水分的变化对生料产质量控制的影响及处理方法

1、水分对生料的影响合肥水泥研究设计院 杨刚 刘恩睿 葛骏浩在生料的质量控制中，常常出现Tc值符合控制指标，而KH值偏离指标较多的情况，其原因与原料成分已发生改变而未及时调整配比，或者原料成分虽未发生变化，但配料时未严格按照配比执行等因素有关。但物料水分变化引起的KH值波动，却往往被忽视。1、物料水分的变化对配料的影响水泥各种原料都含有一定的水分，并随季节和气候的变化而波动。水分的变化，即影响生料配比的准确性，同时对粉磨构成影响。1.1对检验数据的影响出料生料控制的检验，大多数水泥厂均是带水分测定Tc、Fe2O3。并进行生产控制的，而化学全分析时一般都对样品先烘干再进行检验，这就导致同一试样因水分

2、不同而使Tc值的控制值T与分析值T间存在差值。分析值T总要高于控制值T，两者的关系如下： T T=100 （1） 100-M式中： T 分析Tc值（%） T 控制Tc值（%） M 生料总水分（%）从式（1）中可以看出，当某种或几种原燃料水分发生较大变化时，生料的总水分发生变化时，所测定的湿基分析值与干基控制值相差为Tc，此值随生料水分M的增加而增加，并随Tc值的升高而增大，例如：当T=70.00，M=1时：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不变时，即：T=70.00，M=2时： 70.00T=100=71.34，Tc=1.34

3、100-2可见，即使以相同的Tc值控制生料，但由于原料水分的变化，Tc也随之增大。根据立窑水泥企业质量管理规程规定：出磨料Tc允许波动范围为0.5%。按此计算，当生料总水分偏差达到1%以上时，Tc标准偏差均超过0.5%，这就带来生料Tc的波动范围增大。例如，某厂某一阶段出磨生料Tc控制范围是70.500.50%，即Tc在70.0071.00%之间为合格，此时的合格率达到75%，平均Tc也在控制范围内。但在相同条件下，由于生料水分实际增加了1%，其实际测定值Tc平均值超出了控制范围，合格率也只有25%，两个控制阶段的测定值见表1。表1 某厂两个生产阶段的Tc实际测定值序号12345678平均值原

4、始水分的Tc值70.6370.8870.5069.8870.2570.7570.2370.5070.58水分增加后的Tc值71.3471.6071.2170.5970.9671.4671.9771.2171.29其中，4#样为69.88%，超过了允许波动范围，如果这时按控制值70.500.50去调整，势必增加石灰石，减少粘土来提高Tc值。同样，5#样的测定值70.25%，看似接近中心值，而实际Tc值则为70.96%，已经接近上控线，其结果导致Tc总体偏高。这对于原料均化较好，Tc合格率较高的厂来讲，影响不是很大，但对于不少原料成分波动较大，Tc合格率相对较低的厂来说，就不可忽视。生产中若Tc控

5、制在70.50%左右，要使Tc在0.5%以下，按T=T/100-m100=Tc/100计算，则M至少要控制在0.71%以下。大多数水泥厂其生料水分偏差一般都在0.51.5%之间，多雨季节往往达到2.0%以上。因此，严格控制水分是准确配料的关键，这应引起足够的重视。1.2 对配料的影响生料配料计算时，一般都是根据各种物料的水分，换算成对应湿物料的实际需要量，这时通过对Tc值、Fe2O3、含煤量等指标的控制来控制生料KH值，如果这时各种物料的成分没有变化，仅仅是某种或几种物料的水分发生变化时，就会引起实际配比与配料要求的差异。当某种物料水分增大时，所增加的水分就会当作该物料而配入，造成该物料的实际

6、配比低于配料要求。因此，尽管正常喂料，而出磨生料的化学成分也不能达到规定的要求。以配料举例说明，某厂原燃料分析数据见表2。表2 各种原燃材料化学成分原料SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOLoss石灰石2.421.140.5252.930.3942.02粘土68.4013.703.681.121.476.20铁粉11.365.1965.187.771.032.40煤灰47.8029.288.735.931.91煤10.226.271.871.270.4178.60 注：（1）煤工业分析：Aad=21.40%,Qnet=25979KJ/Kg。 (2) 煤的烧失量=（1-Aad）100%,Si

