生料的质量控制概要

生料的质量控制

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摘要:在实际生产过程中，由于原燃料材料成分的变化、各种物料配比的波动、工艺设备的不完善及分析样品缺乏代表性等因素，生料的化学成分波动较大。因此，要及时分析、研究、调整，恢复到目标值范围内。本文简述生料质量的主要控制项目，分析引起生料成分波动的主要原因，提出调整的方法。

关键词:生料质量；成分波动；控制

生产质量控制是生产质量管理不可缺少的一个重要环节。它的作用是根据设计和工艺技术文件的规定，控制生产过程各工序可能出现的异常和波动，使生产处于可控状态。生产过程的质量控制目的是产品性能质量控制，使产品达到所需性能的满足程度，保证生产出符合设计和规范质量要求的产品。

合理而稳定的生料是保证熟料质量和维持正常煅烧操作的前提。全合格的生料应当包括三个方面的内容：合理而稳定的化学成分；合理的细度；合理的配煤。为了获得合格的生料，必须在对各种原燃材料严格控制的情况下加强对生料生产过程的控制，确保配料方案的实现。笔者认为,生料的质量控制一般分三个方面:生料制备过程中的质量控制、出磨生料质量控制；入窑生料质量控制。

1生料质量的主要控制项目

1.1出磨生料质量控制主要项目

(1)碳酸钙滴定值（或氧化钙）

控制生料中碳酸钙（或氧化钙）的主要目的是为了控制生料的石灰饱和系数。通过对其含量的测定，基本上可以判断出生料中石灰石与其他原料的比例。目前常用的方法有二种：测定生料中的碳酸钙滴定值；测定生料中的氧化钙含量。

出磨生料中碳酸钙合格率要求在60%以上。但实际生产中往往波动较大，有时达不到60%，在这情况下，应该分析原因，立即采取有效措施。在日常工作中，搞好原材料的预均化，控制入磨物料的水分，经常抽查入磨物料的下料量等，都是减小生料成分的波动，提高出磨生料合格率的具体措施。

(2)氧化铁

生产过程中对氧化铁的控制，是为了及时调整铁质原料的加入量，稳定生料成分，达到控制熟料铝率的目的。在配料方案确定后，就应力求做到使生料铝率相对稳定，这样才能稳定窑的热工制度，有利于熟料质量的提高。

(3)生料的细度

水泥熟料矿物的形成，基本上靠固相反应进行。对于生料在物理化学性质、均化程度、煅烧温度和时间等条件相同的前提下，固相反应的速度与生料的细度成正比关系，其比表面积越大，颗粒之间的接触面积越大。同时，生料越细，颗粒的表面自由能越大，越利于反应的进行。从理论上说，生料粉磨得越细，对熟料的煅烧也愈有利。但实际生产中，不恰当地提高粉磨细度，会降低磨机产量，增加能耗。研究表明，生料细度超过一定限度（比表面积大于5000cm2/g）对熟料质量的提高并不明显。从经济指标的角度考虑是不合理的。因此在实际生产中，应确定合理的生料细度控制范围。

所谓合理的生料细度应包括这样两个含义：①一定范围的平均细度；②生料细度的均齐性。也就是要控制生料中粗颗粒含量。有资料表明，当生料细度在

900孔筛（0.20mm方孔筛）筛余大于1.4%时，熟料中f-CaO将显著增加。生料粉磨细度与熟料中f-CaO的关系见表：

表1-1 生料粉磨强度与熟料中f-CaO的关系

1.40

2.42

3.06

900孔筛筛（%）0.

90

f-CaO 0.

0.84 1.57 2.24

76

生料细度通常控制在0.20mm方孔筛筛余小于1.5%，0.08mm方孔筛筛余小于10%均可满足生产要求。在石灰石中燧石或氧化镁高，粘土中含砂量大，生料的饱和比偏高，都应适当提高生料细度。

(4)生料中的加煤量

立窑水泥厂在半黑生料或全黑生料的生产过程中，配煤量的准确性不仅对熟料的煅烧工艺和热耗有直接影响，而且还影响生料的化学成分。在日常控制过程中，一般只控制生料的碳酸钙滴定值，而碳酸钙滴定值仅能反映石灰石与其他原料的比例关系，其中粘土和煤的比例不恰当，也会引起生料饱和比的波动。1.2生料制备过程中的质量控制的重要项目

(1)入磨物料的水分和粒度

降低入磨物料的水分和粒度，不仅可以提高配料的准确性，还能充分发挥磨机的粉磨能力，提高磨机的产量，降低电耗。在入磨物料水分高的情况下，由于磨内温度和物料停留时间的影响，物料水分不能完全蒸发，且蒸发的水蒸汽也不能及时排出，必然造成粘磨、粘球和堵塞隔仓板、蓖板等现象，不但降低了粉磨效率，而且破坏了物料在磨内的平衡状态。如果各种物料易磨系数的差异，由于物料在磨内流动速度不同，使容易粉磨的粘土、煤等物料先出磨，而较难磨的石灰石和铁质原料留在磨内，使出磨生料的成分波动或饱和比系数时高时低，特别是当粘磨严重，造成饱磨后，在空磨过程中，由于磨内粘着的石灰石相继出磨，使出磨生料的KH显著上升。

此外，由于各种原材料所含水分不同，在用重量法配料时，按一定重量的比例配合后，表面上是满足了配料要求，而实际是把水分当作了原料。因此，尽管生产线工作情况正常，但是仍然会造成出磨生料的化学成分不能达到规定的要求。

