水泥生料配料工艺及工况分析
1、水泥生料配料工艺介绍
图1、水泥生料配料环节流程示意图
水泥生料制备一般采用钙质原材料和硅铝质原材料，即石灰石，粘土质材料以及少量的校正原料。

如图1所示由喂料控制器给皮带秤指令控制四种原材料按照一定的比例输出。

经由皮带秤运输至生料磨，磨好的水泥生料经过空气斜槽，提升机运输至均化库。

化验室会在空气斜槽一处进行取样化验，以此来监控水泥生料的质量避免生产的水泥生料质量较差对后面的生产环节造成恶性影响。

而本课题所在的水泥厂引进的近红外在线分析仪安装在空气斜槽上，对水泥生料粉磨成分进行实时监测，然后传输至控制软件经过对传输过来的数据进行处理进而实现了对水泥生料生产的自动控制生产。

2.近红外线在线分析仪介绍
近红外在线分析仪是使用近红外技术获取无机原料的化学成分，将这一敏感的分析方法与先进技术的光普仪相结合，对水泥生料成分进行实时检测。

如图2所示其测量原理是通过卤素灯泡发出近红外区间的光线照射到物料上，根据其矿物成分的不同，物料会按照特点的波长和特定的长度吸收部分光线的能量。

傅立叶变换光谱仪连续扫描物料表面并分析近红外范围内所吸收的光谱和强度，将扫描分析的光谱按每分钟计算平均值并将结果发送到控制软件。

图2 近红外分析仪分析原理图
图3 近红外线在线分析仪
3、影响水泥生料配料工况因素分析
影响水泥生料工况的波动主要因素是原材料成分变化引起的。

虽然水泥企业在购买原材料时每次都会对入场的矿石进行全分析化验出原材料成分，但由于采样具有随机性、片面性因此化验结果并不能代表整个料堆，而且现场预均化效果不好，因此出现了工况波动的情况发生。

水泥生料配料是一个非线性大滞后环节，出来原材料成分变化影响外其他影响因素也较多，因此水泥生料成分控
制比较困难。

主要包括以下几个方面:
1.控制要求的影响，四种原材料所含的Ca , Si , AL不变的，正是因为其变化才导致了现场变化复杂的情况。

率值来作为衡量生料质量的标准，即石灰石饱和系数KH,公式为:
硅酸率和铝氧率所允许的波动范围都在±0.1，而石灰石饱和系数允许的波动范围在±0.02，因此硅酸率和铝氧率相比石灰石饱和系数较为容易的控制。

绝大多少的水泥厂控制的硅酸率和铝氧率合格率都很高，但石灰石饱和系数合格率较低。

正是因为石灰石饱和系数允许的波动范围较小才造成三率值的控制比较困难因此对石灰石饱和系数的控制最为重要。

本文所依托的水泥厂并未采用硅氧率作为指标，而是采用铁率(水泥生料含铁量)作为指标允许波动范围仍为±0.10
2.称的精准度以及跟随性，四种原材料是按一定比例进行搭配，运输到生料磨。

如若称的精准度和跟随性出现问题，不能按照喂料控制器所给的比例进行搭配，有可能导致生料成分不合格，甚至有可能会对后面的锻烧工艺造成影响。

只有保证称的准确性和跟随性才有可能生产出理想的生料。

3.原材料成分化验，一般化验室对均化场的原材料十多天或者一个月化验一次来看原材料是否变化，如若变化则告诉操作人员。

但是仅一次化验并不能代表这一个月内的原材料成分，而且其采样样本也不一定能够代表原料场内所有的的原材料成分含量。

4.人为因素的影响，现场操作员有时因一时大意导致配比比例和没有达到100%或者输错配比导致的配比不合理。

当发现时己经对生料成分造成了影响，当修正时会有一段时间的震荡发生。

4水泥生料配料工况分析
水泥生料配料工况是指在特定的时间点，水泥生料配料过程的整体运行状态。

主要表现为其参数长期有变动，短期内存在一定的波动范围。

根据生料配料工艺的特点以及长期积累的经验，对现场工况划分为水泥生料调配运行工况和水泥生料原材料成分变化工况以及设备工况。

4. 1原材料调配运行工况
在水泥生料自动生产过程中主要是根据在线分析仪检测到的水泥生料三率值的趋势变化以及和指标的偏差进行配比调节，因此将处理后的数据趋势变化称为原材料调配运行工况。

选取出水泥生料的三率值作为参考量，对水泥生料三率值变化进行定性趋势分析再计算出配比调节种类从而做出工况划分。

结合水泥生料配料工艺特点及人工经验，根据三率值的实际运行趋势大致可分为上升，下降，平稳三种趋势。

工况可分为:不需要调节，需调节两种配比，需调节三种配比，需调节四种配比。

4. 2原材料成分变化工况
由于影响水泥生料质量的关键参数是水泥生料含Ca和s}的量，含这两种成分主要的原材料是石灰石砂岩和泥岩。

因此这三种原材料成分的变化会对水泥生料生产造成一定的影响，大致可分为成分含量正常、较多、较少。

4. 3设备工况
设备工况主要是指配料秤和在线分析仪的运行状态。

常运行状态，断料运行状态，异常状态。

近红外在线分析仪运行状态主要有:正常运行状态，配料秤的主要运行状态有:正异常运行状态。