5000td新型干法水泥厂石灰石矩形预均化堆场工艺设计(3)

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SM=

C3S?1.3254C2S ②

1.4341C3A?2.0464C4AF1.1501+0.6383 ③ C4AF IM=

将式① ×② ×（③ +1）整理，得：

??L=1 .25KH?n?p?1 =

CCS3S?0.88382CC4AF4AF

图2-1 熟料28d抗压强度与L值相关图

2.4石膏加入量、混合材加入量的确定

2.4.1石膏加入量的确定

石膏在水泥中成分虽然很少，但是在水泥中却扮演着举足轻重的角色。适当的加入石膏，是生产水泥过程中的重要措施之一，这样可保证在水泥硬化前形成足够多的钙矾石，这就有利于水泥强度的发展。本设计中普通硅酸盐水泥中的三氧化硫含量一般波动在1.5%-2.5%之间，SO3%=43.77%设石膏掺入量为x，由1.5<43.77x<2.5得3.42

根据石膏的化学成分，石膏中的三氧化硫含量为43.77%。则加入石膏后水泥中的三氧化硫含量为1.75%，符合普通硅酸盐水泥的指标。

适当加入石膏有利于水泥强度的发展。矿渣硅酸盐水泥中的三氧化硫含量一般不超过4%，SO3%=43.77%设石膏掺入量为x,由43.77x<4得x<9.13，设定石膏的加入量为5%。

根据石膏的化学成分，石膏中的三氧化硫含量为43.77%。则加入石膏后水泥中的三氧化硫含量为1.75%，符合矿渣硅酸盐水泥的指标。

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2.4.2混合材加入量的确定

国家标准（GB175—2007）对普通硅酸盐水泥矿渣加入量有明确的规定：在普通硅酸盐水泥中，掺加活性混合材时不得超过15%，其中允许用不超过5%的煤灰或不超过10%的非活性混合材代替；考虑煤灰的加入及硫酸渣活性问题。确定矿渣加入量为10%。

国家标准（GB175—2007）对矿渣硅酸盐水泥矿渣加入量有明确的规定：在矿渣硅酸盐水泥中，掺加活性混合材时不少于20%且不高于70%。综合考虑煤灰的加入和矿渣活性混合材等问题，确定矿渣的加入量为35%。

2.3物料平衡计算

2.3.1 配料计算

原料及燃料化学成分，见表2-4。

表2-4 原料化学成分(%)

原料 石灰石 粘土 铁粉 煤灰 矿渣 石膏

烧失量 39.68 5.43 2.45 14.94

结晶水

SiO2 3.33 66.36 36.12 65.92 38.58 3.48

Al2O3 1.33 15.41 2.72 21.47 7.62 0.25

Fe2O3 0.69 7.01 54.03 3.90 1.25 0.14

CaO 51.31 2.34 0.72 2.66 43.46 34.88

MgO 1.20 2.82 1.43 6.08 0.76

SO3 43.77

W 2.00 10.00 8.00 20.00 2.00

表2-5 煤的工业分析(%) Fc.ar 46.57

V.ar 23.32

A.ar 27.89

M.ar 2.22

Qnet.ar 22717(kJ/kg)

表2-6 各种用煤水分及热值

烧成用煤 烘干用煤 应用基水分/%

7.46 5.46 应用基低位热值/kJ/kg

22717 21568 矿渣烘干热耗 4567（KJ/kgH2O） 粘土烘干热耗 5158（KJ/kgH2O） 表2-7 生产损失

名称 生产损失

石膏 3

硫酸渣 8

7

生料 5

水泥 3

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干生料的烧失量：I=35.68%

2.3.1.1 煤灰掺入量

选定熟料热耗q=3100kJ/kg熟料 熟料中煤灰掺入量：

qAyS3100?27.89?100 GA?y??3.81%

Q?10022717?100式中：GA——熟料中煤灰掺入量(%)； q——单位熟料热耗(kJ/kg熟料)； Ay——煤的应用基低热值(kJ/kg煤)； S——煤灰掺入量(%)； Qy——煤耗(kJ/kg熟料)。

