影响圣龙水泥厂生料率值波动的因素及提出建设性意见.doc

毕 业 设 计 设计题目：影响圣龙水泥厂生料率值波动的因素及提出建设性意见 27毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日影响圣龙水泥厂生料率值波动的因素及提出建设性意见摘要唐山圣龙水泥有限公司在党峪镇金山工业园区投资兴建“4000t/d熟料新型干法水泥生产线资源综合利用工程”。是新型干法旋窑生产线，此生产线耗能少、污染小、产量大，是集科技与环保于一体的市级重点项目，国家扶持项目，预计总投资额达到7.5亿元，全部资金为自筹资金，前期已经投资过亿元。项目建成以后可年产155万吨水泥熟料、250万吨水泥。在2010年09月熟料生产线建成，年底熟料线正式开始试生产。水泥生产线有望在2012年06月份实现试生产。唐山圣龙水泥厂在早期试生产阶段时存在生料成分不稳，造成生料率值的波动。给熟料质量控制及生产上带来很大的影响，直接影响圣龙水泥厂的经济收益。此次课题结合圣龙生产线，以理论结合实际，以圣龙水泥厂为原型。探讨哪些主要因素影响生料率值的波动，以及提出有效的可实行的解决方法。从理论高度剖析问题存在的实质原因，并从实际角度发现问题并提出解决问题的方案。关键词：生料 率值 波动 均化 细度 Influence factors of the raw cement rate fluctuation value of shenglong and put forward a constructive suggestionAbstractTang Shan shenglong that locates the town dangyu jinshan industrial zone invests and builds 4000t/d of clinker NSP cement production lines resources comprehensive utilization project. It is a new dry process winding kiln production line, this production line less pollution, less energy output, is a collecting technology and environmental protection municipal key and national support project, total investment is expected to reach 750 million yuan, and the whole capital is self-raised funds, the investment has over one hundred million yuan. After completing the project can be an annual output of 1.55 million tons of cement clinker, 2.5 million tons of cement. In september 2010 the clinker line is builted and officially start to produce at the end of the year. Cement production line is expected to be in june 2012 realize trial production.Tangshan shenglong existing raw ingredients instability in the cement plant production in the early stage, causes of the values of the raw material rate volatility. Bringing