水泥熟料生產(chǎn)原燃材料質(zhì)量管理及配料管理基本知識(shí)20100906

1、2010年9月原燃材料及配料管理知識(shí)講座品質(zhì)部培訓(xùn)材料目目 錄錄緒言緒言一、水泥基礎(chǔ)知識(shí)一、水泥基礎(chǔ)知識(shí)三、試生產(chǎn)期質(zhì)量控制注意事項(xiàng)三、試生產(chǎn)期質(zhì)量控制注意事項(xiàng)二、硅酸鹽熟料生產(chǎn)的主要原料及控制二、硅酸鹽熟料生產(chǎn)的主要原料及控制三、配料方案的設(shè)計(jì)及生熟料質(zhì)量控制三、配料方案的設(shè)計(jì)及生熟料質(zhì)量控制緒緒緒 言言言 水泥是建筑工業(yè)三大基本材料之一，使用廣、用量大、 素有“建筑工業(yè)的糧食”之稱。生產(chǎn)水泥雖需要較多的能源，但水泥與砂、石等材料的混泥土是一種低能耗新型建筑材料。例如，在相同荷載的條件下，混泥土柱的耗能量僅為鋼柱的1/5-1/6,磚柱的1/4。根據(jù)預(yù)測(cè)，在未來的幾十年內(nèi)，水泥依舊是主要建筑材

2、料。水泥具有較好的可塑性，水泥具有較好的可塑性，與砂、石等膠合后的混和物具有較好的和易性，可澆注成多種形狀及尺寸的構(gòu)件，以滿足設(shè)計(jì)上的不同要求；水泥的適應(yīng)性較強(qiáng)水泥的適應(yīng)性較強(qiáng)，適用于海上、地下、深水、嚴(yán)寒、干熱、腐蝕、輻射等多種條件下；水泥還可與多種有機(jī)、無機(jī)材料制成多種用途的水泥復(fù)合材料；水泥耐久性較好水泥耐久性較好，維修工作量小，不易生銹、耐腐朽。目前，水泥已廣泛用于建筑、水利、道路、國防等工程中。近年來，宇航、信息及其它新興工業(yè)中對(duì)各種具有特種性能的水泥復(fù)合材料的需求也越來越大。因此，水泥工業(yè)在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中起著十分重要的作用。在目前甚至未來相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，水泥仍將是人類社會(huì)的主要的建

3、筑材料。 原始水泥可追溯到5000年前，埃及的金字塔、古希臘和古羅馬時(shí)代用石灰摻砂制成的混和沙漿，曾被用于砌筑石塊和磚塊，這種用來做砌筑用的膠凝材料被稱為原始水泥。它為現(xiàn)代水泥的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)。 1824年，英國泥水工J阿斯普丁發(fā)明了一種把石灰石和粘土混和后加以煅燒來制造水泥的方法，并獲得了專利權(quán)。這種水泥同英國附近波特蘭小城盛產(chǎn)的石材顏色相近，故稱為波特蘭水泥。人類最早是利用間歇式土窯（后發(fā)展成土立窯）煅燒水泥熟料。 1877年回轉(zhuǎn)窯燒制水泥熟料獲得了專利權(quán)，繼而出現(xiàn)了單筒冷卻機(jī)、立式磨及單倉鋼球磨等，從而有效地提高了水泥的產(chǎn)量和質(zhì)量。 1905年濕法回轉(zhuǎn)窯出現(xiàn)。 1910年土立窯得到了改進(jìn)

4、，實(shí)現(xiàn)了立窯機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)。 1928年德國的立列波博士和波利休斯公司在對(duì)立窯、回轉(zhuǎn)窯綜合分析研究后，創(chuàng)造了帶回轉(zhuǎn)爐箅子的回轉(zhuǎn)窯，為了紀(jì)念發(fā)明者與創(chuàng)造公司，取名為“立波爾窯”。 1950年，懸浮預(yù)熱器由德國發(fā)明成功并開始應(yīng)用，大幅度降低了熟料生產(chǎn)的熱耗，極大地提高了生產(chǎn)規(guī)模。 20世紀(jì)60年代初，日本將德國的懸浮預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯技術(shù)引進(jìn)后，于1971年開發(fā)了水泥窯外分解技術(shù)，從而揭開了現(xiàn)代水泥工業(yè)的新篇章，并且很快在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了各具特點(diǎn)的預(yù)分解窯，形成了新型干法生產(chǎn)技術(shù)。隨著原料與均化、生料均化、高功能破碎和粉磨，環(huán)境保護(hù)技術(shù)和X射線熒光分析等在線檢測(cè)方法的配套發(fā)展，加上電子計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化控制

5、儀表等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使新型干法水泥生產(chǎn)的熟料質(zhì)量明顯提高，能耗明顯下降，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大。 水泥基礎(chǔ)知識(shí)水泥基礎(chǔ)知識(shí) 第一節(jié)第一節(jié) 基本概念基本概念 一、膠凝材料一、膠凝材料 在物理化學(xué)作用下，能從漿體變成堅(jiān)固的石狀體，并能膠結(jié)其它物料而有一定機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)，統(tǒng)稱為膠凝材料。它分為無機(jī)和有機(jī)兩大類。無機(jī)膠凝材料又按照硬化條件，又可分為水硬性和非水硬性兩種。水硬性膠凝材料指在拌水后既能在空氣中又能在水中硬化的材料，如水泥。非水硬性膠凝材料不能在水中硬化，而只能在空氣中硬化，故稱為氣硬性膠凝材料，如石灰、石膏等。 二、水泥二、水泥 廣義上說，水泥泛指一切能夠硬化的無機(jī)膠凝材料；而狹義的水泥則專指

