摘 要：我公司4500t/d熟料生产线自投产以来，窑投料量与生料立磨台时产量就偏差较大。每天立磨停机时间长，出窑熟料KH由0.90升高到0.94。加上出磨生料KH的标准偏差大，出窑熟料f-CaO的合格率月均值在65%左右。引入生料均化库智能双循环控制系统后出窑熟料f-CaO合格率提高20%，3d抗压强度提高1.1 MPa，水泥磨台时产量提高10t/h，达到了良好的效果。

关键词：技术改造；生料均化；提质增效

0 改造背景

我公司4500t/d熟料生产线自投产以来，窑投料量与生料立磨台时产量就偏差较大。生料立磨台时产量480t/h左右，窑投料量360～380t/h，每天立磨停机时间约5～8h。生料立磨停机4h后，入窑生料KH逐步升高，出窑熟料KH由0.90升高到0.94。出窑熟料f-CaO同步升高，出现质量不合格的现象。生料立磨开机后，还需要4～5h压低出磨生料KH，出窑熟料质量才能慢慢合格。每天有8h出窑熟料质量处于大幅度波动状态。既严重影响了出窑熟料质量的合格率，又造成立磨频繁开机。

我公司石灰石矿山设有骨料线，骨料附属品需进入石灰石均化堆场。此外，矿山现场剥离的矿山土必须搭配进生料配料中，虽然采用了在线跨带式荧光分析仪，石灰石配比当班波动幅度在8%左右。而且有时配料还无法满足入窑生料三率值的要求。统计出磨生料KH的标准偏差一般在0.045～0.073，入窑生料成分波动较大。生料磨停机期间，入窑回灰KH在1.05左右，现场没有空间设置大型窑回灰仓。入生料均化库的窑灰不均匀，造成出库生料KH的大幅波动。回灰主要成分见表1。

表1 回灰主要成分

生料均化库智能双循环下料控制系统可以提高入窑生料的均化系数H值，对入窑生料KH有±0.02的削峰填谷的作用，公司在充分调研和技术交流后，2025年春节利用错峰停窑时间对均化库进行智能双循环下料控制系统改造。

01 生料均化库智能双循环工作原理

在生料库原来顶部平铺、分区切割取料均化原理的基础上，增加新控制系统后，生料库的料层切割同一时刻有2个循环区在工作：第一循环区单区工作时间0.5～3h，第二循环区单区工作时间2～15min。第一循环区在长时间重力切割料层时，四周分层滑落的生料和出磨入库生料混合，自身下料均化效果高；为避免切穿料柱，采取了合理的跳区取料程序。生料均化库采取了1-3-5-7-2-4-6-1循环，相当于把6～12h的出磨生料依次均化在库底减压锥下料区域。第二循环快速取料，以取减压锥平面的下料为主，这样就把6～12h之内的出磨生料一起均化后出生料库。进入稳流仓，入窑生料成分高度均一、稳定。

外环区充气压力可按工艺要求调整。找准出磨生料KH、出窑熟料KH、f-CaO24h平均值的对应关系，按照出磨生料KH中线调整生料配比，因此可以将生料库均化系数H的实测值提高到创纪录2.0～4.6，出窑熟料f-CaO合格率也得到大幅度提高。

02 技改措施

(1)将生料均化库下7个区的斜槽水平斜度由6改造到10°。XZ250mm斜槽单槽生料输送流量在倒库过程中，实测生料流量由85t/h提高到195t/h，斜槽的供料能力有较大提高。

(2)在每区3组充气阀后，各安装一块0～100 kPa铁壳压力表。确保阀后充气压力达到工艺要求。比如：外环阀后充气压力工艺要求达到1.3 kPa×均化库料层高度(m)，如果当班生料均化库料层高度28m，就通过调整外环充气磁悬浮风机转数使充气压力达到36kPa。通过调整现场对夹蝶阀开度，使斜槽工作压力在3～8kPa。均化库内环和稳流仓工作压力调整到25～30 kPa范围。

