“水泥生料制备技术”课程任务书
院（系）材料工程系班级水泥112 部门任务四任务下达日期：2012 年05 月11 日
任务完成日期：2012 年05 月25 日
任务题目：生料的配料
主要内容和要求：
内容：
根据硅酸盐水泥性能的要求，利用所选择的原料，合理选择生料配料方案，
进行配料计算，为后续熟料煅烧过程中各种物理化学反应的顺利进行提供保障，并能降低煅烧过程的热耗，提高熟料的产量和质量。
要求
1、合理选择选择配料方案
熟料矿物组成及率值
2、配料计算
利用“第一任务原料的选择”中本组所选择的原料编制excel配料计算表
3、实施配料方案。
利用“2”中编制的配料计算表完成“1”中所选择配料方案。
4、技术经济要求。
描述配料对粉磨电耗，熟料煅烧的影响。
指导教师签字：胡家林备注：第二组提交立磨图片（至少50张）
均化好的生料就要进入下个生产环节，即哦你改过定量设备进入生料磨进行粉磨，而粉磨好的生料将要进行煅烧，如何使煅烧质量容易控制，烧出好的孰料，那么配料计算必不可少。下面将对配料过程进行演算并选择定量喂料设备。
一、配料方案
1、设计孰料率值：KH=0.9±0.02 n=2.5±0.1 p=1.7±0.1
热耗：3150kj/kg Q net,ar=25978kj/kg
2、原料与煤灰的化学组成
3、煤的工业分析
二、配料计算
1、运用尝试误差法在Excel 表计算出了配料比为：
则原料经过配料比后的加入量（%）为：
所以干基生料为：
2、孰料中煤灰掺入量（%）
12
.310025978100
7.253150100G =???=?=y y
A Q S qA
则孰料中掺入煤灰的各氧化物组成
根据算出的煤灰掺入量，灼烧生料的加入量（%）为：
100-3.12=96.88
L -100A
=
灼烧基
3、孰料成分为：灼烧基+煤灰掺入量
4、计算湿基配合比
ω-100100干基成分
湿基成分?=
三、率值计算
1、石灰石饱和系数
90
.070
.208.270.207.0-93.235.0-65.465.195.66(8.2)7.035.065.1CaO KH 2
23232=????-=
---=
）（SiO SiO O Fe O Al
2、硅率
55
.293.265.470
.2032322=+=+=O Fe O Al SiO n
3、
70
.193.265.4p 3232===O Fe O Al
4、三率值与给定率值比较
可以看出三率值符合要求，说明配料比比较合适
四、定量喂料设备的选择
1、依据根据：被运物料的性质、所需的通过能力和存仓能力。
2、据上述和本次任务的实情，本组选择可运输小块和粒状物料喂料设备即可。适合上述情况的设备有：容积式喂料机、质量式喂料机、滇池振动喂料机等等。
3、具体分析：
a 、容积式喂料机中的圆盘喂料是通过改变下料套筒的高度和卸料刮板的位置，只能粗略的调节喂料量。
b 、电磁振动喂料机随电源电压和物料粒度、水分、压力等的变化而发生较大的波动，在要求喂料准确的情况下。电磁振动喂料机一般与电子皮带秤共同组成喂料计量系统，而此时电磁振动喂料机只做该系统的喂料装置。
c、电子皮带秤准确，可以测量瞬时的和累计的喂料量，可以实现连续定量喂料的快速而准确的自动调节。
所以分析后我们组选择电子皮带秤作为喂料设备。电子皮带秤分为恒速定量电子秤和调速定量电子秤。恒速定量电子秤在实际生产中，往往要求自动调节喂料量。以实现自动定量喂料和配料要求，但是，由于粒度、容积密度、湿度以及仓压、出料状态、电网电压、频率等因素的变化，是为了瞬间给料不能保持一个预定值。因此，采用连续自动喂料是必要的。
调速电子皮带秤则对各种块、粒状物料如石灰石、铁粉、粘土等进行连续、动态计量、控制给料。作为动态连续计量、配料的整机式自动化控制装置，为工业现场的生产控制、管理提供准确的计量数据和控制手段，并且结构紧凑、体积小、质量轻、工作稳定的优点，计量精度在±0.5％~±1％。
综上所述：本组选择调速电子皮带秤
型号：JC2000型调速皮带秤
特点：配料种类可达2~18种，配料精度高，累计精度≤0.5％，配料速度快，每小时可配料100~200吨以上。
工作原理：调速定量电子皮带秤通过调节皮带速度来实现定量喂料，无需另配喂料机。它依据重力秤原理设计得短皮带输送机式连续定量给料秤，当皮带秤秤体无物料时，称重传感器受力为零，即秤的皮重等于零；当物料从下料口运行到出料口，物料的重力传送到重力传感器的受力点，称重传感器测量出物料的重力并转换出与之成正比的电信号，经放大后与皮带速度相乘，即为物料流量。实际流量信号与给定流量信号相比较，再通过调节器，调节皮带速度，实现定量喂料的目的。
五、技术经济要求
配料对煅烧的影响
①、生料矿物组成
②、生料的化学成分
③、生料的颗粒组成
④、生料的液相量
⑤、孰料的矿物组成
⑥、煤的灰分
配煤量对粉磨电耗的影响
煤是一种既作燃料也作配料组分的特殊原料。在配制生料时，往往只注重其煅烧所需的热量，而对作为原料可能产生的不利于粉磨的因素如易磨特性、配入量等等，则未引起足够重视。这些因素中，尤以配入量对粉磨的影响最大。实测表明，在使用比原料难磨的燃料时，配煤10%～20%，生料粉磨电耗通常可增大20%～50%以上。
改善措施
粉磨工艺和设备
采用先进的粉磨工艺及设备如挤压机是消除上述影响的最有效的方法。实测表明，挤压机高产节能效果，得益于其粉碎机理所决定的大幅度改善物料粉磨特性的作用。表5列出两种不同粉碎方式的试验对比。
实测和上述试验均一致证明，在采用难磨燃料情况下，生料配煤量愈高，粉磨所需的电耗愈大。其改善措施最有效的方法是采用挤压粉磨系统，通过配煤量的改变或采用易磨燃料也可显著节电。
