混合料法配料計(jì)算及應(yīng)用
生料配料計(jì)算的方法很多，常用的有代數(shù)法、圖表法、嘗試誤差法及率值公式法等，計(jì)算過程較為復(fù)雜、繁瑣。利用配料計(jì)算機(jī)進(jìn)行配料計(jì)算方便、快捷，但它適應(yīng)不了原燃材料品種日漸增多的要求，特別是在摻加復(fù)合礦化劑、晶種等后，更顯示出它的局限性。筆者在實(shí)際工作中不斷探索，根據(jù)本廠實(shí)際創(chuàng)立了混合料法配料計(jì)算方法，并成功地應(yīng)用于生產(chǎn)控制過程，取得了明顯的效果。
1 混合料法配料計(jì)算的原理
2種原料以一定比例混合可滿足一個(gè)特定要求A，如石灰石和粘土以一定比例混合可以滿足KH值的要求，而2種混合料再以一定比例混合可滿足另一特定要求B，且同時(shí)也能滿足特定要求A，即3種組分配料可滿足2項(xiàng)特定要求，以此類推，可逐步應(yīng)用混合料法來滿足所有的配料要求，值得注意的是，n組分配料最多只能滿足(n-1)項(xiàng)要求。在進(jìn)行水泥生料配料計(jì)算時(shí)，先按重要程度排列出需要滿足的配料要求，然后用混合料法去一一滿足，即可計(jì)算出滿意的配料方案。
2 混合料法配料計(jì)算過程
現(xiàn)以新鄉(xiāng)建材廠的生產(chǎn)實(shí)例說明混合料配料的全過程。
2.1 原燃料的有關(guān)數(shù)據(jù)
配料計(jì)算所需的原燃料化學(xué)成分見表1。
|
物料名稱 |
Loss |
CaO |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
MgO |
F- |
SO3 |
|
石灰石 |
38.63 |
49.00 |
7.05 |
2.06 |
0.87 |
1.01 |
|
|
|
粘土 |
10.49 |
6.56 |
60.30 |
12.60 |
5.15 |
2.03 |
|
|
|
鐵粉 |
3.81 |
7.36 |
13.73 |
8.00 |
59.56 |
1.61 |
|
|
|
螢石 |
6.07 |
26.81 |
43.04 |
5.64 |
1.74 |
0.30 |
16.40 |
|
|
石膏 |
17.62 |
30.49 |
9.72 |
2.20 |
0.69 |
0.60 |
|
36.58 |
|
煤灰 |
|
8.04 |
48.07 |
23.79 |
13.99 |
1.77 |
|
|
|
煤 |
71.49 |
2.29 |
13.70 |
6.81 |
3.99 |
0.50 |
|
煤的灰分:A=28.51%；
煤的發(fā)熱量:Q=22550.22kJ/kg。
2.2 常規(guī)生料(1)的混合料法配料計(jì)算
常規(guī)生料中不摻加復(fù)合礦化劑、晶種等，原燃料選取石灰石、粘土、鐵粉和煤4種，要求滿足KH=0.93±0.02，n=2.1±0.1，P=1.5±0.1，熟料熱耗q=4100±50kJ/kg。
2.2.1 考慮滿足KH=0.93
用石灰石分別與粘土、鐵粉和煤配制成混合料A、混合料B、C，使其滿足KH=0.93。
計(jì)算過程:
設(shè)摻入量為x的石灰石與摻入量為(1-x)的粘土混合后制得混合料A可以滿足KH=0.93的要求，則有:
解之得，x=86.530%
即86.530%的石灰石與13.470%的粘土混合可得混合料A，滿足KH=0.93。
同理可得:69.860%的石灰石與30.140%的鐵粉混合可得混合料B，滿足KH=0.93；63.076%的石灰石與36.924%的煤混合可得混合料C，滿足KH=0.93。
混合料A、B、C的化學(xué)成分見表2。
|
混合料 |
Loss |
CaO |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
MgO |
KH |
|
A |
34.840 |
43.284 |
14.222 |
3.480 |
1.446 |
1.147 |
0.93 |
|
B |
28.135 |
36.449 |
9.063 |
3.850 |
18.559 |
1.191 |
0.93 |
|
C |
50.763 |
31.753 |
