5000td新型干法水泥厂石灰石圆形预均化堆场工艺设计(4)

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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4.04%，则灼烧生料配合比为100%-4.04%=95.96%。

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3-5所示。

表3-5 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

83 14 3 100.0 ——

32.93 0.76 0.07 33.76

SiO2 2.76 9.29 1.08 13.13 19.82

Al2O3 1.1039 2.1574 0.08 3.34 5.04

Fe2O3 0.573 0.98 1.62 3.17 4.79

CaO 42.59 0.33 0.02 42.94 64.82

MgO 0.196

W 2.0 10.0 8.0

3.1.3 熟料的化学成分

由上计算的熟料的化学成分，如表3-6所示。

表3-6 熟料的化学成分

原料 灼烧生料 煤灰 熟料

配合比（%） 95.96 4.04 100

SiO2 19.02 2.67 21.69

Al2O3 4.84 0.87 5.71

Fe2O3 4.60 0.16 4.76

CaO 62.20 0.107 62.31

3.1.4 熟料率值的计算

熟料的率值计算如下：

Cc?1.65Ac?0.35Fc62.31?1.65?5.71?0.35?4.75 KH???0.84

2.8Sc2.8?21.69Sc21.69SM???2.07

Ac?Fc5.71?4.76Ac5.71IM???1.2

Fc4.76 计算的率值KH=0.84，SM=2.06，IM=1.2，由计算结果可知，KH值偏低，调整原料配比为：石灰石84%、粘土13%、铁粉3%，重新计算结果如下：

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表3-7物料化学成分表

名称 石灰石 粘土 铁粉 生料 燃烧生料 灼烧生料 煤灰 熟料

配合比（%） 烧失量

84 13 3 - - 95.96 4.04 100

34.33 0.71 0.07 34.11 65.89

SiO2 2.80 8.63 1.08 12.51 18.98 18.21 2.67 20.88

Al2O3 1.12 2.00 0.08 3.20 4.86 4.66 0.87 5.53

Fe2O3 0.58 0.91 1.62 2.31 3.93 3.77 0.16 3.93

CaO 43.10 0.30 0.02 43.43 65.91 63.24 0.11 63.35

MgO 1.01 0.37 14.37 2.09 2.00 0.06 2.06

W 2.0 10.0 8.0

率值计算如下：

Cc?1.65Ac?0.35Fc63.34?1.65?5.53?0.35?3.93KH???0.902.8Sc2.8?20.88SM?IM?Sc?20.88?2.2

Ac?Fc5.53?3.92Ac5.5??1.4 Fc3.93.1.5 熟料矿物组成

C3S=3.8?(3KH-2)?SiO2=3.8×(3×0.90-2)×21.31%=60.11% C2S=8.60?(1－KH)?SiO2=8.60×(1－0.90)×21.31%=18.61% C3A=2.65?(Al2O3－0.64Fe2O3)=2.65×(5.53－0.64×3.92)=8.00% C4AF=3.04?Fe2O3=3.04×3.92=11.91% 则L?1.25KH?n??p?1??C3SCS60.1118.61?0.88382=?0.8838??6.428 C4AFC4AF11.9111.91根据熟料28d抗压强度与L值相关图2-1，L=6.428所对应的熟料28d抗压强度为59MPa，所以确定熟料标号为425。

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：

84湿石灰石??100%?85.71%

100-213湿粘土??100%?14.44%

100-103湿铁粉??100%?3.26%

100-8

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将上述质量比换算成百分比：

85.71湿石灰石??100%?82.88%

85.71?14.44?3.2614.44湿粘土??100%?13.96 ?.7?114.4?43.263.26湿铁粉??100%?3.16%

85.71?14.44?3.263.2 物料平衡计算

3.2.1 窑产量的标定

设计日产5000t/d熟料的生产线，参考同类型厂家，选择φ4.8372m的回转窑。本设计选择德国洪堡公司制造的φ4.8372m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?

