【正文】 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明 5 第二章 配料計算 熟料率值的選擇要考慮兩方面的因素：一是熟料的質(zhì)量及熟料煅燒時窯系統(tǒng)情況；二是市場商品混凝土的推行使用。原則上三個率值不能只強調(diào)某一率值 而忽視其它兩個率值，必須相互吻合。 實際生產(chǎn)中， KH 值過高（ 以上）時， fCaO 會劇增從而導(dǎo)致熟料安定性不良，并且熟料煅燒困難。 確定 n 值時既要 保證熟料中有一定的硅酸鹽礦物，又必須與 KH 值相適應(yīng)。為保證熟料強度， n值應(yīng)稍高。 p 值 的選擇更要兼顧 KH。一般情況下， 提高 KH 值便應(yīng)降低 p 值，以降低液相出現(xiàn)溫度和粘度，有利于 C3S,一般 鋁氧率應(yīng)不高于 。 國內(nèi) 新型干法生產(chǎn)的熟料率值參考范圍為： KH在 ～ ， SM在 ～ ，IM在 ～ [1]即采用 高 飽和比，高硅酸率，高鋁率的配料方案。 根據(jù)以上資料并結(jié)合本設(shè)計提供的原料的成分，設(shè)定 KH 為 177。 ， SM 為177。 ， IM 為 177。 。 原、燃材料 石灰質(zhì) 原料 凡以碳酸鈣為主要成分的原料都屬于石灰質(zhì)原料。 生產(chǎn)一噸水泥熟料約耗 噸的石灰質(zhì)原料 。 石灰質(zhì)原料有石灰石、 貝殼以及工業(yè)廢渣中的 電石渣和 制糖綠泥 等，其中石灰石的使用最為廣范。我國對 一級 品 石灰石 的要求是 氧化鈣含量大于 48%， 氧化鎂含量小于 %，堿含量小于 %，三氧化硫含量小于 %， 氯離子含量小于 %。 本設(shè)計中所采用的石灰石其主要成分如表 21 所示。 表 21 石灰石化學(xué)成分 (%) 成分名稱 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 CL 石灰石 （ %） 其成分 完全 符合一級品 [1]的要求。 粘 土質(zhì)原料 中國水泥工業(yè)采用的天然粘 土質(zhì)原料 有粘 土、黃土、頁巖、砂巖、河泥等， 主要化學(xué)成分是 SiO2,其次是 Al2O3， ,還有少量 Fe2O3,一般生產(chǎn)一噸熟料用 粘土質(zhì)原料。 粘 土 原料質(zhì)量好壞與否主要 依 靠它 的 硅 酸 率、 鋁氧率、 堿 含 量以及可塑武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明 6 性，熱穩(wěn)定性等工藝性能 來判斷 。 其一級品要求 SM為 ～ ， IM 為 ～ ，氧化鎂小于 ，堿含量小于，三氧化硫小于 ，氯離子小于 。本設(shè)計中所采用的 粘 土的主要的化學(xué)成分如表 22 所示。 表 22 砂巖 化學(xué)成分 (%) 成分名稱 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 CL 砂巖 （ %） 粉煤灰（ %） 質(zhì)量評價 砂巖： SM=SiO2247。 (Al2O3+Fe2O3)=247。 （ +） = IM= Al2O3247。 Fe2O3=247。 = 粉煤灰： SM=SiO2247。 (Al2O3+Fe2O3)=247。（ +） = IM= Al2O3247。 Fe2O3=247。 = 由上可知砂巖的硅酸鋁較高與粉煤灰搭配使用能符合一級品要求，但是兩種原料的鋁氧率均很高 都超出了一級品要求，熟料煅燒過程中應(yīng)注意防止結(jié)窯皮，結(jié)大塊 。 校正原料 鐵質(zhì)校正原料中三氧化二鐵的含量應(yīng)該大于 40%，鋁質(zhì)校正原料中三氧化二鋁的含量應(yīng)該大于 30%，硅質(zhì)校正原料中二氧化硅的含量應(yīng)該為 7090%，堿含量小于4%。 表 23 校正原料化學(xué)成分 (%) 成分名稱 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 CL 銅渣 （ %） 硫酸渣 （ %） 石膏 水泥生產(chǎn)中 摻加適量 石膏， 既 可以調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)硬化速度 ，又可以激發(fā)水泥強度（摻礦渣時） 。 