硅酸鹽水泥的原料及預(yù)均化解析

硅酸鹽水泥的原料及預(yù)均化解析第1頁/共86頁硅酸鹽水泥原材料種類水泥熟料的質(zhì)量主要取決于生料率值的控制和成分的均齊。制備合適的生料，并適應(yīng)煅燒設(shè)備的性能，對(duì)原料就有一定的要求。需正確合理地選擇和控制原料質(zhì)量。原料必須滿足一定的要求：

1．化學(xué)成分滿足要求。否則配料困難，甚至無法配料

2．含雜質(zhì)少。以免影響煅燒、水泥質(zhì)量

3．應(yīng)具有良好的工藝性能。如易磨性、易燒性、易混合性等第2頁/共86頁類別名稱備注主要原料石灰質(zhì)原料石灰石、白堊、貝殼等1t熟料--1.6t干原料黏土質(zhì)原料黏土、黃土、頁巖、粉煤灰等校正原料鐵質(zhì)校正原料硫鐵礦渣、鐵礦石、銅礦渣等生產(chǎn)熟料硅質(zhì)校正原料河砂、砂巖、粉砂巖等鋁質(zhì)校正原料爐渣、煤矸石、鋁礬土等外加劑礦化劑螢石、螢石-石膏、金屬尾礦等生產(chǎn)熟料晶種熟料生產(chǎn)熟料助磨劑亞硫酸鹽紙漿廢液、醋酸鈉等粉磨用燃料固體燃料煙煤、無煙煤我國常用煤液體燃料重油緩凝材料石膏等水泥組分混合材料?；郀t礦渣、石灰石等水泥組分第3頁/共86頁4.1.1石灰質(zhì)原料凡是以碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣為主要成分的原料都叫石灰質(zhì)原料。如石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊、貝殼等。一般生產(chǎn)1t熟料約用1.3-1.5t石灰質(zhì)干原料，在生料中約占原料總量的80%以上。

1．種類①．天然的：石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊、貝殼等。我國水泥工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍的是石灰?guī)r（俗稱石灰石），泥灰?guī)r次之，個(gè)別小廠采用白堊和貝殼。第4頁/共86頁4.1.1石灰質(zhì)原料石灰?guī)r：是由碳酸鈣所組成的化學(xué)與生物化學(xué)沉積巖，主要礦物：方解石（CaCO3）微粒常含有白云石（CaCO3·MgCO3）、石英（結(jié)晶SiO2）、燧石（又稱玻璃質(zhì)石英、火石，主要成分為SiO2，屬結(jié)晶SiO2）、粘土質(zhì)及鐵質(zhì)等雜質(zhì)。結(jié)構(gòu)致密，呈塊狀，性脆，莫氏硬度3～4。

莫氏硬度：見書P45L8第5頁/共86頁4.1.1石灰質(zhì)原料方解石晶體的大小對(duì)生料易燒性的影響：

CaC03晶體愈小，分解出的Ca0顆粒也愈小，分散度愈大，在相等量熔體條件下，Ca0顆粒與熔體的接觸面愈大，故Ca0溶解及參與燒成反應(yīng)的數(shù)量愈多，因此其易燒性越好。

CaC03晶體愈大，分解溫度愈高。第6頁/共86頁4.1.1石灰質(zhì)原料石英、燧石（以石英為主要礦物）對(duì)生料易磨性、易燒性的影響：化學(xué)成分均為SiO2，呈穩(wěn)定的結(jié)晶狀態(tài)。石英、燧石莫氏硬度7，質(zhì)地堅(jiān)硬，難磨。難燒：煅燒時(shí)SiO2要與原料中的CaO等起反應(yīng)，生成礦物，首先必須破壞它原來的結(jié)構(gòu)（使它活化）。破壞結(jié)晶SiO2的結(jié)構(gòu)，需要的能量大。第7頁/共86頁4.1.1石灰質(zhì)原料泥灰?guī)r是由碳酸鈣和粘土物質(zhì)同時(shí)沉積所形成的均勻混合的沉積巖，易采掘。它是一種由石灰石向粘土過渡的巖石。泥灰?guī)r是一種極好的水泥原料，其中石灰?guī)r和粘土混合均勻，易燒性好，有利于提高窯的產(chǎn)量，降低燃料消耗。白堊是由海生生物外殼與貝殼堆積而成，主要由隱晶或無定形細(xì)粒疏松的碳酸鈣所組成的石灰?guī)r。其中常夾有粘土，碳酸鈣含量在90%以上。白堊結(jié)構(gòu)疏松，易于粉磨和煅燒，是水泥生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)原料。第8頁/共86頁4.1.1石灰質(zhì)原料②．人工的(工業(yè)廢渣)：電石渣、糖濾泥、堿渣、白泥等。

