熟料率值及配料计算80页PPT

碱 = 硫酸盐
早期强度增加 + 0.1% Na2O溶胶 1天后达到1.5 KPa
Cement Manufacturing Process
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目录
绪论 比率和其他控制参数的影响 熟料形成阶段及最适宜的煅烧和冷却条件 熟料阶段的特征 次要成分 每一阶段对质量的影响
Cement Manufacturing Process
杂质对水泥的特性有影响
Cement Manufacturing Process
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下列各点我们会一一介绍……
原料
•化学产品 •碱, MgO •硫酸盐 •氯化物 •金属
生料 •原料的混合比 •细度
燃料 •硫磺 •氯 •金属
窑
•窑气 •温度 •T型 •游离石灰
冷却机 •冷却率
粉磨
仓库
•细度
•老化
•硫酸盐添加剂 •温度
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其他控制参数的影响
细度
影响可化合温度 废料的化学成分
与生料接近的成分 钙质废料——游离石灰和二钙硅酸盐 硅土废料——化合性差
液态
1400ºC时的典型比例是24-27% 液态的比例越高，煅烧就越容易 液态过多会产生珠滴等物
可煅烧性
拉法基K1450指数
Cement Manufacturing Process
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窑里发生了什么？
Cement Manufacturing Process
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窑里发生了什么？
一区： 二区： 三区： 四区： 五区：
游离水分的蒸发 脱水 脱碳 成料 (煅烧区) 冷却
Cement Manufacturing Process
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窑里发生了什么？
一区：游离水分的蒸发 100到400 ºC 将原料湿气中的水分蒸发出去。 干燥过程中只需要消耗非常少的能量，因为生料的湿度很低。

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 KH=(C-1.65*A-0.35F)/2.8SSM=S/(A+F) IM=A/F 2.5 熟料的率值 一、石灰饱和系数：CaO 1.65Al 0 0.35Fe O公式： KH= 2 3 2 32.8SiO2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: SiO 2 公式: n(SM)= Al O + Fe O 2 3 2 3含义: 反映了熟料中硅酸盐矿物、 熔剂、矿物的相对含量。

取值：三、铝 率: 公式: p(IM)=Al O 23FeO 23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 行生产，要求熟料的三个率值为： KH ＝0.89±0.02 、SM ＝2.1±0.1、IM ＝1.3±0.1， 单位熟 料热耗为 q=3350kj/kg 熟料，试计算原料的配合比。

IM=Al2O3/Fe2O3 硅酸盐水泥熟料硅率和铝率的一般控制范围为：
SM：1.7～2.7，IM：0.8～1.7之间。
特种硅酸盐水泥，硅率和铝率的取值会超出上述范围。
如，白色水泥：SM 4.0第，18I页M/共1800页；抗硫酸盐水泥：IM 0.7
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四、水泥熟料的率值
硅率SM与熟料矿物组成之间的关系
三、化学成分与矿物组成间的关系
• 熟料中的主要矿物均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
分是获得优质水泥水泥熟料的中心环节，根据熟料化学成分
也可以推测出熟料中各矿物的相对含量高低。 （1） CaO
• C 形成 C3S、C2S、C3A、C4AF
• C↑

C3S↑，熟料质量↑
• C ↑↑
f-CaO↑,影响安定性,熟料难烧
• C↓
C3S↓，C2S↑，早期强度↓，熟料好烧
• 故在实际生产中， CaO 的含量必须适当，就硅酸盐水泥熟料
而言，一般为 62% ～ 67% 。
第14页/共80页
三、化学成分与矿物组成间的关系
（2） SiO2
S 形成 C3S + C2S
• S↑
C3S↓，C2S↑，早期强度↓
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三、化学成分与矿物组成间的关系
①、从硅酸盐水泥熟料的化学组成看，CaO的低限大约为 60%。过低会降低胶凝性，易粉化;CaO高限可达67%，此时 要求几乎全部酸性氧化物与CaO反应生成C3A、C4AF和C3S而 甚少C2S。实际生产中一般倾向于CaO含量稍高一些，使熟料 中含有较多的C3S 。 ②、Al2O3和Fe2O3的含量过少时，由于要求较高的煅烧温度， 因而增加煅烧费用，不经济。