7、O2等其他成分为“煤灰中的各成分Aad”假设他们所含水分不再波动，其配料组成见表3，计算的生料三率值为：KH=0.95，n=1.94,p=1.14。表3 不含水分的生料配比原料配比（%）SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOLoss石灰石75.01.820.860.3939.700.2931.52粘土14.09.581.920.520.160.210.87铁粉3.00.340.161.960.230.030.07煤8.00.820.500.150.100.036.29生料100.012.563.443.0240.190.5638.75如果这时粘土水分增加1%，那么就有0.14%的水分被当作粘

8、土配入，使粘土的实际配比只有13.84%，这时的配料计算结果见表4，据此计算的生料三率值为KH=0.96,n=1.94,p=1.14。表4 相同条件下粘土含水1%时的生料配比原料配比（%）SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOLoss石灰石75.01.820.860.3939.700.2931.52粘土13.869.481.900.510.160.200.86铁粉3.00.340.161.960.230.030.07煤8.00.820.500.150.100.036.29生料99.8612.463.423.0140.190.5538.74可见，n、p基本没有变化，但KH却升高了0.01。相反

9、，如果粘土成分降低1%，所减少的水分被粘土所取代，使粘土的实际配比高于配料要求，KH要降低0.01。在实际生产过程中，水分的变化往往都不止1%，而且还会出现几种物料的水分同时变化的情况。这就使KH的波动范围更大。煤的水分主要影响生料中的热含量。按表2中的配料计算，其生料热含量要求为2090KJ/Kg，煤配8.0%，当煤水分增加1%时，煤的实际配比为7.92%，这时生料热含量为：7.92%25979=2057KJ/Kg，这就使配热不足，反之则配热过多。煤质较好时，煤的水分变化对生料配热影响较大，而对成分影响较小；煤质较差时，对生料的化学成分影响较大，两者都影响配料的准确性。1.3 对粉磨的影响原

10、材料所含水分偏高时，物料的流动性较差，磨机下料管、提升机、料库进、出料口等处易发发生粘堵，下料不畅，造成物料断料及输送困难的产生，直接影响到配料及喂料的准确性。尤其是水泥均化库对水分的影响十分敏感，一些厂的均化库不能正常使用，主要原因之一就是由于生料含水量偏高所至，由表5可见，水分对生料磨机产量及电耗的影响更大。表5 不同水分条件下的生料磨产量对比入磨水分%产量（t/h）单位及规格0.81.02.002.503.003.50安徽狄港水泥厂2.26.5/M1512.811不能生产江西南城县水泥厂2.26.5M闭路2018.715.514.2不能生产2、应对措施：2.1 采用高效节能烘干技术：进厂

11、原材料（除石灰石外）均应进行烘干处理，烘干后的水分应低于23%以下。为确保其烘干效果，可对传统烘干系统进行必要的技术改造，选择快速沸腾烘干技术和新型组合式扬料装置等有效烘干设备，通过合理控制物料在烘干机内的停留时间，以较底的煤耗强化热交换和物料水分的蒸发强度等技术手段，来确保出机物料水分低于23%。目前，快速沸腾烘干技术的应用相对与传统烘干工艺，已达到增产80120%，节煤50%以上的生产效果。2.2 加强物料水分控制管理水分的变化使配料的准确性受到影响，铁粉水分的变化主要影响生料中Fe2O3的稳定；石灰石、粘土的水分变化对生料成分和率值都有影响。而煤水分的变化则还要影响到生料的热含量。因此在生产控制中要注意加强对水分的控制，可采取以下措施。（1）水分的变化主要影响配料和粉磨两个环节，要求各环节都要加强控制，尤其是多雨季节和南方地区，每班至少测定一次生料的水分，及时调整Tc值，控制指标应根据生料水分的大小按实际情况下达。（2）统一基准，对测定Tc的生料