1、物料水分的變化對配料的影響

水泥各種原料都含有一定的水分，并隨季節(jié)和氣候的變化而波動。水分的變化，即影響生料配比的準確性，同時對粉磨構成影響。

1.1對檢驗數(shù)據(jù)的影響

出料生料控制的檢驗，大多數(shù)水泥廠均是帶水分測定Tc、Fe₂O₃。并進行生產(chǎn)控制的，而化學全分析時一般都對樣品先烘干再進行檢驗，這就導致同一試樣因水分不同而使Tc值的控制值T與分析值T′間存在差值。分析值T總要高于控制值T′，兩者的關系如下：

T′

T=                ×100                     ………………（1）

100-M

式中：

T ——   分析Tc值（%）

T′——  控制Tc值（%）

M ——   生料總水分（%）

從式（1）中可以看出，當某種或幾種原燃料水分發(fā)生較大變化時，生料的總水分發(fā)生變化時，所測定的濕基分析值與干基控制值相差為⊿Tc，此值隨生料水分M的增加而增加，并隨Tc值的升高而增大，例如：

當T′=70.00，M=1時：

T=70.00/（100-1）×100=70.71，⊿Tc=0.71

若生料水分由1%增加至2%，控制值T′不變時，即：

T′=70.00，M=2時：

70.00

T=                    ×100=71.34，⊿Tc=1.34

100-2

可見，即使以相同的Tc值控制生料，但由于原料水分的變化，⊿Tc也隨之增大。根據(jù)《立窯水泥企業(yè)質(zhì)量管理規(guī)程》規(guī)定：出磨料Tc允許波動范圍為±0.5%。按此計算，當生料總水分偏差達到1%以上時，⊿Tc標準偏差均超過0.5%，這就帶來生料Tc的波動范圍增大。例如，某廠某一階段出磨生料Tc控制范圍是70.50±0.50%，即Tc在70.00～71.00%之間為合格，此時的合格率達到75%，平均Tc也在控制范圍內(nèi)。但在相同條件下，由于生料水分實際增加了1%，其實際測定值Tc平均值超出了控制范圍，合格率也只有25%，兩個控制階段的測定值見表1。

表1   某廠兩個生產(chǎn)階段的Tc實際測定值

其中，4#樣為69.88%，超過了允許波動范圍，如果這時按控制值70.50±0.50去調(diào)整，勢必增加石灰石，減少粘土來提高Tc值。同樣，5#樣的測定值70.25%，看似接近中心值，而實際Tc值則為70.96%，已經(jīng)接近上控線，其結果導致Tc總體偏高。這對于原料均化較好，Tc合格率較高的廠來講，影響不是很大，但對于不少原料成分波動較大，Tc合格率相對較低的廠來說，就不可忽視。

生產(chǎn)中若Tc控制在70.50%左右，要使⊿Tc在0.5%以下，按T=T′/100-m×100=⊿Tc/×100計算，則M至少要控制在0.71%以下。大多數(shù)水泥廠其生料水分偏差一般都在0.5～1.5%之間，多雨季節(jié)往往達到2.0%以上。因此，嚴格控制水分是準確配料的關鍵，這應引起足夠的重視。

1.2 對配料的影響

生料配料計算時，一般都是根據(jù)各種物料的水分，換算成對應濕物料的實際需要量，這時通過對Tc值、Fe₂O₃、含煤量等指標的控制來控制生料KH值，如果這時各種物料的成分沒有變化，僅僅是某種或幾種物料的水分發(fā)生變化時，就會引起實際配比與配料要求的差異。當某種物料水分增大時，所增加的水分就會當作該物料而配入，造成該物料的實際配比低于配料要求。因此，盡管正常喂料，而出磨生料的化學成分也不能達到規(guī)定的要求。以配料舉例說明，某廠原燃料分析數(shù)據(jù)見表2。

表2  各種原燃材料化學成分

注：（1）煤工業(yè)分析：Aad=21.40%,Qnet=25979KJ/Kg。

(2) 煤的燒失量=（1-Aad）×100%,SiO2等其他成分為“煤灰中的各成分×Aad”

