混合料法配料计算及应用

　　生料配料计算的方法很多，常用的有代数法、图表法、尝试误差法及率值公式法等，计算过程较为复杂、繁琐。利用配料计算机进行配料计算方便、快捷，但它适应不了原燃材料品种日渐增多的要求，特别是在掺加复合矿化剂、晶种等后，更显示出它的局限性。笔者在实际工作中不断探索，根据本厂实际创立了混合料法配料计算方法，并成功地应用于生产控制过程，取得了明显的效果。

1　混合料法配料计算的原理

　　2种原料以一定比例混合可满足一个特定要求A，如石灰石和粘土以一定比例混合可以满足KH值的要求，而2种混合料再以一定比例混合可满足另一特定要求B，且同时也能满足特定要求A，即3种组分配料可满足2项特定要求，以此类推，可逐步应用混合料法来满足所有的配料要求，值得注意的是，n组分配料最多只能满足(n-1)项要求。在进行水泥生料配料计算时，先按重要程度排列出需要满足的配料要求，然后用混合料法去一一满足，即可计算出满意的配料方案。

2　混合料法配料计算过程

　　现以新乡建材厂的生产实例说明混合料配料的全过程。

2.1　原燃料的有关数据
　

　配料计算所需的原燃料化学成分见表1。

　　煤的灰分:A=28.51%；
　　煤的发热量:Q=22550.22kJ/kg。

2.2　常规生料(1)的混合料法配料计算
　

常规生料中不掺加复合矿化剂、晶种等，原燃料选取石灰石、粘土、铁粉和煤4种，要求满足KH=0.93±0.02，n=2.1±0.1，P=1.5±0.1，熟料热耗q=4100±50kJ/kg。

2.2.1　考虑满足KH=0.93
　　用石灰石分别与粘土、铁粉和煤配制成混合料A、混合料B、C，使其满足KH=0.93。
　　计算过程:
　　设掺入量为x的石灰石与掺入量为(1-x)的粘土混合后制得混合料A可以满足KH=0.93的要求，则有:
　　解之得，x=86.530%
　　即86.530%的石灰石与13.470%的粘土混合可得混合料A，满足KH=0.93。
　　

同理可得:69.860%的石灰石与30.140%的铁粉混合可得混合料B，满足KH=0.93；63.076%的石灰石与36.924%的煤混合可得混合料C，满足KH=0.93。
　　混合料A、B、C的化学成分见表2。

2.2.2　考虑满足n=2.1
　　

用混合料A分别与混合料B、混合料C配制成混合料D、混合料E，使其满足n=2.1。
　　计算过程:
　　设掺入量为y的混合料A与掺入量为(1-y)的混合料B混合后制得混合料D，可以满足n=2.1，则有:
　　

解之得，y=90.740%
　　即90.740%的混合料A与9.260%的混合料B混合制得混合料D，满足n=2.1。
　　同理可得，41.491%的混合料A与58.509%的混合料C混合制得混合料E，满足n=2.1。
　　混合料D、E的化学成分见表3。

2.2.3　考虑满足熟料热耗q=4100kJ/kg
　　将混合料E看作是高灰分的煤，经计算，混合料E的发热量为Q_E=4871.72kJ/kg。
　　设将掺入量为z的混合料E与掺入量为(1-z)的混合料D混合进行配料可满足要求，则有:
　　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与48.912%的混合料D混合可满足熟料热耗q=4100kJ/kg。

2.2.4　验证
　　

将混合料配合比还原成各种原燃料配合比，配料计算结果见表4。

　　KH=0.93，n=2.1，P=1.5，熟料理论热耗q=4100kJ/kg，符合配料要求。
2.3　掺有复合矿化剂的生料(2)混合料法配料计算
　　要求满足KH=0.93±0.02，n=2.1±0.1，F^-/SO₃=0.5，熟料热耗q=4100±50kJ/kg。

2.3.1　考虑满足F^-/SO₃=0.5
　　设掺入量为x的萤石与掺入量为(1-x)的石膏混合可制得混合料F，满足F^-/SO₃=0.5，则有:
　　

　　2.3.2　考虑满足KH=0.93
　　设掺入量为y的石灰石与掺入量为(1-y)的混合料F混合可制得混合料G，满足KH=0.93，则有:
　　解之得，y=64.787%
　　即64.787%的石灰石与35.213%的混合料F混合配制成混合料G，可满足此项要求，混合料G的化学成分见表5。
2.3.3　考虑满足n=2.1
　　将掺入量为z的混合料B与掺入量为(1-z)的混合料G配制成混合料H，可满足n=2.1，则有:
　　
　　解之得，z=14.223%
　　即14.223%的混合料B与85.777%的混合料G混合配制成混合料H，可满足此项要求，混合料H的化学成分见表5。

2.3.4　考虑满足熟料热耗q=4100kJ/kg
　　设将掺入量为x的混合料E与掺入量为(1-x)的混合料H混合，可满足此项要求，则有:
　　4871.72x=4100〔(1-0.44156)x+(1-0.28952)(1-x)〕
　　解之得，x=53.010%
　　即将53.010%的混合料E与46.990%的混合料H混合，可满足熟料热耗要求。

2.3.5　验证
　　将混合料配合比还原成各种原燃料配合比，配料计算结果见表6。

　　KH=0.93，n=2.1，P=1.28，F^-/SO₃=0.5，熟料理论热耗q=4099.84kJ/kg，满足配料要求。

2.4　满足生料中F^-=0.50%生料的配料计算
　　将生料(1)与生料(2)按一定比例混合。为使生料中F^-=0.50%，则生料(2)的配比应为:
　　0.5/10227=40.750%
　　将生料(1)、(2)的配比还原成各种原燃料配合比，配料计算结果见表7。

　　KH=0.93，n=2.1，P=1.41，生料中F^-=0.50%，F^-/SO₃=0.5，熟料理论热耗q=4099.91kJ/kg，满足配料要求。

3　讨论

1)混合料法配料计算比较直观、简便，易于掌握，配料计算结果准确。
　　

2)本例包括常规生料配料计算和掺有复合矿化剂的生料配料计算，如只采用复合矿化剂进行配料，计算过程将更为简单，掺晶种配料时也可用该方法。
　　

3)混合料法配料计算不仅使配料计算过程更为优化，且为生料的质量控制方法改进作出了初步尝试，如可以在保证某些关键因素符合配料要求的情况下，随时调整相关控制参数，以保证配料方案的实施，而传统的生料质量控制方法则很难达到这一要求。