水泥易烧生料配方的调整方法.pdf

本发明是属于立窑生产水泥时配料计算、生产控制及生料配方地调整的一种方法。
    所谓立窑水泥生料是指由石灰质原料、粘土质原料及少量校正原料、燃料按比例配合，进入生料磨粉磨至一定细度，其出磨生料的化学成分一定满足熟料要求的化学成分和矿物组成的一种物料。

    水泥生料中各原、燃料配比的确定是通过配料计算求得。配料计算是水泥工厂设计和水泥工厂过程中一个关键环节。

    水泥生产中生料成分的稳定与否，常用碳酸钙滴定值（TCaCO₃）作为控制标准指标，并以此合格率来衡量生料的稳定性与均匀性。

    由于天然原料、燃料品位的变化，生料制备系统及化验室检测系统等种种问题都会影响到生料配方的准确性、稳定性。因此计算得的配方在生产中不是固定不变，而根据实际波动情况随时进行调整。

    已有技术中，旋窑和立窑的配方计算都用拼凑法，该法是以计算率值（石灰饱和系数KH，硅酸率N，铝氧率P）来表示水泥熟料的化学成分或矿物组成之间相互关系，再与设定的率值对照，进行调整，重复计算，最后确定生料配比，其计算步骤如下：

    1.对各原料、燃料进行化学分析，列出数据;

    2.计算煤灰掺入量;

    3.设定熟料矿物组成及率值的要求值;

    4.假设原料配比（干基），计算白生料成分;

    5.计算灼烧基白生料成分;

    6.计算熟料的化学成分;

    7.计算熟料率值及矿物组成，再与要求值对照;

    8.进行调整，重复计算，确定原料配比;

    9.将干基原料配比换算为湿基原料配比，计算生料配煤量及确定生料系统控制指标。

    已有技术计算确定控制指标碳酸钙滴定值（TCaCO₃），只计算CaO和MgO两种碳酸盐含量，其值与实际值误差较大。

    本发明的目的：

    （1）配料计算方法简化;

    （2）控制指标尽可能接近实际值;

    （3）配方调整简便，从而迅速、及时地稳定生产，促使立窑产、质量提高。

    本发明的技术思路是：

    （1）确定生料配方时，不仅要满足熟料成分的要求，而且也要满足窑烧操作要求，为之称谓易烧生料;

    （2）水泥生料常规配料为：

    （石灰石+粘土+铁质）+煤+萤石（矿化剂）

    ｜-称白生料＝100份-｜

    这五种原、燃料组份中，煤按常规计算，铁质、萤石配比在一定经验值中选取。因此，本发明重点是计算石灰石配比;

    （3）本法以实测五种原、燃料的TCaCO₃为基础，计算控制标准值，以便更符合生产实际，并尽可能降低一切测试误差。

    本发明的调整方法包括下述三个内容：

    一.生料配方计算步骤：

    （1）.对原料、燃料进行化学全分析;

    （2）.生料用煤量按常规计算;

    （3）.生料中石灰石配比（干基）计算公式：

    石灰石配比（干基）＝ (白生料TCaCO₃)/(石灰石CaCO₃) ×100%

    式中：白生料TCaCO₃值，一般在75-80%（经验值）之间选取;用劣质高灰份煤时可选高一些，一般可选77-78%。

    石灰石CaCO₃＝ (CaO含量)/(CaO/CaCO₃摩尔比)

    ＝ (CaO)/0.5608 （常规算法）

    （4）.生料配方中：

    铁质配比（干基）可根据铁质材料中含Fe₂O₃的高低，在3.5-5%（经验值）之间选取;

    萤石配比（干基）一般在1-1.5%（经验值）之间选取;

    （5）.生料配方中粘土配比（干基）＝100-石灰石配比-铁质配比;

    （6）.把原、燃料干基配比换算成湿基配比。

    二.生产控制用的出磨生料TCaCO₃标准值的确定：

    （1）.分别实测石灰石、粘土、铁质、煤、萤石的TCaCO₃值;

    （2）.把已经算得五组份的干基配比值，分别与相对应的实测TCaCO₃值相乘，再将各乘积相加得总和除以五组份干基配比总和，即为生产控制标准值。

    三.生料配方的调整：

    本调整方法，强调根据窑烧情况，结合化验室有关数据进行调整五组份的配比。

    （1）.窑烧出现松散不结块，易偏火，熟料中夹杂黄球黄粉，化验室实测反映生料TCaCO₃高于标准值，这是属于石灰饱和比过高和燃料煤少欠温类型的问题。这在配方调整中以减少石灰石配比，同时加粘土或加铁质配比，也可同时增加或单独增加配煤量。

