水泥工藝學(xué)第3章

1、v1）硅酸鹽水泥熟料的主要礦物及其性質(zhì)；）硅酸鹽水泥熟料的主要礦物及其性質(zhì)；v2）各率值的表達式、意義及其與生產(chǎn)、）各率值的表達式、意義及其與生產(chǎn)、水泥質(zhì)量控制之間的關(guān)系；水泥質(zhì)量控制之間的關(guān)系；v3）配料計算。）配料計算。v熟料的化學(xué)組成： 主要化學(xué)成分：主要化學(xué)成分：CaO 62%67% SiO2 20%24% Al2O3 4% 7% Fe2O3 2.5%6% 其它氧化物其它氧化物MgO SO3 Na2O K2O TiO2 P2O5等等 95%5% 硅酸三鈣：3CaOSiO2 (C3S) 硅酸二鈣：2CaOSiO2 (C2S) 鋁酸三鈣： 3CaOAl2O3 (C3A) 鐵鋁酸四鈣：4Ca

2、O Al2O3 Fe2O3 (C4AF) 75%22%95%游離氧化鈣：f-CaO方鎂石：（即結(jié)晶氧化鎂）玻璃體：熔劑礦物熔劑礦物主要礦物組成硅酸鹽礦硅酸鹽礦物物其它CaOCaO多多 C C3 3S S高過多高過多f-CaO f-CaO 少少 C C2 2S S 多多化學(xué)成分和熟料礦物組成間的關(guān)系化學(xué)成分決定了熟料礦物組成 多C2S 多 Al2O3、Fe2O3少熔劑性礦物減少 SiO2 不利于C3S的形成。 少硅酸鹽礦物少熔劑性礦物多Al2O3多 Fe2O3少 C3A多Fe2O3多液相增大粘度低易結(jié)大塊影響窯操作v主要原料主要原料：v1）石灰質(zhì)：提供）石灰質(zhì)：提供 CaO (如石灰石：如石灰石

3、：CaCO3 );v2）粘土質(zhì)原料：粘土質(zhì)原料：提供提供SiO2 和和Al2O3(如高嶺石如高嶺石Al2O3 2SiO22H2O)v3）鐵校正原料：提供）鐵校正原料：提供Fe2O3(如硫酸工業(yè)礦渣如硫酸工業(yè)礦渣);v熟料礦物的來源：熟料礦物的來源：v較低溫時：較低溫時：2CaO SiO22 CaOSiO2 (C2S)v較高溫時：較高溫時：1212 CaO7 Al2O39 CaO7(C3A)v7(27(2CaOFe2O3)CaO1212CaO77Al2O377(C4AF)v更高溫時：更高溫時：C2SCaOC3S (C3S)v一、硅酸三鈣一、硅酸三鈣v3 CaO SiO2 (C3S) v1） C3

4、S是熟料的主要礦物，含量通常為是熟料的主要礦物，含量通常為50% 60%。v2）熱學(xué)性質(zhì)：純）熱學(xué)性質(zhì)：純C3Sv在在20651250內(nèi)穩(wěn)定；內(nèi)穩(wěn)定；v在在1250以下分解為以下分解為C2S和和CaO，但反應(yīng)非，但反應(yīng)非常緩慢，使常緩慢，使C3S在在室溫下室溫下呈呈介穩(wěn)狀態(tài)介穩(wěn)狀態(tài)存在。存在。v3）晶型：在）晶型：在1250以下，以下，C3S有三種晶有三種晶系七種晶型；系七種晶型；純純C3S在常溫下在常溫下為為T型（三斜晶型（三斜晶系）；系）；但若與但若與MgO、Al2O3、Fe2O3、 SO3等物質(zhì)形成等物質(zhì)形成固溶體固溶體，則成為，則成為M型或型或R型。型。（單斜或三方）。（單斜或三方）。

5、此處固溶體即此處固溶體即A礦礦。v1、定義：硅酸鹽水泥熟料中，、定義：硅酸鹽水泥熟料中， C3S通常通常與少量與少量MgO，Al2O3，F(xiàn)e2O3， SO3等形成等形成固溶體，稱為阿利特（固溶體，稱為阿利特（Alite）或）或A礦。礦。v2、顯微結(jié)構(gòu)：通常為單斜晶系，呈假六、顯微結(jié)構(gòu)：通常為單斜晶系，呈假六方片狀；單偏光鏡下無色透明；正交偏光方片狀；單偏光鏡下無色透明；正交偏光鏡下呈灰白或深灰干涉色；反光鏡下呈灰鏡下呈灰白或深灰干涉色；反光鏡下呈灰色。色。不易識別，但經(jīng)不易識別，但經(jīng)1%硝酸酒精溶液或硝酸酒精溶液或1%氯化氯化銨水溶液適當侵蝕后，分別顯示深棕色、銨水溶液適當侵蝕后，分別顯示深棕

