李根
日昌升建筑新材料设计研究院有限公司 浙江省 杭州市 311100
摘要：生料配料控制既是水泥生产工艺过程控制和质量控制的关键环节，也是实现水泥生产过程自动控制和配料方案准确实施的重要技术手段。原料配料站作为水泥熟料生产线中的辅助车间,容易被设计人员忽视,会经常出现库底冒灰大和库底下料不畅等问题。本文根据作者多年从事水泥厂生产线的设计经验，对水泥厂原料配料站的工艺设计优化谈了一些作者自己的观点和看法，供大家借鉴和参考。
关键词：水泥厂原料配料站；工艺设计；优化
1、水泥厂原料配料站的主要作用
水泥厂原料主要有石灰石、粘土、砂岩和铁质原料,根据各水泥厂实际情况,也有采用硫酸渣煤矸石、碳酸钙纸渣等作为原料的。水泥熟料作为一种混合性的原材料，其要作为成品进行应用，就必定会有一个程序严格的配料过程，随着水泥品质要求的提升，一些先进的辅助原料也出于改善水泥应用性能的原因开始出现。在水泥生产的原材料中，石灰石以其极高的含量比例，成为生产水泥熟料的主要成分。原材料的配料站，其形式上是水泥配料站中的一个辅助性结构，并不参与核心的生产环节，但在其功能发挥的过程中，会对水泥原材料本身的性能和质量造成一定的影响。所以，从其实质功能上来说，其实际上是为水泥生产流程的顺利进行而服务的。原料配料站,既有储存作用,又有配料计量作用[1]，这就要求配料库能满足原料间倒运时间配料库下料通畅,配料精度高,以保证原料磨有合格的原料正常运转。其在水泥生产的过程中主要起到原材料配制、存储的目的。但配制、存储、运输的过程中，都会不同程度的对材料造成性质和状态上的影响。对于配料站在水泥厂运行过程中的工作要求，通常在于配料比例的精确度和配料应用流程的顺畅。
2、水泥厂原料配料站简介
根据水泥品种、原料的物理、化学性能与具体的生产条件，确定所用原料的配合比，称为生料的配料。合适的配料方案既是工艺设计的依据，又是正常生产的保证。配料包括原料的选择、熟料的组成设计与生料配料的配料计算。水泥厂制造硅酸盐水泥的主要原料是石灰质原料(主要提供氧化钙)和粘土质原料(主要提供氧化硅和氧化铝)铁质原料(主要提供氧化铁)，由于我国粘土质原料含氧化铁不足，使用天然原料的水泥厂，需用铁质校正原料，即采用石灰质原料、粘土质原料和铁质校正原料进行配料。
水泥厂配料的工作原理:水泥厂生料配料首先由化验室技术员从各原料堆场(石灰石、粘土、铁粉)取样，经过原料分析确认各物料的化学成份，化验室技术员根据化学成份，按工艺生产要求的生料中氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁的含量，通过配料公式计算得出各物料所占总体的百分比，技术员下发配料通知单给微机配料室，微机配料工就按照化验室技术员下的氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁指标对生料进行配料。水泥厂生料生产的配料工作是一个非常重要的工作，生料配料的好坏决定了熟料的锻烧操作，决定了熟料的质量。水泥厂现在一般采用电子皮带秤配料，配好的混合料通过磨机粉磨后，由荧光分析仪分析生料的化学成分并把化验结果输送给微机控制系统，微机控制系统对分析结果进行处理并与目标值比对，输出新的配料比给配料控制器，由配料控制器调整各种物料在总量中所占的百分比，保证出磨的生料的化学成分是合格的。
3、原料配料站的设计方案
原料配料站在粉磨系统中担负着不可忽视的重任，其主要作用有两个：一是原料储存，要求各个厂根据生产线规模和使用的原料情况确定每种物料的储期，特别是对于粘湿物料要减少储量；二是配料计量，要求每个原料仓底能下料顺畅，计量准确，以保证原料粉磨系统的正常运转，生产出合格的生料。
