水泥工艺知识培训

水泥工艺知识培训工艺基础部分第一部分：新型干法范畴：1、阐述水泥生产的新型干法工艺是相对于原来的传统的干法工艺而言，分解窑以传统的回转窑工艺无法比拟的高质量、低消耗、高效率、高环保的特点，形成了取代这些传统工艺的趋势，为了与老干法工艺区分开来，水泥界人士称预分解工艺为新型干法工艺。

同时在预分解工艺发展的过程中，相关的粉磨技术如立磨、辊压机，物料均化技术如均化堆场、均化库，在线分析仪及自动化控制技术，以及原燃材料的综合利用、余热发电等技术也以很快的速度在水泥生产中应用，正是这些技术的发展使水泥工艺控制更加完善。

2、预分解技术介绍：预分解窑是20世纪70年代发展起来的一种煅烧工艺设备。

它是在悬浮预热器和回转窑之间，增设一个分解炉或利用窑尾烟室管道，在其中加入～60%的燃料，使燃料的燃烧放热过程与生料的吸热分解过程同时在悬浮态或流化态下极其迅速地进行，使生料在入回转窑之前基本上完成碳酸盐的分解反应，因而窑系统的煅烧效率大幅度提高，这种将碳酸盐分解过程从窑内移到窑外的煅烧技术称窑外分解技术，这种窑外分解系统简称预分解窑。

①产量优势：在一般分解炉中，当分解炉温度在860-900°时，入窑物料的分解率可达85-95%，需要的时间仅为4-10s，而在窑内分解时需要30分钟左右，可见效率大大提高，这样在窑内填充率不变的情况下，窑速就可大大提高，相同直径的窑产量成倍增加。

②热耗优势：由于在分解炉内物料呈悬浮状态，传热面积增大，传热速率提高，同时配套冷却机及新型燃烧器的发展在热回收及煤粉燃尽率方面都有很大提高，从而使熟料单位热耗大大降低。

③质量优势：由于窑速的提高，窑内物料的传热效率及均匀性极大的改善，同时窑内物料的停留时间大大缩短，因此相对传统工艺熟料强度得到提高，新型冷却机、燃烧器及相关均化控制技术的发展都为熟料质量提供了保证。

第二部分：名词解释：1、什么叫熟料三率值：熟料化学成分主要由CaO,SiO2,Al2O3和Fe2O3四种氧化物组成，其含量总和通常在95%以上。

这四种氧化物的波动范围如下：CaO为62%～67% SiO2为20%～24% Al2O3为4%～7% Fe2O3为2.5%～6%，三大率值指饱和比KH、SM（n）、IM （p）。

①饱和比是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙（C3S和C2S）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，KH=(CaO-1.65 Al 2O3-0.35 Fe 2O3)/(2.8SiO2)，控制范围一般在0.89-0.92之间，当KH值高时，煅烧困难，物料耐火，f-cao 可能会增加。

②硅率（SM或n）硅率表示SiO2的百分含量与Al2O3和Fe2O3百分含量之比，SM= SiO2/ （Al2O3+ Fe2O3），如果硅率过高，液相过少，不利于煅烧，控制范围一般在2.2-2.7之间。

③铝率（IM或p）铝率表示Al2O3和Fe2O3百分含量之比。

铝率高，液相粘度大，物料难烧，但铝率过低，虽然液相粘度小，窑内易结大圈，控制范围一般在1.4～1.8之间。

2、什么叫液相量：液相量是物料在1450℃度的情况下形成的液相含量，是在窑里面形成的液体形态的量，液相量计算以熟料化学成分计算：L=3×Al2O3+2.25×Fe2O3+ K2O + Na2O +MgO +SO3，一般控制在24-27%之间，液相小物料耐火，难于结粒；液相大，结粒大，容易结圈、蛋。

3、什么叫游离钙（f-CaO）：它表示生料煅烧中氧化钙与氧化硅、氧化铝、氧化铁结合后剩余的程度，是没有参加化学反应而以游离状态存在的氧化钙，它的高低数值可以对煅烧情况和熟料质量进行判断，它直接影响水泥的安定性及熟料强度，控制范围：f-CaO<1.5-2.0%。

