建立恰當的調整模式穩(wěn)定生料質量

我廠為年產30萬t的機立窯水泥企業(yè)，所用石灰石、粘土均為本地個體承包礦點供應，礦點多且開采不規(guī)范，化學成分波動大，品位低，鐵粉為本地硫酸鐵渣，燒成用煤為山西煤，由于原燃材料很難做到定點定礦供應，造成生料質量經常大幅度波動，嚴重影響燒成系統的熱工制度穩(wěn)定，熟料質量波動大，導致出廠水泥實物質量的穩(wěn)定性差。  
　　
筆者通過長時間的實踐探索，摸索出了一種適合我廠工藝條件的生料調整模式，具體步驟如下。  

1　生料配料調整模式 

　　 
1.1　調整系數α值的確定 
　　
調整系數α值與水泥品種、工藝條件、看火工的操作水平、原燃材料的質量狀況等因素有關，且隨著上述因素的變化而變化，為保證調整的有效性應及時對調整系數予以校正，如我廠按GB175-92生產425普通水泥時，控制生料的三率值分別為KH=0.91±0.02，n=2.0±0.1，P=1.2±0.1，熟料熱耗q=4050±50kJ/kg。同時考慮到青石和粘土的質量相對穩(wěn)定，確定用青石和粘土對等調整，即青石的增(減)量與粘土的減(增)量相等，調整系數值在2000年6～11月份確定為-0.4799。 
　　調整量R與調整系數α關系如下: 
　　R=±Δ%青石=Δ%粘土 
　　 =(C0-2.548S0-1.65A0-0.35F0)·α(1) 
式中:S0———生料全分析中SiO2的含量，%； 
　　A0———生料全分析中Al2O3的含量，%； 
　　F0———生料全分析中Fe2O3的含量，%； 
　　C0———生料全分析中CaO的含量，%。 

1.2　符合生料KH值的調整量計算 
　　
在生產過程控制中，我們規(guī)定每班做1次生料全分析，每2h由質檢人員檢測1次磨頭配比，并做好記錄，調整時按(1)式計算調整量R。 
　　
由計算結果調整青石和粘土的配比，其他物料配比不變，可以將生料KH值調整至控制范圍。 

1.3　符合生料n、P值或配熱量的調整量計算 
　　
在生產控制過程中會出現n、P值或理論配熱量不在控制目標范圍的情況，也需要進行調整，我廠未采用鋁質、硅質校正材料，為使n、P值達到控制目標，我們一般調整鐵粉、青石和粘土的摻加量，具體是:每增(減)1.00%鐵粉，同時減(增)0.68%粘土，減(增)0.32%青石，可使生料中Fe2O3大約提高(或降低)0.38%，且可以保證生料KH值無大的波動。 
　　
調整煤配比時，每增加(或減少)1.00%煤，同時減少(或增加)青石0.71%，減少(或增加)粘土0.29%，可使生料的燒失量提高(或降低)0.40%。 

2　應用舉例 

原燃材料化學成分見表1。  

注：因煤灰成分的變化對生料率值的影響與粘土的影響相類似，故在此不單列煤灰變化情況 
　　
1)選用表1中青石(1)、白石(1)、粘土(1)、鐵粉(1)進行配料計算，要求生料的KH=0.91±0.02，n=2.0±0.1，P=1.2±0.1，熟料熱耗q=4050±50kJ/kg，選用煤的應用基發(fā)熱量為24554.64kJ/kg，灰分為20.78%，生料的化學成分見表2。

 
生料:KH=0.91，n=2.04，P=1.2，熟料理論熱耗q=4059.92kJ/kg，符合配料要求。 
　　
2)當所用原燃材料中任一種物料的化學成分發(fā)生變化，即使物料配比不變，生料的化學成分也將發(fā)生變化，為說明調整模式的有效性，將表2中青石(1)、白石(1)、粘土(1)、鐵粉(1)分別變?yōu)榍嗍?2)、白石(2)、粘土(2)、鐵粉(2)進行驗證，則生料的化學成分見表3。 

生料:KH=0.84，n=2.07，P=1.38，熟料理論熱耗q=3991.23kJ/kg，顯然不符合配料要求，需要調整。 
　　
3)調整時不考慮原燃材料的質量波動，用上述調整模式調整。 
　　確定滿足生料KH值的青石和粘土調整量R: 
　　R=(38.32-2.548×13.32-1.65×3.72-0.35×2.70)×(-0.4799)=1.30 
　　即青石應增加1.30%，粘土應減少1.30%。 
　　考慮P值偏高，欲將P調至1.2±0.1范圍內，可將鐵粉配比增加0.50%，則青石應減少0.16%，粘土應減少0.34%。 
　　上述計算熟料理論熱耗相差不大，又因青石含量增加，必將使燒失量提高，熟料熱耗相應增加，所以，可不考慮調整煤的配比。 
　　綜合上述調整，則青石、粘土、鐵粉的配比量將變?yōu)? 
　　青石的配比量為:30.18%+1.30%-0.16%=31.32% 
　　粘土的配比量為:4.76%-1.30%-0.34%=3.12% 
　　鐵粉的配比量為:3.02%+0.50%=3.52% 
　　其它物料配比不變，調整后的生料成分見表4。

調整后生料:KH=0.91，n=1.94，P=1.29，熟料理論熱耗q=4015.40kJ/kg，符合配料要求。 
　　
4)欲將熟料的理論熱耗升高或降低，可直接調整煤、青石和粘土的配比，計算過程極其簡便，如欲將3)中所列生料配料方案中的理論熱耗提高到4200kJ/kg，且保證生料三率值不變，可設增加x%煤能達到目標，則有: 
　　 
　　
生料:KH=0.91，n=1.93，P=1.29，熟料理論熱耗q=4203.37kJ/kg，符合調整要求。 
　　
我廠在水泥生產過程中采用這種調整模式后，生料質量較使用原調整方法有了很大的提高，生料的三率值合格率，分別較1～5月份平均值提高了24%、13%、18%。 

3　結論 

1)此調整方法簡便快捷，準確率高，其中關鍵是必須根據各廠具體條件并結合生產工藝綜合分析，通過數理統計的方法找出適宜的參數。 
　　
2)要求生料全分析結果要快捷、準確、生料磨物料配比準確，調整迅速，最好是采用多元素X分析儀快速測定生料成分，磨頭采用微機配料。