4硅酸盐水泥的原料及配料水泥工艺学
§4硅酸盐水泥的原料及配料
§4.1硅酸盐水泥的原料一、主要原料(生产水泥熟料用)1.石灰质原料(主要提供氧化钙)石灰石、白垩、贝壳、泥灰岩、电石渣等
2.黏土质原料(主要提供氧化硅和氧化铝，也提供部分氧化铁)黏土、黄土、页岩、河泥、粉煤灰等
二、校正原料(生产水泥熟料用)硅质校正原料常用的有砂岩、河砂、粉砂等。铝质校正原料一般有粉煤灰、煤渣、煤矸石、铝矾土等。铁质校正原料常用的有硫酸渣(硫酸厂的工业废渣)、铜矿渣(工业废渣)、低品位的铁矿石。
三、燃料主要是煤无烟煤——挥发份低于10%,热值20900~29700kJ/kg(5000~7000kcal/kg)烟煤——挥发份15%~40%,热值20900~31400kJ/kg(5000~7500kcal/kg)
§4.2配料一、熟料组成的选择⑴水泥品种⑵原料品质⑶燃料品质⑷生料质量⑸生产窑型和规格要求：优质、高产、低消耗、长期安全运转
二、配料计算1、计算基准干燥基：干石灰石+干粘土+干铁粉=干生料灼烧基：灼烧石灰石+灼烧粘土+灼烧铁粉=灼烧生料灼烧生料+煤灰=熟料
一、熟料中煤灰掺入量
qAarSGA==PAarSQnet,ar GA-熟料中煤灰掺入量，%q-单位熟料热耗，kJ/kg熟料Qnet,ar-煤收到基低热值，kJ/kg煤Aar-煤收到基灰分含量，%S-煤灰沉落率，%P-单位熟料煤耗，kg煤/kg熟料
⑶选择熟料矿物组成或率值⑷计算要求的熟料化学组成；⑸求各原料配合比(递减试凑法、尝试误差法等)⑹核算所得熟料的化学组成和率值；⑺计算湿原料配合比。
原料与煤灰的化学成分(%)名称石灰石粘土铁粉煤灰SiO22.4270.2534.4253.52Al2O30.3114.7211.5335.34Fe2O30.195.4848.274.46CaO53.131.413.534.79烧失量42.665.27——
煤的工业分析数据项目数值MarAarVarCarQnet,ar
硅酸盐水泥熟料矿物组成及其配料计算
第一节 硅酸盐水泥熟料矿物组成
如前所述，硅酸盐水泥熟料是以适当成分的生料烧到部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的烧结块。因此，在硅酸盐水泥熟料中 CaO,SiO2,A1203,Fe2O3 不是以单独的氧化物存在，而是以两种或两种以上的氧化物经高温化学反应而生成的多种矿物的集合体。其结晶细小，一般为30-60μm 。因此可见，水泥熟料是一种多矿物组成的结晶细小的人工岩石。它主要有以下四种矿物：
硅酸三钙 3Ca0.Si02 ，可简写为 C3S ；
硅酸二钙 2Ca0.Si02 ，可简写为 C2S ；
铝酸三钙 3Ca0.A1203 ，可简写为 C 3 A ；
铁相固溶体通常以铁铝酸四钙 4Ca0 . A1203 . Fe203 作为代表式，可简写成
C4AF,
此外，还有少量游离氧化钙 (f-Ca0 ) 、方镁石（结晶氧化镁）、含碱矿物及玻璃体。通常熟料中 C3S 和 C2S 含量约占 75 ％左右，称为硅酸盐矿物。 C3A 和C4AF 的理论含量约占 22 ％左右。在水泥熟料锻烧过程中,C3A 和C4AF 以及氧化镁、碱等在 1250℃ - 1280℃会逐渐熔融形成液相，促进硅酸三钙的形成，故称熔剂矿物。
一• 硅酸三钙
C3S是硅酸盐水泥熟料的主要矿物。其含量通常为50％左右，有时甚至高达60％以上。纯C3S只有在 2065-1250℃温度范围内才稳定。在 2065℃以上不一致熔融为 Ca0 和液相；在 1250℃以下分解为 C2S 和 Ca0 ，但反应很慢，故纯 C3S
在室温可呈介稳状态存在。 C3S 有三种晶系七种变型：
1070 ℃ 1060 ℃ 990 ℃ 960 ℃ 920 ℃ 520 ℃
R ←―→ MⅢ ←―→ MⅡ ←―→ MⅠ ←―→ ～ T Ⅲ ←―→ T Ⅱ ←―→ T Ⅰ
文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持.