◇ 石灰石中的白云石（CaCO3.MgCO3）是熟料中氧化镁的主 要来源！！
◇ 燧石：结晶二氧化硅，呈结核状或透镜状；色黑、质地坚硬， 难以磨细；影响窑磨产量及熟料质量；石灰石中控制含量<4%
其它非天然石石灰石原料：电石渣、糖滤泥、碱渣、白泥
一、硅酸盐水泥的原料
➢为使熟料中氧化镁含量小于5%，应控制石灰石中氧化镁含 量小于3% ➢石灰石中碱性氧化物含量应低料
赤泥：制铝工业中用烧结法从矾土中提取氧化铝时排出的 赤色工业渣。每生产1吨氧化铝产生1.5~1.8吨赤泥。中国作 为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨
煤矸石：采煤时排出的含煤量较少的黑色废石，煅烧后呈 粉红色
粉煤灰：火力电厂排出的煤粉燃烧灰渣
C3A↑，极早期强度↑，易快凝 液相粘度大，熟料难烧
• A↓
C3A↓
三、化学成分与矿物组成间的关系
（4） Fe2O3
F 形成 C4AF
F↑
C4AF↑，液相粘度↓，液相量↑，
易结大块，烧结范围窄，影响窑操作
（5） 其他少量氧化物和微量元素
• 少量有利增加液相量，降低液相粘度，降低熟料烧成温度， 有利熟料烧成。
无机非金属材料工学
第五章 熟料率值和生料的配料相关计算
一、硅酸盐水泥的原料
主要化学成分： CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3，约95%
我国粘土氧化铝 高，氧化铁不足
校正原料
石灰石
粘土
铁粉
一、硅酸盐水泥的原料
钙质原料 硅质原料 铝质原料 铁质原料
硅酸盐水泥熟料
主要矿物组成
C3S、C2S、 C3A、C4AF
石英和方解石含 ➢矿化剂的含量（种类及掺入量）
➢生料的潜在矿物组成 ➢原料的性质和颗粒组成

一、硅酸盐水泥的原料
C、校正原料
常用铁质校正原料：低品位铁矿石、炼铁厂尾矿、硫酸厂 工业废渣硫酸渣（硫铁矿渣）、铜矿渣、铅矿渣
一、硅酸盐水泥的原料
常用硅质校正原料：砂岩、河砂、粉砂岩
一般要求硅质原料的SiO2含量为70~90% 扩大原料资源，充分合理利用低品位原料和工业废渣
二、水泥生料的易烧性
一、硅酸盐水泥的原料
B、粘土
天然粘土质原料有：黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥 等；黄土、粘土应用最广
粘土原料质量的衡量：化学成分（硅率、铝率）、含砂量、含 碱量、可塑性酸盐水泥的原料
✓粘土中碱含量控制（低热水泥 K2O+Na2O<1.0%） ✓粘土中MgO的控制（<3.0%）
石灰石 粘土 铁粉
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一、硅酸盐水泥的原料
校正原料
粘土中氧化硅含量不足时，可用高硅原料校正；如砂岩、 沙子等 粘土中氧化铝含量偏低时，可用高铝原料校正；如煤矸石、 粉煤灰、煤渣等 粘土中氧化铁含量偏低时，可用高铁原料校正；如铁粉
矿化剂
为了改善易烧性，需要加入少量矿化剂；如萤石、石膏、重 晶石尾矿、铅锌尾矿或铜矿渣等
一、硅酸盐水泥的原料
A、石灰石
◇ 常用天然石灰石原料：石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等 ◇ 我国大部分水泥厂使用：石灰岩、泥灰岩
◇ 石灰岩中主要矿物为方解石，少量白云石、硅质、含铁矿 物和粘土质原料。其中氧化钙含量不低于45~48% ◇ 泥灰岩是由碳酸钙和粘土物质同时沉积形成的均匀混合的 沉积岩，是一种由石灰岩向粘土过渡的岩石。
➢燃煤的性质（热值、灰分、细度）
➢生料的均匀性和生料粉磨细度
➢窑内气氛（氧化气氛有利）
LSF(KH)高、SM(MS)高，生料难烧；反之易烧，但是可能易结圈。 MMSAS硅铝M率率高、IM(MA)高，生料难烧,要求较高的烧成温度。