假設他們所含水分不再波動，其配料組成見表3，計算的生料三率值為：KH=0.95，n=1.94,p=1.14。

表3  不含水分的生料配比

如果這時粘土水分增加1%，那么就有0.14%的水分被當作粘土配入，使粘土的實際配比只有13.84%，這時的配料計算結果見表4，據(jù)此計算的生料三率值為KH=0.96,n=1.94,p=1.14。

表4  相同條件下粘土含水1%時的生料配比

可見，n、p基本沒有變化，但KH卻升高了0.01。相反，如果粘土成分降低1%，所減少的水分被粘土所取代，使粘土的實際配比高于配料要求，KH要降低0.01。在實際生產(chǎn)過程中，水分的變化往往都不止1%，而且還會出現(xiàn)幾種物料的水分同時變化的情況。這就使KH的波動范圍更大。煤的水分主要影響生料中的熱含量。按表2中的配料計算，其生料熱含量要求為2090KJ/Kg，煤配8.0%，當煤水分增加1%時，煤的實際配比為7.92%，這時生料熱含量為：7.92%×25979=2057KJ/Kg，這就使配熱不足，反之則配熱過多。煤質(zhì)較好時，煤的水分變化對生料配熱影響較大，而對成分影響較??；煤質(zhì)較差時，對生料的化學成分影響較大，兩者都影響配料的準確性。

1.3 對粉磨的影響

原材料所含水分偏高時，物料的流動性較差，磨機下料管、提升機、料庫進、出料口等處易發(fā)發(fā)生粘堵，下料不暢，造成物料斷料及輸送困難的產(chǎn)生，直接影響到配料及喂料的準確性。尤其是水泥均化庫對水分的影響十分敏感，一些廠的均化庫不能正常使用，主要原因之一就是由于生料含水量偏高所至，由表5可見，水分對生料磨機產(chǎn)量及電耗的影響更大。

 

表5  不同水分條件下的生料磨產(chǎn)量對比

 

2、應對措施：

2.1  采用高效節(jié)能烘干技術：

進廠原材料（除石灰石外）均應進行烘干處理，烘干后的水分應低于2～3%以下。為確保其烘干效果，可對傳統(tǒng)烘干系統(tǒng)進行必要的技術改造，選擇快速沸騰烘干技術和新型組合式揚料裝置等有效烘干設備，通過合理控制物料在烘干機內(nèi)的停留時間，以較底的煤耗強化熱交換和物料水分的蒸發(fā)強度等技術手段，來確保出機物料水分低于2～3%。目前，快速沸騰烘干技術的應用相對與傳統(tǒng)烘干工藝，已達到增產(chǎn)80～120%，節(jié)煤50%以上的生產(chǎn)效果。

2.2  加強物料水分控制管理

水分的變化使配料的準確性受到影響，鐵粉水分的變化主要影響生料中Fe₂O₃的穩(wěn)定；石灰石、粘土的水分變化對生料成分和率值都有影響。而煤水分的變化則還要影響到生料的熱含量。因此在生產(chǎn)控制中要注意加強對水分的控制，可采取以下措施。

（1）水分的變化主要影響配料和粉磨兩個環(huán)節(jié)，要求各環(huán)節(jié)都要加強控制，尤其是多雨季節(jié)和南方地區(qū)，每班至少測定一次生料的水分，及時調(diào)整Tc值，控制指標應根據(jù)生料水分的大小按實際情況下達。

（2）統(tǒng)一基準，對測定Tc的生料樣先烘干水分，以干基Tc值作為生產(chǎn)控制值，消除水分對檢驗數(shù)據(jù)的影響。

2.3 烘干粉磨工藝

生料粉磨采用烘干兼粉磨工藝，在粉磨的同時進行生料的烘干。烘干熱源視生料含水狀態(tài)可由磨前熱風爐供給或利用窯廢氣進行烘干，隨著物料水分的**，一般可增產(chǎn)15～20%，出磨生料顆粒均勻，對立窯煅燒十分有利。這種方法對于烘干能力不足的立窯水泥廠較為適用，但不利于大規(guī)模生產(chǎn)，能耗高。