6、色、藍色，并具有清晰邊界的六角板、柱狀外藍色，并具有清晰邊界的六角板、柱狀外形。形。另外，若水泥生料中含較多的燧石等結(jié)晶另外，若水泥生料中含較多的燧石等結(jié)晶-石英，由于其活性差，與石英，由于其活性差，與CaO反應(yīng)慢，因反應(yīng)慢，因而常被較快形成的而常被較快形成的C3S所包裹。所包裹。即，即，C3S常以常以C2S及及CaO的包裹體存在。的包裹體存在。結(jié)晶良好的A礦A礦尺寸不均，分堆分布理想理想A礦晶體形態(tài)為六方板狀、柱狀或片狀礦晶體形態(tài)為六方板狀、柱狀或片狀常見單斜晶系常見單斜晶系發(fā)育不完整的發(fā)育不完整的A礦、晶形不規(guī)則礦、晶形不規(guī)則短柱狀和少量板狀短柱狀和少量板狀A(yù)礦礦 具有層帶狀結(jié)構(gòu)的具有層帶

7、狀結(jié)構(gòu)的A礦礦礦物切面圖描述原因分析A板狀（六角形）常見發(fā)育良好的A礦晶體柱狀、長柱狀煅燒溫度高、液相量富或KH高的情況下棱角圓鈍窯內(nèi)還原氣氛、煤灰投落使液相堿度降低A礦受液相熔蝕而造成熔蝕凹缺原因同上邊毛分解慢冷熟料A礦剛開始分解花環(huán)結(jié)構(gòu)慢冷熟料A礦分解貼近A礦的細粒B礦高溫燒成熟料中常見貼近A礦的腰子形B礦原因同上A礦的裂紋高MgO熟料、高SiO2（燧石）熟料、慢冷熟料A礦中的包裹體可能有B礦和-CaOA礦慢冷分解、急燒A礦快速生成包圍B礦、含燧石灰?guī)r燒成的熟料環(huán)帶構(gòu)造 晶體內(nèi)外固溶體成分不同，分解時形成環(huán)帶構(gòu)造飛砂料A礦（麻點）煤灰集中降落形成的無定形A礦燒成溫度低或欠燒熟料中常見v3、

8、性能特點、性能特點v1）硅酸三鈣凝結(jié)時間正常，水化較快；）硅酸三鈣凝結(jié)時間正常，水化較快；v2）強度發(fā)展快，早期強度高，且強度增）強度發(fā)展快，早期強度高，且強度增進率大（進率大（28天強度可達到一年強度的天強度可達到一年強度的7080%）。）。v3）但水化熱高，抗水性差。）但水化熱高，抗水性差。v4、應(yīng)用控制、應(yīng)用控制v要獲得質(zhì)量較好的水泥熟料，可適當提高要獲得質(zhì)量較好的水泥熟料，可適當提高C3S含量；含量；v若要求水泥抗水性較高，則應(yīng)適當降低若要求水泥抗水性較高，則應(yīng)適當降低C3S含量。含量。v5、 C3S形成條件形成條件v在在CaOSiO2二元系統(tǒng)中，固相反應(yīng)合成二元系統(tǒng)中，固相反應(yīng)合成C

9、3S單礦物時，若無液相：單礦物時，若無液相：v1）1800，幾分鐘可迅速形成；，幾分鐘可迅速形成；v2）1650 ，一小時，一小時， C3S基本形成，基本形成，f-CaO1%左右；左右；v3）1450 下加熱一小時，只有少量下加熱一小時，只有少量C3S，大部分是大部分是C2S及及CaO（故此溫下，需多次（故此溫下，需多次重復(fù)粉磨再煅燒）重復(fù)粉磨再煅燒）v4）若有足夠的熔劑（液相），）若有足夠的熔劑（液相），12501450時，可迅速形成時，可迅速形成C3S。v2 CaO SiO2 (C2S) 含量含量20%左左右；是硅酸鹽水泥熟料的主要礦物右；是硅酸鹽水泥熟料的主要礦物之一。之一。1 1、定義

10、、定義vB礦：礦：熟料中硅酸二鈣并不是以純的熟料中硅酸二鈣并不是以純的形式存在，而是與少量形式存在，而是與少量MgO，Al2O3，F(xiàn)e2O3，RaO等氧化物形成固溶體，等氧化物形成固溶體，通常稱為通常稱為貝利特（貝利特（Belite）或）或B礦礦。v純純C2S在在1450以下有多種晶型。以下有多種晶型。v原因：原因：v1）室溫下，）室溫下，等晶型都不穩(wěn)定，有變成等晶型都不穩(wěn)定，有變成的趨勢。的趨勢。v2）型一般都較少存在。型一般都較少存在。v型的主要穩(wěn)定劑型的主要穩(wěn)定劑Na2O常與常與C3S形成固溶體形成固溶體;v型的穩(wěn)定劑型的穩(wěn)定劑K2O數(shù)量較少，且數(shù)量較少，且結(jié)構(gòu)相結(jié)構(gòu)相似，轉(zhuǎn)變較易。似，

