硅酸盐水泥熟料矿物组成及其配料计算
硅酸盐水泥熟料矿物组成及其配料计算
第一节硅酸盐水泥熟料矿物组成
如前所述，硅酸盐水泥熟料是以适当成分的生料烧到部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的烧结块。因此，在硅酸盐水泥熟料中CaO,SiO2,A1203,Fe2O3 不是以单独的氧化物存在，而是以两种或两种以上的氧化物经高温化学反应而生成的多种矿物的集合体。其结晶细小，一般为30-60μm 。因此可见，水泥熟料是一种多矿物组成的结晶细小的人工岩石。它主要有以下四种矿物：
硅酸三钙3Ca0.Si02 ，可简写为C3S ；
硅酸二钙2Ca0.Si02 ，可简写为C2S ；
铝酸三钙3Ca0.A1203 ，可简写为 C 3 A ；
铁相固溶体通常以铁铝酸四钙4Ca0 . A1203 . Fe203 作为代表式，可简写成C4AF,
此外，还有少量游离氧化钙(f-Ca0 ) 、方镁石（结晶氧化镁）、含碱矿物及玻璃体。通常熟料中C3S 和C2S 含量约占75 ％左右，称为硅酸盐矿物。C3A 和C4AF 的理论含量约占22 ％左右。在水泥熟料锻烧过程中,C3A 和C4AF 以及氧化镁、碱等在1250℃- 1280℃会逐渐熔融形成液相，促进硅酸三钙的形成，故称熔剂矿物。
一?硅酸三钙
C3S是硅酸盐水泥熟料的主要矿物。其含量通常为50％左右，有时甚至高达60％以上。纯C3S只有在2065-1250℃温度范围内才稳定。在2065℃以上不一致熔融为Ca0 和液相；在1250℃以下分解为C2S 和Ca0 ，但反应很慢，故纯C3S 在室温可呈介稳状态存在。C3S 有三种晶系七种变型：
1070 ℃1060 ℃990 ℃960 ℃920 ℃520 ℃
R ←―→ MⅢ ←―→ MⅡ ←―→ MⅠ ←―→～T Ⅲ ←―→ T Ⅱ ←―→ T ⅠR 型为三方晶系，M 型为单斜晶系，T 型为三斜晶系，这些变型的晶体结构相近。但有人认为,R 型和M ，型的强度比T 型的高。
在硅酸盐水泥熟料中, C3S 并不以纯的形式存在，总含有少量氧化镁、氧化铝、氧化铁等形成固溶液，称为阿利特(Alite ）或 A 矿。
纯C3S 在常温下，通常只能为三斜晶系(T 型），如含有少量Mg0, A1203 , Fe2O3 , 503 ,
ZnO,Cr203,R20 等氧化物形成固溶体则为M 型或R 型。由于熟料中C3S 总含MgO,A12O3,
Fe2O3 以及其他氧化物，故阿利特通常为M 型或R 型。据认为锻烧温度的提高或锻烧时间的延长也有利于形成M ．型或R 型。
纯C3S 为白色，密度为 3. 14g /cm3 , 其晶体截面为六角形或棱柱形。单斜晶系的阿利特单晶为假六方片状或板状。在阿利特中常以C3S 和CaO 的包裹体存在。 C3S 凝结时间正常，水化较快，粒径40-50μm 的颗粒28d 可水化70 ％左右。放热较多，早期强度高且后期强度增进率较大，28d 强度可达一年强度的70 ％-80％，其28d 强度和一年强度在四种矿物中均最高。
阿利特的晶体尺寸和发育程度会影响其反应能力，当烧成温度高时，阿利特晶形完整，晶体尺寸适中，几何轴比大（晶体长度与宽度之比L/B>2-3) ，矿物分布均匀，界面清晰，熟料的强度较高。当加矿化剂或用急剧升温等锻烧方法时，虽然
含较多阿利特，而且晶体比较细小，但因发育完整、分布均匀，熟料强度也较高。因此，适当提高熟料中的硅酸三钙含量，并且当其岩相结构良好时，可以获得优质熟料。但硅酸三钙的水化热较高，抗水性较差，如要求水泥的水化热低、抗水性较高时，则熟料中的硅酸三钙含量要适当低一些。
二?硅酸二钙
C2S 在熟料中含量一般为20 ％左右，是硅酸盐水泥熟料的主要矿物之一，熟料中硅酸二钙并不是以纯的形式存在，而是与少量MgO,A1203,Fe2O3,R20 等氧化物形成固溶体，通常称为贝利特(Belite ) 或 B 矿。纯C2S 在1450℃以下有下列多晶转变。
1425 ℃1160 ℃630— 680 ℃＜500 ℃
α ====== α H ＝＝＝α L ＝＝＝＝＝β --- →γ
↑＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿↓
780— 860℃
(H 一高温型，L 一低温型）
在室温下, α，α H ，α L ，β等变形都是不稳定的，有转变成Y 型的趋势。在熟料中α，αH 型一般较少存在，在烧成温度较高、冷却较快的熟料中，由于固溶有少量A120, , Mg0 , Fe2O3 等氧化物，可以β型存在。通常所指的硅酸二钙或 B 矿即为β型硅酸二钙。
α，αH 型C2S 强度较高，而Y 型C2S 几乎无水硬性。在立窑生产中，若通风不良、还原气氛严重、烧成温度低、液相量不足、冷却较慢，则硅酸二钙在低于500℃下易由密度为 3. 28g /cm' 的R 型转变为密度 2. 97g /cm3 的Y 型，体积膨胀10 ％而导致熟料粉化。但若液相量多，可使溶剂矿物形成玻璃体将刀型硅酸二钙晶体包围住，并采用迅速冷却方法使之越过γ型转变温度而保留下来。
贝利特为单斜晶系，在硅酸盐水泥熟料中常呈圆粒状，这是因为贝利特的棱角已溶进液相而其余部分未溶进液相之故。已全部溶进液相而在冷却过程中结晶出来的贝利特则可以自行出现而呈其他形状。
在反射光下，正常温度烧成的熟料中，贝利特有交叉双晶条纹，而烧成温度低冷却慢者，则呈现平行双晶条纹。
纯硅酸二钙色洁白，当含有Fe203, 时呈棕黄色。贝利特水化反应较慢,28d 仅水化20%左右，凝结硬化缓慢，早期强度较低但后期强度增长率较高，在一年后可赶上阿利特。贝利特的水化热较小，抗水性较好。在中低热水泥和抗硫酸盐水泥中，适当提高贝利特含量而降低阿利特含量是有利的。
?中间相
填充在阿利特、贝利特之间的物质通称中间相，它可包括铝酸盐、铁酸盐、组成不定的玻璃体和含碱化合物以及游离氧化钙和方镁石。但以包裹体形式存在于阿利特和贝利特中的游离氧化钙和方镁石除外。中间相在熟料缎烧过程中，熔融成为液相，冷却时，部分液相结晶，部分液相来不及结晶而凝固成玻璃体。
（一）铝酸钙
熟料中铝酸钙主要是铝酸三钙，有时还可能有七铝酸十二钙。在掺氟化钙作矿化剂的熟料中可能存在 C 11 A 7 · CaF2 ，而在同时掺氟化钙和硫酸钙作矿化剂低温烧成的熟料中可以是 C 11 A 7 · CaF2 和 C 4 A 2 S 而无 C 3 A 。纯 C 3 A 为等轴晶系，无多晶转化。 C 3 A 也可固溶部分氧化物，如K2O,Na20 , Si02 ,
Fe203 等，随固溶的碱含量的增加，立方晶体的C,A 向斜方晶体NCB A, 转变。
结晶完善的 C 3 A 常呈立方、八面体或十二面体。但在水泥熟料中其形状随
冷却速率而异。氧化铝含量高而慢冷的熟料，才可能结晶出完整的大晶体，一般则
溶入玻璃相或呈不规则微晶析出。
C 3A 在熟料中的潜在含量为7-15％。纯C3A为无色晶体，密度为3.04g /cm3 ，
熔融温度为1533℃, 反光镜下，快冷呈点滴状，慢冷呈矩形或柱形。因反光能力差，呈暗灰色，故称黑色中间相。
C 3A 水化迅速，放热多，凝结很快，若不加石膏等缓凝剂，易使水泥急凝；硬
化快，强度3d 内就发挥出来，但绝对值不高，以后几乎不增长，甚至倒缩。干缩
变形大，抗硫酸盐性能差。
（二）铁相固溶体
铁相固溶体在熟料中的潜在含量为10-18 ％。熟料中含铁相较复杂，有人认
为是 C 2F - C 8A 3F 连续固溶体中的一个成分，也有人认为是 C 6A 2F -C6AF2 连
续固溶体的一部分。在一般硅酸盐水泥熟料中，其成分接近C4AF ，故多用C4AF 代
表熟料中铁相的组成。也有人认为，当熟料中Mg0 含量较高或含有CaF2 等降低
液相粘度的组分时，铁相固溶体的组成为 C 6A 2F 。若熟料中A1203/Fe203<0. 64 ，则可生成铁酸二钙。
铁铝酸四钙的水化速度早期介于铝酸三钙和硅酸三钙之间，但随后的发展不如
硅酸三钙。早期强度类似于铝酸三钙，后期还能不断增长，类似硅酸二钙。抗冲击
性能和抗硫酸盐性能好，水化热较铝酸三钙低，但含C4AF 高的熟料难磨。在道路
水泥和抗硫酸盐水泥中，铁铝酸四钙的含量高为好。
含铁相的水化速率和水化产物性质决定于相的A1203/Fe203 比，研究发现:C 6A 2F 水化速度比C4AF 快，这是因为其含有较多的A1203 之故C6AF2 水化较慢，凝结也慢 C 2F 的水化最慢，有一定水硬性。
（三）玻璃体
硅酸盐水泥熟料锻烧过程中，熔融液相若在平衡状态下冷却，则可全部结晶出
C3A ,C4AF 和含碱化合物等而不存在玻璃体。但在工厂生产条件下冷却速度较快，
有部分液相来不及结晶而成为过冷液体，即玻璃体．在玻璃体中，质点排列无序，
组成也不定．其主要成分为AL2O3 、Fe2O3 , Ca0 ，还有少量MgO 和碱等．玻
璃体在熟料中的含量随冷却条件而异，快冷则玻璃体含量多而C,A,C,AF 等晶体少，反之则玻璃体含量少而C3A,C4AF 晶体多．据认为，普通冷却熟料中，玻璃体含量
约为2%-21%；急冷熟料玻璃体约8%-22%；慢冷熟料玻璃体只有0 ～ 2 ％。
铝酸三钙和铁铝酸四钙在锻烧过程中熔融成液相，可以促进硅酸三钙的顺利形成，这是它们的一个重要作用。如果物料中熔剂矿物过少，则易生烧使氧化钙不易