入磨物料粒度过大（或严重不均匀），也会影响出磨生料质量。首先，由于物料粒度过大，在现有的喂料设备中，往往会导致喂料量产生较大波动，使各种物料的配合比，不能按照要求的数量均匀喂料；其次，粒度不均匀的硬质原料（如石灰石、铁矿石等）在磨头仓中易发生粒级的分离，进入生料磨后，磨内的平衡遭到破坏，且各种物料在磨内均匀混合程度较差，所以生料的成分、细度均不易控制。入磨物料水分应达到：石灰石小于1%，粘土小于2.0%；入磨煤小于4%。

(2)入磨物料温度

磨内物料温度高，易使水泥细粉因静电而聚集，严重时会粘附研磨体和衬板，从而降低粉磨效率。同时磨机胴体会产生一定的热应力，会引起衬板螺栓的折断，也会影响轴承的润滑。根据经验一般应控制在50℃以下。出磨水泥温度应控制在110到120℃以下。

(3)生料中复合矿化剂掺量

在水泥生料中掺入适量的矿化剂后，对提高水泥熟料质量，改善水泥生料的易烧性能，降低熟料烧成热耗有非常明显的效果。但是不恰当的复合矿化剂掺

量或复合矿化剂中组分比例不适当都会产生水泥凝结时间不正常、强度下降、游离氧化钙增高、安定性不良、窑的热工制度不能稳定等诸多原因。因此生料中应严格控制复合矿化剂的掺量。在掺入复合矿化剂时掺入量必须均匀、准确。

1.3入窑生料质量控制

生料出磨后进入生料均化库，对生料进行储存和均化，经过调配均化后入窑。对入窑生料的质量控制项目主要是化学成分，如配有多元素分析仪，可作入窑生料的全分析，以率值作控制指标，控制其合格率，以检验均化效果。一般控制指标及检验频次同出磨生料，只是合格率控制指标提高

2 生料成分波动的原因及调整方法

2.1原燃料成分的变化

(1) 石灰石成分的波动：主要表现在CaO和MgO含量及其夹带杂质的变化。

(2) 粘土成分的波动：主要表现在SiO2和Al2O3含量的变化，特别是SiO2变化较大时，对生料的饱和系数影响更为显著。

(3) 燃料及其他辅助原料成分的波动：在半黑生料和全黑生料配料时，煤的灰分含量及煤灰成分的波动，会影响生料中Al2O3、SiO2含量的变化；其他辅助原料的用量虽然很小，但其成分变化较大时，同样会使生料成分波动。

2.2各种物料配比的波动

在生料制备过程中，尽管配料方案是合理的，各种原燃料成分的波动也很小，但若是各种物料的配比不能够严格加以控制，也是导致生料成分波动的主要原因之一。

物料配比波动的原因：

（1）工艺设备不能满足配料的要求：

由于破碎工艺的不完备，使物料粒度不均齐或粒度过大；

喂料及计量设备精度差，不能有效地控制各种物料的流量。

（2）缺乏必要的管理制度：

当破碎设备因磨损而造成物料粒度不符合规定要求时，不能及时更换磨损部件和进行必要的调整；

料仓不能定时定量上料，造成物料的分级现象严重。

（3）物料水分的波动：

由于某种原料水分的变化引起物料的下料量发生变化；

某种原材料水分的增加，会使料仓中出现间断性的卡棚料现象，如未及时发现，而实际上物料的配比已经产生了波动。

从以上分析可知，物料配比波动的原因各有不同，所以具体解决办法应根据具体情况而定，但总的说来，可以从以下几方面考虑：

（1）选用运行可靠、计量准确的配料设备。当利用圆盘喂料机时，应选用规格相对大一些，转速慢一些的，这将有利于配料的准确性和易于控制；

（2）采用小磨头仓，微机配料时不用磨头仓，避免不同粒度物料的分级而造成喂料的不均匀性；

（3）严格控制入磨物料的水分。当入磨物料水分过大时，应在入磨前进行烘干或生料磨头装设小型热风炉，并配合磨尾机械抽风，用以加速磨内物料水分的蒸发；

（4）配料岗位操作人员应加强责任心，努力提高操作技术水平。做到勤抽

查、勤观察、勤调整。

2.3生料化学分析误差

有时生料化学成分的波动是由于分析数据缺乏应有的代表性或误差超标所造成的。

(1)试样缺乏代表性。取样方法不合理加工制样不当，都会造成试样缺乏代表性。取样点的数量、分布情况以及取样选择的粒度代表性都影响试样的代表性。

(2)分析结果不准确造成分析数据的假象。不准确的数据造成不准确的调整从而导致生产更加混乱和波动，危害很大。因此，要求分析数据误差小，可靠性高、反应生产的真实情况。分析操作应从称样、标准溶液制备、仪器精度、环境条件和操作规程等方面，都严格按标准和规程进行。并要定期进行内外部对比及用标准样对比，以便及时发现问题，找出原因，减少误差。

3结语

值得注意的是对原料成分进行修正计算后，实际上每一次生料率值的瞬间值与目标值仍会产生微小的偏差。为消除这些偏差,在每次新配比计算中都要考虑前几个周期进入均化库的生料率值,以便消除或减小累计偏差,使在均化库中的这几个周期的生料的平均成分值与设定的目标值趋于一致。

总之，生料质量控制是一个比较复杂的问题，不但要解决生产设备的问题，而且还要解决管理制度等等问题。而生料质量控制从某种意义上说仅仅是维持现有水平的手段，要提升生料控制水平首先就要针对自己企业面对的核心障碍，这就需要企业根所自身的实际分析、归纳、总结，还需要企业跟踪国内生料控制技术的发展，从而提出相应的具体措施。