Состава сырьевой смеси

ВВЕДЕНИЕ

Расчет состава сырьевых смесей является важнейшей частью технологического процесса производства цемента. Цель расчета заключается в определении соотношения между компонентами в смеси, обеспечивающего получение портландцементного клинкера с заданными характеристиками.

Расчет состава сырьевой смеси проводят различными методами. Наиболее распространен способ расчета сырьевой смеси по значениям коэффициента насыщения и модулей, при этом число сырьевых компонентов должно быть на единицу больше числа заданных характеристик. В отдельных случаях расчет состава сырьевой смеси проводят по заданному минералогическому составу клинкера.

Настоящие методические указания предназначены для выполнения расчетно-графической работы студентами специальности 270106 – «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» очной и заочной форм обучения, а также могут быть использованы при выполнении курсового проекта студентами специальности 240304 – «Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов».

В методических указаниях даны пример расчета состава трехкомпонентной смеси и варианты исходных данных для расчета (см. приложение).

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ

СОСТАВА СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ

Расчета состава сырьевой смеси проводят для определения количественных соотношений входящих в смесь компонентов, что позволяет получить клинкер необходимого химического и минералогического состава. Расчет осуществляют по результатам химического анализа на содержание следующих оксидов (масс. %): SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, SO₃ и на потери при прокаливании.

При наличии в сырьевой смеси FeO и MnO их содержание прибавляют к содержанию Fe₂O₃, использую при этом коэффициенты для FeO – 1,1114 и для MnO – 1,1127.

Содержание TiO₂ и P₂O₅ учитывают вместе с Al₂O₃.

Минерализаторы типа плавикового шпата, кремнефтористого натрия, гипса и фосфогипса, вводимые в сырьевую смесь в коли-честве менее 1%, при расчете сырьевой смеси обычно не учитывают.

Для удобства проведения расчетов сумму оксидов, полученную при анализе, пересчитывают на 100%. Для этого содержание каждого оксида умножают на коэффициент k, определяемый путем деления 100 на сумму всех оксидов.

Химико-минералогический состав клинкера может быть задан либо в виде содержания основных минералов C₃S, C₂S, C₃A и C₄AF, либо в виде значений коэффициента насыщения (КН), силикатного модуля (n) и глиноземистого модуля (р).

(1)

(2)

Для расчета КН сырьевой смеси используют более простую формулу:

(3)

Число сырьевых компонентов должно быть на единицу больше числа заданных характеристик. Поэтому для получения клинкера строго заданного состава (с принятыми значениями (КН, n и р) необходима четырехкомпонентная смесь. Чаще всего используется трехкомпонентная сырьевая смесь. В этом случае могут быть заданы только два параметра КН и n или КН и р. При использовании запесоченного сырья или сырья с карстовыми включениями трепельных линз рекомендуется назначить КН и n, а при использовании относительно однородных по составу известняков и глин или мергелей – КН и р. При высокой однородности состава известняков и глин рекомендуется упрощенная корректировка состава сырьевой смеси по титру и содержанию Fe₂O₃.

Исходя из технологических особенностей производства портландцементного клинкера, содержание Fe₂O₃ в нем не должно превышать 6,5%, а значение силикатного модуля 2,4...2,5.

При расчете сырьевых смесей определяют также характеристики их спекаемости – индекс обжигаемости и коэффициент спекаемости, влияющие на поведение сырьевых смесей в процессе обжига во вращающихся печах.

Индекс обжигаемости сырьевой смеси ИО – модуль, предложенный для характеристики спекемости сырьевой смеси.

. (4)

Индекс обжигаемости должен находиться в пределах 2,5...3,0. Индекс обжигаемости также косвенно связан с размаываемостью клинкера (смеси с низким значением ИО дают трудноразмалываемый клинкер).

Коэффициент спекаемости К_с вычисляется по формуле:

.(5)

Для клинкеров с хорошей спекаемостью коэффициент спекаемости находится в пределах 0,5...0,6.

При обжиге клинкера на твердом топливе, а также при использовании метода двустороннего питания печей, необходимо учитывать присадку золы топлива или компонента, вдуваемого в печь с горячего конца печи.

При проведении расчетов пользуются следующими сок-ращенными обозначениями содержания основных оксидов (таблица1).

Таблица 1. - Сокращение обозначения оксидов

Оксиды	В клинкере	В сырьевой смеси	В первом компо-ненте	Во втором компо-ненте	В третьем компо- ненте	В четвертом компо- ненте
CaO	С	С0	С1	С2	С3	С4
SiO2	S	S0	S1	S2	S3	S4
Al2O3	A	A0	A1	A2	A3	А4
Fe2O3	F	F0	F1	F2	F3	F4
П.п.п.	П.п.п.	(П.п.п.)0	(П.п.п.)1	(П.п.п.)2	(П.п.п.)3	(П.п.п.)4

Все вычисления при расчете сырьевой смеси ведут с точностью до 0,01%.