4、什么叫立升重：是指一定粒度的熟料单位容积的重量，以g/L表示，一般控制在1300-1500g/L左右，在配料不变的情况下，立升重太低，说明熟料欠烧，太高说明熟料过烧。

5、什么叫烧失量：生料烧失量表征物料加热分解的气态产物（如H2O，CO2等）和有机质含量所占总量的百分比，生料烧失量一般在32-34%左右，主要和料耗有关系，烧失量越大料耗越大。

熟料烧失量是指窑内物料反应不完全，还有部分CaCO3没有分解或煤粒未燃烧的这一部分，它是衡量熟料质量好坏的重要指标之一，烧失量高，熟料孔隙率大，不致密，影响熟料后期强度，熟料烧失量一般控制≤0.5%。

6、什么叫熟料硫碱比：硫碱比＝SO3／（K2O＋0.5Na2O），熟料中一般控制在《１控制，最好在0.3－0.6之间，还有一种算法：硫碱比＝SO3／（0.85K2O＋1.29Na2O），硫碱比失调，造成飞砂或熟料结粒偏大。

7、生料易烧性：所谓生料易烧性是指在窑实际操作中，熟料煅烧的难易程度。

一般是以生料在一定温度下，经过一定时间煅烧后，熟料中所含游离钙的多少来表示，游离氧化钙越多，易烧性越差；游离氧化钙越少，则易烧性越好。

8、什么叫料耗：理论料耗（干基）：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，公式=（1－煤灰掺入量）/（1－生料烧失量/100），实际料耗=标定实际生料/标定熟料产量，一般情况下在1.55-1.65左右。

9、什么叫实物煤耗、标准煤耗、热耗：实物煤耗和标准煤耗、热耗是一个经济指标，是衡量企业经营水平的一个重要指标。

如原煤发热量单位用KJ，则1Kcal=4.18KJ。

实物煤耗：生产1kg熟料所消耗的实际原煤的重量，单位kg/kg，它是按月物料平衡表提供的全月熟料产量和全月煤消耗量以及进厂煤热值计算结果：公式=月原煤实际消耗×（1-原煤水分）/月产熟料或者窑头+窑尾）用煤的总和х（1-煤粉水分）/月产熟料②标准煤耗=实物煤耗×煤粉热值(大卡)/7000③熟料热耗：生产1kg熟料所消耗的热量，单位Kcal/kg，公式=标准煤耗×700010、热损失的组成部分：主要包括预热器出口废气热损失、系统散热损失、冷却机余风及熟料热损失三大部分，三大热损失一般最高为330Kcal/Kg。

其中预热器出口温度高、飞灰损失大导致预热器出口废气损失大，一级出口温度平均升高10℃，熟料热耗增加约4-5Kcal 左右，一般情况下预热器出口废气损失占总热耗的20%左右，熟料热耗高的第二个方面是烧成系统的散热损失较大，就系统各部分散热损失大小而言，回转窑最大，以下依次为预热器、三次风管、分解炉、篦冷机，其中回转窑、预热器两者散热损失之和要占系统总散热量的80%～90%，一般情况下散热损失占总热耗的10%左右。

冷却机余风温度高、废气量大、出窑熟料温度高、二三次风温低，篦冷机热回收效率、冷却效率低致使窑头部分热损失大，一般情况下二三次风温升高100℃，熟料热耗降低约7Kcal左右，熟料冷却温度降低100℃，熟料热耗降低约20Kcal左右。

11、原煤工业分析中的水分（Mad）、挥发分（Vad）、灰分（Aad）、固定碳（FCad）热值（Qet,ad）：①挥发分：是煤中氢、氧、氮、硫和一部分碳的气体产物，大部分是可燃气体，挥发分是表征煤粉燃烧特性的重要指标，挥发分含量影响燃烧器的型式及配风方式，影响磨煤机型式、分解炉形式等。