11、轉(zhuǎn)變較易。v3） 結(jié)構(gòu)差別大，故在燒成溫度較高，冷卻結(jié)構(gòu)差別大，故在燒成溫度較高，冷卻較快，且含有少量氧化物（較快，且含有少量氧化物（ MgO，Al2O3，F(xiàn)e2O3 ）的熟料中，就可以）的熟料中，就可以型存在。型存在。v若達不到上述若達不到上述型的形成要求，型的形成要求，v即：即：當燒成溫度低，當燒成溫度低，液相量不足液相量不足，C2S含含量高，冷卻速度慢，窯內(nèi)還原氣氛嚴重時，量高，冷卻速度慢，窯內(nèi)還原氣氛嚴重時，C2S在低于在低于500時，容易由時，容易由C2S轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀鯙閹缀鯚o水硬性無水硬性的的C2S，體積膨脹，體積膨脹10%，造成熟料粉化。造成熟料粉化。v由于由于C2S水硬性差，嚴

12、重影響水泥質(zhì)量。水硬性差，嚴重影響水泥質(zhì)量。v偏光鏡下，無色到棕黃色；偏光鏡下，無色到棕黃色；v反光鏡下，呈灰色，輪廓不分明，只隱約反光鏡下，呈灰色，輪廓不分明，只隱約可見。可見。v當用當用1% 硝酸酒精溶液或硝酸酒精溶液或1%氯化銨水溶液氯化銨水溶液適當侵蝕后，分別顯示黃褐色、淺棕色類適當侵蝕后，分別顯示黃褐色、淺棕色類圓形顆粒；正常時，具有明顯的交叉雙晶圓形顆粒；正常時，具有明顯的交叉雙晶紋。紋。B礦群手指狀、樹葉狀B礦B礦的晶體形貌特征是常呈近圓粒狀半自形晶礦的晶體形貌特征是常呈近圓粒狀半自形晶常具有兩組相互交叉的雙晶紋常具有兩組相互交叉的雙晶紋特殊條件下可見手指狀、樹枝狀等特殊條件下可

13、見手指狀、樹枝狀等B礦礦巢及發(fā)育不完整的礦礦巢及發(fā)育不完整的A、B礦礦B礦礦巢及發(fā)育不完整的礦礦巢及發(fā)育不完整的A礦礦具有爪狀結(jié)構(gòu)的具有爪狀結(jié)構(gòu)的B礦和麻面、形狀不規(guī)則的礦和麻面、形狀不規(guī)則的B礦礦巢礦礦巢具有交叉雙晶紋的具有交叉雙晶紋的B礦礦巢礦礦巢礦物切面圖描述原因分析B圓形光滑B礦正常B礦的形成平行聚片雙晶燒成溫度低于1420時形成細而長的交叉雙晶紋燒成溫度高而快冷熟料中常見短而粗的交叉雙晶紋燒成溫度較高，慢冷熟料中B礦雙晶紋偏析固溶體分離造成邊毛狀B礦還原氣氛和慢冷熟料中的B礦手指狀B礦還原氣氛和慢冷熟料中的B礦樹枝狀B礦嚴重的還原氣氛下生成的CFS，后來CFS與C2S固溶體分解造成樹

14、枝狀B礦無定形B礦欠燒熟料或燒成溫度不足的熟料中的B礦葡萄狀B礦由-C2S轉(zhuǎn)化-C2S、欠燒熟料中的B礦橄欖石化B礦嚴重的還原氣氛下CFS與C2S形成固溶體B礦裂紋含燧石灰?guī)r燒成的熟料、慢冷-C2S轉(zhuǎn)化為-C2Sv特點：特點：v1）水化反應(yīng)較慢，凝結(jié)硬化緩慢；水化反應(yīng)較慢，凝結(jié)硬化緩慢；v2 2）早期強度低，但）早期強度低，但2828天以后，強度增長天以后，強度增長率較高，約在一年后可達到率較高，約在一年后可達到A A礦的強度；礦的強度；v3 3）水化熱小，抗水性好。）水化熱小，抗水性好。v因而對因而對大體積工程大體積工程，適當提高，適當提高C2SC2S含量，含量，降低降低C3SC3S含量是有