第9頁/共86頁4.1.1石灰質(zhì)原料

2．生產(chǎn)質(zhì)量要求用作生產(chǎn)硅酸鹽水泥原料的石灰?guī)r和泥灰?guī)r，其質(zhì)量要求如下表

GB50295－2008《水泥工廠設(shè)計(jì)規(guī)范》成分CaOMgOf-SiO2（燧石或石英）SO3

堿氯離子含量(％)＞48＜3＜8(石英質(zhì))或＜4(燧石質(zhì))＜0.5＜0.6＜0.03第10頁/共86頁4.1.1石灰質(zhì)原料新型干法水泥生產(chǎn)過程中，采用了石灰石預(yù)均化、生料均化等措施，為低品位石灰石的利用提供了保證，使C含量在42%左右、M含量在3-5%之間的低品位石灰石，也能達(dá)到生產(chǎn)要求，延長了礦山服務(wù)年限，有效利用了資源。低品位石灰石具有易燒、易磨、共熔溫度低、晶格有缺陷和碳酸鈣分解溫度低等優(yōu)點(diǎn)，但低品位石灰石成分波動(dòng)大、R2O等有害成分含量高，對(duì)配料煅燒有一定影響。

第11頁/共86頁4.1.1石灰質(zhì)原料

3．石灰質(zhì)原料的選擇

根據(jù)配料要求，石灰石中的CaO不能低于48％。但是，為了礦山的開發(fā)，原料的綜合利用，低品位的石灰石也應(yīng)利用起來，這樣，就需要和一級(jí)品搭配使用，但搭配以后的石灰石CaO仍需大于48％。氧化鎂如果含量太高，會(huì)影響到水泥的安定性，而石灰石中的白云石（CaCO3·MgCO3）是氧化鎂的主要來源。為使熟料中MgO小于5.0％，則石灰石中的MgO小于3.0％。堿含量過高，會(huì)影響到熟料的煅燒和熟料的質(zhì)量。第12頁/共86頁4.1.1石灰質(zhì)原料

3．石灰質(zhì)原料的選擇石灰石中夾雜呈結(jié)核狀或透鏡狀的燧石（結(jié)晶SiO2）稱為燧石結(jié)核，它以石英為主要礦物，這種物質(zhì)難磨、難燒，從而影響到窯、磨的產(chǎn)量及熟料的質(zhì)量。重結(jié)晶的大理石與方解石結(jié)構(gòu)致密，結(jié)晶粗大，完整，雖化學(xué)成分較純，CaCO3含量較高；但不易磨細(xì)與燃燒。第13頁/共86頁4.1.2粘土質(zhì)原料粘土質(zhì)原料指提供水泥熟料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3等成分的原料的總稱。一般生產(chǎn)1t熟料約用0.3t-0.4t粘土質(zhì)原料。在熟料中約占11%-17%。（硅鋁質(zhì)原料）

1．種類①．天然的：黃土、粘土、頁巖、粉砂巖、河泥等。②．人工的(工業(yè)廢渣)：煤矸石、粉煤灰、煤渣、磷渣等。一般均只代替部分粘土。我國水泥工業(yè)中使用較多的是粘土和黃土。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及水泥廣大型化的趨勢(shì)，為保護(hù)耕地，不占農(nóng)田，近年來多采用頁巖、粉砂巖等為粘土質(zhì)原料。第14頁/共86頁4.1.2粘土質(zhì)原料砂巖頁巖第15頁/共86頁4.1.2粘土質(zhì)原料

2．硅鋁質(zhì)原料主要質(zhì)量指標(biāo)產(chǎn)品方案中對(duì)氧化鎂或堿含量有限量要求時(shí)，應(yīng)相應(yīng)變更。在資源條件允許時(shí)，應(yīng)首選巖石狀硅鋁質(zhì)原料(如頁巖類、粉砂巖類、砂礦類等)。

硅酸率鋁氧率氧化鎂SO3

堿氯離子指標(biāo)3.00～4.00

1.50～3.00

＜3％＜1％＜4％＜0.03％第16頁/共86頁4.1.2粘土質(zhì)原料

3．衡量粘土質(zhì)原料質(zhì)量的因素：粘土的化學(xué)成分(硅率、鋁率)、含砂量、含堿量以及粘土的可塑性、熱穩(wěn)定性、正常流動(dòng)度的需水量等工藝性能。這些性能隨粘土中所含的主導(dǎo)礦物、黏粒多寡及其雜質(zhì)等不同而異。所謂主導(dǎo)礦物是指粘土同時(shí)含有幾種粘土礦物時(shí)，其中含量最多的礦物。根據(jù)主導(dǎo)礦物不同，可將粘土分成高嶺石類、蒙脫石類及水云母類等。一般水泥生產(chǎn)中粘土質(zhì)原料以高嶺土居多，為層狀結(jié)構(gòu)的二氧化硅。第17頁/共86頁4.1.2粘土質(zhì)原料

