【正文】 主要有石灰質(zhì)原料，輔助原料以及校正原料，其中以碳酸鈣為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(yīng)滿足以下工藝要求：(1) 化學(xué)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(huì)使配料困難，甚至無(wú)法配料；(2)有害雜質(zhì)的含量應(yīng)盡量少，以利于工藝操作和提高水泥的質(zhì)量；(3)應(yīng)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(dāng)增加。C3A含量高，石膏摻量應(yīng)相應(yīng)增加，反之則減少。相同礦物組成的水泥，細(xì)度增大，比表面積增大，水化加快，應(yīng)適當(dāng)增加石膏摻量。如混合材料為礦渣時(shí)，應(yīng)多摻石膏，因?yàn)槭嗍堑V渣的活性激發(fā)劑。本設(shè)計(jì)中使用的天然二水石膏化學(xué)成分如下：表21 石膏化學(xué)成分表SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOSO3H2O石膏本設(shè)計(jì)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(qiáng)度同時(shí)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(shè)計(jì)中所用的礦渣化學(xué)成分如下：表22 粒化高爐礦渣（鑄鐵礦渣）的化學(xué)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(guò)程，而且對(duì)孰料組成選擇有較大影響，我國(guó)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(huì)因煤灰的沉落不均勻，降低熟料質(zhì)量。對(duì)于燃燒，水分越高，煤粉滯后起燃越嚴(yán)重，相應(yīng)的熱耗增大。生產(chǎn)中對(duì)煤粉的水分應(yīng)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(huì)出現(xiàn)較長(zhǎng)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(qiáng)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(shù)條件，.%。導(dǎo)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(shí)窯的單位產(chǎn)量降低。本設(shè)計(jì)使用的煤的低位發(fā)熱量為24321kJ/kg煤粉的煙煤。(6) 煤粉的細(xì)度:煤粉的細(xì)度直接影響火焰的長(zhǎng)度及形狀。這些因素都會(huì)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(guò)調(diào)整煤的細(xì)度來(lái)改變火焰的的形狀，以改變?nèi)紵^(guò)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(shè)計(jì)選用的是新型干法生產(chǎn)方法，窯型選擇為窯外預(yù)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(yù)分解窯的設(shè)備較輕，占地面積較小，其建設(shè)投資較省。⑤利于舊窯的技術(shù)改造，也有利于新窯的建造。(2)預(yù)分解窯也存在以下的不足：①?gòu)S內(nèi)高大建筑多，對(duì)地耐力要求較高，一般25t/m2。③預(yù)分解窯對(duì)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(guān)鍵。求各種原料配合比的過(guò)程叫做配料計(jì)算，配料計(jì)算的理論依據(jù)是物料平衡，即反應(yīng)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(jìn)行配料計(jì)算，求出復(fù)合熟料組成的原料配合比。（1）KH：石灰石飽和系數(shù)，實(shí)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(qiáng)度越好，故提高KH值有利于水泥質(zhì)量，但KH值過(guò)高，熟料煅燒困難，必須延長(zhǎng)煅燒時(shí)間，否則會(huì)出現(xiàn)較多f,影響水泥安定性，同時(shí)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(guān)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(guān)系，相應(yīng)的反應(yīng)了熟料的質(zhì)量和易燒性。但SM值過(guò)小，熟料因硅酸鹽礦物少而強(qiáng)度降低，而由于液相過(guò)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(guò)程中液相黏度大，物料不易燒成，同時(shí)會(huì)使水泥凝結(jié)過(guò)快。因此，選擇率值時(shí)，要?jiǎng)?chuàng)造條件適當(dāng)提高KH值，又不可過(guò)高，并選擇與KH值相適應(yīng)的SM值和IM值。 IM:~，我國(guó)預(yù)分解窯現(xiàn)常用率值范圍為：KH： ；SM：；IM：本設(shè)計(jì)中充分考慮熟料的質(zhì)量和強(qiáng)度以及熟料的易燒性能以及根據(jù)回轉(zhuǎn)窯煅燒特點(diǎn)及國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，參考同類型廠家相關(guān)數(shù)據(jù)，采用“兩高一中”的的配料方案設(shè)定三率值為：KH=； SM= ；IM=,考慮到生產(chǎn)波動(dòng)，孰料率值控制指標(biāo)可定為：KH=177。 ；IM=177。