被吸收完全，从而导致熟料中游离氧化钙增加，影响熟料的质量，降低窑的产量并
增加燃料的消耗。如果熔剂矿物过多，物料在窑内易结大块，甚至在回转窑内结圈，
在立窑内结炉瘤等，严重影响回转窑和立窑的正常生产。
三?游离氧化钙和方镁石
游离氧化钙是指经高温锻烧而仍未化合的氧化钙，也称游离石灰。经高温锻烧的
游离氧化钙结构比较致密，水化很慢，通常要在3d 后才明显，水化生成氢氧化钙
体积增加97.9％，在硬化的水泥浆中造成局部膨胀应力。随着游离氧化钙的增加，首先是抗折强度下降，进而引起3d 以后强度倒缩，严重时引起安定性不良。因此，
在熟料缎烧中要严格控制游离氧化钙含量。我国回转窑一般控制在 1.5 ％以下，
而立窑在 2.5 ％以下。因为立窑熟料的游离氧化物中有一部分是没有经过高温死
烧而出窑的生料。这种生料中的游离氧化钙水化快，对硬化水泥浆的破坏力不大。
游离氧化钙在偏光镜下为无色圆形颗粒，有明显解理。在反光镜下用蒸馏水浸蚀后
呈彩虹色。
方镁石是指游离状态的Mg0 晶体。Mg0 由于与SIO2,FeM 的化学亲和力很小，在熟料锻烧过程中一般不参与化学反应。它以下列三种形式存在于熟料中：①溶解
于C4AF,C,S 中形成固溶体；②溶于玻璃体中；③以游离状态的方镁石形式存在。
据认为，前两种形式的Mg0 含量约为熟料的2％，它们对硬化水泥浆体无破坏作用，而以方镁石形式存在时，由于水化速度比游离氧化钙要慢，要在0. 5-1 年后才明显。水化生成氢氧化镁时，体积膨胀148 ％，也会导致安定性不良。方镁石膨胀
的严重程度与晶体尺寸、含量均有关系。尺寸1μm时，含量 5 ％才引起微膨胀，
尺寸5-7μm时，含量 3 ％就引起严重膨胀。国家标准规定硅酸盐水泥中氧化镁含
量不得超过 5. 0 ％。在生产中应尽量采取快冷措施减小方镁石的晶体尺寸。
第二节熟料的率值
因为硅酸盐水泥熟料是由两种或两种以上的氧化物化合而成，因此在水泥生产中控
制各氧化物之间的比例即率值，比单独控制各氧化物的含量更能反映出对熟料矿物
组成和性能的影响。故常用表示各氧化物之间相对含量的率值来作为生产的控制指标。
一?水硬率(Hydraulic Modulus
水硬率是1868 年德国人米夏埃利斯(W. Michaelis) 提出的作为控制熟料适
宜石灰含量的一个系数。它是熟料中氧化钙与酸性氧化物之和的质量百分数的比值，常用HM 表示，其计算式为：
CaO HM= SiO2 ＋A12O3, +Fe2O3 （1-3-1 ）
其中CaO, SiO2 , A1203, Fe2O3 分别代表熟料中各氧化物的质量百分数。水
硬率通常在 1.8-2.4 之间。水硬率假定各酸性氧化物所结合的氧化钙是相同的，
实际上并非如此。当各酸性氧化物的总和不变而它们之间的比例发生变化时，所需
的氧化钙并不相同。因此只控制同样的水硬率，并不能保证熟料有相同的矿物组成。
只有同时也控制各酸性氧化物之间的比例，才能保证熟料矿物组成的稳定。因此后
来库尔(H. HAD 提出了控制熟料酸性氧化物之间的关系的率值：硅率和铝率。
二?硅率或硅酸率（ Silica Modulus ）
硅率又称硅酸率，它表示熟料中Si02 的百分含量与AL2O3 和Fe2O3, 百分
含量之比，用SM
表示：（1-3-2 ）
通常硅酸盐水泥的硅率在 1.7-2.7 之间。但白色硅酸盐水泥的硅率可达4.0 甚
至更高。
硅率除了表示熟料的Si02 与A1203 和Fe2O3 的质量百分比外，还表示了熟
料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例关系，相应地反映了熟料的质量和易烧性。当
A120,/Fe2O3 大于0.64 时，硅率与矿物组成的关系为：
（1-3-3 ）
式中C3S,C2S,C3A ,C4AF 分别代表熟料中各矿物的质量百分数。从1-3-3 式
可见，硅率随硅酸盐矿物与熔剂矿物之比而增减。若熟料硅率过高，则由于高温液
相量显著减少，熟料缎烧困难，硅酸三钙不易形成，如果氧化钙含量低，那么硅酸
二钙含量过多而熟料易粉化。硅率过低，则熟料因硅酸盐矿物少而强度低，且由于
液相量过多，易出现结大块、结炉瘤、结圈等，影响窑的操作。
三?铝率或铁率（ Iron Modulus ）
铝率又称铁率，以IM 表示。其计算式为：
（1-3-4 ）
铝率通常在0. 9-1. 7 之间。抗硫酸盐水泥或低热水泥的铝率可低至0. 7 。
铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁的质量百分比，也表示熟料中铝酸三钙与铁铝
酸四钙的比例关系，因而也关系到熟料的凝结快慢。同时还关系到熟料液相粘度，
从而影响熟料的锻烧的难易，熟料铝率与矿物组成的关系如下：
（1-3-5 ）
从1-3-5 式可见，铝率高，熟料中铝酸三钙多，液相粘度大，物料难烧，水
泥凝结快。但铝率过低，虽然液相粘度小，液相中质点易扩散对硅酸三钙形成有利，
但烧结范围窄，窑内易结大块，不利于窑的操作。
有些国家，如日本采用HM, SM 和IM 三个率值来控制熟料成分，结果还比较
满意。我国从日本引进的冀东水泥厂也用此三个率值来控制生产。但不少学者认为
水硬率的意义不明确，因此，又提出了不同的与石灰最大含量有关的计算公式，常
见的有KH 和LSF 。
四、石灰饱和系数 KH
古特曼与杰耳认为，酸性氧化物形成的碱性最高的矿物为C3S,C2S,C3A,C4AF ，从而提出了他们的石灰理论极限含量。为便于计算，将C4AF 改写成“ C3A " 和“CF" ，令"CA" 与 C 3 A 相加，那么每 1 ％酸性氧化物所斋石灰含量分别为：
1 ％A1203 所需：CaO= 3×56.08/101.96=1.65
1 %Fe203 所需CaO=56.08/159.7=0.35
1 %SiO
2 形成C3S 所需CaO=3×56.08/60.09=2.8
由每 1 ％酸性氧化物所需石灰量乘以相应的酸性氧化物含量，就可得石灰理
论极限含量计算式：
CaO ＝2.80SiO2＋1.65AL203+ 0.35Fe203 ( 1-3-6 )
金德和容克认为，在实际生产中，氧化铝和氧化铁始终为氧化钙所饱和，而
Si02 ：可能不完全饱和成C3S 而存在一部分C2S, 否则熟料就会出现游离氧化钙。因此就在SiO2 之前加一石灰饱和系数KH 。
故Ca0=KH X 2.80SiO2 ＋ 1. 65AL203+0.35Fe203 ( 1-3-7 )
将1-3-7 改写成
（1-3-8 ）
因此，石灰饱和系数KH 是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C3S-I-CzS) 所需
的氧化钙含量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。
式1-3-8 适用于IM>0. 64 的熟料。若IM<0. 64 ，则熟料组成为
C3S,C2S,C4AF 和C2F同理将C4AF 改写成(C2AF+C2F)，令C2A与C2F 相加，根
据矿物组成C3S,C2S,C2F 和C2F+“C2A ”可得：
（1-3-9 ）
考虑到熟料中还有游离Ca0 、游离Si0 ：和石膏，故式1-3-8 ，1-3-9 将
写成：
（A/F ≥ 0.6 ）（1-3-10 ）
（A/F ＜0.64 ）（1-3-11 ）硅酸盐水泥熟料KH 值在0. 82-0. 94 之间，我国湿法回转窑KH 值一般控
制在0. 89 士0. 0l 左右。
石灰饱和系数与矿物组成的关系可用下面数学式表示：
第三节（1-3-12 ）
从上可见，当C3 S = 0 时KH= 0. 667, 即当KH = 0. 667 时，熟料中只有C2S,C3A 和C4AF 而无C3S . 当KH=1 时，熟料中无C2S 而只
有C3S,C3A 和C4AF, 故实际上KH 值介于0.667-1.0之间。
KH 实际上表示了熟料中C3S 与C2S 百分含量的比例。KH 越大，则硅酸盐矿物中的C3S 的比例越高，熟料质量（主要为强度）越好，故提
高KH 有利于提高水泥质量。但KH 过高，熟料锻烧困难，保温时间长，
否则会出现游离CaO ，同时窑的产量低，热耗高，窑衬工作条件恶化。
我国目前采用的是石灰饱和系数KH, 硅率SM 和铝率IM 三个率值。
‘为使熟料既顺利烧成，又保证质量，保持矿物组成稳定，应根据各厂的
原料、燃料和设备等。具体条件来选择三个率值，使之互相配合适当，不
能单独强调其某一率值。一般说来，不能三个率值都同时高，或同时都低。
第三节熟料矿物组成的计算
熟料的矿物组成可用岩相分析,X 射线定量分析等方法测定，也可根据化学成分进
行计算。
岩相分析基于显微镜下测量出单位面积各矿物所占的面积的百分率再乘以相应
的矿物的相对密度而得各矿物含量。这种方法较符合实际情况，但要求操作者要有
熟练的技巧，且劳动，强度大。此外，晶体较小，也可重迭而产生误差 .X 射线定
量分析基于熟料矿物特征峰强度与基准单矿物特征峰强度之比求其含量。这种方法
方便且准确，国外现代化水泥厂都普遍采用。但限于设备条件，我国水泥厂使用的
还不多，另外，此方法对含量太低的矿物不适用。我国常用化学方法进行计算。此