15、利的。含量是有利的。v在在中低熱水泥中低熱水泥、抗硫酸鹽水泥抗硫酸鹽水泥中，可適當中，可適當提高提高B B礦含量，降低礦含量，降低A A礦含量。礦含量。v中間相：填充在中間相：填充在B礦、礦、A礦之間的物質(zhì)統(tǒng)稱。礦之間的物質(zhì)統(tǒng)稱。v包括：鋁酸鹽，鐵酸鹽，玻璃體，游離包括：鋁酸鹽，鐵酸鹽，玻璃體，游離CaO，方鎂石等。，方鎂石等。1、鋁酸三鈣、鋁酸三鈣C3A含量含量: :715%存在形式存在形式: :C3A和和C12A7，可固溶少量其它氧化物。，可固溶少量其它氧化物。1 1）礦物特性：）礦物特性：快冷時呈點滴狀，慢冷時呈矩形或柱狀，反光能快冷時呈點滴狀，慢冷時呈矩形或柱狀，反光能力弱，一般稱為黑

16、色中間相。力弱，一般稱為黑色中間相。(Al2O3(Al2O3含量較高的含量較高的慢冷熟料中，才結(jié)晶出較完整的大晶體，熟料質(zhì)慢冷熟料中，才結(jié)晶出較完整的大晶體，熟料質(zhì)量比較差量比較差) )。2 2）水化特性：）水化特性：（1 1）水化快，凝結(jié)快；）水化快，凝結(jié)快；（2 2）早強較高，但絕對值不高。）早強較高，但絕對值不高。3d3d發(fā)揮出大部發(fā)揮出大部分強度，以后不增長，甚至倒縮。分強度，以后不增長，甚至倒縮。（3 3）水化熱高，干縮變形大，脆性大，耐磨性）水化熱高，干縮變形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸鹽性能差。差，抗硫酸鹽性能差。2、鐵鋁酸四鈣、鐵鋁酸四鈣C4AF含量含量: :1018%存在形式

17、存在形式: C: C礦礦( (才利特才利特) ) 形態(tài)：形態(tài)：C C礦常呈棱柱狀和圓粒狀晶體，反射能力礦常呈棱柱狀和圓粒狀晶體，反射能力強，呈白色，稱白色中間相。強，呈白色，稱白色中間相。特性：特性：（1 1）水化速度：早期介于）水化速度：早期介于C3AC3A、C3SC3S間，后期的間，后期的發(fā)展不如發(fā)展不如C3SC3S；（2 2）早強似）早強似C3AC3A，后期能增長，似，后期能增長，似C2SC2S（3 3）水化熱較）水化熱較C3AC3A低，抗沖擊性能和抗硫酸鹽低，抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能較好。性能較好。v鋁酸三鈣及其固溶體v鋁酸鈣（C3A）中固溶有SiO2 2.14.0%；Fe2O3 4.

18、46.0%；MgO 0.41.0%；K2O 0.41.1%v鐵相固溶體中含有SiO2 0.61.2%；MgO 0.43.2%；K2O 00.1%礦物切面圖描述原因分析黑色中間相點滴狀C3A快冷熟料中的C3A點線狀C3A原因同上長柱狀C3A含堿高的熟料中的C3A晶體點滴狀C3A慢冷熟料中的C3A晶體矩形狀C3A慢冷熟料中的C3A晶體點滴狀C3A慢冷熟料中的C3A晶體3、玻璃體、玻璃體 來源來源: :急冷急冷 特點特點: :質(zhì)點排列無序質(zhì)點排列無序, ,組成不定組成不定主要成分主要成分: : CaO、Al2O3 、Fe2O3 、少量、少量MgO 、K2O 、Na2O 含量變化含量變化:快冷快冷,玻

19、璃體含量多玻璃體含量多,反之亦然反之亦然. 正常冷卻正常冷卻(221%)；急冷急冷(822%)；慢冷慢冷(02%) 玻璃體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，水化熱大，含量多會影響玻璃體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，水化熱大，含量多會影響熟料正常顏色；玻璃體包裹住熟料正常顏色；玻璃體包裹住- C2S時，能防止其時，能防止其轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變。(1)(1) 經(jīng)高溫煅燒未化合的經(jīng)高溫煅燒未化合的CaO(2)(2)C3S分解分解(3)(3)堿取代堿取代C3S等礦物中等礦物中CaO形成形成特點特點: :結(jié)構(gòu)較致密結(jié)構(gòu)較致密, ,水化速度很慢水化速度很慢, ,( (后果后果: :水泥制件強度下降水泥制件強度下降, ,開裂甚至崩潰開裂甚至崩潰)

20、)含量要求含量要求: :回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯(1.0%)；立窯；立窯(C4AF C3A C4AF C3S C2S 水化熱：水化熱：C3A C3S C4AF C2S主要概念主要概念: : 率值率值 硅率硅率( (SM) ) 鋁率鋁率( (IM) ) 石灰飽和系數(shù)石灰飽和系數(shù) ( (KH) )主要內(nèi)容主要內(nèi)容: : 一、一、 硅率硅率 二、二、 鋁率鋁率 三、三、 石灰飽和系數(shù)石灰飽和系數(shù) 率值率值: :硅酸鹽水泥熟料中各氧化物之間的比例關(guān)硅酸鹽水泥熟料中各氧化物之間的比例關(guān)系的系數(shù)。系的系數(shù)。 硅酸鹽水泥熟料中各氧化物并不是以單獨狀硅酸鹽水泥熟料中各氧化物并不是以單獨狀態(tài)存在，而是由各種氧化物化合成的多

