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水泥熟料生产原燃材料质量管理及配料
管理基本知识

绪言
水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大、素有“建筑工业的粮食”之称。生产水泥虽需要较多的能源，但水泥与砂、石等材料的混泥土是一种低能耗新型建筑材料。例如，在相同荷载的条件下，混泥土柱的耗能量仅为钢柱的1/5-1/6,砖柱的1/4。根据预测，在未来的几十年内，水泥依旧是主要建筑材料。水泥具有较好的可塑性，与砂、石等胶合后的混和物具有较好的和易性，可浇注成多种形状及尺寸的构件，以满足设计上的不同要求；水泥的适应性较强，适用于海上、地下、深水、严寒、干热、腐蚀、辐射等多种条件下；水泥还可与多种有机、无机材料制成多种用途的水泥复合材料；水泥耐久性较好，维修工作量小，不易生锈、耐腐朽。目前，水泥已广泛用于建筑、水利、道路、国防等工程中。近年来，宇航、信息及其它新兴工业中对各种具有特种性能的水泥复合材料的需求也越来越大。因此，水泥工业在整个国民经济中起着十分重要的作用。在目前甚至未来相当长的时期内，水泥仍将是人类社会的主要的建筑材料。
原始水泥可追溯到5000年前，埃及的金字塔、古希腊和古罗马时代用石灰掺砂制成的混和沙浆，曾被用于砌筑石块和砖块，这种用来做砌筑用的胶凝材料被称为原始水泥。它为现代水泥的发明奠定了基础。
1824年，英国泥水工J．阿斯普丁发明了一种把石灰石和粘土混和后加以煅烧来制造水泥的方法，并获得了专利权。这种水泥同英国附近波特兰小城盛产的石材颜色相近，故称为波特兰水泥。人类最早是利用间歇式土窑（后发展成土立窑）煅烧水泥熟料。
1877年回转窑烧制水泥熟料获得了专利权，继而出现了单筒冷却机、立式磨及单仓钢球磨等，从而有效地提高了水泥的产量和质量。
1905年湿法回转窑出现。
1910年土立窑得到了改进，实现了立窑机械化连续生产。
1928年德国的立列波博士和波利休斯公司在对立窑、回转窑综合分析研究后，创造了带回转炉箅子的回转窑，为了纪念发明者与创造公司，取名为“立波尔窑”。
1950年，悬浮预热器由德国发明成功并开始应用，大幅度降低了熟料生产的热耗，极大地提高了生产规模。
20世纪60年代初，日本将德国的悬浮预热器回转窑技术引进后，于1971年开发了水泥窑外分解技术，从而揭开了现代水泥工业的新篇章，并且很快在世界范围内出现了各具特点的预分解窑，形成了新型干法生产技术。随着原料与均化、生料均化、高功能破碎和粉磨，环境保护技术和X射线荧光分析等在线检测方法的配套发展，加上电子计算机和自动化控制仪表等技术的广泛应用，使新型干法水泥生产的熟料质量明显提高，能耗明显下降，生产规模不断扩大。

