優(yōu)化配料方案提高熟料質(zhì)量

1、優(yōu)化配料方案 提高熟料質(zhì)量北京新港水泥制造有限公司 楊德昌 摘要：根據(jù)熟料強(qiáng)度降低的現(xiàn)象，通過多種數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的綜合應(yīng)用，探索熟料強(qiáng)度降低的原因，結(jié)合分析結(jié)果，達(dá)到優(yōu)化熟料配料方案，提高熟料強(qiáng)度的目的。關(guān)鍵詞：熟料強(qiáng)度；配料；因果分析；回歸分析；正交分析一、引言北京新港水泥制造有限公司是一家由天津水泥設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，原設(shè)計(jì)日產(chǎn)熟料720噸，年產(chǎn)水泥30萬(wàn)噸的中小型水泥企業(yè)，近年經(jīng)多次技術(shù)改造，特別是2001年進(jìn)行NMFC型分解爐改造后，已達(dá)到日產(chǎn)1200噸熟料、年產(chǎn)60萬(wàn)噸水泥的生產(chǎn)規(guī)模。此前熟料質(zhì)量均較正常，但近期卻出現(xiàn)熟料質(zhì)量下滑現(xiàn)象（見表1）。表12001年2004年熟料質(zhì)量數(shù)據(jù)分析表年份化

2、學(xué)分析 28天抗壓強(qiáng)度 MPaMgOfCaOKHSMIMC3SC2SC2S2001年2.10 0.96 0.883 2.68 1.68 53.46 76.76 53.1 2002年2.17 0.84 0.891 2.62 1.58 53.26 76.57 56.3 2003年2.34 0.83 0.889 2.71 1.56 52.78 76.40 53.6 2004.13.29 0.96 0.884 2.66 1.50 50.89 75.96 53.8 2004.23.68 1.14 0.881 2.69 1.49 49.32 75.62 53.4 2004.32.69 1.06 0.895

3、 2.64 1.48 51.02 76.31 51.4 2004.43.41 1.01 0.887 2.74 1.47 51.42 75.80 51.0 從表可看出，熟料質(zhì)量從2003年開始呈日逐下降的趨勢(shì)，在某種程度上影響了水泥質(zhì)量的穩(wěn)定性，為穩(wěn)定出廠水泥強(qiáng)度，在水泥生產(chǎn)控制過程中，只好采取提高出廠水泥比表面積，降低混合材摻加量等措施，從而在一定程度上影響了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益。本文通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方法的綜合利用，對(duì)近年的熟料質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，以期找出熟料強(qiáng)度降低的原因，并以分析結(jié)果來調(diào)整水泥熟料生產(chǎn)，達(dá)到提高熟料強(qiáng)度的目的。二、影響因素分析為探索影響熟料強(qiáng)度的規(guī)律，筆者選用了因果分析圖，對(duì)影響

4、熟料強(qiáng)度的因素逐一分析，從原燃材料、配料、熟料煅燒及設(shè)備、熟料檢驗(yàn)及檢驗(yàn)設(shè)備等項(xiàng)目中，共分析出大小因素30條，如圖1所示原燃材料 石灰石 熟料煅燒 熟料檢驗(yàn) 還原氣氛 立升重低 成型 比表面 細(xì)度 頁(yè)巖 MgO含量 CaO含量 鐵粉 砂巖 窯溫低預(yù)燒不夠 燒失量高 養(yǎng)護(hù)溫度 小磨試驗(yàn) 煙煤 fCaO高 破型 SO3含量 生料秤 尾煤 KH影響 生料細(xì)度 小磨級(jí)配 頭煤 熟料三率值 石灰石 砂巖 振實(shí)臺(tái) 篦冷機(jī)冷卻 抗壓夾具 生產(chǎn)設(shè)備 效果差 n影響 p影響 配料 原料配比 檢驗(yàn)設(shè)備 圖1 影響熟料強(qiáng)度的因果分析圖通過對(duì)2001年以來原燃材料、配料、熟料煅燒及設(shè)備、熟料檢驗(yàn)及檢驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行分析對(duì)比