21、礦物集合態(tài)存在，而是由各種氧化物化合成的多礦物集合體。因此在水泥生產(chǎn)中不僅控制各氧化物含量，體。因此在水泥生產(chǎn)中不僅控制各氧化物含量，還應(yīng)控制各氧化物之間的比例即率值。還應(yīng)控制各氧化物之間的比例即率值。 在一定工藝條件下，率值是質(zhì)量控制的基本在一定工藝條件下，率值是質(zhì)量控制的基本要素。因此，國內(nèi)外水泥廠都把要素。因此，國內(nèi)外水泥廠都把率值率值作為控制生作為控制生產(chǎn)的主要指標，我國主要采用產(chǎn)的主要指標，我國主要采用石灰飽和系數(shù)石灰飽和系數(shù)（KH）、硅率（）、硅率（SM）、）、鋁率（鋁率（IM）三個率值。三個率值。一、一、 硅率硅率 表示水泥熟料中表示水泥熟料中SiO2與與Al2O3、Fe2O3之

22、和的比之和的比值，也表示熟料中值，也表示熟料中硅酸鹽礦物與熔劑礦物硅酸鹽礦物與熔劑礦物的比例。的比例。 常用常用n或或SM表示。表示。SM高高硅酸鹽礦物含量硅酸鹽礦物含量多多熟料質(zhì)量熟料質(zhì)量高高但燒成困難；但燒成困難；SM低低液相量液相量多多易燒性好易燒性好但熔劑礦物高但熔劑礦物高,硅酸鹽礦硅酸鹽礦物減少物減少 會會降低降低熟料強度，熟料強度，SM過低時易結(jié)大塊過低時易結(jié)大塊。硅酸鹽水泥熟料的硅酸鹽水泥熟料的n n波動在波動在1.72.7的范圍內(nèi)。的范圍內(nèi)。SM= SiO2 / Al2O3 + Fe2O3二、二、 鋁率鋁率 又稱鋁率或鐵率，表示熟料中又稱鋁率或鐵率，表示熟料中氧化鋁氧化鋁和和氧

23、化鐵氧化鐵之之比，也表示熟料熔劑礦物中比，也表示熟料熔劑礦物中C3A與與C4AF的比例。的比例。 用用p p或或IMIM表示。表示。 IM= Al2O3 / Fe2O3IMC3A,C4AF,C4AF水泥趨于水泥趨于早凝早強早凝早強；但液但液相粘度相粘度不利于不利于C3S形成形成。IM C3A，C4AF水泥趨于緩凝，早強低，水泥趨于緩凝，早強低，煅燒時液相粘度煅燒時液相粘度有利于有利于C3S形成，形成，但過低時易但過低時易結(jié)大塊結(jié)大塊。 硅酸鹽水泥熟料的硅酸鹽水泥熟料的IM值波動在值波動在0.91.7范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。三、三、 石灰飽和系數(shù)石灰飽和系數(shù) 表示熟料中全部表示熟料中全部SiO2生成生成

24、硅酸鈣硅酸鈣的需的的需的CaO含量含量與與SiO2生成生成C3S所需所需CaO最大含量最大含量的的比值比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化鈣飽和形，也即表示熟料中氧化硅被氧化鈣飽和形成硅酸三鈣的程度。成硅酸三鈣的程度。 KH=CaO-(1.65Al2O3+0.35Fe2O3+0.7SO3)/2.8SiO2當當IM0.64時，熟料中的礦物為時，熟料中的礦物為C3S、 C2S 、C3A、C4AF；當當IM 0.64時時, , 熟料中的礦物為熟料中的礦物為C3S、 C2S 、C4AF、C2F。當當IM0.64時時,KH=CaO-(1.1Al2O3+0.70Fe2O3+0.7SO3)/2.8SiO2實際生

25、產(chǎn)的熟料中還可能有實際生產(chǎn)的熟料中還可能有fCaO和和fSiO2 則石灰飽和系數(shù)表示為：則石灰飽和系數(shù)表示為：KH=CaO- f-CaO-(1.65Al2O3+0.35Fe2O3+0.7SO3) /2.8(SiO2+ f-SiO2)一般工廠熟料的一般工廠熟料的fSiO2和和SO3含量很少，略含量很少，略去去fCaO時，石灰飽和系數(shù)表達式可簡化為時，石灰飽和系數(shù)表達式可簡化為: : KH=CaO-(1.65Al2O3+0.35Fe2O3)/2.8SiO2 KH1時，熟料中硅酸鹽礦物全部為時，熟料中硅酸鹽礦物全部為C3S ； KH0.667時，硅酸鹽礦物全部為時，硅酸鹽礦物全部為C2S， 故故KH

