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)熟料強度降低的現(xiàn)象，通過多種數(shù)理統(tǒng)計方法的綜合應用，探索熟料強度降低的原因，結(jié)合分析結(jié)果，達到優(yōu)化熟料配料方案，提高熟料強度的目的。關(guān)鍵詞：熟料強度；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)計院設(shè)計，原設(shè)計日產(chǎn)熟料720噸，年產(chǎn)水泥30萬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年進行NMFC型分解爐改造后，已達到日產(chǎn)1200噸熟料、年產(chǎn)60萬噸水泥的生產(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、學分析 28天抗壓強度 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，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)營效益。本文通過數(shù)理統(tǒng)計等方法的綜合利用，對近年的熟料質(zhì)量數(shù)據(jù)進行全面分析，以期找出熟料強度降低的原因，并以分析結(jié)果來調(diào)整水泥熟料生產(chǎn)，達到提高熟料強度的目的。二、影響因素分析為探索影響熟料強度的規(guī)律，筆者選用了因果分析圖，對影響

4、熟料強度的因素逐一分析，從原燃材料、配料、熟料煅燒及設(shè)備、熟料檢驗及檢驗設(shè)備等項目中，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 還原氣氛 立升重低 成型 比表面 細度 頁巖 MgO含量 CaO含量 鐵粉 砂巖 窯溫低預燒不夠 燒失量高 養(yǎng)護溫度 小磨試驗 煙煤 fCaO高 破型 SO3含量 生料秤 尾煤 KH影響 生料細度 小磨級配 頭煤 熟料三率值 石灰石 砂巖 振實臺 篦冷機冷卻 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 檢驗設(shè)備 圖1 影響熟料強度的因果分析圖通過對2001年以來原燃材料、配料、熟料煅燒及設(shè)備、熟料檢驗及檢驗設(shè)備進行分析對比

5、，總結(jié)出所有可能影響熟料強度的因素，并對這些可能因素進行量化分析，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原材料使用對比化學分析表 項目日期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上述因果分析諸多因素中可以量化的因素進行回歸分析，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)計方法算出熟料28天強度對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），以確認上述五因素對28天強度的相關(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)表項目回歸方程相關(guān)系數(shù)熟料KH對28天強度Y28d117.3KH48.2r0.890熟料SM對28天強度Y28d1.7SM51.8r0.807熟料IM對28天強度Y28d31.6IM 6.3r0.630熟料fCaO對28天強度Y28d61.36fCaOr0.690熟料MgO對28天強度Y28d59.41.4MgOr0.719熟料C3S對28天強度Y28d15.30.8C3Sr0.917熟料（C3SC2S）對28天強度Y28d2.6（C2SC3S）139.9r0.870從表4中可看出：1、KH

10、、SM、IM、C3S、（C3SC2S）與熟料28天強度存在正相關(guān)關(guān)系，其中C3S、KH 對熟料28天強度的相關(guān)系數(shù)較高，但IM對熟料28天強度的相關(guān)系數(shù)相對較低；2、fCaO與熟料28天強度存在負相關(guān)關(guān)系；3、MgO與熟料28天強度存在較強的負相關(guān)關(guān)系。從MgO與28天強度的回歸分析結(jié)果來看，MgO對熟料強度的負面影響不可低估，但這點可通過控制進廠石灰石中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)。故本文僅具體針對熟料的三率值進行分析對比，通過對熟料強度及水泥適應性較好的2002年熟料質(zhì)量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，將這些統(tǒng)計分析結(jié)果進行

11、樣本分類并做正交分析，以總結(jié)出熟料強度及水泥適應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年熟料的實際質(zhì)量數(shù)據(jù)情況，選用三水平正交試驗表L9(34)（見表5）做優(yōu)化選擇，三水平試驗表及分析結(jié)果分別見表5、6、7、8。表5 三水平正交試驗表試驗號列號12 3 111 1 212 2 313 3 421 2 522 3 623 1 731 3 832 1 933 2 表6 三水平試驗表項目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 正交試驗綜合分析表項目試驗樣本數(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 三水平試驗結(jié)果表試驗水平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三個水平試驗結(jié)果之和（28天抗壓強度Mpa）。同一因素的三個水平中K值高，則該水平就好，對強度貢獻就大；相反，K值小，則該水平就差，對強度貢獻就?。籖是三個水平的極差，極差的大小反映了該因素對試驗結(jié)果的重要程度。從表8的R值中可看出，三率值對熟料28天強度的影響程度，以熟料KH對強度影響最大，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含量相應較高，水泥熟料對外加劑的適應性就相對較差?？紤]水泥與外加劑的適應性問題，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值分別調(diào)整為：KH：0.890 SM：2.65 IM：1.60。五、結(jié)束語按上述方案實施后，熟料強度得到明顯提高，據(jù)連續(xù)二個月的質(zhì)量統(tǒng)計，28天平均強度達到57.53Mpa（見表9）。表9 5月、6月熟料質(zhì)量分析數(shù)據(jù)表日 期化學分析 28天抗壓MPaMgO %FCaO %KHSMIMC3S %C2S %C3SC2S5月2.880.