4．粘土礦物粘土礦物與粘土工藝性能的關(guān)系見書P48表4.6。

第18頁/共86頁4.2水泥生產(chǎn)用輔助原料校正原料、外加劑、燃料、緩凝劑和混合材料等本章僅介紹校正原料、燃料。第19頁/共86頁4.2.1校正原料在生產(chǎn)中只用石灰質(zhì)和粘土質(zhì)兩種原料，往往不能滿足生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料、尤其是特種水泥熟料的要求，有的是Fe2O3含量不足，有的則是SiO2、Al2O3的含量不足。為了彌補(bǔ)這些成分的不足，一般選用鐵質(zhì)、硅質(zhì)和鋁質(zhì)三種校正原料。第20頁/共86頁4.2.1校正原料

(一)、鐵質(zhì)校正原料

1．種類：天然的：低品位鐵礦石工業(yè)廢渣：硫鐵礦渣(硫鐵礦煅燒脫硫后排出的一種粉狀殘?jiān)?，F(xiàn)e2O3＞50%，在我國用得較多，俗稱鐵粉。)、煉鐵廠尾礦、銅礦渣、鉛礦渣等。

2．質(zhì)量要求

Fe2O3>40%；MgO<3%；R2O<2%。需要說明的是，一些鐵質(zhì)校正原料還會(huì)含有某些有益于熟料煅燒或不利于煅燒的微量成分，在使用中需予以注意。P39表3.7幾種鐵質(zhì)校正原料的化學(xué)成分第21頁/共86頁4.2.1校正原料

(二)、硅質(zhì)校正原料

1．種類：硅藻土、硅藻石、蛋白石，含SiO2高的粘土、硅質(zhì)渣、砂巖、粉砂巖等，但要注意，砂巖是結(jié)晶SiO2

，對(duì)粉磨、煅燒都不有利的影響，故非特殊情況，一般不予采用。

2．質(zhì)量要求

n>4.0

SiO2>(70%-90%)

R2O<4.0%。

P39

表3.8幾種硅質(zhì)校正原料的化學(xué)成分第22頁/共86頁4.2.1校正原料

(三)、鋁質(zhì)校正原料

1．種類：含Al2O3比較多的爐渣、煤矸石、鐵礬石和鋁礬土等。

2．質(zhì)量要求

Al2O3>30%

MgO<3%

R2O<2%。書P40

表3.9幾種鋁質(zhì)校正原料的化學(xué)成分。

第23頁/共86頁4.2.2燃料水泥工業(yè)是消耗大量燃料的工業(yè)，燃料按其物理狀態(tài)不同可分為固體、液體和氣體三種。第24頁/共86頁4.2.2燃料（一）、固體燃料煤的種類固體燃料煤，可用無煙煤、煙煤和褐煤?；剞D(zhuǎn)窯一般用煙煤，立窯采用無煙煤或焦煤末。

1、無煙煤：無煙煤是一種碳化程度最高，干燥無灰基揮發(fā)分含量小于10%的煤。其收到基低熱值一般為20900～29700kJ/kg（5000～7000kcal/kg）。無煙煤結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)硬，含碳量高，著火溫度為600～700℃，燃燒火焰短，是立窯煅燒熟料的主要燃料。第25頁/共86頁4.2.2燃料（一）、固體燃料煤的種類固體燃料煤，可用無煙煤、煙煤和褐煤?；剞D(zhuǎn)窯一般用煙煤，立窯采用無煙煤或焦煤末。

2、煙煤：煙煤是一種碳化程度較高，干燥灰分基揮發(fā)分含量為15-40%的煤。其收到基低熱值一般為20900～31400kJ/kg（5000～7500kcal/kg）。煙煤結(jié)構(gòu)致密，著火溫度為400～500℃，是回轉(zhuǎn)窯煅燒熟料的主要燃料。第26頁/共86頁4.2.2燃料（一）、固體燃料煤的種類固體燃料煤，可用無煙煤、煙煤和褐煤?；剞D(zhuǎn)窯一般用煙煤，立窯采用無煙煤或焦煤末。

3、褐煤：褐煤是一種碳化程度較淺的煤，有時(shí)可清楚地看出原來的木質(zhì)痕跡。其揮發(fā)分較高，可煤基揮發(fā)分可達(dá)40～60%，灰分20～40%，熱值為8374～1884kJ/kg。褐煤中自然水分含量較大，性質(zhì)不穩(wěn)定，易風(fēng)化或粉碎。第27頁/共86頁4.2.2燃料

(二)、煤的組成及分析煤的分析方法通常有二種：元素分析和工業(yè)分析。

1、元素分析法用化學(xué)分析方法，分析燃料的主要元素百分?jǐn)?shù)，即碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）及灰分（A）和水分（M）等。這種分析方法可用于精確地進(jìn)行燃燒計(jì)算。①碳（C）：是燃料中最主要組分，在煤中的含量為55～99%，是固體燃料的主要熱能來源。