1word版本可编辑.欢迎下载支持. 【关键字】方法
硅酸盐水泥生料配料调整计算及配料计算方法
刘玉兵 赵鹰立 游良俭
中国建筑材料科学研究院水泥新材所，北京
摘要：水泥熟料的性能主要取决于熟料的矿物组成。而熟料的矿物组成又是由熟料的配料方案决定的。因此，熟料的配料方案是保证水泥质量的基础。当生料三率值不符合设定值时，通过加入或减去粘土和铁粉，使三率值符合设定值要求。设生料磨入磨物料总流量为H，将粘土和铁粉量分别增加X和Y后(X、Y可为负值表示减去)，生料率值则符合设定值。在原配料方案的基础上，加入X粘土和Y铁粉，则调整后新的生料三率值可以满足其设定值要求。由于X和Y的代数和一般不为0，故生料磨的产量要发生变化，对于黑生料，煤的配比也将发生变化。为维持生料磨台时产量和配煤的恒定，应对各原料的配比及流量进行校正。利用Excell表格进行生料配比调整计算和生料配料计算，简洁而直观，但目前的工作还停留在理论推导和公式计算上，尚没有进行工业性生产验证。因此，在实际水泥生料控制中的调整效果有待于实践检验。
关键词：水泥生料；配料调整
1、前言
水泥熟料的性能主要取决于熟料的矿物组成和熟料的岩相结构。而熟料的矿物组成和熟料的岩相结构又是由熟料的配料方案和窑的煅烧过程决定的。因此，熟料的配料方案是保证水泥质量的基础。
为了获得符合性能要求的水泥熟料，首先要设计熟料的矿物组成，然后再根据原料的化学成分确定所用原料的配合比，以获得可煅烧成矿物组成符合要求的熟料所需的生料，确定原料的配合比的过程称为生料的配料计算。由于熟料的质量既依赖于熟料中主要矿物成份的质量分数，又依赖于熟料中四种主要矿物的合理搭配，而熟料矿物组成的绝对值受原料和煤灰中硅、铁、铝、钙四元素之和的制约，因此，熟料中四种主要矿物的相对比率更有实际意义。常用熟料的三率值来表征熟料的质量，因此，配料计算一般都是以获得设定三率值熟料为目标的生料配比计算。在实际生产过程中，按照配料计算结果配制的生料，常常不能获得三率值完全符合要求的熟料。其原因主要在于：(1) 由于原料化学分析时试样的代表性差及试样制备过程中的污染，配料计算时所用的原料分析结果与实际情况的偏离；(2) 原料化学成分的波动；(3)配料时由于计量设备漂移产生的计量误差。因此，在实际生产中，需要对出磨生料进行控制分析，并根据控制分析结果对原料配比进行调整，以保证水泥生料化学成分符合要求，进而保证熟料三率值符合设计要求。
名称烧失量SiO2Al2O3石灰石42.662.420.31
粘土5.2770.2514.72
铁粉-34.4211.53
煤灰-53.5235.34
KH=0.89SM=
石灰石81% 粘土
名称配合比烧失量
石灰石81.0034.55
粘土15.000.79
铁粉4.00-
生粉100.0035.35
灼烧生料-
名称配合比SiO2
灼烧生料95.4320.48
煤灰4.572.45
熟料100.0022.92
KH=
SM=
IM=
石灰石82.2% 粘土13.7配料计算
熟料的化学
则熟料的率值计算如下：
调整干燥原料配合比为：【解】 1.确定熟料组成
根据题意，已知熟料率值为：
2.计算煤灰渗入量
3.计算干燥原料配合比
设定干燥原料配合比为：
生料的化学22.42%49.02%原料与煤灰的化学
煤的
挥发物固定碳名称配合比烧失量SiO2
石灰石82.2035.071.99
粘土13.700.729.62
铁粉4.10-1.41
生粉100.0035.7913.02
灼烧生料-20.28
灼烧生料95.43-19.36
煤灰4.57-2.45
熟料100.00-21.80
KH=0.895
SM=2.140
IM=1.267
石灰石:1% 粘土:
湿石灰石=82.2/(100-1
湿粘土=13.7/(100-0.8
湿铁粉=4.1/(100-12
83.03+13.81
湿石灰石=（83.03/101.50
湿粘土=（13.81/101.50
湿铁粉=（4.66/101.50湿原料质量配合比总和=（
将上述质量比换算为百分比生料的化学成分
4.计算湿原料的配合比
设原料操作水分：表4-11Fe2O3CaOMgO总和0.1953.130.5799.285.481.410.9298.0548.27
3.530.0997.844.464.791.1999.30
表4-12
2.1IM=1.3
15% 铁粉4%
表4-13
SiO2Al2O3Fe2O3CaO
1.960.250.1543.04
10.542.210.820.21