26、值介于值介于0.6671之間。之間。 KH高高C3S含量多，有利于提高水泥質(zhì)量，但煅含量多，有利于提高水泥質(zhì)量，但煅燒困難，熱耗高，易產(chǎn)生燒困難，熱耗高，易產(chǎn)生fCaO。 KH低則低則C2S高，易燒性好，水化熱低，但水泥凝高，易燒性好，水化熱低，但水泥凝結(jié)硬化慢，早期強度低。結(jié)硬化慢，早期強度低。 為保證熟料質(zhì)量，同時不出現(xiàn)過量為保證熟料質(zhì)量，同時不出現(xiàn)過量fCaO，通，通常常KH值控制在值控制在0.820.96之間。之間。v 一般可用物相分析方法測定，一般可用物相分析方法測定，但多數(shù)會利用化學(xué)組成計算。但多數(shù)會利用化學(xué)組成計算。v包括：灰飽和系數(shù)法包括：灰飽和系數(shù)法v 鮑格法（鮑格法（HRB

27、ogue）v v水泥熟料中主要礦物的相對分子量比為：水泥熟料中主要礦物的相對分子量比為：vC2S中的中的2CaO/SiO2=1.87；vC3S中的中的3CaO/SiO2=4.07; vC4AF中的中的C4AF/ Fe2O3=3.04; vC3A中的中的C3A/ Al2O3=2.65;vCaSO4中的中的CaSO4/ SO3=1.7; IM=1.664.v設(shè)與設(shè)與SiO2反應(yīng)的反應(yīng)的CaO量為量為Cs，與，與CaO反應(yīng)的反應(yīng)的SiO2為為Sc，則：，則：vCs=CaO-（1.65 Al2O30.35 Fe2O30.7SO3）=2.8KHScvSc= SiO2v根據(jù)在一般情況下，根據(jù)在一般情況下，

28、CaO和和SiO2反反應(yīng)先生成應(yīng)先生成C2S，剩余的，剩余的CaO再與再與C2S反應(yīng)生成反應(yīng)生成C3S。v而而CaO和和SiO2反應(yīng)先生成反應(yīng)先生成C2S需要需要CaO的量為的量為2CaO/SiO2=1.87。 v所以，所以，CaO的剩余量為的剩余量為Cs-1.87Sc,以此計以此計算算C3S的含量為：的含量為：vC3S=4.07(Cs-1.87Sc)v=4.07Cs-7.6Scv=4.07(2.8KHSc)-7.6Scv=3.8(3KH-2) SiO2v因為因為 CsSc= C3SC2Sv故故 C2S= CsSc- C3Sv= CsSc-(4.07Cs-7.6Sc)v=8.6Sc-3.07C

29、sv=8.6Sc-3.07(2.8KHSc)v=8.6(1-KH)ScvC4A F 含 量 可 由含 量 可 由 F e2O3含 量 計 算含 量 計 算 : C4AF=3.04 Fe2O3v將總的將總的Al2O3含量減去含量減去C4AF所消耗的所消耗的Al2O3含量含量,剩余的剩余的Al2O3含量用于計算含量用于計算C3A的含量的含量: vC3A=2.65(Al2O3-0.64 Fe2O3)v同理同理,可算出可算出IM0.64時的熟料礦物組成。時的熟料礦物組成。 v也稱為代數(shù)法。根據(jù)四種主要礦也稱為代數(shù)法。根據(jù)四種主要礦物以及石膏的化學(xué)組成可以計算物以及石膏的化學(xué)組成可以計算出各氧化物的百分

30、含量，見表出各氧化物的百分含量，見表3-1。 氧化物礦 物C3SC2SC3AC4AFCaSO4CaO73.6965.1262.2746.1641.19SiO226.3134.88-Al2O3-37.7320.98-Fe2O3-32.86-SO3-58.81v根據(jù)上表數(shù)值可列出下列方程根據(jù)上表數(shù)值可列出下列方程:vC=0.7369 C3S 0.6512 C2S0.6227 C3A0.4616 C4AF0.4119 CaSO4vS=0.231 C3S0.3488 C2SvA=0.3773 C3A0.2098 C4AFvF=0.3286 C4AFvSO3=0.5881 CaSO4v解上述聯(lián)立方程組解

31、上述聯(lián)立方程組,可得可得:vC3S=4.07C-7.60S-6.72A-2.86 SO3vC2S=8.60S5.07A2.15 SO3-3.07Cv =2.87S-0.75 C3SvC3A=2.65A-1.69FvC4AF=3.04FvCaSO4=1.70 SO3v同理同理,當當IM0.64時時,也可計算水泥熟料得也可計算水泥熟料得率值。其公式為：率值。其公式為：vC3S=4.07C-7.60S-4.47A-2.86 SO3vC2S=8.60S3.38A2.15 SO3-3.07Cv =2.87S-0.754 C3SvC4AF=4.77FvC2F=1.70(F-1.57A)vCaSO4=1.7

