水泥生料的配料及计算
水泥生料配料计算原料方程法及Excel工作表
水泥生料配料计算原料方程法及Excel工作表设单位熟料各原料消耗量为未知数可简便地建立原料方程式，用Excel解方程式并完成配料计算。
同时还构建了有自动计算功能的配料Excel工作表。
配料计算；原料方程式；Excel工作表水泥生料配料计算有代数法、率值公式法[1]和生料化学成分比值法[2]等，都是通过建立多元一次联立方程式求解的计算方法。
本文介绍的原料方程法，方程式中未知数系数不需要推导公式计算转换，便于用微机办公软件Microsoft Excel制表计算，不仅可迅速得到计算结果，同时构建了有自动计算功能的配料Excel工作表。
1原料方程法配料计算原理1.14组分原料配料计算原燃料及要求熟料化学成分见表1。
表1符号代表原燃料和配料要求熟料的化学成分，其中原料、煤灰成分为已知化学分析数据，要求熟料4种主要氧化物成分由配料率值换算:F=(100-T)/[(2.8KH+1)(IM+1)S M+2.65IM+1.35]A=IM·FS=SM·(A+F)C=100-(T+S+A+F)式中:T一般可设为3%左右，也可根据原料配比估算；用Excel计算时可根据计算熟料的其它成分反馈修正。
设烧成1kg熟料消耗W kg石灰石、X kg粘土、Y kg铝钒土、Z kg铁粉；煤灰掺入量为g kg，g由熟料热耗和煤的低位发热值、灰分及煤灰沉落率计算求得。
根据物料平衡原理:W+X+Y+Z+g=熟料+烧失量按同类氧化物平衡，由上式整理出:S1W+S2X+S3Y+S4Z=S-S5gA1W+A2X+A3Y+A4Z=A-A5gF1W+F2X+F3Y+F4Z=F-F5gC1W+C2X+C3Y+C4Z=C-C5g令:ds=S-S5g，d A=A-A5g，d F=F-F5g，d C=C-C5g上式又可写成:S1W+S2X+S3Y+S4Z=dsA1W+A2X+A3Y+A4Z=d AF1W+F2X+F3Y+F4Z=d FC1W+C2X+C3Y+C4Z=d C这组以单位熟料各原料消耗量为未知数的四元一次联立方程式，可称为原料方程式，它反映了“在不考虑生产损失的情况下，原料及掺入熟料煤灰携带的氧化物在烧成中变成熟料的相应氧化物”，方程式中未知数W、X、Y、Z系数无需推导公式计算转换，分别是各原料中4种主要氧化物成分，解方程式得出单位熟料各原料消耗量，由各原料消耗量可方便地换算成配比: W+X+Y+Z=R石灰石=(W/R)×100%；粘土=(X/R)×100%；铝钒土=(Y/R)×100%；铁粉=(Z/R)×100%。
水泥的原料燃料与配料
水泥的原料、燃料与配料一、水泥生产原料1 .石灰质原料：（石灰石、大理石等）占生料70~75%2 .粘土质原料:（硅铝质原料、粘土、砂岩等）占生料10~20%3 .校正原料:（铁质、铝质原料、外加剂等）占生料5~10%二、水泥生产燃料1 .固体燃料⑴烟煤：挥发分214%⑵无烟煤：挥发分W10%⑶低质煤：热值W4000X4.18kJ∕kg2 .液体和气体燃料重油、渣油、天然气、煤气等。
（不能用于立窑）三、工业固体废弃物（工业废渣）1用途（1）作为水泥原料与其它原料配制成生料，入窑煨烧成水泥熟料；（2）作为混合材料与水泥熟料一起粉磨，制成水泥；（3）经过低温处理和物理、化学激发，制成绿色、高性能胶凝材料。
3 .常见工业废渣粉煤灰、煤肝石、赤泥、矿渣、钢渣、电石渣、炉渣、碱渣、城市垃圾等。
四、硅酸盐熟料率值1率值：水泥熟料中各氧化物之间的相对含量的比值。
它与熟料的矿物组成、熟料质量、生料的易烧性有密切的关系，是水泥生产中的重要控制指标之一。
4 .常用率值:⑴石灰饱和比(KH):表示SiO2被CaO饱和成C3S的程度。
⑵硅酸率(n)：表示Si02与AI2O3及Fe2O3之和的比值。
⑶铝氧率(p)：表示AI2O3与Fe2O3的比值。