• KH值对熟料质量和煅烧的影响
• 在生产中，适当提高KH值，可以改善熟料强度，提高熟料的质量。
• KH值过高，则会使需要的煅烧温度升高，保温时间过长，耐火砖寿 命减短，同时易产生f-CaO，降低熟料煅烧的产量和质量； • KH值过低，虽然煅烧温度降低，升温速度加快，但熟料中硅酸盐矿 物含量尤其是C3S降低，不仅煅烧时易结大块，同时也会使熟料易粉 化，熟料的强度降低，同样也不可取。
Байду номын сангаас
耐化学侵蚀性 干缩性
各组分比例不同，水泥技术性质发生相应变化，可根据工程需要，改变组分可 制备不同性能的水泥。
第四节 水泥熟料组成及特性
3.矿物结构
硅酸盐水泥是一种多种矿物的聚集体
水泥熟料在显微镜下的内部结构见图2.3。
图2.3 显微镜下观察到的水泥熟料抛光薄片
第四节 水泥熟料组成及特性
在水泥熟料抛光薄片中： C3S---为光亮的棱角形晶体； C2S---为深色倒圆角的晶体； C3A---一般呈不规则的微晶体，如点滴状、矩形或柱状，由于反光能力弱，在反光镜 下呈暗灰色，常称为黑色中间相；
第四节 水泥熟料组成及特性
2.9 硅酸盐水泥熟料主要矿物组成的特点
矿物组成
C3S
主
要
特
点
硅酸盐水泥中最主要的矿物成分，对硅酸盐水泥性质有重要影响。遇水反 应速度较快，水化热高，水化产物对水泥早期和后期强度起主要作用
C2S
硅酸盐水泥中的主要矿物成分，遇水反应速度较慢，水化热很低，水化产 物对水泥早期强度贡献较小，但对水泥后期强度起重要作用，耐化学侵蚀 性和干缩性较好
为防止晶型由β型向γ型转变，目前采用两种途径，一种途径为烧制熟料时， 采用急冷，使β-C2S来不及转变为γ-C2S，而以β-C2S型保持下来。另一种途径， 是采用加入少量稳定剂，如P2O5(或磷酸钙)、V2O5、Mn2O3、Cr2O3、BaO等， 使之溶入β-C2S或α´-C2S中形成固溶体，阻止其转变。

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 KH=(C-1.65*A-0.35F)/2.8S SM=S/(A+F) IM=A/F 2.5 熟料的率值 一、石灰饱和系数： 公式：KH=232328.235.0065.1SiO 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： 三、铝 率:公式: p(IM)=3232O 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行生产，要求熟料的三个率值为：KH ＝0.89±0.02、SM ＝2.1±0.1、IM ＝1.3±0.1，单位熟料热耗为q=3350kj/kg 熟料，试计算原料的配合比。

﹡烧结范围:
➢烧结范围的定义：水泥生料加热至出现烧结所必须 的最少液相量时的温度(开始烧结温度)与开始出现大块 (超正常液相量)时的温度差值。
➢液相量随温度升高而增长缓慢的,烧结范围宽;液相 量随温度升高增加很快,烧结范围窄。
➢烧结范围宽的生料,窑内温度波动时,不易发生生烧或 结大块现象。含Fe2O3高,烧结范围窄,降低F,增加A,烧 结范围就宽。通常硅酸盐熟料的烧结范围为150℃ 。
3.4 率值及其意义
各国控制方 法不同！
3.4.1 率值：用来控制熟料中各氧化物含量和彼 此间比例关系的系数，称为率值。
3.4.2 Hydraulic Modulus）
1868米夏埃利斯提出的作为控制熟料适宜石 灰含量的一个系数。
水硬率的物理意义：表示熟料中氧化钙与 酸性氧化物之和的质量百分数的比值，常用 HM表示 计算式：
➢烧结范围不仅仅是液相量的函数,而且和液相的粘度, 表面张力以及这些性质随温度变化的规律有关。
各国控制方法
日本：采用HM、SM和IM三个率值来控制 熟料成分，结果还比较理想。
我国从日本引进的冀东水泥厂也是采用HM、 SM和IM三个率值来控制熟料成分。
我国的其他水泥厂家：采用KH、SM和IM 三个率值来控制熟料成分。
X射线定量分析：基于熟料矿物特征峰 强度与基准单矿物特征峰强度之比求其含 量。（外标法、内标法、无标样定量分析Rietveld）
化学成分：石灰饱和系数法和鲍格法
n 值一般控制在1.7-2.7之间，多在2.1土0.3的 范围内。
熟料中硅酸盐矿物与溶剂性矿物的比例关系， 相应地反映了熟料的质量和易烧性。
当Al2O3 / Fe2O3大于0源自64时，硅率与矿物组 成的关系为：

