【正文】 影響礦渣摻入量的因素 （ 1） 化學(xué)組成 與硅酸鹽水泥相比，礦 渣化學(xué)成分中氧化鈣含量較低，而氧化硅含量較高。如采用礦渣作為混合材料時(shí)，可適當(dāng)增加石膏摻量。 （ 4）水泥細(xì)度：相同礦物組成的水泥，若增大細(xì)度，其比表面積增大，水化加快，則應(yīng)適當(dāng)增加石膏摻量。 （ 2）熟料中 SO3含量：當(dāng)熟料中 SO3含量較高時(shí)，要相應(yīng)減少石膏摻量。2H2O 慢 較強(qiáng)烈 可溶性無(wú)水石膏 CaSO4 影響石膏 摻入量的因素 （ 1）石膏的種類(lèi)： 各種硫酸鹽的溶解度、溶解速度與緩凝作用表 41，根據(jù)表格 表 41 各種硫酸鹽的溶解度、溶解速度與緩凝作用 石膏種類(lèi) 分子式 溶解度 （ g/L） 相對(duì)溶 解速度 相對(duì)緩 凝作用 半水石膏 CaSO4 日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì) 15 第 四 章 全廠物料平衡 物料平衡計(jì)算的目的和意義 物料平衡計(jì)算的目的 (1) 計(jì)算 從原料 進(jìn)廠 至成品 出廠 各工序所需處理的物料量 ， 作為確定車(chē)間生產(chǎn)任務(wù)、設(shè)備選型、及人員編制的依據(jù)。 則濕原料質(zhì)量配合比為： 濕石灰石 =100/（ ） = Kg 濕黏土 =100/（ ） = 濕鐵粉 =100/（ ） = 濕砂巖 = 將上述質(zhì)量轉(zhuǎn)化為百分?jǐn)?shù) （ 計(jì)算結(jié)果 四舍五入取值 ） ： 濕原料的質(zhì)量和 =+++= 濕石灰石 =100%=% 濕黏土 =100%=% 日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì) 14 濕鐵粉 =100%=% 濕 砂巖 =100%=% 熟料礦物組成及最大液相量的計(jì)算 （ 1）最大液相量的計(jì)算 140℃ 時(shí)： P=+=+= （ 39） 1450℃ 時(shí)： P=+= += （ 2） 礦物組成的計(jì)算 32C S 3 .8 3K H 2 S iO 3 .8 ( 3 86 2) 22 .44 % 56 .11 %? ? ? ? ? ? ? ?（ ） （ 310） ? ?22C S 8 .6 0 1 K H SiO 8 .6 0 1 0 .8 8 6 2 2 .4 4 % 2 2 .0 0 %? ? ? ? ? ? ?（ ） （ 311） ? ?3 2 3 2 3C A 2 .6 5 A l O 0 .6 4 F e O 2 .6 5 5 .8 3 % 3 .7 0 % 0 .6 4 9 .1 7 %? ? ? ? ? ? ?（ ） （ 312）4 2 3C A F 3 .0 4 F e O 3 .0 4 3 .7 0 % 1 1 .2 5 %? ? ? ? （ 313） （ 3） 熟料液相量的計(jì)算 液相量 L 是熟料在不 同溫度下的液相百分?jǐn)?shù)，液相量高低與燒結(jié)溫度、組分含量有關(guān)，工程上常用 1400℃ 和 1450℃ 以下的液相量來(lái)考慮配料方案是否合理，以及分析窯的操作情況。 干原料質(zhì)量百分比為： 干石灰石 =120/（ 120+12++12） 100%=% 干黏土 =12/（ 120+12++12） 100%=% 干鐵粉 =（ 120+12++12） 100%=% 干砂巖 =12/（ 120+12++12） 100%=% 計(jì)算干燥原料配合比 （ 1） 生料的化學(xué)成分見(jiàn)表 37 日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì) 13 表 37 生料的化學(xué)成分 /% 名稱(chēng) 配合比 燒失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO 石灰石 砂巖 黏土 鐵粉 生 料 100 灼燒生料 — — 煤灰摻入量 GA =%，則灼燒生料配合比為（ ） %=%。 （ 4）以 100kg 熟料 為基準(zhǔn)，用遞減式湊法計(jì)算如下 表 36。 （ 2）設(shè) ∑=97% ? ?? ? % % ????????? ? IMSMIMKHOFe （ 32） Al2O3= IMFe2O=%=% （ 33） SiO2= SM(Al2O3 +Fe2O3)=（ %+%） =% （ 34） CaO=∑( SiO2+ Al2O3+ Fe2O3)=97%（ %+%+%） =% （ 35） ? ——設(shè)計(jì)熟料過(guò)程中 Al2O Fe2O CaO、 SiO2 四種氧化物含量的總和， 一般在 97%左右。 配料 計(jì) 算 計(jì)算煤灰的摻入量 yyA 3 2 0 0 1 9 . 5 0 1 0 0 %G q . A S / Q 1 0 0 2 . 6 1 %2 3 8 6 4 1 0 0??? ? ?? （ 31） 式中 ： GA ——煤灰摻入量，以熟料百分?jǐn)?shù)表示（ 100%）； Qy——煤的應(yīng)用基低熱值（ kJ/kg 煤）； yA ——煤的應(yīng)用基灰分含量（ %）； q——熟料燒成熱耗（ kJ/kg 熟料） ； S—煤灰沉落率， %（窯外分解窯，有電收塵器的取 100％） 。 表 35 物料的水分 成分 石灰石 粘土 鐵粉 石膏 煤 礦渣 ％ 依據(jù)前面所確定的三個(gè)熟料的率值 ： KH=； SM=； IM=。 表 33 原料、燃料化學(xué) 組成 /% 名稱(chēng) Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 R2O 石灰石 粘土 鐵粉 砂巖 礦渣 石膏 煤灰 （ 2） 煤的工業(yè)分析見(jiàn)表 34。； IM=177。 表 32 硅酸鹽水泥熟料配料率值和礦物組成 窯型 KH SM IM C3S% C2S% C3A% C4AF% 濕法窯 5159 1624 511 1117 干法窯 4667 1928 611 1118 立波爾窯 4453 2230 511 1117 預(yù)分解窯 4862 1428 710 1012 機(jī)立窯 適宜范圍 有礦化劑 5563 1822 1216 610 預(yù)分解窯 推薦值 適宜范圍 日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì) 11 查《新型干法水泥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 【 6】 新型干法生產(chǎn)的熟料率值一般控制在：KH=177。 KH 表示熟料中 SiO2 被 CaO 飽和成 C3S 的程度， KH 值高，硅酸鹽礦物多，溶劑礦物少，熟料中 C3S 含量越高，強(qiáng)度越高； SM 表示熟料中硅酸鹽礦物與溶劑礦物的比值， SM 高，煅燒時(shí)液相量減少，出現(xiàn)飛砂料的可能性增大，增加煅燒難度； IM 表示熟料中溶劑礦物 C3A 和 C4AF 的比值， IM高，液相黏度大，難燒 IM 低時(shí)黏度較小，對(duì)形成 C3S 有利，但燒成范圍窄，不利于窯的操作。 主要計(jì)算參數(shù)的確定 熟料熱耗的確定 國(guó)內(nèi)外部分廠 家熟料熱耗見(jiàn)表 31 表 31 國(guó)內(nèi)外部分廠家熟料熱耗 廠家 A廠 B 廠 C 廠 D 廠 E 廠 RSP 廠 DD 廠 SLC 廠 熟料熱耗 /kJ/kg 備注 四級(jí) 四級(jí) 四級(jí) 五級(jí) 五級(jí) 五級(jí) 四級(jí) 四級(jí) 綜合考慮，本設(shè)計(jì)將熟料燒成熱耗確定為： q=3200kJ/kg 熟料。 日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì) 10 第三章 配料計(jì)算 配料計(jì)算的目的和意義 （ 1） 計(jì)算 從原料 進(jìn)廠 至成品 出廠 各工序所需處理的物料量 ， 作為確定車(chē)間生產(chǎn)任務(wù)、設(shè)備選型、及人員編制的依據(jù)。最后，根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容繪制圖紙。結(jié)合資料和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)狀況及環(huán)境條件，制定詳細(xì)的生產(chǎn)工藝。 （ 5） 貫徹執(zhí)行國(guó)家和地區(qū)對(duì)環(huán)保、勞動(dòng)安全、工業(yè)衛(wèi)生、計(jì)量、消防等方面的有關(guān)現(xiàn)行規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。 （ 3） 汲取相類(lèi)似項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，確保實(shí)現(xiàn)“低投資、低成本、高可靠性、高效益”的目標(biāo)。以生 產(chǎn)可靠為前提，盡可能采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和方案，以降低產(chǎn)品成本，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 【 5】 日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì) 8 第二章 設(shè)計(jì) 內(nèi)容及思路 設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)原始數(shù)據(jù) ，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)基礎(chǔ)以及環(huán)境條件，以節(jié)能、高效的理念完成日產(chǎn)孰料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠 窯尾 工藝設(shè)計(jì)。 全國(guó)水泥行業(yè)整體不景氣的情況，給大型水泥企業(yè)進(jìn)行重組整合提供了良好的契機(jī)。雖然，政府不斷出臺(tái)刺激經(jīng)濟(jì)的措施，但未來(lái) 3 年內(nèi)固定投資下降引起下游需求不足，加之水泥工業(yè)投資在 2021～ 2021 年加速，打破供需的弱平衡，將對(duì)水泥企業(yè)業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)構(gòu)成較大威脅。僅 2021 年內(nèi)我國(guó)就建成投產(chǎn)新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn) 120 條，新增水泥熟料產(chǎn)能 億噸，新型干法水泥占總量比重已接近 70%．水泥需求大省結(jié)構(gòu)比例已經(jīng)達(dá)到 70%以上，西北、西南欠發(fā)達(dá)地區(qū)在建項(xiàng)目今年投產(chǎn)后也將達(dá)到 70%以上。因此，控制水泥總量，謹(jǐn)慎適度投資，維護(hù)未來(lái)行業(yè)健康發(fā)展已刻不容緩。要改變這一現(xiàn)狀不能僅靠企業(yè)自身滾動(dòng)發(fā)展，必須通過(guò)聯(lián)合重組的方式進(jìn)行。 2021 年數(shù)據(jù)顯示，其他國(guó)家水泥行業(yè)集中度已經(jīng)達(dá)到了80%，而我國(guó)的集中度僅為 30%左右。截至 2021 年，我國(guó)落后裝 備生產(chǎn)的熟料比例仍占全國(guó)熟料生產(chǎn)量的三分之一以上。 有專(zhuān)家指出，目前我國(guó)水泥行業(yè)的結(jié)構(gòu)性矛盾依然突出。其中，蘭州市、西寧市、銀川市水泥價(jià)格同比漲幅分別為 %、 %、%。二是， 2021 年 1 月水泥價(jià)格全國(guó)各地區(qū)無(wú)一上漲，環(huán)比下降 %， 即使后來(lái)短期內(nèi)上海、廣東等地水泥價(jià)格環(huán)比略漲，但是今年 3 月上旬，東南部地區(qū)一直籠罩著同比量增價(jià)跌的陰影。 另外兩項(xiàng)數(shù)據(jù)也從側(cè)面反映了這一現(xiàn)狀。 2021 年 2 月我國(guó)廣大地區(qū)都受到雪災(zāi)影響，各項(xiàng)工程建設(shè)都被迫停工，水泥需求下降，當(dāng)月我國(guó)水泥產(chǎn)量?jī)H為 萬(wàn)噸 ，環(huán)比下降 %， 而 2021 年 2月我國(guó)水泥產(chǎn)量達(dá) 8290 萬(wàn)噸，同比勁增 %，但環(huán)比卻僅增長(zhǎng) %。