第28頁/共86頁4.2.2燃料

(二)、煤的組成及分析煤的分析方法通常有二種：元素分析和工業(yè)分析。

1、元素分析法用化學(xué)分析方法，分析燃料的主要元素百分?jǐn)?shù)，即碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）及灰分（A）和水分（M）等。這種分析方法可用于精確地進(jìn)行燃燒計(jì)算。②氫（H）：是燃料中的一種可燃成分，對(duì)燃料的性質(zhì)的影響較大。在煤中有兩種存在形式：一種與碳、硫化合，稱可燃?xì)?；另一種與氧化合，不能參加燃燒。

氫含量越多，燃料的揮發(fā)分越高，越容易著火燃燒，燃燒的火焰也越長。在固體煤料中一般不超過4～5%。第29頁/共86頁4.2.2燃料

(二)、煤的組成及分析煤的分析方法通常有二種：元素分析和工業(yè)分析。

1、元素分析法用化學(xué)分析方法，分析燃料的主要元素百分?jǐn)?shù)，即碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）及灰分（A）和水分（M）等。這種分析方法可用于精確地進(jìn)行燃燒計(jì)算。③氧（O）、氮（N）：不參與燃燒，不能放出熱量。固體燃料中含量約為1～3%。第30頁/共86頁4.2.2燃料

(二)、煤的組成及分析煤的分析方法通常有二種：元素分析和工業(yè)分析。

1、元素分析法用化學(xué)分析方法，分析燃料的主要元素百分?jǐn)?shù)，即碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）及灰分（A）和水分（M）等。這種分析方法可用于精確地進(jìn)行燃燒計(jì)算。④硫（S）：有三種形態(tài)，有機(jī)硫化物、金屬硫化物、無機(jī)硫化物，前兩種可揮發(fā)并參與燃燒，放出熱量，稱為可燃硫或揮發(fā)硫。硫燃燒后放出熱量，且會(huì)形成SO2氣體，對(duì)人體有害。污染環(huán)境，腐蝕設(shè)備，影響產(chǎn)品質(zhì)量，是燃料中的有害成分。一般含量在2%以下。第31頁/共86頁4.2.2燃料⑤灰分：燃料燃燒后剩下的不可燃燒的雜質(zhì)稱為灰分。成分多為硅酸鹽等無機(jī)化合物，如S、F、A、C、M等。其中S及A占大多數(shù)?；曳质侨剂现械挠泻Τ煞?，灰分越多，燃料品質(zhì)越低。其影響如下：灰分的存在，降低了燃料中可燃成分含量，同時(shí)燃燒過程中灰分升溫吸熱，消耗熱量，降低燃料的發(fā)熱量?；曳诌^高時(shí)，熱值低，影響燃料的燃燒速度和燃燒溫度，使燃燒達(dá)不到工藝要求，影響熟料的產(chǎn)、質(zhì)量。由于煤灰增加，在燒成溫度下物料液相量增多，粘性增大易結(jié)圈，影響窯系統(tǒng)的通風(fēng)，增加排風(fēng)機(jī)電耗。第32頁/共86頁4.2.2燃料⑤灰分：燃料燃燒后剩下的不可燃燒的雜質(zhì)稱為灰分。成分多為硅酸鹽等無機(jī)化合物，如S、F、A、C、M等。其中S及A占大多數(shù)?；曳质侨剂现械挠泻Τ煞?，灰分越多，燃料品質(zhì)越低。其影響如下：煤灰增加，相應(yīng)地增加煤粉用量，改變工廠的物料平衡，同時(shí)會(huì)影響煤磨產(chǎn)量，有時(shí)需要放寬煤粉細(xì)度，這樣容易產(chǎn)生不完全燃燒，出現(xiàn)惡性循環(huán)。煤的灰分還影響熟料的化學(xué)成分，若煤的來源多，又未能均化，其灰分的波動(dòng)必然導(dǎo)致熟料化學(xué)成分及質(zhì)量的波動(dòng)。一般對(duì)窯外分解窯，要求煤粉的灰分＜27%。第33頁/共86頁4.2.2燃料⑥水分（M）：燃料中的水分是指自然水分（不包括化合結(jié)晶水）。一般是機(jī)械地混入燃料的非結(jié)合水和吸附在毛細(xì)孔中的吸附水。煤粉水分高，使燃燒速度減慢，且汽化時(shí)要吸收大量汽化熱，降低火焰溫度。但少量水分的存在能促進(jìn)碳和氧的化合，并且在發(fā)火后能提高火焰的輻射能力，因此水分一般控制在＜2.0%，最好控制在0.5%～1.0%。第34頁/共86頁4.2.2燃料

