學習要點：

原料及預均化技術對主要成分含量的要求裂開比，裂開段數，烘干的目的，常用設備，原料預均化的定義、原理；預均化堆場的類型，特點，影響均化效果的因素，描述物料均勻性的參數。理解選擇原料的原則，原料進展預處理的工作內容，生料均勻性對熟料煅燒的影響，生料均化鏈的組成，各環節完成工作量的大小，原料預均化堆場的工作過程，設備類型。了解各類原料中常用品種的性能，低品位原料的類型，主要成分，可作哪種原料使用，使用時應留意什么，原料的開采方式，開采工藝，常用設備，原料運輸進廠的方式。水泥生產的主要原料生產硅酸鹽水泥熟料的主要原料有石灰質原料和黏土質原料。石灰質原料原料兩類。水泥生產中常用的是含有碳酸鈣(CaCO3石灰質原料的種類和性石灰石：是由碳酸鈣組成的化學與生物化學沉積巖。〔CaCO〔CaCO2MgCO〔SiO、3 3 3 2燧石〔又稱玻璃質石英、火石，主要成分為SiO，屬結晶SiO〕黏土質及鐵質等雜質。2 2CaO含量：純石灰石含CaO56%，燒失量為44%，隨雜質含量增加CaO含量削減。含水量：一般不大于1.0%，具體值隨氣候而異。含黏土雜質越多，水分越高。過渡的中間類型巖石。是一種極好的水泥原料。分類：高鈣泥灰巖：CaO≥45%有些地方產的泥灰巖成分接近制造水泥的原料，可直接燒制水泥，稱自然水泥巖。主要礦物：方解石白堊：是海生生物外殼與貝殼積存而成的，富含生物遺骸，主要由隱晶或無定形細粒疏松的碳酸鈣所組成的石灰巖。主要成分：碳酸鈣，含量80%-90%，甚至高于90%。性能：易于粉磨和煅燒，是立窯水泥廠的優質石灰質原料。(4主要成分：含碳酸鈣90％左右。外表附有泥砂和鹽類(如MgCl、NaCl、KCl)等對水泥生產2有害的物質，所以使用時需用水沖洗干凈。目前沿海小水泥廠有的承受這種原料。石灰質原料的選擇石灰質原料的質量要求石灰質原料使用最廣泛的是石灰石，其主要成分是CaCO，純石灰石的CaO最高含量為56%，3CaO含量確定。有害成分為MgO、RO、〔NaO、KO〕SiO。一般要求如下：2 2 2 2成分CaO成分CaOMgOf-SiO(燧石或石2SOKO+NaO英)322含量〔%〕≥48≤3≤4≤1≤0.6Ⅰ、搭配使用；Ⅱ、限制MgO含量；〔白云石是MgO的主要來源，含有白云石的石灰石在敲開的斷面上可以看到粉粒狀的閃光〕Ⅲ、限制燧石含量；〔燧石含量高的石灰巖，外表常有褐色的凸出或呈結核狀的夾雜物。〕Ⅳ、型干法水泥生產，還應限制KO、NaO、SOCl-等微量組分。白云石、石灰石的判定方法：

2 2 3用10%鹽酸滴在白云石上有少量的氣泡產生，滴在石灰石上則猛烈地產生氣泡。常見石灰質原料的化學成分石灰質原料在水泥生產中的作用主要是供給CaOSiOAl0FeO并同時帶入MgO、S0RO