進(jìn)入 2 月份之后，情況似乎發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示， 2 月份我國(guó)水泥產(chǎn)量同比激增 %， 1 月 ～ 2月累計(jì)產(chǎn)量也增長(zhǎng) %。 理性看待產(chǎn)量激增 由于受?chē)?guó)內(nèi)水泥需求增長(zhǎng)趨弱的影響， 2021 年 1 月，我國(guó)水泥產(chǎn)量增速幾乎為零。有專(zhuān)家樂(lè)觀地預(yù)計(jì)， 2021 年全國(guó)水泥消費(fèi)量將達(dá)到 億噸，同比增長(zhǎng) %，增量為 9170 萬(wàn)噸。 此外，還有輥式磨、球磨機(jī)和選粉機(jī)組成的系統(tǒng)，其原理接近輥壓機(jī)系統(tǒng)，均能降低電耗，獲得優(yōu)質(zhì)的水泥產(chǎn)品 【 4】 。 O— Sepa 選粉機(jī) (或高效籠式選粉機(jī) )、高效袋式除塵器和球磨機(jī)組成的水泥粉磨系統(tǒng)，其循環(huán)負(fù)荷由離心式的 200%～ 300%下降到 100%～ 200%，磨制水泥時(shí)， 3～ 30μm顆粒級(jí)配的重量超過(guò) 65%，因而具備選粉效率高、電耗低、產(chǎn)量高及顆粒級(jí)配合理等優(yōu)點(diǎn)。上述工況適宜于較高的熟料率值和 C3S、 C3A 含量高的熟料，而且有利于生成 C3S 晶格小的熟料，再加上合理的冷卻制度，對(duì)熟料強(qiáng)度和粉磨十分有利。 預(yù)分解窯裝置技術(shù)的進(jìn)展，系統(tǒng)熱耗已降至 3000kJ/kg 以?xún)?nèi)，熱耗愈低， 燃料使日產(chǎn)熟料 5000t 預(yù)分解窯水泥廠窯尾工藝設(shè)計(jì) 5 用量就少，供燃燒的二次風(fēng)量和三次風(fēng)量相應(yīng)就少，從篦冷機(jī)高溫部位抽取的熱風(fēng)溫度高，此外多風(fēng)道燃燒器的一次風(fēng)量已下降至 6%～ 8%，因而預(yù)分解窯 內(nèi)的物料一直處在高溫下煅燒。 （ 4） 大窯門(mén)罩技術(shù)的出現(xiàn)，三次風(fēng)從篦冷機(jī)中部轉(zhuǎn)為窯門(mén)罩抽取，使入分解爐的三次風(fēng)溫和入窯煅燒的二次風(fēng)溫相等，測(cè)試表明上述溫度超過(guò) 920℃ 三次風(fēng)溫的提高，有利于分解爐內(nèi)燃料的燃燒，相應(yīng)提高了入窯物料分解率。由于物料在窯內(nèi)停留時(shí)間短，升溫速度快，易生成晶格小于 30μm的 C3S 熟料，有利于粉磨和提高水泥強(qiáng)度。目前一些性能優(yōu)良的預(yù)熱器 分解爐系統(tǒng)的人窯物料分解率已達(dá) 94%，因而窯的 L/D趨勢(shì)在縮短，出現(xiàn)了 L/D=10～ 12 的短窯。 （ 1） 預(yù)熱器和上升管道的形式進(jìn)一步優(yōu)化，系統(tǒng)內(nèi)的單項(xiàng)部件的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)進(jìn)一步改進(jìn)，使預(yù)熱器系統(tǒng)的效率進(jìn)一步提高，生料在很短的時(shí)間內(nèi)在各級(jí)預(yù)熱器系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行熱交換，不僅在預(yù)熱器內(nèi)反復(fù)循環(huán)的過(guò)程中得到加熱，還進(jìn)一步得到均化。 生料制備過(guò)程中 ， 由于礦山開(kāi)采的石灰石等主要原料的成分的均勻性得以提高，測(cè)試裝置的分析調(diào)整速度快速提高，確保生料入磨前成分均勻，生料庫(kù)的均化工作量的功能下降，此變化過(guò)程對(duì)生料質(zhì)量有利。隨著設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、材質(zhì)的改進(jìn)，國(guó)內(nèi)一些預(yù)分解窯生產(chǎn)線(xiàn)的輥式磨磨制生料中的石英砂巖的含量 從 %至 10%，金屬磨耗量從 3g/t 至 18g/t，磨輥的使用壽命達(dá)到 8000h 以上，而且磨制的生料顆粒級(jí) 配均勻，大顆粒石