方法计算出来的仅是理论上可能生成的矿物，称之为“潜在矿物”组成。在生产条
件稳定的情况下，熟料真实矿物组成与计算矿物组成有一定的相关性，已能说明矿
物组成对熟料及水泥性能的影响，因此在我国仍普遍使用。
常用的从化学成分计算熟料矿物组成的方法有两种，即石灰饱和系数法和鲍格法。?石灰饱和系数法
为了计算方便，先列出有关相对分之质量的比值。
C 3 S=3.80 （3KH － 2 ）SiO 2
C 2 S=8.60(1-KH) SiO 2
C 3 A =2.65(Al 2 O 3 -0.64Fe 2 O 3 )
C 4 AF=3.04Fe 2 O 3
CaSO, ＝ 1 ．7S03
?鲍格 (R. H. Bogue) 法
鲍格法也称代数法。根据四种主要矿物以及CasO ；的化学组成可计算出各氧化
物的百分含量，见表1-3-1 ．
表1-3-1 主要矿物中各主要级化物的百分含量( ％）
第四节根据上表数值可列出下列方程式：
C=0. 7369C 3S ＋0. 6512C 23 ＋0. 0229C 3 A ＋0. 4016C , AF ＋
0.4119CaS0,
S=0: 2631C 3S-t-0. 3488CZS
A=0. 3773C 3 A －0. 2098C 4 AF
F= 0.3286 C 4 AF
SO 3 =0. 5881CaSO 4 ．
解上述联立方程，可得各矿物百分含量计算式
C3S=4. 07 C －7. 60 S － 6. 72A 一 2. 86S03
C2S=8. 60S ＋ 5. 07A ＋ 1 ．07F ＋ 2.15S0 3 一 3. 07C ＝ 2. 87
S －0. 754C 3S
C 3A =2.6 5 － 1. 09F
C 4 AF=3. 04F （1-3-20 )
同理，当I M ＜0.64 时，熟料矿物组成计算式如下：
C3S=4. 07 C －7. 60 S － 4. 47 a － 2. 80 F － 2. 86S03
C2S ＝8. 60S+3. 38A ＋ 2. 15S03 一 3. 07C ＝ 2. 87S-0. 754C 3S
C4AF=4. 77A
C 2F =1. 70(F-1. 57A ）
CaSO ；＝ 1. 70S0 ：
.熟料真实矿物组成与计算矿物组成的差异
硅酸盐水泥洲料矿物组成的计算是假设熟料是平衡冷却并生成C3S,C2S,C,A 和,,AF 四种纯矿物，其计算结果与熟料真实矿物组成并不完全一致，有时甚至相
差很大。其原因是：
1. 固溶体的影响
计算矿物为纯C3S,C2S,C3A 和C4AF, 但实际矿物为固溶有少量其他氧化物的
固溶体，即阿利特、贝利特、铁相固溶体等。例如，若阿利特组成按CsaS16MA 考虑，则计算C3S 的公式中Si02 前面的系数就不是 3.80 而是 4.30, 这样实际含
量就要提高11 ％，而C3A 则因有一部分A1203 固溶进阿利特而使它的含量减少。又如，铁相固溶体并非固定组成的C4AF, 而在高温或有MgO,CaF2 等条件下有可能
是C6A2F , 其结果使实际矿物中铁相固溶液含量增加使C3A 含量减少。
2. 冷却条件的影响
硅酸盐水泥熟料冷却过程，若缓慢冷却而平衡结晶，则液相几乎全部结晶出 C 3A ,C4AF 等矿物。但在工业生产条件下，冷却速度较快，因而液相可部分或几乎全
部变成玻璃体，此时，实际C3A , C4AF含量均比计算值低，而C3S 含量可能增加
使C2S 减少。
3. 碱和其他微组分的影响
碱的存在可能与硅酸盐矿物形成KC23S12 ，与铝酸三钙形成NC8A3，而析出CaO ，从而使C3A 减少而出现NC3A3, 碱也可能影响C3S 含量。其他次要氧化物
如Ti02 , MgO, P2O5也会影响熟料的矿物组成。
尽管计算的矿物组成与实测值有一定差异，但它能基本说明对熟料锻烧和性能的
影响，也是设计某一矿物组成的水泥熟料时，计算生料组成的唯一可能的方法，因
此在水泥工业中仍得到广泛应用。
第五节熟料矿物组成的选择
熟料矿物组成的选择，一般应根据水泥的品种和标号、原料和燃料的品质、生料制
备和熟料锻烧工艺综合考虑，以达到优质高产低消耗和设备长期安全运转的目的。
?水泥品种和标号
若要求生产普通硅酸盐水泥，则在保证水泥标号以及凝结时间正常和安定性良好
的条件下，其化学成分可在一定范围内变动。可以采用高铁、低铁、低硅、高硅、
高饱和系数等多种配料方案。但要注意三个率值配合适当，不能过份强调某一率值。
例如，同样生产525 号硅酸盐水泥，华新水泥厂采取的配料方案为KH0.89-0.93；SM=2.0-2.2；IM=1.2-1.4 ，而峨眉水泥厂限于原料、燃料的条件则采取高铁高饱和
系数配料方案，KH =0.90-0.93；SM=2.00±0.10；IM =0.80±0.10，也可生产出525 号硅酸盐水泥。
生产专用水泥或特性水泥应根据其特殊要求，选择合适的矿物组成。若生产快硬
硅酸盐水泥，则要求硅酸三钙和铝酸三钙含量高，因此应提高KH 和IM 。而生产
中热硅酸盐水泥和抗硫酸盐水泥则应减少铝酸三钙和硅酸三钙含量，即降低KH 和IM 率。
?原料品质
原料的化学成分和工艺性能对熟料矿物组成的选择有很大影响，在一般情况下，应尽量采用两种或三种原料的配料方案。除非其配料方案不能保证正常生产，才考
虑更换原料或掺加另一种校正原料。
若石灰石品位低而粘土氧化硅含量又不高，则无法提高石灰饱和系数和硅率，熟料强度难以提高，只有采用品位高的石灰石和氧化硅含量高的粘土才能提高饱和
系数和硅率，烧出标号较高的水泥。若石灰石的隧石含量较高而粘土的粗砂含量高，
则因为原料难磨，熟料难烧，其熟料的饱和系数也不能高。原料含碱量太高，KH 宜
降低。
?燃料品质
燃料品质既影响缎烧过程又影响熟料质量。一般说来，发热量高的优质燃料，其火焰温度高，熟料的KH 值可高些。若燃料质量差，除了火焰温度低外，还会因
煤灰的沉落不均匀，降低熟料质量。水泥窑用煤的质量要求见表1-3-2 。
表1-3-2 水泥烧成用煤的质要求
煤灰掺入熟料中，除全黑生料的立窑外，往往分布不均匀，对熟料质量影响极大。
据统计，由于煤灰不均匀掺入，将使熟料KH 值降低0.04-0.16 ；硅率下降0.05-0.20；铝率提高0.05-0.30 。当煤灰掺入量增加时，熟料强度下降．此时除
了采用提高煤粉细度和用矿化剂等措施外，还应适当降低熟料KH 值，以利生产正
常进行。
当煤质变化时，熟料组成也应相应调整。对回转窑来说，采用的煤的发热量高，
挥发分低，则因挥发分低，火焰黑火头长，燃烧部分短，热力集中，熟料易结大块，
游离氧化钙增加，耐火砖寿命缩短，除设法使火焰的燃烧部分延长外，还应降低KH 值并提高IM 值。若用液体或气体燃料，火焰强度很高，形状易控制，几乎无灰分，
因此KH 值可适当提高。
?生料细度和均匀性
生料化学成分的均匀性，不但对窑的热工制度的稳定和运转率的提高有影响，而且对熟料质量也有影响，因而也就对配料方案的确定有影响。
一般说来，生料均匀性好，KH 值可高些。据认为，生料碳酸钙滴定值的均匀
性达±0. 25 ％时，可生产525 号以上的熟料。若生料均匀性差，其熟料KH 值
应比生料均匀性好的要低一些，否则游离氧化钙增加，强度下降。若生料粒度粗，
由于化学反应难以进行完全，KH 值也应适当低些。
?窑型与规格
物料在不同类型的窑内受热和锻烧的情况不同，因此熟料的组成也应有所不同。
回转窑内物料不断翻滚，与立窑、立波尔窑相比，物料受热和煤灰掺人都比较
均匀，物料反应进程较一致，因此KH 可适当高些。
立波尔窑的热气流自上而下通过加热机的料层，煤灰大部分沉降在上层料面，上部物料温度比下部的高，因此形成上层物料KH 值低，分解率高，而下层物料KH 值高、分解率低，因此，其KH 值应配得低一些。
立窑通风、锻烧都不均匀，因此不掺矿化剂的熟料KH 值要适当低些。对于掺
复合矿化剂的熟料，由于液相出现温度低且液相粘度低，烧成温度范围变宽，一般
采用高KH 、低SM 和高IM 配料方案，例如，广西北流水泥厂的熟料各率值为：KH ＝0.94-0.98,SM=1.60-1.80 ，IM=1.40-1.60。
预分解窑生料预热好，分解率高，另外由于单位产量窑桐体散热损失少以及耗
热最大的碳酸盐分解带已移到窑外，因此窑内气流温度高，为了有利于挂窑皮和防
止结皮、堵塞、结大块，目前趋于低液相量的配料方案。我国大型预分解窑大多采
用高硅率、高铝率、中饱和比的配料方案，即所谓“二高一中”
配料方案，例如，安徽宁国水泥厂的配料方案为IM =0. 89，SM=2.20-2. 30,IM=1. 45, 窑的规格对熟料组成的设计也有影响。例如日产700t 熟料的上海川沙水泥厂，由于窑的规格小，窑内的气流温度比宁国水泥厂的稍低，因此各率值也稍低，其
KH ～0.89 ，SM=2. 10, 1M =1 ．10 。
影响熟料组成的选择的因素很多，一个合理的配料方案既要考虑熟料质量，又
要考虑物料的易烧性；既要考虑各率值或矿物组成的绝对值，又要考虑它们之间的
相互关系。原则上，三个率值不能同时偏高或偏低。不同窑型硅酸盐水泥熟料各率
值的参考范围见表1-3-3 ,
表1-3-3 不同窑型硅酸盐水泥熟料率值的参考范围
第六节配料计算
熟料组成确定后，即可根据所用原料，进行配料计算，求出符合要求熟料组成的原料配合比.