2、工業(yè)分析法煤的工業(yè)分析能夠較好地反映煤在窯爐中的燃燒狀態(tài)，而且分析手續(xù)簡(jiǎn)單，因而一般只做工業(yè)分析。工業(yè)分析包括對(duì)水分（M）、揮發(fā)分（V）、固定炭（C）、灰分（A）的測(cè)定，四項(xiàng)總量為100%。在四項(xiàng)量以外還需測(cè)定硫分，作為單獨(dú)的百分?jǐn)?shù)提出。對(duì)煤的灰分應(yīng)該作全分析，包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等化學(xué)成分以及煤的熱值(發(fā)熱量以每公斤煤能發(fā)出多少千焦的熱量表示，單位為kJ/kg)。分析基準(zhǔn)有：第35頁/共86頁4.2.2燃料

2、工業(yè)分析法

①．收到基----指工廠實(shí)際使用的煤的組成。原稱“應(yīng)用基”，在各組成的右下角以“ar”表示（原“y”）。第36頁/共86頁4.2.2燃料

2、工業(yè)分析法

②．空氣干燥基----指實(shí)驗(yàn)室所用的空氣干燥煤樣的組成（將煤樣在20℃和相對(duì)溫度70%的空氣下連續(xù)干燥1h后質(zhì)量變化不超過0.1%，即可認(rèn)為達(dá)到空氣干燥狀態(tài)，此時(shí)煤中的水分與大氣達(dá)到平衡），在各組成的右下角以“ad”表示（原f）?？諝飧稍餇顟B(tài)下留存在煤中的水分稱為空氣干燥基水分或內(nèi)在水分Mad，在空氣干燥過程中逸出的水分稱為外在水分Mar,f。收到基水分為總水分，即內(nèi)在水分與外在水分之和：第37頁/共86頁4.2.2燃料

2、工業(yè)分析法

③．干燥基----指絕對(duì)干燥的煤的組成。不受煤在開采、運(yùn)輸和貯存過程中水分變動(dòng)的影響，能比較穩(wěn)定地反映成批貯存煤的真實(shí)組成，在各組成的右下角以“d”表示（原g）。

④．干燥無灰基----指假想的無灰無水的煤組成。由于煤的灰分在開采、運(yùn)輸或洗煤過程中會(huì)發(fā)生變化，所以，除去灰分和水分的煤組成，或排除外界條件的影響。在各組成的右下角以“daf”表示（原r）。煤的各種成分的換算關(guān)系如下表。第38頁/共86頁4.2.2燃料

1．收到基----指工廠實(shí)際使用的煤的組成。ar

2．空氣干燥基----指實(shí)驗(yàn)室所用的空氣干燥煤樣的組成。ad

3．干燥基----指絕對(duì)干燥的煤的組成。d

4．干燥無灰基----指假想的無灰無水的煤組成。adf煤的各種成分的換算關(guān)系如下表。第39頁/共86頁4.2.2燃料

(三)、回轉(zhuǎn)窯對(duì)燃煤的質(zhì)量要求新型干法水泥生產(chǎn)采用了多風(fēng)道燃燒器、篦式冷卻機(jī)等，提高了二次風(fēng)溫度，對(duì)燃料要求相對(duì)較低，用低質(zhì)煤煅燒水泥熟料技術(shù)已成熟。低質(zhì)煤就是指揮發(fā)分Vad＜20%，灰分Aad＞30%，熱值Qnet,ad＜20935kJ/kg的煤，顯然低揮發(fā)分煤、貧煤（半無煙煤）、無煙煤均屬此列。

1．熱值：對(duì)燃煤的熱值希望愈高愈好，這可以提高發(fā)熱能力的煅燒溫度。熱值較低的煤使煅燒熟料的單位熱耗增加，同時(shí)使窯的單位產(chǎn)量降低。一般要求煤的低位發(fā)熱量Qnet,ad≥23000kJ/kg煤。第40頁/共86頁4.2.2燃料

(三)、回轉(zhuǎn)窯對(duì)燃煤的質(zhì)量要求

1．熱值

2、揮發(fā)分：煤在隔絕空氣的條件下加熱時(shí)，有機(jī)質(zhì)分解釋放出氣態(tài)和蒸氣狀物質(zhì)所占質(zhì)量百分率減去水分就是揮發(fā)分。它是碳元素同氫、氧元素組成的有機(jī)化合物。

煤粉在燃燒過程中，首先是揮發(fā)分從煤粒中析出并在一定的溫度下著火燃燒，隨著揮發(fā)分析出燃燒，在煤粒中形成許多孔隙，煤粒表面的空氣向內(nèi)擴(kuò)散與煤粒中部的固定碳被點(diǎn)燃，反過來又進(jìn)一步加快了揮發(fā)分的析出和燃燒。第41頁/共86頁4.2.2燃料

(三)、回轉(zhuǎn)窯對(duì)燃煤的質(zhì)量要求

1．熱值

2、揮發(fā)分煤的揮發(fā)分和固定炭是可燃成分。揮發(fā)分低的煤，著火溫度高，窯內(nèi)會(huì)出現(xiàn)較長的黑火頭，高溫帶比較集中。一般要求煤的揮發(fā)分≤35%。當(dāng)煤的揮發(fā)分不恰當(dāng)時(shí)，應(yīng)該采用配煤的方法，用高揮發(fā)分和低揮發(fā)分的煤搭配使用。第42頁/共86頁4.2.2燃料