5、，總結(jié)出所有可能影響熟料強(qiáng)度的因素，并對(duì)這些可能因素進(jìn)行量化分析，四年所使用的原燃材料分析數(shù)據(jù)變化見表2、表3，熟料分析數(shù)據(jù)表見表4。表2原材料使用對(duì)比化學(xué)分析表 項(xiàng)目日期LOSSSiO2AL2O3Fe2O3CaOMgO堿含量石灰石2001年41.72 3.92 0.97 0.31 50.88 1.36 0.29 2002年41.30 4.23 1.07 0.41 50.79 1.34 0.23 2003年41.26 4.21 1.51 0.37 50.19 1.81 0.25 2004年41.69 3.91 0.99 0.40 50.37 1.82 0.30頁(yè)巖2001年5.14 64.50

6、 18.34 6.35 0.86 1.20 1.95 2002年5.06 65.29 17.39 6.21 0.90 1.38 1.79 2003年5.15 66.70 15.84 7.57 0.51 1.05 1.74 2004年5.00 65.20 17.30 7.16 0.41 1.44 2.15砂巖2001年0.17 95.20 2.02 0.60 0.11 0.15 0.82 2002年0.26 95.12 1.78 0.53 0.28 0.19 0.79 2003年0.18 94.79 2.24 0.61 0.11 0.08 0.82 2004年0.08 93.64 2.52 0.

7、51 0.09 0.36 0.81鐵粉2001年5.21 32.62 7.20 49.68 1.66 0.10 1.43 2002年4.83 37.81 4.73 45.81 1.15 0.49 1.59 2003年4.92 37.35 4.94 45.67 0.29 0.58 1.82 2004年4.72 36.72 5.05 46.83 1.14 0.39 2.04煤灰分2001年51.93 19.37 15.66 4.88 0.99 1.88 2002年52.00 18.70 17.63 4.86 1.19 1.51 2003年53.52 19.64 16.65 3.34 0.90 1.

8、33 2004年52.72 22.28 12.91 3.74 1.79 2.00表3煤工業(yè)分析表日期原煤水份 %干基水份 灰分 揮發(fā)份 發(fā)熱量KCal/kg發(fā)熱量KJ/kg2002年7.651.7610.2728.396903.5128856.672003年6.422.0810.7227.996813.0428478.52004年8.032.3512.2528.446598.6627582.42三、熟料回歸分析通過對(duì)上述因果分析諸多因素中可以量化的因素進(jìn)行回歸分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化較大的因素有熟料KH、SM、IM、fCaO、MgO。利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法算出熟料28天強(qiáng)度對(duì)上述五因素的回歸分析方程及回歸

9、相關(guān)系數(shù)（見表4），以確認(rèn)上述五因素對(duì)28天強(qiáng)度的相關(guān)性及影響程度大小。表4各因素線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)表項(xiàng)目回歸方程相關(guān)系數(shù)熟料KH對(duì)28天強(qiáng)度Y28d117.3KH48.2r0.890熟料SM對(duì)28天強(qiáng)度Y28d1.7SM51.8r0.807熟料IM對(duì)28天強(qiáng)度Y28d31.6IM 6.3r0.630熟料fCaO對(duì)28天強(qiáng)度Y28d61.36fCaOr0.690熟料MgO對(duì)28天強(qiáng)度Y28d59.41.4MgOr0.719熟料C3S對(duì)28天強(qiáng)度Y28d15.30.8C3Sr0.917熟料（C3SC2S）對(duì)28天強(qiáng)度Y28d2.6（C2SC3S）139.9r0.870從表4中可看出：1、KH

10、、SM、IM、C3S、（C3SC2S）與熟料28天強(qiáng)度存在正相關(guān)關(guān)系，其中C3S、KH 對(duì)熟料28天強(qiáng)度的相關(guān)系數(shù)較高，但I(xiàn)M對(duì)熟料28天強(qiáng)度的相關(guān)系數(shù)相對(duì)較低；2、fCaO與熟料28天強(qiáng)度存在負(fù)相關(guān)關(guān)系；3、MgO與熟料28天強(qiáng)度存在較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系。從MgO與28天強(qiáng)度的回歸分析結(jié)果來看，MgO對(duì)熟料強(qiáng)度的負(fù)面影響不可低估，但這點(diǎn)可通過控制進(jìn)廠石灰石中MgO的含量解決。由于fCaO跟三率值及窯況聯(lián)系較大，而熟料的C3S、（C3SC2S）又與熟料的三率值相關(guān)聯(lián)。故本文僅具體針對(duì)熟料的三率值進(jìn)行分析對(duì)比，通過對(duì)熟料強(qiáng)度及水泥適應(yīng)性較好的2002年熟料質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將這些統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果進(jìn)行