关于生料烧制熟料的方案为了寻求所产出的经过提碱、提铝的末次赤泥和其他几种废料的利用途径，根据领导安排我们自己初步对几种废料通过干燥机烘干、研磨、合理比例组合进行生料烧制，进行前期经验的积累，现对初步考虑的方案进行粗略罗列，有不当之处领导指出。

废料明细：电厂：渣脱碱赤泥、脱铝渣（产品）、粉煤灰、脱硫石膏原赤泥（含碱高）、煤气站碳芒硝、电石泥、盐泥、铝渣石灰粉、除尘粉。

烧制熟料名称：重点是硫铝酸盐为主，普通硅酸盐为辅。

一、原料分析：二、化验设备：101B干燥机、制样研磨机、盘式三头研磨机、1300度电阻炉、1600度电阻炉（附带不带釉的陶瓷坩埚、坩埚钳）三、配料计算:烧制熟料需要关注熟料的三个率值：硅率SM、铝率IM、石灰饱和系数KH1、硅率：硅率又称硅酸率，它表示熟料中Si02 的百分含量与AI2O3和Fe203百分含量之比，用SM 表示：通常硅酸盐水泥的硅率在 1.7-2.7 之间。

但白色硅酸盐水泥的硅率可达 4. 0 甚至更高。

硅率除了表示熟料的Si02 与A1203 和Fe2O3 的质量百分比外，还表示了熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例关系，相应地反映了熟料的质量和易烧性。

2、铝率：铝率又称铁率，以IM 表示。

其计算式为：铝率通常在0. 9-1. 7 之间。

抗硫酸盐水泥或低热水泥的铝率可低至0. 7 。

铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁的质量百分比，也表示熟料中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例关系，因而也关系到熟料的凝结快慢。

同时还关系到熟料液相粘度，从而影响熟料的锻烧的难易。

3、石灰饱和系数：石灰饱和系数KH ：，是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C3S-I-CzS) 所需的氧化钙含量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。

硅酸盐水泥熟料KH 值在0. 82-0. 94 之间，我国湿法回转窑KH 值一般控制在0. 89 士0. 0l 左右。

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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
五、熟料的率值 （3）石灰饱和系数(lime saturation coefficient)
在理论上存在一个石灰极限含量 CaO＝KH×2.8SiO2+1.65Al2O3+0.35Fe2O3
CaO 1.65Al 2 O 3 0.35Fe 2 O 3 KH 2.8SiO 2
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
五、熟料的率值 （3）石灰饱和系数(lime saturation coefficient)
实际生产中，为使熟料顺利形成，又不产生过多的游离氧化 钙，通常KH值控制在0.87～0.96。 KH与矿物组成之间的关系可用数学式表示：
C3 S 0.8838C2 S KH C3 S 1.3256C2 S
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
五、熟料的率值
（3）石灰饱和系数(lime saturation coefficient)
其他常见的石灰饱和系数有： 水硬率 HM=CaO/(SiO2+ Al2O3+Fe2O3)
石灰标准值
KSt=100CaO/(2.8SiO2 +1.1Al2O3+0.7Fe2O3)
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【例】已熟料化学成分如下表所示，试求熟料的率值和矿物组成。
氧化物 %（质量） SiO2 21.40 Al2O3 6.22 Fe2O3 4.35 CaO 65.60 MgO 1.06 SO3 0.37 ƒ-CaO 1.00 100.00
解：
Al2O3 6.22 IM 1.43 Fe2O3 4.35
李和派克石灰饱和系数
LSF=CaO/(2.8 SiO2+1.18Al2O3+0.65 Fe2O3)