a great influence to clinker quality control and production, directly influences shenglong cement plant economic benefits. The topic with theshenglong production line, combining theory with practice with shenglong cement plant a prototype. Discussing what are the main influence factors rate fluctuation of raw material, and puts forward an effective solution. From the theory analyzes the essence of the problem existing in height of reason, and from the actual Angle find problems and puting forward solutions.Key words: raw material Rate value fluctuation homogenization fineness唐 山 学 院 毕 业 设 计目 录1引言12 针对生料率值波动的探究42.1 分析整理数据42.1.1 针对数据作出理论分析52.2 结合圣龙水泥厂实际情况分析原因62.2.1 石灰石均化库对生料率值波动的影响72.2.2 调配站对生料率值波动的影响92.2.3 生料磨头仓及排渣对生料率值的影响102.2.4 IBAU均化库对生料率值的影响112.2.5 窑灰对生料率值波动的影响133 针对造成圣龙水泥厂生料率值不稳，提出可实施的方案164 结论20谢辞21参考文献22外文资料231引言众所周知，水泥生产有干法和湿法两种，这是按生料制备来划分的。但也可按入窑生料的水分来划分，将生料加水成球后入窑，称之为半干法；将料桨过滤成滤饼，然后入窑，则称为半湿法。在干、湿两种生产方法中，湿法是较早的一种。这是因为在欧洲，尤其是在英国，盛产白垩。早期英国许多水泥厂沿泰晤士河建厂，用白垩和泰晤士河河泥等软质原料挖掘后在掏泥池内拌合成料浆，经过制坯、晒干后送入立窑内煅烧。在软质原料条件下，湿法生产较干法更省人力，更方便。当水泥原料采用石灰石后，尤其在采用回转窑条件下，干生料粉可直接入窑，不需要成球或制坯，干法生产得到推广。至本世纪初，丹麦F.L.Smidlth公司发明将湿法用于硬质原料。它带来了许多优点，首先是入窑生料成分比较均匀，有利于生产优质熟料，其扬尘比较少。从此，水泥工业进入干、湿并举的时期。随着干法水泥工艺及设备的不断改革在50年代初，德国KHDC Humboldt wedag 公司发明了悬浮预热窑，干法水泥制备技术正是进入新型干法生产技术时代2。在新型干法生产的生料制备过程之中，把矿石搭配开采、原料预均化、生料磨前配料和生料均化库等四个环节称之为原料均化链。为了保证入窑生料质量稳定，一般说来，对入窑生料的质量在化学方面有两点要求；一是要求生料的化学成分符合规定的各项率值；二是要求它的化学成分均匀，即这些率值只允许围绕其目标值在一定范围内波动。前者一般通过配料来实现，后者则通过均化来实现。原料的均化和生料均化则属于均化的范畴。干法水泥生产中生料均化过程经历过两次较大的技术革新。第一次是从机械库发展到压缩空气搅拌；第二次是从间歇式空气搅拌发展到目前广范使用的连续式生料均化库。总的发展趋势是技术上日益简化，对入窑生料质量的要求反而更高。采用连续式生料均化库时，必须有精确的控制的磨前配料系统。因为连续式均化库没有专门的调整库，生料入库以后就没有校正的机会。因此，这种均化系统，必须辅之以分析周期短的配料在线自动控制系统。所谓配料系统就是计算机配料，人工填写原料成分与配比。