2.4 Расчет минералогического состава клинкера

По рассчитанному химическому составу клинкера опреде-ляют минералогический состав клинкера по следующим формулам, полагая , что сумма CaO, SiO₂, Al₂O₃ и Fe₂O₃ равна 100%.

. (33)

2.5 Расчет сырьевой смеси по заданному минералогическому составу клинкера

Полный минералогический состав клинкера может быть назначен лишь при использовании четырехкомпонентной сырьевой смеси.

При расчете сырьевой смеси по заданному минералогичес-кому составу клинкера рекомендуется заданный в клинкерных минералах состав выразить в оксидах и затем вести расчет аналогично обычному расчету четырехкомпонентной сырьевой смеси.

Используя уравнения (31) можно вывести следующие формулы для расчета химического состава клинкера в процентах по его минералогическому составу:

(34)

В приведенных формулах принимают, что сумма C₃S, C₂S, C₃A, C₄AF точно так же, как сумма главнейших оксидов CaO, SiO₂, Al₂O₃ и Fe₂O₃, равна 100%.

Для C, S, A и F справедливы четыре равенства:

. (35)

В этих равенствах имеются три неизвестных, для определения которых берем три последних уравнения и выражаем их в следующем виде:

(36)

Используя сокращения обозначения:

(37)

можно написать следующие уравнения:

(38)

Исходя из этих уравнений, получаем формулы для опреде-ления x, y и z, которые аналогичны формулам (26), (27) и (28).

Долю каждого компонента в сырьевой смеси в % определяют по формулам (29), (30), (32).

3 Расчет расхода сырьевых материалов на 1 тонну клинкера

Расчет расхода сырьевых компонентов на 1 тонну клинкера проводят с учетом потерь при прокаливании, пылеуноса печей и естественной влажности материалов по формулам:

(39)

где m₁ – масса сухого материала на 1 тонну клинкера, кг;

m₂ – масса материала с учетом потерь при прокаливании, кг;

m₃ – масса материала с учетом пылеуноса печи, кг;

m₄ – полный расход материала с учетом влажности, кг;

П.п.п. – потери при прокаливании клинкера, %;

П – пылеунос печи, %;

W – влажность материала, %.

4 Пример расчета трехкомпонентной сырьевой смеси Исходные данные

В качестве сырьевых компонентов для производства портландцемента приняты следующие материалы с влажностью, %: известняк – 4,03; глина – 19,03 и колчеданные огарки – 19,05. Химический состав сырьевых материалов представлен в таблице 2.

Таблица 2.Химический состав исходных материалов

Вид сырья	Массовая доля, %								Сумма
	ппп	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	R2O
Известняк	43,45	0,76	0,15	0,07	52,67	2,60	0,04	-	99,7
Глина	16,43	43,30	13,54	5,40	14,54	1,93	0,82	1,00	96,9
Огарки	-	18,33	5,21	68,56	1,36	0,93	3,68	-	98,0

Коэффициент насыщения КН = 0,92

Силикатный модуль n = 2,1

Глиноземистый модуль p = 1,83

Расчет

Расчет производим по коэффициенту насыщения КН и сили-катному модулю n. Задаемся следующим соотношением компо-нентов: известняк: глина : огарки = x : y : 1.

1. Выполняем перерасчет химического состава сырьевых компонентов на сумму, равную 100%. В данном примере коэффи-циенты k оказались следующими: k₁ = 100/99,74=1,003; k₂ = 100/96,96 = 1,031; k₃=100/98,04 = 1,020. Химический состав сырь-вых компонентов в перерасчете на 100% представлен в таблице 3.

Таблица 3. Химический состав исходных материалов

в пересчете на 100%

Вид сырья	Массовая доля, %								Сумма
	ппп	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	R2O
Известняк	43,56	0,76	0,15	0,07	52,81	2,61	0,04	0,00	100
Глина	16,95	44,66	13,96	5,57	15,00	1,99	0,85	1,03	100
Огарки	-	18,69	5,31	69,91	1,39	0,95	3,75	-	100

2. Определяем долю каждого компонента.

Для этого вычисляем значения коэффициентов a₁, a₂, b₁, b₂, c₁ и с₂ по формулам (13) и значения х и у по формулам (15) и (16):

Долю каждого компонента рассчитываем по формулам (17)-(19):

3. Определяем химический состав сырьевой смеси по формулам (10) и рассчитываем химический состав клинкера с пересчетом на прокаленное вещество. При этом коэффициент k определяем по формуле (20):

Результаты расчетов представлены в таблице 4.

Таблица 4.Химический состав сырьевой смеси и клинкера

Вид сырья	Массовая доля, %								Сумма
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	R2O	ппп
Сырьевая смесь	13,27	4,08	2,24	41,71	2,42	0,30	0,29	35,69	100
Клинкер	20,64	6,35	3,48	64,86	3,76	0,47	0,45	-	100

4. Вычисляем коэффициент насыщения и модули:

Полученные значения коэффициента насыщения и силикатного модуля показывают, что расчет сырьевой смеси произведен правильно.

5. Минералогический состав клинкера (%) рассчитываем по формулам (33):

Выполняем расчет индекса обжиагемости и коэффициента спекаемости сырьевой смеси:

6. Определяем расход сырьевых материалов на 1 тонну клинкера по формулам (39). В соответствии с долей каждого компонента рассчитываем состав 1т сухих материалов:

известняк – 709,7 кг;

глина – 281,4 кг;

огарки – 8,9 кг.

ИТОГО: 1000 т.

Расход сухих компонентов на 1т клинкера:

Расход сухих компонентов с учетом безвозвратного (2%) пылеуноса печей:

Расчет сухих компонентов с учетом безвозвратного пылеуноса печей и естественной влажности:

Всего на 1т клинкера расход материалов составляет 1657,91т.