第一章 水泥基础知识

一、什么叫水泥
水硬性凝材料在拌水后既能在空气中以能在水中硬化，通常称为水泥（广义）。如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等
非水硬性的胶凝材料不能在水中硬化，而只能在空气中硬化，故称为气硬性胶凝材料。如石灰、石膏等。
二、水泥的定义和分类
凡细磨成粉未状，加入适量水后可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料。
按用途分：通用水泥、专用水泥、特性水泥（抗硫酸盐水泥）
按其主要水硬性物质名称分为:硅酸盐水泥系列、硫铝酸盐水泥系列、铝酸盐水泥系列、铁铝酸盐水泥系列、氟铝酸盐水泥系列、其他系列六大类。
三、硅酸盐系列水泥
我们公司目前生产的水泥均属硅酸盐系列水泥，其主要成份为硅酸盐水泥矿物。
四、硅酸盐水泥熟料的化学组成
硅酸盐水泥熟料的主要化学组成为氧化钙（CaO），一般范围为62-67%；二氧化硅（SiO2），一般范围为20-24%；三氧化二铝（Al2O3）一般范围为4-7%；三氧化二铁（Fe2O3），一般范围为2.5-6%。这四种氧化物组成通常在熟料中占95%以上，同时含有5%以下的少数氧化物，如氧化镁（MgO）、三氧化硫（SO3）、氧化钛（TiO2）、氧化磷（P2O5）以及碱（K20、Na20） 等。
这四种氧化物构成水泥熟料的最主要的化学成分。它们在水泥熟料生产中是按一定含量和一定比例进行配比生产的。配比不恰当，都会直接影响到熟料的质量进而影响到水泥的质量。如熟料中若CaO含量过高，则CaO不能充分与硅酸性氧化物化合，部分呈现游离状态存在于熟料中，成“死烧状态”。这种“死烧状态”的氧化钙，其水化作用非常缓慢，常发生在水泥凝结硬化过程之后的水泥石中，致使水泥石膨胀变形、破裂。如氧化铝和氧化铁，它们是熟料烧成过程中产生液相的主要氧化物，如果它们的含量过高，则产生的液相量过多，使物料易结大块而影响操作；如果含量过低，则产生液相量过少，使烧成困难，熟料易于“粉化”。所以在熟料生产中化验人员要对原料进行认真分析计算，作出科学合理的配料方案，指导熟料生产。
五、硅酸盐水泥熟料的矿物组成
硅酸盐水泥熟料中的主要矿物有以下四种：C3S、C2S、C3A、C4AF，另外还有少量的f-CaO、方镁石、含碱矿物、玻璃体。通常，熟料中C3S+C2S含量75%左右，C3A+C4AF含量22%左右。
1、C3S含量通常占熟料的50%以上，其特点：水化较快，早期强度高，强度增进就率大，干缩性、抗冻性较好，但水化热较高，抗水性差，抗硫酸盐浸蚀能力较差。C3S形成需要较高的烧成温度和较长的烧成时间，含量过高，烧成困难，易导致f-CaO增多，熟料质量下降。
2、C2S含量通常分熟料的20%左右，其特点：水化较慢，早期强度低，水化热低，体积干缩小，抗水性和抗硫盐日浸蚀能力好，后期强度增进快。
3、C3A
C3A水化速度、凝结硬化很快，放热多，硬化快，早期强度较高，但绝对值不高，后期几乎不再增长，甚至倒缩，C3A干缩变形大，抗硫酸盐性能差，脆性大，耐磨性差。
4、C4AF
C4AF水化速度早期介于C3A与C3S之间，早期强度类似于C3A但后期还能不断增长，水化热低，干缩变形小，耐磨、抗冲击、抗硫酸盐浸蚀能力强。
5、f-CaO、MgO
f-CaO在高温下死烧形成，水化很慢，一般加水3天后才反应有尽有，反应体积膨胀97.9%产生应力，造成水泥石破坏。
MgO少量可与熟料矿物固溶，对降低烧成温度、增加液相数量，改善熟料色泽有好处，但超过一定量后，未固溶部分水化很慢，要几个月甚至几年才与水反应，生产Mg（OH）2，体积膨胀148%，导致水泥安定性不良。
六、硅酸盐水泥熟料的率值及其意义
水泥性能主要来源于熟料的性能，决定熟料性能的是水泥熟料的矿物组成，硅酸盐水泥熟料矿物由四种主要氧化物化合而成，在一定条件下，各氧化物的含量和彼此之间的比例，是水泥生产质量控制的基本要素。因此，人们就想出了表示水泥中各氧化物含量及彼此之间的关系，称为率值。率值可以简明扼要地表示水泥熟料性能及其对水泥煅烧的影响。
率值就是用来表示水泥熟料中多氧化物之间相对含量的系数。它是生产控制的一种指标。
我国目前一般采用，石灰饱和系数（KH）、硅酸率（SM）、铝率（IM）
1、饱和比：表示水泥熟料中氧化钙总量减去饱和酸性氧化物（Al2O3、Fe2O3、SO3）所需的氧化钙后，剩下的与二氧化硅化合的氧化钙的含量，与理论上二氧化硅与氧化钙全部化合生成硅酸三钙所需要氧化钙含量的比例。简言之，KH表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和生产硅酸三钙的程度。
KH=（CaO-f-CaO）-1.65Al2O3-0.35Fe2O3-0.7SO3/2.8SiO2
当IM＞0.64时 KH=CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3/2.8SiO2
当IM＜0.64时 KH=CaO-1.10Al2O3-0.7Fe2O3/2.8SiO2
水硬率:HM=CaO/SiO2+Al2O3+Fe2O3
石灰系数LSF=CaO/2.8SiO2+1.18Al2O3+0.65Fe2O3
2、硅酸率
又称硅率，以n表示，欧美以SM表示。表示熟料硅酸盐矿物与熔剂矿物的比值。
SM=SiO2/Al2O3+Fe2O3
SM高，则硅酸盐矿物多，对水泥熟料强度有利，但熔剂矿物少，液相量少，会给煅烧造成困难，SM过低，则对熟料强度不利，且熔剂矿物多，易结圈等，不利于煅烧。
3、铝氧率
又称铝率或铁率。以P表示，欧美以IM表示，熟料中C3A与C4AF之间比值。
公式为：IM=Al2O3/Fe2O3
IM过高，意为C3A多，C4AF少，液相粘度增加，对煅烧及水泥性能都造成较大的影响。如IM过低，则C4AF多，液相粘度小，易结大块 等。
4、矿物组成及换算
当IM＞0.64
C3S=3.8SiO2(3KH-2)
C2S=8.61SiO2(1-KH)
C3A=2.65(A-0.64F)
C4AF=3.04Fe2O3

