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1、1,第四节 硅酸盐水泥的生料制备,第六章 水 泥,2,一、水泥生产的主要原料,二、原料的开采与输送,三、原料破碎与烘干、输送与储存,五、生料的配料及计算,四、原料的预均化,六、生料粉磨,七、生料均化,本节提要：,3,本节导入：,4,一、水泥生产的主要原料,生产硅酸盐水泥熟料的主要原料有石灰质原料和粘土质原料。有时根据需要掺加校正原料、外加剂，还可以利用工业废渣。,5,6,1、石灰质原料,一、水泥生产的主要原料,主要成分：CaCO3种 类：石灰石；最常用 大理石；泥灰岩、白垩土；贝壳、珊瑚类。,GB50295-1999石灰质原料质量指标：,7,一、水泥生产的主要原料,1、石灰质原料,8,2、粘土
2、质原料,一、水泥生产的主要原料,粘土矿,9,2、粘土质原料,一、水泥生产的主要原料,GB50295-1999粘土质原料质量指标：,10,一、水泥生产的主要原料,3、校正原料,当石灰质原料和粘土质原料配合所得生料成分不能符合配料方案要求时，必须根据所缺少的组分掺加相应的原料，这种以补充某些成分不足为主的原料称为校正原料。,11,3、校正原料,一、水泥生产的主要原料,兼作矿化剂,12,一、水泥生产的主要原料,4、低品位原料和工业废渣的利用,低品位原料：指那些化学成分、杂质含量与物理性能等不符合一般水泥生产要求的原料。如：低品位石灰质原料。工业废渣：主要指煤矸石、石煤、粉煤灰、炉渣等。,13,一、水
3、泥生产的主要原料,4、低品位原料和工业废渣的利用,14,一、水泥生产的主要原料,4、低品位原料和工业废渣的利用,15,二、原料的开采与输送,钻眼,爆破,16,二、原料的开采与输送,钻眼,石灰石矿山,钻孔机,钻孔机,1、开采,17,二、原料的开采与输送,2、装车,18,二、原料的开采与输送,皮带机长距离输送石灰石,3、输送,19,三、原料破碎与烘干、输送与储存,破碎：利用机械方法将大块物料变成小块物料的 过程（粒度大于mm）破碎的目的：便于工作于运输，储存，烘干，配 料和粉磨。破碎的物料：石灰石，粘土等原料及熟料，石 膏，混合材料，煤等,1、破碎,20,水泥厂常用破碎设备一览表,21,颚式破碎机
4、,常用破碎设备,22,锤式破碎机,常用破碎设备,23,常用破碎设备,反击式破碎机,24,破碎工艺流程,单段破碎工艺流程,二段破碎工艺流程,25,三、原料破碎与烘干、输送与储存,2、烘干,基本原理：利用热气流作为干燥介质，将热量传给物料，使物料水分蒸发，蒸发出来的水再扩散到干燥介质中被干燥介质带走。烘干的目的：提高磨机粉磨效率；利于粉状物料的输送、储存和均化。常需要烘干的物料：粘土、煤、矿渣等。,26,三、原料破碎与烘干、输送与储存,2、烘干,单独烘干烘干兼粉磨,回转烘干机悬浮烘干机流态化烘干机立式烘干塔,烘干方法,烘干设备,27,单独烘干系统：回转烘干机,三、原料破碎与烘干、输送与储存,2、烘
5、干,28,三、原料破碎与烘干、输送与储存,2、烘干,单独烘干系统：逆流式烘干机,29,三、原料破碎与烘干、输送与储存,2、烘干,单独烘干系统：顺流式烘干机,30,三、原料破碎与烘干、输送与储存,2、烘干,烘干兼粉磨：风扫磨,31,三、原料破碎与烘干、输送与储存,3、输送与储存,物料的输送 粒状或小块状的物料：皮（胶）带输送机、斗式提升机、振动输送机、埋刮板式输送机等粉状物料的输送：螺旋输送机（铰刀）、斗式提升机、空气输送斜槽、气力提升泵等,32,三、原料破碎与烘干、输送与储存,物料的储存 储存的目的:平衡生产。储存期:某物料的储存量能满足工厂生产需要的天数。储存设施：露天堆场、堆棚、联合储库、
6、圆库、预均化设施兼储存、储料仓,3、输送与储存,33,四、原料的预均化,均化的意义：降低原料成分波动，为准确配料、提高生 料均匀性，稳定熟料煅烧提供良好的条件。,均化：通过采用一定的工艺措施，达到降低物料的化学成 分波动振幅，使物料的化学成分均匀一致的过程。,生料均化链：,34,基本原理-“平铺直取”堆放时，尽可能地以最多的相互平行、上下重叠的同厚度的料层构成料堆；取料时，按垂直于料层方向的截面对所有料层切取一定厚度的物料，依次切取，直到取完。,四、原料的预均化,原料的预均化就是原料在粉磨之前所进行的均化。,35,四、原料的预均化,矩型预均化堆场圆型预均化堆场,预均化堆场,预均化场类型：,36
7、,四、原料的预均化,矩形预均化堆场一般设两个料堆，一个在堆料，另一个在取料，相互交替。,直线布置,平行布置,37,四、原料的预均化,矩形预均化堆场,38,圆形预均化堆场料堆为圆环状，在料堆的开口处，一端在连续堆料；另一端连续取料。,四、原料的预均化,39,四、原料的预均化,圆形预均化堆场,40,五、生料的配料及计算,生料 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、晶种等，立窑生产时还要加煤）按比例配合，粉磨到一定细度的物料。,生料粉,41,五、生料的配料及计算,配料的目的（1）工艺设计（2）生产运行 配料的原则（1）生料成分满足煅烧优质熟料的要求；（2）生料具有良好的易磨性和易