5 .新型干法水泥生产工艺的熟料率值控制范围：饱和比KHO88~0.91、硅酸率n:2.4~2.7、铝氧率p:1.4~18五、立窑配料工艺1生料种类⑴白生料:生料中不加煤;(回转窑用)⑵半黑生料:生料中加部分煤；(少量立窑用)⑶全黑生料:全部燃煤与原料共同粉磨成生料。
(立窑企业普遍使用)6 .立窑配料要求⑴高饱和比高铝方案：KHo.92~0.96,n2.0~2.2,p1.6~19;⑵高硅低铁方案：KHo.90~0.94,n2.2~2.4,p1.3~1.5;⑶高饱和比高硅方案：KHo.94~0.98,n1.6~1.8,p1.3~15,。
水泥生料四组分配料计算方法
白生料原料配比： 石灰石= 81.73 kg/100kg白生料
粉煤灰= 10.10 kg/100kg白生料
砂岩= 6.72 kg/100kg白生料
铁粉= 1.44 kg/100kg白生料
0.01 -0.01 0.00
-0.01 0.01 0.01
验算：
原料 配比 Loss
石灰石 81.73 35.60
环境条件：
温度： 冬季最低
-9 ℃
湿度： 大气压力：
20% (秋冬) 98000 Pa
夏季最高 85% (春夏)
880 ℃ 900 ±20℃ 1050 ±50℃
43 ℃
根据熟料组成计算C3S、C2S、C3A、C4AF
C3S=3.8(3KH-2)SiO2=
58.34
C2S=8.61(1-KH)SiO2=
初始原料配比 83.40 10.26 7.02 1.63 102.31
最终原料配比 81.52 10.03 6.86 1.59 100.00 刘东旭、苏伟著，用选铁尾矿替代铁粉配料生产硅酸盐水泥熟料，水泥技术，Vol137，2007(5)，97 页
参考书目： 1.水泥生料配料的率值公式法，刘笃新著，中国建材工业出版社，1992年4月，11-27页 2.无机非金属材料工学（第二版），林宗寿著，武汉理工大学出版社，2006年8月，176-179页
K2'=100/(100-Loss)*(2.8KH*SiO2+1.65*Al2O3+0.35*Fe2O3-CaO)=
K3'=100/(100-Loss)*(2.8KH*SiO2+1.65*Al2O3+0.35*Fe2O3-CaO)=
K4'=100/(100-Loss)*(2.8KH*SiO2+1.65*Al2O3+0.35*Fe2O3-CaO)=
【方法】硅酸盐水泥生料配料调整计算及配料计算方法
【关键字】方法硅酸盐水泥生料配料调整计算及配料计算方法刘玉兵赵鹰立游良俭中国建筑材料科学研究院水泥新材所，北京摘要：水泥熟料的性能主要取决于熟料的矿物组成。
而熟料的矿物组成又是由熟料的配料方案决定的。
因此，熟料的配料方案是保证水泥质量的基础。
当生料三率值不符合设定值时，通过加入或减去粘土和铁粉，使三率值符合设定值要求。
设生料磨入磨物料总流量为H，将粘土和铁粉量分别增加X和Y后(X、Y可为负值表示减去)，生料率值则符合设定值。
在原配料方案的基础上，加入X粘土和Y铁粉，则调整后新的生料三率值可以满足其设定值要求。
由于X和Y的代数和一般不为0，故生料磨的产量要发生变化，对于黑生料，煤的配比也将发生变化。
为维持生料磨台时产量和配煤的恒定，应对各原料的配比及流量进行校正。
利用Excell表格进行生料配比调整计算和生料配料计算，简洁而直观，但目前的工作还停留在理论推导和公式计算上，尚没有进行工业性生产验证。
因此，在实际水泥生料控制中的调整效果有待于实践检验。
关键词：水泥生料；配料调整1、前言水泥熟料的性能主要取决于熟料的矿物组成和熟料的岩相结构。
而熟料的矿物组成和熟料的岩相结构又是由熟料的配料方案和窑的煅烧过程决定的。
因此，熟料的配料方案是保证水泥质量的基础。
为了获得符合性能要求的水泥熟料，首先要设计熟料的矿物组成，然后再根据原料的化学成分确定所用原料的配合比，以获得可煅烧成矿物组成符合要求的熟料所需的生料，确定原料的配合比的过程称为生料的配料计算。
