如何解決新型干法窯生料質量控制存在的問題
2009-01-04 00:00
為了穩定水泥窯的正常熱工操作制度，提高熟料質量，增加產量，保證窯系統的長期安全運行，水泥生產對入窯生料成分的均勻性提出了嚴格的要求，一般要求入窯生料的KH標準偏差要小于0.02，最好能小于0.015.生料均化過程實際貫穿于生料制備的全過程。目前旋窯生料均化主要由礦山搭配開采（約占均化工作量10%～20%）、原料預均化堆場（約占均化工作量30%～40%）、生料配料粉磨過程的均化作用（約占均化工作量0%～10%）和生料均化庫（約占均化工作量40%左右）等4個環節構成生料均化鏈。每經過1個環節都會使原料或半成品進一步得到均質化。
在這個生料均化鏈中，生料均化庫作為生料入窯前的最后一道工藝保障，承擔了非常重要的任務。但在實際生產中，往往生料均化庫使用幾年后，由于堵塞、粘庫或設備故障等原因，均化效果會明顯下降，大部分均化庫的均化系數通常只能保持在3～5.因此，許多水泥廠實際入窯生料成分的波動很大，難以達到入窯生料穩定性的要求。
為提高入窯生料的穩定性，除了保證礦山合理搭配、預均化堆場和均化庫的均化效果外，努力提高在生料配料及粉磨時的均質化作用，不但能降低對生料庫均化效果的依賴，還能提高整個均化鏈的可靠性，為熟料產質量的提高，提供更為有力的保障。
當前生料質量控制過程中存在的問題:
1.配料秤堵料
大部分新型干法窯水泥廠的生料磨都可以利用窯尾熱風，在生料粉磨過程中同時進行烘干。由于磨機對入磨物料的水分要求降低，大部分原料都采用露天的形式預均化或堆存，結果在配料的時候，水分大的原料堵秤或者架倉頻繁發生。
一旦某種原料堵秤或架倉造成某種原料斷料，如果不能及時處理，不但造成磨機實際產量下降，而且各種原料不能按預期比例進入磨機混合，出磨生料的成分波動非常大。
2.中間配料倉物料離析
目前，許多5000t/d以上的新型干法窯，在設計時往往選用兩臺管磨或立磨，在生料配料秤前，用一個配料中間倉分成2個下料口將原料分到2臺配料秤上配料，物料在中間倉運動過程中，由于顆粒度不同產生離析，使得兩臺磨實際入磨的原料成分相差很大，兩臺生料磨在同時運轉時的原料配比相差很大。
在實際生產中，如果其中一臺磨機停機而另一臺磨機還繼續開機，原來的離析狀況被打破，該磨機的入磨物料成分將發生很大變化，必然導致出磨生料成分發生很大變化，需要化驗室通過質量控制，進行2～3小時的配比調整，出磨生料成分才能恢復正常；在1臺磨機正常開機時如果另一臺磨機投入運行，也會由于離析狀況的突然改變，導致入磨物料成分又要產生較大的變化，化驗室又要進行2～3小時的配比調整。因此，中間倉內的物料離析作用會給出磨生料的穩定性帶來很大的影響。
3.缺乏穩定可靠的保障體系
一些大型旋窯廠雖然配制了大型X射線熒光分析儀，但沒有使用先進的計算機控制軟件，在取樣分析后，實際進行配比調整時還是依靠人工。
由于水泥生料的每種原料都含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO這4種氧化物，只是含量多少的區別，因而，調整任何一種原料配比都會影響生料三個率值變化。而且人工無法準確計算出生料的配比，只能采用試湊方法。所以，依靠人工調整生料配比，往往一次難以達到要求，通常需要調整幾次方可接近理想的率值指標。假設每次生料成分變化后，人工平均需要三次調整方可達到率值要求，那么一天24小時，原料成分波動1次，出磨生料就有3個小時不合格，如果原料成分波動兩次，就有6小時不合格，只要原料成分波動四次，1天中的出磨生料成分就有一半不合格，對生產將造成巨大的損失。
由于率值控制數學模型非常復雜，依靠人工進行配比調整，不但一般員工難以勝任，而且控制效果的好壞取決于員工能力、工作態度、責任心等諸多不穩定因素，從而使得生產管理增加難度，整個生料質量控制過程的穩定性和可靠性大幅度降低。
4.現有率值控制軟件良莠不齊
當前，國內外一些現代化水泥廠采用了計算機按照生料率值要求調整生料配比，實現生料率值控制，但是，不少公司或設計院率值控制軟件的計算模型過于簡單，有些假設與生產實際不符，配比計算誤差太大，嚴重影響出磨生料的率值合格率，有的甚至還不如人工調整準確，完全失去了使用功能。
提高生料質量控制效果的對策:
1.減少或消除配料時的架倉、堵料現象通過采用槽形擴大出料口，在出料口下增加鏈板機先將物料取出，然后再進入配料秤計量工藝設計。這種主動取料的工藝設計，已在一些新建的生產線上采用，成功解決了原料水分大時容易架倉、堵料的問題。
2.避免中間倉物料離析在水泥廠設計時，應考慮到配料時物料離析對出磨生料質量的影響。盡量不采用中間倉分入兩路配料秤的工藝布置。
如果必須采用有中間倉的工藝布置，中間倉的容量要擴大，倉底的分料口要擴大，并提高分料高度，以減少離析現象。通過降低物料粒度、倉內加方格豎井等技術改造措施，也能明顯減少物料的離析。
3.采用計算機系統控制減少人為因素干擾對已配備了X熒光分析儀的水泥廠，具備了快速測定出磨生料SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO這4種氧化物的能力，應采用先進的率值配料控制軟件，減少人為因素的干擾，為出磨生料穩定性提供穩定可靠的保障體系。
4.采用先進的生料率值控制系統生料率值控制系統軟件有好幾種，先進的軟件不但可與多元素分析儀聯機，自動獲取生料成分并完成生料配比的自動調整、自動校正配料秤零點漂移，無需頻繁校秤、自動跟蹤原料成分波動，無需頻繁更改或測定原料成分等，還具有防堵料等多種功能，在喂料秤堵料時，可自動采取快速補償喂料量或調整同一原料的其他秤配比或減少其他原料配比等措施，確保生料成分穩定。通常可保證出磨生料KH標準偏差≤0.03、SM標準偏差≤0.1、IM標準偏差≤0.1。
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