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1、第三章第三章 原料及预均化技术原料及预均化技术3.1 3.1 水泥生产用主要水泥生产用主要原料原料 3.2 3.2 水泥生产用辅助原料水泥生产用辅助原料 3.3 3.3 矿山开采矿山开采 3.4 3.4 原料破碎与烘干、输送与储存原料破碎与烘干、输送与储存3.5 3.5 原料的预均化原料的预均化3.6 3.6 提高原料预均化效果的主要措施提高原料预均化效果的主要措施硅酸盐水泥原材料种类硅酸盐水泥原材料种类水泥熟料的质量主要取决于生料率值的控制和成分的均齐。水泥熟料的质量主要取决于生料率值的控制和成分的均齐。制备合适的生料，并适应煅烧设备的性能，对原料就有一定的制备合适的生料，并适应煅烧设备的性
2、能，对原料就有一定的要求。需正确合理地选择和控制原料质量要求。需正确合理地选择和控制原料质量 。原料必须满足一定的要求：原料必须满足一定的要求：1 1化学成分满足要求。化学成分满足要求。否则配料困难，甚至无法配料否则配料困难，甚至无法配料2 2含杂质少。含杂质少。以免影响煅烧、水泥质量以免影响煅烧、水泥质量3 3应具有良好的工艺性能。应具有良好的工艺性能。如易磨性、易烧性、易混合性等如易磨性、易烧性、易混合性等3.1.1石灰质原料石灰质原料凡是以碳酸钙、凡是以碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙氧化钙、氢氧化钙为主要成分的原料都叫为主要成分的原料都叫石灰质原料石灰质原料。如石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等。如
3、石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等。一般生产一般生产1t1t熟料约用熟料约用1.3-1.5t1.3-1.5t石灰质干原料，在生料中约石灰质干原料，在生料中约占原料总量的占原料总量的80%80%以上。以上。1 1种类种类天然的：石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等。天然的：石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等。我国水泥工业生产中应用最普遍的是石灰岩（俗称石灰石）我国水泥工业生产中应用最普遍的是石灰岩（俗称石灰石），泥灰岩次之，个别小厂采用白垩和贝壳。，泥灰岩次之，个别小厂采用白垩和贝壳。3.1.1石灰质原料石灰质原料石灰岩：是由碳酸钙所组成的化学与生物化学沉积岩，主石灰岩：是由碳酸钙所组成的化学与生物化学沉积岩，主要
4、矿物：要矿物：方解石（方解石（CaCOCaCO3 3）微粒）微粒常含有白云石（常含有白云石（CaCOCaCO3 3MgCOMgCO3 3）、石英（结晶）、石英（结晶SiOSiO2 2）、燧石）、燧石（又称玻璃质石英、火石，主要成分为（又称玻璃质石英、火石，主要成分为SiOSiO2 2 ，属结晶，属结晶SiOSiO2 2 ）、）、粘土质及铁质等杂质。粘土质及铁质等杂质。结构致密，呈块状，结构致密，呈块状，性脆，莫氏硬度性脆，莫氏硬度 3 3 4 4。莫氏硬度：见书莫氏硬度：见书P P34343.1.1石灰质原料石灰质原料方解石晶体的大小对生料易烧性的影响：方解石晶体的大小对生料易烧性的影响：Ca
5、C0CaC03 3晶体愈小，分解出的晶体愈小，分解出的Ca0Ca0颗粒也愈小，分散度愈大，在颗粒也愈小，分散度愈大，在相等量熔体条件下，相等量熔体条件下，Ca0Ca0颗粒与熔体的接触面愈大，故颗粒与熔体的接触面愈大，故Ca0Ca0溶解溶解及参与烧成反应的数量愈多，因此其易烧性越好。及参与烧成反应的数量愈多，因此其易烧性越好。CaC0CaC03 3晶体愈大，分解温度愈高。晶体愈大，分解温度愈高。3.1.1石灰质原料石灰质原料石英、燧石（以石英为主要矿物）对生料易磨性、易烧性石英、燧石（以石英为主要矿物）对生料易磨性、易烧性的影响：的影响：化学成分均为化学成分均为SiOSiO2 2，呈稳定的结晶状
6、态。，呈稳定的结晶状态。石英、燧石石英、燧石莫氏硬度莫氏硬度7 7，质地坚硬，难磨。质地坚硬，难磨。难烧：难烧：煅烧时煅烧时SiOSiO2 2要与原料中的要与原料中的CaOCaO等起反应，生成矿物，首先必等起反应，生成矿物，首先必须破坏它原来的结构（使它活化）。破坏结晶须破坏它原来的结构（使它活化）。破坏结晶SiOSiO2 2的结构，需要的结构，需要的能量大。的能量大。3.1.1石灰质原料石灰质原料泥灰岩是由碳酸钙和粘土物质同时沉积所形成的均匀混合泥灰岩是由碳酸钙和粘土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩，易采掘。它是一种由石灰石向粘土过渡的岩石。的沉积岩，易采掘。它是一种由石灰石向粘土过渡的