第二章 硅酸盐熟料生产的主要原料及控制

水泥的质量主要取决于熟料的质量。煅烧优质熟料必须制备适当成分的水泥生料。而生料的化学成分是由原料提供的。只有当原料提供的成分符合要求，加上良好的煅烧与粉磨，才能生产出优质水泥。因此，水泥原料的开采和合理使用，是水泥生产首先需要解决的问题。
自然界中很难找到一种单一原料，能完全满足水泥生产的要求。因此需要采取几种不同的原料，根据所生产水泥的种类和性能，进行合理搭配，即通过配料，组成配合原料，再把它粉磨成一定细度，才能制得适当成分的生料。因此，生料配料是为了确定各原料各组分的数量比例，以保证得到成分和质量合乎要求的水泥熟料。
生产硅酸盐水泥用的原料，主要是石灰石质原料（主要提供氧化钙）和硅铝质原料（主要提供氧化硅、氧化铝和少量氧化铁）、铁质校正原料进行配料。
一、主要原燃材料技术要求
1、石灰石
凡是以碳酸钙为主要成分的原料都称为石灰质原料。常用的天然石灰质原料有石灰石、泥灰岩、白垩、贝壳等。外购石灰石的企业在签订供货合同前，化验室应先了解该矿山的质量情况，同时按不同的外观特征取样检验，制成不同质量品位的矿石标本。化验室根据本厂生产水泥熟料的配料要求，制定出石灰石的质量指标。
类别
CaO（%）
MgO（%）
R2O（%）
SO3（%）
燧石或石英
石灰石
一级品
二级品
＞48
45～48
＜2.5
＜3.0
＜1.0
＜1.0
＜1.0
＜1.0
＜4.0
＜4.0
泥灰岩
35～45
＜3.0
＜1.2
＜1.0
＜4.0
2、硅铝质原料
天然硅铝质原料的种类很多，有粘土、黄土、页岩、砂岩、粉砂岩等。
级别
n
p
MgO（%）
R2O（%）
SO3（%）
一级品
二级品
2.7～3.5
2.0～2.7或3.5～4.0
1.5～3.5
不限
＜3.0
＜3.0
＜4.0
＜4.0
＜2.0
＜2.0
3、铁粉校正原料
用以补充配合生料中氧化铁不足的原料。一般情况下Fe2O3≥40%，目前使用较多的是硫酸渣，其次是铁尾渣、铁矿石、铜矿渣等。
4、原煤
煤作为水泥熟料烧成的燃料，供给熟料烧成所需的热量。但是其中所含的灰分，绝大部分落入水泥熟料中，而影响水泥熟料的成份和性质，从这一点讲，煤又是生产水泥的一种“原料”。因此对于水泥厂用煤的质量有一定的要求。
类别
挥发份（%）
灰份（%）
全硫（%）
发热量kcal/kg
无烟煤
≤10
≤25.0
≤1.0
≥5500
烟煤
≥22
≤28.0
≤1.0
≥5000
贫瘦煤
10≤V≥20
≤28.0
≤1.0
≥5000