9.506 |
3.814 |
2.022 |
0.822 |
0.93 |
2.2.2 考慮滿足n=2.1
用混合料A分別與混合料B、混合料C配制成混合料D、混合料E，使其滿足n=2.1。
計(jì)算過程:
設(shè)摻入量為y的混合料A與摻入量為(1-y)的混合料B混合后制得混合料D，可以滿足n=2.1，則有:
解之得，y=90.740%
即90.740%的混合料A與9.260%的混合料B混合制得混合料D，滿足n=2.1。
同理可得，41.491%的混合料A與58.509%的混合料C混合制得混合料E，滿足n=2.1。
混合料D、E的化學(xué)成分見表3。
|
混合料 |
Loss |
CaO |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
MgO |
KH |
n |
|
D |
34.219 |
42.651 |
13.744 |
3.515 |
3.031 |
1.151 |
0.93 |
2.1 |
|
E |
44.156 |
36.537 |
11.463 |
3.676 |
1.783 |
0.957 |
0.93 |
2.1 |
2.2.3 考慮滿足熟料熱耗q=4100kJ/kg
將混合料E看作是高灰分的煤，經(jīng)計(jì)算，混合料E的發(fā)熱量為QE=4871.72kJ/kg。
設(shè)將摻入量為z的混合料E與摻入量為(1-z)的混合料D混合進(jìn)行配料可滿足要求，則有:
4871.72z=4100×〔(1-0.44156)z+(1-z)(1-0.34219)〕
解之得，z=51.088%
即51.088%的混合料E與48.912%的混合料D混合可滿足熟料熱耗q=4100kJ/kg。
2.2.4 驗(yàn)證
將混合料配合比還原成各種原燃料配合比，配料計(jì)算結(jié)果見表4。
|
物料名稱 |
配比 |
Loss |
CaO |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
MgO |
|
石灰石 |
78.765 |
30.427 |
38.595 |
5.553 |
1.623 |
0.685 |
0.796 |
|
粘土 |
8.833 |
0.927 |
0.579 |
5.326 |
1.113 |
0.455 |
0.179 |
|
鐵粉 |
1.365 |
0.052 |
0.100 |
0.187 |
0.109 |
0.813 |
0.022 |
|
煤 |
11.037 |
7.890 |
0.253 |
1.512 |
0.752 |
0.440 |
0.055 |
|
生料 |
100.00 |
39.296 |
39.527 |
12.578 |
3.597 |
2.393 |
1.052 |
|
熟料 |
65.114 |
20.720 |
5.925 |
3.942 |
1.733 |
KH=0.93，n=2.1，P=1.5，熟料理論熱耗q=4100kJ/kg，符合配料要求。
2.3 摻有復(fù)合礦化劑的生料(2)混合料法配料計(jì)算
要求滿足KH=0.93±0.02，n=2.1±0.1，F(xiàn)-/SO3=0.5，熟料熱耗q=4100±50kJ/kg。
2.3.1 考慮滿足F-/SO3=0.5
設(shè)摻入量為x的螢石與摻入量為(1-x)的石膏混合可制得混合料F，滿足F-/SO3=0.5，則有:
2.3.2 考慮滿足KH=0.93
設(shè)摻入量為y的石灰石與摻入量為(1-y)的混合料F混合可制得混合料G，滿足KH=0.93，則有:
解之得，y=64.787%
即64.787%的石灰石與35.213%的混合料F混合配制成混合料G，可滿足此項(xiàng)要求，混合料G的化學(xué)成分見表5。
2.3.3 考慮滿足n=2.1
將摻入量為z的混合料B與摻入量為(1-z)的混合料G配制成混合料H，可滿足n=2.1，則有:
解之得，z=14.223%
即14.223%的混合料B與85.777%的混合料G混合配制成混合料H，可滿足此項(xiàng)要求，混合料H的化學(xué)成分見表5。
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混合料 |
Loss |
CaO |