由于熟料的质量既依赖于熟料中主要矿物成份的质量分数，又依赖于熟料中四种主要矿物的合理搭配，而熟料矿物组成的绝对值受原料和煤灰中硅、铁、铝、钙四元素之和的制约，因此，熟料中四种主要矿物的相对比率更有实际意义。
常用熟料的三率值来表征熟料的质量，因此，配料计算一般都是以获得设定三率值熟料为目标的生料配比计算。
在实际生产过程中，按照配料计算结果配制的生料，常常不能获得三率值完全符合要求的熟料。
水泥生料的配料及计算
Qnet,ad—煤的热值，kJ/kg；
Aad—煤的空气干燥基灰分含量，%； S—煤灰沉降率，%（因窑型而异）；
P—煤耗， kg/kg熟料。
8
五、生料的配料及计算
试凑递减法
◆ 思路：根据熟料化学成分要求，依次加入各种原 料，同时计算加入原料的化学成分。然后进行熟 料成分累加计算，如发现成分不符要求，再进行 试凑，直至符合要求。
9
五、生料的配料及计算
试凑递减法
◆ 基准：100kg熟料 ◆ 计算步骤： 1、列出原料、煤灰的化学成分，煤的工业分析资料； 2、计算煤灰的掺入量； 3、选择熟料率值； 4、根据熟料率值计算要求的熟料化学成分； 5、递减试凑求各原料配合比； 6、计算熟料化学成分并校验率值； 7、将干燥原料配合比换算成湿原料配合比。
计算率值得：KH=0.891
SM=2.14
IM=1.26
16
五、生料的配料及计算
5）湿物料配比 设定入磨原料水分控制值为： 石灰石0.8%，粘土1.5%，铁粉4%。 湿基湿物料配比及计算过程
名 称 石灰石 粘 土 铁 粉 合 计 湿基用量（份） 湿基配比（%）
Ga
PAad S qAad S 100 料的配料及计算
熟料中煤灰掺入量计算式
PAad S qAad S Ga 100 100Qnet ,ad
式中：Ga—熟料中煤灰掺入量，%； q —单位熟料热耗，kJ/kg熟料；
20.4 100 % 13 .76% 121 .8 20 .4 6.1 6.1 100 % 4.11 % 121 .8 20 .4 6.1
15
干 粘土=
干 铁粉=
五、生料的配料及计算
4）校验熟料化学成分与率值
水泥厂的生料配料
计量、给料设备 多数计量设备具有计量与给料（喂料）的功能，少
数计量设备只有计量功能，需配合给料（喂料） 设备。
1、 干燥基准：用干燥状态物料（不含物理水）作计算基准， 简称干基。如不考虑生产损失，有：各种干原料之和=干生料 （白生料） 2、 灼烧基准：生料经灼烧以后去掉烧失量之后，处于灼烧状 态，以灼烧状态作计算基准称为灼烧基准。如不考虑生产损失 ，例如：灼烧生料+煤灰（掺入熟料中的）=熟料 3、 湿基准：用含水物料作计算基准时称为湿基准，简称湿基 常用的计量、给料设备：
固定某些组分流量、调整个别原料流量
特点：只检测生料中CaO Fe2O3的含量，间接控制 生料的三率值。据检测结果调整原料配比，但原 料种类较多，固定其中一些成分，单独调整某些 成分。具体方法很多，视实际情况定。
谢谢观看
2020/3/5
配料的调整
大调整：当原、燃料成分变化时，应重新进行系 统配料。
小调整：日常生产中，一旦配料计算之后，小范 围内的成分波动进行小调整。具体方法有：
配料工艺及配料方式自动化
采用成分配料控制系统自动调整原料配比，利用率 值配料控制系统自动调整：只是计算机内设定目 标变成生料的率值。
系统框图如下
特点
基准间的转换：
（1）干基转灼烧基： A/(100-l)*100
式中：A——干基物料成分（%） L——干基物料烧 失量（%）
（2）干基转湿基： 100*干基成分/（100-w）
式中：w——物料含水量（%）
2020/3/5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
影响配料准确性的因素
工艺设备不能满足要求 物料成分、水分、粒度波动过大 数据反馈与调整不及时
水泥厂的生料配料
水泥厂的生料配料一水泥生产原料种类及大致用量1 主要原料：1钙质原料：以碳酸钙为主要成分的原料，是水泥孰料中CaO的主要来源。