配料计算的依据是物料平衡．任何化学反应的物料平衡是：反应物的量应等于生成物的量。随着温度的升高，生料缎烧成熟料经历着：生料干燥蒸发物理水；粘土矿物分解放出结晶水；有机物质的分解、挥发；碳酸盐分解放出二氧化碳，液相出现使熟料烧成。因为有水分、二氧化碳以及某些物质逸出，所以，计算时必须采用统一基准。
蒸发物理水以后，生料处于干燥状态，以干燥状态质量所表示的计算单位，称为干燥基准。干燥基准用于计算干燥原料的配合比和干燥原料的化学成分。
如果不考虑生产损失，则干燥原料的质量等于生料的质量，即：干石灰石＋干粘土＋干铁粉～干生料
去掉烧失量（结晶水、二氧化碳与挥发物质等）以后，生料处于灼烧状态。以灼烧状质量所表示的计算单位，称为灼烧基准。灼烧基准用于计算灼烧原料的配合比和熟料的化学成分。
如果不考虑生产损失，在采用基本上无灰分掺入的气体或液体燃料时，则灼烧原料、灼烧生料与熟料三者的质量相等，即：灼烧石灰石＋灼烧粘土＋灼烧铁粉＝灼烧生料＝熟料
如果不考虑生产损失，在采用有灰分掺入的燃煤时，则灼烧生料与掺入熟料的煤灰之和应等于熟料的质量，即：
灼烧生料＋煤灰（掺入熟料的）＝熟料
在实际生产中，由于总有生产损失，且飞灰的化学成分不可能等于生料成分，煤灰的掺入量也并不相同。因此，在生产中应以生熟料成分的差别进行统计分析，对配料方案进行校正。
熟料中的煤灰掺入量可按下式近似计算：PA Y S/100,式中G A , 熟
料中煤灰掺入量，％；q —单位熟料热耗，kJ/kg 熟料；Q Y 品—煤的应用基低热值,kJ/kg 煤；A Y ，—煤应用基灰分含量，％；S —煤灰沉落率，％；P —煤耗，kg/kg 。煤灰沉落率因窑型而异，如表1-3-4 所示
表1-3-4 不同窑型的煤灰沉落率（% ）
注：电收尘窑灰不入窑者．按无电收尘器者计算。
生料配料计算方法繁多，有代数法、图解法、尝试误差法（包括递减试凑法）、矿物组成法、最小二乘法等。随着科学技术的发展，电子计算机的应用已逐渐普及到各个领域。有的计算方法由于计算复杂，不够精确而被淘汰。现主要介绍应用比较广泛的尝试误差法。
尝试误差法计算方法很多，但原理都相同，其中一种方法是：先按假定的原料配合比计算熟料组成，若计算结果不符合要求，则要求调整原料配合比，再行计算，重复至符合为止。另一种方法是从熟料化学成分中依次递减假定配合比的原料成分，试凑至符合要求为止（又称递减试凑法）。现举例说明如下。
已知原料、燃料的有关分析数据如表1-3-5 、1-3-6 所示，假设用预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,SM=2.1,IM=1. 3 ，单位熟料热耗为3350kJ/kg 熟料，计算其配合比。
表1-3-5 中分析数据总和不等于100 ％。这是由于某些物质没有分析侧定，或者某些元素或低价氧化物经灼烧氧化后增加重量所致。为此，小于100 ％时，
要以加上其他一项补足100 ％；大于100 ％时，可以不必换算。
表1-3-5 原料与煤灰的化学成分（％）
表1-3-6 煤的工业分析
例试以第一种方法计算原料配合比。
1. 确定熟料组成
根据题意，已知熟料率值为：KH=0. 89,SM=2.1,IM= 1.3。
2. 计算煤灰掺入量
据式（1-3-32 ）：
3. 计算干操原料配合比
设干操原料配合比为：石灰石81 ％、粘土15 ％、铁粉 4 ％，以此计算生料的化学成分。
煤灰掺入量为4.57 ％，则灼烧生料配合比为100 ％-4.57 ％=95. 43 ％。按此计算熟料的化学成分。
由此计算熟料率值：
KH =(CaO-1.65Al 2 O 3 -0.35Fe 2 O 3 )/2.8SiO 2
=
SM = = =2.20
IM = = =1.32
上述计算结果中, KH 过低，SM 过高，IM 较接近。为此，应增加石灰石配比，减少粘土配比，铁粉可略增加，根据经验统计，每增减 1 ％石灰石（相应减增 1 ％粘土），约增减KH 值0 。05. 据此，调整原料配合比为：石灰石82.20 ％、粘土13.7 ％、铁粉 4.1 ％，重新计算结果如下：
则：
KH =(CaO-1.65Al 2 O 3 -0.35Fe 2 O 3 )/2.8SiO 2
=
SM = = =2.14
IM = = =1.27
所得结果,KH, SM 均略高，而铝率略为偏低，但已十分接近要求值。如要降低KH 与SM, 则应减少石灰石与粘土；这样，就势必再增加铁粉，从而使铝率更低。因此，可按此配料进行生产，考虑到生产波动，熟料率值控制指标可定为KH =0.89±0.02 ；SM= 2.1±0.1 ；IM=1.3±0.1 。按上述计算结果，干燥原料配合比为：石灰石82. 2 ％；粘土13. 7 ％；铁粉 4.1 ％．
4. 计算湿原料的配合比
设原料操作水分：石灰石为 1. 0 ％；粘土0. 8 ％；铁粉 4. 1 ％。则湿原料质量配合比为：
湿石灰石= =83.03
湿粘土= =13.81
湿铁粉= =4.65
将上述质量比换算为百分比：
湿石灰石= × 100%=81.80%
湿粘土= × 100%=13.61%
湿铁粉= × 100%=2.68%
水泥生料配料计算Word
“水泥生料制备技术”课程任务书 院（系）材料工程系班级水泥112 部门任务四任务下达日期：2012 年05 月11 日 任务完成日期：2012 年05 月25 日 任务题目：生料的配料 主要内容和要求： 内容： 根据硅酸盐水泥性能的要求，利用所选择的原料，合理选择生料配料方案， 进行配料计算，为后续熟料煅烧过程中各种物理化学反应的顺利进行提供保障，并能降低煅烧过程的热耗，提高熟料的产量和质量。 要求 1、合理选择选择配料方案 熟料矿物组成及率值 2、配料计算 利用“第一任务原料的选择”中本组所选择的原料编制excel配料计算表 3、实施配料方案。 利用“2”中编制的配料计算表完成“1”中所选择配料方案。 4、技术经济要求。 描述配料对粉磨电耗，熟料煅烧的影响。 指导教师签字：胡家林备注：第二组提交立磨图片（至少50张）
均化好的生料就要进入下个生产环节，即哦你改过定量设备进入生料磨进行粉磨，而粉磨好的生料将要进行煅烧，如何使煅烧质量容易控制，烧出好的孰料，那么配料计算必不可少。下面将对配料过程进行演算并选择定量喂料设备。 一、配料方案 1、设计孰料率值：KH=0.9±0.02 n=2.5±0.1 p=1.7±0.1 热耗：3150kj/kg Q net,ar=25978kj/kg 2、原料与煤灰的化学组成 3、煤的工业分析
二、配料计算 1、运用尝试误差法在Excel 表计算出了配料比为： 则原料经过配料比后的加入量（%）为： 所以干基生料为： 2、孰料中煤灰掺入量（%） 12 .310025978100 7.253150100G =???=?=y y A Q S qA 则孰料中掺入煤灰的各氧化物组成 根据算出的煤灰掺入量，灼烧生料的加入量（%）为：
硅酸盐水泥熟料矿物组成及其配料计算
硅酸盐水泥熟料矿物组成及其配料计算 第一节硅酸盐水泥熟料矿物组成 如前所述，硅酸盐水泥熟料是以适当成分的生料烧到部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的烧结块。因此，在硅酸盐水泥熟料中CaO,SiO2,A1203,Fe2O3 不是以单独的氧化物存在，而是以两种或两种以上的氧化物经高温化学反应而生成的多种矿物的集合体。其结晶细小，一般为30-60μm 。因此可见，水泥熟料是一种多矿物组成的结晶细小的人工岩石。它主要有以下四种矿物： 硅酸三钙3Ca0.Si02 ，可简写为C3S ； 硅酸二钙2Ca0.Si02 ，可简写为C2S ； 铝酸三钙3Ca0.A1203 ，可简写为 C 3 A ； 铁相固溶体通常以铁铝酸四钙4Ca0 . A1203 . Fe203 作为代表式，可简写成C4AF, 此外，还有少量游离氧化钙(f-Ca0 ) 、方镁石（结晶氧化镁）、含碱矿物及玻璃体。通常熟料中C3S 和C2S 含量约占75 ％左右，称为硅酸盐矿物。C3A 和C4AF 的理论含量约占22 ％左右。在水泥熟料锻烧过程中,C3A 和C4AF 以及氧化镁、碱等在1250℃- 1280℃会逐渐熔融形成液相，促进硅酸三钙的形成，故称熔剂矿物。 一?硅酸三钙 C3S是硅酸盐水泥熟料的主要矿物。其含量通常为50％左右，有时甚至高达60％以上。纯C3S只有在2065-1250℃温度范围内才稳定。在2065℃以上不一致熔融为Ca0 和液相；在1250℃以下分解为C2S 和Ca0 ，但反应很慢，故纯C3S 在室温可呈介稳状态存在。C3S 有三种晶系七种变型： 1070 ℃1060 ℃990 ℃960 ℃920 ℃520 ℃ R ←―→ MⅢ ←―→ MⅡ ←―→ MⅠ ←―→～T Ⅲ ←―→ T Ⅱ ←―→ T ⅠR 型为三方晶系，M 型为单斜晶系，T 型为三斜晶系，这些变型的晶体结构相近。但有人认为,R 型和M ，型的强度比T 型的高。 在硅酸盐水泥熟料中, C3S 并不以纯的形式存在，总含有少量氧化镁、氧化铝、氧化铁等形成固溶液，称为阿利特(Alite ）或 A 矿。 纯C3S 在常温下，通常只能为三斜晶系(T 型），如含有少量Mg0, A1203 , Fe2O3 , 503 , ZnO,Cr203,R20 等氧化物形成固溶体则为M 型或R 型。由于熟料中C3S 总含MgO,A12O3, Fe2O3 以及其他氧化物，故阿利特通常为M 型或R 型。据认为锻烧温度的提高或锻烧时间的延长也有利于形成M ．型或R 型。 纯C3S 为白色，密度为 3. 14g /cm3 , 其晶体截面为六角形或棱柱形。单斜晶系的阿利特单晶为假六方片状或板状。在阿利特中常以C3S 和CaO 的包裹体存在。 C3S 凝结时间正常，水化较快，粒径40-50μm 的颗粒28d 可水化70 ％左右。放热较多，早期强度高且后期强度增进率较大，28d 强度可达一年强度的70 ％-80％，其28d 强度和一年强度在四种矿物中均最高。 阿利特的晶体尺寸和发育程度会影响其反应能力，当烧成温度高时，阿利特晶形完整，晶体尺寸适中，几何轴比大（晶体长度与宽度之比L/B>2-3) ，矿物分布均匀，界面清晰，熟料的强度较高。当加矿化剂或用急剧升温等锻烧方法时，虽然