水泥生产一般使用的原料为石灰质原料（石灰石、泥灰岩、白垩）、硅铝质原料（粘土、页岩、砂岩）和校正原料（铁矿石、硫酸渣、铝矾土、自燃煤矸石）等。本项目在设计期间业主给出的原料为石灰石、铁矿石、砂岩和页岩，其中石灰石由自有矿山开采破碎后经过长皮带输送至厂内圆形预均化堆场，其它原料则通过汽车运输至厂内堆棚，堆放一段时间后经破碎机破碎输送至长形预均化堆场。根据工厂提供的原料种类，在设计时采用了混凝土圆库储存石灰石和钢板仓储存辅料的组合方案。考虑到石灰石水分不高，流动性好，石灰石库储量设计为850吨，锥体角度设计为60°，库底采用皮带秤计量；铁矿石钢板仓储量为100吨，锥体角度设计为76°，页岩钢板仓和砂岩钢板仓的储量均为150吨，其锥体角度设计为70°，三种辅料钢板仓底均采用链板秤计量取代传统的板喂机+皮带秤组合计量方案，链板秤是近年来逐渐采用的一种计量设备，由于其计量精度完全可以满足生产要求，特别是对于粘湿物料和高温物料（熟料），链板秤具有明显的优势。另外，考虑到实际生产时有可能增加其它品种的原料作为辅料，设计时特别增加一个备用仓，其仓底设计方案与页岩钢板仓相同。对于库底收尘系统，设计为库底单独放置收尘器取代从库底皮带机导料槽顶部引收尘风管至库顶收尘器的模式，使库底收尘系统与库顶收尘系统分开，互不干涉。其中石灰石计量称落料点处单独设计一台气震式箱体袋收尘器（处理风量6900m3/h），其它辅料由于水分高，灰尘不大，合用一台气震式箱体袋收尘器（处理风量6900m3/h）[2]。
4、水泥厂原料配料站的工艺设计优化
4.1在设计时，考虑到石灰石的磨蚀性比较大，故设计时尽量采用混凝土圆库，石灰石储库（石灰石含水不超过3%，夹土不超过5%），库底锥壁倾角可以控制在65°左右。
4.2粘湿物料储仓（粘土、页岩、砂岩、铁粉、湿粉煤灰、连同水泥配料中的石膏、火山灰、矿渣等），宜采用小库和浅仓布置，适当减少储存堆积时间，并加大锥体出料口的长宽比，仓底锥壁倾角要求不小于75°，并要求考虑设计人工清堵和机械振打清堵措施，尤其对于粘湿性较大的物料，一般在仓内壁设置树脂衬板等措施。
4.3计量给料设备选用时，对于流动性良好的物料，可选用传统的皮带计量秤；对于粘湿性物料宜选用链板计量秤，集强制卸料和定量称量于一体，控制方便，也可采用传统的在皮带计量称前加设运行速度较低的调速板式喂料机，用板喂机强制卸料至皮带秤后再进行计量。
4.4配料站收尘系统设计时，对于灰尘大的干性物料，宜选用处理风量大的气震式箱体袋收尘器，对于冒灰微弱或者没有灰分的粘湿性物料，宜设计为几种物料合用一套收尘系统，选用处理风量小的气震式箱体袋收尘器。对于库底收尘系统，设计为库底单独放置收尘器的模式，使库底收尘系统与库顶收尘系统分开，互不干涉。
综上所述，水泥厂设计过程中，虽然存在着主要车间和辅助车间的划分，但是如果辅助车间设计时不引起重视，同样会对生产的顺利进行造成严重的制约，影响整条水泥生产线的正常运转。本项目通过对原料配料站库底部分的有益改进，取得了较好的生产和经济效果。
5、结束语
“两磨一烧”是水泥生产的核心，普遍会引起水泥工艺设计人员的重视，但是对于辅助车间的设计，如果重视程度不够，也会影响生产的正常进行，甚至会严重影响整条水泥生产线的达标达产。因此，水泥厂原料配料站的工艺的设计优化工作就显得非常的重要，必须要从源头上根据物料的种类和配合比进行优化设计，从而生产出合格的水泥熟料。
参考文献：
[1]曹百言,李伟民,唐徐宁.水泥厂原料配料库的工艺优化设计[J].水泥科技,2008(3):12-13
[2]应用循环法六效蒸发硝盐联产专利专有技术工艺设计[J]. 彭赛军.中国井矿盐.2020(03)