二、原燃材料质量控制
生、熟料质量控制应以配料为纲，从原燃材料质量抓起，强化过程均化.原材料质量是制备成分合适，均匀稳定的生料基础条件，生料质量是熟料质量的基础。
1、石灰石质原料控制
石灰石质原料是构成生料的主要原料，一般在生料中占85%左右。石灰石的质量指标控制主要包括CaO、MgO、R2O、SO3、Cl-等。其中CaO是构成生料的主要成份，MgO、R2O、SO3、Cl-的含量为有害成份。CaO、MgO、R2O、SO3、Cl-的含量是石灰石矿山前期勘探需查明的主要内容。较高的CaO、较低的MgO、R2O、SO3、Cl-含量是优质石灰石矿山和生产优质熟料的基本要求，矿山选址的依据。
进厂石灰石主要质量控制项目：日常以控制CaO含量为主，即进厂石灰石品位。对于其中的有害成份，一般随石灰石品位变化：石灰石品位越高，有害成份越低；石灰石品位越低，有害成份越高。
进厂石灰石品位控制原则：控制合理的进厂石灰石品位，是为了保证生料率值满足预计的要求。石灰石品位既非越高越好、也非越低越好，应根据所使用的硅铝质原料的硅酸率来限定。如所用硅铝质原料的硅酸率偏高，进厂石灰石的品位应偏低控制；硅铝质原料的硅酸率偏低，则进厂石灰石品位应偏高控制。
引起石灰石品位变化的因素：主要是矿山断层、裂隙土、表层覆盖土、高镁夹石、薄层灰岩等。这些因素均会引起石灰石品位的贫化。
MgO的控制：矿山一经选定，其矿石中MgO含量应符合要求。实际生产中，应关注所用矿山的矿石中MgO含量的不规则变化，较高的MgO一般是由高镁夹石所引起。在使用高镁夹石体的矿区时，应注意搭配使用，确保进厂石灰石中MgO含量满足要求。
R2O、SO3、Cl-的控制：有害成份主要随石灰石品位变化，薄层灰岩、边坡料等是引起有害成份升高的主要因素。实际生产中，应根据矿区开采点的阶段性变化，均匀搭配薄层灰岩、边坡料等，注意保持石灰石品位的相对稳定，以保证有害成份在控制范围内。
进厂石灰石品位的控制方法：石灰石品位的控制通过炮堆取样、入均化堆场每班取样两过程来完成。炮堆取样是炮堆搭配的主要依据，每班取样是计算均化后的石灰石料堆整体品位满足配料要求的重要过程。通过以上过程的控制，可以保证入磨石灰石品位在受控状态。
2、硅铝质原料控制
硅铝质原料是生产硅酸盐水泥熟料的主要辅助原料。只有选择适当成份的硅铝质原料，才能保证生料配料过程的完成。
硅质、硅铝质原料主要品种：硅质原料主要有石英砂、硬质砂岩等。硅铝质原料的主要品种有粘土、粉砂岩、粉煤灰等。
硅质、硅铝质原料的主要成份：硅质、硅铝质原料的主要成份是SiO2一般在70%以上；其次为Al2O3（硅质原料中含量一般在10%以内，硅铝质原料含量在10%以上）及少量Fe2O3、CaO、MgO、R2O、SO3、Cl-等。其中硅质原料的SiO2含量一般分别在75%以上，硅铝质原料的SiO2含量一般分别在75%以内。
新型干法窑对硅铝质原料的要求：随着新型干法窑的技术应用，对硅铝质原料的要求也越来越高。湿法窑、立窑一般使用粘土作硅铝质原料，粘土中SiO2含量在65%-70%之间即可满足配料。新型干法窑技术大量使用劣质原料：低品位的石灰石、高灰份的原煤，烧制更高硅酸率的熟料。因此，对新型干法窑，要求硅铝质原料的具备更高的硅酸率，一般要求SiO2含量在70%-74%之间，甚至更高。纯粘土作硅铝质原料已很难满足配料要求，需通过硅铝质原料与硅质原料的搭配来满足配料要求。实际生产应根据矿山石灰石品位来选择恰当的硅铝质原料配比。
硅铝质原料中的有害成份控制：硅铝质原料中的有害成份主要为R2O、SO3、MgO等。烧制低碱水泥熟料，一般要求硅铝质原料中的R2O（K2O+Na2O）含量小于2.0%。MgO要求小于3%，SO3要求小于2%。实际生产控制中，有害成份可以通过阶段性普查来控制。
3、铁质校正原料
铁质校正原料是生产普通硅酸盐熟料的主要辅助原料，是调整熟料率值、液相量的主要原料。
铁质校正原料的主要种类：传统铁质校正原料是工业硫酸渣，主要矿物是Fe2 O3，其含量可达70%左右。另一种铁质校正原料是铁尾矿，其Fe2 O3含量一般在20%-50%左右。实践证明，工业硫酸渣和铁尾矿均是理想的铁质校正原料。
使用铁质校正原料的注意事项：使用工业硫酸渣时，一般Fe2O3含量高，用量少，对石灰石和硅铝质原料影响小，适宜使用低品位石灰石，工业硫酸渣漓水效果差，易堵料；使用低品位的尾铁矿时，一般要求石灰石的品位适当偏高方可更好地满足配料，谝原料漓水效果好，不易堵料。实际生产可根据实际原材料品位情况进行选择，确保满足配料要求。
4、原煤质量控制
水泥生产中的煤粉既提供热能、又提供物料组份。因此，选择合理的原煤品种是生产水泥熟料的必要条件。
原煤的主要质量控制项目：水份、灰份、挥发份、发热量、固定碳、全硫等是进厂原煤的主要控制项目。其中全硫含量一般按不同矿点分别检验。
新型干法窑对原煤品质的要求：新型干法窑优点是可使用劣质煤，但对原煤中的硫含量必须限制，一般全硫控制在小于1.0%，以防止预热器结皮。适当的原煤灰份、挥发份和入窑煤粉细度、水份也是实际生产所必须控制的，一般灰份应小于28%、挥发份在18%-30%之间为宜。入窑煤粉细度应根据煤的挥发份综合考虑，烟煤一般在10%（0.08mm方孔筛筛余）左右，无烟煤小于3%。
煤灰组份对熟料质量的影响：煤灰中的各组份直接参与熟料的化学反应，据统计，由于煤灰的掺入，使熟料饱和比降低0.04-0.16、硅酸率降低0.05-0.20、铝率提高0.05-0.30。
原煤均化要求：煤灰直接参与熟料化学反应，因此稳定的原煤灰份是熟料率值稳定的基础。进厂原煤必须采取均化措施。
三、原燃材料的均化链管理
均化系统包括进厂石灰石、进厂原煤、硅、硅铝质原料、铁质原料等的均化，但目前新建基地对硅、硅铝质原料、铁质原料、进厂原煤等基本未采取均化或基本无均化效果主要是根据质量控制要求选择合格的供方，分别存放，实行定量比例搭配使用，确保能满足生产控制要求。系统均化被压缩在进厂石灰石和出磨生料均化两个环节上，石灰石堆取料机和均化库，成为关键的均匀化设施，如何使用好堆取料机和均化库，成为目前新建熟料基地产品质量管理的重要环节。
进厂石灰石的均化方式又分圆形均化堆场和长形均化堆场两种方式，其均化特点又各有不同，实际生产控制，应采取不同的控制方式，否则会不能满足生产要求。
长形均化堆场的堆料方式周期性堆料、周期性取料，从理论上和实际操作结果分析，其均化效果好，料堆之取料截面物料成份为该料堆全部堆料周期的平均值（理论上），进厂石灰石品位控制范围相对较宽，料堆CaCO3目标值为该料堆全部堆料周期的最终目标值，班与班之间进厂石灰石品位波动对料堆的取料成份波动影响较小，实际操作中，对石灰石品位搭配的范围较宽，适应性强。
圆形均化堆场与长形均化堆场区别较大，圆形均化堆场为连续堆、取料，理论上取料截面料层始终处于变化中，即不断有新的料层被取进、旧的料层被取完，因受堆料夹角限制，其堆料周期短（二个班的堆料量即为一取料周期，成为取料截面的主要截面成份），取料截面物料成份变化大，对出磨生料成份影响大，即使是自动堆取料，石灰石配比会在班与班之间产生大的变化，下面即是一个实际生产中的案例：（出磨生料KH目标值：1.07）
时间
入磨石灰石配比（%）
出磨生料KH
7：00