一顿孰料需1.4-1.5吨石灰质干原料，在生料中月占80%左右。
2硅铝质原料：含碱和碱土的铝硅酸盐，主要成分为SiO2，其次为AI2O3，少量Fe2O3，是水泥孰料中SiO2,AI2O3,Fe2O3的主要来源。
一吨熟料约需0-3~0.4吨粘土质原料，在生料中占11~17%。
2 生料定义：由石灰质原料、粘土质原料、少量校正原料（有时还加入矿化剂、晶种等，立窑生产时还要加煤）按比例配合，粉磨到一定细度的物料。
3 生料分类：生料粉和生料浆两种。
（1）料粉：干法生产用的生料。
一般水分≤1%。
据生料中是否含煤又分为三种：白生料：出磨生料中不含煤。
干法回转窑及采用白生料法煅烧的立窑用。
黑生料：出磨生料中含有煅烧所需的全部煤。
采用全黑生料法煅烧的立窑用。
半黑生料：出磨生料中只含有煅烧所需煤的一部分。
采用半黑生料法煅烧的立窑用。
（2）生料浆：湿法生产所用的生料。
一般含水分32%~40%左右。
二配料的原则（率值）及对熟料质量的影响1、配料定义：根据水泥品种、原燃料品质、工厂具体生产条件等选择合理的熟料矿物组成或率值，并由此计算所用原料及燃料的配合比，称为生料配料，简称配料。
2、配料的目的：根据原料资源情况，进行合理的配料，从而尽可能地充分利用矿山资源确定个原料的配比。
计算全厂的物料平衡，作为全厂工艺设计主机选型的依据。
确定原料消耗比例改善物料易磨性和生料的易烧性，为窑磨创造良好的操作条件，达到优质，高产，低消耗的生产目的。
3 配料应遵循的基本原则：（1）烧出的熟料具有较高的强度和良好的物理化学性能。
（2）配制的生料易于粉磨和煅烧；（3）生产过程易于控制，便于生产操作管理，尽量简化工艺流程。
并结合工厂生产条件，经济、合理地使用矿山资源。
4 配料计算中的常用基准1、干燥基准：用干燥状态物料（不含物理水）作计算基准，简称干基。
水泥厂配料计算
一、物料平衡式：（不考虑生产损失） 1、干石灰石+干粘土+干铁粉=干生料2、灼烧石灰石+灼烧粘土+灼烧铁粉=灼烧生料=熟料3、灼烧生料+煤灰（掺入熟料中的）=熟料4、熟料的率值 KH=(C-1.65*A-0.35F)/2.8S SM=S/(A+F) IM=A/F 2.5 熟料的率值 一、石灰饱和系数： 公式：KH=232328.235.0065.1SiO O Fe Al CaO --意义：水泥熟料中的总CaO 含量扣除饱和酸性氧化物所需要的氧化钙后，所剩下的与二氧化硅化合的氧化钙的含量与理论上二氧化硅全部化合成硅酸三钙所需要的氧化钙含量的比值。
简言之。
KH 表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。
取值：0.87~0.96二、硅 率:公式: n(SM)= 含义: 反映了熟料中硅酸盐矿物、熔剂、矿物的相对含量。
取值： 三、铝 率:公式: p(IM)=3232O Fe O Al含义：说明熟料中C3A 、C4AF 的相对含量。
反映液相的性质。
(C3A 产生的液相粘度大；C4AF 产生的液相粘度小.) 取值：0.9~1.9 配料计算 配料方法1、尝试误差法先按假定的原料配合比计算熟料的组成。
若计算结果不符合要求，则调整原料的配合比再进行重复计算直至符合要求为止。
2、递减试凑法从假定的熟料化学成分中依次递减假定配分比的原料组分，试凑至符合要求为止。
3、酸碱滴定法根据已确定的生料碳酸盐滴定值和实际测得石灰石、粘土的滴定值按规定的公式作简单的计算，较快地得出各种原料的配合比 4、烧失量法水泥生料的烧失量一般为34～36%。
预先确定的生料烧失量数，按实测石灰石烧失量及实测粘土烧失量，计算原料的配合比。
配料计算实例已知原料、燃料的有关分析数据如表4－10、4－11，假设用窑外分解窑以三种原料配合进行生产，要求熟料的三个率值为：KH ＝0.89±0.02、SM ＝2.1±0.1、IM ＝1.3±0.1，单位熟料热耗为q=3350kj/kg 熟料，试计算原料的配合比。