【正文】 主要成分的稱為石灰質(zhì)原料，包括有石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊、貝殼等。~。生產(chǎn)水泥的原料應滿足以下工藝要求：(1) 化學成分必須滿足配料的要求，以保證能制得成分合適的熟料，否則會使配料困難，甚至無法配料；(2)有害雜質(zhì)的含量應盡量少，以利于工藝操作和提高水泥的質(zhì)量；(3)應有良好的工藝性能，如易磨性、易燒性、熱穩(wěn)定性、易混合性等。如硬石膏比二水石膏溶解度大，但溶解速度慢，摻量要適當增加。C3A含量高，石膏摻量應相應增加，反之則減少。相同礦物組成的水泥，細度增大，比表面積增大，水化加快，應適當增加石膏摻量。如混合材料為礦渣時，應多摻石膏，因為石膏是礦渣的活性激發(fā)劑。本設計中使用的天然二水石膏化學成分如下：表21 石膏化學成分表SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOSO3H2O石膏本設計的混合材采用礦渣，．Ⅱ硅酸鹽水泥，所以加入的混合材主要為消耗?；郀t礦渣，這樣不僅提高水泥強度同時提高了水泥質(zhì)量，而且還減小了?；郀t礦渣的量，降低了水泥成本。本設計中所用的礦渣化學成分如下：表22 ?；郀t礦渣（鑄鐵礦渣）的化學成分表礦渣類型SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSMnOTiO2質(zhì)量系數(shù)K鑄鐵礦渣 ——注：礦渣的水分為15% 燃料品質(zhì)不僅影響煅燒過程，而且對孰料組成選擇有較大影響，我國水泥工業(yè)一般使用煤做為燃料，回轉(zhuǎn)窯水泥廠一般使用煙煤，發(fā)熱量高的優(yōu)質(zhì)燃料，其火焰溫度高，熟料KH值可高些，若燃料質(zhì)量差，除了火焰溫度低外，還會因煤灰的沉落不均勻，降低熟料質(zhì)量。對于燃燒，水分越高，煤粉滯后起燃越嚴重，相應的熱耗增大。生產(chǎn)中對煤粉的水分應控制在2%以內(nèi)，%. (2) 揮發(fā)分：煤的固定碳和揮發(fā)分是可燃成分, 揮發(fā)分低的煤不易著火，窯內(nèi)會出現(xiàn)較長的黑火頭，高溫帶比較集中，形成短焰急燃，孰料中中游離氧化鈣增加，強度下降，耐火襯料壽命縮短，反之，將使回轉(zhuǎn)窯中黑火頭縮短，易造成熱力分散，回轉(zhuǎn)窯用燃煤要求揮發(fā)物占18%30%，綜合考慮燃料成本和技術條件，.%。導致熟料顆粒的成分不均勻，從而影響窯熱工制度的穩(wěn)定和窯熟料產(chǎn)、質(zhì)量的提高。%。熱值較低的煤使煅燒熟料的單位熱耗增加，同時窯的單位產(chǎn)量降低。本設計使用的煤的低位發(fā)熱量為24321kJ/kg煤粉的煙煤。(6) 煤粉的細度:煤粉的細度直接影響火焰的長度及形狀。這些因素都會使熟料質(zhì)量降低，窯內(nèi)熱工制度不穩(wěn)定，操作困難。我們可以通過調(diào)整煤的細度來改變火焰的的形狀，以改變?nèi)紵^程和窯的操作條件，從而保證窯的生產(chǎn)能力。為了降低能耗，提高產(chǎn)量的，本次設計選用的是新型干法生產(chǎn)方法，窯型選擇為窯外預分解窯。雖然其電耗略高，但其綜合能耗低于其他窯。③與產(chǎn)量相同的其他窯型相比，預分解窯的設備較輕，占地面積較小，其建設投資較省。⑤利于舊窯的技術改造，也有利于新窯的建造。(2)預分解窯也存在以下的不足：①廠內(nèi)高大建筑多，對地耐力要求較高，一般25t/m2。③預分解窯對生產(chǎn)管理人員的素質(zhì)要求較高。因此，適合的生料成分是水泥生產(chǎn)的關鍵。求各種原料配合比的過程叫做配料計算，配料計算的理論依據(jù)是物料平衡，即反應物的總質(zhì)量等于生成物的總質(zhì)量，熟料組成確定后，即可根據(jù)所用原料進行配料計算，求出復合熟料組成的原料配合比。（1）KH：石灰石飽和系數(shù)，實際上表示了數(shù)料中與百分含量的比值，也就是孰料中氧化硅被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度。KH值越大，則硅酸鹽礦物中的比例越高，熟料強度越好，故提高KH值有利于水泥質(zhì)量，但KH值過高，熟料煅燒困難，必須延長煅燒時間，否則會出現(xiàn)較多f,影響水泥安定性，同時窯的產(chǎn)量低，熱耗高，窯襯工作條件惡化。（2）SM：硅率，表示熟料中酸性氧化物之間的關系，也表示孰料中硅酸鹽礦物（氧化硅）與溶劑礦物（氧化鋁、氧化鐵之和）的比例關系，相應的反應了熟料的質(zhì)量和易燒性。