(3)检查各充气阀开关到位情况。开阀时，电动球阀可以开到60%，阀后压力提高到与总管压力一致；关阀后，阀后压力明显降低，直到20min后气压可以降低到5kPa以下。

(4)在窑尾电气室PLC控制柜旁边，外挂一套智能双循环控制箱。

(5)为满足外环充气压力的可调性，在3楼外环充气总管上安装0～100kPa压力变送器一套，将压力信号实时送至中控。

03 改造后设备的调试

生料均化库规格为20m×46m，改造前均化库七个区对区下料，工作时间设定为15min，窑投料360t/h，立磨台时产量480t/h，对均化库料柱切割层数的计算：

(1)15min内每区取料360÷2×1560=45t生料，考虑到均化库外环区从充气阀启动到斜槽料柱流动还需要0.5min左右的时间，实际每区15 min内取料40t。

(2)立磨台时产量在生料库内铺料的层数计算：480(3.14×10×10×1.05)=1.45m/层。即每1.45m铺一层新料。

(3)每区每次料柱切割的层数计算。按照Φ20m×46m生料库计算，每区每次切割取料高度为40÷47=0.85m，相当于取料0.85÷1.45=0.6层/次。即15min内料柱切割的层数每次只有0.6层，考虑到2侧料柱的横向滑移作用，所取料层最多2层。与每次取料工艺需要达到8层的要求相差甚远。因此改造前生料均化系数不高。

改造后，均化库下料使用智能双循环下料控制系统，单区工作时间设定为60min，对区工作时间设定为5min。料柱切割层数计算：

(1)双循环投运工作后，同一个时刻相当于2～3个在同时工作的设备。2个循环重叠时2个区在工作，不重叠时3个区在工作。1h内单区取料360÷(3-1÷7)=126t生料，考虑到均化库外环区从充气阀启动到斜槽料柱流动还需要0.5min左右的时间，实际取料在123t左右。

(2)单区每次料柱切割的层数计算。单区每次切割取料高度123÷47=2.6m，考虑到2侧料柱的横向滑移作用，单区单次料柱切割的层数达到2.6÷1.45×3=5.4层，即可以将5h出磨生料做一次初步混合。

(3)按照90min和60min的单区工作时间分别计算2～5d的入窑生料KH的标准偏差和均化系数(见表2)。发现90min单区工作时间，个别区物料容易取穿。所以后期生产运行改为60min单区工作时间。

表2 60min和90min单区工作时间实验数据

(4)每天计算出磨生料和入窑生料KH的平均值和标准偏差，计算均化系数。按照出磨生料KH中线值提早12h预调节，可以提高第二天全天的出窑熟料f-CaO的合格率到90%以上。而且f-CaO的标准偏差低于0.3%。

04 改造效果

(1)生料立磨每次可以安全停机4～8h，入窑生料KH基本不发生变化，出窑熟料f-CaO没有变化。

(2)出窑熟料f-CaO月均合格率同比提高20%。2024年，出窑熟料f-CaO合格限按照1.5%统计，合格率只有65%左右。

(3)出窑熟料的质量提高，3d抗压强度月均提高1.1MPa。混合材掺量提高2.0%，降低水泥生产成本2.0元/t。该线水泥产品的市场美誉度随之提高。

(4)水泥磨台时产量平均提高10t/h，出磨水泥比表面积提高15 m²/kg。

05 效益分析

(1)水泥磨同比提产10t/h，每月可以节约电费：10×0.55×26×360=5.1万元。

(2)出窑熟料质量提高，熟料混合材掺量提高2%，相当于吨熟料降低成本2.0元，每月效益2.0×5600×30×1.25=42万元。

以上2项合计每月直接效益在48万元以上。改造2个月后可以收回成本。

有关本文：
作者：白石磊，卫少浩，刘庚
单位：洛阳中联水泥有限公司
来源：水泥2025年第12期