水泥工艺学课程设计 配料计算及物料平衡计算

(一)生料及配料的基本概念一、生料 定义： 石灰质原料、粘土质原料、少量校正 定义：由石灰质原料、粘土质原料、少量校正 原料(有时还加入矿化剂)按比例配合，粉磨到 原料(有时还加入矿化剂) 比例配合，粉磨到 一定细度的物料。 一定细度的物料。 干法生料含水量 干法生料含水量 ≤1%

生料粉：是否含煤分为三种： 生料粉：是否含煤分为三种： 含煤分为三种 白生料：出磨生料中不含煤。干法回转窑及采用 生料中不含煤 白生料：出磨生料中不含煤。干法回转窑及采用 白生料法煅烧的立窑 立窑用 白生料法煅烧的立窑用。 黑生料：出磨生料中含有煅烧所需的全部煤。 生料中含有煅烧所需的全部煤 黑生料：出磨生料中含有煅烧所需的全部煤。采 用全黑生料法煅烧的立窑 立窑用 用全黑生料法煅烧的立窑用。 半黑生料：出磨生料中只含有煅烧所需煤的一部 半黑生料：出磨生料中只含有煅烧所需煤的一部 生料中只含有煅烧所需 采用半黑生料法煅烧的立窑 立窑用 分。采用半黑生料法煅烧的立窑用

二、配料1、概念 配料：根据水泥品种 强度等级﹑原燃料品质、 水泥品种、 配料：根据水泥品种、强度等级﹑原燃料品质、 工厂具体生产条件等选择合理的熟料矿物组成或 生产条件等选择合理的熟料 工厂具体生产条件等选择合理的熟料矿物组成或 率值，并由此计算所用原料及燃料的配合比 原料及燃料的配合比， 率值，并由此计算所用原料及燃料的配合比，称 为生料配料，简称配料。 为生料配料，简称配料。 配料的目的： 配料的目的： 确定各原料的数量比例,以保证生 产符合要求的水泥熟料工艺设计的依据,正常生产的前提 工艺设计的依据,

CaO 1.65Al2 03 0.35Fe2O3 KH= 2.8SiO2 0.87~0.96n(SM)= 1.7~2,7 p(IM)= 0.9~1.9SiO 2 Al 2 O 3 + Fe 2 O 3Al Fe O 2 O

2

3 3

配料应遵循的基本原则： 配料应遵循的基本原则：1、烧出的熟料具有较高的强度和良好的物理化 学性能； 2、配制的生料易于粉磨和煅烧； 3、生产过程中易于控制，便于生产操作管理， 尽量简化工艺流程，并结合工厂生产条件、经济、 合理地使用矿山资源。

(二)配料计算中的常用基准及换算 干燥基准： 干燥基准： 如不考虑生产损失， 如不考虑生产损失，有： 各种干原料之和=干生料(白生料) 各种干原料之和=干生料(白生料) 灼烧基准： 灼烧基准： 如不考虑生产损失， 如不考虑生产损失，有： 灼烧生料+煤灰(掺入熟料中的) 灼烧生料+煤灰(掺入熟料中的)=熟料 湿基准： 湿基准：

基准间的转换： 基准间的转换：A—

—干基物料成分(%) ——干基物料成分( 干基物料成分 ——干基物料烧失量 干基物料烧失量( L——干基物料烧失量(%) ——物料含水量 物料含水量( ω——物料含水量(%) 干基转灼烧基 A × 100 灼烧基成分( 灼烧基成分(%)= 100 L 干基转湿基： 100 × 干基成分 湿基成分= 100 ω

煤的基准应用基 分析基 干燥基 可燃基 送到分析室时的状态进行分析的结果 空气干燥 不含任何水分 不含水分和灰分

(三)、熟料热耗与煤耗 )、熟料热耗与煤耗热耗： 热耗：生产1kg熟料所消耗的热量。符号q,单位 kJ/kg; 煤耗： 煤耗：生产1kg熟料所消耗的煤的质量。符号p, 单位kg/kg

P

=

q Qnet . ar

式中：Qnet,ar——煤的应用基低位发热量(kJ/kg)

(四)、煤灰掺入量 )、煤灰掺入量

G

A

=

P A ar S 100

式中： ——熟料中煤灰的掺入量 熟料中煤灰的掺入量( 式中：GA——熟料中煤灰的掺入量(%); ——煤的收到基灰分含量 煤的收到基灰分含量( Aar——煤的收到基灰分含量(%); ——煤灰沉落于熟料中的百分率 煤灰沉落于熟料中的百分率( )。一般取 S——煤灰沉落于熟料中的百分率(%)。一般取 S=100。 S=100。