6、現(xiàn)代水泥，即具有水硬性的膠凝材料。 三、水泥的品種和分類三、水泥的品種和分類 對(duì)水泥的分類通常有兩種方法：一是按用途及性能分類，二是按其主要水硬性物質(zhì)名稱分類。 1 1、按水泥用途分為、按水泥用途分為：通用水泥、專用水泥、特性水泥三大類。 通用水泥：通用水泥：是指適用于大多數(shù)工業(yè)、民用建筑工程的硅酸鹽系列品種水泥。主要有硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥以及復(fù)合硅酸鹽水泥。 專用水泥專用水泥: :是指有專門用途的水泥，如油井水泥、中熱硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥等。 特性水泥：特性水泥：是指某種性能較突出的一類水泥。 如：快硬水泥系列、膨脹水泥系列

7、、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥等。 專用特種水泥包括：專用特種水泥包括：快硬高強(qiáng)水泥、膨脹水泥、自應(yīng)力水泥、水工水泥、油井水泥、裝飾水泥、砌筑水泥、低堿水泥、道路水泥等種類。 2 2、按其主要水硬性物質(zhì)名稱分為、按其主要水硬性物質(zhì)名稱分為:硅酸鹽水泥系列、硫鋁酸鹽水泥系列、鋁酸鹽水泥系列、鐵鋁酸鹽水泥系列、氟鋁酸鹽水泥系列、其他系列六大類。 第二節(jié)第二節(jié) 硅酸鹽水泥熟料的化學(xué)成分與礦物組成硅酸鹽水泥熟料的化學(xué)成分與礦物組成 水泥的質(zhì)量主要決定熟料的質(zhì)量。優(yōu)質(zhì)的熟料應(yīng)該具有合適的礦物組成和巖相結(jié)構(gòu)。因此控制熟料的化學(xué)成分，是水泥生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)之一。 一、熟料的化學(xué)組成一、熟料的化學(xué)組成 硅酸鹽水泥熟料的主

8、要化學(xué)組成為氧化鈣（CaO），一般范圍為62-67%；二氧化硅（SiO2），一般范圍為20-24%；三氧化二鋁（Al2O3）一般范圍為4-7%；三氧化二鐵（Fe2O3），一般范圍為2.5-6%。這四種氧化物組成通常在熟料中占95%95%以上，同時(shí)含有5%以下的少數(shù)氧化物，如氧化鎂（MgO）、三氧化硫（SO3）、氧化鈦（TiO2）、氧化磷（P2O5）以及堿（K20、Na20） 等。 這四種氧化物構(gòu)成水泥熟料的最主要的化學(xué)成分。它們?cè)谒嗍炝仙a(chǎn)中是按一定含量和一定比例進(jìn)行配比生產(chǎn)的。配比不恰當(dāng)，都會(huì)直接影響到熟料的質(zhì)量進(jìn)而影響到水泥的質(zhì)量。如熟料中若CaO含量過高，則CaO不能充分與硅酸性氧化物

9、化合，部分呈現(xiàn)游離狀態(tài)存在于熟料中，成“死燒狀態(tài)”。這種“死燒狀態(tài)”的氧化鈣，其水化作用非常緩慢，常發(fā)生在水泥凝結(jié)硬化過程之后的水泥石中，致使水泥石膨脹變形、破裂。如氧化鋁和氧化鐵，它們是熟料燒成過程中產(chǎn)生液相的主要氧化物，如果它們的含量過高，則產(chǎn)生的液相量過多，使物料易結(jié)大塊而影響操作；如果含量過低，則產(chǎn)生液相量過少，使燒成困難，熟料易于“粉化”。所以在熟料生產(chǎn)中化驗(yàn)人員要對(duì)原料進(jìn)行認(rèn)真分析計(jì)算，作出科學(xué)合理的配料方案，指導(dǎo)熟料生產(chǎn)。 二、硅酸鹽水泥熟料中的主要礦物組成二、硅酸鹽水泥熟料中的主要礦物組成 硅酸鹽水泥熟料中的主要礦物有以下四種：C3S、C2S、C3A、C4AF，另外還有少量的f

10、-CaO、方鎂石、含堿礦物、玻璃體。通常，熟料中C3S+C2S含量75%左右，C3A+C4AF含量22%左右。 1、C3S含量通常占熟料的50%以上，其特點(diǎn)：水化較快，早期強(qiáng)度高，強(qiáng)度增進(jìn)就率大，干縮性、抗凍性較好，但水化熱較高，抗水性差，抗硫酸鹽浸蝕能力較差。C3S形成需要較高的燒成溫度和較長的燒成時(shí)間，含量過高，燒成困難，易導(dǎo)致f-CaO增多，熟料質(zhì)量下降。 2、C2S含量通常分熟料的20%左右，其特點(diǎn)：水化較慢，早期強(qiáng)度低，水化熱低，體積干縮小，抗水性和抗硫鹽日浸蝕能力好，后期強(qiáng)度增進(jìn)快。 3、C3A C3A水化速度、凝結(jié)硬化很快，放熱多，硬化快，早期強(qiáng)度較高，但絕對(duì)值不高，后期幾乎不再

11、增長，甚至倒縮，C3A干縮變形大，抗硫酸鹽性能差，脆性大，耐磨性差。 4、C4AF C4AF水化速度早期介于C3A與C3S之間，早期強(qiáng)度類似于C3A但后期還能不斷增長，水化熱低，干縮變形小，耐磨、抗沖擊、抗硫酸鹽浸蝕能力強(qiáng)。 5、f-CaO、MgO f-CaO在高溫下死燒形成，水化很慢，一般加水3天后才反應(yīng)有盡有，反應(yīng)體積膨脹97.9%產(chǎn)生應(yīng)力，造成水泥石破壞。 MgO少量可與熟料礦物固溶，對(duì)降低燒成溫度、增加液相數(shù)量，改善熟料色澤有好處，但超過一定量后，未固溶部分水化很慢，要幾個(gè)月甚至幾年才與水反應(yīng)，生產(chǎn)Mg（OH）2，體積膨脹148%，導(dǎo)致水泥安定性不良。第三節(jié)第三節(jié) 硅酸鹽水泥熟料的率值