2 23

23,3 2廠名名稱燒失量廠名名稱燒失量Si02A1023Fe023CaOMgOK0+Na0S0C1-產地22338.498.042.070.9148.04O．820.80王官營41.303.991.030.4751.911.170.130.270.0057海螺山41.592.500.920.5953.17O．470.11O．020.003大河山42.233.01O．28O．2052.980.50O．0970.130.0038艾維爾溝雙陽水泥廠石灰石42.483.030.320.1654.200.360.06O．020.006羊圈頂子華水泥廠石灰石39.835.821.77O．8249.741.16O．23黃金山貴州水泥廠泥灰巖40.244.862.080.8050.69O．91貴陽北京水泥廠泥灰巖36.5910.952.641.7645.001.201.450.02O．001八家溝偃師白堊36.3712.223.261.4045.840.81浩良河大理巖42.202.700.530.2751.232.44O．14O．100.004浩良河(4)石灰質原料的性能測試方法石灰質原料中各種元素(或氧化物)的含量：可用化學分析方法定量確定。石灰質原料的分解溫度：可用差熱分析方法確定其中碳酸鹽的分解溫度。石灰質原料的主要礦物組成：可用x射線衍射方法進展物相定性分析。程度等。黏土質原料黏土質原料系指含水鋁硅酸鹽物原料的總稱。主要化學成分是二氧化硅，其次是三氧化二鋁、三氧化鐵。黏土質原料的種類與特性水泥工業承受的自然黏土質原料有黏土、黃土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等，使用最多的是黏土和黃土。近年來多用頁巖、粉砂巖等黏土南方地區的紅壤與黃壤等。依據黏土中主導礦物不同，將其分為高嶺石類、蒙脫石類、水云母類等。黃土洪積和淤積的。顏色以黃褐色為主。(3〕頁巖顏色不定，一般灰黃、灰綠、黑色及紫色等，構造致密堅實，層理發育，通常呈頁狀或薄片狀。粉砂巖粉砂巖是由直徑為0.01~0.1mm的粉砂經長期膠結變硬后碎屑沉積巖。主要礦物是石英、長石、黏土等，膠結物質有黏土質、硅質、鐵質及碳酸鹽質。顏色呈淡黃、淡紅、淡棕色、紫紅色等，質地一般疏松，但也有較堅硬的。粉頁巖的硅率較高，一般大于3.0，可作為硅鋁質原料。河泥、湖泥類江、河、湖、泊由于流水速度分布不同，使挾帶的泥沙規律地分級沉降的產物。其成分打算區域內進展采掘，做黏土質原料使用。千枚巖深紅、灰及黑等色。黏土質原料的品質要求及選擇品質要求品位n品位npMgO(%)RO(%)2SO(%)3塑性指數一級品2.7~3.51.5~3.5＜3.0＜4.0＜2.0＞122.0~2.7二級品不限＜3.0＜4.0＜2.0＞123.5~4.0Ⅰn、p5%。水泥生產用關心原料校正原料組分摻加相應的原料，這種以補充某些成分缺乏為主的原料稱校正原料。鐵質校正原料當氧化鐵含量缺乏時，應摻加氧化鐵含量大于40％的鐵質校正原料。常用：低品位的鐵礦石，煉鐵廠尾礦及硫酸廠工業廢渣硫酸渣等。目前有用鉛礦渣或銅礦渣的，既是校正原料，又兼做礦化劑。硅質校正原料當生料中SiO2

