1、物料水分的變化對(duì)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(dòng)。水分的變化，即影響生料配比的準(zhǔn)確性，同時(shí)對(duì)粉磨構(gòu)成影響。

1.1對(duì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響

出料生料控制的檢驗(yàn)，大多數(shù)水泥廠均是帶水分測(cè)定Tc、Fe₂O₃。并進(jìn)行生產(chǎn)控制的，而化學(xué)全分析時(shí)一般都對(duì)樣品先烘干再進(jìn)行檢驗(yàn)，這就導(dǎo)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(guān)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(dāng)某種或幾種原燃料水分發(fā)生較大變化時(shí)，生料的總水分發(fā)生變化時(shí)，所測(cè)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(dāng)T′=70.00，M=1時(shí)：

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(shí)，即：

T′=70.00，M=2時(shí)：

70.00

T=                    ×100=71.34，⊿Tc=1.34

100-2

可見(jiàn)，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(dòng)范圍為±0.5%。按此計(jì)算，當(dāng)生料總水分偏差達(dá)到1%以上時(shí)，⊿Tc標(biāo)準(zhǔn)偏差均超過(guò)0.5%，這就帶來(lái)生料Tc的波動(dòng)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(shí)的合格率達(dá)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(shí)際增加了1%，其實(shí)際測(cè)定值Tc平均值超出了控制范圍，合格率也只有25%，兩個(gè)控制階段的測(cè)定值見(jiàn)表1。

表1   某廠兩個(gè)生產(chǎn)階段的Tc實(shí)際測(cè)定值

其中，4#樣為69.88%，超過(guò)了允許波動(dòng)范圍，如果這時(shí)按控制值70.50±0.50去調(diào)整，勢(shì)必增加石灰石，減少粘土來(lái)提高Tc值。同樣，5#樣的測(cè)定值70.25%，看似接近中心值，而實(shí)際Tc值則為70.96%，已經(jīng)接近上控線，其結(jié)果導(dǎo)致Tc總體偏高。這對(duì)于原料均化較好，Tc合格率較高的廠來(lái)講，影響不是很大，但對(duì)于不少原料成分波動(dòng)較大，Tc合格率相對(duì)較低的廠來(lái)說(shuō)，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(jì)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(dá)到2.0%以上。因此，嚴(yán)格控制水分是準(zhǔn)確配料的關(guān)鍵，這應(yīng)引起足夠的重視。

1.2 對(duì)配料的影響

生料配料計(jì)算時(shí)，一般都是根據(jù)各種物料的水分，換算成對(duì)應(yīng)濕物料的實(shí)際需要量，這時(shí)通過(guò)對(duì)Tc值、Fe₂O₃、含煤量等指標(biāo)的控制來(lái)控制生料KH值，如果這時(shí)各種物料的成分沒(méi)有變化，僅僅是某種或幾種物料的水分發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)引起實(shí)際配比與配料要求的差異。當(dāng)某種物料水分增大時(shí)，所增加的水分就會(huì)當(dāng)作該物料而配入，造成該物料的實(shí)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(xué)成分也不能達(dá)到規(guī)定的要求。以配料舉例說(shuō)明，某廠原燃料分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2  各種原燃材料化學(xué)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(shè)他們所含水分不再波動(dòng)，其配料組成見(jiàn)表3，計(jì)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(shí)粘土水分增加1%，那么就有0.14%的水分被當(dāng)作粘土配入，使粘土的實(shí)際配比只有13.84%，這時(shí)的配料計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4，據(jù)此計(jì)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(shí)的生料配比

可見(jiàn)，n、p基本沒(méi)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(shí)際配比高于配料要求，KH要降低0.01。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，水分的變化往往都不止1%，而且還會(huì)出現(xiàn)幾種物料的水分同時(shí)變化的情況。這就使KH的波動(dòng)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(jì)算，其生料熱含量要求為2090KJ/Kg，煤配8.0%，當(dāng)煤水分增加1%時(shí)，煤的實(shí)際配比為7.92%，這時(shí)生料熱含量為：7.92%×25979=2057KJ/Kg，這就使配熱不足，反之則配熱過(guò)多。煤質(zhì)較好時(shí)，煤的水分變化對(duì)生料配熱影響較大，而對(duì)成分影響較??；煤質(zhì)較差時(shí)，對(duì)生料的化學(xué)成分影響較大，兩者都影響配料的準(zhǔn)確性。

1.3 對(duì)粉磨的影響

原材料所含水分偏高時(shí)，物料的流動(dòng)性較差，磨機(jī)下料管、提升機(jī)、料庫(kù)進(jìn)、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(zhǔn)確性。尤其是水泥均化庫(kù)對(duì)水分的影響十分敏感，一些廠的均化庫(kù)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(jiàn)，水分對(duì)生料磨機(jī)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(duì)比

 

2、應(yīng)對(duì)措施：

2.1  采用高效節(jié)能烘干技術(shù)：

進(jìn)廠原材料（除石灰石外）均應(yīng)進(jìn)行烘干處理，烘干后的水分應(yīng)低于2～3%以下。為確保其烘干效果，可對(duì)傳統(tǒng)烘干系統(tǒng)進(jìn)行必要的技術(shù)改造，選擇快速沸騰烘干技術(shù)和新型組合式揚(yáng)料裝置等有效烘干設(shè)備，通過(guò)合理控制物料在烘干機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間，以較底的煤耗強(qiáng)化熱交換和物料水分的蒸發(fā)強(qiáng)度等技術(shù)手段，來(lái)確保出機(jī)物料水分低于2～3%。目前，快速沸騰烘干技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)與傳統(tǒng)烘干工藝，已達(dá)到增產(chǎn)80～120%，節(jié)煤50%以上的生產(chǎn)效果。

2.2  加強(qiáng)物料水分控制管理

水分的變化使配料的準(zhǔn)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(duì)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(qiáng)對(duì)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(gè)環(huán)節(jié)，要求各環(huán)節(jié)都要加強(qiáng)控制，尤其是多雨季節(jié)和南方地區(qū)，每班至少測(cè)定一次生料的水分，及時(shí)調(diào)整Tc值，控制指標(biāo)應(yīng)根據(jù)生料水分的大小按實(shí)際情況下達(dá)。

（2）統(tǒng)一基準(zhǔn)，對(duì)測(cè)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(duì)檢驗(yàn)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(shí)進(jìn)行生料的烘干。烘干熱源視生料含水狀態(tài)可由磨前熱風(fēng)爐供給或利用窯廢氣進(jìn)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(duì)立窯煅燒十分有利。這種方法對(duì)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。