7、岩石。泥灰岩是一种极好的水泥原料，其中石灰岩和粘土混合均泥灰岩是一种极好的水泥原料，其中石灰岩和粘土混合均匀，易烧性好，有利于提高窑的产量，降低燃料消耗。匀，易烧性好，有利于提高窑的产量，降低燃料消耗。白垩是由海生生物外壳与贝壳堆积而成，主要由隐晶或无白垩是由海生生物外壳与贝壳堆积而成，主要由隐晶或无定形细粒疏松的碳酸钙所组成的石灰岩。其中常夹有粘土，碳定形细粒疏松的碳酸钙所组成的石灰岩。其中常夹有粘土，碳酸钙含量在酸钙含量在90%90%以上。白垩结构疏松，易于粉磨和煅烧，是水泥以上。白垩结构疏松，易于粉磨和煅烧，是水泥生产的优质原料。生产的优质原料。3.1.1石灰质原料石灰质原料人工的人工的
8、(工业废渣工业废渣)：电石渣、糖滤泥、碱渣、白泥等。：电石渣、糖滤泥、碱渣、白泥等。3.1.1石灰质原料石灰质原料2 2生产质量要求生产质量要求用作生产硅酸盐水泥原料的石灰岩和泥灰岩，其质量要求用作生产硅酸盐水泥原料的石灰岩和泥灰岩，其质量要求如下表如下表GB 50295GB 5029520082008水泥工厂设计规范水泥工厂设计规范3.1.1石灰质原料石灰质原料新型干法水泥生产过程中，采用了石灰石预均化、生料均新型干法水泥生产过程中，采用了石灰石预均化、生料均化等措施，为低品位石灰石的利用提供了保证，使化等措施，为低品位石灰石的利用提供了保证，使C C含量在含量在42%42%左右、左右、M
9、M含量在含量在3-5%3-5%之间的低品位石灰石，也能达到生产要求，之间的低品位石灰石，也能达到生产要求，处长了矿山服务年限，有效利用了资源。处长了矿山服务年限，有效利用了资源。低品位石灰石具有易烧、易磨、共熔温度低、晶格有缺陷低品位石灰石具有易烧、易磨、共熔温度低、晶格有缺陷和碳酸钙分解温度低等优点，但低品位石灰石成分波动大、和碳酸钙分解温度低等优点，但低品位石灰石成分波动大、R R2 2O O等有害成分含量高，对配料煅烧有一定影响。等有害成分含量高，对配料煅烧有一定影响。3.1.1石灰质原料石灰质原料3 3石灰质原料的选择石灰质原料的选择根据配料要求，石灰石中的根据配料要求，石灰石中的Ca
10、OCaO不能低于不能低于4848。但是，为了。但是，为了矿山的开发，原料的综合利用，低品位的石灰石也应利用起来，矿山的开发，原料的综合利用，低品位的石灰石也应利用起来，这样，就需要和一级品搭配使用，但搭配以后的石灰石这样，就需要和一级品搭配使用，但搭配以后的石灰石CaOCaO仍需仍需大于大于4848。氧化镁如果含量太高，会影响到水泥的安定性，而石灰石氧化镁如果含量太高，会影响到水泥的安定性，而石灰石中的白云石（中的白云石（CaCOCaCO3 3MgCOMgCO3 3）是氧化镁的主要来源。为使熟料中）是氧化镁的主要来源。为使熟料中MgOMgO小于小于5.05.0，则石灰石中的，则石灰石中的MgO
11、MgO小于小于3.03.0。碱含量过高，会影响到熟料的煅烧和熟料的质量碱含量过高，会影响到熟料的煅烧和熟料的质量。3.1.1石灰质原料石灰质原料3 3石灰质原料的选择石灰质原料的选择石灰石中夹杂呈结核状或透镜状的燧石（结晶石灰石中夹杂呈结核状或透镜状的燧石（结晶SiOSiO2 2）称为燧）称为燧石结核，它以石英为主要矿物，这种物质难磨、难烧，从而影石结核，它以石英为主要矿物，这种物质难磨、难烧，从而影响到窑、磨的产量及熟料的质量。响到窑、磨的产量及熟料的质量。重结晶的大理石与方解石结构致密，结晶粗大，完整，虽重结晶的大理石与方解石结构致密，结晶粗大，完整，虽化学成分较纯，化学成分较纯，CaCO
12、CaCO3 3含量较高；但不易磨细与燃烧。含量较高；但不易磨细与燃烧。3.1.2粘土质原料粘土质原料粘土质原料指提供水泥熟料中的粘土质原料指提供水泥熟料中的SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3等成分等成分的原料的总称。一般生产的原料的总称。一般生产1t1t熟料约用熟料约用0.3t-0.4t0.3t-0.4t粘土质原料。在粘土质原料。在熟料中约占熟料中约占11%-17%11%-17%。（。（硅铝质原料硅铝质原料）1 1种类种类天然的：黄土、粘土、页岩、粉砂岩、河泥等。天然的：黄土、粘土、页岩、粉砂岩、河泥等。人工的人工的(工业废渣工业废渣)：煤矸石、粉煤灰、