含量缺乏時，需摻加硅質校正原料。常用：硅藻土、硅藻石、含SiO2

多的河砂、砂巖、粉砂巖等。其中砂巖，河砂中結晶SiO2多，難磨難燒，盡量不用，風化砂巖易于粉磨，對煅燒影響小。鋁質校正原料當生料中AlO。含量缺乏時，需摻加鋁質校正原料。23常用：爐渣、煤矸石、鋁礬土等校正原料常用品種質量要求校正原料常用品種質量要求低品位的鐵礦石、煉鐵廠尾礦、硫酸廠工業鐵質校正原料廢渣硫酸渣〔俗稱鐵粉〕FeO≥40%23鉛礦渣，銅礦渣〔還兼作礦化劑〕硅質礦化劑n＞4.0；SiO：2硅藻土、硅藻石、含SiO多的河沙、砂巖、270%~90%粉砂巖RO＜4.0%2鋁質校正原料爐渣、煤矸石、鋁礬土AlO＞30%23燃料體燃料三種。中國水泥工業目前一般承受固體燃料來煅燒水泥熟料。固體燃料的種類和性質①無煙煤又叫硬煤、白煤，是一種碳化程度最高，枯燥無灰基揮發分含量小于10％的煤。其收縮基低熱值一般為20900～29700kJ／kg(5000～7000kcal／kg)。無煙煤構造致密堅硬，有金屬光澤，密度較大，含碳量高，著火溫度為600～700℃，燃燒火焰短，是立窯煅燒熟料的主要燃料。②煙煤煙煤是一種碳化程度較高，枯燥灰分基揮發分含量為15％～40％的煤。其收縮基低熱值一般為20900～31400kJ／kg(5000～7500kcal／kg)。 構造致密，較為堅硬，密度較大，著火溫度為400～500℃，是回轉窯煅燒熟料的主要燃料。③褐煤褐煤是一種碳化程度較淺的煤，有時可清楚地看出原來的木質痕跡。其揮發分含量較高，可燃基揮發分可達40％～60％，灰分20％～40％，熱值為8374～1884kJ／kg。褐煤中自然水分含量較大，性質不穩定，易風化或粉碎。煤的質量要求水泥工業用煤的一般質量要求見下表窯型窯型灰分/%揮發分/%硫/%低位發熱量/(kJ/kg)濕法窯≤2818～30——≥21740立波爾窯≤2518～80——≥23000機立窯≤35≤15——≥18800預分解窯≤2822～32≤3≥21740低品位原料和工業廢渣的利用低品位原料：化學成分、雜質含量、物理性能等不符合一般水泥生產要求的原料。Si、Al質原料巖礦化;Fe質原料廢渣化。使用低品位原料急工業廢渣時應留意：這些原料成分波動大，使用前先要取樣分析，且取樣要有代表性；使用時要適當調整一些工藝。低品位石灰質原料的利用低品位石灰質原料：CaO＜48%或含較多雜質。其中白云石質巖不適宜生產硅酸鹽水泥熟料，其余均可用。但要與優質石灰質原料搭配使用。煤矸石、石煤的利用煤矸石：煤礦生產時的廢渣，在采礦和選礦過程中分別出來。其主要成分是SiO、AlO、以FeOCaO4180~9360kj/kg

2 2323本質區分，但含碳量少，揮發分低，發熱量低，灰分含量高。煤矸石、石煤在水泥工業中的應用目前主要有三種途徑：代粘土配料；經煅燒處理后做混合材；沸騰燃燒室燃料，其渣做水泥混合材。粉煤灰及爐渣的利用粉煤灰：火力發電廠煤粉燃燒后所得的粉狀灰燼。爐渣：煤在工業鍋爐燃燒后排出的灰渣。粉煤灰、爐渣的主要成分：以SiO、AlO為主，但波動較大，一般AlO2 23 23

偏高。利用：局部或全部替代粘土參與配料；作為鋁質校正原料使用；作水泥混合材料。作原料使用時應留意：加強均化；準確計量；留意可燃物對煅燒的影響；因其可塑性差，立窯生產時要搞好成球。玄武巖資源的開發與利用玄武巖：是一種分布較廣的火成巖，其顏色由會到黑，風化后的玄武巖外表呈紅褐色。成分：其化學成分類似于一般粘土，主要是SiO、AlO，但FeO、RO偏高，即助熔氧化物含量較多。

2 23

23 2利用：可以替代粘土，做水泥的鋁硅酸鹽組分，以強化煅燒。使用留意事項：因其可塑性、易磨性差，使用時要強化粉磨。(5)其他原料的應用SiO、也是一種自然玻璃。可用2作粘土質原料配料。成分相比較，AlO、FeO含量高，CaO含量低，含水量大，赤泥與石灰質原料搭配協作便可配制23 23誕生料。通常用于濕法生產。電石渣：是化工廠乙炔發生車間消解石灰排出的含水約85%~90%的廢渣。其主要成分是Ca(OH)2碳酸法制糖廠的糖濾泥、氯堿法制堿廠的堿渣、造紙廠的白泥：其主要成分都是CaCO，3均可做石灰質原料。礦山開采下，才允許利用外地運來的原料。需從專用礦床開采后運輸進廠的原料：石灰質原料、粘土質原料。開采前應做的工作：對礦山資源進展具體的勘探；作必要的原料工業性試驗，以確保資源的合理和原料開采的高效。開采方法露天開采。即直接揭露出礦體進展開采。開采時須先搬移土巖即剝離，再采開礦石即開采。〔1〕剝離：硬質巖石廢礦，先進展掩蓋層的爆破，再剝離。(2)開采：運輸排卸。開采工藝：按采掘方式分：豎直挖取平臥挖取石灰石礦山石灰石礦山開采設備按作業形式〔即工業環節連續程度〕分：循環作業連續作業半連續作業。石灰石礦山石灰石礦山開采設備原料運輸常用運輸的方式及使用條件道路和道路和主要運輸方式通道1、〔≤1、3km，小礦可適當延長〕投資較省2、運距較長的關心原料礦山2、有利于分采分運3、地形和礦體產狀簡單或零3、便于發揮挖掘機效率星分布的礦山4、便于承受高、近、分散大路 自卸汽車運輸 4、小尺寸的深凹露天礦的廢石場5、陡幫開采的礦山5、有些深凹露天礦可削減剝離量6、運距長時本錢較高7、汽車較多、修理量大、燃油消耗多1、地形平坦礦體產狀簡潔的大中型水泥廠石灰石礦

