【文章內(nèi)容簡介】 97192 標準 十分 強調(diào)硅酸鹽礦物 在四 大礦 物 中所占 百分比 ，在 Al2O3和 Fe2O3的關系更看重 Al2O3的作用。 因此要 提高水泥 的 強度，適應新 的標準 ?；剞D(zhuǎn)窯 企業(yè) 要修改 配料方案，向高硅、低鐵型轉(zhuǎn) 型并 采用與配料方案相適應的燒成技術(shù) 。 表 21 國內(nèi)外水泥熟料成分及礦物組成 類別 SiO2 AI2O3 Fe2O3 CaO fCaO KH SM IM C3S C2S C3A C4AF 國外水泥 （ 23 個） 1 57 20 8 10 國內(nèi)新型干法 （ 20 個） 4 53 24 8 10 國內(nèi)重點水泥 企業(yè)（ 56 個） 7 54 20 7 14 國內(nèi)立窯 2～ 3 59 14 7 14 查《新型干法水泥生產(chǎn)工藝設計手冊》新型干法水泥生產(chǎn)的熟料率值一般控制在：KH=177。 ， SM=177。 ， IM=177。 綜上所述，最終率值的確定如下： KH=， SM=， IM= 唐山學院畢業(yè)設計 7 表 22 為各窯型律值范圍及氧化物含量： 表 22 各窯型率值范圍及氧化物含量 窯型 KH SM IM C3S% C2S% C3A% C4AF% 濕法窯 ～ ～ ～ 51～ 59 16～ 24 5～ 11 11～ 17 干法窯 ～ ～ ～ 46～ 67 19～ 28 6～ 11 11～ 18 預分解窯 ～ ～ ～ 14～ 28 14～ 28 7～ 10 10～ 12 預分解窯 推薦值 適宜范圍 ～ ～ ～ 熟料熱耗的確定 在水泥廠中影響熟料熱耗的因素有很多，我國系 統(tǒng)熱耗比較高的最總要的原因是：結(jié)皮堵塞現(xiàn)象很嚴重，設備的故障十分頻繁，因此導致窯的運轉(zhuǎn)率偏低。而國外水泥廠家則采用低阻高效的多級預熱系統(tǒng)，應用新型篦式冷卻機和多通道噴煤管等先進工藝，降低了水泥生產(chǎn)中熟料的熱耗。根據(jù)《新型干法水泥廠工藝設計手冊》我國部分 預分解窯的規(guī)格和特性 見表 23： 表 23國內(nèi)部分預分解窯的規(guī)格和特性 廠名 設計能力 （ t/d） 設計熱耗 （ kJ/kg 熟料 ） 回轉(zhuǎn)窯規(guī)格 （ m） 分解爐型式 分解爐規(guī)格 （ m） 冀東水泥廠 4000 3308 ?? NSF ?? 寧國水泥廠 4000 3349 ?? MFC ?? 故本設計熟料熱耗為 3290 kJ/kg 熟料。 熟料標號的確定 熟料的強度是決定水泥質(zhì)量的主要因素。熟料標號以其 28 天抗壓強度值來劃分等級。熟料標號與原料的品質(zhì)、燃料的品質(zhì)、燃料性能、熟料的率值、生料成分的均勻性、窯型的規(guī)格、生料的易燒性有關。如果原料中石灰石質(zhì)量低而且粘土氧化硅含量又偏低，則無法 提高 KH 和 SM，熟料強度則難以提高，只有用高質(zhì)量的石灰石和氧化硅含量較高的粘土才能提高 KH 和 SM，燒出高標號水泥。 燃料的品質(zhì)影響煅燒過程熟料質(zhì)量。氣體和液體燃料著火較快，燃燒時間短，在回轉(zhuǎn)窯中熱力較集中，容易造成短焰急燒，熟料反應時間不足，但基本上無灰分唐山學院畢業(yè)設計 8 摻入熟料。煤作燃料時，煤灰大部分或全部摻入熟料中。燃料質(zhì)量較差，除了溫度低還會因煤灰降落的不均勻，降低熟料的質(zhì)量，影響熟料的標號。 生料的易燒性直接影響石灰飽系數(shù)，硅率，鋁率的數(shù)值，從而影響熟料的標號。 物料在不同 的窯內(nèi)的受熱情況和煅燒的過程不完全相同。在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，因為物料不斷翻滾，物料受熱與煤灰的摻入都較均勻，因此燒成帶物料反應過程比較 圖 21熟料 28d抗壓強度與 L值相關圖 一致，所以可適當提高熟料的石灰飽和系數(shù)，回轉(zhuǎn)窯的規(guī)格，對熟料標號也有一定的影響，如果窯的長徑比小，易造成預燒能力不足，這時，窯內(nèi)往往形成短焰急燒，物料反應時間不足，這就不得不降低熟料的石灰飽和系數(shù)，以獲得要求的熟料標號。 