煤灰掺入量3.81%，则灼烧生料配合比为100%-3.81%=96.19%。

2.3.1.2 计算干燥原料的配合比

设定干燥物料的配合比为；石灰石83%、粘土14%、铁粉3%，以此计算生料的化学成分，如表2-8所示。

表2-8 生料的化学成分

名称 石灰石 粘土 铁粉 生料 燃烧生料

配合比（%） 烧失量

84.1 13.9 3 100.0 ——

33.37 0.70 0.07 34.14 65.86

SiO2 2.80 8.56 1.08 12.44 18.89

Al2O3 1.12 1.99 0.08 3.19 4.84

Fe2O3 0.58 0.90 1.62 3.10 4.71

CaO 43.15 0.330 0.02 43.47 66.00

2.3.1.3 熟料的化学成分

由上计算的熟料的化学成分，如表2-9所示。

表2-9 熟料的化学成分

原料 灼烧生料 煤灰 熟料

配合比（%） 96.19 3.81 100

SiO2 18.17 2.51 20.68

Al2O3 4.66 0.82 5.48

Fe2O3 4.53 0.15 4.68

CaO 63.49 0.101 63.59

2.3.1.4 熟料率值的计算

熟料的率值计算如下：

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KH?Cc-1.65Ac-0.35Fc63.59?1.65?5.48?0.35?4.68? ?0.914

2.8Sc2.8?20.68SM?IM?Sc20.68??2.03

Ac?Fc5.48?4.68Ac?1.17 Fc 计算的率值KH=0.914，SM=2.03，IM=1.17，从计算结果可知，IM值偏低，调整原料配比为：石灰石84.1%、粘土13.4%、铁粉2.5%，重新计算其结果如下： KH?Cc-1.65A-c0.35Fc63.58?1.65?5.56?0.35?4.34??0.9033

2.8Sc2.8?20.90 SM? IM?

Sc20.90??2.11 5.56?4.34Ac?FcAc5.56??1.28 符合要求 Fc4.34配合比（%） 84.1 13.4 2.5 - - 96.19 3.81 100

33.37 0.73 0.07 34.17 65.86 烧失量

名称 石灰石 粘土 铁粉 生料 燃烧生料 灼烧生料 煤灰 熟料

SiO2 2.80 8.89 0.09 12.59 19,12 18.39 2.51 20.09

Al2O3 1.12 2.06 0.07 3.25 4.93 4.74 0.82 5.56

Fe2O3 0.58 0.94 1.35 2.87 4.36 4.199 0.15 4.34

CaO 43.15 0.31 0.02 43.48 66.00 63.48 0.10 63.58

2.3.1.5 熟料矿物组成

C3S=3.8?(3KH-2)?SiO2=3.8×(3×0.903-2)×20.90%=56.31% C2S=8.60?(1－KH)?SiO2=8.60×(1－0.903)×20.90%=17.43% C3A=2.65?(A2O3－0.64Fe2O3)=2.65×(5.56－0.64×4.34)=7.48% C4AF=3.04?Fe2O3=3.04×4.34=13.19% 则L?1.25KH?n??p?1??C3SCS56.3117.43?0.88382=?0.8838??5.517 C4AFC4AF13.1913.199

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根据熟料28d抗压强度与L值2-1图，L=5.432所对应的熟料28d抗压强度为54Pa，所以确定熟料标号为54。

2.3.1.6 计算湿物料的配合比

原料的水分为：石灰石为2%，粘土为10%，铁粉为8%，则湿原料质量配合比为：

湿石灰石?84.1?100%?85.82% 100-213.4湿粘土??100%?14.89%

100-102.5?100%?2.55% 湿铁粉?100-8 将上述质量比换算成百分比：

85.82湿石灰石??100%?83.11%

85.82?14.89?2.5514.89湿粘土??100%?14.42%

85.82?14.89?2.552.55湿铁粉??100%?2.47%

85.82?14.89?2.552.3.2 物料平衡计算 2.3.2.1 窑产量的标定

本设计是设计日产5000t/d熟料的生产线，参考同类型的厂家，选择φ4.8×72m的回转窑。本设计选择的是德国洪堡公司制造的φ4.8×72m的回转窑，窑产量为4000t/d

回转窑的小时产量计算公式：

G?0.37743Di2.55850.5186L

式中：Di——回转窑的内径，m； L——回转窑的有效长度，m。 G?0.37743i2.5585L0.5188?0.37743??4.8?0.062?2?2.5585?720.5186?186.6?t/h?

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