1、運輸量大、本錢較低2〔內燃鐵路 機車牽引側卸礦

2、高差一般在±50m以內 長、投資較高車運輸 3、具有適于敷設鐵路的地形和場地

3、采場內和廢石場上移道工作量大4、經濟運距較長1、高差在100m1、設備較簡潔斜坡卷

型水泥廠的石灰石礦

2斜坡礦車組揚道

2、斜坡道傾角5°~20° 資較省3差、效率低1、大中型水泥廠石灰石山坡1、設備較簡潔斜坡臺車

或深凹露天礦，高差100m或更大220°~30°

2、修建斜坡道工程量小，投資較省3率較低1、大中型水泥廠石灰石山坡100m

1運輸設備斜坡萁斗

或更大

2、采場內多用汽車運輸，2、斜坡道傾角10°~25° 具有轉載工序，生產較簡單3、因工程地質差不適于開鑿溜井〔槽〕的山坡礦 3、降段麻煩1、大中型水泥廠的石灰石礦1、設備少、運距短、本錢采場內自卸汽車

低2、高差大于100m平峒溜井〔槽〕

下部窄軌電機車

床 2、采場內用汽車運輸機動性高或裂開后膠帶機 3、具有適用于開鑿溜〔槽〕的巖層 3、需要開鑿井巷施工簡單1、特大型水泥廠石灰石礦 1、規模越大經濟效益越好膠帶輸 送機道 裂開—膠帶機