12、及其意義硅酸鹽水泥熟料的率值及其意義 水泥性能主要來源于熟料的性能，決定熟料性能的是水泥熟料的礦物組成，硅酸鹽水泥熟料礦物由四種主要氧化物化合而成，在一定條件下，各氧化物的含量和彼此之間的比例，是水泥生產(chǎn)質(zhì)量控制的基本要素。因此，人們就想出了表示水泥中各氧化物含量及彼此之間的關(guān)系，稱為率值。率值可以簡(jiǎn)明扼要地表示水泥熟料性能及其對(duì)水泥煅燒的影響。 率值就是用來表示水泥熟料中多氧化物之間相對(duì)含量的系數(shù)。它是生產(chǎn)控制的一種指標(biāo)。 1、飽和比：表示水泥熟料中氧化鈣總量減去飽和酸性氧化物（Al2O3、Fe2O3、SO3）所需的氧化鈣后，剩下的與二氧化硅化合的氧化鈣的含量，與理論上二氧化硅與氧化鈣全部化

13、合生成硅酸三鈣所需要氧化鈣含量的比例。簡(jiǎn)言之，KH表示熟料中二氧化硅被氧化鈣飽和生產(chǎn)硅酸三鈣的程度。 KH=（CaO-f-CaO）-1.65Al2O3-0.35Fe2O3-0.7SO3/2.8SiO2 當(dāng)IM0.64時(shí) KH=CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3/2.8SiO2 當(dāng)IM0.64時(shí) KH=CaO-1.10Al2O3-0.7Fe2O3/2.8SiO2 水硬率:HM=CaO/SiO2+Al2O3+Fe2O3 石灰系數(shù)LSF=CaO/2.8SiO2+1.18Al2O3+0.65Fe2O3 二、硅酸率二、硅酸率 又稱硅率，以n表示，歐美以SM表示。表示熟料硅酸鹽礦物與熔劑礦物的

14、比值。 SM=SiO2/Al2O3+Fe2O3 SM高，則硅酸鹽礦物多，對(duì)水泥熟料強(qiáng)度有利，但熔劑礦物少，液相量少，會(huì)給煅燒造成困難，SM過低，則對(duì)熟料強(qiáng)度不利，且熔劑礦物多，易結(jié)圈等，不利于煅燒。 三、鋁氧率 又稱鋁率或鐵率。以P表示，歐美以IM表示，熟料中C3A與C4AF之間比值。 IM=Al2O3/Fe2O3 IM過高，意為C3A多，C4AF少，液相粘度增加，對(duì)煅燒及水泥性能都造成較大的影響。如IM過低，則C4AF多，液相粘度小，易結(jié)大塊 等。 四、礦物組成及換算 當(dāng)IM0.64 C3S=3.8SiO2(3KH-2) C2S=8.61SiO2(1-KH) C3A=2.65(A-0.64F

15、) C4AF=3.04Fe2O3 例：當(dāng)SiO2含量一定時(shí)， KH 以0.90為例，KH每上升或下降0.01， C3S上升或下降2.5%。第二章第二章 硅酸鹽熟料生產(chǎn)的硅酸鹽熟料生產(chǎn)的主要原料及控制主要原料及控制 水泥的質(zhì)量主要取決于熟料的質(zhì)量。煅燒優(yōu)質(zhì)熟料必須制備適當(dāng)成分的水泥生料。而生料的化學(xué)成分是由原料提供的。只有當(dāng)原料提供的成分符合要求，加上良好的煅燒與粉磨，才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)水泥。因此，水泥原料的開采和合理使用，是水泥生產(chǎn)首先需要解決的問題。 自然界中很難找到一種單一原料，能完全滿足水泥生產(chǎn)的要求。因此需要采取幾種不同的原料，根據(jù)所生產(chǎn)水泥的種類和性能，進(jìn)行合理搭配，即通過配料，組成配合

16、原料，再把它粉磨成一定細(xì)度，才能制得適當(dāng)成分的生料。因此，生料配料是為了確定各原料各組分的數(shù)量比例，以保證得到成分和質(zhì)量合乎要求的水泥熟料。第一節(jié)第一節(jié) 原料的種類原料的種類 生產(chǎn)硅酸鹽水泥用的原料，主要是石灰石質(zhì)原料（主要提供氧化鈣）和硅鋁質(zhì)原料（主要提供氧化硅、氧化鋁和少量氧化鐵）、鐵質(zhì)校正原料進(jìn)行配料。 主要原燃材料技術(shù)要求主要原燃材料技術(shù)要求 1、石灰石 凡是以碳酸鈣為主要成分的原料都稱為石灰質(zhì)原料。常用的天然石灰質(zhì)原料有石灰石、泥灰?guī)r、白堊、貝殼等。外購石灰石的企業(yè)在簽訂供貨合同前，化驗(yàn)室應(yīng)先了解該礦山的質(zhì)量情況，同時(shí)按不同的外觀特征取樣檢驗(yàn)，制成不同質(zhì)量品位的礦石標(biāo)本?；?yàn)室根據(jù)本

17、廠生產(chǎn)水泥熟料的配料要求，制定出石灰石的質(zhì)量指標(biāo)。類別 CaO（%） MgO （%） R2O（%） SO3（%） 燧石或石英 石灰石 一級(jí)品二級(jí)品484548 2.53.0 1.01.0 1.01.0 4.04.0 泥灰?guī)r 3545 3.0 1.2 1.0 4.0 2、硅鋁質(zhì)原料 天然硅鋁質(zhì)原料的種類很多，有粘土、黃土、頁巖、砂巖、粉砂巖等。級(jí)別 n p MgO（%） R2O（%） SO3（%） 一級(jí)品二級(jí)品 2.73.52.02.73.54.0 1.53.5不限 3.03.0 4.04.0 2.02.0 3、鐵質(zhì)校正原料 用以補(bǔ)充配合生料中氧化鐵不足的原料，一般情況下Fe2O340%，目前使