②灰分：是指煤在烧后剩下的固体残渣，它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来的，实际上就是煤中不能燃烧的部分，表明的是煤中矿物组织的含量，它的含量越高，煤的工业使用价值越低，主要成分是SIO2和AL2O3，灰分越高，热效率越低，影响燃烧；灰分因参与配料，如果太高会对熟料质量产生影响；③固定碳：测定煤的挥发分时，剩下的不挥发物称为焦渣，焦渣减去灰分称为固定碳，它是煤中不挥发的固体可燃物，固定碳的多少在一定程度上反映反映出煤发热量情况，固定碳越高发热量也就越高，它是确定煤炭质量用途的重要指标。

④水分：煤中水分分为外在水分、内在水分，外在水就是表面水，内在水是指将煤加热到110℃时才能失去的水分，这种水分主要以吸附等物理方式存在于煤中，水分过大不但会降低火焰峰值温度，影响熟料质量，而且还会增加热耗，煤粉水分一般控制在《1.5。

⑤煤的发热量：也称为煤的热值，是指单位质量的煤完全燃烧后所放出的热量，水泥厂用煤热值一般在4700-6000Kca/Kg。

烟煤：发热量较高，烧时火焰长而多烟而得名，挥发分（Vad）= 10％～40％，好的烟煤热值一般在5200 Kca/Kg以上；其中烟煤中还有一种劣质煤，这种煤挥发分中等，灰分很高，一般在30%以上，水分也偏高，而发热量很低的煤，一般（Vad）= 20％左右、灰分（Aad）=35左右，热值（Qet,ad）《5000 Kca/Kg.无烟煤：固定碳含量高，挥发分低，硬度大，燃点高，燃烧时烟气少得名，挥发分（Vad）《10％，无烟煤热值较高，一般在5500 Kca/Kg以上。

第二部分：原燃材料要求：为了满足熟料质量及系统操作的要求，规范对生料有害成分做了如下约束：0.658K2O+Na2O≤1%，Cl-≤0.015%；SO3/R2O≤1%，主要原燃材料技术要求：1、石灰石凡是以碳酸钙为主要成分的原料都称为石灰质原料，常用的天然石灰质原料有石灰石、泥灰岩、大理岩等。

2、硅质原料（粘土质）：原料的种类很多，有粘土、黄土、页岩、粉砂岩、河砂等3、校正原料：用于补充配料中Fe2O3、Al2O3、SIO2不足的原料，主要有钢渣、硫酸渣、铝矾土、粉煤灰等。

备注：目前工业废渣在生料配料中也得到一定应用，如电石渣、煤矸石、矿渣等。

4、原煤：煤作为水泥熟料烧成的燃料，供给熟料烧成所需的热量，但是其中所含的灰分，绝大部分落入水泥熟料中，而影响水泥熟料的成份和性质，从这一点讲，煤又是生产水泥的一种“原料”，因此对于水泥厂用煤的质量有一定的要求。

备注：生产中为了节能减排、降低成本，一般水泥厂和设计院都会考虑使用劣质煤的情况，不会机械的照搬规范要求，规范里对燃料的要求是一个推荐性的要求，而且是随着热工配套技术的发展，现今的生产实践表明，劣质煤也可以煅烧出质量较高的熟料。

第三部分：配料1、配料：根据水泥品种，原料的物理化学性能与具体生产条件，确定所用原料配合比，以得到煅烧水泥熟料所需要适当成份的生料，称为生料的配料，简称配料，它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、熟料成分的设计与生料配料计算。

2、配料基本原则：烧出的熟料具有较高的强度和良好的物理化学性能，同时配制的生料易于粉磨和煅烧，生产过程中易于控制和管理，便于生产操作。

3、配料控制：配料仪器控制经过钙铁分析仪、硅铝分析仪的变化，目前通常采用多元素分析仪或在线分析仪；生产控制中通过控制熟料的三率值，即KH（饱和比）、SM（硅酸率）、P（铝氧率），也就是通常所说的目标值，然后通过熟料率值反算生料率值，进而得出生料配料各组分的配比，实现生产中通过计量称得到准确控制。