1.04
8：00
90.2
1.08
9：00
90.2
1.07
10：00
90.2
1.09
11：00
90.2
1.06
12：00
89.2
1.09
13：00
88.8
1.11
14：00
88.3
1.04
15：00
87.5
0.99
16：00
88.0
1.04
17：00
89.0
1.06
18：00
88.5
1.01
19：00
88.1
1.07
以上配比显示，7：00—11：00之间石灰石配比比例为90.2%，12：00—19：00之间石灰石配比比例平均为88.4%，相差1.8%，说明园形均化堆场物料变化大。
根据不同的均化堆场方式，实际生产中应采取不同的控制方式。园形均化堆场对进厂石灰石的控制应以班平均值为目标值，每小时取样、每小时检测对所设定的目标值进行修正，直至每班平均值满足目标值要求。长形均化堆场对进厂石灰石控制应以一个料堆为目标值，每小时取样，每班检测，每日对所设定的目标值进行修正直至全料堆满足目标值要求。
按目标值对进厂石灰石进行控制，是提升均化效果、稳定熟料率值的一个重要方法，要最终实现理想的石灰石均化效果，还必须按要求自动堆取料及控制好进厂石灰石粒度、稳定配料库石灰石仓料位等一列措施，这些都是因素都会影响入磨石灰石的稳定性，最终影响产品质量。
同时要为确保原燃材料均化效果同时要加大配料秤计量管理、储库库存管理及物流管理。

第三章 配料方案设计及生熟料的质量控制

一、配料的定义及设计
根据水泥品种，原料的物理化学性能，与具体生产条件，确定所用原料配合比，以得到煅烧水泥熟料所需要适当成份的生料，称为生料的配料，简称配料。
合理的配料方案即是工艺设计的依据，又是正常生产的保证。配料包括原料的选择、熟料的设计与生料配料计算。
1、配料设计
（1）、配料设计的目的和基本原则。
目的：a、根据原料资源情况，确定矿山的可用程度，并尽可能利用矿山资源。b、根据原料、燃料特性和水泥品种等要求，决定原料、燃料种类、配比。选择合适的生产方法。c、计算全厂物料平衡，作为全厂工艺设计及主机造型的依据。
原则 ：a、烧出的熟料具有较高的强度和良好的物理化学性能。
b、配制的生料易于粉磨和煅烧。
c、生产过程中易于控制和管理，便于生产操作，以及结合工厂生产条件，经济合理地利用矿山资源。