但SM值過小，熟料因硅酸鹽礦物少而強度降低，而由于液相過多，窯內(nèi)易結(jié)圈，結(jié)大塊，影響窯的正常操作[14]。若IM值越高，含量高，煅燒過程中液相黏度大，物料不易燒成，同時會使水泥凝結(jié)過快。因此，選擇率值時，要創(chuàng)造條件適當提高KH值，又不可過高，并選擇與KH值相適應的SM值和IM值。 IM:~，我國預分解窯現(xiàn)常用率值范圍為：KH： ；SM：；IM：本設計中充分考慮熟料的質(zhì)量和強度以及熟料的易燒性能以及根據(jù)回轉(zhuǎn)窯煅燒特點及國際先進經(jīng)驗，參考同類型廠家相關數(shù)據(jù)，采用“兩高一中”的的配料方案設定三率值為：KH=； SM= ；IM=,考慮到生產(chǎn)波動，孰料率值控制指標可定為：KH=177。 ；IM=177。所以：GA =3000%100/(24321100)100%=% 本設計中采用嘗試誤差法進行配料，第一次配料假設干燥原料的配合比如下：表35 干燥原料適配配比 （%）石灰石粘土鐵粉163生料的各化學成分計算如下：各原料帶入生粉中的各種單獨化學成分之和就等于生粉中該種化合物的含量，各原料配比該原料化學成分中各氧化物含量之和，如：生粉中的SiO2的白分含量為：石灰石百分含量石灰石中SiO2 + 粘土百分含量粘土中SiO2 + 鐵粉百分含量鐵粉中SiO2 =% + 16% +3%=，其他化學成份含量也用這樣的方法計算，料帶入白生料中各氧化物百分含量計算結(jié)果如下表：表36 生料的化學成分（%）原料名稱配比LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑石灰石——粘土鐵粉——生粉100灼燒生料中化學成分的計算：如果不考慮生產(chǎn)損失，則干燥原料的質(zhì)量應等于生料的質(zhì)量，生料的物理水蒸發(fā)以后處于干燥狀態(tài)，去掉燒失量以后，生料處于灼燒狀態(tài)，灼燒生料中各化學成分應等于干燥生料除以（100燒失量）x100%,既：灼燒生料=生料中各氧化物含量 如灼燒生料中氧化硅的含量 = = ,灼燒生料中的其他氧化物的含量依次用這種計算方法的計算結(jié)果如下表：表37 灼燒生料化學成分表氧化物SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑灼燒生料 熟料成分的計算： 煤灰的摻入量在（1）中已經(jīng)計算出GA=%那么灼燒生料配合比為100%%=% 在這個配合比下計算孰料中各氧化物化學成分由公式：熟料化學成分=灼燒生料中氧化物含量（1GA）+煤灰中相應氧化物含量GA即等于生料氧化物含量% + 煤灰氧化物含量%，由此求得的孰料化學成分如下表38： KH= （IM≧） ==表38 孰料的化學成分表項 目比例SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑灼燒生料（100GA）煤灰成分GA熟料成分100SM== =IM===C3S==（3）% =%C2S==（1KH）= %() =%C3A==（）%=%C4AF==% =%KH值偏低，SM和 IM也偏低，孰料礦物中C3S較低 ，說明石灰石質(zhì)原料摻量偏低，應適當增加石灰石的配比。：前面已經(jīng)確定石灰石水分為1%，%，鐵粉水分12%，濕原料=干原料（M為各原料的含水量），計算結(jié)果如下表：表313 生料濕原料質(zhì)量配合比濕原料石灰石粘土鐵粉濕原料質(zhì)量比將上述質(zhì)量比換算成百分比：∑=++=濕石灰石 = 247。 =%濕鐵粉 =247。 ==%式中 d ──水泥中石膏摻入量(%)。因而物料平衡計算是水泥廠設計必不可少的工藝計算內(nèi)容之一，是主機平衡與儲庫平衡計算的基礎與依據(jù)。 計算所需原始數(shù)據(jù)：①熟料日產(chǎn)量：5000t/d②生料中各原料配合比：表315 干燥原料調(diào)整配比 （%）石灰石粘土鐵粉③物料天然水分：表317 物料天然水分（%）物料名稱石灰石粘土鐵粉礦渣石膏煙煤天然水分(%)112151④各種物料生產(chǎn)損失p:表318 物料生成損失（%）生產(chǎn)損失石灰石粘土鐵粉生料石膏礦渣水泥煤（%）44443343⑤熟料熱耗：q=3000 kJ/kg熟料⑥煤的應用基低熱值：＝24321 kJ/kg煤⑦石膏摻入量d=%⑧根據(jù)GB1752007規(guī)定，%20%，本設計中摻入的混合材為?；郀t礦渣，取其摻入量為15%；P.Ⅱ%的石灰石或?