生料均化

当进厂石灰石碳酸钙标准偏差为±2%～3%，不用预均化堆场还能应付，但最好还是用预 均化堆场。
当进厂石灰石碳酸钙标准偏差为大于±3%，则需采用预均化堆场。 必须指出，这些指标不是绝对的，原料是否采用预均化堆场，应从原料矿山的具体情况综 合考虑。新建厂，新的矿山主要以地质勘探报告为依据，若矿山已经开采使用，还需结合原料 成分分析的历史资料，从开采的次序，矿山的分层，夹石等具体情况分析，判断在今后实际开 采时矿石成分的波动情况，从预均化堆场在整个均化链中的作用予以综合考虑，作出是否采用 及如何采用预均化堆场的决定。
6.2.1.1 生料均化度的极差表示法及其计算
一组测定值中最大值与最小值之差称之为极差。
R=max{x1,x2,……xn}-min{x1,x2,……xn}
R——极差； max{ x1,x2,……xn }——最大值； min{ x1,x2,……xn }——最小值。
6.2.1.2 生料均化度的标准偏差表示法及其计算
⑷ 入窑生料的均化 生料均化库的任务是消除出磨生料的短周期、高频率的成分波动。
6.1.2 生料均化链的性能指标
生料均化链各环节的主要指标为：
均 化 链 平均均化周期 碳酸钙含量标准偏差
均化效果 完成均化比例
名称 矿山 预均化堆场 生料磨 均化库
（h） 8～168
2～8 1～10 0.5～4
进料 S1（%） 出料 S2（%）
6.3.2.2 放料效果试验
试验中对单库、三库、四库、五库同时放料进行了试验，试验时出库料每隔 10 分钟取一个 顺时样，取样量约 1.5 公斤。通过测定石灰石碳酸钙含量，计算其标准偏差，从而判断其均化 效果。试验结果如下：
同时放料库数
单库
双库
三库
四库
五库
CaCO3 标准偏差 与单库相比的均化效果
0.702 1.00
6.4.2 伯力鸠斯多流均化库
德国伯力鸠斯公司在七十年代制造了多点流连续生料均化库，库顶有分配器对生料进行分 配，库底有一中心室（搅拌室）。环形区分为 10～12 个区，每区装有 2～3 条带盖板的卸料通
道，通道下部是空气输送斜槽，通道的盖板上沿半径方向开有 3～4 个卸料口。当库内各区轮流 充气卸料时，库上部生料并不形成一个简单的大漏斗凹陷，这样能使到达库底的生料发生较好 的径向混合，同时也改善了库壁处生料的流动性能。当库容量为窑 2～3 天生料需用量时，如入 库生料波动周期达 10 小时，均化效率可达 8 左右，均化电耗仅为 0.1kWh/t 生料。
宁国水泥厂生料均化库设备规格、性能:
序号
项
目
单位
数值
1
库内径
2
库总高度
3
库底向中心倾斜角
4
搅拌库直径
5
搅拌室有效高度
6
库最大有效储存量
7
库供窑用的最大储存期
8
库均化所需空气量
9
库系统装机容量
其中：气力提升泵
均化和卸料
出库生料送至提升机
库顶加料
库顶收尘
10
库系统单位生料电耗
11
生料均化电耗（提升泵、收尘除外）
进料石灰石 CaCO3 平均值： 94.42% 出料石灰石 CaCO3 平均值： 93.32% 进料石灰石 CaCO3 标准偏差： 1.286%（包括分析误差）
出料石灰石 CaCO3 标准偏差： 0.878%（包括分析误差）
石灰石分析误差：
0.4257%
进料石灰石 CaCO3 标准偏差： 1.250%（扣除分析误差）
偏差之比，称为该均化设备的均化效果 H：
H = Sin Sout
Sin——进均化设备物料某成分的标准偏差；Sin——出均化设备物料某成分的标准偏差。
6.2.3 均化库性能比较
间歇式空气均化库和连续式均化库的性能指标
项
目
间歇式
连续式
每吨投资 总装机容量 单位电耗（总计） 均化效果
kW kWh/t
100% 100% 1.65 10～30
6.3.2 花都石灰石简易预均化库 6.3.2.1 简介