    （2）.窑煤出现粘边结圈，结块严重，吡火多，中部或局部抽深，化验室反映生料TCaCO₃低于标准值，这是属于饱和比低，或煤多温高类型的问题。这在配方调整中以增加石灰石配比，相应减少粘土或铁质配比，也可同时减煤或单独减煤即可解决问题。

    本发明优点和效果：

    1.本调整方法，计算公式少而简单，容易掌握，实用性强。

    2.实施本调整法，无须强求生产工艺设施和生产条件优化，可在现有条件下简易调整配方，并能迅速达到立窑优质、高产、低耗的效果。对于∮2×8米机立窑、3YF-φ2×7米液压传动机立窑，实施本法后，产量可比设计指标提高15-40%，同时降低能耗。

    实施例：

    已知值：

    1.石灰石全分析中CaO为53%

    2.选取白生料TCaCO₃为77%

    3.熟料热耗选取4180千焦

    4.煤发热量为21736千焦

    5.常规计算出煤的掺加量为13.5%

    6.铁质配比（干基）选取4.5%

    7.萤石配比（干基）选取1.5%

    计算值：

    1.石灰石CaCO₃＝53/0.5608＝94.5

    2.石灰石配比（干基）＝ (白生料TCaCO₃)/(石灰石CaCO₃) ×100%

    ＝ 77/94.5 ×100%＝81.5%

    3.粘土配比（干基）＝（100-81.5-4.5）%＝14%

    4.干湿基配比计算：

    石灰石    粘土    铁质    煤    萤石    配比总和

    干基配比(%)    81.5    14    4.5    13.5    1.5    115

    已知水份(%)    0.2    5    4    6    2

    湿基配比(%)    81.7    14.7    4.7    14.4    1.5    117

    (%)    69.8    12.6    4.0    12.3    1.3    100

    5.出磨生料TCaCO₃标准值确定：

    石灰石    粘土    铁质    煤    萤石

    干基配比(%)    81.5    14    4.5    13.5    1.5

    实测TCaCO3(%)    97    3    0    2    0

    TCaCO₃标准值

    ＝ (81.5×97+14×3+4.5×0+13.5×2+1.5×0)/115 %

    ＝69.3%

    6.配方调整方法：

    （1）若窑烧反映松散不结块，易偏火，有黄球，TCaCO₃实测值合格率（1次/时，计算每班平均值）大于69.3%，则：

    石灰石    粘土    铁质    煤    萤石

    原配方    81.5    14    4.5    13.5    1.5

    调整配方实例(1)    80.5    15    4.5    13.5    1.5

    (2)    81.0    14    5.0    13.5    1.5

    (3)    80.5    15    4.5    14.0    1.5

    (4)    81.5    14    4.5    14.5    1.5

    （2）若窑烧反映粘边、结圈、结块、吡火多，TCaCO₃实测合格率小于69.3%，则要增加石灰石配比，相应减少粘土或铁质配比，也可同时减煤或单独减煤。

    本调整法实施时应注意事项：

    1.本法根据CaO含量计算石灰石配比，因此要求石灰石现场取样，尽可能做到均匀性及代表性。

    2.每次进厂煤必须进行3-5次工业分析，以平均值为该批煤的发热量值。

    3.化验室测定石灰石的Cao和TCaCO₃时必须用同一个试样，换标准溶液后，要重新确定TCaCO₃标准值，尽可能消除一切测试误差。

    4.实际生产中，发现TCaCO₃偏差较大时，应先检查生料制成系统原燃料质量、化验室检测等诸多方面有无问题，相应处理，如均查无问题，才着手调整配方，禁忌盲目频繁调整配方。

    5.浙江省湖州市白雀水泥厂，其3YF-∮2.2×7米液压传动机立窑，91年平均台时产量5吨/时，年产普通硅酸盐水泥4.1万吨，其中部分为425＃R。92年1月4日起，在原有设施和条件下，实施本法，第五天台时产量达到7吨/时，以后逐步平稳提高到7.5-8吨/时，92年全部生产425＃R普硅水泥7.5万吨，出磨安定性一次合格率在95%以上，煤、电能耗也有较大幅度下降。