如何实现配比，就需要一套完整的配料计算方法。以下简单介绍常用的配料方法配料计算方法1配料计算有最常用的两种方法：尝试拼凑法和递减试凑法，现简单介绍尝试拼凑法的计算步骤;该方法是先假定原料配比，计算熟料矿物组成及率值，若计算结果不符合要求，则尝试调整原料配比，再进行计算，直至计算结果符合要求为止。以下为计算步骤： a 列出各原料、燃料的化学成分及煤的工业分析结果； b 确定熟料矿物组成或率值； c 计算煤灰掺入量； d 假设干基原料配比，计算生料、灼烧生料、熟料化学成分； e 验算熟料率值并与确定值进行比较； f 如率值不符合要求，重复调整配比计算，直至率值符合要求为止；g 将干燥原料配比换算为湿原料配比。通过完善原料的配比系统，实现了原料的精确控制，保持出磨生料的平均值尽可能的接近目标值的要求。同样人们也是一点点开始认识到水泥生产中控制原料率值的重要性。1868年，德国人米夏埃利斯（W.Michaelis）首先提出了水硬率（Hydraulic Modulus）作为控制熟料适宜石灰含量的一个系数。它是熟料中氧化钙与酸性氧化物之和的质量百分数的比值，以HM或m表示。其计算式如下：式中 CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3-分别代表熟料中各该氧化物的质量百分数（%）。因为水硬率的计算较简单，但只控制同样的水硬率，并不能保证熟料中有同样的矿物组成，从而对熟料的质量和煅烧产生不利影响。水泥熟料是一种多矿物集合体，而这些矿物又是由四种主要氧化物化合而成。只有同时控制各酸性氧化物之间的比例，才能保证熟料成分的稳定。因此，在生产控制中，不仅要控制熟料中各氧化物的含量，还应控制各氧化物之间的比例即率值。这样，可以比较方便地表示化学和矿物组成之间的关系，明确地表示对水泥熟料的性能和煅烧的影响。因此，在生产中率值作为生产控制的一种指标。后来，库尔（H.Kuhl）提出熟料中酸性氧化物之间关系的率值即硅率（Silica Modulus），又称硅酸率，以SM或n表示, 其计算公式如下: 铝率,又称铁率（Iron Modulus）或铝氧率，以IM或p表示: 式中 SiO2、Al2O3、Fe2O3-分别代表熟料中各该氧化物的质量百分数（%）。硅率是表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比，也表示了熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的比例。有些国家采用HM、SM、IM三个率值控制熟料成分，结果也很满意。但不少学者认为水硬率的意义不够明确，因而在19世纪末20世纪初，各国学者提出石灰最大限量作为原料配料公式的依据。其中李（F.M.Lea）和派克（T.W.Parker）根据对CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3四元相图的研究，提出了石灰饱和系数（Lime Saturation Factor，简写LSF）。同样苏联学者金德（B.A.K）和容克（B.H）根据古特曼于杰耳的石灰理论极限含量提出了石灰饱和系数KH。 石灰饱和系数KH值为熟料中全部氧化硅生成硅酸钙（硅酸二钙和硅酸三钙）所需的氧化钙含量与全部氧化硅生成硅酸三钙所需氧化钙最大含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度。随着人们对率值认识的不断加深，慢慢地发现在水泥生产中如果想烧出质量好的熟料，则需要在水泥生产中对KH、SM、IM有一个严格的控制，因为水泥熟料是一种多矿物集合体，而这些矿物又是由四种主要氧化物化合而成。因此，在生产控制中，不仅要控制熟料中各氧化物的含量，还应该控制各氧化物之间的比例即率值。这样，可以比较方便地表示化学成分和矿物组成之间的关系，明确地表示对水泥熟料的性能和煅烧的影响。因此，在生产中，用率值作为生产控制的一种指标。同样也存在许多问题，例如：生料率值波动。