传统观点一直认为:煤具有助磨作用。试验结果与之并不尽然。当采用的煤本身Wi为16～30kWh/t，高于常规水泥原料及其配料，其低值已接近于熟料的粉磨难度，高值更难粉磨；随着煤的加入量增大，生料粉磨电耗即开始增大，至于采用Wi值小于16kWh/t的煤时，是否也有上述同样结果，尚需采集该类煤试验后才能确定。
结束语：在水泥生料配料工作中必须综合考虑如下因素，才能在熟料生产中实现高优质低耗及高运转率的目的，也才能称之为正确的配料理念。
配料培训资料 在水泥企业产生过程中，生料组分的配料方案是否合理、控制是否有效，将直接影响熟料的产量、质量、热耗及窑内耐火材料等各项指标经济效益，因此，它是熟料生产中不可缺少的环节；生料配方的设计首先要考虑的是，原料 的化学成分能否满足熟料矿物组成的设计以及配方的易烧性、易磨性、煤灰成 分的掺入量、窑灰成分的影响等因素；下面对水泥生产过程中的生料氧化物及 熟料的矿物组成，它们之间的关系、计算公式进行简单的介绍。 水泥性能主要来源于熟料的性能，决定熟料性能的是水泥熟料的矿物组成，硅酸盐水泥熟料矿物C3S（硅酸三钙）、C2S（硅酸二钙）、C3A（铝酸三钙）、C4AF（铁铝酸四钙）是由CaO（氧化钙）、SiO2（二氧化硅）、Al2O3（三氧化 二铝）、Fe2O3（三氧化二铁）四种主要氧化物化合而成，在一定条件下，各 氧化物的含量和彼此之间的比例，是水泥生产质量控制的基本要素。因此，人 们就想出了表示水泥中各氧化物含量及彼此之间关系的计算公式，称为率值。 率值可以简明扼要地表示水泥熟料性能及其对水泥煅烧的影响。我国目前一般 采用，石灰饱和系数（KH）、硅酸率（SM）、铝率（IM） （一）、石灰饱和系数饱和比：表示水泥熟料中氧化钙总量减去饱和酸性 氧化物（Al2O3、Fe2P3）所需的氧化钙后，剩下的与二氧化硅化合的氧化钙的 含量，与理论上二氧化硅与氧化钙全部化合生成硅酸三钙所需要氧化钙含量的 比例。简单说，KH表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和生产硅酸三钙的程度。 计算公式：KH=CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3/2.8SiO2 (二)、硅酸率又称硅率，以n表示，欧美以SM表示。表示熟料硅酸盐矿物与 熔剂矿物的比值。计算公式：SM=SiO2/Al2O3+Fe2O3 硅率高，则硅酸盐矿物多，对水泥熟料强度有利，但熔剂矿物少，液相量少，会给煅烧造成困难，硅率过低，则对熟料强度不利，且熔剂矿物多，易结圈等，不利于煅烧。 （三）、铝氧率又称铝率或铁率。以P表示，欧美以IM表示，熟料中C3A与 C4AF之间比值。计算公式：IM=Al2O3/Fe2O3 铝率过高，意味C3A多，C4AF少，液相粘度增加，对煅烧及水泥性能都造成较 大的影响。铝率过低，则C4AF多，液相粘度小，易结大块等。 化学成分与矿物组成间的关系
“水泥生料制备技术”课程任务书 院（系）材料工程系班级水泥112 部门任务四任务下达日期：2012 年05 月11 日 任务完成日期：2012 年05 月25 日 任务题目：生料的配料 主要内容和要求： 内容： 根据硅酸盐水泥性能的要求，利用所选择的原料，合理选择生料配料方案， 进行配料计算，为后续熟料煅烧过程中各种物理化学反应的顺利进行提供保障，并能降低煅烧过程的热耗，提高熟料的产量和质量。 要求 1、合理选择选择配料方案 熟料矿物组成及率值 2、配料计算 利用“第一任务原料的选择”中本组所选择的原料编制excel配料计算表 3、实施配料方案。 利用“2”中编制的配料计算表完成“1”中所选择配料方案。 4、技术经济要求。 描述配料对粉磨电耗，熟料煅烧的影响。 指导教师签字：胡家林备注：第二组提交立磨图片（至少50张）
均化好的生料就要进入下个生产环节，即哦你改过定量设备进入生料磨进行粉磨，而粉磨好的生料将要进行煅烧，如何使煅烧质量容易控制，烧出好的孰料，那么配料计算必不可少。下面将对配料过程进行演算并选择定量喂料设备。 一、配料方案 1、设计孰料率值：KH=0.9±0.02 n=2.5±0.1 p=1.7±0.1 热耗：3150kj/kg Q net,ar=25978kj/kg 2、原料与煤灰的化学组成 3、煤的工业分析
二、配料计算 1、运用尝试误差法在Excel 表计算出了配料比为： 则原料经过配料比后的加入量（%）为： 所以干基生料为： 2、孰料中煤灰掺入量（%） 12 .310025978100 7.253150100G =???=?=y y A Q S qA 则孰料中掺入煤灰的各氧化物组成 根据算出的煤灰掺入量，灼烧生料的加入量（%）为：
水泥厂的生料配料
一水泥生产原料种类及大致用量 1 主要原料： 1钙质原料：以碳酸钙为主要成分的原料，是水泥孰料中CaO的主要来源。一顿孰料需1.4-1.5吨石灰质干原料，在生料中月占80%左右。 2硅铝质原料：含碱和碱土的铝硅酸盐，主要成分为SiO2，其次为AI2O3，少量Fe2O3，是水泥孰料中SiO2,AI2O3,Fe2O3的主要来源。一吨熟料约需0-3~0.4吨粘土质原料，在生料中占11~17%。 2 生料定义：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、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。 3 生料分类：生料粉和生料浆两种。 （1）料粉：干法生产用的生料。一般水分≤1%。据生料中是否含煤又分为三种：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用。 