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目前，水泥生料配料控制方法主要有兩種： 鈣鐵控制和率值控制。鈣鐵控制是我國水泥廠普遍采用的控制方法，特別是立窯水泥廠， 幾乎都采用這種控制方法，而率值控制主要在少量國外引進的新型干法生產(chǎn)線上使用。對于立窯企業(yè)而言， 生料配料仍然采用鈣鐵控制顯然不能滿足生產(chǎn)質(zhì)量的要求。隨著計算機技術(shù)在水泥工業(yè)應用中發(fā)展，配料系統(tǒng)采用率值控制是一種必然趨勢。

１ 鈣鐵控制

所謂鈣鐵控制，是通過測定出磨生料中的CaO(或TCaCO3 ) Fe2Ｏ3以及燒失量（ 或含煤量）值， 與所控制的指標進行比較，然后根據(jù)喂料工的經(jīng)驗判斷出石灰石、粘土、 鐵粉、 煤、 螢石、 石膏等原料的調(diào)整比例， 再將該比例人工輸入到配料微機中，從而進行生料配比控制的一種方法。 這種簡便、快捷的控制方法在我國水泥工業(yè)已使用幾十年歷史了。在原料成分比較穩(wěn)定的前提下，采用這種方法可保證出磨生料成分的穩(wěn)定。實際上， 這種人為操縱配比組成的方法，是當時科學技術(shù)發(fā)展水平的產(chǎn)物。因為， 當時我國計算機水平技術(shù)極低，沒有相應的配料軟件作支撐，隨著計算機的普及和科技水平的提高， 該方法存在以下缺點：

1.1 控制方法與配料系統(tǒng)極不平衡

目前，微機喂料在我國水泥工業(yè)已得到廣泛地推廣應用，絕大多數(shù)水泥廠都擁有生料微機喂料設備，使生料喂料控制更加便利與準確， 微機配料系統(tǒng)使我國水泥工業(yè)自動化技術(shù)水平上了一個新臺階。但令人遺憾的是在自動化程度高、計量準確的配料系統(tǒng)中，仍然運用鈣鐵控制的方法進行調(diào)控， 即：當原材料發(fā)生波動時，喂料工只能憑借自已的經(jīng)驗調(diào)整原材料的比例，由于人為輸入的比例不合適或不準確，往往使原本精確的配料系統(tǒng)發(fā)生較大的誤差。顯然，這種完全阻礙自動化控制發(fā)展， 并給系統(tǒng)帶來較大誤差的方法已適應不了立窯的要求。

1.2 調(diào)整幅度不易掌握

由于立窯企業(yè)大多使用復合礦化劑和全黑生料的配料方案，原料組分多達五、 六種， 有的甚至更多，這給喂料工的主觀判斷帶來了極大困難。 同時，由于原材料波動的幅度不同，喂料工完全憑經(jīng)驗調(diào)整原材料比例也不容易掌握， 有時甚至越調(diào)整比例， 生料的偏差越大， 合格率越低。

1.3 生料的化學成分要穩(wěn)定

僅憑測定生料中CaO含量或 TCaCO3 滴定值、Fe２O３含量以及含煤量來判斷生料的合格率是不科學的， 有時還會誤導生產(chǎn)控制。下面的例子可以充分說明鈣鐵控制存在明顯的局限性。

某立窯廠的原料，生料成分控制三率值分別為

KH＝0.97±0.02，SM＝1.80±0.1，IM＝1.2±0.1，通過配料計算 ， 各原料的比例和生料成分見表１ ．

根據(jù)生料的化學成分，可計算出三率值分別為KH＝0.97, SM＝1.85, IM＝1.15。這與該廠的控制指標完全一致，即滿足生產(chǎn)要求。當粘土和石灰石中的SiO2和 Al2O3含量發(fā)生小幅波動而其它原材料成分不變時（見表2） ，生料的化學成分發(fā)生了一定的變化，但生料中CaO 與Fe２O３含量、 燒失量卻與前者完全一致，而由此得出出磨生料的鈣鐵煤指標合格率為100%， 就會造成合格率的假象，很容易誤導生產(chǎn)。

根據(jù)表 2 生料的化學成分，同樣可計算出三率值分別為KH＝0.94，SM＝2.31，M＝0.85。可見，三率值都不在該廠的控制指標范圍，必須進行適當調(diào)整。由此可知， 使用鈣鐵控制方法只有在石灰石、粘土等原料中的SiO2和 Al2O3 含量比較穩(wěn)定的前提下， 才可以保證出磨生料成分的穩(wěn)定； 如果原料中的SiO2和Al2O3 含量有一定波動， 即使出磨生料的鈣鐵煤指標全部合格，也很難保證出磨生料三率值在控制的指標范圍內(nèi)。