13、煤渣、磷渣等。：煤矸石、粉煤灰、煤渣、磷渣等。一般均只代替部分粘土。一般均只代替部分粘土。我国水泥工业中使用较多的是粘土和黄土。我国水泥工业中使用较多的是粘土和黄土。随着国民经济的发展以及水泥广大型化的趋势，为保护耕随着国民经济的发展以及水泥广大型化的趋势，为保护耕地，不占农田，近年来多采用页岩、粉砂岩等为粘土质原料。地，不占农田，近年来多采用页岩、粉砂岩等为粘土质原料。3.1.2粘土质原料粘土质原料砂岩砂岩页岩页岩3.1.2粘土质原料粘土质原料2 2硅铝质原料主要质量指标硅铝质原料主要质量指标产品方案中对氧化镁或碱含量有限量要求时，应相应变更。产品方案中对氧化镁或碱含量有限量要求时，应相应变
14、更。在资源条件允许时，应首选岩石状硅铝质原料在资源条件允许时，应首选岩石状硅铝质原料(如页岩类、如页岩类、粉砂岩类、砂矿类等粉砂岩类、砂矿类等)。3.1.2粘土质原料粘土质原料3 3衡量粘土质原料质量的因素：衡量粘土质原料质量的因素：粘土的化学成分粘土的化学成分(硅率、铝率硅率、铝率)、含砂量、含碱量以及粘土、含砂量、含碱量以及粘土的可塑性、热稳定性、正常流动度的需水量等工艺性能。这些的可塑性、热稳定性、正常流动度的需水量等工艺性能。这些性能随粘土中所含的主导矿物、黏粒多寡及其杂质等不同而异。性能随粘土中所含的主导矿物、黏粒多寡及其杂质等不同而异。所谓主导矿物是指粘土同时含有几种粘土矿物时，其
15、中含所谓主导矿物是指粘土同时含有几种粘土矿物时，其中含量最多的矿物。根据主导矿物不同，可将粘土分成高岭石类、量最多的矿物。根据主导矿物不同，可将粘土分成高岭石类、蒙脱石类及水云母类等。蒙脱石类及水云母类等。一般水泥生产中粘土质原料以高岭土居多，为层状结构的一般水泥生产中粘土质原料以高岭土居多，为层状结构的二氧化硅。二氧化硅。3.1.2粘土质原料粘土质原料4 4粘土矿物粘土矿物粘土矿物与粘土工艺性能的关系见书粘土矿物与粘土工艺性能的关系见书P P3737表表3.43.4。3.2水泥生产用辅助原料水泥生产用辅助原料校正原料、外加剂、燃料、缓凝剂和混合材料等校正原料、外加剂、燃料、缓凝剂和混合材料等
16、本章仅介绍校正原料、燃料。本章仅介绍校正原料、燃料。3.2.1校正原料校正原料在生产中只用石灰质和粘土质两种原料，往往不能满足生在生产中只用石灰质和粘土质两种原料，往往不能满足生产优质熟料、尤其是特种水泥熟料的要求，有的是产优质熟料、尤其是特种水泥熟料的要求，有的是FeFe2 2O O3 3含量不含量不足，有的则是足，有的则是SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3的含量不足。为了弥补这些成分的不的含量不足。为了弥补这些成分的不足，一般选用铁质、硅质和铝质三种校正原料。足，一般选用铁质、硅质和铝质三种校正原料。3.2.1校正原料校正原料(一一)、铁质校正原料、铁质校正原料1 1种类：种类
17、：天然的：低品位铁矿石天然的：低品位铁矿石工业废渣：硫铁矿渣工业废渣：硫铁矿渣(硫铁矿煅烧脱硫后排出的一种粉状残硫铁矿煅烧脱硫后排出的一种粉状残渣，渣，FeFe2 2O O3 350%50%，在我国用得较多，俗称铁粉。，在我国用得较多，俗称铁粉。)、炼铁厂尾矿、炼铁厂尾矿、铜矿渣、铅矿渣等。铜矿渣、铅矿渣等。2 2质量要求质量要求FeFe2 2O O3 3 40%40%；MgO 3%MgO 3%；R R2 2O 2%O 4.0n 4.0SiOSiO2 2 (70%-90%)(70%-90%)R R2 2O 4.0%O 30%30%MgO 3%MgO 3%R R2 2O 2%O 2%。书书P P
18、4040 表表3.93.9几种铝质校正原料的化学成分。几种铝质校正原料的化学成分。3.2.2 燃料燃料水泥工业是消耗大量燃料的工业，燃料按其物理状态不同水泥工业是消耗大量燃料的工业，燃料按其物理状态不同可分为固体、液体和气体三种。可分为固体、液体和气体三种。3.2.2 燃料燃料（一）、固体燃料煤的种类（一）、固体燃料煤的种类固体燃料煤，可用无烟煤、烟煤和褐煤。回转窑一般用烟固体燃料煤，可用无烟煤、烟煤和褐煤。回转窑一般用烟煤，立窑采用无烟煤或焦煤末。煤，立窑采用无烟煤或焦煤末。1 1、无烟煤：无烟煤是一种碳化程度最高，干燥无灰基挥发、无烟煤：无烟煤是一种碳化程度最高，干燥无灰基挥发分含量小于分