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用。半黑生料：出磨生料中只含有煅烧所需煤的一部分。采用半黑生料法煅烧的立窑用。 （2）生料浆：湿法生产所用的生料。一般含水分32%~40%左右。 二配料的原则（率值）及对熟料质量的影响 1、配料定义：根据水泥品种、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。 2、配料的目的：根据原料资源情况，进行合理的配料，从而尽可能地充分 利用矿山资源确定个原料的配比。计算全厂的物料平衡，作为全厂工艺设计主机选型的依据。确定原料消耗比例改善物料易磨性和生料的易烧性，为窑磨创造良好的操作条件，达到优质，高产，低消耗的生产目的。 3 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。
水泥生料配料工艺及工况分析 1、水泥生料配料工艺介绍 图1、水泥生料配料环节流程示意图 水泥生料制备一般采用钙质原材料和硅铝质原材料，即石灰石，粘土质材料以及少量的校正原料。如图1所示由喂料控制器给皮带秤指令控制四种原材料按照一定的比例输出。经由皮带秤运输至生料磨，磨好的水泥生料经过空气斜槽，提升机运输至均化库。化验室会在空气斜槽一处进行取样化验，以此来监控水泥生料的质量避免生产的水泥生料质量较差对后面的生产环节造成恶性影响。而本课题所在的水泥厂引进的近红外在线分析仪安装在空气斜槽上，对水泥生料粉磨成分进行实时监测，然后传输至控制软件经过对传输过来的数据进行处理进而实现了对水泥生料生产的自动控制生产。
2.近红外线在线分析仪介绍 近红外在线分析仪是使用近红外技术获取无机原料的化学成分，将这一敏感的分析方法与先进技术的光普仪相结合，对水泥生料成分进行实时检测。如图2所示其测量原理是通过卤素灯泡发出近红外区间的光线照射到物料上，根据其矿物成分的不同，物料会按照特点的波长和特定的长度吸收部分光线的能量。傅立叶变换光谱仪连续扫描物料表面并分析近红外范围内所吸收的光谱和强度，将扫描分析的光谱按每分钟计算平均值并将结果发送到控制软件。 图2 近红外分析仪分析原理图 图3 近红外线在线分析仪 3、影响水泥生料配料工况因素分析 影响水泥生料工况的波动主要因素是原材料成分变化引起的。虽然水泥企业在购买原材料时每次都会对入场的矿石进行全分析化验出原材料成分，但由于采样具有随机性、片面性因此化验结果并不能代表整个料堆，而且现场预均化效果不好，因此出现了工况波动的情况发生。水泥生料配料是一个非线性大滞后环节，出来原材料成分变化影响外其他影响因素也较多，因此水泥生料成分控
绵阳职业技术学院 水泥生料制备 《水泥原料的选择项目报告书》 第一组 项目负责人：陈挺 成员：肖军 蓝田俊 甘伟 贾芳萍
“水泥生料制备技术”课程任务书 院（系）材料工程系班级水泥122 部门任务一 任务下达日期： 2013 年 03 月 11 日 任务完成日期： 2013 年 03 月 26 日 任务题目：水泥原料的选择 主要内容和要求： 内容： 根据新型干法水泥生产特点，选择适合该生产方法的原料，以满足制备硅酸盐水泥生料的要求。 要求 肖军——选择适合制备硅酸盐水泥生料要求的原料； 蓝田俊——分析所选原料对资源利用、环境保护的影响； 甘伟——对所选择的原料进行物理化学特性分析并对原料的质量进行评价；贾芳萍——根据分析结果，简要说明所选原料对生料制备、熟料煅烧的影响。
任务内容 原料选择：肖军一、石灰质原料 二、黏土质原料 粉砂岩 三、校正原料
四、燃料的选择 烟煤 挥发份：15%~40% Q值：21000~30000KJ/Kg 原料的物理化学分析——甘伟 一、石灰质原料 石灰石是由碳酸钙组成的化学与生物化学沉积岩。主要矿物为方解石微粒，纯净的石灰石在理论上含有百分之56CaO和百分之44CO2，呈白色，在自然界中的石灰石应含杂质的量不同，而呈不同的青灰,灰白，灰黑，淡黄及红褐色等不同颜色。石灰石一般呈块状，含水量一般不大于1.0％，其结构紧密性脆。 上述所选石灰石的CaO含量为55.39％，烧失量为43.41％，已接近于纯净，故近于白色。而二氧化硅占0.12％、氧化铝占0.21％和氧化铁占0.04％相对较低。MgO为0.59％相对较好（因为MgO过高会影响水泥的安定性）。总体而言，所选石灰石满足要求。 泥灰岩属石灰岩向黏土过度的中间类型岩石，泥灰岩因所含粘土量的不同其化学性质也发生变化，如果泥灰岩中CaO含量超过45%，称为高钙泥灰岩，若其CaO含量小于45%，称为低钙泥灰岩。泥灰岩颜色取决于粘土物质从青灰色，土黄色到灰黑色，颜色多样其质软，易采掘和粉碎，常呈夹层状或厚层状。 上述所选泥灰岩烧失量及含钙量都与所选石灰石没有太大区别。但是二氧化硅为4.86％、氧化铝为2.08％氧化铁为0.8％相对于所选石灰石较好。但MgO 含量为0.91％相对于所选石灰石较高（但高了不好）。 二、粘土质原料 粘土质原料的主要化学成分是二氧化硅，其次是三氧化铝、三氧化铁和氧化钙，其主要提供水泥熟料所需的酸性氧化物。 页岩是粘土经过长期胶结而成的粘土岩，主要成分是SiO2,Al2O3,还有少量的Fe2O3,R2O等，化学成分类似与黏土。页岩颜色不定，一般为灰黄，灰绿，黑色以及紫色等，结构致密坚实，层理发达，通常呈页状或薄片状。 上述所选页岩的硅酸率为2.1∽2.8，在实际生产中偏低了，故通常需要在配料时适当加入硅质校正原料。 粉砂岩是由直径为0.01∽0.1mm的粉砂经过长期胶结变硬后的碎屑沉积岩。