熟料的矿物组成对强度影响
熟料矿物组成对水泥强度的影响 在硅酸盐水泥熟料中，四种主要矿物C3S、C2S、C3A、C4AF每一种都以单独的相存在，并在水化反应中显示各自不同的特征。因此，矿物组成及相对含量对水泥的水化速度、水化物的形态和尺寸有决定性影响，对水泥强度的形成和发展有着至关重要的作用。可以说，矿物组成是水泥早期强度、强度增长速度和后期强度高低位重要的影响因素。 表1和表2是水泥熟料四种单矿物质强度的测定结果。由于试验条件的差异，各方面所测单矿物的绝对强度不一样，但就其基本规律却是一致的，即硅酸盐矿物的含量是决定水泥强度的主要因素。 表1 四种主要矿物的抗压强度（一）单位：Mpa
其中C3S的早期强度最大，28天强度基本上依赖于C3S，C3S含量高，水泥的早期强度高，但以后强度增长不大。而C2S高的水泥虽然早期强度不高，但长期强度增幅大，到1年以后可以赶上甚至超过C3S高的水泥。C3S、C2S的相对含量对强度发展的影响如图2所示。 表2 四种主要矿物的抗压强度（二）单位：Mpa C3A的早期强度增长很快，一般认为，C3A主要对早期强度有利，但强度绝对值不高，而后期强度增长随龄期延长逐渐减少，甚至有倒缩现象。实验表明，当水泥中C3A含量较低时，水泥强度随C3A的增多而提高，但超过某一最佳含量后，强度反而降低，同时龄期越短，C3A的最佳含量越高。C3A的含量对1d、3d 的早期强度影响最大，如果超过最佳含量，则将对后期产生不利影响。 关于C4AF的强度，目前国内外有关实验证明，C4AF不仅对早期强度有利，而且有助于后期强度的发展，由表1和表2数据可知，其3d、7d、28d抗压强度远比C2S和C3A高，其一年强度甚至还能超过C3S。由此可知，C4AF也是一种
水泥熟料矿物组成
硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸三钙3CaO·SiO2，可简写为C3S，50%左右，有时高达60%以上； 硅酸二钙2CaO·SiO2，可简写为C2S，20-33% 铝酸三钙3CaO·Al2O3：可简写为C3A，7-15% 铁相固溶体：常以铁铝酸四钙4CaO· Al2O3· Fe2O3代替，可简写为C4AF，10-18%。 另外，还有少量的游离氧化钙(f-CaO)、方镁石(结晶氧化镁f-MgO)、合碱矿物以及玻璃体等。使用萤石或萤石、石膏复合做矿化剂的硅酸盐水泥熟料中，还有氟铝酸钙（C11A7·CaF2）、硫铝酸盐矿物等。 硅酸三钙的化学性质: 加水调和后，凝结时间正常，水化较快，粒径为40-45μm的硅酸三钙颗粒加水后28天，可以水化70%左右。强度发展比较快，早期强度高，强度增进率较大，28天强度可以达到一年强度的70-80%，四种熟料矿物中强度最高。水化热较高，抗水性较差。 硅酸二钙的化学性质 C2S与水作用时，水化速度较慢，至28天龄期仅水化20%左右，凝结硬化缓慢，早期强度较低，28天以后强度仍能较快增长，一年后可接近C3S。它的水化热低，体积干缩性小，抗水性和抗硫酸盐浸蚀能力较强。 中间相:填充在阿利特、贝利特之间的物质通称为中间相，它包括铝酸盐、铁酸盐、组成不定的玻璃体、含碱化合物、游离氧化钙及方镁石等。 铝酸三钙的化学性能：铝酸三钙水化迅速，放热多，凝结硬化很快，如不加石膏等缓凝剂，易使水泥急凝。铝酸三钙硬化也很快，水化3天内就大部分发挥出来，早期强度较高，但绝对值不高，以后几乎不再增长，甚至倒缩。干缩变形大，抗硫酸盐浸蚀性能差。 铁相固溶体：C4AF水化硬化速度较快，因而早期强度较高，仅次于C3A。与C3A不同的是它的后期强度也较高，类似C2S。抗冲击，抗硫酸盐浸蚀能力强，水化热较铝酸三钙低。 游离氧化钙性能：1过烧的游离氧化钙结构比较致密，水化很慢，通常在加水3d以后反应比较明显。2游离氧化钙水化生成氢氧化钙时，体积膨胀97.9%。3 随着游离氧化钙含量的增加，试体抗拉、抗折强度降低，3d以后强度倒缩，严重时甚至引起安定性不良。 方镁石的水化比游离氧化钙更为缓慢，要几个月甚至几年才明显起来。 方镁石水化生成氢氧化镁时，体积膨胀148%，导致体积安定性不良。 方镁石膨胀的严重程度与其含量、晶体尺寸等都有关系。方镁石晶体小于1μm，含量5%时，只引起轻微膨胀；方镁石晶体5-7μm，含量3%时，就会严重膨胀。 率值：用来控制熟料中各氧化物含量和彼此间比例关系的系数，称为率值。 水硬率的物理意义：表示熟料中氧化钙与酸性氧化物之和的质量百分数的比值，常用HM表示影响：水硬率假定各酸性氧化物所结合的氧化钙是相同的。当各酸性氧化物的总和不变，它们之间的比例变化时，所需的氧化钙不同。 硅率的物理意义：硅率又称硅酸率，它表示熟料中SiO2的百分含量与Al2O3和Fe2O3百分含量之比，用SM或n表示。 影响：熟料硅率过高，由于高温液相量显著减少，熟料煅烧困难，硅酸三钙不易形成，如果熟料中游离氧化钙含量低，硅酸二钙含量多时，熟料易于粉化。熟料硅率过低，则熟料因硅酸盐矿物太少而强度低，且由于液相量过多，易出现结大块，结炉瘤，结圈等，影响窑的操作。
水泥生产工艺计算手册
水泥生产工艺计算手册 水泥质量主要取决于水泥熟料质量。优质熟料应具有合适的化学成分和矿物组成且岩相结构优良。表1-1列出各氧化物和水泥熟料矿物组成的缩写符号，人们通过各氧化物成分计算其潜在的矿物组成、率值和其他质量系数。 整理，找出个参数之间的内在规律，反过来再为生产服务。数理统计方法在本章第六节介绍。 第一节熟料矿物组成 水泥熟料是一种有多矿物组成的结晶细小的人造岩石。不同系列的水泥熟料其主要矿物组成不同。见表1-2 分计算。目前工矿企业广泛采用化学成分来计算熟料矿物组成。 一、由已知化学成分及率值计算矿物组成（表1-30）
二、特种水泥熟料的矿物组成 传统的硅酸盐水泥在建筑工程中占主要地位，为满足特殊工程需要，发展特种水泥，其矿物组成也有所不同，下面着重介绍一下几种： 1、高铝水泥 高铝水泥熟料以铝酸盐为主，主要矿物为铝酸一钙、二铝酸一钙、钙铝黄长石C2AS、钙钛石CT和镁尖晶石等。其矿物组成计算见表1-5 硫铝酸盐快硬水泥熟料，以无水硫铝酸钙C4A3SO3和β型C2S为主要矿物，还有少量的钙钛矿和铁相等。其矿物组成计算公式见表1-6 氟铝酸钙型快硬水泥熟料，以氟酸钙C11A7.CaF2为主要矿物，还有少量的硅酸钙和铁相等。有两种类型，矿物组成计算式见表1-7： 膨胀水泥熟料主要含C4A3SO3（3CaO.3Al2O3.CaSO4）,另外还含有C3S、C2S、C4AF及
无水石膏等。其矿物组成计算式见表1-8。 道路水泥熟料以硅酸盐矿物为主，严格控制铝酸盐相和铁相含量适当提高C3S含量，求得较好的耐磨性和较好的干缩性。《水泥》1997第五期介绍，在道路水泥中铁相不是C4AF，而是C4AF-C6A2F固溶体。其矿物组成计算式见表1-9 油井水泥主要用来胶结油井、气井能够的井壁和套管。随着井深的增大，井底温度和压力相应升高。水泥厂生产不同级别和类型的油井水泥时，选择合适的熟料矿物组成，以适应不同井深要求。其矿物组成计算式见表1-10。 中热水泥、低热矿渣水泥适用于要求水化热较低的大坝和答题及混凝土工程所用的水泥。抗硫酸盐硅酸盐水泥适用于一般受硫酸盐寝室的海港、水利、地下、隧涵、引水、道路和桥梁基础等工程。其孰料矿物组成见表1-11公式计算:
水泥方面配料公式计算
配料机计算公式 1. 由化学组成计算各率值 石灰饱和系数KH= 2332328.27.035.065.1SO SO O Fe O Al CaO ---(p>0.64) = 2332328.27.07.01.1SiO SO O Fe O Al CaO ---(p<0.64) 硅酸率n= 3232O Fe O Al SiO + 铝氧率p=3 232O Fe O Al 2. 由化学组成计算矿物组成 硅酸三钙(C 3S)=3.8SiO 2(3KH-2) =4.07CaO-7.6SiO 2-6.72Al 2O 3-1.43Fe 2O 3 硅酸二钙(C 2S)=8.6SiO 2(1-KH) =8.6SiO 2+5.07Al 2O 3+1.07Fe 2O 3-3.07CaO 铝酸三钙(C 3A)=2.65(Al 2O 3-0.64Fe 2O 3) 铁铝酸四钙(C 4AF)=3.04Fe 2O 3(p>0.64) =4.77Al 2O 3 铁酸二钙(C 2F)=1.7(Fe 2O 3-1.57Al 2O 3) 硫酸钙(CaSO 4)=1.7SO 3 3. 由矿物组成计算各率值 KH= S C S C S C S C 23233256.18838.0++ n=AF C A C S C S C 43230464.24341.13254.1++