19、含量小于10%10%的煤。其收到基低热值一般为的煤。其收到基低热值一般为209002090029700kJ/kg29700kJ/kg（500050007000kcal/kg7000kcal/kg）。）。无烟煤结构致密坚硬，含碳量高，着火温度为无烟煤结构致密坚硬，含碳量高，着火温度为600600700700，燃烧火焰短，是立窑煅烧熟料的主要燃料。，燃烧火焰短，是立窑煅烧熟料的主要燃料。3.2.2 燃料燃料（一）、固体燃料煤的种类（一）、固体燃料煤的种类固体燃料煤，可用无烟煤、烟煤和褐煤。回转窑一般用烟固体燃料煤，可用无烟煤、烟煤和褐煤。回转窑一般用烟煤，立窑采用无烟煤或焦煤末。煤，立窑采用无烟煤
20、或焦煤末。2 2、烟煤：烟煤是一种碳化程度较高，干燥灰分基挥发分含、烟煤：烟煤是一种碳化程度较高，干燥灰分基挥发分含量为量为15-40%15-40%的煤。其收到基低热值一般为的煤。其收到基低热值一般为209002090031400kJ/kg31400kJ/kg（500050007500kcal/kg7500kcal/kg）。）。烟煤结构致密，着火温度为烟煤结构致密，着火温度为400400500500，是回转窑煅烧熟，是回转窑煅烧熟料的主要燃料。料的主要燃料。3.2.2 燃料燃料（一）、固体燃料煤的种类（一）、固体燃料煤的种类固体燃料煤，可用无烟煤、烟煤和褐煤。回转窑一般用烟固体燃料煤，可用无烟
21、煤、烟煤和褐煤。回转窑一般用烟煤，立窑采用无烟煤或焦煤末。煤，立窑采用无烟煤或焦煤末。3 3、褐煤：褐煤是一种碳化程度较浅的煤，有时可清楚地、褐煤：褐煤是一种碳化程度较浅的煤，有时可清楚地看出原来的木质痕迹。其挥发分较高，可煤基挥发分可达看出原来的木质痕迹。其挥发分较高，可煤基挥发分可达404060%60%，灰分，灰分202040%40%，热值为，热值为837483741884kJ/kg1884kJ/kg。褐煤中自然水分。褐煤中自然水分含量较大，性质不稳定，易风化或粉碎。含量较大，性质不稳定，易风化或粉碎。3.2.2 燃料燃料(二二)、煤的组成及分析、煤的组成及分析煤的分析方法通常有二种：元素
22、分析和工业分析。煤的分析方法通常有二种：元素分析和工业分析。1 1、元素分析法、元素分析法用化学分析方法，分析燃料的主要元素百分数，即碳（用化学分析方法，分析燃料的主要元素百分数，即碳（C C）、）、氢（氢（H H）、氧（）、氧（O O）、氮（）、氮（N N）、硫（）、硫（S S）及灰分（）及灰分（A A）和水分）和水分（M M）等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。）等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。碳（碳（C C）：是燃料中最主要组分，在煤中的含量为）：是燃料中最主要组分，在煤中的含量为555599%99%，是固体燃料的主要热能来源是固体燃料的主要热能来源。3.2.2 燃料燃料
23、(二二)、煤的组成及分析、煤的组成及分析煤的分析方法通常有二种：元素分析和工业分析。煤的分析方法通常有二种：元素分析和工业分析。1 1、元素分析法、元素分析法用化学分析方法，分析燃料的主要元素百分数，即碳（用化学分析方法，分析燃料的主要元素百分数，即碳（C C）、）、氢（氢（H H）、氧（）、氧（O O）、氮（）、氮（N N）、硫（）、硫（S S）及灰分（）及灰分（A A）和水分）和水分（M M）等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。）等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。氢（氢（H H）：是燃料中的一种可燃成分，对燃料的性质的影）：是燃料中的一种可燃成分，对燃料的性质的影响较大。在煤
24、中有两种存在形式：一种与碳、硫化合，称可燃响较大。在煤中有两种存在形式：一种与碳、硫化合，称可燃氢；另一种与氧化合，不能参加燃烧。氢；另一种与氧化合，不能参加燃烧。氢含量越多，燃料的挥发分越高，越容易着火燃烧，燃烧氢含量越多，燃料的挥发分越高，越容易着火燃烧，燃烧的火焰也越长。的火焰也越长。在固体煤料中一般不超过在固体煤料中一般不超过4 45%5%。3.2.2 燃料燃料(二二)、煤的组成及分析、煤的组成及分析煤的分析方法通常有二种：元素分析和工业分析。煤的分析方法通常有二种：元素分析和工业分析。1 1、元素分析法、元素分析法用化学分析方法，分析燃料的主要元素百分数，即碳（用化学分析方法，分析燃
