熟料矿物组成配料设计计算方法.doc

2011.No.12 名称C 3S C 2S C 3A C 4AF 灼烧石灰石330.65-238.23 1.10 1.92灼烧尾矿-570.04630.18-2.9133.75灼烧灰渣-625.10642.0657.0817.92煤灰 -571.74 561.00 75.53 24.95 配料设计是水泥生产工艺中的重要环节,实施优化配料方案是生产优质熟料的前提。配料设计的计算方法有多种,都是行之有效的,只是繁简程度有差别,计算结果与设定值的误差大小不同而已。矿物组成配料设计较其他配料方法具有一次成功、数据准确的优势,故将矿物组成方法示例如下。 1配料设计基础数据 新型干法窑2500t/d 生产线,使用工业废渣替代 黏土和铁粉,煤热值较低,熟料烧成热耗3260kJ/kg 。原料及煤灰化学成分见表1,煤的工业分析见表2。 表1 原料及煤灰化学成分 表2 煤工业分析 煤灰100掺入熟料,掺入量3260/20547 25.994.12。 灼烧基原料的化学成分见表3。 表3 灼烧基原料化学成分 2 矿物组成设计方案 2.1 原料分析 石灰石CaO 含量为51.48,属泥灰岩石灰石,按 我国水泥矿山的石灰石品位划分属Ⅰ类,因此本案石灰石为优质天然资源。尾矿和灰渣为黏土质物料,铁 含量偏高,单独分析计算其硅酸率n 尾矿 4.10,n 灰渣 1.92,可能不属优质黏土质原料,但两者混配,优势互补,成为理想的黏土质原料。 2.2 配料设计注意事项 ①首先要考虑所生产的水泥的性能及品质要求,熟料应是高性能的,确定熟料的矿物组成或率值。② 重视原燃材料的技术条件和加工性能,科学分析、客观选用原燃材料进行配料设计。③熟料要易烧,便于热工制度的稳定和控制。④熟料要易磨,便于加工粉磨,适应立磨粉磨。 2.3配料设计C 3S 和C 3A 的确定 C 3S 54,C 3A 7。 首先要保证C 3S 的数量不能低,本案取C 3S 含量 为54是结合原料考虑的,因为充分利用现有原料中硅、铝和铁的含量,能够提供相应数量的C 2S ,使 C 3SC 2S 75。C 3A 适量,保证烧结范围。这样选取的C 3S 和C 3A 值,硅酸率偏高,物料耐烧、熟料结粒好。 3 采用矿物组成进行配料计算 3.1 灼烧基原料、煤灰中的矿物组成计算熟料矿物组成与主要氧化物的关系式 C 3S4.071CaO-7.604SiO 2-6.717Al 2O 3-1.429Fe 2O 3 1C 2S2.867SiO 2-0.75C 3S 2C 3A2.65Al 2O 3-1.696Fe 2O 3 3 C 4AF3.043Fe 2O 3 4根据表3数据及式1式4,灼烧基原料和煤灰中各矿物含量计算结果见表4。 表4 灼烧基原料、煤灰各矿物含量计算结果 3.2灼烧生料C 3S 和C 3A 含量计算 1设计C 3S 54,煤灰掺入量4.12,煤灰 M ar /V ar /A ar /FC ar /Q net,ar /kJ/kg0.86 14.96 25.99 58.19 20547 熟料矿物组成配料设计计算方法 武洪明,周 伟 中图分类号TQ172.614.1 文献标识码B 文章编号1002-9877201112-0038-03 名称Loss SiO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO MgO 其他 石灰石42.67 2.150.470.3651.48 1.38 1.49尾矿 1.3769.13 5.9210.94 4.03 4.18 3.83灰渣 3.06 57.9424.54 5.71 1.86 1.41 5.48煤灰 45.51 33.75 8.20 3.13 0.81 8.60 名称SiO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO MgO 其他 灼烧石灰石 3.750.820.6389.80 2.41 2.60灼烧尾矿70.09 6.0011.09 4.69 4.24 3.88灼烧灰渣59.7725.31 5.89 1.92 1.45 5.65煤灰 45.51 33.75 8.20 3.13 0.80 8.60 38-- DOI10.13739/11-1899/tq.2011.12.018 2011.No.12 C3S-571.74,则 C3S灼生1-4.124.12-571.7454 解得,C3S灼生80.89 2设计C3A7,煤灰掺入量4.12,煤灰C3A 75.53,则 C3A灼生1-4.124.1275.537 解得,C3A灼生4.06 3.3计算原料配比 配料为三组分配料,满足设计C3S和C3A含量要求。先进行石灰石分别与尾矿和灰渣配比的计算,都要满足灼烧生料C3S灼生80.89的配料要求。然后由石灰石与尾矿、石灰石与灰渣的比例分别计算C3A被引入的数量,再根据计算出的C3A数量对石灰石尾矿和石灰石灰渣进行石灰石、尾矿与灰渣灼烧基状态的配比计算。 3.3.1石灰石与尾矿混料配比 设石灰石比例为x 石,尾矿比例为1-x石。建立满 足C3S灼生80.89的平衡式 80.89x石330.651-x石-570.04 解得x 石0.7227,x尾1-0.72270.2773 3.3.2石灰石与灰渣混料配比 设石灰石配比为y 石,灰渣比例为1-y石。建立满 足C3S灼生80.89的平衡式 80.89y石330.651-y石-625.10 解得y 石0.7386,y灰1-0.73860.2614 3.3.3石灰石尾矿和石灰石灰渣引入C3A的计算 石灰石尾矿和石灰石灰渣引入C3A的计算见表5。 