8、烧性；（3）生产过程易于控制，便于操作，简化流程；（4）经济、合理地使用矿山资源。,42,五、生料的配料及计算,配料计算的依据:物料平衡即反应物的量等于生成物的量常用基准:（1）干燥基准：物料中的物理水分蒸发后处于干燥状态，以干燥状态质量所表示的计量单位。（2）灼烧基准：去掉烧失量（结晶水、二氧化碳与挥发物质等）以后，生料处于灼烧状态。以灼烧状态质量所表示的计算单位，称为灼烧基准。（3）湿基准：用含水物料作计算基准时称为湿基准，简称湿基。,43,五、生料的配料及计算,配料方案:即熟料的矿物组成或熟料的三率值。配料方案的选择:选择合理的熟料矿物组成，即确定熟料三率值KH、n、p值。如何确定配料方
9、案:应根据水泥品种、原料与燃料品质、生料质量及易烧性、熟料煅烧工艺与设备等进行综合考虑。,确定率值应注意,1、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。2、一般率值的波动范围：KH=目标值0.010.02，n=目标值0.1，p=目标值0.1。,44,五、生料的配料及计算,方法很多，主要介绍:尝试误差法（包括递减试凑法、累加试凑法）,配料计算的方法:,45,五、生料的配料及计算,尝试误差法,思路：假定原料配合比 计算熟料组成计算结果与设定值比较不符合要求，则调整配合比重新计算，直到符合要求为止。,计算步骤：1、确定熟料组成（KH、n、p）；2、计算煤灰掺入量：3、计算干燥原料配
10、合比；4、计算湿原料配合比,46,式中：Ga熟料中煤灰掺入量，%；q 单位熟料热耗，kJ/kg熟料；Qnet,ad煤的热值，kJ/kg；Aad煤的空气干燥基灰分含量，%；S煤灰沉降率，%（因窑型而异）；P煤耗，kg/kg熟料。,熟料中煤灰掺入量计算式,五、生料的配料及计算,47,思路：根据熟料化学成分要求，依次加入各种原料，同时计算加入原料的化学成分。然后进行熟料成分累加计算，如发现成分不符要求，再进行试凑，直至符合要求。,五、生料的配料及计算,试凑递减法,48,基准：100kg熟料 计算步骤：1、列出原料、煤灰的化学成分，煤的工业分析资料；2、计算煤灰的掺入量；3、选择熟料率值；4、根据熟料
11、率值计算要求的熟料化学成分；5、递减试凑求各原料配合比；6、计算熟料化学成分并校验率值；7、将干燥原料配合比换算成湿原料配合比。,五、生料的配料及计算,试凑递减法,49,【例】假设用预分解窑以三种原料配合进行生产，要求熟料的三个率值为：KH=0.89，SM=2.1，IM=1.3，单位熟料耗热为3350kJ/kg熟料，计算其配合比。,表1 原料与煤灰的化学成分,表2 煤的工业分析,五、生料的配料及计算,50,解：1)计算煤灰掺入量 100kg熟料中的煤灰掺入量可以按下式近似计算：,式中：Ga熟料中煤灰掺入量，；q单位熟料热耗，kJ/kg熟料；Qnet,ad煤的热值，kJ/kg；Aad煤的空气干燥
12、基灰分含量，；S煤灰沉降率，；P煤耗，kg/kg熟料。,五、生料的配料及计算,51,2)根据熟料率值，估计熟料化学成分:已知 KH=0.89，SM=2.1，IM=1.3，假设97.5%，代入鲍格公式，熟料的化学成分为：Fe2O3=/(2.8KH+1)(IM+1)SM+2.6IM+1.35)4.5%Al2O3=IMFe2O3=5.85%SiO2=SM(Al2O3+Fe2O3)=21.74%CaO=-(SiO2+Al2O3+Fe2O3)=65.41%,五、生料的配料及计算,52,累加试凑过程（以100kg熟料为基准）,五、生料的配料及计算,3)计算干燥原料配合比,53,据上表可求得煅烧100kg熟
13、料所需各种原料用量为:干石灰石=122-0.2=121.8Kg 干粘土=23-2.6=20.4Kg 干铁粉=5.8+0.3=6.1Kg各原料配比为:干石灰石=干 粘 土=干 铁 粉=,五、生料的配料及计算,54,4）校验熟料化学成分与率值,计算率值得：KH=0.891 SM=2.14 IM=1.26,五、生料的配料及计算,55,5）湿物料配比,设定入磨原料水分控制值为：石灰石0.8%，粘土1.5%，铁粉4%。湿基湿物料配比及计算过程,五、生料的配料及计算,56,采用率值配料控制系统自动调节原料配比,五、生料的配料及计算,配料的调整,57,六、生料粉磨,58,六、生料粉磨,1、管球磨,管球磨机内
14、研磨体的运动,59,六、生料粉磨,1、管球磨,开路系统,闭路系统,60,六、生料粉磨,2、风扫磨,61,六、生料粉磨,3、中卸提升循环磨,62,六、生料粉磨,4、立磨,63,六、生料粉磨,5、辊压机,64,六、生料粉磨,6、挤压粉磨系统,65,七、生料均化,生料均化链,是最后环节,完成均化任务的40%左右,生料均化在生料制备过程中的重要地位,66,七、生料均化,生料均化库,间歇式均化库,连续式均化库,多料流式均化库,IBAU 中心室库伯力休斯MF库史密斯CF控制流式库中国TJ-TP型库中国NC型库等,67,七、生料均化,68,七、生料均化,69,小结：,70,课外延展：水泥生产的质量控制,71,Thank You!,
