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水分的變化對生料的影響
- 點(diǎn)擊次數(shù)：706 發(fā)布時(shí)間：2014-11-10
在生料的質(zhì)量控制中，常常出現(xiàn)Tc值符合控制指標(biāo)，而KH值偏離指標(biāo)較多的情況，其原因與原料成分已發(fā)生改變而未及時(shí)調(diào)整配比，或者原料成分雖未發(fā)生變化，但配料時(shí)未嚴(yán)格按照配比執(zhí)行等因素有關(guān)。但物料水分變化引起的KH值波動(dòng)，卻往往被忽視。
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(dòng)。水分的變化，即影響生料配比的準(zhǔn)確性，同時(shí)對粉磨構(gòu)成影響。
1.1對檢驗(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
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，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0.5%，這就帶來生料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)控制階段的測定值見表1。
表1某廠兩個(gè)生產(chǎn)階段的Tc實(shí)際測定值
| 序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 平均值 |
| 原始水分的Tc值 | 70.63 | 70.88 | 70.50 | 69.88 | 70.25 | 70.75 | 70.23 | 70.50 | 70.58 |
| 水分增加后的Tc值 | 71.34 | 71.60 | 71.21 | 70.59 | 70.96 | 71.46 | 71.97 | 71.21 | 71.29 |
其中，4#樣為69.88%，超過了允許波動(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(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(dòng)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(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，換算成對應(yīng)濕物料的實(shí)際需要量，這時(shí)通過對Tc值、Fe2O3、含煤量等指標(biāo)的控制來控制生料KH值，如果這時(shí)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(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(xué)成分
| 原料 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | Loss |
| 石灰石 | 2.42 | 1.14 | 0.52 | 52.93 | 0.39 | 42.02 |
| 粘土 | 68.40 | 13.70 | 3.68 | 1.12 | 1.47 | 6.20 |
| 鐵粉 | 11.36 | 5.19 | 65.18 | 7.77 | 1.03 | 2.40 |
| 煤灰 | 47.80 | 29.28 | 8.73 | 5.93 | 1.91 | —— |
| 煤 | 10.22 | 6.27 | 1.87 | 1.27 | 0.41 | 78.60 |
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
| 原料 | 配比（%） | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | Loss |
| 石灰石 | 75.0 | 1.82 | 0.86 | 0.39 | 39.70 | 0.29 | 31.52 |
| 粘土 | 14.0 | 9.58 | 1.92 | 0.52 | 0.16 | 0.21 | 0.87 |
| 鐵粉 | 3.0 | 0.34 | 0.16 | 1.96 | 0.23 | 0.03 | 0.07 |
| 煤 | 8.0 | 0.82 | 0.50 | 0.15 | 0.10 | 0.03 | 6.29 |
| 生料 | 100.0 | 12.56 | 3.44 | 3.02 | 40.19 | 0.56 | 38.75 |
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
| 原料 | 配比（%） | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | Loss |
| 石灰石 | 75.0 | 1.82 | 0.86 | 0.39 | 39.70 | 0.29 | 31.52 |
| 粘土 | 13.86 | 9.48 | 1.90 | 0.51 | 0.16 | 0.20 | 0.86 |
| 鐵粉 | 3.0 | 0.34 | 0.16 | 1.96 | 0.23 | 0.03 | 0.07 |
| 煤 | 8.0 | 0.82 | 0.50 | 0.15 | 0.10 | 0.03 | 6.29 |
| 生料 | 99.86 | 12.46 | 3.42 | 3.01 | 40.19 | 0.55 | 38.74 |
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(shí)際配比高于配料要求，KH要降低0.01。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，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，反之則配熱過多。煤質(zhì)較好時(shí)，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(shí)，對生料的化學(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(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)量對比
| | 0.8～1.0 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
| 安徽狄港水泥廠Φ2.2×6.5/M | 15 | 12.8 | 11 | ? | 不能生產(chǎn) |
| 江西南城縣水泥廠Φ2.2×6.5M閉路 | 20 | 18.7 | 15.5 | 14.2 | 不能生產(chǎn) |
2、應(yīng)對措施：
2.1? 采用節(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(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，隨著物料水分的清除，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。
主要研發(fā)、、、、、、、、、、、、、、
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