25、料的主要元素百分数，即碳（C C）、）、氢（氢（H H）、氧（）、氧（O O）、氮（）、氮（N N）、硫（）、硫（S S）及灰分（）及灰分（A A）和水分）和水分（M M）等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。）等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。氧（氧（O O）、氮（）、氮（N N）：不参与燃烧，不能放出热量。固体）：不参与燃烧，不能放出热量。固体燃料中含量约为燃料中含量约为1 13%3%。3.2.2 燃料燃料(二二)、煤的组成及分析、煤的组成及分析煤的分析方法通常有二种：元素分析和工业分析。煤的分析方法通常有二种：元素分析和工业分析。1 1、元素分析法、元素分析法用化学分析方法，
26、分析燃料的主要元素百分数，即碳（用化学分析方法，分析燃料的主要元素百分数，即碳（C C）、）、氢（氢（H H）、氧（）、氧（O O）、氮（）、氮（N N）、硫（）、硫（S S）及灰分（）及灰分（A A）和水分）和水分（M M）等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。）等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。硫（硫（S S）：有三种形态，有机硫化物、金属硫化物、无机）：有三种形态，有机硫化物、金属硫化物、无机硫化物，前两种可挥发并参与燃烧，放出热量，称为可燃硫或硫化物，前两种可挥发并参与燃烧，放出热量，称为可燃硫或挥发硫。硫燃烧后放出热量，且会形成挥发硫。硫燃烧后放出热量，且会形成SOSO2
27、 2气体，对人体有害。气体，对人体有害。污染环境，腐蚀设备，影响产品质量，是燃料中的有害成分。污染环境，腐蚀设备，影响产品质量，是燃料中的有害成分。一般含量在一般含量在2%2%以下。以下。3.2.2 燃料燃料灰分：燃料燃烧后剩下的不可燃烧的杂质称为灰分。成灰分：燃料燃烧后剩下的不可燃烧的杂质称为灰分。成分多为硅酸盐等无机化合物，如分多为硅酸盐等无机化合物，如S S、F F、A A、C C、M M等。等。其中其中S S及及A A占占大多数大多数。灰分是燃料中的有害成分，灰分越多，燃料品质越低。其灰分是燃料中的有害成分，灰分越多，燃料品质越低。其影响如下：影响如下：灰分的存在，降低了燃料中可燃成分
28、含量，同时燃烧过程灰分的存在，降低了燃料中可燃成分含量，同时燃烧过程中灰分升温吸热，消耗热量，降低燃料的发热量。中灰分升温吸热，消耗热量，降低燃料的发热量。灰分过高时，热值低，影响燃料的燃烧速度和燃烧温度，灰分过高时，热值低，影响燃料的燃烧速度和燃烧温度，使燃烧达不到工艺要求，影响熟料的产、质量。使燃烧达不到工艺要求，影响熟料的产、质量。由于煤灰增加，在烧成温度下物料液相量增多，粘性增大由于煤灰增加，在烧成温度下物料液相量增多，粘性增大易结圈，影响窑系统的通风，增加排风机电耗。易结圈，影响窑系统的通风，增加排风机电耗。3.2.2 燃料燃料灰分：燃料燃烧后剩下的不可燃烧的杂质称为灰分。成灰分：燃
29、料燃烧后剩下的不可燃烧的杂质称为灰分。成分多为硅酸盐等无机化合物，如分多为硅酸盐等无机化合物，如S S、F F、A A、C C、M M等。其中等。其中S S及及A A占占大多数。大多数。灰分是燃料中的有害成分，灰分越多，燃料品质越低。其灰分是燃料中的有害成分，灰分越多，燃料品质越低。其影响如下：影响如下：煤灰增加，相应地增加煤粉用量，改变工厂的物料平衡，煤灰增加，相应地增加煤粉用量，改变工厂的物料平衡，同时会影响煤磨产量，有时需要放宽煤粉细度，这样容易产生同时会影响煤磨产量，有时需要放宽煤粉细度，这样容易产生不完全燃烧，出现恶性循环。不完全燃烧，出现恶性循环。煤的灰分还影响熟料的化学成分，若煤
30、的来源多，又未能煤的灰分还影响熟料的化学成分，若煤的来源多，又未能均化，其灰分的波动必然导致熟料化学成分及质量的波动。均化，其灰分的波动必然导致熟料化学成分及质量的波动。一般对窑外分解窑，要求煤粉的灰分一般对窑外分解窑，要求煤粉的灰分27%27%。3.2.2 燃料燃料水分（水分（M M）：燃料中的水分是指自然水分（不包括化合结）：燃料中的水分是指自然水分（不包括化合结晶水）。一般是机械地混入燃料的非结合水和吸附在毛细孔中晶水）。一般是机械地混入燃料的非结合水和吸附在毛细孔中的吸附水。的吸附水。煤粉水分高，使燃烧速度减慢，且汽化时要吸收大量汽化煤粉水分高，使燃烧速度减慢，且汽化时要吸收大量汽化热
31、，降低火焰温度。但少量水分的存在能促进碳和氧的化合，热，降低火焰温度。但少量水分的存在能促进碳和氧的化合，并且在发火后能提高火焰的辐射能力，因此水分一般控制在并且在发火后能提高火焰的辐射能力，因此水分一般控制在2.0%2.0%，最好控制在，最好控制在0.5%0.5%1.0%1.0%。3.2.2 燃料燃料2 2、工业分析法、工业分析法煤的工业分析能够较好地反映煤在窑炉中的燃烧状态，而煤的工业分析能够较好地反映煤在窑炉中的燃烧状态，而且分析手续简单，因而一般只做工业分析。且分析手续简单，因而一般只做工业分析。工业分析包括对水分（工业分析包括对水分（M M）、挥发分（）、挥发分（V V）、固定炭（）