p=AF C A C 431501.1+0.6383 4. 由矿物组成计算化学组成 SiO 2=0.2631C 3S+0.3488C 3S Al 2O 3=0.3773C 3A+0.2098C 4AF Fe 2O 3=0.3286C 4AF CaO=0.7369C 3S+0.6512C 2S+0.6227C 3A+0.4616C 4AF+0.4119CaSO 4 SO 3=0.5881CaSO 4 5. 由各率值计算化学组成 Fe 2O 3=35.165.2)1)(18.2(++++∑ p n p KH Al 2O 3=pFe 2O 3 SiO2=n(Al 2O 3+Fe 2O 3) CaO=∑-(SiO 2+Al 2O 3+Fe 2O 3) 式中∑=Fe 2O 3+Al 2O 3+SiO 2+CaO
第2章 水泥配料计算举例
水泥配料计算示例 1、列出各原料、煤灰分的化学组成和煤工业分析资料 煤工业分析资料 2、煤灰掺入量计算 熟料中煤灰掺入量可按下式计算 式中，G A为熟料中煤灰掺入量（%）， q为单位熟料热耗（kJ/kg）， Q net,ar为煤收到基低热值（kJ/kg）， A ar为煤收到基灰分含量（%）， S为煤灰沉落率（%）， P为单位熟料热耗（kg/kg ）。 设定熟料热耗为3971（=4.18*950）kJ/kg熟料，煤灰沉落率为100%。 所以，煤灰掺入量=(3971×25%×100%)/17556=5.65%。 3、选择熟料矿物组成 如设定要求熟料矿物组成为：C3S=55%，C2S=18%，C3A=9.5%，C4AF=10%，则依据矿物组成计算各率值和化学组成（%）
4、将各原料化学组成换算为灼烧基 × × × 5、按熟料中要求的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO以误差尝试法求出各灼烧基原料的配合比 按计算所得熟料化学组成，减去煤灰掺入的成分后，即为无灰熟料成分，由此来计算燃烧原料之配合比及熟料成分、率值和矿物组成。
无灰熟料成分 计算各种原料配合比： 计算熟料率值 计算熟料矿物组成
由上可知，计算熟料中率值和矿物组成与要求的有一定差额，同时KH偏低些，IM偏高些。因此应适当增加石灰石和铁矿石配合比。取石灰石配合比为68.45%，黏土配合比为25.35%，铁矿石配合比为0.55%，再次计算熟料化学组成： 计算熟料率值 计算熟料矿物组成 以上计算熟料率值和矿物组成均可满足要求，故不再调整配合比。
6、将灼烧基原料的配合比换算为应用基原料配合比 68.45×=120.09 25.35× 0.55× 7、计算生料成分 各原料成分乘以应用基原料配合比之和即为生料成分 有害组分计算和评定 2、原料带入的有害组分及生料中的有害组分 ⑴ K2O+ Na2O 石灰石0.81×0.55%=0.4455% 黏土0.1858×2.5%=0.4645% 铁矿石0.0041×1.5%=0.00615% 生料=0.91615% ⑵ MgO 石灰石0.81×1.5%=1.215% 黏土0.1858×2.0%=0.3716% 铁矿石0.0041×0.3%=0.00123% 生料=1.58783% ⑶ SO32- 石灰石0.81×0.05%=0.0405%
第一节硅酸盐水泥熟料矿物组成
第一节硅酸盐水泥熟料矿物组成 如前所述，硅酸盐水泥熟料是以适当成分的生料烧到部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的烧结块。因此，在硅酸盐水泥熟料中CaO,SiO2,A1203,Fe2O3 不是以单独的氧化物存在，而是以两种或两种以上的氧化物经高温化学反应而生成的多种矿物的集合体。其结晶细小，一般为30^-60Icm 。因此可见，水泥熟料是一种多矿物组成的结晶细小的人工岩石。它主要有以下四种矿物： 硅酸三钙一～3Ca0 ．'3i02 ，可简写为C3S ； 硅酸二钙2Ca0 · Si02 ，可简写为C2S ； 铝酸三钙3Ca0 · A1203 ，可简写为 C 3 A ； 铁相固溶体通常以铁铝酸四钙4Ca0 . A1203 . Fe203 作为代表式，可简写成 C 4 AF, 此外，还有少量游离氧化钙(.f-Ca0 ) 、方镁石（结晶氧化镁）、含碱矿物及玻璃体。通常熟料中C3S 和C2S 含量约占75 ％左右，称为硅酸盐矿物。C3-ft 和C,AF 的理论含量约占22 ％左右。在水泥熟料锻烧过程中,C 3 A 和C,AF 以及氧化镁、碱等在1250 ^ - 12800C 会逐渐熔融形成液相，促进硅酸三钙的形成，故称熔剂矿物。 一? 硅酸三钙 C3S 是硅酸盐水泥熟料的主要矿物。其含量通常为50 ％左右，有时甚至高达60 ％以上。纯C3S 只有在2065^ 12500C 温度范围内才稳定。在20650C 以上不一致熔融为Ca0 和液相；在1250 0 C 以下分解为CZS 和Ca0 ，但反应很慢，故纯C,S 在室温可呈介稳状态存在。C,S 有三种晶系七种变型： 1070 0 C 1060 0 C 990 0 C 960 0 C 920 0 C 520 0 C R ←―― → M Ⅲ←――→ M Ⅱ←――→ M Ⅰ←――→ ～T Ⅲ←――→ T Ⅱ←――→ T Ⅰ
《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= 2 3 2328.235.0065.1SiO 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)= 3 23 2O 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。 原料与煤灰的化学成份 表4－10 32322O Fe O Al SiO +
1水泥矿物成分
本讲内容 3.0 简介 1.概述 2.分类 3.1 硅酸盐水泥 硅酸盐水泥的生产简述及其矿物组成 硅酸盐水泥的水化产物 硅酸盐水泥的凝结和硬化凝结与硬化示 意图 水泥石的组成部分 影响凝结和硬化的因素
灰色金子 第三章水泥（cement） (1756～1824) 水泥是一种水硬性胶凝材料，它不仅可以在空气中硬化，而且能长期在水中继续硬化，使强度不断地增长，其硬化期可达数年，这与上一讲介绍的气硬性胶凝材料石灰、石膏等是大不相同的。
目前世界水泥的年产量22亿多吨，发达国家的水泥产量均400公斤左右，我国1987年产量1亿吨，90年代初（92年）为2.4亿吨，94年底达4亿吨，为世界首位，2003.01达7亿吨，2004.10达8亿吨，2007年底12亿吨，高能耗，高投入，高污染。（低效应，低产出、低质量） 我国目前有近8000多家水泥生产厂家，其中75%为中小型厂家，在能耗，污染方面存在着严重问题，急待解决。（国家建材局，环保局出台政策要求5万吨以下的厂关闭！凝石）
自以（1756年）发明水泥（到1824年正式出产品）以来，随着岁月推移和科学的发展，水泥已改变了原来的模样： （1）论颜色：已从单纯的灰色发展到五光十色，白色水泥、彩色水泥、变色水泥等； （2）论强度：已从10～20MPa发展到常见40、50、60一直到100MPa以上； （3）论韧性：英国人的超微密无破损水泥（M.D.F）可以用做弹簧材料；
（4）论柔性：可以用来做雕塑（橡皮泥） （5）论凝结：从几个小时发展到，如烛泪一样，一滴便凝的速凝水泥； （6）论品种：从单一品种到世界各国的水泥已达200多种，我国就有80多种常生产的有20多种（如快硬、油井、中低热、抗硫酸盐，高铝和膨胀水泥等）可以满足工业、交通，水利和国防等方面的特殊需要。
水泥配料计算
excel求解水泥配料 水泥工艺2010-04-26 01:03:44 阅读117 评论0字号：大中小订阅 1 引言 在水泥生产中，配料计算是根据物料平衡及熟料的率值，最终确定各种材料的混和比的过程。传统的尝试误差法其普遍的特点是手工计算，过程繁琐。现在随着计算机的普及，可以运用办公软件中的excel进行配料计算，这样就极大地提高了配料计算的效率。本文运用excel中的“规划求解”进行配料计算，其方法介绍如下。 2 运用excel进行配料计算的准备工作 2．1 检查使用的excel软件是否加载“宏” 默认情况下，excel软件未安装规划求解宏。打开菜单中工具选项，点击加载宏。在弹出的菜单中选择规划求解(图1)。 2．2准备好配料的原始数据 通过参阅资料，准备好各种原料化学成分数据、熟料率值、窑系统热耗、原煤的热值和灰分的化学成分数据。 图1 加载“规划求解”宏 图2 输入原、燃料化学成分等有关参数