18、用較多的是硫酸渣，其次是鐵尾渣、鐵礦石、銅礦渣等。 4、原煤 煤作為水泥熟料燒成的燃料，供給熟料燒成所需的熱量。但是其中所含的灰分，絕大部分落入水泥熟料中，而影響水泥熟料的成份和性質(zhì)，從這一點(diǎn)講，煤又是生產(chǎn)水泥的一種“原料”。因此對(duì)于水泥廠用煤的質(zhì)量有一定的要求。類別揮發(fā)份（%）灰份（%）全硫（%）發(fā)熱量kcal/kg無煙煤1025.01.05500煙煤2228.01.05000貧瘦煤10V2028.01.05000第二節(jié)原燃材料質(zhì)量控制第二節(jié)原燃材料質(zhì)量控制 生、熟料質(zhì)量控制應(yīng)以配料為綱，從原燃材料質(zhì)量抓起，強(qiáng)化過程均化.原材料質(zhì)量是制備成分合適，均勻穩(wěn)定的生料基礎(chǔ)條件，生料質(zhì)量是熟料質(zhì)量的

19、基礎(chǔ)。 1 1、石灰石質(zhì)原料控制、石灰石質(zhì)原料控制 石灰石質(zhì)原料是構(gòu)成生料的主要原料，一般在生料中占85%左右。石灰石的質(zhì)量指標(biāo)控制主要包括CaO、MgO、R2O、SO3、Cl-等。其中CaO是構(gòu)成生料的主要成份，MgO、R2O、SO3、Cl-的含量為有害成份。CaO、MgO、R2O、SO3、Cl-的含量是石灰石礦山前期勘探需查明的主要內(nèi)容。較高的CaO、較低的MgO、R2O、SO3、Cl-含量是優(yōu)質(zhì)石灰石礦山和生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料的基本要求，礦山選址的依據(jù)。 進(jìn)廠石灰石主要質(zhì)量控制項(xiàng)目：日常以控制CaO含量為主，即進(jìn)廠石灰石品位。對(duì)于其中的有害成份，一般隨石灰石品位變化：石灰石品位越高，有害成份越低

20、；石灰石品位越低，有害成份越高。 進(jìn)廠石灰石品位控制原則：控制合理的進(jìn)廠石灰石品位，是為了保證生料率值滿足預(yù)計(jì)的要求。石灰石品位既非越高越好、也非越低越好，應(yīng)根據(jù)所使用的硅鋁質(zhì)原料的硅酸率來限定。如所用硅鋁質(zhì)原料的硅酸率偏高，進(jìn)廠石灰石的品位應(yīng)偏低控制；硅鋁質(zhì)原料的硅酸率偏低，則進(jìn)廠石灰石品位應(yīng)偏高控制。 引起石灰石品位變化的因素：主要是礦山斷層、裂隙土、表層覆蓋土、高鎂夾石、薄層灰?guī)r等。這些因素均會(huì)引起石灰石品位的貧化。 MgO的控制：礦山一經(jīng)選定，其礦石中MgO含量應(yīng)符合要求。實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)關(guān)注所用礦山的礦石中MgO含量的不規(guī)則變化，較高的MgO一般是由高鎂夾石所引起。在使用高鎂夾石體的礦

21、區(qū)時(shí)，應(yīng)注意搭配使用，確保進(jìn)廠石灰石中MgO含量滿足要求。 R2O、SO3、Cl-的控制：有害成份主要隨石灰石品位變化，薄層灰?guī)r、邊坡料等是引起有害成份升高的主要因素。實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)礦區(qū)開采點(diǎn)的階段性變化，均勻搭配薄層灰?guī)r、邊坡料等，注意保持石灰石品位的相對(duì)穩(wěn)定，以保證有害成份在控制范圍內(nèi)。 進(jìn)廠石灰石品位的控制方法：石灰石品位的控制通過炮堆取樣、入均化堆場(chǎng)每班取樣兩過程來完成。炮堆取樣是炮堆搭配的主要依據(jù)，每班取樣是計(jì)算均化后的石灰石料堆整體品位滿足配料要求的重要過程。通過以上過程的控制，可以保證入磨石灰石品位在受控狀態(tài)。 2 2、硅鋁質(zhì)原料控制、硅鋁質(zhì)原料控制 硅鋁質(zhì)原料是生產(chǎn)硅酸鹽水

22、泥熟料的主要輔助原料。只有選擇適當(dāng)成份的硅鋁質(zhì)原料，才能保證生料配料過程的完成。 硅質(zhì)、硅鋁質(zhì)原料主要品種：硅質(zhì)原料主要有石英砂、硬質(zhì)砂巖等。硅鋁質(zhì)原料的主要品種有粘土、粉砂巖、粉煤灰等。 硅質(zhì)、硅鋁質(zhì)原料的主要成份：硅質(zhì)、硅鋁質(zhì)原料的主要成份是SiO2一般在70%以上；其次為Al2O3（硅質(zhì)原料中含量一般在10%以內(nèi)，硅鋁質(zhì)原料含量在10%以上）及少量Fe2O3、CaO、MgO、R2O、SO3、Cl-等。其中硅質(zhì)原料的SiO2含量一般分別在75%以上，硅鋁質(zhì)原料的SiO2含量一般分別在75%以內(nèi)。 新型干法窯對(duì)硅鋁質(zhì)原料的要求：隨著新型干法窯的技術(shù)應(yīng)用，對(duì)硅鋁質(zhì)原料的要求也越來越高。濕法窯、

23、立窯一般使用粘土作硅鋁質(zhì)原料，粘土中SiO2含量在65%-70%之間即可滿足配料。新型干法窯技術(shù)大量使用劣質(zhì)原料：低品位的石灰石、高灰份的原煤，燒制更高硅酸率的熟料。因此，對(duì)新型干法窯，要求硅鋁質(zhì)原料的具備更高的硅酸率，一般要求SiO2含量在70%-74%之間，甚至更高。純粘土作硅鋁質(zhì)原料已很難滿足配料要求，需通過硅鋁質(zhì)原料與硅質(zhì)原料的搭配來滿足配料要求。實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)根據(jù)礦山石灰石品位來選擇恰當(dāng)?shù)墓桎X質(zhì)原料配比。 硅鋁質(zhì)原料中的有害成份控制：硅鋁質(zhì)原料中的有害成份主要為R2O、SO3、MgO等。燒制低堿水泥熟料，一般要求硅鋁質(zhì)原料中的R2O（K2O+Na2O）含量小于2.0%。MgO要求小于3%