32、、固定炭（C C）、）、灰分（灰分（A A）的测定，四项总量为）的测定，四项总量为100%100%。在四项量以外还需测定硫。在四项量以外还需测定硫分，作为单独的百分数提出。对煤的灰分应该作全分析，包括分，作为单独的百分数提出。对煤的灰分应该作全分析，包括SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、CaOCaO、MgOMgO等化学成分以及煤的热值等化学成分以及煤的热值(发热量发热量以每公斤煤能发出多少千焦的热量表示，单位为以每公斤煤能发出多少千焦的热量表示，单位为kJ/kg)kJ/kg)。分析基准有：分析基准有：3.2.2 燃料燃料2 2、工业分析法、工业分析法收
33、到基收到基-指工厂实际使用的煤的组成。原称指工厂实际使用的煤的组成。原称“应用应用基基”，在各组成的右下角以，在各组成的右下角以“ar”ar”表示（原表示（原“y”y”）。）。3.2.2 燃料燃料2 2、工业分析法、工业分析法空气干燥基空气干燥基-指实验室所用的空气干燥煤样的组成指实验室所用的空气干燥煤样的组成（将煤样在（将煤样在2020和相对温度和相对温度70%70%的空气下连续干燥的空气下连续干燥1h1h后质量变化后质量变化不超过不超过0.1%0.1%，即可认为达到空气干燥状态，此时煤中的水分与，即可认为达到空气干燥状态，此时煤中的水分与大气达到平衡），在各组成的右下角以大气达到平衡），在
34、各组成的右下角以“ad”ad”表示（原表示（原f f）。）。空气干燥状态下留存在煤中的水分称为空气干燥基水分或空气干燥状态下留存在煤中的水分称为空气干燥基水分或内在水分内在水分M Madad，在空气干燥过程中逸出的水分称为外在水分，在空气干燥过程中逸出的水分称为外在水分M Mar,far,f。收到基水分为总水分，即内在水分与外在水分之和：收到基水分为总水分，即内在水分与外在水分之和：3.2.2 燃料燃料2 2、工业分析法、工业分析法干燥基干燥基-指绝对干燥的煤的组成。不受煤在开采、指绝对干燥的煤的组成。不受煤在开采、运输和贮存过程中水分变动的影响，能比较稳定地反映成批贮运输和贮存过程中水分变动
35、的影响，能比较稳定地反映成批贮存煤的真实组成，在各组成的右下角以存煤的真实组成，在各组成的右下角以“d”d”表示（原表示（原g g）。）。干燥无灰基干燥无灰基-指假想的无灰无水的煤组成。由于煤指假想的无灰无水的煤组成。由于煤的灰分在开采、运输或洗煤过程中会发生变化，所以，除去灰的灰分在开采、运输或洗煤过程中会发生变化，所以，除去灰分和水分的煤组成，或排除外界条件的影响。在各组成的右下分和水分的煤组成，或排除外界条件的影响。在各组成的右下角以角以“daf”daf”表示（原表示（原r r）。煤的各种成分的换算关系如下表。煤的各种成分的换算关系如下表。3.2.2 燃料燃料1 1收到基收到基-指工厂实
36、际使用的煤的组成。指工厂实际使用的煤的组成。arar2 2空气干燥基空气干燥基-指实验室所用的空气干燥煤样的组成。指实验室所用的空气干燥煤样的组成。adad3 3干燥基干燥基-指绝对干燥的煤的组成。指绝对干燥的煤的组成。d d4 4干燥无灰基干燥无灰基-指假想的无灰无水的煤组成。指假想的无灰无水的煤组成。adfadf煤的各种成分的换算关系如下表。煤的各种成分的换算关系如下表。3.2.2 燃料燃料(三三)、回转窑对燃煤的质量要求、回转窑对燃煤的质量要求 新型干法水泥生产采用了多风道燃烧器、篦式冷却机等，新型干法水泥生产采用了多风道燃烧器、篦式冷却机等，提高了二次风温度，对燃料要求相对较低，用低质
37、煤煅烧水泥提高了二次风温度，对燃料要求相对较低，用低质煤煅烧水泥熟料技术已成熟。熟料技术已成熟。低质煤就是指挥发分低质煤就是指挥发分V Vadad20%20%，灰分，灰分A Aadad30%30%，热值，热值Q Qnet,adnet,ad20935kJ/kg20935kJ/kg的煤，显然低挥发分煤、贫煤（半无烟煤）、无烟的煤，显然低挥发分煤、贫煤（半无烟煤）、无烟煤均属此列。煤均属此列。1 1热值：对燃煤的热值希望愈高愈好，这可以提高发热能热值：对燃煤的热值希望愈高愈好，这可以提高发热能力的煅烧温度。热值较低的煤使煅烧熟料的单位热耗增加，同力的煅烧温度。热值较低的煤使煅烧熟料的单位热耗增加，同