(三)、回轉(zhuǎn)窯對(duì)燃煤的質(zhì)量要求

1．熱值

2、揮發(fā)分煤的著火溫度隨揮發(fā)分增加而降低，揮發(fā)份含量高的煤著火早，而且使煤的發(fā)熱過程持續(xù)較長的距離，因此火焰長。揮發(fā)分低的煤，絕大部分的熱能在很短的距離內(nèi)部能被釋放出來，這樣使火焰集中火焰短，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)局部高溫現(xiàn)象。揮發(fā)分對(duì)煤粉的燃盡也有直接影響，一般揮發(fā)分較高的煤形成的焦炭疏松多孔，它的化學(xué)反應(yīng)也較強(qiáng)。第43頁/共86頁4.2.2燃料

(三)、回轉(zhuǎn)窯對(duì)燃煤的質(zhì)量要求

1．熱值2、揮發(fā)分

3．灰分：見前介紹

4．水分：見前介紹第44頁/共86頁4.2.2燃料

(三)、回轉(zhuǎn)窯對(duì)燃煤的質(zhì)量要求

1．熱值2、揮發(fā)分3．灰分4．水分

5．細(xì)度：回轉(zhuǎn)窯用煙煤作燃料時(shí)，須將塊煤磨成煤粉再行入窯。煤粉細(xì)度太粗，則燃燒不完全，增加燃料消耗；同時(shí)，煤粉太粗，則煤灰落在熟料表面，使熟料成分不均勻，因此會(huì)降低熟料的質(zhì)量；而且燃燒不完全的煤粉落入熟料時(shí)由于氧氣不足，不能繼續(xù)燃燒，形成還原焰，使熟料中Fe2O3還原成FeO，造成黃心料，黃皮料。因此，煤粉細(xì)度最好控制在88um，篩余小于15%。若煙煤揮發(fā)分≤15%，則煤粉細(xì)度應(yīng)控制在6.0%以下。第45頁/共86頁4.2.2燃料

(三)、回轉(zhuǎn)窯對(duì)燃煤的質(zhì)量要求

1．熱值2、揮發(fā)分3．灰分4．水分

5．細(xì)度但煤粉磨得過細(xì)，既增加能耗，又容易引起煤粉自燃和爆炸。對(duì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)窯，在燃燒溫度和系統(tǒng)通風(fēng)量基本穩(wěn)定的情況下，煤粉的燃燒速度與煤粉的細(xì)度、灰分、揮發(fā)分和水分含量有關(guān)。一般水泥廠水分控制在1.0%以下，這時(shí)揮發(fā)分含量越高，細(xì)度越細(xì)，煤粉就越容易燃燒。當(dāng)水泥廠選定某礦點(diǎn)的原煤作燒成用煤時(shí)，揮發(fā)分、灰分基本固定，只有改變煤粉細(xì)度才能滿足煅燒工藝要求。第46頁/共86頁4.2.2燃料

為何要用無煙煤？我國幅員遼闊，煤炭?jī)?chǔ)量及品種分布極不平衡。煙煤主要分布在我國北方地區(qū)，廣大南方地區(qū)埋藏著以低揮發(fā)分為主的無煙煤。在傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)工藝中，回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線必須使用煙煤，這些煙煤主要來自北方的一些大煤礦，影響：一是增加北方煙煤的消耗量；二是增加了鐵路運(yùn)力；三是對(duì)煤炭未能做到物盡其用，使煤炭的利用率大大降低；四是南方水泥廠大量使用北方產(chǎn)煙煤，由于運(yùn)費(fèi)消耗，煤價(jià)上揚(yáng)，水泥生產(chǎn)成本大大提高，且由于交通運(yùn)輸緊張，為保證水泥連續(xù)生產(chǎn)，水泥工廠必須建大的貯煤場(chǎng)來貯煤，既增加了水泥廠基建投資和占地面積，也使生產(chǎn)成本提高，影響工廠經(jīng)濟(jì)效益。若能就地取材，用當(dāng)?shù)氐蛽]發(fā)份的無煙煤作燃料，既可減少基建投資降低生產(chǎn)成本，又可減輕運(yùn)輸壓力，合理利用煤炭資源。第47頁/共86頁4.2.2燃料

為何要用無煙煤？經(jīng)測(cè)算，在福建地區(qū)，根據(jù)煤的來源不同，用無煙煤比外購煤每噸熟料可降低成本25～40元，如果按日產(chǎn)2000噸熟料計(jì)算，僅燃料一項(xiàng)每年就可增加凈利潤1500萬～2400多萬元?，F(xiàn)福建地區(qū)普遍采用揮發(fā)分在3-5%的無煙煤，也能正常生產(chǎn)。立窯一般使用無煙煤，因立窯煅燒時(shí)，煤中的揮發(fā)分在預(yù)熱帶會(huì)逸出，并被廢氣帶走，故一般使用無煙煤更為有利。第48頁/共86頁4.3礦山資源和工業(yè)廢渣的綜合利用低品位原料的應(yīng)用低品位原料：指那些化學(xué)成分、雜質(zhì)含量與物理性能不符合一般水泥生產(chǎn)要求的原料。第49頁/共86頁4.4原料的開采及運(yùn)輸