这都是需要我们在实际生产中根据实际情况来控制的。2 针对生料率值波动的探究2.1 分析整理数据唐山圣龙水泥有限公司是在2010年9月开始试车试生产的，圣龙水泥厂早期生产线在生产中出现很多生料率值波动。尤其是石灰饱和系数（KH）的波动。严重影响圣龙熟料的质量及产量。为此圣龙水泥厂也在边生产边摸索原因。以下为圣龙水泥厂2010年9月的生料数据：表1 2010年9月生料率值数据时间出库生料（平均）KHnp细度/%08.081.052.851.3613.708.091.012.791.3615.808.101.042.661.1612.408.111.062.781.5415.608.121.023.121.3912.808.131.032.671.4613.908.141.032.891.3713.308.150.992.791.3814.908.161.032.571.5411.208.171.022.721.5814.608.181.032.711.5314.308.191.002.781.4914.5图1 KH的波动曲线图2 n的波动曲线图3 p的波动曲线从表1和图1可以明显看出圣龙水泥厂在早期试生产时，生料的率值存在很大的波动，KH的最大差值可达到0.05，SM(n)上下最大差值可达到0.55，IM(p)上下最大差值可达到0.42。已经超出合理率值波动范围，并且硅率和铝率同样也存在较大的差值。数据表明圣龙水泥厂在早期生料率值不稳。 2.1.1 针对数据作出理论分析综合考虑以上数据分析，唐山圣龙水泥厂生料率值存在波动，并且波动并没有什么明显的规律可循，说明并不是生产线中的某个点或某一个设备的原因，我们需要从原料的破碎到均化，再到生料的入库。在这整个生产线中找到影响生料率值波动的因素。生料率值波动大的最直观因素就是生料的均化性没有达到预期的状态。而均化程度的好坏又与生料的制备过程及生产线上各个设备有直接的联系甚至和生料取样点以及取样时间都有关系。也有种情况就是认为配料不精准造成的生料率值波动，但是一般认为人为因素可以忽略，可以通过有效的管理制度来杜绝此类错误。但是如果生料生产线存在工艺上的不足（生产线上部分设计不合理）以及设备的原因。那这种情况就不能通过管理来改善了。只有找出出现问题的点。并分析出现问题的原因，对症下药，找到解决方法，才能取到预期目的。2.2 结合圣龙水泥厂实际情况分析原因随着水泥生产的不断发展，水泥生产设备也在日益更新，设备的可控可操性能有很大的进步，同样生产线的产量也有了大幅度的提高，从以前的1000t/h到现在普遍的5000t/h的生产线，随着各种技术的发展，带给水泥企业很大的生产能力的同时，同样要求熟料质量的精确控制，这样就对生料率值有很高的要求。从化验室精确的配比配料到生料的粉磨入库，这整个过程都需要有严格的工艺控制。实际上在生产线上存在很多因素来影响生料成分的均匀性，造成生料率值的波动性。比如：物料成分有很大的波动，对于配料人员来说很难找到合适的配比；生料均化堆场的均化效果不尽人意，甚至就没有达到均化的效果；磨头仓的设计及排渣的去向都会有对生料率值有一定的影响；有的时候生料均化库也是一项对生料率值波动影响很大的因素。同样的圣龙水泥厂也存在许多不足，包括设备的缺陷以及工艺设计的不合理，造成了生料的成分波动很大。尤其是圣龙早期生产时存在很多方面的问题。比如：早期生料均化堆场在早期操作不当，以及取料机故障停车的时间及频率过高，采用紧急下料口下料，圆形均化堆场本身的均化效果等等，这些都在影响着生料成分的波动，影响着生料率值的波动。（1）圣龙配料站同样也存在一些因素影响生料率值。4台TDGSK型号的皮带秤的精准性有一定的质疑性，并且维护时间周期较长，皮带秤的环形皮带常出现撕裂、起毛边这种现象并且早期现场岗位并没有认识到混仓的危害性，与中控联系不到位等等。这些因素都是对生料率值有很大的影响。（2）圣龙水泥厂原料粉磨设计存在磨头仓，磨头仓的设计就是为了提高生料磨的运转率，避免一些小的问题使原料磨停磨，带来较大的损失。