石灰石预均化库共有 30 个，分成两排布置，每排库顶设有一台布料机，布料机在一排库（15 个库）上连续布料时，一个来回的时间约为 8 分钟。进料作业制度是：有布料机连续快速来回 布料。卸料作业制度是：15 个库单库顺序放料，放空一个库以后再放另一个库。每个库容大约 为 400 吨。由于进料和卸料不能同时在一排库中进行，即一排库刚处于卸料作业时，这排库是 满的，而另一排库一般来说是刚刚放空，因此预均化库的实际容量大约为 6000 吨。由于库壁挂 料和库内积料的影响，库内物料卸空率约为 90%，则预均化库的有效容积约 5400 吨。二台生料 磨平均总产量为 80 吨/时；石灰石平均需要量 80×0.85=68 吨/时；一排库的石灰石储存期为 5400/68=79.4 小时；设破碎机产量为 140 吨/时，则布满一排库需要时间为：5400/140=38.6 小时；
华新 4000T/D 的 CP 均化库指标：
项
目
库规格
单位 米
库有效容积
米3
库有效容量
吨
电耗 有效利用率
6.4 生料均Hale Waihona Puke Baidu库
6.4.1 富勒充气混合均化库
富勒充气混合系统也称为四分搅拌法，其库底的充气装置由四个扇形体组成。在每个扇形 体依次作搅拌动作时，其它三个扇形体则在进行充气。由两台空气压缩机供应充气和搅拌所需 的空气。导入搅拌扇形体用于搅拌的空气量为气体供应总量的 75%，其余 25%空气量则导入三 个充气的扇形体。因此在搅拌的扇形体上面形成一个充气非常透彻的稀薄料柱。在生料质量特 殊的情况下，供应搅拌空气采用间歇方式比采用连续方式可能更为有利。用四分均化法有可能 使生料碳酸钙含量的波动从入库时的±2%降至出库时的±0.15%或±0.2%。生料均化所需的空 气量约为 15～20m3/t。每吨生料所需的能量约为 0.85～1.1kWh，其值大小决定于搅拌库的大小 和高度以及搅拌时间。搅拌空气的压力约为 2～2.2kg/cm2，充气的空气压力约为 1.6kg/cm2。
出料石灰石 CaCO3 标准偏差： 0.825%（扣除分析误差）
石灰石预均化库的均化效果： 1.52
6.3.3 煤预均化
当进厂煤的低热值变化于（5200～5600）kcal/kg，灰分为 25±5%的情况下，不一定要采用 专门的预均化堆场来处理煤。对于广东等南方地区来说，煤炭供应比较紧张，煤质波动也较大， 从稳定窑的热工制度及熟料质量来看，这些新型干法水泥厂设置煤预均化堆场是十分必要的。
120% 85% 2.80 5～15
65% 35% 1.30 3～8
6.3 预均化堆场
6.3.1 石灰石预均化
按德国学者托普西的意见及 PHB 和 MVT 公司资料，认为若石灰石矿山的质量稳定，其进 厂石灰石碳酸钙含量的标准偏差少于±2%，则石灰石可不用预均化堆场，而将其储存于一般的 侧面取料堆场或储库中即可。
−
(∑ xi)2 n ⋅ (n − 1)
【备注】xi 在（a±S)之间的概率为 68.3%; xi 在（a±2S)之间的概率为 95.4%; xi 在（a±3S)
之间的概率为 99.7%。
正态分布的概率分布： P{0 ≤ ξ < x) =
1
x −x2
∫ e 2 dx
2π 0
6.2.2 均化效果
均化效果是衡量各类均化设备性能的重要依据之一。均化前后被均化物料中某组分的标准
≤±0.20 ≥8
Claudius Peter 公司是德国最早采用连续式均化库的公司之一。1969 年生产了第一台混合室 均化库(CP 库)。在大库的中心下部有一个圆锥形搅拌室，大库库底侧壁做成一个角度约为 65° 的大斜坡，在搅拌室的大斜坡之间的库底部略有斜度，并划分为 8～12 个区，每区沿径向装有 条性充气箱。搅拌室下部开有 8～12 个进料孔。库底环性充气区、搅拌室和卸料隧道区都有单 独的罗茨风机供气。搅拌室逸出的空气经隧道顶部和库侧排气管通过库顶收尘器后排入大气。 CP 库一般用于设有原料预均化堆场和生料磨头自动配料的大型水泥厂。当库内装料高度为 70% 左右时，入库生料 TC 最大波动值为±5%，出库生料 TC 最大波动值≤±0.5%，均化效率≥10， 库有效利用率达 98%。均化电耗（均化和卸料综合电耗）为 0.15～0.30 度/吨生料（不包括库顶 加料、收尘和提升机耗电）。
通过多次取等量试样做某组分（如 CaCO3）的含量分析，可算出 TC 偏离平均值的平均偏差，