(五)、理论料耗 )、理论料耗理论料耗KT:不计生产损失和物料水分的情况下， 理论料耗KT:不计生产损失和物料水分的情况下， KT 生产每千克熟料所消耗的干生料量。 生产每千克熟料所消耗的干生料量。 生产方式及煅烧工艺不同，计算公式不同。 生产方式及煅烧工艺不同，计算公式不同。 回转窑白生料的理论料耗： 例：回转窑白生料的理论料耗：100 G A KT = 100 L白式中： KT——理论料耗； ——理论料耗 式中： KT——理论料耗； ——白生料的烧失量 白生料的烧失量( L白——白生料的烧失量(%)。

§3-2 配料方案的选择 配料方案： 配料方案：既熟料的矿物组成或熟料的三 率值。 配料方案的选择： 配料方案的选择：选择合理的熟料矿物组 成，即确定熟料的三率值KH、n 、p。

一、确定配料方案的依据 水泥品种 原料品质 燃料品质 生料细度﹑均匀性﹑ 生料细度﹑均匀性﹑易烧性 生产窑型和生产方法

二、熟料率值的选择 三个率值要互相匹配，吻合，不能只强调某 一率值而忽视其他两个。 一般率值的波动范围： KH:目标值±0.01~0.02 n:目标值±0.1 p:目标值±0.1

白生料配料计算实例(尝试拼凑法)

一、原料及煤灰化学成分

名称 石灰石 粘土 铁粉 煤灰

烧失量 41.63 3.13 3.89

SiO2 2.68 75.91 10.99 51.98

Al2O3 1.01 13.03 4.95 33.47

Fe2O3 0.49 3.97 68.68 3.02

CaO 52.38 0.53 4.07 4.56

MgO 0.95 0.65 1.73 0.61

其他 0.86 2.78 5.69 6.36

合计

100 100 100 100

二、假设原料配比 石灰石： 粘土： 铁粉= 83.32 : 15.10 : 1.58

三、计算白生料化学成分 名称 石灰石 粘土 铁粉 白生料 烧失量 34.68612 0.47263 0.061462 35.22021 SiO2 2.232976 11.46241 0.173642 13.86903 Al2O3 0.841532 1.96753 0.07821 2.887272 Fe2O3 0.408268 0.59947 1.085144 2.092882 CaO 43.64302 0.08003 0.064306 43.78735 MgO 0.79154 0.09815 0.027334 0.917024 其他 0.716552 0.41978 0.089902 1.226234 合计 83.32 15.1 1.58 100 配合比 0.8332 0.151 0.0158 1

四、计算灼烧基生料化学成分

成分

SiO2 21.40 95

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

其他

合计

名称

4.457057

3.230764

67.59415

1.415602

1.892927

100

五、计算熟料标准煤耗(kg煤/kg熟料)

煤的工业分析

挥发分

固定碳

灰分

热值

29.77%

41.82%

25.72%

25360

kJ/kg

熟料热耗：

3095 kJ/kg

煤热值：

25360

kJ/kg

标准煤耗= 六、计算煤灰掺入量

熟料热耗/煤热值=

0.122043

kg煤/kg熟料

GA=P*A*S/100=

3.138935 %

七、计算熟料化学成分(%) 成分 灼烧生 料 煤灰 熟料 八、计算率值 KH= SM= IM= 0.888 2.604 1.665 0.9686 11 0.0313 89 1 SiO2 20.737 47 1.6316 19 22.369 09 Al2O3 4.3171 52 1.0506 02 5.3677 54Fe2O3 CaO MgO 其他 合计

3.129352

65.47242

1.371167

1.833509

96.86106

0.094796

0.143135

0.019148

0.199636

3.138935

3.224148

65.61555

1.390315

2.033145

100

经检验三率值均符合要求

九、计算熟料料耗 1、理论料耗 HL=(100-GA)/(100-生料烧失量)=1.4952kg生 料/kg熟料 2、实际料耗 HS=HL/(1-生产损失)=1.5103 kg生料/kg熟 料 十、计算实物煤耗 P’= P/(1-煤生产损失)= 0.1258kg煤/kg熟料