但是磨头仓同样有一定的弊端，物料在磨头仓内存在离析作用，像砂岩、铝矾土这样小颗粒物质会集中聚集在下方，造成生料成分的波动。同样磨头仓存在堵仓，喷仓的可能性，这都是生料率值波动的原因。最重要的一点是原料磨的排渣入斗提后入的是磨头仓，这对生料率值波动很大。（3）生料均化库也是在均化设备中最重要的设备，生料均化库就是在生料入窑之前，将生料充分均化，如果生料均化库均化效果不好，直接影响熟料质量。圣龙水泥厂在早期均化库存在一些小问题，例如密封不严，库底斜槽堵塞，固定区时间周期不合适，造成漏斗流不明显，没有达到“横铺竖取”的效果，造成生料均化效果不好。（4）圣龙水泥厂原料粉磨车间采用的为两台直径为3.7m的立磨系统，单线的生产能力可达到180-200t/h，双线生产能力理论最大可达到400t/h。但是在单线运行与两台立磨同时运行时，对生料率值影响不同。单系统运行时与双系统开启时，生料率值会有一定的偏差，初步分析是窑灰成分的加入对生料率值产生的影响。综上所述，唐山圣龙水泥厂原料粉磨车间存在大大小小的问题，每个问题都会影响生料质量波动，都需要找到解决的办法。2.2.1 石灰石均化库对生料率值波动的影响原料的化学成分波动是影响生料率值稳定性的原因之一, 水泥厂设置原料预均化堆场的目的即通过稳定原料化学成分提高生料率值稳定性。预均化堆场是将一种或几种物料在运输与储存的过程中, 同时将物料混合均匀。它主要由进料主皮带机、堆料装置、料堆、取料装置、出料主皮带机和取样装置等六个部分组成。现在水泥厂主要应用的预均化堆场主要有两种类型的，一种为圆形堆场，另一种为矩形堆场，两种堆场都有各自的优点和缺点。但是都能够达到均化的目的，各个水泥厂根据自己的情况选择合适的堆场。预均化堆场的工作原理是, 堆料机连续地把进料按一定的方式堆成许多相互平行, 上下重叠的料层, 每一层的物料重量基本一致。料堆堆成后, 其中的料层数目多达数百层。这样的堆料过程, 其作用就是将进入堆场的物料尽可能地均匀铺开。堆料时, 在进料主皮带机上连续地或间歇地取样分析, 可以及时掌握进料的成分波动情况和料堆的总平均成分。堆成后, 取料机则按垂直于料层的方向, 在一定的截面上尽可能地同时从所有的料层上切取一定厚度的物料, 通过出料主皮带机运往下一道工序。取料机依次循序地往前推进, 直到把整个料堆的物料取尽。在这样进料、堆料、取料、出料的过程中, 同时也完成了物料的混匀作业4。圆形预均化堆场和矩形预均化堆场的原理基本相同，圆形堆场其改进之处在于将两个分开的料堆合并成一个连续的料堆, 堆、取料机由往返的直线运动改为同一方向的圆周运动,堆料机在料堆的前端堆料, 取料机则在料堆后端取料。如图4所示：图4 圆形预均化堆场取料示意图图中1为料堆前后的间隙；2为取料机位置（堆头）；3为料堆；4为堆尾即布料机正在布料。圣龙水泥厂选用的为圆形预均化堆场，与矩形均化堆场相比，圆形均化堆场有很多优点。例如：1. 占地面积小，在容量相同的情况下，圆形预均化堆场比长条形的少占地40 %左右。这是因为长条形堆场的堆料区和取料区的比为50: 50 ,而圆形的约为60 : 40。2. 由于圆形预均化堆场的取料机只有一个方向运动(就象湿法厂料浆池的大车一样绕中心轴转动)，而长条形预均化堆场的取料机是往复运动。所以圆形预均化堆场不存在处理料堆端锥的困难。3. 由于附属设备少, 基建量也少, 所以圆形预均化堆场的总投资比较低, 生产费用也低。4. 圆形预均化堆场的进料方法一般是形成纵向倾斜的人字形料堆。虽然也可以用纵向水平的人字形堆料法, 但这样外圈的直径比内圈大, 对预均化效果不一定有利, 所以现在己较少采用。不过, 在堆料机每一次往复后, 堆料区稍往前移一段距离, 所以料堆的外端和内端曲线呈抛物线状(见图4 )。与长条形预均化堆场相比，圆形的堆料机的往复回转范围, 即堆料长度较小，因此在进料量和堆料机速度相同的条件下, 它所形成的堆料层数则较多。相应地，取料时所切割的料层数也多远大于长方形预均化堆场取料的层数。