一、工藝說明

福州臺泥水泥有限公司（后文簡稱“福州臺泥”）擁有三條水泥磨生產(chǎn)線，是一個(gè)年產(chǎn)量150萬噸水泥的粉磨站。為了達(dá)到節(jié)能降耗的目的，福州臺泥于2017年完成了水泥熟料粉外摻鎳渣微粉工藝改造。此工程由我司總承包，設(shè)備流程簡圖見圖1。水泥熟料粉與鎳渣微粉在斜槽末端混合后進(jìn)入輸組合式連續(xù)混料機(jī)（后文簡稱“混料機(jī)”），完成混合后的成品水泥由提升機(jī)提入水泥庫。混料機(jī)的混合效果是工程驗(yàn)收的重要指標(biāo)之一，雙方共同完成了混合效果檢測，工程順利驗(yàn)收。

圖1 鎳渣微粉直接摻配入水泥工藝設(shè)備流程簡圖

圖2組合式連續(xù)混料機(jī)

二、混料機(jī)混合效果

2.1取樣方法

參照GB/T 12573-2008水泥取樣方法中手工取樣方法進(jìn)行取樣，取樣時(shí)遵循以下原則：

(1)取樣點(diǎn)在混料機(jī)出口。

(2)混料機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行10分鐘后取樣。

(3)取樣動(dòng)作迅速，保證物料處于同一出料截面。

(4)每次取樣量大于200g。

(5)保持樣本處于原始狀態(tài)送檢。

(6) 試樣制備前分樣、取樣操作時(shí)保證不進(jìn)行二次混合。

2.2混合質(zhì)量評價(jià)方法

物料的混合過程是一種隨機(jī)過程，混合物料中某種成分的含量是一個(gè)隨機(jī)變量。用某種成分的含量來評價(jià)混合的質(zhì)量即混合的均勻程度時(shí)，可采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行描述。常用的評價(jià)混合質(zhì)量的參數(shù)有：標(biāo)準(zhǔn)偏差S和變異系數(shù)R。

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)偏差S

從混合物料中取出n個(gè)試樣構(gòu)成一個(gè)樣本，測得各試樣中某種成分的含量為xi，則該樣本中某種成分含量的均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差S分別為：

式中 n——試樣的個(gè)數(shù)；

Xi——任一試樣中某種成分的含量。

樣本的均值表示混合物料中某種成分含量的平均值；標(biāo)準(zhǔn)偏差S則表示某種成分含量波動(dòng)的幅度。

2.2.2 變異系數(shù)R

由樣本的均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差S可以求出變異系數(shù)R：

變異系數(shù)又稱離散系數(shù)，表示波動(dòng)幅度相對均值的波動(dòng)范圍，可直接反應(yīng)樣本中某種成分的不均勻性。

由此可知，當(dāng)樣本的均值不同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)偏差S不足以反映混合物料的均勻性，而變異系數(shù)R是對標(biāo)準(zhǔn)偏差相對均值的無量綱處理，可表示混合物料中某種成分的不均勻性程度，那么就可以通過此參數(shù)計(jì)算混合物的均勻性程度，即混合度M：

M=1-R                           （4）

用混合度M來判定混合質(zhì)量優(yōu)劣，M值越大，混合質(zhì)量越好。

2.3檢測結(jié)果

取樣時(shí)兩條線均生產(chǎn)P.O42.5水泥，產(chǎn)量分別為101t/h和97.4t/h，出磨水泥與鎳渣微粉比例分別為100:7.5和100:7。間隔5分鐘在混料機(jī)出料口進(jìn)行取樣，用EDTA滴定法檢測CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)，得到取樣瞬時(shí)混合度，分別見圖3和圖4。由此可知，兩條生產(chǎn)線混合均勻度均在99.7%以上。

圖3 混料量101t/h，間隔5min取樣瞬時(shí)混合度

圖4 混料量97.4t/h，間隔5min取樣瞬時(shí)混合度

三、運(yùn)行功耗

混料機(jī)運(yùn)行功耗W以混合一噸物料所用電量來表示，計(jì)算式為：

式中 I——進(jìn)線電流，當(dāng)有多個(gè)電機(jī)時(shí)，I為各進(jìn)線電流之和；

U——電壓；

Q——混料量。

產(chǎn)量為101t/h時(shí)，對斜槽風(fēng)機(jī)和混料機(jī)電流進(jìn)行檢測，運(yùn)行參數(shù)見表1。由于混料機(jī)氣力均化室與斜槽共用一臺離心風(fēng)機(jī)供氣，在本核算中斜槽和混料機(jī)實(shí)際功率消耗按其充氣面積比例計(jì)算。由此算得混料機(jī)的運(yùn)耗為0.024kW·h/t。

表1 混料機(jī)運(yùn)行參數(shù)

四、討論

通過對福州臺泥工業(yè)使用現(xiàn)場組合式連續(xù)混料機(jī)在線取樣檢測，得出以下結(jié)論：

（1）組合式連續(xù)混料機(jī)混合均勻度高于99.7%。

（2）組合式連續(xù)混料機(jī)運(yùn)耗為0.024kW·h/t。