二、熟料组成的选择及注意的问题
合理的配料方案，表现在熟料矿物成份的选择上，即对三个率值的确定，为获得优质熟料，应以以下几方面考虑。
1、水泥品种：为满足不同品种水泥的要求，应选择不同矿物组成。如生产快硬硅酸盐水泥，需要较高的早期强度，则应提高熟料中C3S和C3A的含量，低热水泥（中抗水泥）则要求水化热低，抗硫酸盐侵蚀性能好。则相应提高C2S和C4AF含量。
2、原料的品种、生料易烧性：原料的化学成份与工艺性能，往往对熟料组成的选择有较大的影响。如石灰石燧石多，粘土含砂量多，则应适当降低KH来适应原料的实际情况。生料易烧性好，可以选择较高的KH、高SM的配料方案。反之，只能配低一些。
3、燃料质量：燃料品质对率值及煅烧影响较大，燃煤不单供给热量，煤灰还起配料作用，煤质差，灰份大，应相应降低熟料KH。
4、KH的选择：若工艺条件好，生料均化性好，或使用矿化剂，操作水平高，可适当提高KH，KH高则C3S含量增加，熟料强度高。综合考虑，要选择合适的KH。
5、SM的选择：SM选择应与KH相适宜，应避免以下倾向：
（1）、KH高，SM也高，熔剂矿物少，吸收f-CaO反应不完全，熟料不易烧结，f-CaO高。
（2）、SM高，KH低，C2S高，易造成熟料粉化，熟料强度低。
（3）、KH低，SM低，熔剂矿物含量高，液相量多，易结大块，不易烧结，f-CaO高，且熟料质量差，一般不用此方案。
6、IM的选择：IM选择也应与KH相适应，一般情况下，当提高KH时，应相应降低IM值，以降低液相出现的温度与粘度，有助于C3S形成。选择高铝，高铁方案，应结合原燃料特点及工艺设备，水泥性能，综合分析决定。

三、配料异常情况案例分析及应对措施
1、因石灰石波动对配料的影响
a、石灰石粒度对出磨生料稳定性的影响：
石灰石粒度不仅影响原料磨产量，同时也影响入磨石灰石的稳定性。粒度过大，会导致配料库石灰石离析现象，特别是经过搭配进厂含土量多的石灰石，其离析现象更为严重，出磨生料极不稳定。对基地的立磨制备系统，根据经验，进厂石灰石粒度控制在60mm筛余≤15%为宜。
案例1：某工厂石灰石因破碎机锤头严重磨损，进厂石灰石粒度严重超标，大块石灰石最大尺寸达250mm，取料机正常运行时(料堆为自动堆料)，出磨生料成份波动极大,现举一个班为例。
时间
物料配比（%）
出磨生料率值

石灰石
砂岩
页岩
铁粉
KH
SM
IM
15:00

1.09
2.73
1.26
16:16
85.3
7.3
5.2
2.2
1.09
2.68
1.23
17:15
84.5
7.1
6.2
2.2
1.10
2.53
1.22
18:18
83.4
8.1
6.5
2.0
1.00
2.56
1.29
19:14
85.0
7.5
5.7
1.8
0.95
2.65
1.34
20:07
86.8
7.0
4.4
1.8
1.07
2.69
1.32
21:15
86.4
6.8
5.0
1.8
1.18
2.65
1.28
22:25
85.3
6.5
6.0
2.2
1.08
2.59
1.33
23:10
86.2
6.0
5.6
2.2
0.97
2.40
1.33
0:10
89.0
6.2
3.5
1.3
0.98
2.41
1.28
从以上配比及相应出磨生料成份分析，出磨生料KH在0.95—1.18之间波动，入磨物料粒度变化大是导致出磨生料成份波动的主要原因。如仅通过出磨生料结果来调整配料比例已不能满足控制要求。
应对措施：应根据经验，根据入磨物料粒度的变化，对入磨物料配比预调整，再根据出磨生料结果进行修正。
b、石灰石仓料位变化对出磨生料质量影响：
石灰石取料量与磨机使用量达到一种平衡，配料库仓料位相对稳定，是均化效果得以体现，入磨物料稳定的基本条件。取料机停机，石灰石仓料位下降，会使得已经均化后的物料在配料库出库时重新分级，失去均化效果，出磨生料波动极大，实际生产应确保取料机取料量与磨机产量同步，保持进出物料平衡，取料机的开停，必须报质量调度，以便及时对物料配比进行调整。
取料机开停的应对措施：取料机停，应适当调低石灰石比例，取料机开，应适当上调石灰石比例，以保证出磨生料成份相对稳定。
c、进厂石灰石定点堆料对产品质量的影响
石灰石定点堆料，对稳定产品质量危害极大，石灰石无均化效果，直接导致出磨生料成份波动大，影响出窑熟料质量。
案例2：以下是石灰石定定点堆料引起的出磨生料波动。
时间
物料配比（%）
出磨生料率值

