水泥生料配料计算原料方程法及Excel工作表
设单位熟料各原料消耗量为未知数可简便地建立原料方程式，用Excel解方程式并完成配料计算。同时还构建了有自
动计算功能的配料Excel工作表。
配料计算；原料方程式；Excel工作表
水泥生料配料计算有代数法、率值公式法[1]和生料化学成分比值法[2]等，都是通过建立多元一次联立方程式求解的计算方
法。本文介绍的原料方程法，方程式中未知数系数不需要推导公式计算转换，便于用微机办公软件Microsoft Excel制表计算，
不仅可迅速得到计算结果，同时构建了有自动计算功能的配料Excel工作表。
1 原料方程法配料计算原理
1.1 4组分原料配料计算
原燃料及要求熟料化学成分见表1。 表1 原燃料及要求熟料化学成分
名称 Loss SiO
2 Al
2O
3 Fe
2O
3 CaO 其它 Σ
石灰石 L
1 S
1 A
1 F
1 C
1 T
1 100
粘土 L
2 S
2 A
2 F
2 C
2 T
2 100
铝钒土 L
3 S
3 A
3 F
3 C
3 T
3 100
铁粉 L
3 S
3 A
3 F
3 C
3 T
3 100
煤灰 S
5 A
5 F
5 C
5 T
5 100
要求熟料 S A F C T 100
表1符号代表原燃料和配料要求熟料的化学成分，其中原料、煤灰成分为已知化学分析数据，要求熟料4种主要氧化物成
分由配料率值换算:
F=(100-T)/[(2.8KH+1)(IM+1)SM+2.65IM+1.35]
A=IM·F
S=SM·(A+F)
C=100-(T+S+A+F)
式中:T一般可设为3%左右，也可根据原料配比估算；用Excel计算时可根据计算熟料的其它成分反馈修正。
设烧成1kg熟料消耗W kg石灰石、X kg粘土、Y kg铝钒土、Z kg铁粉；煤灰掺入量为g kg，g由熟料热耗和煤的低位发
热值、灰分及煤灰沉落率计算求得。
根据物料平衡原理: W+X+Y+Z+g=熟料+烧失量
水泥配料及工艺平衡计算
生料配料计算方法很多, 有代数法、图解法、尝试误差法(包括递减试凑法)、矿物组成法、最小二乘法、电子计算机法等。生料配料的基本程序如下:
(1) 取原料的化学成分、煤的工业分析和灰分的化学成分数据。
(2) 确定熟料组成, 设定熟料率值, 新型干法生产的熟料率值一般控制在: KH=0.90±0.02，SM(n) =2.6±0.1, IM (P) =1.6±0.1。
(3) 计算煤灰入量, 新型干法生产煤灰掺入量按100%计算。
(4) 计算干燥原料配合比。
(5) 计算湿原料的配合比。
(6) 验算。
目前常采用计算机进行配料, 只需将已知和设定数值输入计算机即可获得所需配料数据。在手头没有计算机时可以采用入工原料, 下面就介绍”尝试误差法”和“微机计算法”,并以案例说明。
2.1.1 尝试误差法
这种计算方法很多,但原理都相同。其中一种方法是:先按假定的原料配合比计算熟料组成, 若计算结果不符合要求.则调整原料配合比, 再进行重复计算, 直至符合要求为止。另一种方法是从熟料化学成分中依次递减假定配合比的原料成分，试凑至符告要求为止(又称递减试凑法)。现举倒说明如下:
已知原料、燃料的有关数据如表2-1、表2-2 所示, 假设用窑外分窑以三种原料配合进行生产, 已知熟料的三个率值为:KH=0.89,n=2.1,P=1.3,单位熟料热耗为3350kJ/kg, 试计算原料的配合比。
表2-1中的化学分析数据总和往往不等于100%,这是由于某些物质没有分析测定,因而通常小于100%, 但不必换算为100%。此时, 可以加上其他一项补充为100%。有时,分析总和大于100%,除了没有分析测定的物质以外,大多是由于该种原、燃料等,特别是一些工业废渣，含有一些低价氧化物。如FeO,甚至金属Fe等,经分析时燃烧后，被氧化为Fe2O3等增加了质量所致,这与熟料燃烧过程相一致,固此,也可以不必换算。
原 料 名LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO石 灰 石42.310.560.410.5452.953.22高硅粘土4.0182.935.395.050.300.55铁质原料13.658.8222.0940.000.200.26低硅粘土2.6068.2617.658.820.650.67白生料35.1413.163.022.2843.202.74灼烧生料/20.374.683.5466.884.24煤 灰/47.2235.555.945.011.00熟料/21.165.593.6165.054.14烧成热耗（kJ/kg）3073.48MadAadVadFCad标准煤耗105.003.4822.8628.6745.00生料三率值1.0162.481.32熟料三率值KHSMIM水泥行业1cal=4.181熟料三目标值0.9202.301.55计算三率值0.9202.301.55原 材 料 化 学 成 份 配料原料
入窑煤粉工业分析原材料水份SO3K2ONa2OCl-∑(%)干基比例（%）0.000.000.000.0099.990.3081.400.000.311.050.0099.5914.305.310.000.780.160.0085.9521.001.310.000.770.160.0099.5823.0011.980.000.120.080.0099.73煤灰量（%）煤灰（%）0.000.180.120.00100.003.0491.9392.170.000.000.0096.89生料（%）0.060.180.120.0099.9198.061Qnet.ad（kcal/kg）St,adQnet.ad（kJ/kg）5509.130.3423036.96 份 （%）配料计算原料化学成分物料配比
湿基配比（%）77.715.891.5814.82煤灰（%）2.959灼烧生料（%）97.041料配比
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。