新型干法水泥生产的配料计算制造水泥熟料的要紧原料是石灰石(要紧提供氧化钙)、粘土或砂岩(要紧提供氧化硅、氧化铝)、铁矿石或硫酸渣(要紧提供氧化铁)。

为了准确地操纵熟料的矿物组成，这些原料必需按必然的配比进行混合、粉磨。

配料计算的任务确实是:(1)依照水泥品种、原燃料条件、生料制备与熟料煅烧工艺确信水泥熟料的率值;(2)求出合乎熟料率值要求的原料配合比。

关于新型干法水泥生产工艺，水泥熟料率值大致为：KH=～ SM=～ IM=～依照确信的率值、窑系统的热耗、原煤的热值和灰分，利用配料计算方式能够求出各原料的比例。

配料计算方式有尝试误差法、递减试凑法、图解法、矿物组成法等。

各类方式各有优缺点，但同时存在计算进程繁复、计算工作量大、结果精度不高等问题。

随着运算机技术的普及和应用，此刻能够通过运算机程序方便地进行配料计算。

各个水泥厂一样都有各类不同来源和版本的运算机配料程序。

其实应用微软的EXCEL软件能够没必要编写一行程序就能够够方便地进行配料计算。

实例:结合铜陵海螺5000t/d熟料生产线的原燃料情形，用微软的EXCEL 为工具介绍这种配料计算方式。

预备工作(1)检查微软的EXCEL是不是安装了"计划求解"宏。

在安装微软各类版本的Office时，默许安装情形下，可不能在ExCeel中安装"计划求解"宏。

因此应加装该选项。

方式是:运行EXCEL，点击菜单"工具"，选择"加载宏"，在弹出的窗口当选择"计划求解"，按"确信"(见图3-2-1)。

加载“计划求解”宏3．2 在EXCEL表中输入数据在EXCEL表中输人上述数据(见图3-2-2)，铜陵海螺50OOt/d熟料生产线为三组分派料，因此只能操纵两个率值，一样选择KH和SM。

关于四组分派料，那么能够操纵三个率值: KH、SM、IM。

输入原、燃料成份等有关参数3．3 假设原料配比，计算生料成份在EXCEL表中填人假设的各原料配比，能够将初始比例假设为石灰石20，粉砂岩20，最后硫酸渣一项应填上"=]00一(鼠标点)石灰石此例(的单元格)一(鼠标点)粉砂岩比例(的单元格)"再输入回车键(见图3-2-3)，如此才能保证配比之和为100。

。2020年12月9日星期三上午时22分24秒07:22:2420.12.9
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年12月上午7时22分20.12.907:22December 9, 2020
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年12月9日星期三7时22分24秒07:22:249 December 2020
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other fam ous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
•
T H E E N D 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。上午7时22分24秒上午7时22分07:22:2420.12.9
谢谢观看
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。2 0.12.920.12.9Wednesday, December 09, 2020
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。07:22:2407:22:2407:2212/9/2020 7:22:24 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.12.907:22:2407:22Dec-209-Dec-20 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。07:22:2407:22:2407:22Wednesday, December 09, 2020 • 13、志不立，天下无可成之事。20.12.920.12.907:22:2407:22:24December 9, 2020

◇配料计算的依据
反应物的量应等于生成物的量。 基准为1kg熟料。
干石灰石+干粘土+干铁粉=干生料
生料去掉烧失量(结晶水、二氧化碳与挥发物质等)以后即为灼烧 生料。 如果不考虑生产损失，在采用有灰分掺入的燃煤时，则：
灼烧生料+煤灰(掺入熟料的)=熟料
配料计算的依据
反应物的量 =生成物的量
◆配料计算的依据: 物料平衡。 ◆常用基准:
生产硅酸盐水泥的原料及配料计算
4.1 原料 石灰质原料
石灰质原料主要提供硅酸盐水泥熟料中含量最多的CaO。 常用的石灰质原料有石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳、石灰质鹅 卵石、钙质料礓石等，主要成分 CaCO3。
石灰岩一般呈块状，性脆，具有微晶或潜晶结构，普氏硬
度8-10 ，密度2.6-2.8g/cm3，耐压强度多在80-140MPa 之间。
氧化镁含量<3.0% 塑性指数应不小于12，高岭石类、蒙脱 石类较好
校正原料 硅质校正原料：砂岩，河砂、粉砂岩等
铝质校正原料：页岩、低品位铝矾土、粉煤灰等
铁质校正原料：低品位铁矿石、炼铁厂尾矿以及 硫酸厂工业废渣硫酸渣等
矿化剂
为了提高水泥熟料的产质量，降低熟料烧成热 耗，往往在制备水泥生料时加入少量、能促进熟料 组分物化反应的催化剂、助熔剂，以加速生料中碳 酸盐的分解和固相反应过程，这些催化剂、助熔剂 统称矿化剂。在生料中同时使用两种以上的矿化剂， 叫复合矿化剂。
（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。