熟料的標號是以其 28 天抗壓強度值來劃分等級的。生產(chǎn) 級的普通水泥要求熟料標號大于 425，但工廠不可能等到 28天強度結(jié)果出來之后再決定混合材摻量、粉磨細度等生產(chǎn)控制指標。所以，迅速而準確地得到熟料強度情況，對生產(chǎn)廠具有很重要的實用價值。水泥熟料是由 SiO Al20 Fe20 CaO 等主要氧化物，按一定的比例形成的多礦物集合體。一般用 C3S、 C2S、 C3A、 C4AF、fCaO 等表示。這些礦物作為熟料組成主體，它們和熟料率關系如下： KH=SCSC SCSC 23 23 ?? ① SM=AFCAC SCSC 43 23 ?? ② IM=+ ③ 唐山學院畢業(yè)設計 9 石膏加入量、混合材加入量的確定 石膏加入量的確定 適當?shù)募尤胧?，是生產(chǎn)水泥重要措施，因為這可保證在水泥硬化之前形成足夠的鈣礬石，便于水泥強度的發(fā)展。普通硅酸鹽水泥中的三氧化硫含量一般波動在 %%之間。 原料石膏中 SO3 含量為 %設加入石膏為 X，應滿足：%%X%。得出 %X% 因此確定石膏的加入量為 4%。 根據(jù)石膏的化學成分，石膏中的三氧化硫含量為 %。則加入石膏后水泥中的三氧化硫含量為 %，符合普通硅酸鹽水泥的指標。 適當加入一些石膏，是生產(chǎn)水泥的重要措施，因為這可保證在水泥硬化之前形成足夠的鈣礬石，便于水泥強度的發(fā)展。礦渣硅酸鹽水泥中的三氧化硫含量一般不超過 4%。 原料石膏中 SO3 含量為 %設加入石膏為 X，應滿足： %X4% 得出 X% 因此確定石膏的加入量為 5%。 根據(jù)石膏的化學成分，石膏中 的三氧化硫含量為 %。則加入石膏后水泥中的三氧化硫含量為 %，符合礦渣硅酸鹽水泥的指標。 混合材加入量的確定 國家標準（ GB175—2021）對普通硅酸鹽水泥礦渣加入量有明確的規(guī)定：在普通硅酸鹽水泥中，摻加活性混合材時不得超過 15%，其中允許用不超過 5%的煤灰或不超過 10%的非活性混合材代替；考慮煤灰的加入及硫酸渣活性問題。 確定礦渣加入量為 10% 國家標準（ GB175—2021）對礦渣硅酸鹽水泥礦渣加入量有明確的規(guī)定：在礦渣硅酸鹽水泥中，摻加活性混合材時不少于 20%且不高于 70%。綜合考慮煤灰的加入和礦渣活性混合材等問題，確定礦渣的加入量為 35%. 唐山學院畢業(yè)設計 10 3 物料平衡計算 配料計算 原料及燃料化學成分 表 31 原料化學成分 (%) 原料 燒失量 結(jié)晶水 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 W 石灰石 粘土 鐵粉 煤灰 礦渣 石膏 表 32 煤的工業(yè)分析 (%) 22717(kJ/kg) 表 33 各種用煤水分及熱值 應用基水分 /% 應用基低位熱值 /kJ/kg 燒成用煤 22717 烘干用煤 21568 礦渣烘干熱耗 4567（ KJ/kgH2O） 粘土烘干熱耗 5158（ KJ/kgH2O） 表 34 生產(chǎn)損失 名稱 石膏 硫酸渣 生料 水泥 生產(chǎn)損失 3 8 5 3 干生料的燒失量： I=% 煤灰摻入量 選定熟料熱耗 q=3290kJ/kg 熟料 熟料中煤灰摻入量： %10022 717 90100 ?? ????? yyAQ SqAG 唐山學院畢業(yè)設計 11 式中： GA—— 熟料中煤灰摻入量 (%)； q—— 單位熟料熱耗 (kJ/kg 熟料 )； Ay—— 煤的應用基低熱值 (kJ/kg 煤 )； S—— 煤灰摻入量 (%)； Qy—— 煤耗 (kJ/kg 熟料 )。 煤灰摻入量 %，則灼燒生料配合比為 100%%=%。 計算干燥原料的配合比 設定干燥物料的配合比為；石灰石 83%、粘土 14%、鐵粉 3%以此計算生料的化學成分，如表 35 所示。 表 35 生料的化學成分 名稱 配合比（ %） 燒失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO W 石灰石 83 粘土 14 鐵粉 3 生料 燃燒生料 —— 熟料的化學成分 由上計算的熟料的化學成分，如表 36 所示 。 