2、礦石質量穩定3整

2高3、燃油消耗少4、礦山效勞年限較長 4、降段較簡單1、特大型水泥廠石灰石礦1、特大型水泥廠石灰石礦1、規模越大經濟效益越好汽車—裂開—膠2、允很多品級礦石搭配開采2、用人少、勞動生產率高帶機3、礦山效勞年限較長3、降段較簡單皮帶機長距離輸送石灰石校正原料、其他關心性原、材料及燃煤一般可據運距、交通便利條件、經營費用等考慮采用鐵路或大路運輸進廠。皮帶機長距離輸送石灰石原料裂開與烘干、輸送與儲存裂開裂開的目的：便于運輸、儲存、烘干、配料和粉磨。常需裂開的物料：石灰石、塊狀粘土質原料、礦化劑、石膏、熟料等。(1〕裂開工藝：裂開：利用機械方法將大塊物料變成小塊物料的過程。也有把粉碎后產品粒度大于2～5mm的稱裂開。之一。裂開段：物料每經過一次裂開，稱為一個裂開段。以下圖為一段、二段裂開的工藝流程圖：(2)裂開設備及選用生產中應視要求的生產力量、裂開比、物料的物理性質如塊度、硬度、雜質含量與外形)和裂開設備特性來確定用什么樣的裂開機。裂開機類型裂開原理裂開機類型裂開原理裂開比i允許物料含水量/%適宜裂開的物料擠壓顎式、旋回式、顎旋式裂開機3～6石灰石、熟料、石膏擠壓<108～10石灰石、熟料、石膏細碎顎式裂開機沖擊<10錘式裂開機沖擊10～15(雙轉子30～40)<10石灰石、熟料、石膏、煤<12石灰石、熟料、煤<12石灰石、熟料、石膏、煤<10石灰石、熟料、石膏<8煤8～13煤<20黏土<18黏土還擊式裂開機沖擊10～40立軸錘式裂開機沖擊10～20沖擊式裂開機剝沖擊、磨10～30風選錘式裂開機沖擊50～200高速粉煤機擠壓、磨50～180齒輥式裂開機剝3～15刀式黏土裂開機擠壓、沖8～12擊顎式裂開機顎式裂開機錘式裂開機單轉子還擊式裂開機雙轉子還擊式裂開烘干烘干：利用熱能將物料中的水分汽化并排解的過程。烘干的目的：提高磨機粉磨效率；利于粉狀物料的輸送、儲存和均化。常需要烘干的物料：粘土、煤、礦渣等。的要求，一般需烘干的物料是用量較多，水分較高的物料。被烘干物料的水分要求承受一般干法粉磨工藝時，要求入磨物料的平均水分應小于1.5%。一般設烘干設備，對含水多的物料進展烘干品種石灰石品種石灰石鐵粉煤自然水分＜1%~15%~5%不定入磨水分0.5%~1.0%＜1.5%＜5%＜3.0%承受烘干磨時，要求入磨物料的平均水分小于6%〔也有的更高〕。一般不設烘干設備，但當平均水分超過允許入磨水分時，也需對含水多的物料烘干。〔2〕烘干工藝單獨烘干系統：利用單獨的烘干設備對物料進展烘干。烘干兼粉磨〔烘干磨〕：可簡化流程，節約設備和投資，削減人員，削減揚塵點，還可以利用窯尾和冷卻機的廢氣余熱。單獨烘干系統常用的烘干設備： 回轉烘干機：最成熟，常用回轉烘干機的工藝流程分兩種： 順流、逆流其工藝流程如以下圖3.4.33.4.3輸送與儲存(1)物料的輸送物料種類輸送方式常用設備備注皮〔膠〕帶輸送機振動輸送機水平、傾斜輸送塊狀或小粒狀物料機械輸送埋刮板輸送機斗式提升機垂直輸送溜管〔溜子〕傾斜輸送螺旋輸送機〔常稱鉸刀〕水平輸送機械輸送提升機垂直輸送粉狀物料空氣輸送斜槽水平輸送氣力輸送氣力提升泵垂直輸送〔2〕、物料的儲存儲存的目的：平衡生產。難以保證工廠生產連續均衡。常用物料的最低可用儲存量及一般儲存期物料名稱最低儲存期〔d〕一般儲存期〔d〕石灰質原料5〔10〕9~18粘土質原料1013~20校正原料2020~30燃煤1022~30運輸不均衡、雨季較長地區儲存期取高限，反之取低限。當原燃料低于最低可用儲存量時，工廠應樂觀承受各種有效措施限期補足儲存量。儲存設施：庫容有效利用率高，占地面積少，揚塵易處理，但儲存含水量較大或黏性較高的塊粒狀物料易造成堵塞。儲庫有效利用率低，揚塵大，易混料。儲料倉也叫料斗、料倉，是一種儲存量較小的儲存設施。露天堆場:但物料的損失大、揚塵大、受氣候的影響明顯。一般多用于堆放外部運入的大宗物料，如未經裂開的外購石灰石、煤、鐵質校正原料等。堆棚:類似于聯合儲庫，但儲存的物料種類較少，一般主要用于儲存未經加工處理的黏土質原料、校正原料等。預均化設施兼儲存儲料倉:承受原燃材料預均化的工廠可利用預均化設施在進展原燃材料預均化的同時，兼作物料的儲存。原料的預均化均化與預均化的根本概念〔1〕物料的均化均化：通過承受肯定的工藝措施，到達降低物料的化學成分波動振幅，使物料的化學成分均勻全都的過程。均化的意義：均化是保證熟料質量、產量及降低消耗的根本措施和前提條件，也是穩定出廠水泥質量的重要途徑。化系統——生料均化鏈。環節名稱完成均化工作量的任務〔環節名稱完成均化工作量的任務〔%〕原料礦山的搭配開采與搭配使用10~20原料的預均化30~40配料掌握及生料粉磨0~10生料均化~40預均化：原料經過裂開后，有一個儲存、再存取的過程。假設在這個過程中承受不同的儲取方法，使儲入時成分波動大的原料，至取出時成為比較均勻的原料的過程。生料的均化：粉磨后生料在儲存過程中利用多庫搭配、機械倒庫和氣力攪拌等方法，使生料成分趨于全都。均化效果的評價性①標準偏差：式中：S——標準偏差〔%〕n——試樣總數或測量次數，一般n20～30xx～xi i n——各次測量值的平均值，標準偏差是一項表示物料成分均勻性的指標標準偏差值越小，物料的成分越均勻②系變異數：式中：CV