主要原料（石灰石和粘土）資源，靠近工廠，自行開采。開采前對(duì)礦山資源進(jìn)行詳細(xì)的勘探；作必要的原料工業(yè)性試驗(yàn)。第50頁/共86頁4.4原料的開采及運(yùn)輸

水泥廠的原料一般是用露天開采。開采過程：

剝離：覆蓋層的剝離開采：有用礦的開采石灰石礦山第51頁/共86頁4.4原料的開采及運(yùn)輸

水泥廠的原料一般是用露天開采。開采過程：

剝離：覆蓋層的剝離開采：有用礦的開采鉆孔爆破采運(yùn)第52頁/共86頁4.4原料的開采及運(yùn)輸

礦石的運(yùn)輸，根據(jù)采石場(chǎng)距工廠的距離及采石場(chǎng)與工廠間的地形可以利用不同的運(yùn)輸工具。P57

表4.14

皮帶輸送機(jī)

鋼索絞車

自動(dòng)卸料汽車

小型內(nèi)燃機(jī)車

火車裝運(yùn)

架空索道

第53頁/共86頁4.5原料的破碎與烘干4.5.1破碎（一）、物料破碎的目的：便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存、烘干、計(jì)量配料、喂料、粉磨（二）、常需破碎的物料：石灰石、塊狀粘土質(zhì)原料、礦化劑、石膏、熟料等。第54頁/共86頁4.5原料的破碎與烘干4.5.1破碎（三）、破碎工藝：破碎：利用機(jī)械方法將大塊物料變成小塊物料的過程。（大于2～5mm）破碎段：物料每經(jīng)過一次破碎，稱為一個(gè)破碎段。石灰石破碎常一段或二段破碎。破碎比：物料破碎前后的粒度之比。

幾種破碎比第55頁/共86頁4.5原料的破碎與烘干4.5.1破碎（四）、破碎設(shè)備及選用破碎方法：壓碎擊碎磨碎折碎劈碎等常用破碎設(shè)備：顎式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、圓錐式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、反擊-錘式破碎機(jī)、立軸錘式破碎機(jī)等。第56頁/共86頁4.5原料的破碎與烘干第57頁/共86頁4.5原料的破碎與烘干4.5.2烘干烘干：利用熱能將物料中的水分汽化并排除的過程。烘干的目的：提高磨機(jī)粉磨效率；利于粉狀物料的輸送、儲(chǔ)存和均化。常需要烘干的物料：粘土、煤、礦渣等。第58頁/共86頁4.5原料的破碎與烘干4.5.2烘干被烘干物料的水分要求：采用普通干法粉磨工藝時(shí)，要求入磨物料的平均水分應(yīng)小于1.5%。一般設(shè)烘干設(shè)備，對(duì)含水多的物料進(jìn)行烘干采用烘干磨時(shí)，要求入磨物料的平均水分小于6%（也有的更高）。一般不設(shè)烘干設(shè)備，但當(dāng)平均水分超過允許入磨水分時(shí)，也需對(duì)含水多的物料烘干。

第59頁/共86頁4.5原料的破碎與烘干4.5.2烘干

烘干方法及設(shè)備：?jiǎn)为?dú)烘干烘干兼粉磨回轉(zhuǎn)烘干機(jī)最成熟，常用

懸浮烘干機(jī)流態(tài)化烘干機(jī)立式烘干塔烘干方法烘干設(shè)備

可簡(jiǎn)化流程，節(jié)省設(shè)備和投資，減少人員，減少揚(yáng)塵點(diǎn)，還可以利用窯尾和冷卻機(jī)的廢氣余熱。第60頁/共86頁4.5原料的破碎與烘干逆流式回轉(zhuǎn)烘干機(jī)第61頁/共86頁4.5原料的破碎與烘干4.5.3輸送與儲(chǔ)存

（一）物料的輸送常用的輸送設(shè)備皮（膠）帶輸送機(jī)斗式提升機(jī)振動(dòng)輸送機(jī)刮板輸送機(jī)溜管等機(jī)械輸送氣力輸送氣力提升泵空氣輸送斜槽第62頁/共86頁4.5原料的破碎與烘干