11、樣本分類并做正交分析，以總結(jié)出熟料強(qiáng)度及水泥適應(yīng)性最好的熟料三率值的最佳配伍組合。四、熟料正交分析根據(jù)2002年熟料的實(shí)際質(zhì)量數(shù)據(jù)情況，選用三水平正交試驗(yàn)表L9(34)（見表5）做優(yōu)化選擇，三水平試驗(yàn)表及分析結(jié)果分別見表5、6、7、8。表5 三水平正交試驗(yàn)表試驗(yàn)號(hào)列號(hào)12 3 111 1 212 2 313 3 421 2 522 3 623 1 731 3 832 1 933 2 表6 三水平試驗(yàn)表項(xiàng)目KHSMIM10.860KH0.8802.50SM2.601.45IM1.5520.8800.9002.602.701.551.6530.900 KH0.9202.70 SM2.801.65I

12、M1.75表7 正交試驗(yàn)綜合分析表項(xiàng)目試驗(yàn)樣本數(shù)率 值28天抗壓(MPa)KHSMIM0.860KH0.880370.8742.631.5855.600.880KH0.9002310.8912.621.5858.100.900 KH0.920500.9072.591.5856.002.50SM2.601080.8932.561.6056.002.60SM2.701950.8862.631.5757.902.70 SM2.80140.8832.721.5756.001.45IM1.55880.8912.621.5255.501.55IM1.651930.8922.621.5956.801.65I

13、M1.75350.8892.591.6856.80表8 三水平試驗(yàn)結(jié)果表試驗(yàn)水平KHSMIMR28（ MPa）10.8742.561.5255.70 20.8742.631.5956.77 30.8742.721.6856.13 40.8912.561.5956.97 50.8912.631.6857.60 60.8912.721.5256.97 70.9072.561.6856.27 80.9072.631.5256.47 90.9072.721.5956.27 K1168.60168.93169.13509.13 K2171.53170.63169.37K3169.00169.37170.

14、70R2.931.701.57表8中K1、K2、K3分別是因素KH、SM、IM三個(gè)水平試驗(yàn)結(jié)果之和（28天抗壓強(qiáng)度Mpa）。同一因素的三個(gè)水平中K值高，則該水平就好，對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)就大；相反，K值小，則該水平就差，對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)就小；R是三個(gè)水平的極差，極差的大小反映了該因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的重要程度。從表8的R值中可看出，三率值對(duì)熟料28天強(qiáng)度的影響程度，以熟料KH對(duì)強(qiáng)度影響最大，SM次之，IM最小。從表8的K值中可看出，其中KH因素中熟料強(qiáng)度最高的是2水平，即KH在0.8800.900之間最佳，SM因素也以水平為好，即SM在2.602.70之間為佳，IM因素則以水平為好，即IM在1.65為好。 據(jù)相關(guān)資料介紹，在水泥各組分不變情況下，如IM越高，則熟料中AL2O3含量相應(yīng)較高，水泥熟料對(duì)外加劑的適應(yīng)性就相對(duì)較差?？紤]水泥與外加劑的適應(yīng)性問題，熟料中IM 不宜控制過高，以降低熟料中C3A的含量，故將目前熟料三率值的控制目標(biāo)值分別調(diào)整為：KH：0.890 SM：2.65 IM：1.60。五、結(jié)束語(yǔ)按上述方案實(shí)施后，熟料強(qiáng)度得到明顯提高，據(jù)連續(xù)二個(gè)月的質(zhì)量統(tǒng)計(jì)，28天平均強(qiáng)度達(dá)到57.53Mpa（見表9）。表9 5月、6月熟料質(zhì)量分析數(shù)據(jù)表日 期化學(xué)分析 28天抗壓MPaMgO %FCaO %KHSMIMC3S %C2S %C3SC2S5月2.880.