参考选择同类型窑的厂家，其产量为4600t/d熟料，有的甚至可达到5000t/d(例如冀东水泥)，因此本设计标定窑的产量为5300t/d，则窑的小时产量为220.8t/h。 需要的回转窑台数n=5000/5300=0.93，因此选择一台回转窑。

5300?5000校对?100%?6%?10%：满足要求，说明窑选型标定合理。

50003.2.2 生产能力的计算

熟料小时产量：Qh= n Qh，l=13220.8=220.8（t∕h） 式中： n——窑的台数；

Qh，l——所选窑的标定台时产量[t/(台2h)]。 熟料日产量：Qd =24 Qh=243220.8=5300(t/d) 熟料周产量：Qw=168 Qh =1683220.8=37100(t/周)

熟料年产量：Qy =8760ηQh =876030.83220.8=1547366.4(t/年)

η——窑的年利用率，预分解窑0.8～0.82

普通硅酸盐水泥小时产量：

100?p100?3Gh?Qh?60%??220.8?60%?149.42(t/h)

100?d?e100?4?10式中： p——水泥的生产损失；

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d——水泥中石膏的掺入量(%)； e——水泥中矿渣的掺入量(%)。 水泥日产量：Gd =24 Gh=243149.42=3586.08(t/d) 水泥周产量：Gw =168 Gh=1683149.42=25102.56(t/周)

水泥年产量：Gy =8760ηGh=876030.83149.42=1047135.36(t/年) 矿渣硅酸盐水泥小时产量：

100?p100?3Gh?Qh?40%??220.8?40%?142.78(t/h)

100?d?e100?5?35式中： p——水泥的生产损失； d——水泥中石膏的掺入量(%)； e——水泥中矿渣的掺入量(%)。 水泥日产量：Gd =24 Gh=243142.78=3426.81 (t/d) 水泥周产量：Gw =168 Gh=1683142.78=23987.71(t/周)

水泥年产量：Gy =8760ηGh=876030.83142.78=1000602.24(t/年)

3.2.3 原料消耗定额

（1）考虑煤灰掺入时1t熟料的干生料理论消耗量：

100?S100?4.04 Kt???1.46?t/t熟料?

100?I100?34.11 式中： Kt——干生料理论消耗量（t/t熟料）； l——干生料的烧失量（%）；

s——煤灰掺入量，以熟料百分数表示（%）。 煤灰掺入量s=4.04%：

（2）考虑煤灰掺入时，1t熟料的干生料消耗定额

K生?100Kt100?1.46??1.54（t/t熟料）

100?P生100?5 式中： K生——干生料消耗定额（t/t熟料）； P生——生料的生产损失（%）。 （3）各种干原料消耗定额： K原=K生x

式中： K原——各种干原料的消耗定额（t/t熟料）； K生——干生料消耗定额（t/t熟料）； X ——干生料中该原料的配合比（%）。 K石灰石=K生x石灰石=1.5430.84=1.29（t/t熟料） K粘土=K生x粘土=1.5430.13=0.20（t/t熟料）

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K铁=K生x铁=1.5430.03=0.046（t/t熟料） (4)干石膏消耗定额

普通硅酸盐水泥干石膏消耗定额：

Kd1?110d100?4 ??0.048(kg/kg熟料）(100?d?e)(100?Pd)(100?4?10)(100?3)式中： Kd1——干石膏的消耗定额（kg/kg熟料）； Pd ——石膏的生产损失（%）。 矿渣硅酸盐水泥干石膏消耗定额：

Kd2?100d100?5 ??0.086(kg/kg熟料）(100?d?e)(100?Pd)(100?5?35)(100?3) 由于强度等级达42.5R普通硅酸盐水泥占60%，强度等级达52.5R矿渣硅酸 水泥占40%所以干石膏消耗定额：

Kd= Kd1?60%+ Kd2?40% =0.063（kg/kg熟料） (5)干混合材（矿渣）消耗定额

普通硅酸盐水泥干混合材（矿渣）消耗定额：

Ke1=

100?10100e=（kg/kg熟料） ?0.126100?4?10)?(100?8)(100?d?e)(100?Pe)(式中： Ke1——普通硅酸盐干矿渣的消耗定额（kg/kg熟料）； Pe——矿渣的生产损失（%）。 矿渣硅酸盐水泥干混合材（矿渣）消耗定额：

Ke2=

100?35100e==0.63（kg/kg熟料）

(100?d?e)(100?Pe)(100?5?35)(100?8)式中： Ke2——普通硅酸盐干矿渣的消耗定额（kg/kg熟料）； Pe——矿渣的生产损失（%）。

由于强度等级达42.5R普通硅酸盐水泥占60%，强度等级达52.5R矿渣硅酸 水泥占40%所以干矿渣消耗定额：

Ke= Ke1?60%+ Ke2?40% =0.33（kg/kg熟料） (6)烧成用干煤消耗定额

gy QDw=(QDw+25Wy)

100100=(22717+25×7.46) ×

100?Wy100?7.46 =24749.84 KJ/kg干煤 Kf1=

q1003290?100?=?0.137（kg/kg熟料） gQDW100?Pf24749.84?(100?3)15

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