物料種類輸送方式常用設(shè)備備注塊狀或小粒狀物料機(jī)械輸送皮（膠）帶輸送機(jī)水平、傾斜輸送振動(dòng)輸送機(jī)埋刮板輸送機(jī)斗式提升機(jī)垂直輸送溜管（溜子）傾斜輸送粉狀物料機(jī)械輸送螺旋輸送機(jī)（常稱鉸刀）傾斜輸送提升機(jī)垂直輸送氣力輸送空氣輸送斜槽水平輸送氣力提升泵垂直輸送第63頁/共86頁4.5原料的破碎與烘干4.5.3輸送與儲(chǔ)存儲(chǔ)存的目的：平衡生產(chǎn)儲(chǔ)存期：物料的儲(chǔ)存量能滿足工廠生產(chǎn)需要的天數(shù)。儲(chǔ)存期過長，增加經(jīng)營費(fèi)用，過短則難以保證工廠生產(chǎn)連續(xù)均衡（原料－生料－熟料）。表3.17常用物料的最低可用儲(chǔ)存量及一般儲(chǔ)存期第64頁/共86頁4.5原料的破碎與烘干4.5.3輸送與儲(chǔ)存

儲(chǔ)存設(shè)施：露天堆場(chǎng)堆棚預(yù)均化堆場(chǎng)、均化庫圓庫聯(lián)合儲(chǔ)庫儲(chǔ)料倉（料倉、料斗）第65頁/共86頁4.6原燃料的預(yù)均化4.6.1均化與預(yù)均化的基本概念（一）、物料的均化

1、均化：通過采用一定的工藝措施，達(dá)到降低物料的化學(xué)成分波動(dòng)振幅，使物料的化學(xué)成分均勻一致的過程。

2、均化的意義：均化是保證熟料質(zhì)量、產(chǎn)量及降低消耗的基本措施和前提條件，也是穩(wěn)定出廠水泥質(zhì)量的重要途徑。

3.預(yù)均化：原料破碎后，入磨前進(jìn)行的均化。第66頁/共86頁4.6原燃料的預(yù)均化4.6.1均化與預(yù)均化的基本概念（一）、物料的均化生料均化鏈：P107第67頁/共86頁4.6原燃料的預(yù)均化4.6.1均化與預(yù)均化的基本概念（二）、評(píng)價(jià)物料均勻性的指標(biāo)1、標(biāo)準(zhǔn)偏差S=S——標(biāo)準(zhǔn)偏差（%）n——

試樣總數(shù)或測(cè)量次數(shù)，一般不應(yīng)少于20~30個(gè)xi——物料中某成分的各次測(cè)量值，xi~xn

——各次測(cè)量值的平均值，即=

標(biāo)準(zhǔn)偏差是一項(xiàng)表示物料成分均勻性的指標(biāo)，其值越小，成分越均勻。第68頁/共86頁4.6原燃料的預(yù)均化4.6.1均化與預(yù)均化的基本概念（二）、評(píng)價(jià)物料均勻性的指標(biāo)2、變異系數(shù)：3、均化效果：

變異系數(shù)：表示物料成分的相對(duì)波動(dòng)情況，變異系數(shù)越小成分的均勻性越好。

均化前物料的標(biāo)準(zhǔn)偏差與均化后物料的標(biāo)準(zhǔn)偏差之比H越大，表示均化效果越好第69頁/共86頁4.6原燃料的預(yù)均化4.6.1均化與預(yù)均化的基本概念（二）、評(píng)價(jià)物料均勻性的指標(biāo)4、合格率：指若干個(gè)樣品在規(guī)定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)上下限之內(nèi)的百分率?？梢苑从澄锪铣煞值木鶆蛐?，但不能反映全部樣品的波動(dòng)幅度及其成分分布特性。第70頁/共86頁4.6原燃料的預(yù)均化4.6.2原燃料的預(yù)均化（一）、定義：

原燃料在儲(chǔ)存、取用過程中，通過采用特殊的堆取料方式及設(shè)施，使原料或燃料化學(xué)成分波動(dòng)范圍減小，為入窯前生料或燃料成分趨于均勻一致而作的必要準(zhǔn)備過程。簡(jiǎn)言之，所謂原燃料的預(yù)均化就是原料或燃料在粉磨之前所進(jìn)行的均化。第71頁/共86頁4.6原燃料的預(yù)均化4.6.2原燃料的預(yù)均化（二）、原理：“平鋪直取”堆放時(shí)，盡可能地以最多的相互平行、上下重疊的同厚度的料層構(gòu)成料堆；取料時(shí)，按垂直于料層方向的截面對(duì)所有料層切取一定厚度的物料。第72頁/共86頁4.6原燃料的預(yù)均化4.6.2原燃料的預(yù)均化（三）、作用降低原燃料成分波動(dòng)，為準(zhǔn)確配料、提高生料均勻性，穩(wěn)定熟料煅燒提供良好的條件。

第73頁/共86頁4.6原燃料的預(yù)均化矩型預(yù)均化堆場(chǎng)圓型預(yù)均化堆場(chǎng)1、類型（一）預(yù)均化堆場(chǎng)第74頁/共86頁4.6原燃料的預(yù)均化矩形預(yù)均化堆場(chǎng)