3 具体配料过程 3．1 在excel工作表中输入原始数据 在excel工作表中输入石灰石、粘土和铁粉三种原料的化学成分，假设石灰石、粘土的比例为不为0的任意比例，本例中假设都为20％，则铁粉的比例为60％，见图2。 3．2进行配料前的准备计算 3．2．1生料化学成分的计算 生料的计算公式：生料化学成分=各原料化学成分与其配比的乘积之和。本例中，具体方法是：在EXECEL的表格B6中输入“=SUMPRODUCT（B3：B5，$H3：$H5)／100”，回车就可得到生料的烧失量值。再运用excel的填充柄可方便地得到生料的其他量的值。3．2．2灼烧生料化学成分的计算 灼烧生料计算公式：生料灼烧基成分=原生料成分／(1-烧失量／100)。本例中，具体方法是：在EXECEL的表格C7中输入“=C6／(1-$B6／100)，回车就可得到灼烧生料的SiO2值。再运用excel的填充柄可方便地得到灼烧生料其他量的值。 3．2．3 煤灰掺入量的计算 煤灰掺入量的计算公式：煤灰掺入量(煤灰占熟料的百分比)=烧成热耗／煤热值×煤灰分。本例中，具体方法是：在EXECEL的表格H8中输入“=A12／Al4×Al6”，回车就可得到煤灰掺入量。熟料的另一个成分灼烧生料的比例为100-煤灰比例。本例中，在EXECEL的表格H7中输入“=100-H8”，回车就可得到灼烧生料的比例。 3．2．4熟料的计算 熟料的计算公式：熟料的化学成分=组成熟料的各原料化学成分与其配比的乘积之和。本例中，具体方法是：在EXECEL的表格C9中输入“=SUMPRODUCT （C7：C8，$H7：$H8）／100”，回车就可得到熟料的SiO2值。再运用excel的填充柄可方便地得到灼烧生料其他量的值。根据熟料的化学成分，我们可以计算出熟料的实际率值KH和SM。计算结果见图3。
水泥厂配料系统
生料配料控制既是水泥生产工艺过程控制和质量控制的关键环节，也是实现水泥生产 过程自动控制和配料方案准确实施的重要技术手段。因此，在水泥生产中大力推广先进的生料配料控制系统，不仅能提高水泥配料质量和生产效率，而且可以减轻操作工人的劳动强度、降低生产成本。 针对我国水泥生产现状，根据中小型水泥生产的特点以及配料生产存在的自动化程 度低、实时监控性差、生产效率低等问题。首先，本文确定以生料配料系统为研究对象，对目前水泥生料配料系统作了概述，然后从实际应用角度出发确定了由工业控制计算机和电子皮带秤组成的生料配料集散控制系统总体方案。 在此基础上，本文以称重原理和误差分析为基础，首先分析了电子皮带秤的称重原 理以及现有电子皮带秤的结构，以电子皮带秤的误差源展开分析，说明各误差产生的原因以及如何克服和减少误差的方法，提出了水泥厂实用电子皮带秤，并列举了相应的实施和验证。证明了所选电子皮带秤有明显的优点。 本文根据水泥生料配料的工作原理提出了利用率值控制算法建立水泥生料配料控制 系统模型，该算法根据水泥生料配料要求和实时检测到的水泥生产线的生料三率值，实时计算出生料配料中各种原料的最优配料比，然后通过配料控制器来实现各种原料配料量的在线调整，从而在很大程度上解决了配料过程中存在的滞后问题，大大提高了水泥生料配料的控制精度。 关键词水泥生料配料系统电子皮带秤荧光分析仪集散控制系统 根据水泥品种、原料的物理、化学性能与具体的生产条件，确定所用原料的配合比， 称为生料的配合，简称配料。合适的配料方案既是工艺设计的依据，又是正常生产的保证。配料包括原料的选择、熟料的组成设计与生料配料的配料计算。 水泥厂制造硅酸盐水泥的主要原料是石灰质原料(主要提供氧化钙)和粘土质原料 (主要提供氧化硅和氧化铝)，由于我国粘土质原料含氧化铁不足，使用天然原料的水泥厂，需用铁质校正原料，即采用石灰质原料、粘土质原料和铁质校正原料进行配料。 水泥厂配料的工作原理:水泥厂生料配料的首先由化验室分析工从各原料堆场(石灰 石、粘土、铁粉)取样，经过原料分析确认各物料的化学成份，化验室技术员根据化学成份，按工艺生产要求的生料中氧化钙(Ca口)和氧化铁(FeZq)的含量(CaO43.;5FeZq 2.8)，通过配料公式计算得出各物料所占总体的百分比，技术员下发配料通知单给微机 配料室。微机配料工就按照化验室技术员下的氧化钙、氧化铁指标对生料进行配料。 水泥厂生料生产的配料工作是一个非常重要的工作，生料配料的好坏决定了熟料的锻 烧操作，决定了熟料的质量。水泥厂现在一般采用电子皮带秤配料，配好的混合料通过磨机粉磨后，由荧光分析仪分析生料的化学成分并把化验结果输送给微机控制系统，微机控制系统对分析结果进行处理并与目标值比对，输出新的配料比给配料控制器，由配料控制器调整各种物料在总量中所占的百分比，保证出磨的生料的化学成分是合格的。〔门 1.2课题来源 近年来，随着改革开放和国民经济的不断发展，国家基础建设规模不断扩大。水泥 - 一作为建筑工业的“粮食”，其用量不断扩大。据国家统计局的统计，“十五”期间，
水泥生产配料计算
4.1 配料方案的设计 配料方案的设计，要考虑原料、燃料的质量、水泥品种及具体的生产工艺流程，保证优质、高产、低消耗地生产水泥熟料。合理的配料方案既是工厂设计的依据，又是正常生产的保证。 4.4.1.1 确定配料方案的依据 A 原料的质量 原料的质量对熟料组成的选择有较大的影响。如石灰石品位低，而粘土氧化硅含量不高，就无法提高KH和n值。如石灰石中含燧石多，粘土中含砂多，生料易烧性差，熟料难烧，要适当降低KH以适应原料的实际情况。生料易烧性好，可以选择高KH、高n的配料方案。 B 燃料质量 煅烧熟料所需的煅烧温度和保温时间，取决于燃料的质量。煤燃烧后的灰分几乎全部掺入熟料中，直接影响熟料的成分和性质，因此，煤质好、灰分小，可适当提高熟料的KH值。如煤质差，灰分高，相应降低熟料的KH值。当煤质变化较大时，应考虑进行煤的预均化。 C 生料情况 生料细度、化学成分、均匀性对熟料的煅烧和质量有很大影响。如生料细度粗，均匀性差，不利于固相反应的进行，KH值不宜过高。如生料细度细，原料预均化较好的水泥企业，可适当提高KH。 D 水泥品种 水泥品种不同对熟料矿物组成的要求也不相同。如生产低热水泥时，应适当降低熟料中发热量较高的C3A和C3S的含量，相应提高C2S和C4AF的含量。生产快硬硅酸盐水泥时，需适当提高早期强度较高的C3A和C3S的含量。 E 生产工艺 物料在不同类型窑内的受热情况和煅烧过程不完全相同，率值的选择应有所不同。窑外分解窑，由于物料预热好，热工制度稳定，一般考虑中KH、高n、高p的配料方案。一般回转窑，由于物料不断翻滚，受热均匀和煤灰掺入均匀，配料可选用较高的KH。立窑由于通风、煅烧很不均匀，因此KH、n应适当降低。 F 矿花剂 矿化剂的作用是促进熟料的煅烧。因此在同一条件下，掺矿化剂时，KH可取高些。不掺矿化剂时，KH可取低些。 4.4.1.2 熟料率值的选择 熟料的三个率值（KH、n、p），是相互影响、相互制约的，不能片面强调某一率值而忽视其
水泥生料配料计算
绵阳职业技术学院 水泥生料制备 《项目四报告书》 第四组 项目负责人：吴文梁 成员：何旺雷小玲 庄露萍陈玉超
“水泥生料制备技术”课程任务书 院（系）材料工程系班级水泥122 部门第四组任务四 任务下达日期：2013 年04 月22 日 任务完成日期：2013 年05 月13 日 任务题目：生料的配料 主要内容和要求： 内容： 根据硅酸盐水泥性能的要求，利用所选择的原料，合理选择生料配料方案， 进行配料计算，为后续熟料煅烧过程中各种物理化学反应的顺利进行提供保障，并能降低煅烧过程的热耗，提高熟料的产量和质量。 要求 1、合理选择选择配料方案（庄露萍） 熟料矿物组成及率值 2、配料计算(雷小玲） 利用“第一任务原料的选择”中本组所选择的原料编制excel配料计算表 3、实施配料方案。（陈玉超） 利用“2”中编制的配料计算表完成“1”中所选择配料方案。 4、技术经济要求。（何旺） 描述配料对粉磨电耗，熟料煅烧的影响。 备注： 1、项目负责人：吴文梁（汇总，汇报） 2、所有资料5月1日前交项目负责人与组长。 3、Word,PPT在5月7日前完成，交给全组成员，全组成员进行检查，改进。
一、配料方案 1、设计孰料率值：KH=0.91±0.02 n=2.5±0.1 p=1.7±0.1 热耗：3252kj/kg Qnet,ar=23886kj/kg 2、原料与煤灰的化学组成 3、煤的工业分析 二、配料计算 1、运用尝试误差法在Excel表计算出了配料比为： 则原料经过配料比后的加入量（%）为：
所以干基生料为： 2、孰料中煤灰掺入量（%） 325326.20100 3.57 23886100100y y A q S A G Q ??===?? 100-3.57=96.43 L -100A = 灼烧基 所以孰料中灼烧基占的各氧化物组成为: 3、孰料成分为：灼烧基+煤灰掺入量
水泥熟料的岩相分析