?作者：曾庆新单位:[2010-8-13] 关键字:生料-配料 ?摘要: 0前言 福建春驰集团新丰水泥有限公司2500t/d水泥熟料第一条生产线于2006年12月建成投产，同规格第二条生产线于2008年5月建成投产，石灰石均化设施采用Φ80m圆堆场均化系统、生料配料采用库底皮带调速配料系统、粉磨工艺采用二条MLS3626立式磨系统进行原料的烘干与粉磨，生料采用四组分(石灰石、粉砂岩、低硅粉砂岩和铁粉)进行配料，化学成分见表1。水泥生产中影响出磨生料质量的因素较多，不合格和波动大的出磨生料会严重影响熟料的煅烧和出窑熟料质量。现就我公司生料配料调配方法简介如下，供同行参考。 表1原材料化学成分(%) 材料水分Si02A1203Fe203CaO MgO 石灰石0.57.080.960.2149.620.83 粉砂岩12.069.0315.38 6.690.890.81 低硅粉砂岩14.663.4522.339.580.890.28 铁粉12.234.379.8435.84 4.74 1.20 1生料配料的简易调整方法 1.1将4组份简化为两组份 出磨生料质量达不到控制要求时，中控操作员需进行调整材料配比，此时把四组分配料看成石灰石与其它材料的二组分配料，其它材料再分成粉砂岩与低硅粉砂岩和铁粉之间的配比，这样进行配料调整会变得操作简单和相对准确。 (1)出现KH值较小幅度偏离控制值且SM、IM无偏离控制值时，仅需调整石灰石与其 它材料配比值，而不调整具体的粉砂岩配比、低硅粉砂岩配比和铁粉配比就可以改变KH值又不显著改变SM、IM值。 (2)出现SM、IM值较小幅度偏离控制值且KH无偏离控制值时，不需调整石灰石与其 它材料配比值，而调整其它材料的粉砂岩配比、低硅粉砂岩配比和铁粉配比中的二个或三个配比就可以改变SM、IM值又不显著改变KH值。 (3)出现KH、SM和IM值较小幅度偏离控制值，可调整石灰石与其它材料配比值来改 变KH值，同时调整其它材料的粉砂岩配比、低硅粉砂岩配比和铁粉配比中的二个或三个配比来改变SM、IM值。
用Excel进行预分解窑水泥生料配料计算 邹立 四川万源市大巴山水泥有限公司万源市636350 摘要：利用微软的Excel软件的规划求解，进行预分解窑水泥生料配料计算，是一种简单易行、方便快捷的好方法。 关键词：Excel 规划求解生料配料 1.准备工作 1.1检查微软的Excel是否安装了“规划求解”宏。 在安装微软Office2000时，默认安装情况下，不会在 Excel中安装“规划求解”宏，因此应加装该选项。方法是：运行Excel,点击菜单“工具”，选择“加载宏”，在弹出的窗口中选择“规划求解”，按“确定”。 如Excel没有安装“规划求解”宏，则插入Office的安装盘或在硬盘上准备好安装程序，然后按“是”，系统就会自动安装这项功能。 1.2准备好各种原料化学成分数据、熟料目标率值、窑系统热耗、原煤的热值和灰分、原煤灰分的化学成分数据。 2.在Excel表中输入数据 在Excel表中输入上述数据（见表1）,万源大巴山水泥1000t/d熟料生产线为四组份配料，因此可以控制三个率值：KH、SM、IM。 3.假设原料配比 在Excel表中填入假设的各原料配比，可以将初始配比设为石灰石20、页岩20、铁矿20,最后砂岩一项应填上“＝100-（鼠标点）石灰石配比的单元格-页岩配比的单元格-铁矿配比的单元格”，再敲回车键，这样才能保证配比之和为100。
4.计算生料成分 在Excel表中适当的位置计算根据假设的原料配比而得 到的生料成分。生料化学成分=各原料化学成分与其配比的乘积之和。方法是：在生料化学成分对应的Loss单元格中（本例为B9）输入“=sumproduct(B5:B8,$M5:$M8)/100”回车。其中B5:B8为各原料Loss含量所在的单元格，$M5:$M8为各原料配比所在的单元格。生料的其他化学成分可以通过对生料Loss单元格的拖拉来获得。方法是点击生料Loss单元格（本例为B9）,将鼠标移到该单元格的右下角，将光标变为黑十字时，按下鼠标左键，向右拖拉至生料成分对应的Cl- 单元格（本例为K9）,松开鼠标左键即可。 5．计算灼烧基生料成分 水泥生料在煅烧后，原料中的Loss就没有了，因此为了计算熟料成分，就必须计算生料去除Loss后的化学成分，即灼烧基生料成分。生料灼烧基成分=原生料成分/(1-Loss/100)。方法是：在Excel表中相应灼烧生料SiO2的单元格中（本例为C10）输入“=C9/(1-$B9/100)”回车。其中C9为原生料SiO2的单元格位置，B9为原生料Loss的单元格位置。灼烧生料的其他化学成分也可通过对SiO2单元格的拖拉来获得。 6．计算煤灰掺入量 组成熟料的一小部分是燃料燃烧后产生的煤灰。煤灰掺入量计算公式是：煤灰掺入量（煤灰占熟料的百分比）=烧成热耗÷煤热值×煤灰分。于是在对应的煤灰比例中（本例为M11）输入“=A15/A17*A19”回车。其中A15为烧成热耗所在单元格，A17为煤热值所在单元格，A19为煤灰分所在单元格。 熟料的另一部分为灼烧生料，其比例为100-煤灰比例。于是在对应的灼烧生料比例中（本例为M10）输入“=100-M11”回车，得到灼烧生料在熟料中的比例。其中M11为煤灰比例所在单元格。 7．计算熟料成分和率值 有了灼烧生料、煤灰的化学成分和比例就可以方便地算出熟料成分。方法是：在Excel 表中相应熟料SiO2的单元格中（本例C12）输入“=sumproduct(c10:c11,$m10:$m11)/100”回车。其中C10:C11为灼烧生料、煤灰的SiO2单元格位置，$M10:$M11为它们的比例单元格位置。得到熟料的SiO2值，再通过对SiO2单元格的拖拉可以获得熟料其他化学成分。