38、时使窑的单位产量降低。一般要求煤的时使窑的单位产量降低。一般要求煤的低位发热量低位发热量Q Qnet,adnet,ad 23000kJ/kg23000kJ/kg煤。煤。3.2.2 燃料燃料(三三)、回转窑对燃煤的质量要求、回转窑对燃煤的质量要求 1 1热值热值2 2、挥发分：煤在隔绝空气的条件下加热时，有机质分解释、挥发分：煤在隔绝空气的条件下加热时，有机质分解释放出气态和蒸气状物质所占质量百分率减去水分就是挥发分。放出气态和蒸气状物质所占质量百分率减去水分就是挥发分。它是碳元素同氢、氧元素组成的有机化合物。它是碳元素同氢、氧元素组成的有机化合物。煤粉在燃烧过程中，首先是挥发分从煤粒中析出并在
39、一定煤粉在燃烧过程中，首先是挥发分从煤粒中析出并在一定的温度下着火燃烧，随着挥发分析出燃烧，在煤粒中形成许多的温度下着火燃烧，随着挥发分析出燃烧，在煤粒中形成许多孔隙，煤粒表面的空气向内扩散与煤粒中部的固定碳被点燃，孔隙，煤粒表面的空气向内扩散与煤粒中部的固定碳被点燃，反过来又进一步加快了挥发分的析出和燃烧反过来又进一步加快了挥发分的析出和燃烧。3.2.2 燃料燃料(三三)、回转窑对燃煤的质量要求、回转窑对燃煤的质量要求 1 1热值热值2 2、挥发分、挥发分煤的挥发分和固定炭是可燃成分。挥发分低的煤，着火温煤的挥发分和固定炭是可燃成分。挥发分低的煤，着火温度高，窑内会出现较长的黑火头，高温带比
40、较集中。一般要求度高，窑内会出现较长的黑火头，高温带比较集中。一般要求煤的挥发分煤的挥发分35%35%。当煤的挥发分不恰当时，应该采用配煤的方。当煤的挥发分不恰当时，应该采用配煤的方法，用高挥发分和低挥发分的煤搭配使用。法，用高挥发分和低挥发分的煤搭配使用。3.2.2 燃料燃料(三三)、回转窑对燃煤的质量要求、回转窑对燃煤的质量要求 1 1热值热值2 2、挥发分、挥发分煤的着火温度随挥发分增加而降低，挥发份含量高的煤着煤的着火温度随挥发分增加而降低，挥发份含量高的煤着火早，而且使煤的发热过程持续较长的距离，因此火焰长。挥火早，而且使煤的发热过程持续较长的距离，因此火焰长。挥发分低的煤，绝大部分
41、的热能在很短的距离内部能被释放出来，发分低的煤，绝大部分的热能在很短的距离内部能被释放出来，这样使火焰集中火焰短，有时会出现局部高温现象。这样使火焰集中火焰短，有时会出现局部高温现象。挥发分对煤粉的燃尽也有直接影响，一般挥发分较高的煤挥发分对煤粉的燃尽也有直接影响，一般挥发分较高的煤形成的焦炭疏松多孔，它的化学反应也较强。形成的焦炭疏松多孔，它的化学反应也较强。3.2.2 燃料燃料3.2.2 燃料燃料(三三)、回转窑对燃煤的质量要求、回转窑对燃煤的质量要求 1 1热值热值2 2、挥发分、挥发分3 3灰分灰分4 4水分水分5 5细度：回转窑用烟煤作燃料时，须将块煤磨成煤粉再行细度：回转窑用烟煤作
42、燃料时，须将块煤磨成煤粉再行入窑。入窑。煤粉细度太粗，则燃烧不完全，增加燃料消耗；煤粉细度太粗，则燃烧不完全，增加燃料消耗；同时，煤粉太粗，则煤灰落在熟料表面，使熟料成分不均同时，煤粉太粗，则煤灰落在熟料表面，使熟料成分不均匀，因此会降低熟料的质量；匀，因此会降低熟料的质量；而且燃烧不完全的煤粉落入熟料时由于氧气不足，不能继而且燃烧不完全的煤粉落入熟料时由于氧气不足，不能继续燃烧，形成还原焰，使熟料中续燃烧，形成还原焰，使熟料中FeFe2 2O O3 3还原成还原成FeOFeO，造成黄心料，造成黄心料，黄皮料。黄皮料。因此，煤粉细度最好控制在因此，煤粉细度最好控制在88um88um，筛余小于，
43、筛余小于15%15%。若烟煤挥。若烟煤挥发分发分15%15%，则煤粉细度应控制在，则煤粉细度应控制在6.0%6.0%以下。以下。3.2.2 燃料燃料(三三)、回转窑对燃煤的质量要求、回转窑对燃煤的质量要求 1 1热值热值2 2、挥发分、挥发分3 3灰分灰分4 4水分水分5 5细度细度但煤粉磨得过细，既增加能耗，又容易引起煤粉自燃和爆但煤粉磨得过细，既增加能耗，又容易引起煤粉自燃和爆炸。炸。对正常运转的回转窑，在燃烧温度和系统通风量基本稳定对正常运转的回转窑，在燃烧温度和系统通风量基本稳定的情况下，煤粉的燃烧速度与煤粉的细度、灰分、挥发分和水的情况下，煤粉的燃烧速度与煤粉的细度、灰分、挥发分和水