2 率值控制

早在20 世紀 70年代，發(fā)達國家就已在懸浮預熱器窯和預分解窯的生料配料系統(tǒng)中使用率值控制方法，現(xiàn)在我國引進的新型干法生產(chǎn)線都配有完善的生料率值配料控制系統(tǒng)和相應的輔助設備。生料率值配料控制系統(tǒng)分為在線與離線工藝。所謂率值控制，就是將測定出磨生料的SiO2、Al2O3 、Fe2O3、CaO四個氧化物成分輸入計算機中，由計算機算出所配生料的率值，然后自動與化驗室下達的控制指標進行比較， 如果兩者之間有誤差， 計算機將進行生料配比調(diào)整，算出新的配比， 使指令喂料微機執(zhí)行新的方案。這種方法可直接控制出磨生料的率值， 有利于生料成分的穩(wěn)定，從而穩(wěn)定窯的煅燒，提高熟料的質(zhì)量。要實現(xiàn)生料率值配料控制必須滿足以下條件：

2.1 具備有相應的計算機軟件

首先將測定出生料的SiO2、Al2O3 、Fe2O3、CaO四個氧化物化學成分和含煤量（或燒失量） 輸入計算機計算生料的三個率值，然后， 將這三個率值與控制指標進行比較，形成一個誤差相， 再由誤差相反算出各原料新的配比。當然，在編制該軟件的過程中， 要考慮諸多因素， 如： 相鄰兩小時的樣品， 成分波動大時應快速調(diào)整， 而成分波動小時應緩慢調(diào)整；應彌補生料控制計算的滯后特性， 即輸送物料所需的時間、在磨機和料庫的停留時間、 取樣、 制樣、 分析所需時間；應追蹤前 4h或 8h 生料成分，使出磨生料經(jīng)均化庫后， 能達到入窯合格率要求等等。

2.2 需要有相應的自動化設備

幾十年，一直制約我國水泥工業(yè)自動化發(fā)展的主要因素就是缺乏自動化設備。從國外引進的新型干法生產(chǎn)線來看，自動化控制設備與配套軟件價值非常昂貴， 對于立窯企業(yè)是難以承受的。因此，開發(fā)出廉價的、 又能滿足配料系統(tǒng)要求的設備至關重要。

2.3 生料成分的快速分析

為保證生料成分的穩(wěn)定，生料控制組一般每小時取一次樣品進行分析，對擁有多元素分析儀的水泥企業(yè)來說，這是一件快捷、 方便的事情， 整個取樣、制樣、 分析過程只需十多分鐘就能完成。而對于沒有購買多元素分析儀的水泥企業(yè)，可以采取鈣鐵煤分析儀與快速分析SiO2和Al2O3 （ 快速融樣法）相結(jié)合的方法， 也可以在30min內(nèi)測得四個氧化物成分， 從而為實現(xiàn)率值控制提供了有利條件。

3 立窯生料率值配料系統(tǒng)模型

這里介紹的立窯生料率值配料系統(tǒng)模型并不是一種設想，我國已有少數(shù)立窯水泥企業(yè)采用這種控制方法，它的原理完全與國外引進的生產(chǎn)線（ 離線工藝）一樣， 適合我國立窯水泥企業(yè)的國情，是一種科學的、 行之有效的控制方法,見圖 1。

從圖 1 可知， 在現(xiàn)有的生料喂料微機系統(tǒng)中，只需在中控室添加一臺計算機和少許的連接設備即可實行生料率值配料系統(tǒng)的自動控制。石灰石、 粘土、鐵粉、 煤、 螢石、 石膏和校正原料經(jīng)生料喂料微機配料后進入生料磨粉磨成生料，取樣后， 經(jīng)多元素分析儀或快速化學分析得到SiO2、Al2O3 、Fe2O3、CaO和含煤量等數(shù)據(jù)，將此數(shù)據(jù)輸入到中控室率值控制微機中，率值配料軟件很快會進行誤差修正和生料配比修正計算，并將計算得到的新配比自動傳送給數(shù)據(jù)發(fā)送器，然后由數(shù)據(jù)發(fā)送器通過電纜將新配比發(fā)送到生料磨車間。位于生料磨車間的數(shù)據(jù)接收器收到更改數(shù)據(jù)指令后，將新的配比組成通過計算機鍵盤接口自動輸入到生料喂料微機中并自動更改配比，從而完成了生料率值自動控制的整個過程，這樣就完全避免了喂料工憑經(jīng)驗估計配比的盲從性和輸入各原材料配比的麻煩。由于數(shù)據(jù)傳送是通過鍵盤接口與生料喂料微機進行對接，因此， 該系統(tǒng)可以與任何微機喂料系統(tǒng)相兼容，可充分利用現(xiàn)有的生料喂料微機設備。

4 結(jié)束語

立窯企業(yè)要加快技術(shù)進步，不斷推廣先進的技術(shù)及科學的管理。生料配料是水泥生產(chǎn)過程中重要的環(huán)節(jié)之一，它直接關系到熟料的產(chǎn)、 質(zhì)量和煤的消耗量， 因此， 應淘汰過時的鈣鐵控制方法，逐漸向科學的、 自動化程度高的率值控制方法發(fā)展。

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