硅酸盐水泥配料及生料制备 一、生料及配料的基本概念 1 生料 1.1 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、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。 1.2 分类：生料粉和生料浆两种。 （1）、生料粉：干法生产用的生料。一般水分≤1%。据生料中是否含煤又分为三种： 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用。 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用。 半黑生料：出磨生料中只含有煅烧所需煤的一部分。采用半黑生料法煅烧的立窑用。（2）、生料浆：湿法生产所用的生料。一般含水分32%~40%左右。 2 配料的概念及常用计算式 2.1 概念 1、定义：根据水泥品种、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。 2、配料计算的目的： （1）设计 （2）生产 3、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。 2,2 配料计算中的常用基准 1、干燥基准：用干燥状态物料（不含物理水）作计算基准，简称干基。 如不考虑生产损失，有： 各种干原料之和=干生料（白生料） 2、灼烧基准：生料经灼烧以后去掉烧失量之后，处于灼烧状态，以灼烧状态作计算基准称为灼烧基准。如不考虑生产损失，有：
灼烧生料+煤灰（掺入熟料中的）=熟料 3、湿基准：用含水物料作计算基准时称为湿基准，简称湿基。 4、基准间的转换： （1）干基转灼烧基： 式中：A——干基物料成分（%） L——干基物料烧失量（%） （2）干基转湿基： 式中：w——物料含水量（%） 2,3 熟料热耗与煤耗 1、热耗：生产1kg熟料所消耗的热量。符号q，单位kj/kg； 2、煤耗：生产1kg熟料所消耗的煤的质量。符号p，单位kg/kg 式中：Qnet,ar——煤的收到基低位发热量（kj/kg） 煤耗分实物煤耗、标准煤耗两种，上式中，煤的发热量用的是什么煤，算出的就是什么煤耗。 2.4 煤灰掺入量 式中：G A——熟料中煤灰的掺入量（%）； A ar——煤的收到基灰分含量（%）； S——煤灰沉落于熟料中的百分率（%）。一般取S=100。 2.5 理论料耗 理论料耗K T：不计生产损失和物料水分的情况下，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。 1、回转窑、立窑白生料的理论料耗： ［（kg白生料）/（kg熟料）］ 式中：K T——理论料耗； L白——白生料的烧失量（%）。 2、立窑全黑生料理论料耗： ［（kg黑生料）/（kg熟料）］ 3、立窑半黑生料理论料耗： ［（kg半黑生料）/（kg熟料）］ G A，——半黑生料生产时外加煤掺入熟料的煤灰掺入量（%）。 三、配料计算 3.1 尝试误差法 配料计算方法很多，应用较多的是尝试误差法中的递减试凑法。即从熟料化学成分中依次递减配合比的原料成分，试凑至符合要求为止，下面介绍该方法：
水泥生料配料培训课件 配料培训资料 在水泥企业产生过程中，生料组分的配料方案是否合理、控制是否有效，将直接影响熟料的产量、质量、热耗及窑饱和比:表示水泥熟料中氧化钙总量减去饱和酸性氧化物(Al2O3、Fe2P3)所需的氧化钙后，剩下的与二氧化硅化合的氧化钙的含量，与理论上二氧化硅与氧化钙全部化合生成硅酸三钙所需要氧化钙含量的比例。简单说，KH表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和生产硅酸三钙的程度。计算公 式:KH=CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3/2.8SiO2 (二)、硅酸率又称硅率，以n表示，欧美以SM表示。表示熟料硅酸盐矿物与熔剂矿物的比值。计算公式:SM=SiO2/Al2O3+Fe2O3 硅率高，则硅酸盐矿物多，对水泥熟料强度有利，但熔剂矿物少，液相量少，会给煅烧造成困难，硅率过低，则对熟料强度不利，且熔剂矿物多，易结圈等，不利于煅烧。 (三)、铝氧率又称铝率或铁率。以P表示，欧美以IM表示，熟料中C3A与 C4AF之间比值。计算公式:IM=Al2O3/Fe2O3 铝率过高，意味C3A多，C4AF少，液相粘度增加，对煅烧及水泥性能都造成较大的影响。铝率过低，则C4AF多，液相粘度小，易结大块等。 化学成分与矿物组成间的关系 熟料中的主要矿物由各主要氧化物经高温煅烧化合而成，熟料矿物组成取决于化学组成，控制合适的熟料化学成分是获得优质水泥熟料的中心环节，根据熟料化学成分也可推测出熟料中各矿物的相对含量高低。氧化钙(CaO)
CaO是水泥熟料中最重要的成分，与其它氧化物形成四种主要矿物。增加CaO 含量能增加C3S含量，CaO含量低则C3S低，C2S相应增加。一般说来，增加熟料中的CaO含量可提高水泥强度，但CaO含量过高易产生过多的f,CaO。 二氧化硅(SiO2) SiO2也是水泥熟料的主要成分之一，与CaO形成硅酸盐矿物。SiO2高，C2S 多，C3S低，影响水泥质量，煅烧时液相量少，烧成困难，熟料易“粉化”。 SiO2低，则硅酸盐矿物少，熔剂矿物增加，会降低水泥强度，煅烧时液相量多，易结大块。 三氧化二铝(Al2O3) 与氧化钙、氧化铁生成C3A、C4AF。Al2O3高，C3A多，水泥凝结硬化速度快，水化热大，抗硫酸盐性能变差。Al2O3过高，煅烧时液相粘度大，不利于C3S形成，易结大块。 三氧化二铁(Fe2O3) 与CaO、Al2O3形成C4AF，增加Fe2O3，可降低液相粘度，降低熟料烧成温度，加速C3S形成，提高水泥抗硫酸盐性能，但凝结硬化变慢。Fe2O3过高，易结大块。 硅酸盐水泥熟料中的主要矿物有以下四种:C3S(硅酸三钙)、C2S(硅酸二钙)、C3A(铝酸三钙)、C4AF(铁铝酸四钙)，另外还有少量的f-CaO、方镁石、含碱矿物、玻璃体。通常，熟料中C3S+C2S含量75%左右，C3A+C4AF含量22%左右，他们的特性如下: 1、C3S含量通常占熟料的50%以上，其特点:水化较快，早期强度高，强度 增进率大，干缩性、抗冻性较好，但水化热较高，抗水性差，抗硫酸盐侵蚀能力较差。C3S形成需要较高的烧成温度和较长的烧成时间，含量过高，烧成困难，易导致f-CaO增多，熟料质量下降。