32、0 SO3v1、固溶體的影響；、固溶體的影響；v2、冷卻條件的影響；、冷卻條件的影響；v3、堿和其它微組分的影響。、堿和其它微組分的影響。 v根據(jù)水泥標號的要求，選擇各個率值。根據(jù)水泥標號的要求，選擇各個率值。KH、SM、IM要綜合考慮。要綜合考慮。v石灰石要純，黏土中的碎屑礦物要少，不石灰石要純，黏土中的碎屑礦物要少，不滿足率值時需要摻入校正原料。滿足率值時需要摻入校正原料。v根據(jù)不同的窯型對燃料的灰份、揮發(fā)分、根據(jù)不同的窯型對燃料的灰份、揮發(fā)分、熱值進行選擇。熱值進行選擇。v 越細越勻，越細越勻，KH可稍高?？缮愿?。v回轉(zhuǎn)窯對回轉(zhuǎn)窯對KH的要求可稍低，而立窯對原料的要求可稍低，而立窯對原料

33、的細度、均勻性都要求較高。的細度、均勻性都要求較高。v物料平衡。物料首先應(yīng)干燥處理，失放吸物料平衡。物料首先應(yīng)干燥處理，失放吸附水和結(jié)晶水，得：附水和結(jié)晶水，得：v干石灰石干粘土干鐵粉干石灰石干粘土干鐵粉=干生料干生料v然后灼燒去掉然后灼燒去掉CO2，得：，得：v灼燒石灰石灼燒粘土灼燒鐵粉灼燒石灰石灼燒粘土灼燒鐵粉=灼燒灼燒生料生料=熟料熟料v實際生產(chǎn)中，熟料中會殘留煤灰，其摻入量為：實際生產(chǎn)中，熟料中會殘留煤灰，其摻入量為：vGA=qAS/Q*100=PAS/100v式中：式中：GA-熟料中煤灰摻入量，熟料中煤灰摻入量，%v q-單位熟料熱耗，單位熟料熱耗，kJ/kg熟料熟料vA-煤應(yīng)用基灰

34、分含量，煤應(yīng)用基灰分含量，%vS-煤灰沉落率，煤灰沉落率，%vQ-煤的應(yīng)用基低熱值，煤的應(yīng)用基低熱值，kJ/kg煤煤vP-煤耗，煤耗，kg/kg。v1 1、代數(shù)法；、代數(shù)法；v2、圖解法；、圖解法；v3、嘗試誤差法；、嘗試誤差法；v4、礦物組成法；、礦物組成法；v5、最小二乘法。、最小二乘法。 v應(yīng)用較廣的是嘗試誤差法（遞減試湊應(yīng)用較廣的是嘗試誤差法（遞減試湊法），即從熟料化學(xué)成分中依次遞減，法），即從熟料化學(xué)成分中依次遞減，假定配合比的原料成分，試湊至符合要假定配合比的原料成分，試湊至符合要求為止。求為止。 v已知：已知：1、原料、煤、煤灰的化學(xué)成分，、原料、煤、煤灰的化學(xué)成分，表表3-2、

35、3-3v 2、熟料率值要求：、熟料率值要求：KH=0.89, SM=2.1, IM=1.3v 3、單位熟料熱耗：、單位熟料熱耗：3350kJ/kg名 稱燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO總和石灰石42.662.420.310.1953.130.5799.28粘 土5.2770.2514.725.481.410.9298.05鐵 粉-34.4211.5348.273.530.0997.84煤 灰-53.5235.344.464.791.1999.30揮發(fā)物固定碳灰分熱值水分22.42%49.02%28.5620930kJ/kg0.6%v計算：計算：1、煤灰摻入量、煤灰摻入量:vG=q

36、AS/Q*100=335028.56100(20930100)=4.57%v 2、干燥原料配合比、干燥原料配合比:v預(yù)設(shè)原料配比為預(yù)設(shè)原料配比為: 石灰石石灰石 81%, 黏土黏土 15%; 鐵粉鐵粉 4%. 則干燥原料配合比為表則干燥原料配合比為表3-4.名 稱配合比燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO石灰石81.034.551.960.250.1543.03粘 土15.00.7910.542.210.820.21鐵 粉4.0-1.380.461.930.14生 料100.035.3413.883.922.9043.33灼燒生料-21.474.524.4867.09v扣除扣除4.57%的