表5两种混合料引入的C3A计算 3.3.4计算石灰石尾矿与石灰石灰渣的配比 对石灰石尾矿和石灰石灰渣见表5作为新生原料进行混合,满足C3A为4.06的要求,计算配比。 设x 石尾为石灰石尾矿的配比,则1-x 石尾 为 石灰石灰渣的配比,则 x石尾-0.021-x石尾15.764.06 解得x 石尾0.7414,x石灰1-0.74140.2586 3.3.5灼烧石灰石、尾矿、灰渣配比计算 石灰石比例0.74140.722710053.58 0.25860.738610019.10 小计72.68 尾矿比例0.74140.277310020.56 灰渣比例0.25860.26141006.76 合计100.00 3.3.6灼烧基配比转化为干基原料配比 根据各原料烧失量见表1可计算出 石灰石72.68/100-42.671.268 尾矿20.56/100-1.370.208 灰渣6.76/100-3.060.070 合计1.546 换算为原料百分比 石灰石1.268/1.54610082.02 尾矿0.208/1.54610013.45 灰渣0.070/1.5461004.53 合计100.00 3.3.7配合生料及熟料成分计算 根据石灰石、尾矿及灰渣的化学成分及配比可计 算出生料化学成分,根据生料成分及煤灰掺量可计算 出熟料成分,结果见表6。 表6配合生料及熟料化学成分 4矿物组成核算及熟料率值计算 4.1C3S和C3A核算 C3S用式1计算,C3A利用式3计算 C3S4.07163.75-7.60422.16-6.7174.80- 1.4293.3554.00 C3A2.654.80-1.6963.357.04 C3S、C3A含量计算值与设计值基本相同。 4.2熟料率值计算 KH63.75-1.654.80-0.353.35/2.822.16 0.881 n22.16/4.803.352.72 P4.80/3.351.43 4.3C2S和C4AF的计算 名称Loss SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO其他 配合生料 熟料 35.3113.68 22.16 2.30 4.80 2.03 3.35 42.92 63.75 1.75 2.63 1.99 3.30 项目名称物料配比引入的C3S引入的C3A 石灰石尾矿石灰石x石0.7227238.960.79尾矿x尾0.2773-158.07-0.81合计 1.080.89-0.02 石灰石灰渣石灰石y石0.7386244.220.81 灰渣y灰0.2614-163.4014.95 合计 1.080.8215.76 武洪明,等熟料矿物组成配料设计计算方法39 -- 2011.No.12 C 2S2.86722.16-0.7554.0023.03C 4AF3.0433.3510.19 5小结 1熟料矿物组成配料方法简单易行,一次成功, 误差很小。 2四组分、五组分和六组分配料,可以将原料化 学成分属同质类的物料如硅质、铝质或铁质按适当比例合并,最终简化为三组分配料。 3熟料矿物组成配料计算方法在对矿物组成有 特殊定量要求的特种水泥如道路水泥、中热水泥等的配料设计使用更加方便。 4水泥窑协同处置工业废物、城市污泥作为替代 原燃材料时,要非常慎重对待其引入的元素对熟料质量的影响。 编辑 胡如进 印度阿托尼克2500t/d 生产线是我院在印度的总承包工程项目,其中Φ4.2m 13m 水泥磨预粉磨系统于2011年正式投产。通过几个月的调试,目前此水泥粉磨系统已基本正常,本文总结了调试期间出现的问题及解决方法。 1工艺流程和主要设备 水泥粉磨系统工艺流程见图1,主要设备参数见 表1。 图1 水泥粉磨系统工艺流程 表1粉磨系统主要设备技术参数 来自配料站混合料经斗式提升机、胶带输送机、气动三通换向阀进入辊压机上方的称重仓,仓内物料靠重力进入辊压机中,物料经过辊压机挤压后排出,经分料阀分料后,中部的细料进入水泥磨,边部的粗料经输送设备再返回称重仓。在斗式提升机出料溜管上设有管式除铁器,以便进一步除去物料中带入的铁件。胶带输送机上设置了金属探测仪,当探测出物料中有金属时,气动三通阀自动换向,物料不经过辊压机而直接入磨,从而保护辊压机。待含有金属的这部分物料通过后,几秒内阀板复位,物料继续进入辊压机系统。粉磨后的物料经锁风翻板阀、空气输送斜槽、斗式提升机进入O-Sepa 选粉机进行分选,选出来的合格细粉进入大布袋除尘器,收集下来的物料即为成品水泥,然后通过斜槽把水泥送至水泥库储存,而选粉机的粗粉由灰斗出料口排出,经翻板阀、胶带输送 机再返回磨内重新粉磨。 设备名称主要技术参数 辊压机RP120-80;能力180230t/h ;电动机功率2500kW 水泥磨 Φ4.2m 13m ;能力110t/h ;电动机功率3150kW O-Sepa 选粉机 N-2500;能力120t/h ;变频电动机功率132kW 大布袋除尘器PPCA128-29;处理风量180000m 3/h ;压损1770Pa 水泥磨排风机风量180000m 3/h ;全压8000Pa ;电动机功率630kW Φ4.2m 13m 水泥磨预粉磨系统的调试 王志锋,吕海利,张 平 中信重工洛阳矿山机械工程设计院,河南洛阳 471039 中图分类号TQ172.637 文献标识码B 文章编号1002-9877201112-0040-02 40--