水泥厂生料配料 一、生料及配料的基本概念 1 生料 1.1 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、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。 1.2 分类：生料粉和生料浆两种。 （1）、生料粉：干法生产用的生料。一般水分≤1%。据生料中是否含煤又分为三种： 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用。 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用。 半黑生料：出磨生料中只含有煅烧所需煤的一部分。采用半黑生料法煅烧的立窑用。（2）、生料浆：湿法生产所用的生料。一般含水分32%~40%左右。 2 配料的概念及常用计算式 2.1 概念 1、定义：根据水泥品种、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。 2、配料计算的目的：（1）设计 （2）生产 3、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。 2,2 配料计算中的常用基准 1、干燥基准：用干燥状态物料（不含物理水）作计算基准，简称干基。 如不考虑生产损失，有： 各种干原料之和=干生料（白生料） 2、灼烧基准：生料经灼烧以后去掉烧失量之后，处于灼烧状态，以灼烧状态作计算基准称为灼烧基准。如不考虑生产损失，有： 灼烧生料+煤灰（掺入熟料中的）=熟料 3、湿基准：用含水物料作计算基准时称为湿基准，简称湿基。 4、基准间的转换： （1）干基转灼烧基： 式中：A——干基物料成分（%） L——干基物料烧失量（%） （2）干基转湿基： 式中：w——物料含水量（%） 2,3 熟料热耗与煤耗 1、热耗：生产1kg熟料所消耗的热量。符号q，单位kj/kg； 2、煤耗：生产1kg熟料所消耗的煤的质量。符号p，单位kg/kg 式中：Qnet,ar——煤的收到基低位发热量（kj/kg） 煤耗分实物煤耗、标准煤耗两种，上式中，煤的发热量用的是什么煤，算出的就是什么煤耗。 2.4 煤灰掺入量 式中：G A——熟料中煤灰的掺入量（%）；
一、物料平衡式：（不考虑生产损失） 1、干石灰石+干粘土+干铁粉=干生料 2、灼烧石灰石+灼烧粘土+灼烧铁粉=灼烧生料=熟料 3、灼烧生料+煤灰（掺入熟料中的）=熟料 4、熟料的率值计算公式： KH=(C-1.65*A-0.35*F)/2.8*S SM=S/(A+F) IM=A/F 一、石灰饱和系数： 公式：KH= 2 3 2328.235.0065.1SiO O Fe Al CaO -- 意义：水泥熟料中的总CaO 含量扣除饱和酸性氧化物所需要的氧化钙后，所剩下的与二氧化硅化合的氧化钙的含量与理论上二氧化硅全部化合成硅酸三钙所需要的氧化钙含量的比值。简言之。KH 表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。 取值：0.87~0.96 二、硅 率: 公式: n(SM)= 含义: 反映了熟料中硅酸盐矿物、 熔剂、矿物的相对含量。 取值：1.7~2.7 三、铝 率: 公式: p(IM)= 3 23 2O Fe O Al 含义：说明熟料中C3A 、C4AF 的相对含 量。 反映液相的性质。(C3A 产生的液相粘度大；C4AF 产生的液相粘度小.) 取值：0.9~1.9 配料计算 配料方法 1、尝试误差法 先按假定的原料配合比计算熟料的组成。若计算结果不符合要求，则调整原料的配合比再进行重复计算直至符合要求为止。 2、递减试凑法 从假定的熟料化学成分中依次递减假定配分比的原料组分，试凑至符合要求为止。 3、酸碱滴定法 根据已确定的生料碳酸盐滴定值和实际测得石灰石、粘土的滴定值按规定的公式作简单的计算，较快地得出各种原料的配合比 4、烧失量法 水泥生料的烧失量一般为34～36%。预先确定的生料烧失量数，按实测石灰石烧失量及实测粘土烧失量，计算原料的配合比。 配料计算实例 已知原料、燃料的有关分析数据如表4－10、4－11，假设用窑外分解窑以三种原料配合进 3 2322 O Fe O Al SiO +