24、，SO3要求小于2%。實(shí)際生產(chǎn)控制中，有害成份可以通過階段性普查來控制。 3 3、鐵質(zhì)校正原料、鐵質(zhì)校正原料 鐵質(zhì)校正原料是生產(chǎn)普通硅酸鹽熟料的主要輔助原料，是調(diào)整熟料率值、液相量的主要原料。 鐵質(zhì)校正原料的主要種類：傳統(tǒng)鐵質(zhì)校正原料是工業(yè)硫酸渣，主要礦物是Fe2O3，其含量可達(dá)70%左右。另一種鐵質(zhì)校正原料是鐵尾礦，其Fe2O3含量一般在20%-50%左右。實(shí)踐證明，工業(yè)硫酸渣和鐵尾礦均是理想的鐵質(zhì)校正原料。 使用鐵質(zhì)校正原料的注意事項(xiàng)：使用工業(yè)硫酸渣時(shí)，一般Fe2O3含量高，用量少，對(duì)石灰石和硅鋁質(zhì)原料影響小，適宜使用低品位石灰石，工業(yè)硫酸渣漓水效果差，易堵料；使用低品位的尾鐵礦時(shí)，一般要

25、求石灰石的品位適當(dāng)偏高方可更好地滿足配料，諞原料漓水效果好，不易堵料。實(shí)際生產(chǎn)可根據(jù)實(shí)際原材料品位情況進(jìn)行選擇，確保滿足配料要求。 4 4、原煤質(zhì)量控制、原煤質(zhì)量控制 水泥生產(chǎn)中的煤粉既提供熱能、又提供物料組份。因此，選擇合理的原煤品種是生產(chǎn)水泥熟料的必要條件。 原煤的主要質(zhì)量控制項(xiàng)目：水份、灰份、揮發(fā)份、發(fā)熱量、固定碳、全硫等是進(jìn)廠原煤的主要控制項(xiàng)目。其中全硫含量一般按不同礦點(diǎn)分別檢驗(yàn)。 新型干法窯對(duì)原煤品質(zhì)的要求：新型干法窯優(yōu)點(diǎn)是可使用劣質(zhì)煤，但對(duì)原煤中的硫含量必須限制，一般全硫控制在小于1.0%，以防止預(yù)熱器結(jié)皮。適當(dāng)?shù)脑夯曳荨]發(fā)份和入窯煤粉細(xì)度、水份也是實(shí)際生產(chǎn)所必須控制的，一般灰

26、份應(yīng)小于28%、揮發(fā)份在18%-30%之間為宜。入窯煤粉細(xì)度應(yīng)根據(jù)煤的揮發(fā)份綜合考慮，煙煤一般在10%（0.08mm方孔篩篩余）左右，無煙煤根據(jù)經(jīng)驗(yàn)小于3%。 煤灰組份對(duì)熟料質(zhì)量的影響：煤灰中的各組份直接參與熟料的化學(xué)反應(yīng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于煤灰的摻入，使熟料飽和比降低0.04-0.16、硅酸率降低0.05-0.20、鋁率提高0.05-0.30。 原煤均化要求：煤灰直接參與熟料化學(xué)反應(yīng)，因此穩(wěn)定的原煤灰份是熟料率值穩(wěn)定的基礎(chǔ)。進(jìn)廠原煤必須采取均化措施。第三節(jié)原燃材料的均化鏈管理第三節(jié)原燃材料的均化鏈管理 均化系統(tǒng)包括進(jìn)廠石灰石、進(jìn)廠原煤、硅、硅鋁質(zhì)原料、鐵質(zhì)原料等的均化，但目前新建基地對(duì)硅、硅鋁質(zhì)原

27、料、鐵質(zhì)原料、進(jìn)廠原煤等基本未采取均化或基本無均化效果主要是根據(jù)質(zhì)量控制要求選擇合格的供方，分別存放，實(shí)行定量比例搭配使用，確保能滿足生產(chǎn)控制要求。系統(tǒng)均化被壓縮在進(jìn)廠石灰石和出磨生料均化兩個(gè)環(huán)節(jié)上，石灰石堆取料機(jī)和均化庫，成為關(guān)鍵的均勻化設(shè)施，如何使用好堆取料機(jī)和均化庫，成為目前新建熟料基地產(chǎn)品質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)。 進(jìn)廠石灰石的均化方式又分圓形均化堆場(chǎng)和長形均化堆場(chǎng)兩種方式，其均化特點(diǎn)又各有不同，實(shí)際生產(chǎn)控制，應(yīng)采取不同的控制方式，否則會(huì)不能滿足生產(chǎn)要求。 長形均化堆場(chǎng)的堆料方式周期性堆料、周期性取料，從理論上和實(shí)際操作結(jié)果分析，其均化效果好，料堆之取料截面物料成份為該料堆全部堆料周期的平均

28、值（理論上），進(jìn)廠石灰石品位控制范圍相對(duì)較寬，料堆CaCO3目標(biāo)值為該料堆全部堆料周期的最終目標(biāo)值，班與班之間進(jìn)廠石灰石品位波動(dòng)對(duì)料堆的取料成份波動(dòng)影響較小，實(shí)際操作中，對(duì)石灰石品位搭配的范圍較寬，適應(yīng)性強(qiáng)。 圓形均化堆場(chǎng)與長形均化堆場(chǎng)區(qū)別較大，圓形均化堆場(chǎng)為連續(xù)堆、取料，理論上取料截面料層始終處于變化中，即不斷有新的料層被取進(jìn)、舊的料層被取完，因受堆料夾角限制，其堆料周期短（二個(gè)班的堆料量即為一取料周期，成為取料截面的主要截面成份），取料截面物料成份變化大，對(duì)出磨生料成份影響大，即使是自動(dòng)堆取料，石灰石配比會(huì)在班與班之間產(chǎn)生大的變化，下面即是一個(gè)實(shí)際生產(chǎn)中的案例：（出磨生料KH目標(biāo)值：1.0