——變異系數S——標準偏差——各次測量值的平均值變異系數表示物料成分的相對波動狀況，其值越小，成分的均勻性越好。③均化效果：偏差之比。式中：H——均化效果S——進入均化設施之前物料的標準偏差；進S——出均化設施時物料的標準偏差。出HH但不能反映全部樣品的波動幅度及其成分分布特性。原燃材料的預均化概念：原、燃料煤在儲存、取用過程中，通過承受特別的堆取料方式及設施，使原料或原料的預均化：主要用于石灰質原料，其他原料根本均質，不需要預均化。燃料的預均化：原煤根本原理：“平鋪直取”。即：堆放時，盡可能地以最多的相互平行、上下重疊的同厚度的料層構成料堆；取料時，按垂直于料層方向的截面對全部料層切取肯定厚度的物料。原燃料預均化的作用①消退進廠原燃料成分的長周期波動，使原燃料成分的波動周期短，為準確配料、配熱和生料粉磨喂料供給良好的條件。②顯著降低原燃料成分波動的振幅，縮小其標準偏差，從而有利于提高生料成分的均勻性，穩定熟料煅燒時的熱工制度。③利于擴大原燃料資源，降低生產消耗，增加工廠對市場的適應力量。原燃材料預均化的條件C<5％時，原料的均勻性良好，不需要進展預均化。VC=5％～10％時，原料的成分有肯定的波動。假設其他原料包括燃料的質量穩定、料準確及V生料均化設施的均化效果好，可以不考慮原料的預均化。相反，其他原料包的質量不穩定，生料均化鏈中后兩個環節的效果不好，礦石中的夾石、夾土多，此應考慮該原料的預均化。C>10％時，原料的均勻性很差，成分波動大，必需進展預均化。V一起進展預均化。進廠煤的灰分波動大于±5％時，應考慮煤的預均化。當工廠使用的煤種較多，不僅和熱值質量產生較大的影響時，應考慮進展煤的預均化。提高原料預均化效果的主要措施提高原料預均化效果的主要措施就是承受各類預均化堆場或預均化庫來提高原料的均化效果。預均化工藝及設施預均化堆場：矩形：設兩個料堆，一個堆料，另一個取料，相互交替作業，兩堆料可以平行排列，也可以5～7d。圓形：設一個圓弧料堆，在料堆的開口處，一端連續堆料，一端連續取料，儲量4～7d。矩矩型預均化堆場較簡潔，只要加長料堆即可。矩型預均化堆場圓型預均化堆場圓型預均化堆場②堆料方式和取料方式人字形堆料人字形堆料端面取料法波浪形堆料端面取料法傾斜形堆料側面取料法波浪形堆料法波浪形堆料法人字形堆料法橫向傾斜形堆料法橫向傾斜形堆料法水平層形堆料法③堆料機械：天橋皮帶堆料機耙式堆料機取料機械：刮板取料機：分橋式刮板取料機與懸臂刮板取料機兩種。前者用于端面取料，后者可以端面取料，也可以沿著料堆軸線縱向移動取料，適應圓錐堆法。鏈斗取料機：適用于端面或側面取料。橋式圓盤取料機：是近年來進展起來的型取料機，適用于端面取料。④影響均化效果的因素:堆料層數預均化庫料時幾個庫同時卸料或抓斗在方庫上方往復取料。特點：平鋪布料，但沒有完全實現斷面切取的取料方式，均化效果較差。一般H可達2～3。端面切取式預均化庫〔又稱為DLK庫〕構造：混凝土構造的矩形中空,庫內用隔墻將庫一分為二，一側布料，另一側出料，交替進展裝卸作業。庫頂布置一條S形膠帶輸送機，來回將物料向庫內一側平鋪并形成多層人字形的依次啟動，利用物料的自然滑移卸出物料，實現料堆橫端面上的切取，到達預均化的目的，預均化后的物料由庫底部的膠帶輸送機運出。其