举例说明水泥生料配料计算的方法 已知原料、燃料的有关分析数据如表1和表2所示，假设用悬浮预热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＝2.10、IM＝1.30，单位熟料热耗为3350kJ/kg熟料，计算其配合比。 表1 原料与煤灰的化学成分（%） 表2-2-5 煤的工业分析 解： 1.计算煤灰掺入量 100kg熟料中的煤灰掺入量可按下式近似计算： Ga＝ qA S Q ad net ad 100, = PA S ad 100 = 33502856100 10020930 ×× × . = 4.57（%） 式中：Ga——熟料中煤灰掺入量，％； q——单位熟料热耗，kJ/kg熟料； Q net,ad——煤的热值，kJ/kg； A ad——煤的空气干燥基灰分含量，％； S——煤灰沉落率，％； P——煤耗，kg/kg熟料。 煤灰沉落率因窑型而异，如表3所示。 表3 不同窑型的煤灰沉落率（％） 注：电收尘窑灰不入窑者，按无电收尘器者计算。 2.根据熟料率值，估算熟料化学成分 已知KH=0.89，SM=2.1，IM=1.3，根据式2-2-29～2-2-32，假设Σ=97.5%，熟料化学成分计算如下：
Fe 2O 3 = Σ (.)().. 2811265135KH IM SM IM ++++= 4.5（%） Al 2O 3 = IM Fe 2O 3 = 5.85（%） SiO 2 = SM (Al 2O 3 + Fe 2O 3) = 21.74（%） CaO = Σ - (SiO 2 + Al 2O 3 + Fe 2O 3) = 65.41（%） 3.累加试凑计算 表4 累加试凑过程 （以100kg 熟料为基准） 上表中最后一个累计熟料成分即为所配熟料的实际化学成分，备注栏中的三个率值和热耗即为所配熟料的实际率值和热耗，可见已十分接近要求值。值得注意的是，累计熟料的合计值不一定非要等于100，只要验算的熟料率值和热耗符合要求即可，但此时熟料成分必须换算成百分数。 4.计算熟料料耗 由表4可得，配制100kg 熟料所需的干原料（即熟料料耗）如下： 石灰石 = 122 9995 .×100 = 122.06 (kg) 粘土 = 23269995 -..×100 = 20.41 (kg) 铁粉 = 58 039995 ...+×100 = 6.10 (kg) 5.计算生料配比 石灰石 = 12206 122062041610....++×100% = 82.16% 粘土 = 2041 122062041610....++×100% = 13.74% 铁粉 = 610122062041610.... ++×100% = 4.10% 注意，以上配比为干原料配比，如原料含有水分，可根据原料水分含量进行换算。
生料配料控制既是水泥生产工艺过程控制和质量控制的关键环节，也是实现水泥生产 过程自动控制和配料方案准确实施的重要技术手段。因此，在水泥生产中大力推广先进的生料配料控制系统，不仅能提高水泥配料质量和生产效率，而且可以减轻操作工人的劳动强度、降低生产成本。 针对我国水泥生产现状，根据中小型水泥生产的特点以及配料生产存在的自动化程 度低、实时监控性差、生产效率低等问题。首先，本文确定以生料配料系统为研究对象，对目前水泥生料配料系统作了概述，然后从实际应用角度出发确定了由工业控制计算机和电子皮带秤组成的生料配料集散控制系统总体方案。 在此基础上，本文以称重原理和误差分析为基础，首先分析了电子皮带秤的称重原 理以及现有电子皮带秤的结构，以电子皮带秤的误差源展开分析，说明各误差产生的原因以及如何克服和减少误差的方法，提出了水泥厂实用电子皮带秤，并列举了相应的实施和验证。证明了所选电子皮带秤有明显的优点。 本文根据水泥生料配料的工作原理提出了利用率值控制算法建立水泥生料配料控制 系统模型，该算法根据水泥生料配料要求和实时检测到的水泥生产线的生料三率值，实时计算出生料配料中各种原料的最优配料比，然后通过配料控制器来实现各种原料配料量的在线调整，从而在很大程度上解决了配料过程中存在的滞后问题，大大提高了水泥生料配料的控制精度。 关键词水泥生料配料系统电子皮带秤荧光分析仪集散控制系统 根据水泥品种、原料的物理、化学性能与具体的生产条件，确定所用原料的配合比， 称为生料的配合，简称配料。合适的配料方案既是工艺设计的依据，又是正常生产的保证。配料包括原料的选择、熟料的组成设计与生料配料的配料计算。 水泥厂制造硅酸盐水泥的主要原料是石灰质原料(主要提供氧化钙)和粘土质原料 (主要提供氧化硅和氧化铝)，由于我国粘土质原料含氧化铁不足，使用天然原料的水泥厂，需用铁质校正原料，即采用石灰质原料、粘土质原料和铁质校正原料进行配料。 水泥厂配料的工作原理:水泥厂生料配料的首先由化验室分析工从各原料堆场(石灰 石、粘土、铁粉)取样，经过原料分析确认各物料的化学成份，化验室技术员根据化学成份，按工艺生产要求的生料中氧化钙(Ca口)和氧化铁(FeZq)的含量(CaO43.;5FeZq 2.8)，通过配料公式计算得出各物料所占总体的百分比，技术员下发配料通知单给微机 配料室。微机配料工就按照化验室技术员下的氧化钙、氧化铁指标对生料进行配料。 水泥厂生料生产的配料工作是一个非常重要的工作，生料配料的好坏决定了熟料的锻 烧操作，决定了熟料的质量。水泥厂现在一般采用电子皮带秤配料，配好的混合料通过磨机粉磨后，由荧光分析仪分析生料的化学成分并把化验结果输送给微机控制系统，微机控制系统对分析结果进行处理并与目标值比对，输出新的配料比给配料控制器，由配料控制器调整各种物料在总量中所占的百分比，保证出磨的生料的化学成分是合格的。〔门 1.2课题来源 近年来，随着改革开放和国民经济的不断发展，国家基础建设规模不断扩大。水泥 - 一作为建筑工业的“粮食”，其用量不断扩大。据国家统计局的统计，“十五”期间，