29、7）時(shí)間入磨石灰石配比（%）出磨生料KH7：001.048：0090.21.089：0090.21.0710：0090.21.0911：0090.21.0612：0089.21.0913：0088.81.1114：0088.31.0415：0087.50.9916：0088.01.0417：0089.01.0618：0088.51.0119：0088.11.07 以上配比顯示，7：0011：00之間石灰石配比比例為90.2%，12：0019：00之間石灰石配比比例平均為88.4%，相差1.8%，說明園形均化堆場(chǎng)物料變化大。 根據(jù)不同的均化堆場(chǎng)方式，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)采取不同的控制方式。圓形均化堆場(chǎng)對(duì)

30、進(jìn)廠石灰石的控制應(yīng)以班平均值為目標(biāo)值，每小時(shí)取樣、每小時(shí)檢測(cè)對(duì)所設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行修正，直至每班平均值滿足目標(biāo)值要求。長形均化堆場(chǎng)對(duì)進(jìn)廠石灰石控制應(yīng)以一個(gè)料堆為目標(biāo)值，每小時(shí)取樣，每班檢測(cè)，每日對(duì)所設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行修正直至全料堆滿足目標(biāo)值要求。 按目標(biāo)值對(duì)進(jìn)廠石灰石進(jìn)行控制，是提升均化效果、穩(wěn)定熟料率值的一個(gè)重要方法，要最終實(shí)現(xiàn)理想的石灰石均化效果，還必須按要求自動(dòng)堆取料及控制好進(jìn)廠石灰石粒度、穩(wěn)定配料庫石灰石倉料位等一列措施，這些都是因素都會(huì)影響入磨石灰石的穩(wěn)定性，最終影響產(chǎn)品質(zhì)量。 同時(shí)要為確保原燃材料均化效果同時(shí)要加大配料秤計(jì)量管理、儲(chǔ)庫庫存管理及物流管理。長形堆場(chǎng)圓形堆場(chǎng)第三章、配料方案

31、設(shè)計(jì)及生熟料質(zhì)量控制第三章、配料方案設(shè)計(jì)及生熟料質(zhì)量控制 一一、配料： 根據(jù)水泥品種，原料的物理化學(xué)性能，與具體生產(chǎn)條件，確定所用原料配合比，以得到煅燒水泥熟料所需要適當(dāng)成份的生料，稱為生料的配料，簡(jiǎn)稱配料。 合理的配料方案即是工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)，又是正常生產(chǎn)的保證。配料包括原料的選擇、熟料的設(shè)計(jì)與生料配料計(jì)算。 1、配料設(shè)計(jì) （1）、配料設(shè)計(jì)的目的和基本原則。 目的：a、根據(jù)原料資源情況，確定礦山的可用程度，并盡可能利用礦山資源。b、根據(jù)原料、燃料特性和水泥品種等要求，決定原料、燃料種類、配比。選擇合適的生產(chǎn)方法。c、計(jì)算全廠物料平衡，作為全廠工藝設(shè)計(jì)及主機(jī)造型的依據(jù)。 原則 ：a、燒出的熟料具

32、有較高的強(qiáng)度和良好的物理化學(xué)性能。 b、配制的生料易于粉磨和煅燒。 c、生產(chǎn)過程中易于控制和管理，便于生產(chǎn)操作，以及結(jié)合工廠生產(chǎn)條件，經(jīng)濟(jì)合理地利用礦山資源。 二、熟料組成的選擇及注意的問題。二、熟料組成的選擇及注意的問題。 合理的配料方案，表現(xiàn)在熟料礦物成份的選擇上，即對(duì)三個(gè)率值的確定，為獲得優(yōu)質(zhì)熟料，應(yīng)以以下幾方面考慮。 1、水泥品種：為滿足不同品種水泥的要求，應(yīng)選擇不同礦物組成。如生產(chǎn)快硬硅酸鹽水泥，需要較高的早期強(qiáng)度，則應(yīng)提高熟料中C3S和C3A的含量，低熱水泥（中抗水泥）則要求水化熱低，抗硫酸鹽侵蝕性能好。則相應(yīng)提高C2S和C4AF含量。 2、原料的品種、生料易燒性：原料的化學(xué)成份與

33、工藝性能，往往對(duì)熟料組成的選擇有較大的影響。如石灰石燧石多，粘土含砂量多，則應(yīng)適當(dāng)降低KH來適應(yīng)原料的實(shí)際情況。生料易燒性好，可以選擇較高的KH、高SM的配料方案。反之，只能配低一些。 3、燃料質(zhì)量：燃料品質(zhì)對(duì)率值及煅燒影響較大，燃煤不單供給熱量，煤灰還起配料作用，煤質(zhì)差，灰份大，應(yīng)相應(yīng)降低熟料KH。 4、KH的選擇：若工藝條件好，生料均化性好，或使用礦化劑，操作水平高，可適當(dāng)提高KH，KH高則C3S含量增加，熟料強(qiáng)度高。綜合考慮，要選擇合適的KH。 5、SM的選擇：SM選擇應(yīng)與KH相適宜，應(yīng)避免以下傾向： （1）、KH高，SM也高，熔劑礦物少，吸收f-CaO反應(yīng)不完全，熟料不易燒結(jié)，f-Ca