；郀t礦渣,本設計中摻入的高爐礦渣為4%； 窯的基礎資料：設計中要求熟料日產(chǎn)量為5000噸，小時產(chǎn)量 G=5000/24=，由經(jīng)驗公式G==，根據(jù)相關資料選?。篖=70m ，則長徑比 L/Di=68/= ，根據(jù)經(jīng)驗值襯磚厚度選?。害?，按經(jīng)驗4＜D≤5m, δ=(見《水泥工藝熱工設備》P109)則筒體外徑為：D=Di+2δ =+2= 綜合考慮，本設計采用峨勝水泥廠所用的回轉(zhuǎn)窯表319 回轉(zhuǎn)窯參數(shù)窯規(guī)格設計產(chǎn)量(t/d)實際產(chǎn)量(t/h)功率(kw)745000630額定電流額定轉(zhuǎn)數(shù)斜度總重1006A1500r/min4%844噸窯的臺數(shù)計算：標定熟料產(chǎn)量Qd =5000T/D，小時產(chǎn)量Qh=，本設計中所選的窯標定日產(chǎn)量為5000t/d熟料；則=。燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力計算：熟料小時產(chǎn)量：=n= 24熟料周產(chǎn)量：=168=168=35000t/周孰料年產(chǎn)量：Qy =8760y=8760=1479400t/年式中： ───窯的臺時產(chǎn)量 （t/h）； ───窯的日產(chǎn)量 （t/d）； ───窯的周產(chǎn)量 （t/w）； 168 ───每周小時數(shù)； Qy ─── 窯的年產(chǎn)量（t/年） 8760 ───每年小時數(shù)； y ───窯的年利用率，工廠的生產(chǎn)能力計算：水泥小時產(chǎn)量計算：本次設計任務書規(guī)定的水泥品種有兩種，所用熟料相同，其中熟料分別：P .Ⅱ 、兩種水泥各占40%和60%，因此水泥小時生產(chǎn)能力計算可先分別求出每種水泥的小時產(chǎn)量，然后計算水泥小時產(chǎn)量的總和。───水泥的生產(chǎn)損失（%），一般取3%5%，本設計中取4%（見 金蓉蓉《水泥廠工藝設計概論》P38）。水泥年產(chǎn)量計算：=8760y=8760=1641922（t/年）式中 ───水泥的年產(chǎn)量（t/年）； y ───窯的年利用率，本設計中采用懸浮預熱器窯， ───水泥的日產(chǎn)量（t/d）；3．、燃料消耗定額計算原料消耗定額（1）考慮煤灰摻入時，1t熟料的干生料理論消耗量：KT = == t/t 熟料 式中：KT ──干生料理論消耗定額，t/t 熟料；I ──干生料的燒失量(%)；I=S ──煤灰摻入量,以熟料百分數(shù)表示(%)；S=。則：K石灰石= K生 =%=(t/t 熟料)K粘土= K生 =%=(t/t 熟料)K鐵粉= K生 =%=(t/t 熟料)干石膏消耗定額：=式中 ───干石膏消耗定額（Kg/Kg熟料）； ───水泥中石膏摻入量（%），=%； ───水泥中混合材摻入量（%）；P .O 、P .Ⅱ=15%、=4%； ───石膏生產(chǎn)損失（%），取3%(見王君偉《水泥工藝計算手冊》P78)則 = 40% （P .O ）=40%=（Kg/Kg熟料）=60% （P .Ⅱ）=60%=（Kg/Kg熟料）=+=（Kg/Kg熟料）干混合材消耗定額：=式中 ───干混合材消耗定額（Kg/Kg熟料）； ───混合材生產(chǎn)損失（%），取3%(見王君偉《水泥工藝計算手冊》P78) ───水泥中石膏摻入量（%），=%； ───水泥中混合材摻入量（%）；P .O 、P .Ⅱ=15%、=4%；=40% （P .O ）=40%=（Kg/Kg熟料）= 60% （P .Ⅱ）=60%=（Kg/Kg熟料）=+=（Kg/Kg熟料）4．燒成用干煤消耗定額：Kf1= 式中： Kf1——燒成用干煤消耗定額，Kg/Kg熟料； q ——熟料燒成熱耗，KJ/Kg熟料；取3300 Pf ——煤的生產(chǎn)損失，%，一般取3% ——干煤低位熱值，KJ/Kg干煤，本設計用煤熱值為24321。（見《水泥廠工藝設計概論》P40）——煤的低位熱值，kJ/kg 熟料， =24321 kJ/kg 熟料；ww2——主要是?；郀t礦渣水分，分別表示該物料烘干前、后的水分，%，分別為：15%、1%。各種干物料消耗定額換算為天然水分的濕物料消耗定額的計算：=（1）、 = ==（Kg/Kg熟料）（2）、= ==（Kg/Kg熟料）（3）、= = =（Kg/Kg熟料）（4）、= ==（Kg/Kg熟料）= ==（Kg/Kg熟料）（5）、= ==（Kg/Kg熟料）= ==（Kg/Kg熟料）（6）、= ==（Kg/Kg熟料）=