本設(shè)計 采用中電投烏蘇熱電廠的脫硫石膏灰作為水泥緩凝劑。擬用脫硫石膏的 SO3含量較高，其質(zhì)量符合國標的技術(shù)要求，滿足本項目水泥品種的生產(chǎn)需求。 混合材 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明 7 在磨制水泥時，為改善水泥性能，調(diào)整水泥標號、增加水泥產(chǎn)量、降低能耗而通常加入一部分混合材。目前所用的混合材中，大部分是工業(yè)廢渣， 因此水泥中摻混合材又是廢渣綜合利用的重要途徑，有利于保護環(huán)境 ?；旌喜挠址譃榛钚曰旌喜暮头腔钚曰旌喜?。本設(shè)計中加入一定量的 燒 煤矸石 、粉煤灰作為其活性混合材 。 燃料 燃料是水泥生產(chǎn)中必不可少的部分 。 我國水泥工業(yè) 企業(yè)一般使用煤做為燃料，燃料品質(zhì)既影響煅燒過程又影響熟料質(zhì)量，發(fā)熱量高 、灰分低的的優(yōu)質(zhì)燃料，其火焰溫度高，能更好的保證窯的熱工制度，提高熟料質(zhì)量；反之若燃料質(zhì)量差，除了火焰溫度低外，會帶入過多的煤灰，降低熟料石灰飽和系數(shù)， 降低熟料質(zhì)量。 本設(shè)計中所采用的燃料的主要的化學(xué)成分以及煤的工業(yè)分析分別見 表 2表 25 所示。 表 24 煤的化學(xué)成分 (%) 成分名稱 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 CL 煤灰 （ %） 表 25 煤粉工業(yè)分析 (%) Mad Aad Vad C St,ad Q,ad(KJ/Kg) 22345 原料的含水率 原料的 粒度及 含水率見表 26： 表 26 原料的 粒度及含水率 物料 石灰石 砂巖 干粉 煤灰 銅渣 硫酸渣 煙煤 脫硫 石膏 燒煤 矸石 粒度(mm)≤ 1000 600 / 20 20 300 20 500 水分 (%)≤ 熟料熱耗的選擇 隨著我國新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展，熟料的燒成熱耗得到了明顯降低。根據(jù) GB504432021《水泥工廠節(jié)能設(shè)計規(guī)范》要求 ： 4000t/d 及以上 帶預(yù)分解系統(tǒng)的新型干法水泥廠熟料燒成熱耗要小 于等于 3050 kJ/kg熟料 ，本次設(shè)計的熟料燒成熱耗定為 3045kJ/kg熟料 [14]。 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明 8 配料計算 配料計算的依據(jù)是物料平衡?；瘜W(xué)反應(yīng)的物料平衡是：反應(yīng)物的量應(yīng)等于生成物的量。計算時必須采用統(tǒng)一標準。生料配料計算方法繁多，有代數(shù)法、圖解法、嘗試誤差法（包括遞減試湊法）、礦物組成法、最小二乘法等。 嘗試誤差法計算方法很多，但原理都相同。其中一種方法是：先按假定的原料配合比計算熟料組成，若計算不符合要求，則要求重新調(diào)整原料配比，再進行計算，重復(fù)至符合為止，另一種方法是從熟料化學(xué)成分中依次遞減假定配合比的原料成分，試湊至符合 要求為止（又稱遞減試湊法）。本設(shè)計配料計算采用的是嘗試誤差法第一種計算方法，并結(jié)合計算機計算原料配合比。 原料的各種原始數(shù)據(jù) 表 27 原燃料化學(xué)成分（ %） 原料 名稱 LOSS（ %） SiO2（ %） Al2O3（ %） Fe2O3（ %） CaO（ %） MgO（ %） Na2O（ %） K2O（ %） SO3（ %） Cl （ %） 總合（ %） 石灰石 砂巖 粉煤灰 硫酸渣 煤灰 表 28 煤粉工業(yè)分析 (%) Mad Aad Vad C St,ad Q,ad(KJ/Kg) 22345 熟料熱耗： q=3045kJ/ 。 計算煤灰摻入量 AG = 100FDWyQ SqA=（ 3045 100） 247。 （ 22345 100） = GA—— 熟料中煤灰摻入量 ， %； q—— 單位熟料熱耗， kJ/kg 煤； yA ——應(yīng)用基煤的灰份含量， % yDWQ —— 煤的應(yīng)用基低熱值， kJ/kg 煤； S—— 煤的沉降率， %；窯尾有袋收塵且窯灰入窯，故取 100%。 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明 9 計算干燥原料配合比 [1] 設(shè)干燥原料配合比為（表 29）： 表 29 假設(shè)干基原料配比 石灰石 （ %） 砂巖 （ %） 粉煤灰 （ %） 硫酸渣 （ %） 以此計算生料的化學(xué)成分，如表 210 所示 表 210 生料的化學(xué)成分 原料 名稱 LOSS（ %） SiO2（ %） Al2O3（ %） Fe2O3（ %） CaO（ %） MgO（ %） Na2O（ %） K2O（ %） SO3（ %） Cl （ %） 總合（ %） 石灰石 砂巖 粉煤灰 硫酸渣 白生料 灼燒 生料 煤灰摻入量 GA=%，則灼減生料配合比為 100%%=%。按此計算熟料化學(xué)成分，如表 211所示： 表 211 熟料化學(xué)成分 名稱 配比 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O SO3 Cl 總合 灼燒 生料 煤灰 熟料 則熟料的率值計算如下： KH=2 Si O OFeOAlCaO =( )247。 ( )= SM=32322 OFeOAl SIO+ = 247。 (+)= IM=3232OFeOAl = 247。 = 上述計算結(jié)果中， KH、 SM、 IM 值均偏低 。 重新調(diào)整原料配比計算，配比結(jié) 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明 10 如表： 表 212 假設(shè)干基原料配比 石灰石（ %） 砂巖（ %） 粉煤灰（ %） 硫酸渣（ %） 表 213 生料的化學(xué)成分 原料 名稱 LOSS（ %） SiO2（ %） Al2O3（ %） Fe2O3（ %） CaO（ %） MgO（ %） Na2O（ %） K2O（ %） SO3（ %） Cl （ %） 總合（ %） 石灰石 砂巖 粉煤灰 硫酸渣 白生料 灼燒 生料 表 214 熟料化學(xué)成分 名稱 配比 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O SO3 Cl 總合 灼燒生料 煤灰 熟料 根據(jù)表 214中的數(shù)據(jù)計算熟料的各率值 KH=2 Si O OFeOAlCaO =( )247。 ( )= SM=32322 OFeOAl SIO+ = 247。 (+)= IM=3232OFeOAl = 247。 = 重新調(diào)整配比后，熟料率值和礦物組成均符合設(shè)計要求 ： KH為 ， SM為 ，IM為 。 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明 11 熟料礦物組成為： C3S=（ 3 KH2） % =% C2S=（ 1KH） % =% C3A=（ ） %=% C4AF= % =% 熟料液相量計算： 當燒成溫度為 1400 時： W%=++a+b= + ++=% 當燒成溫度為 1450 時： W%=++a+b= + ++=% A—— 熟料中三氧化二鋁百分含量（ %） F—— 熟料中三氧化二鐵百分含量（ %） a—— 熟料中氧化鎂鋁百分含量（ %） b—— 熟料中鉀、鈉和量 百分含量（ %） 熟料液相量一般控制在 20%～ 30%上述計算結(jié)果 符合要求 [6]。 上述參與計算的氧化鎂、堿含量以及三氧化硫、氯離子是有害成分，適量可降低液相表面張力 ，潤濕固體物質(zhì)或熟料顆粒，有利于固液反應(yīng)，促進硅酸三鈣的形成。當熟料中上述物質(zhì)較多時容易造成預(yù)熱系統(tǒng)結(jié)皮、堵塞和熟料質(zhì)量下降（ 影響不是絕對的，不是單一的）。 所以原料配比確定為： 表 215 干基原料配比 石灰石（ %） 砂巖（ %） 粉煤灰（ %） 硫酸渣（ %） 計算濕物料的配合比 參考表 26計算濕物料的配合比，則： 則濕原料質(zhì)量配合比為： 濕石灰石 =247。 （ 1002）