铁酸二钙（C2F）
约占2%~5%，水化速度慢，对水泥后 期强度贡献较大。
其他微量成分
石膏
作为缓凝剂加入，调节水泥凝结时间。
氟化物
提高水泥抗渗性能。
钛化合物Biblioteka 提高水泥抗硫酸盐侵蚀能力。03
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水泥熟料的物理性质
密度与容重
密度
水泥熟料的密度通常在3.0-3.2g/cm³之间，其大小取决于矿物组成和煅烧程度。
冷却与粉磨
将煅烧好的水泥熟料进行快速 冷却，并对其进行粉磨，使其
成为适合制备水泥的细粉。
水泥熟料的应用
制备水泥
水泥熟料是制备水泥的主要原料 ，通过与适量的石膏、混合材料 等混合，制备出不同品种和等级
的水泥。
混凝土
水泥熟料是混凝土中的主要胶凝材 料，能够使混凝土硬化、固化，形 成具有一定强度和耐久性的建筑材 料。
对混合好的生料进行 化学分析，确保成分 符合要求。
使用生料混合机进行 均匀混合，确保成分 稳定。
粉磨与均化
将混合好的生料送入磨机进行 粉磨，使其达到一定的细度。
采用均化措施，确保生料成分 的均匀性。
对粉磨后的生料进行物理性能 检测，如比表面积、颗粒分布 等。
熟料的烧成
将粉磨后的生料送入回转窑进行高温 烧成。
硅酸二钙（C2S）
对水泥的后期强度贡献较大，但含量 不宜过高，否则会影响水泥的早期强 度。含量应控制在20%左右。
铁铝酸四钙（C4AF）
提高水泥的抗硫酸盐侵蚀性能，含量 应控制在10%左右。
物理性质的控制
01
02
03
比表面积
水泥熟料的比表面积应控 制在300-350m²/kg范围 内，以确保水泥的活性。

取值：0.87~0.96
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§2-3 熟料的率值
二、硅 率:
公式:
n(SM)=
SiO2 Al2O3 Fe2O3
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
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§3-3 熟料的率值
三、铝 率:
公式: p(IM)=
Al 2 O 3 Fe 2 O 3
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.)
◆◆◆ §1-2-2.常见物质的检验◆◆◆
2.下列对气体或溶液中离子的鉴定方案正确的是( D )
A．向溶液中加入硫酸酸化的NaCl溶液，生成白色沉淀， 说明原溶液中含Ag＋ B．向溶液中加入盐酸，生成能使澄清石灰水变浑浊的 无色无味气体，证明原溶液中含CO32C．向溶液中加入硝酸酸化的BaCl2的溶液，生成白色沉 淀，证明原溶液中含SO42D．向溶液中加入浓NaOH溶液，加热后产生能使湿润的 红色石蕊试纸变蓝的气体，证明原溶液中含NH4+
实验2：取两支试管，分别加入少量NH4Cl、KCl溶液， 再各滴加几滴AgNO3溶液和稀硝酸，观察实验现象。
实验3：取两支试管，分别加入少量(NH4)2SO4、 K2SO4溶液，再各滴加几滴BaCl2溶液和稀盐酸，观察 实验现象。
◆◆◆ §1-2-2.常见物质的检验◆◆◆
实验1
实验 步骤
NH稍4C加Nl和热H(4，N+ H将(4铵)先2S准盐O4备各)好的2m的检L湿，验润分的方别红加法色入石2m蕊L试Na纸O靠H，近
四种矿物性能比较
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§3-2 熟料矿物特性
五 游 离 氧 化 钙
f-CaO