石灰石
砂岩
页岩
铁粉
KH
SM
IM
7:00

0.99
2.62
1.38
8:00
87.8
4.6
4.0
3.6
1.00
2.63
1.34
9:00
88.3
4.1
4.0
3.6
1.07
2.60
1.33
10:00
87.5
4.1
4.8
3.6
1.13
2.63
1.31
11:00
86.3
3.8
6.2
3.7
1.14
2.47
1.33
12:00
84.5
4.2
7.6
3.7
1.01
2.49
1.50
以上一个班内，出磨生料KH在0.99—1.14之间波动，导致出窑熟料f-CaO波动。
应对措施：对于定点堆料，进厂石灰石不允许搭配，应选择石灰石品位相对稳定的炮堆组织生产。
4、使用应急下料口对产品质量的影响：
使用应急下料口，出磨生料控制失去基准，成份波动大，均化库也无法消除这种波动，最终导致出窑熟料质量严重不合格。以下为某工厂使用应急下料口配料的实例：
时间
石灰石配比
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
生料KH
8：00
89.8
16.8
4.11
2.69
40.28
1.54
0.69
9:00
95.2
14.96
3.56
2.29
41.92
1.10
0.84
10:00
92.2
10.87
3.00
2.01
44.57
1.36
1.28
11:00
86.0
12.93
3.55
2.28
43.09
1.35
1.01
12:00
87.5
15.54
3.84
2.48
41.62
1.11
0.79
13:00
94.8
14.77
3.71
2.40
42.16
1.01
0.85
14:00
97.4
12.80
3.29
2.05
43.36
1.32
1.04
15:00
95.0
11.70
3.00
1.92
44.40
1.28
1.18
以上出磨生料KH在0.69—1.28之间波动，生产无法正常进行，如此大的波动，均化库无法消除此类波动。
应急下料口使用对策：从以上实例分析，出磨生料波动过大，已无法正常生产。使用应急下料口，进厂石灰石品位不能有大的波动，不能采取搭配进厂的控制方法，唯一有效的办法是应选择一处品位相对稳定的石灰石炮堆，方能保证出磨生料满足要求。
2、物流不畅影响：检查原料磨硅铝质及铁质喂料曲线,判断是否有堵料、断料现象，一般生料中CaO含量升高、同时Fe2O3含量偏低明显，可能是铁质材料断料，若Fe2O3含量基本正常而CaO含量偏高，硅铝质原料断料可能性较大。
应对措施：加大与中控操作员的沟通，建立异常情况汇报制度，及时、准确判断何种物料断料，并进行调整，对于长时间处理不好的，要求止料处理。
3、计量秤不准影响
应对措施：检查配料秤是否出现问题，特别是传感器四周是否有积料、内部是否进入灰尘和小颗粒物料，出现上述情况，应及时清扫，并向制造分厂反映要求立即处理。
三、生料质量控制
1、生料均化链：矿山搭配开采→工厂内原料预均化→磨内粉磨过程均化→生料均化库均化
2、控制项目
①生料化学成份及三个率值
干法线生产，生料控制一般采用CaO快速测定和X-荧光分析按一定频次（通常1H/次）进行，在原料中SiO2和Al2O3含量比较稳定的前提下，才能只控制CaO和Fe2O3，一般应同时控制以上四个氧化物含量。目前新型干法窑生产线，原料均有大型的均化堆场，采用堆场堆取物料，使物料的均匀得到进一步加强，通过磨头的计量秤对各比例进行适当调整后，出磨生料相对比较稳定。
为保证入窑生料的化学成份均齐稳定，生料应在均化库内进行均化后入窑使用。生产控制中一般应按一定频次（通常2H/次）检测入窑生料X-荧光分析，供质量控制中的调整参考。
②细度：细度对煅烧影响大，细度越细比面积越大，反应快，但要求过细会影响磨机产能且使电耗增加。
③水份：水份小生料流动性良好，确保均化效果。
入窑生料的细度、水份与熟料的煅烧密切相关，细度偏粗或水份偏高将对熟料煅烧制度、熟料质量稳定有较大影响，应控制好生料细度与水份在一定范围内。
3、生料成份波动的原因及防范措施。
原因：a、原燃材料成份波动
b、各种物料配比的波动
工艺设备不能满足配料要求：①、粒度不均齐，或粒度过大；②、计量设备精度差，计量不准确；③、磨头仓容量小，造成断料及物料压力难以稳定，影响下料量准确，均匀；④物料水份波动。
c、磨机工况影响
d、生料化学分析不正确，误导配料，取样代表性差