水泥生料配料的研究 发表时间：2019-06-14T16:14:45.900Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年2期作者：张伯超 [导读] 水泥生产的主要工艺单元包括：生料制备（含生料混合、粉磨和均化）、熟料煅烧和水泥粉磨与包装等。 冀东水泥滦县有限责任公司河北唐山 063708 摘要：水泥生料配料过程是水泥生产中的重要工序。其目的是将各种原料按照一定的比例混合制成水泥生料成品，生料中各种化学元素含量指标决定了水泥产品质量。根据水泥品种的不同要求，在熟料内掺入适量石膏及混合材，经高精度计量秤配料后送入水泥粉磨设备，制造出符合要求质量优良的水泥。因此，生料配料过程是水泥生产的基础，如果配料的质量达不到要求，轻则造成原料、能源的浪费，重则影响产品的质量和产率，甚至会酿成生产事故。总之，控制生料质量是水泥生产企业质量控制的关键之一，而生料配料过程中能否实现规定的配比则是生料质量控制的重要内容。 关键词：水泥生料；配料过程；优化控制 水泥生产的主要工艺单元包括：生料制备（含生料混合、粉磨和均化）、熟料煅烧和水泥粉磨与包装等。水泥生产过程是一个典型的连续过程，任何一个阶段的生产都对后续过程有着重要影响。要生产符合标准的水泥，必须要有稳定、合适的生料，这既体现了生产高质量熟料的要求，又能为烧成操作提供稳定的生产条件。在配料过程中采用先进的优化控制系统，保证了生料配比的最优化，配料配制出符合要求的生料成品，对于提高熟料以及成品质量尤为重要，企业的生产效益和原料的利用率提高都有极大的帮助，以及降低工人的劳作强度、和能源节约有着重要作用。 一、水泥生料配料控制系统的整体结构 优化控制系统结构主要包括优化系统、控制系统、监控系统三个部分，优化控制系统主要是对电子皮带秤上各原料实际流量进行控制，使各化学成分在生料成品的百分含量达到生产指标要求。在配料过程中不仅要符合生料的指标，还要考虑控制生产成本，使生产成本降到最低，优化控制系统是实现以上所有功能的关键。水泥生料控制系统的结构功能图监控系统主要是用Win CC 软件来开发设计的监控画面，基本功能是对水泥生料配料过程中工艺参数以及设备运行状态的监控，主要包括各种原料流量设定值、实际值参数监测，以及生料仓的液位状态、原料实时在线趋势图、报警系统的监控和立磨机皮带秤电机、选粉机等设备的启停。监控系统能够及时监视控制整个配料过程，使整个系统更加准确无误的运行。优化系统以生料成品中化学元素含量指标为约束条件，控制生产成本最低为目标，运用序列二次规划法计算出各种原料的流量设定值，然后把这些原料流量设定值传送给底层回路进行PID 调节控制，即通过控制变频器的输出频率大小来控制原料皮带秤驱动电机的转速，实现原料的实际流量值跟踪设定流量值，完成水泥生料配料过程。 控制系统主要包括逻辑控制和连续控制，逻辑控制主要包括对立磨机、选粉机、电子皮带秤等设备的启停。在逻辑控制过程中，要注意各种控制设备的运行状态，建立设备间启停、联锁等逻辑控制避免造成设备损害。连续控制主要是通过PID 控制变频器的输出频率来控制电子皮带秤上各原料的实时流量值变化，PID 的比例、积分、微分参数可以根据原料化学成分的改变而进行相关整定修改，使各原料实时流量值能够实时准确地跟踪原料的设定值。 二、水泥生料配料控制系统的整体设计 1、水泥生料配料系统控制结构设计。根据系统总体结构，采用上位机作为主控器，通过RS-485 总线与各功能控制器进行数据通信，组成总线式集散控制系统。基于RS-485 总线所组成的网络允许接入一个主控制器，即是主从工作方式。总线的控制权始终在于主控制器，主控制器与各功能控制器的通讯采用广播式，这种方式下的纯数据采集系统通讯协议简单，通讯差错开销少。适合于集散式控制测量的场合。上位机是控制系统的核心，实现水泥生料配料的多种配方的存储与计算，进行系统运行的综合管理与监控，通过RS-485 总线向各控制器索要生产数据、监控设备运行状态、发出控制命令及参数，指挥协调各部分有序高效工作，实现生产过程的自动化运行。系统实现对多种物料的进料量及配比进行实时控制管理，定时对生产数据进行存档和打印，随时以图形及数据显示各物料的进料量、配比和电动机转数的设备运行参数，可随机地依据化验分析结构进行标准值的修改完善工作。物料控制器功能以AT89S52 单片机为核心，对称重传感器和测速传感器的信号进行处理，经A/D 转换送入单片机，单片机按上位机预先设置的配方值采用PID 控制算法运算，去控制相应电动机的下料速度，实现对物料的计量控制。置光电隔离器以提高系统抗干扰能力，实施相关设备的控制以及相应参数的LCD 显示。 2、水泥生料配料系统控制算法。水泥生料配料控制系统是按生产工艺要求，把各种原料按照配方控制计量，通过皮带进入生料磨，然后通过选粉机，合格的生料入生料均化库，不合格的返回生料磨。由上位机按预先设计的配方，确定各种原料的流量给定值，经系统RS-485 通信总线将其发布给各物料配料控制器。当上位机由通信总线得到主料即石灰石的流量，因卡料、物料颗粒过大或过小、物料湿度的因素的影响，而有较大偏差时，起动主副随动算法，动态地给出新的各物料控制给定值。 如图各物料配料控制器组成的单个物料配料系统分析：按照工艺流程，进入配料程序时，通过检测皮带机上物料重量和皮带电机的转速，经计算得到物料的流量，依据所采集的动态实时流量数据与给定值比较得到流量偏差，利用控制算法按偏差进行皮带秤电机的调速控制。同时将检测参数上传给上位机。 3、水泥生料配料参数PID 控制器设计。通常，PID 控制器的控制算式为： 比例系数Kp 的作用在于加快系统的响应速度，提高系统调节精度，Kp 越大，响应速度越快，调节精度越高，但过大将产生超调，甚至导致系统不稳定。积分系数Ki 的作用在于消除系统稳态误差，Ki 越大，静差消除越快，但过大会产生积分饱和而引起较大的超调。微分系数Kd 影响系统的动态特性，Kd 越大，越能抑制偏差变化，但过大会延长调节时间，降低抗干扰能力。根据参数Kp、Ki、Kd 对系统输出