实践证明圆形预均化堆场更适用于原料成份波动较大或者几种原料联合预均化的场合。虽然从理论上说圆形均化堆场有很多优点，但是在实际使用当中也存在很多问题。如果圆形预均化堆场没有达到理论的布料层数，其均化效果要远远小于矩形预均化堆场。圆形预均化堆场在布料时存在较大的边缘效应，在外围的生料粒度要比内径的生料粒度偏大，这是圆形均化堆场无法克服的。这一点圆形均化堆场是无法与矩形均化堆场可比的，矩形均化堆场能够很好的消除边缘效应，带来更好的均化效果。圆形均化堆场均化效果没有矩形堆场那么理想，尤其是在石灰石均化库在料层厚度在还未达到一定厚度时，取料机就开始取料。就有可能带来比较大的生料率值波动。唐山圣龙水泥厂在早期时，由于磨操作员为新人，在这方面没有一定的经验。存在操作一些问题，当石灰石料层还未达到合格时，就开启取料机开始取料，造成生料率值的波动。均化堆场要求原料布料层数越多，料堆越高，均化效果越好。同样，唐山圣龙水泥厂石灰石均化堆场有为预防取料机故障，而设计了紧急下料口。但是在取料机出现故障时，不能快速的排除取料机的故障，长时间使用紧急下料口，但是未采用有效的配料制度，而不能有效的减少因未均化而带来的偏差。2.2.2 调配站对生料率值波动的影响2.2.2.1 皮带秤称重准确性对生料率值的影响皮带式定量给料机（简称皮带秤）是水泥生产中计量和配料的最常用设备。影响皮带秤计量精度的因素是多方面的，就其产品本身的质量而言，影响其精度分机械部分和电气部分,就其使用角度而言还取决于皮带秤的选型、安装位置的选定和安装质量及维护。唐山圣龙水泥厂采用的为TDGSK型号的皮带秤。如下图 5所示：1)主动滚筒：主动滚筒由减速电动机拖动，进而带动皮带转动；2)从动滚筒：通过调节张紧滑座的螺丝，改变从动滚筒的位置，可以调节皮带的张紧和跑偏；3)十字簧片：用于秤体和称量框架的连接；4)张紧滑座：皮带秤调节跑偏和张紧机构；5)称量框架：皮带秤传力机构，将皮带上物料负荷信号均匀地传输至传感器；6)自动张紧轮：使皮带保持一定的张紧度，并使皮重在很小的范围内变化；7)下料斗：完成从料仓向皮带上均匀供料，调节闸门开度，可改变皮带上料层厚度；8)减速电动机：皮带秤的驱动装置，带有测速装置，负责将角速度转换为控制器可识别的速度信号；9)传感器：将皮带秤上质量转换为电信号传输给控制器；另外，秤体的上表面上分布着很多小托辊，根据功能可分为称量托辊和承重托辊。在这就不在详细介绍皮带秤的工作原理，简单的说为:通过动态检测皮带单位长度上的物料重量(单位荷重)q和皮带速度v，将两个信号相乘得到瞬时流量Q，再经积分运算或累加运算得到一段时间内输送物料的累计流量W 。既然是动态的称量就很有可能存在称量误差，如何克服这个误差就需要专业的调试以及定期的校正以及保养很重要5。唐山圣龙水泥厂在早期投产时，由于调配站这皮带秤称量不精准，造成生料率值对于目标率值有一定的波动。主要体现在几个方面：（1）换季以及天气状态不佳时，比如大风，强降温等气候，出现较大的温差时，因为皮带为胶质成分，存在一定的热胀冷缩，同时水平张力会有一定的改变。这种改变都会影响皮带的准确程度。唐山圣龙水泥厂早期时调配站没有防护措施。皮带秤以及辅料仓都直接暴露在露天中。所以外界天气温度对皮带秤有很大的影响，同时也可能影响仓下料的顺畅。尤其在冬天，温度比较低时，如果辅料中水份较多时，黏性增大，或者出现结大块现象，很容易在仓锥体下料部分堵塞。造成下料不精准，影响生料率值（2）皮带秤长时间运转，以及巡检不及时，皮带秤出现一些不利于称量准确的因素。比如有大块物料卡料，并且卡在称量的传动轴。致使称重系统十字簧片压死，无反应，压力传感器不受力，从而造成配料秤飞车，这种情况会出现比较大的影响。同样如果皮带秤的环形皮带出现撕裂、划伤以及跑偏，环形皮带时有跑偏，刮蹭秤体，致使皮带转速忽快忽慢，影响配料计量稳定性及准确度，都会影响皮带秤的精准程度。(3)混仓现象也是常见的对生料率值影响较大的一项。有时候由于岗位的巡检没有到位，中控操作员与现场联系不到位，在辅料补仓时，因为皮带存有一定的残料，会随皮带到其他的辅料仓，会造成混仓现象。