对其进行安装）并按下面的要求进行设置：

全部设置完毕，按对话框中的“求解”即可得到如下结果：

点击确定可有：

从图中的I11、I12、I13我们可以看到各原料的配比分别为：石灰石 83.20%,粘土 13.84%, 铁粉 2.96% 。

从图中的C20、D20、E20可知各率值分别为：KH=0.89,SM=2.07,IM=1.13 ,完全符合设计要求。如果目标值与计算值之间有0.01的误差，也是允许的，但超过了误差范围，就的重新好好计算了。工作表中的关系一旦建立，可将其保存，以后再用只需更改其中部分数据即可。

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