34、O高。 （2）、SM高，KH低，C2S高，易造成熟料粉化，熟料強(qiáng)度低。 （3）、KH低，SM低，熔劑礦物含量高，液相量多，易結(jié)大塊，不易燒結(jié)，f-CaO高，且熟料質(zhì)量差，一般不用此方案。 6、IM的選擇：IM選擇也應(yīng)與KH相適應(yīng)，一般情況下，當(dāng)提高KH時(shí)，應(yīng)相應(yīng)降低IM值，以降低液相出現(xiàn)的溫度與粘度，有助于C3S形成。選擇高鋁，高鐵方案，應(yīng)結(jié)合原燃料特點(diǎn)及工藝設(shè)備，水泥性能，綜合分析決定。 三、配料異常情況案例分析及應(yīng)對(duì)措施三、配料異常情況案例分析及應(yīng)對(duì)措施 1、因石灰石波動(dòng)對(duì)配料的影響 a、石灰石粒度對(duì)出磨生料穩(wěn)定性的影響： 石灰石粒度不僅影響原料磨產(chǎn)量，同時(shí)也影響入磨石灰石的穩(wěn)定性。粒度過

35、大，會(huì)導(dǎo)致配料庫石灰石離析現(xiàn)象，特別是經(jīng)過搭配進(jìn)廠含土量多的石灰石，其離析現(xiàn)象更為嚴(yán)重，出磨生料極不穩(wěn)定。對(duì)基地的立磨制備系統(tǒng)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)廠石灰石粒度控制在60mm篩余15%為宜。 案例1：某工廠石灰石因破碎機(jī)錘頭嚴(yán)重磨損，進(jìn)廠石灰石粒度嚴(yán)重超標(biāo)，大塊石灰石最大尺寸達(dá)250mm，取料機(jī)正常運(yùn)行時(shí)(料堆為自動(dòng)堆料)，出磨生料成份波動(dòng)極大,現(xiàn)舉一個(gè)班為例。時(shí)間物料配比（%）出磨生料率值石灰石砂巖頁巖鐵粉KHSMIM15:001.092.731.2616:1685.37.35.22.21.092.681.2317:1584.57.16.22.21.102.531.2218:1883.48.16.5

36、2.01.002.561.2919:1485.07.55.71.80.952.651.3420:0786.87.04.41.81.072.691.3221:1586.46.85.01.81.182.651.2822:2585.36.56.02.21.082.591.3323:1086.26.05.62.20.972.401.330:1089.06.23.51.30.982.411.28 從以上配比及相應(yīng)出磨生料成份分析，出磨生料KH在0.951.18之間波動(dòng)，入磨物料粒度變化大是導(dǎo)致出磨生料成份波動(dòng)的主要原因。如僅通過出磨生料結(jié)果來調(diào)整配料比例已不能滿足控制要求。 應(yīng)對(duì)措施：應(yīng)對(duì)措施：應(yīng)根據(jù)經(jīng)

37、驗(yàn)，根據(jù)入磨物料粒度的變化，對(duì)入磨物料配比預(yù)調(diào)整，再根據(jù)出磨生料結(jié)果進(jìn)行修正。 b、石灰石倉料位變化對(duì)出磨生料質(zhì)量影響： 石灰石取料量與磨機(jī)使用量達(dá)到一種平衡，配料庫倉料位相對(duì)穩(wěn)定，是均化效果得以體現(xiàn)，入磨物料穩(wěn)定的基本條件。取料機(jī)停機(jī)，石灰石倉料位下降，會(huì)使得已經(jīng)均化后的物料在配料庫出庫時(shí)重新分級(jí)，失去均化效果，出磨生料波動(dòng)極大，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)確保取料機(jī)取料量與磨機(jī)產(chǎn)量同步，保持進(jìn)出物料平衡，取料機(jī)的開停，必須報(bào)質(zhì)量調(diào)度，以便及時(shí)對(duì)物料配比進(jìn)行調(diào)整。 取料機(jī)開停的應(yīng)對(duì)措施取料機(jī)開停的應(yīng)對(duì)措施：取料機(jī)停，應(yīng)適當(dāng)調(diào)低石灰石比例，取料機(jī)開，應(yīng)適當(dāng)上調(diào)石灰石比例，以保證出磨生料成份相對(duì)穩(wěn)定。 c、進(jìn)廠石

38、灰石定點(diǎn)堆料對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響 石灰石定點(diǎn)堆料，對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量危害極大，石灰石無均化效果，直接導(dǎo)致出磨生料成份波動(dòng)大，影響出窯熟料質(zhì)量。 案例2：以下是石灰石定定點(diǎn)堆料引起的出磨生料波動(dòng)。時(shí)間物料配比（%）出磨生料率值石灰石砂巖頁巖鐵粉KHSMIM7:000.992.621.388:0087.84.64.03.61.002.631.349:0088.34.14.03.61.072.601.3310:0087.54.14.83.61.132.631.3111:0086.33.86.23.71.142.471.3312:0084.54.27.63.71.012.491.50 以上一個(gè)班內(nèi)，出磨生料K

39、H在0.991.14之間波動(dòng)，導(dǎo)致出窯熟料f-CaO波動(dòng)。 應(yīng)對(duì)措施應(yīng)對(duì)措施：對(duì)于定點(diǎn)堆料，進(jìn)廠石灰石不允許搭配，應(yīng)選擇石灰石品位相對(duì)穩(wěn)定的炮堆組織生產(chǎn)。 4、使用應(yīng)急下料口對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響： 使用應(yīng)急下料口，出磨生料控制失去基準(zhǔn)，成份波動(dòng)大，均化庫也無法消除這種波動(dòng)，最終導(dǎo)致出窯熟料質(zhì)量嚴(yán)重不合格。以下為某工廠使用應(yīng)急下料口配料的實(shí)例： 時(shí)間石灰石配比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO生料KH8：0089.816.84.112.6940.281.540.699:0095.214.963.562.2941.921.100.8410:0092.210.873.002.0144.571.36