在给配料站配比时，皮带会根据一定的配比下一定料。但是混仓后辅料的成分会有很大的不同，造成实际下料和理论下料很大的差距，自然生料率值就会出现很大的波动。综上所述；调配站也是一个很容易出现问题的地方。同样，生料率值的波动也有很大一部分和调配站有关。2.2.3 生料磨头仓及排渣对生料率值的影响自从水泥企业蓬勃发展后，企业逐渐发现磨机的运转率很低，给企业带来很大的损失。但是磨机的运转率低并不是磨机的故障，而是其他一些上游设备的小故障导致磨机停运。经过长时间的摸索，引进了磨机前加个小仓的概念。俗称为：“磨头仓”。磨头仓的作用就是暂贮、缓冲物料作用,通俗的讲就是当上游设备出现小故障时，磨机不会立即停运，可以依靠磨头仓的物料运行一段时间，在故障排除后可以给磨头仓补料。这一举措使磨机的运转率得到了很大的提高，所以磨头仓得到了很大的发展。但是带给磨机高运转率的同时，也带来了一些小的问题。最主要的是物料在磨头仓内出现离析现象与仓内蓬结或瞬时垮落喷溅以及磨仓的堵塞问题。当然唐山圣龙水泥厂在早期投产时也遇到了这些问题，直接导致生料率值的波动。如图1所示，圣龙水泥厂为了解决这个问题，全面分析了磨头仓。首先影响生料率值的原因主要有以下几点：（1） 唐山圣龙水泥厂原料粉磨线为2台直径为3.7m的立磨，两磨一仓的搭配，采用一个人字形倒料口下料。但是实际使用中A磨和B磨的下料粒度有很大的差别，A磨要比B磨的粒度普遍要大。这造成了A，B磨的生料率值的差异，尤其在单独开启一个磨机时，生料率值会有很大的波动。如表2；表2 单开磨机时生料率值对比项目时间KHSMIM单A磨的生料率值9:001.0212.611.5010:001.1982.591.4811:001.0202.651.52单B磨的生料率值9:000.9952.591.5010:000.9932.591.4811:000.9862.601.52（2） 唐山圣龙水泥厂原料磨排渣也存在一些问题。早期根据施工图设计为原料磨排渣经斗提直接送入磨头仓，但是在生产中与其他水泥厂对比逐渐发现排渣直接入磨头仓时生料磨的产量要比排渣直接入磨的产量低1%。同时生料率值的波动性要更大。因为如果排渣直接入磨头仓时，排渣从磨头仓仓位最上边到出磨头仓入磨时。需要很长一段时间，一般如果两磨同时工作喂料都在130t/h以上的话，磨头仓库重在250t，至少需要一个小时才能重新入磨粉磨。这种情况造成了生料的成分有很大的延时波动。同样带给生料率值的波动。综上以上条件，唐山圣龙水泥厂存在以上问题，致使生料率值有较大的波动。带来较大的控制难度。若想解决这个问题，只能从改造下手。想办法将A、B磨的磨头仓内物料的粒度控制在一定可接受的范围内，同时改造排渣入仓的问题，解决排渣成分延时的问题。2.2.4 IBAU均化库对生料率值的影响IBAU均化库均化原理：设计者的指导思想是利用大库“平铺竖取”与混合室连续激烈搅拌相结合的原理。生料入库来料经由库顶的八嘴生料分配器分别送到八条放射状空气斜槽送入库内，实现生料的“平铺”。库底出料沿周向分为8个充气区，卸料时由空气分配阀控制，轮流依次向八个区充气。充气时这个区的生料就产生膨胀和流态化，依次向中央混合室流动。当每个活化生料区下料时便产生“漏斗效应”，依靠重力下流的生料能够切割平铺的生料层，由此实现“平铺竖取”的均化功能。当生料进入混合室后由空气进行连续激烈搅拌均化。有资料介绍，一般重力均化效果（H1）可达2.83.5，气力均化效果（H2）可达3.03.5，整个均化效果H= H1H2=815，但设计思想与实际相差甚远，经实测均化效果只有11.2。下图为IBAU型均化库简单图示；图6 IBAU均化库示意图唐山圣龙水泥厂采用的为单个IBAU均化库库底带有库容60t的混合仓。该均化库能够连续均化，并且该均化库有卸空率高，边壁效应小，能长期运行且能够保持良好的均化效果并且运行电耗低等优点。