所以：GA =3000%100/(24321100)100%=% 本設(shè)計(jì)中采用嘗試誤差法進(jìn)行配料，第一次配料假設(shè)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(xué)成分計(jì)算如下：各原料帶入生粉中的各種單獨(dú)化學(xué)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(xué)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(xué)成份含量也用這樣的方法計(jì)算，料帶入白生料中各氧化物百分含量計(jì)算結(jié)果如下表：表36 生料的化學(xué)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(xué)成分的計(jì)算：如果不考慮生產(chǎn)損失，則干燥原料的質(zhì)量應(yīng)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(xué)成分應(yīng)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(jì)算方法的計(jì)算結(jié)果如下表：表37 灼燒生料化學(xué)成分表氧化物SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑灼燒生料 熟料成分的計(jì)算： 煤灰的摻入量在（1）中已經(jīng)計(jì)算出GA=%那么灼燒生料配合比為100%%=% 在這個(gè)配合比下計(jì)算孰料中各氧化物化學(xué)成分由公式：熟料化學(xué)成分=灼燒生料中氧化物含量（1GA）+煤灰中相應(yīng)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(xué)成分如下表38： KH= （IM≧） ==表38 孰料的化學(xué)成分表項(xiàng) 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(shuō)明石灰石質(zhì)原料摻量偏低，應(yīng)適當(dāng)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(jì)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(jì)算是水泥廠設(shè)計(jì)必不可少的工藝計(jì)算內(nèi)容之一，是主機(jī)平衡與儲(chǔ)庫(kù)平衡計(jì)算的基礎(chǔ)與依據(jù)。 計(jì)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(yīng)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中摻入的高爐礦渣為4%； 窯的基礎(chǔ)資料：設(shè)計(jì)中要求熟料日產(chǎn)量為5000噸，小時(shí)產(chǎn)量 G=5000/24=，由經(jīng)驗(yàn)公式G==，根據(jù)相關(guān)資料選?。篖=70m ，則長(zhǎng)徑比 L/Di=68/= ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值襯磚厚度選?。害?，按經(jīng)驗(yàn)4＜D≤5m, δ=(見(jiàn)《水泥工藝熱工設(shè)備》P109)則筒體外徑為：D=Di+2δ =+2= 綜合考慮，本設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)產(chǎn)量(t/d)實(shí)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(tái)數(shù)計(jì)算：標(biāo)定熟料產(chǎn)量Qd =5000T/D，小時(shí)產(chǎn)量Qh=，本設(shè)計(jì)中所選的窯標(biāo)定日產(chǎn)量為5000t/d熟料；則=。燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)能力計(jì)算：熟料小時(shí)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(tái)時(shí)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(shí)數(shù)； Qy ─── 窯的年產(chǎn)量（t/年） 8760 ───每年小時(shí)數(shù)； y ───窯的年利用率，工廠的生產(chǎn)能力計(jì)算：水泥小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算：本次設(shè)計(jì)任務(wù)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(shí)生產(chǎn)能力計(jì)算可先分別求出每種水泥的小時(shí)產(chǎn)量，然后計(jì)算水泥小時(shí)產(chǎn)量的總和。───水泥的生產(chǎn)損失（%），一般取3%5%，本設(shè)計(jì)中取4%（見(jiàn) 金蓉蓉《水泥廠工藝設(shè)計(jì)概論》P38）。水泥年產(chǎn)量計(jì)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(shè)計(jì)中采用懸浮預(yù)熱器窯， ───水泥的日產(chǎn)量（t/d）；3．、燃料消耗定額計(jì)算原料消耗定額（1）考慮煤灰摻入時(shí)，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?jǐn)?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(jiàn)王君偉《水泥工藝計(jì)算手冊(cè)》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(jiàn)王君偉《水泥工藝計(jì)算手冊(cè)》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(shè)計(jì)用煤熱值為24321。（見(jiàn)《水泥廠工藝設(shè)計(jì)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(jì)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/K