熟料率值设计与计算知识点注释#熟料的率值#率值是硅酸盐水泥熟料中各主要氧化物含量之间比例关系的系数。

通过率值可以简明地表示熟料中化学成分与矿物成分之间的关系，明确地表示出熟料的性能及其对煅烧的影响。

常用的率值有：石灰饱和系数〔KH〕、硅率〔n或SM〕、铝率〔〕。

#石灰饱和系数#表示水泥熟料中的总氧化钙含量扣除饱和酸性氧化物〔Al2O3、Fe2O3〕所需要的氧化钙后，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全部化合成硅酸三钙所需要的氧化钙含量的比值。

表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。

#硅率#表示水泥熟料中SiO2含量与Al2O3、Fe2O3含量之和的比例。

反映了熟料中硅酸盐矿物〔C3SC2S〕、熔剂矿物〔C3AC4AF〕的相对含量。

#铝率#表示水泥熟料中Al2O3含量与Fe2O3含量之比。

反映了熟料中C3A和 C4AF的相对含量。

技能点注释#计算熟料的率值#根据熟料的化学分析结果，套用熟料率值的计算公式，计算熟料率值，包括KH、KH-、n、p。

注意化学成分直接用百分数，不用换算成小数；率值的有效数字：KH小数点后保存两位，n、p小数点后保存1位。

#根据熟料的率值大小判定熟料质量及熟料煅烧难易程度#考虑熟料率值的一般取值范围，判断率值的相对大小；根据熟料的率值与熟料矿物之间的关系，判断熟料矿物的相对含量上下，再根据该矿物的特性，描述熟料的质量；根据熟料率值大小与原料中石灰质原料配比的多少、熔剂矿物的含量大小之间的关系，判定熟料煅烧的难易程度。

#熟料化学组成、矿物组成及率值的计算与换算#水泥厂一般测熟料的化学组成，据此计算熟料的矿物组成和率值。

矿物组成也可以测定用仪器分析出。

熟料的化学组成、矿物组成、率值三者间可以进行换算，套用公式即可。

计算时注意：对熟料化学成分、矿物组成直接用百分数；计算结果有效数字处理，化学组成、矿物组成为小数点后保存两位，率值KH小数点后保存两位，n、p小数点后保存1位。

? R型为三方晶系 ,M型为单斜晶系 ,T型为三斜晶系 ;这些 变型的晶体结构相近 .
? 由于在硅酸盐水泥熟料中 ,C3S常含有少量 MgO, Al 2O3, Fe2O3等形成固溶体 ,称为Alite(A矿),通常为M型或R型 .
? 在Alite 中常以C2S和CaO的包裹体存在。
? C3S凝结时间正常,水化较快,放热较多,早期强度高且后 期强度增进率较大,28d 强度可达一年强度的 70~80%, 其28d 强度和一年强度在四种矿物中均最 高.但C3S的水化热较高,抗水性较差.
? 我国回转窑 f-CaO一般控制在 1.5%以下，立窑控制 在2.5%以下。
? 方镁石是指游离的 MgO晶体，它在熟料中有三种存 在形式:1.溶解于C3A、C3S中形成固溶体； 2.溶于 玻璃体中； 3.以游离状态形式存在。
? 以前两者形式存在熟料中，对硬化水泥浆体无破坏 作用，但以游离状态形式存在会造成体积安定性不 良。因此，在水泥生产中应严格限制 MgO的含量。
四方晶系、斜方晶系、六方晶系、 立方晶系
面心立方堆积
2.硅酸二钙（ C2S)
? 在熟料中含量约为 20%左右，是硅酸盐水泥熟料的主要 矿物之一。在熟料中并不是以纯的形式存在，常含少量 MgO, Al2O3, Fe2O3, R2O等氧化物形成固溶体，通常称之 为 Blite或B矿，纯C2S在1450以下有下列晶型转变。
? 颗粒层的填充结构 ? 1、等径球形颗粒群的规则排列结构 ? 等径球形颗粒的平面排列形式： ? 立方排列和六方排列
? 规则填充
? 规则填充：(a)和 (d)是在下层球的正上面排 列上层球； (b)和(e)是在下层球和球的切点 上排列上层球； (c)和(f)是在下层球间隙的 中心上排列上层球。