但是在使用初期效果不好，经常出现入窑生料和出磨生料同步波动的现象，即人窑物料成分随着出磨物料成分的波动而波动，造成了生料率值有很大的波动，同时给窑系统的连续稳定操作带来了很大的影响。出现入窑生料和出磨生料同步波动的现象，初步分析为生料均化库没有起到生料均化的作用，而是作为一个容器库使用了。造成这种现象的原因有很多因素，圣龙水泥厂早期存在几点，简单分析为：1）库顶量库孔、人孔门及料位计等处密封不彻底，雨水顺着缝隙直接渗人库内，在库壁上鞘结大量物料。在生产初期，频繁遭遇阴雨天气，人库斜槽与斗式提升机法兰连接处防雨措施差，下雨易进水，多次处理都不彻底，致使将近一半的下料充气斜槽充气帆布被潮湿物料糊死，斜槽风机鼓风充气时，这几个斜槽不透风，物料在此处堆积导致堵塞不下料，造成物料不能实现“平铺”。2) 卸料的方式和间隔控制时间不合理。根据设备使用说明书介绍，在往混合仓下料时，8个下料区中应有2个区同时下料，其中1个为固定区，另外1个为活动区。1-2d更换一次固定区，活动区下料时间设为11min，共77min为一个循环。均化混合仓内分为内外环供气区和卸料供气区，外环区分为8个区，轮流供气，初步设置时间间隔为3min，一个周期为24min;内环区分为4个区，轮流供气，初步设置时间间隔为5min，一个周期为20min。在实际生产中发现均化混合仓的料位波动较大，很不稳定，有时料位迟迟上不来，有时又会突然发生跑料，严重影响窑喂料的稳定6。3) 窑磨不同步操作，在生产初期，由于窑的喂料量少及各种临时停车导致生料磨产量富裕较大，均化库经常满库出现颗粒分级现象，粗粒级物料沉降，细粒级物料上升。由于出磨生料加上窑回灰一同进入均化库，而回灰的细度明显小于生料，这时库内生料颗粒分布更宽，离析作用更明显，当库内物料由于库满或其他原因保持只出料不进料时，会造成粗颗粒先于细颗粒卸出，从而造成入窑生料饱和比连续偏低或偏高的现象。经过多次检测库满停机时的入窑生料发现，当出库生料正常时，细度也稳定,一旦出库生料饱和比上升时，细度也明显下降。2.2.5 窑灰对生料率值波动的影响自从新型干法生产线开始应用以后，利用出预热器废气做热源烘干生料，这种方法把热量带入生料磨的同时，也带入了窑灰。窑灰成为了主要影响生料率值波动的因素之一。同时在不同的情况下（停磨与否）窑灰对入库生料率值的影响程度是不同的。唐山圣龙水泥厂采用的是A、B两套原料粉磨系统，考虑到A、B两套系统在一套出现故障时，另一套可以保持低产量继续生产。但是在实际使用中两磨系统带来了高运转率的同时也带来了一些其他问题。如下图所示圣龙生料粉磨系统流程图：图7 A、B两套粉磨系统示意图窑灰化学成分与生料化学成分差距很大, 表3是几次停磨后所取的窑灰与正常生料化学分析结果对比。表3 窑灰与正常生料化学成分分析日期化学成分/%率值SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2OKHSMIM2010-09-2510.413.801.9643.081.540.721.2411.811.942010-09-2610.474.001.9643.951.540.751.2501.762.042010-10-1011.393.751.9443.910.880.711.1752.001.932010-10-1110.583.531.8244.320.880.671.2741.981.94正常生料13.923.212.1843.061.230.560.97842.581.47从表3中看出，几次分析结果有一定的差别，但是趋势是一致的，同生料率值相比,KH高,SM低,IM高,这样的结果与原料的易磨性有关。从预热器飞出的窑灰是颗粒小的生料组分，因为石灰石和高岭土中的高岭石易磨性好，而砂岩( 以石英为主) 、高岭土中的石英以及铁矿石的易磨性较差, 所以生料中细小颗粒多数是石灰石和高岭石的颗粒。而粗颗粒中石英和铁矿石颗粒占的比重较大一些, 这一点也可以通过试验得到证明，取一生料样, 部分做细度检验,然后分别把原样、筛余样和筛下样做化学分析, 结果见表4。 表4 样品化学分