40、1.2811:0086.012.933.552.2843.091.351.0112:0087.515.543.842.4841.621.110.7913:0094.814.773.712.4042.161.010.8514:0097.412.803.292.0543.361.321.0415:0095.011.703.001.9244.401.281.18 以上出磨生料KH在0.691.28之間波動(dòng)，生產(chǎn)無法正常進(jìn)行，如此大的波動(dòng)，均化庫無法消除此類波動(dòng)。 應(yīng)急下料口使用對(duì)策：應(yīng)急下料口使用對(duì)策：從以上實(shí)例分析，出磨生料波動(dòng)過大，已無法正常生產(chǎn)。使用應(yīng)急下料口，進(jìn)廠石灰石品位不能有大的波動(dòng)，不

41、能采取搭配進(jìn)廠的控制方法，唯一有效的辦法是應(yīng)選擇一處品位相對(duì)穩(wěn)定的石灰石炮堆，方能保證出磨生料滿足要求。 2、物流不暢影響：檢查原料磨硅鋁質(zhì)及鐵質(zhì)喂料曲線,判斷是否有堵料、斷料現(xiàn)象，一般生料中CaO含量升高、同時(shí)Fe2O3含量偏低明顯，可能是鐵質(zhì)材料斷料，若Fe2O3含量基本正常而CaO含量偏高，硅鋁質(zhì)原料斷料可能性較大。 應(yīng)對(duì)措施應(yīng)對(duì)措施：加大與中控操作員的溝通，建立異常情況匯報(bào)制度，及時(shí)、準(zhǔn)確判斷何種物料斷料，并進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于長時(shí)間處理不好的，要求止料處理。 3、計(jì)量秤不準(zhǔn)影響 應(yīng)對(duì)措施：應(yīng)對(duì)措施：檢查配料秤是否出現(xiàn)問題，特別是傳感器四周是否有積料、內(nèi)部是否進(jìn)入灰塵和小顆粒物料，出現(xiàn)上述情

42、況，應(yīng)及時(shí)清掃，并向制造分廠反映要求立即處理。 四、生料質(zhì)量控制四、生料質(zhì)量控制 1、生料均化鏈：礦山搭配開采工廠內(nèi)原料預(yù)均化磨內(nèi)粉磨過程均化生料均化庫均化 2、控制項(xiàng)目 生料化學(xué)成份及三個(gè)率值 干法線生產(chǎn)，生料控制一般采用CaO快速測(cè)定和X-熒光分析按一定頻次（通常1H/次）進(jìn)行，在原料中SiO2和Al2O3含量比較穩(wěn)定的前提下，才能只控制CaO和Fe2O3，一般應(yīng)同時(shí)控制以上四個(gè)氧化物含量。目前新型干法窯生產(chǎn)線，原料均有大型的均化堆場(chǎng)，采用堆場(chǎng)堆取物料，使物料的均勻得到進(jìn)一步加強(qiáng)，通過磨頭的計(jì)量秤對(duì)各比例進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整后，出磨生料相對(duì)比較穩(wěn)定。 為保證入窯生料的化學(xué)成份均齊穩(wěn)定，生料應(yīng)在均化

43、庫內(nèi)進(jìn)行均化后入窯使用。生產(chǎn)控制中一般應(yīng)按一定頻次（通常2H/次）檢測(cè)入窯生料X-熒光分析，供質(zhì)量控制中的調(diào)整參考。 細(xì)度：細(xì)度對(duì)煅燒影響大，細(xì)度越細(xì)比面積越大，反應(yīng)快，但要求過細(xì)會(huì)影響磨機(jī)產(chǎn)能且使電耗增加。 水份：水份小生料流動(dòng)性良好，確保均化效果。 入窯生料的細(xì)度、水份與熟料的煅燒密切相關(guān)，細(xì)度偏粗或水份偏高將對(duì)熟料煅燒制度、熟料質(zhì)量穩(wěn)定有較大影響，應(yīng)控制好生料細(xì)度與水份在一定范圍內(nèi)。 3、生料成份波動(dòng)的原因及防范措施。 原因：原因：a、原燃材料成份波動(dòng)。b、各種物料配比的波動(dòng)：、粒度不均齊，或粒度過大；、計(jì)量設(shè)備精度差，計(jì)量不準(zhǔn)確；、磨頭倉容量小，造成斷料及物料壓力難以穩(wěn)定，影響下料量準(zhǔn)

44、確，均勻；物料水份波動(dòng)。c、磨機(jī)工況影響。d、生料化學(xué)分析不正確，誤導(dǎo)配料，取樣代表性差。 措施：措施：a、穩(wěn)定原材料質(zhì)量；b、運(yùn)用可靠計(jì)量準(zhǔn)確的配料設(shè)備；c、采用幾何形狀合理磨頭倉，保持倉內(nèi)物料壓力穩(wěn)定即控制好倉料位或入磨物料粒度；d、嚴(yán)格控制入磨物料水份；e、加強(qiáng)崗位操作人員責(zé)任心，提高操作水平；f、通過抽查對(duì)比等措施確保檢驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確 5、生料的均化 目前各新建基地生料均化庫均為CF庫，其特點(diǎn)是多點(diǎn)進(jìn)料多點(diǎn)出料，理論上，是相當(dāng)先進(jìn)的一種均化庫，實(shí)際使用，如各方面滿足要求，其均化效果較好。其庫頂多點(diǎn)進(jìn)料，是完成生料均化的第一步，庫頂有四只半徑3M的短斜槽和四只半徑5M的長斜槽，分別呈放射狀間隔分布，共八個(gè)入料口。斜槽通風(fēng)正常，是庫頂實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)進(jìn)料的保證，庫頂多點(diǎn)進(jìn)料，可避免出磨生料集中進(jìn)入一個(gè)下料“漏斗”內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)均勻分布。庫底共七個(gè)下料區(qū)，一般設(shè)置為同時(shí)開啟二至三個(gè)區(qū)下料，并且每半小時(shí)換一個(gè)區(qū)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)換區(qū)下料，不斷對(duì)庫內(nèi)下料所產(chǎn)生“漏斗”進(jìn)行“阻塞”，實(shí)現(xiàn)入窯生料的均化效果。 目前均化庫多為單庫，一旦投入