表 36 熟料的化學成分 原料 配合比（ %） SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO 灼燒生料 煤灰 熟料 100 熟料率值的計算 熟料的率值計算如下： ?? ???????? Sc FcAcCcKH ????? FcAc ScSM ??? FcAcIM 計算的率值 KH=， SM=， IM=，由計算結(jié)果可知， KH 值偏低，調(diào)整原料配比為：石灰石 84%、粘土 13%、鐵粉 3%，重新計算結(jié)果如下： 唐山學院畢業(yè)設計 12 表 37物料化學成分表 名稱 配合比（ %） 燒失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO W 石灰石 84 粘土 13 鐵粉 3 生料 燃燒生料 灼燒生料 煤灰 熟料 100 率值計算如下： ?? ???????? Sc FcAcCcKH??? FcAc ScSM ?? ??? FcAcIM 熟料礦物組成 C3S=?(3KH2)?SiO2=(3)%=% C2S=?(1－ KH)?SiO2=(1－ )%=% C3A=?(Al2O3－ )=(－ )=% C4AF=?Fe2O3==% 則 ? ?AFC 4 24 3 ??????= ??? 根據(jù)熟料 28d 抗壓強度與 L 值相關圖 21， L= 所對應的熟料 28d 抗壓強度為 59MPa，所以確定熟料標號為 425。 計算濕物料的配合 比 原料的水分為：石灰石為 2%，粘土為 10%，鐵粉為 8%，則濕原料質(zhì)量配合比為： 濕石灰石 %%100210084 ??? 濕粘土 %100%10100 13 ??? 濕鐵粉 %100%8100 3 ??? 唐山學院畢業(yè)設計 13 將上述質(zhì)量比換算成百分比： 濕石灰石 %100% ????? %100% ?????濕粘土 濕鐵粉 %100% ????? 物料平衡計算 窯產(chǎn)量的標定 設計日產(chǎn) 5000t/d 熟料的生產(chǎn)線，參考同類型廠家，選擇 φ 179。 72m 的回轉(zhuǎn)窯。本設計選擇德國洪堡公司制造的φ 179。 72m 的回轉(zhuǎn)窯，窯產(chǎn)量為 4000t/d 回轉(zhuǎn)窯的小時產(chǎn)量計算公式： 5i ? 式中： Di—— 回轉(zhuǎn)窯的內(nèi)徑， m； L—— 回轉(zhuǎn)窯的有效長度， m。 ? ? ? ?htLG i / ??????? 參考選擇同類型窯的廠家，其產(chǎn)量為 4600t/d 熟料，有的甚至可達到 5000t/d(例如冀東水泥 )，因此本設計標定窯的產(chǎn)量為 5300t/d，則窯的小時產(chǎn)量為 。 需要的回轉(zhuǎn)窯臺數(shù) n=5000/5300=，因此選擇一臺回轉(zhuǎn)窯。 校對 %10%6%1005000 50005300 ???? ：滿足要求，說明窯選型 標定合理。 生產(chǎn)能力的計算 熟料小時產(chǎn)量： Qh= n Qh， l=1179。 =（ t∕ h） 式中： n——窯的臺數(shù)； Qh， l——所選窯的標定臺時產(chǎn)量 [t/(臺178。 h)]。 熟料日產(chǎn)量： Qd =24 Qh=24179。 =5300(t/d) 熟料周產(chǎn)量： Qw=168 Qh =168179。 =37100(t/周 ) 熟料年產(chǎn)量： Qy =8760ηQh =8760179。 179。 =(t/年 ) η——窯的年利用率，預分解窯 ～ 普通硅酸 鹽水泥小時產(chǎn)量： )/(% 3100%60100 100 htQed pG hh ????? ????? ?? 式中： p——水泥的生產(chǎn)損失； 唐山學院畢業(yè)設計 14 d——水泥中石膏的摻入量 (%)； e——水泥中礦渣的摻入量 (%)。 水泥日產(chǎn)量： Gd =24 Gh=24179。 =(t/d) 水泥周產(chǎn)量： Gw =168 Gh=168179。 =(t/周 )