37、粉煤灰的粉煤灰,則灼燒生料的配合比則灼燒生料的配合比為為95.43%, 對應(yīng)的化學(xué)組成見表對應(yīng)的化學(xué)組成見表3-5.名 稱配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaO灼燒生料（%）95.4320.484.314.2864.02煤 灰（%）4.572.451.620.200.22熟 料（%）100.0022.935.934.4864.24v由此計算各率值為由此計算各率值為: KH=0.824; SM=2.20; IM=1.32v結(jié)果顯示結(jié)果顯示: 與要求比與要求比KH 過低過低,SM過高過高,IM較較接近。接近。v調(diào)整方法調(diào)整方法: 增加石灰石增加石灰石,降低黏土。降低黏土。 v一般：每增減一般：每

38、增減1%的石灰石（相應(yīng)減增的石灰石（相應(yīng)減增1%的黏土），約增減的黏土），約增減KH值為值為0.05。據(jù)此調(diào)整。據(jù)此調(diào)整原料配比：石灰石原料配比：石灰石82.20%、黏土、黏土13.7%、鐵粉鐵粉4.1%, 重新計算化學(xué)組成結(jié)果見表重新計算化學(xué)組成結(jié)果見表3-6。名 稱（%）配合比燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO石灰石（%）82.2035.071.990.260.1643.67粘 土（%）13.700.729.622.020.750.10鐵 粉（%）4.10-1.410.471.980.15生 料（%）100.0035.7913.022.752.8944.01灼燒生料（%）-20.28

39、4.284.5068.54灼燒熟料（%）95.43-19.354.084.2965.41煤 灰（%）4.57-2.451.620.200.22熟 料（%）100.00-21.805.704.4965.65v根 據(jù) 表 中 數(shù) 據(jù) 重 新 計 算 率 值 為 ：根 據(jù) 表 中 數(shù) 據(jù) 重 新 計 算 率 值 為 ：KH=0.895；SM=2.14; IM=1.27.v與已知率值要求基本一致與已知率值要求基本一致.v根據(jù)原料中水分的含量將其換算成濕原料根據(jù)原料中水分的含量將其換算成濕原料配合比即可。配合比即可。 SPAQSqAGararnetarA,燒失量1001005.5.按熟料中要求的按熟料中

40、要求的SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、CaOCaO以以誤差嘗試法求出各灼燒基原料的配合比誤差嘗試法求出各灼燒基原料的配合比6.6.將灼燒基原料的配合比換算為應(yīng)用基原料配將灼燒基原料的配合比換算為應(yīng)用基原料配合比合比7.7.計算生料成分計算生料成分原料與煤灰的化學(xué)成分（原料與煤灰的化學(xué)成分（% %）名稱名稱SiO2Al2O3Fe2O3CaO燒失量燒失量石灰石石灰石2.420.310.1953.1342.66粘土粘土70.2514.725.481.415.27鐵粉鐵粉34.4211.5348.273.53煤灰煤灰53.5235.344.464.79項目項

41、目MarAarVarCarQnet,ar數(shù)值數(shù)值4.49% 28.56% 20.12%46.83%20930kJ/kg原料的水分（%）原料原料名稱名稱石灰石灰石石粘土粘土鐵粉鐵粉水分水分0.81.54名稱名稱SiO2Al2O3Fe2O3CaO其他其他燒失量燒失量石灰石石灰石2.420.310.1953.131.2942.66100.0粘土粘土70.2514.725.481.412.875.27100.0鐵粉鐵粉34.4211.5348.273.532.35100.0煤灰煤灰53.5235.344.464.791.89100.0%57. 42093010010056.283350100,arne

42、tarAQSAqG3、根據(jù)率值計算熟料化學(xué)成分：設(shè)=97.5%10035. 165. 2) 1)(18 . 2(32pnpKHOFe%50. 4%10035. 13 . 165. 21 . 2) 13 . 1)(189. 08 . 2(5 .97%85. 5%5 . 43 . 13232OFepOAl%74.21)85. 550. 4(1 . 2)(32322OAlOFenSiO計算步驟計算步驟SiO2Al2O3Fe2O3CaO其他其他計算過程說明計算過程說明要求熟料成分要求熟料成分-4.57kg煤灰成分煤灰成分21.742.455.851.624.500.2065.410.232.500.0

43、9煤灰?guī)氲拿夯規(guī)氲腟iO2 =4.5753.52%=2.45kg差差-122kg石灰石石灰石19.292.954.230.384.300.2365.1864.822.411.57干石灰石干石灰石=差差-23kg粘土粘土16.3416.163.853.394.071.260.360.320.840.66差差-5.8kg鐵粉鐵粉0.182.000.460.672.812.800.040.200.180.13差差+2.6kg粘土粘土-1.821.83-0.210.380.010.14-0.160.040.050.07干粘土配多了，應(yīng)取出一干粘土配多了，應(yīng)取出一部分部分kg7 .122%13.5318.65kg3 .23%25.7034.16干粘土kg8 . 5%27.4881. 2干鐵粉kg6 .