实验15 水泥熟料的岩相分析 一、实验目的 了解水泥熟料的矿物组成、形态，掌握水泥熟料的岩相结构以及显微分析方法。 二、实验内容 硅酸盐水泥熟料中主要的矿物组成为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）和铁铝酸四钙（C4AF）。 硅酸三钙在熟料中常固溶少量的MgO、Al2O3、Fe2O3等物质，又被称为A矿。A矿在单偏光显微镜下为无色透明的棱柱状晶体，Ng=1.722±0.002(Na)，Np=1.718±0.002(Na)，Ng-Np=0.004 – 0.007，Np近于平行C轴。在正交偏光显微镜下干涉色为一级灰白或深灰，平行消光，二轴晶正光性，光轴角2V=0-5?。 在反光显微镜下，用1%NH4Cl溶液侵蚀光片后，A矿呈兰色，用1%硝酸酒精侵蚀光片后，A矿呈棕色。图14-1和图14-2是反光显微镜观察到的A矿的形态。 图14-1 六角形板状和短柱状A矿晶体 图14-2 长柱状A矿晶体 硅酸二钙在熟料中常是含有Al3+、Fe3+、K+、Na+、Ti4+等离子的固溶体，又被成为B矿。B矿有多种晶型，水泥熟料中的β型，属于单斜晶系，Ng=1.735，Nm=1.726，Np=1.717，Ng-Np=0.018，正交偏光显微镜下干涉色为一级橙黄，平行消光，二轴晶正光性，光轴角2V=64-69?。 B矿在反光显微镜下一般呈圆粒状，用1%NH4Cl溶液或1%硝酸酒精溶液侵蚀光片后，呈棕色或棕黄色。当煅烧温度高于1400?C，冷却较快时，常形成具有两组相互交叉的双晶纹（图14-3），当煅烧温度低于1400?C，冷却较慢时，形成具一组平行的聚片双晶纹（图14-4），当煅烧温度低于1300?C时，B矿一般不具有双晶。如果冷却时固溶组分分离，会形成花蕾状B矿（图14-5）和脑状B矿（图14-6）。如图14-7所示的手指状、树叶状B矿存在于在还原气氛条件下煅烧的熟料或含硫量高的熟料中。
干法水泥生产配料计算
新型干法水泥生产的配料计算 生料是由石灰质原料、粘土质原料、少量校正原料按比例配合，粉磨到一定细度的物料。而生料配料是根据水泥品种、原燃材料品质、工厂具体的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。 生料配料方法有很多，如代数法、尝试误差法、率值公式法、最小二乘法等，其中应用较多是尝试误差法中的递减试凑法、拼凑法以及率值公式法。各种方法各有优缺点，但同时存在计算过程繁复、计算工作量大、结果精度不高等问题。随着科技的发展，电子计算机的应用已普及到各领域并广泛应用于水泥工业，很多水泥企业已使用微机生料配料等计算机控制和管理系统，使配料计算显得简单、方便、效率高等特点。 应用微软的EXCEL软件可以不必编写程序，就可以方便地进行配料计算。现介绍用微软的EXCEL为工具中“规划求解”这一功能，来进行配料计算方法。 3.1、准备工作 (1)检查微软的Excel是否安装了"规划求解"宏。 在安装微软各种版本的Office时，默认安装情况下，不会在Excel中安装"规划求解"宏。因此，应加装该选项。 方法是：运行Excel，点击菜单“工具”一栏，而后选择“加载宏”，再后在弹出的窗口中选择“规划求解”。如下图所示：
按“确定”后，菜单“工具”一栏会出现“规划求解”。 3.2、表格的建立和数据的录入 由于在配料计算的过程中，存在三组分控制两率值（即KH、N(P)）或是四组分控制三率值(KH、N、P)的问题，本文以四组分控制三率值为例讲解Excel工具一栏中“规划求解”的建立和使用。 首先，在Excel表中建立相应的表格。 其次，原、燃材料成分的录入。 3.3、原料配合比的输入 在已建立好的Excel表中配合比的L7处，录入=100-石灰石此例(L4)-硅质原料比例(L5)-铝质原料比例(L6)，按回车键确定，这样才能保证配比之和为100。 3.4、SUMPRODUCT函数在计算生料成分的录入 Excel中的SUMPRODUCT函数，在给定的几组数组中，将数组间对应的元素相乘，并返回乘积之和。 理论生料化学成分=各原料化学成分与其配比的乘积之和。
水泥熟料真实矿物组成与计算矿物组成的差异
水泥熟料真实矿物组成与计算矿物组成的差异 硅酸盐水泥洲料矿物组成的计算是假设熟料是平衡冷却并生成C3S,C2S,C,A 和四种纯矿物，其计算结果与熟料真实矿物组成并不完全一致，有时甚至相差很大。其原因是： 1. 固溶体的影响 计算矿物为纯C3S,C2S,C 3A 和C, F, 但实际矿物为固溶有少量其他氧化物的固溶体，即阿利特、贝利特、铁相固溶体等。例如，若阿利特组成按CsaS16MA 考虑，则计算C3S 的公式中Si02 前面的系数就不是 3.80 而是 4.30, 这样实际含量就要提高11 ％，而 C 3A 则因有一部分A1203 固溶进阿利特而使它的含量减少。又如，铁相固溶体并非固定组成的C, AF, 而在高温或有MgO,CaF2 等条件下有可能是C6 2F , 其结果使实际矿物中铁相固溶液含量增加使 C 3A 含量减少。2. 冷却条件的影响 硅酸盐水泥熟料冷却过程，若缓慢冷却而平衡结晶，则液相几乎全部结晶出 C 3A ,C,AF等矿物。但在工业生产条件下，冷却速度较快，因而液相可部分或几乎全部变成玻璃体，此时，实际 C 3A ,C,AF 含量均比计算值低，而C3S 含量可能增加使C2S 减少。 3. 碱和其他微组分的影响 碱的存在可能与硅酸盐矿物形成KC23S12 ，与铝酸三钙形成NC 8A 3 ，而析出CaO ，从而使 C 3A 减少而出现NC 3A 3, 碱也可能影响C3S 含量。其他次要氧化物如Ti02 , MgO, P,05 也会影响熟料的矿物组成。 尽管计算的矿物组成与实测值有一定差异，但它能基本说明对熟料锻烧和性能的影响，也是设计某一矿物组成的水泥熟料时，计算生料组成的唯一可能的方法，因此在水泥工业中仍得到广泛应用。
硅酸盐水泥熟料矿物组成的计算
硅酸盐水泥熟料矿物组成的计算 水泥工艺学（2）-硅酸盐水泥生产技术（2.6） 2.6.1硅酸盐水泥熟料矿物组成的计算 熟料的矿物组成可用仪器分析，如岩相分析、X射线分析的红外光谱等分析测定，也可用计算法，根据化学成分或率值计算。 根据熟料化学成分或率值计算所得的矿物组成与实际情况有一定出入，但计算结果一般已能说明矿物组成对水泥性能的影响，仍然得到广泛应用。 2.6.1.1化学法 其计算公式如下： C3S＝3.8（3KH－2）SiO2 C2S=8.61（1－KH）SiO2 当IM＞0.64时， C3A＝2.65（Al2O3－0.64Fe2O3） C4AF＝3.04 Fe2O3 当IM＜0.64时 C3A＝1.70（Fe2O3－1.57 Al2O3） C4AF＝4.77 Al2O3 2.6.1.2代数法 当IM＞0.64时： C3S＝4.07C－7.60S－6.72A－1.43F－2.86SO3 C2S＝8.60S＋5.07A＋1.07F＋2.15SO3－3.07C＝2.87S－0.754C3S C3A＝2.65A－1.69F C4AF＝3.04F CaSO4＝1.70SO3 当IM＜0.64时： C3S＝4.07C－7.60S－4.47A－2.86F－2.86SO3 C2S＝8.60S＋3.38A＋2.15F＋2.15SO3－3.07C＝2.87S－0.754C3S C4AF＝4.77F C2F＝1.70（F－1.57A） CaSO4＝1.70SO3 2.6.2熟料化学组成、矿物组成与率值的换算 2.6.2.1 由矿物组成计算率值
SiO2＝n（Al2O3＋Fe2O3） CaO＝∑－（SiO2＋Al2O3＋Fe2O3）2.6.2.3 由率值计算矿物组成 ∑＝CaO＋SiO2＋Al2O3＋Fe2O3 C4AF＝3.04Fe2O3 C3A＝(2.65P－1.69)Fe2O3 C2S＝8.61n(P＋1)（1－KH）Fe2O3 C2S＝3.80n(P＋1)（3KH－2）Fe2O3
新型干法水泥生产配料计算方法
新型干法水泥生产的配料计算 制造水泥熟料的主要原料是石灰石(主要提供氧化钙)、黏土或砂岩(主要提供氧化硅、氧化铝)、铁矿石或硫酸渣(主要提供氧化铁)。为了准确地控制熟料的矿物组成，这些原料必须按一定的配比进行混合、粉磨。配料计算的任务就是: (1)根据水泥品种、原燃料条件、生料制备与熟料煅烧工艺确定水泥熟 料的率值; (2)求出合乎熟料率值要求的原料配合比。 对于新型干法水泥生产工艺，水泥熟料率值大致为： KH=0.88～0.9l SM=2.4～2.7 IM=1.4～1.8 根据确定的率值、窑系统的热耗、原煤的热值和灰分，利用配料计算方法可以求出各原料的比例。配料计算方法有尝试误差法、递减试凑法、图解法、矿物组成法等。各种方法各有优缺点，但同时存在计算过程繁复、计算工作量大、结果精度不高等问题。随着计算机技术的普及和应用，现在可以通过计算机程序方便地进行配料计算。各个水泥厂一般都有各种不同来源和版本的计算机配料程序。其实应用微软的EXCEL软件可以不必编写一行程序就可以方便地进行配料计算。 实例:结合铜陵海螺5000t/d熟料生产线的原燃料情况，用微软的EXCEL 为工具介绍这种配料计算方法。 3.1准备工作 (1)检查微软的EXCEL是否安装了"规划求解"宏。 在安装微软各种版本的Office时，默认安装情况下，不会在ExCeel中安装"规划求解"宏。因此应加装该选项。方法是:运行EXCEL，点击菜单"工具"，选择"加载宏"，在弹出的窗口中选择"规划求解"，按"确定"(见图3-2-1)。
加载“规划求解”宏 3．2 在EXCEL表中输入数据 在EXCEL表中输人上述数据(见图3-2-2)，铜陵海螺50OOt/d熟料生产线为三组分配料， 因此只能控制两个率值，一般选择KH和SM。对于四组分配料，则可以控制三个率值: KH、SM、IM。