常用标准偏差σn 表示。
σn =
( 1 n
n
∑
i=1
xi
− a)2
=
∑ xi2 n
−
⎛⎝⎜
∑ xi n
⎞⎠⎟
2
对有限次测定，有： Sn-1 =
( 1 n
n
∑ - 1 i=1
xi
− a)2
=
∑ n
xi2 -1
第六部分 原料预均化与生料均化
6.1 生料均化链
6.1.1 生料均化链的主要环节
从原料至制备为入窑生料的整个过程，存在一个生料均化系统，这个系统主要由四个环节
所组成：
⑴ 矿山的搭配开采与运输
保证进厂原料的质量，适当缩短原料成分波动的周期并降低其波动的振幅。
⑵ 原料预均化与储存
原料在粉磨前的储存过程中，预先将原料成分进行均化。它的主要作用是：一是消除进厂
±2～±10
±10
±1～±2
±1～±2
±1～±2
±1～±2 ±0.1～±0.2
S1/S2
7～10 1～2 7～15
（%）
<10 35～40 0～15
～40
6.2 均化过程参数
6.2.1 均化质量参数——均化度
均化度是衡量物料均化质量的一个重要参数。多种单质物料相互混合后的均匀程度就称为
这种混合物的均化度。水泥厂生产过程的半成品（生料）和成品（水泥）的均化度所表达的内
原料长周期波动；二是较大幅度地降低原料成分波动的振幅，缩小其标准偏差。
⑶ 生料磨的配料控制与调节
生料磨在均化链中的主要作用是控制与调节配料，使出磨生料成分尽可能地符合入窑的要
求。借助调整原料配比的方法，消除预均化堆场中料堆平均成分突变的影响；消除矿石品位长 周期偏高或偏低的影响，尽可能地缩短出磨生料成分的波动周期。
12
设计保证均化效果（连续 48 小时）
出库生料 CCO3 标准偏差
均化效率 H
6.4.3 彼得斯混合室均化（CP）库
m m ° m m t d m3/min kW kW kW kW kW kW kWh/t kWh/t
%
18 53.5 10° 4.6 2.3 2×11000 3.4 2×15 511 375 74 7.4 18.5 55 1.46 0.29
0.88* 0.80
0.963 0.73
1.013 0.69
1.206 0.58
【备注】带*者为估算值。
6.3.2.3 均化效果试验
试验过程中，进料总进料样约 3872 吨，进料时间约 14.5 小时，布料小车 8 分钟一个来回， 库内约有 218 层，平均每层料量 17.8 吨。由于出料料流较难控制，一般是 2～3 个库同时放料。 试验结果如下：
每个库共布料层数（一排库布一层需 4 分钟）： 38.6×60/4=579 层；由于石灰石、砂页岩和铁粉共用一条线，要求石灰石放料流量为（石灰石 占用皮带时间 85%，皮带运转率 80%）：68/（0.85×0.80）=100 吨/时；每个库每一层料量：5400/ （579×15）=0.62 吨/层·库；一个库连续放料时间：360/100=3.6 小时；一小时内平均放料层 数：100/0.62=161 层/时。
宁国水泥厂采用两个Φ18⋅53.5伯力鸠斯多点流均化库。每个库有效储量为11000吨，库底板 为向库中心倾斜的一个圆锥面，在圆锥面上有32条沿径向布置的带盖板暗沟。每座库使用一台 15米3/分罗茨风机向库底部的充气装置供气。搅拌库内共有24个充气箱，在库卸料时连续充气。 库底板上分成16个小区，每两条暗沟组成一个小区。采用时间继电器和电动阀门沿库圆周方向 顺序充气。一个库有160个入料口，每一瞬间可以有10个甚至20个入料口的生料同时通过暗沟进 入搅拌室，库内死区极少，同时库壁处生料流动速度比一般的均化库要快。这就使进入搅拌室 内的不同生料的时间差扩大，因而入库生料的波动周期允许扩大至10小时左右。
容是不同的。硅酸盐水泥生料中因 CaCO3 含量占 75%以上，所以生料均化度主要用 CaCO3 在生 料中分布的均匀程度来表示（有时也增加 Fe2O3 含量的检测）。对高铝水泥生料，不但要测定 CaCO3 还要测定 Al2O3 和 SO3 含量在生料中分布的均匀程度。而水泥均化度的表达内容则包括 出厂水泥标号以及其它一些物化性能（如细度、SO3、fCaO 等）的波动。