44、分含量有关。一般水泥厂水分控制在分含量有关。一般水泥厂水分控制在1.0%1.0%以下，这时挥发分含以下，这时挥发分含量越高，细度越细，煤粉就越容易燃烧。量越高，细度越细，煤粉就越容易燃烧。当水泥厂选定某矿点的原煤作烧成用煤时，挥发分、灰分当水泥厂选定某矿点的原煤作烧成用煤时，挥发分、灰分基本固定，只有改变煤粉细度才能满足煅烧工艺要求。基本固定，只有改变煤粉细度才能满足煅烧工艺要求。3.2.2 燃料燃料为何要用无烟煤？为何要用无烟煤？我国幅员辽阔，煤炭储量及品种分布极不平衡。烟煤主要分布在我国北我国幅员辽阔，煤炭储量及品种分布极不平衡。烟煤主要分布在我国北方地区，广大南方地区埋藏着以低挥发分为主
45、的无烟煤。方地区，广大南方地区埋藏着以低挥发分为主的无烟煤。在传统的水泥生产工艺中，回转窑生产线必须使用烟煤，这些烟煤主要在传统的水泥生产工艺中，回转窑生产线必须使用烟煤，这些烟煤主要来自北方的一些大煤矿，影响：来自北方的一些大煤矿，影响：一是增加北方烟煤的消耗量；一是增加北方烟煤的消耗量；二是增加了铁路运力；二是增加了铁路运力；三是对煤炭未能做到物尽其用，使煤炭的利用率大大降低；三是对煤炭未能做到物尽其用，使煤炭的利用率大大降低；四是南方水泥厂大量使用北方产烟煤，由于运费消耗，煤价上扬，水泥四是南方水泥厂大量使用北方产烟煤，由于运费消耗，煤价上扬，水泥生产成本大大提高，且由于交通运输紧张，为
46、保证水泥连续生产，水泥工厂生产成本大大提高，且由于交通运输紧张，为保证水泥连续生产，水泥工厂必须建大的贮煤场来贮煤，既增加了水泥厂基建投资和占地面积，也使生产必须建大的贮煤场来贮煤，既增加了水泥厂基建投资和占地面积，也使生产成本提高，影响工厂经济效益。若能就地取材，用当地低挥发份的无烟煤作成本提高，影响工厂经济效益。若能就地取材，用当地低挥发份的无烟煤作燃料，既可减少基建投资降低生产成本，又可减轻运输压力，合理利用煤炭燃料，既可减少基建投资降低生产成本，又可减轻运输压力，合理利用煤炭资源。资源。3.2.2 燃料燃料为何要用无烟煤？为何要用无烟煤？经测算，在福建地区，根据煤的来源不同，用无烟煤比
47、外经测算，在福建地区，根据煤的来源不同，用无烟煤比外购煤每吨熟料可降低成本购煤每吨熟料可降低成本25254040元，如果按日产元，如果按日产20002000吨熟料计吨熟料计算，仅燃料一项每年就可增加净利润算，仅燃料一项每年就可增加净利润15001500万万24002400多万元。多万元。现福建地区普遍采用挥发分在现福建地区普遍采用挥发分在3-5%3-5%的无烟煤，也能正常生的无烟煤，也能正常生产。产。立窑一般使用无烟煤，因立窑煅烧时，煤中的挥发分在预立窑一般使用无烟煤，因立窑煅烧时，煤中的挥发分在预热带会逸出，并被废气带走，故一般使用无烟煤更为有利。热带会逸出，并被废气带走，故一般使用无烟煤更
48、为有利。3.2.2 低品位原料和工业废渣的利用低品位原料和工业废渣的利用 低品位原料的应用低品位原料的应用 低品位原料：指那些化学成分、杂质含量与物理性能不符低品位原料：指那些化学成分、杂质含量与物理性能不符合一般水泥生产要求的原料。合一般水泥生产要求的原料。3.3 矿山开采矿山开采 主要原料（石灰石和粘土）资源主要原料（石灰石和粘土）资源 ，靠近工厂，自行开采。，靠近工厂，自行开采。开采前对矿山资源进行详细的勘探；作必要的原料工业性开采前对矿山资源进行详细的勘探；作必要的原料工业性试验。试验。3.3 矿山开采矿山开采 水泥厂的原料一般是用露天开采。水泥厂的原料一般是用露天开采。开采过程：开采
49、过程：剥离：覆盖层的剥离剥离：覆盖层的剥离 开采：有用矿的开采开采：有用矿的开采石石灰灰石石矿矿山山3.3 矿山开采矿山开采 水泥厂的原料一般是用露天开采。水泥厂的原料一般是用露天开采。开采过程：开采过程：剥离：覆盖层的剥离剥离：覆盖层的剥离 开采：有用矿的开采开采：有用矿的开采钻孔钻孔爆破爆破采运采运3.3 矿山开采矿山开采 矿矿石的运石的运输输，根据采石，根据采石场场距工厂的距离及采石距工厂的距离及采石场场与工厂与工厂间间的地形可以利用不同的运的地形可以利用不同的运输输工具。工具。皮皮带输带输送机送机 钢钢索索绞车绞车 自自动动卸料汽卸料汽车车 小型内燃机小型内燃机车车 火火车车装运装运
50、架空索道架空索道 3.4 原料的破碎与烘干、输送与储存原料的破碎与烘干、输送与储存3.4.1 3.4.1 破碎破碎（一）、物料破碎的目的：（一）、物料破碎的目的：便于运输、储存、烘干、计量配料、喂料、粉磨便于运输、储存、烘干、计量配料、喂料、粉磨（二）、常需破碎的物料：（二）、常需破碎的物料：石灰石、块状粘土质原料、矿化剂、石膏、熟料等。石灰石、块状粘土质原料、矿化剂、石膏、熟料等。3.4 原料的破碎与烘干、输送与储存原料的破碎与烘干、输送与储存3.4.1 3.4.1 破碎破碎（三）、破碎工艺：（三）、破碎工艺：破碎：利用机械方法将大块物料变成小块物料的过程。破碎：利用机械方法将大块物料变成小