措施：a、稳定原材料质量；b、运用可靠计量准确的配料设备；c、采用几何形状合理磨头仓，保持仓内物料压力稳定即控制好仓料位或入磨物料粒度；d、严格控制入磨物料水份；e、加强岗位操作人员责任心，提高操作水平；f、通过抽查对比等措施确保检验数据准确
5、生料均化
目前各新建基地生料均化库均为CF库，其特点是多点进料多点出料，理论上，是相当先进的一种均化库，实际使用，如各方面满足要求，其均化效果较好。其库顶多点进料，是完成生料均化的第一步，库顶有四只半径3M的短斜槽和四只半径5M的长斜槽，分别呈放射状间隔分布，共八个入料口。斜槽通风正常，是库顶实现多点进料的保证，库顶多点进料，可避免出磨生料集中进入一个下料“漏斗”内，以实现均匀分布。库底共七个下料区，一般设置为同时开启二至三个区下料，并且每半小时换一个区，以实现自动循环换区下料，不断对库内下料所产生“漏斗”进行“阻塞”，实现入窑生料的均化效果。
目前均化库多为单库，一旦投入使用，中途无清库机会，试生产期，要绝对保证库内无杂物，并对库内进行烘干，库顶的所有检修活动，均应严格避免铁块或布袋等杂物进入库内，一旦库内下料口被异物堵塞，将长期影响均化库的下料，对均化库的均化效果产生影响。
均化库不能自动下料，往往受两方面因素影响，一是气量不够，二是下料口堵塞。其中气量不够，会导至操作员同时开启多个下料口，往往起反作用，下料口开的越多，供气量越不够，这是一个误操作。因此，均化库自动下料时，每次开启二个下料口较为理想，如充气充分，下料口通畅，完全能够满足喂料要求，同时也能满足入窑生料均化效果。对于气量不够，要着重检查各区电磁阀是否完好，电磁阀漏气是导至充气量不够的主要原因。
四、熟料质量控制
熟料质量对水泥质量起决定性作用，熟料生产成水泥是物理变化过程，其强度如何主要取决于熟料的内在品质，而熟料质量直接受生料质量和煅烧质量的影响，因此应严格控制好生料的成分和煤粉的质量是确保熟料质量的关键。
1、控制项目：熟料化学成份（包括：KH、SM、IM）立升重、f-CaO、MgO及其它物理性能等。
a、熟料率值
熟料的三个率值即KH、SM 和IM是影响熟料质量的重要因素。新型干法窑一般将KH值控制在0.88-0.92、SM值控制在2.45-2.65、IM值控制在1.40-1.70.熟料率值严重偏离范围,将直接影响熟料质量。KH值过高熟料难烧,使熟料f-CaO偏高; KH值过低,熟料强度差;SM值过高,熟料结粒差,难烧; SM值过低,熟料强度差; IM值过高，熟料难烧；IM过低，窑内易结块。因此，合理的熟料率值，是保证熟料内在质量和回转窑安全运转的关键。
b、f-CaO
f-CaO是水泥熟料中的有害成份，水化时易产生体积膨胀，导致水泥强度下降，甚至龟裂、崩溃，因此必须控制其在一定范围内。理论上熟料中f-CaO含量越低越好，但要与整个生产工艺、经济技术指标结合起来，过高的要求往往会带来能耗的升高和操作的困难。新型干法窑一般f-CaO<1.0。
f-CaO也是熟料烧结质量、熟料率值是否正常的反映。熟料率值正常情况下，f-CaO偏高，则属烧结不够；如熟料立升重高、烧结质量好，f-CaO偏高，则属熟料率值不正常，应予调整生料成份。
c、MgO
MgO作为熟料的一种有害成份，在熟料中以游离态的方镁石存在，容易产生砼体积膨胀，造成安定性不良。因此熟料中MgO一般<5.0%。
熟料中MgO主要自石灰石质原料，实际生产中应注意矿山的地质结构，遇高镁夹石区，应搭配使用。
d、升重
熟料立升重即为一立升熟料的质量，熟料立升重的高低是判断熟料质量和窑内烧成带温度的参考数据之一。立升重控制在合理范围内对熟料的结粒、外观，特别是强度有很大的作用。
e、物理性能
满足国家标准要求及海螺标准要求。
2、影响熟料质量波动的原因。
①生料成份波动
②煤质波动
③窑热工制度不稳定，包括掉窑皮、跑生料、结大蛋、黄心料等，窑内还原气氛浓，煤料配比波动等。
3、熟料的管理
①熟料的储存：专用水泥熟料专门存放，不同质量熟料专门存放。
②熟料均化使用，搭配入磨，对于某些物理化学性严重超国家标准熟料必须采取措施，严格控制掺入比例再入磨，熟料的出入库应做好原始记录。

日产5000吨生产线工艺流程图（典型）
石灰石均化堆场
原料调配站
原料粉磨
生料均化库
回转窑
原 煤
石灰石
熟料库
联合储库
砂页岩破碎
硫酸渣
联合储库
联合储库
煤粉制备
冷却机
水泥粉磨
石灰石破碎
砂页岩
分解炉
汽车熟料
火车熟料
石膏、混合材
包装机
包装出厂
水泥库
散装出厂