水泥生產(chǎn)過程中，入窯生料質(zhì)量的合理與穩(wěn)定很重要，是保證旋窯熱工制度穩(wěn)定的關鍵，在很大程度上決定了水泥熟料的產(chǎn)品質(zhì)量和臺時產(chǎn)量，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。
目前，水泥生料質(zhì)量控制的最大缺陷就是事后調(diào)整，這是幾十年來一直沿用的傳統(tǒng)方法，發(fā)現(xiàn)生料粉質(zhì)量不符合要求時，幾百噸不合格的生料粉已經(jīng)生產(chǎn)出來了，因為檢驗和調(diào)整都是滯后的，只好依賴于后期的生料粉均化，如果入窯生料質(zhì)量頻繁變化，旋窯的熱工制度就不會穩(wěn)定，影響熟料的正常煅燒。
生料均化庫的均化效果受生料粉的庫存量以及生料粉的質(zhì)量等好多因素限制，如果生料粉庫存量少，根本就沒有均化效果，假如料庫里面全部是一些比目標值高或者是比目標值低的生料，根本就沒辦法均化。好多水泥企業(yè)都是大批量進煤，貨場裝車時進行了一次混合，進廠卸車堆放時又進行了一次混合，煤均化庫投放煤炭時再一次進行了混合，后期的煤炭粉磨也具有混合作用，所以入窯煤粉質(zhì)量肯定是穩(wěn)定的。水泥熟料通常是取瞬時樣檢驗，有時熟料成分波動比較大，煤粉質(zhì)量是穩(wěn)定的，造成熟料成分不穩(wěn)定的直接原因就是入窯生料粉的質(zhì)量不穩(wěn)定。出磨生料的后期均化，只是水泥生料事后調(diào)整的補救措施和無奈之舉，而且很難保證入窯生料質(zhì)量的合理與穩(wěn)定。
出磨生料三率值不合格，必須調(diào)整原料的配比，如何進行調(diào)整又是一個問題。水泥生料配料調(diào)整控制系統(tǒng)(或類似控制系統(tǒng))從研發(fā)到現(xiàn)在，已有二十多年的歷史，目前的水泥生料配料調(diào)整控制系統(tǒng)，只是一個簡單的配料調(diào)整計算，而且實用價值不高，很多企業(yè)還是采用手工憑經(jīng)驗進行調(diào)整的老方法，并且無法知道當前的原料成分是否又發(fā)生了變化，所以出磨生料事后調(diào)整法時時被動，無法保證出磨生料三率值的合理與穩(wěn)定。
很早以前，出磨生料只有單一的幾個控制項目，是靠手工進行化學全分析的，然后計算出生料的三率值，二十四小時進行一次化學全分析，滯后程度很長。現(xiàn)在改為多元素熒光分析儀進行出磨生料檢驗，同時給出各成分的含量及三率值，一小時檢驗一次，滯后程度是一小時，雖然滯后程度降低了，還是無法改變事后調(diào)整的被動局面。
石灰石成分變化是影響生料成分變化的主要因素，假如出磨生料的調(diào)整周期是一個小時，如果石灰石成分的變化頻率小于一小時，就失去了調(diào)整的必要。石灰石進行預均化的目的，就是為了延長石灰石成分的變化頻率，降低石灰石成分的變化幅度。目前，石灰石預均化方法有圓形石灰石預均化堆場和矩形石灰石預均化堆場兩種。對于圓形石灰石預均化堆場來說，由于布料層數(shù)少，均化效果比較差。而矩形石灰石預均化堆場，由于顆粒的離析效應，大塊石灰石都滾到了料堆的底部，均化堆兩頭的石灰石成分變化很大，石灰石換堆前后原料配比很難調(diào)整，導致生料石灰飽和系數(shù)大幅度波動。有時候，矩形石灰石預均化堆場中部的石灰石成分并不穩(wěn)定，導致生料成分不穩(wěn)定，這些都是客觀存在的問題，而且很難解決。
水泥生料質(zhì)量控制的目的，就是為了使水泥熟料三率值滿足目標值要求，當熟料中煤灰?guī)氤煞职l(fā)生變化時，必須及時調(diào)整生料的目標值?，F(xiàn)在水泥生產(chǎn)用煤質(zhì)量波動很大，特別是煤的灰分和煤灰的化學成分，有時差別很大，當更換生產(chǎn)用煤以及水泥生料與熟料之間的對應關系發(fā)生改變時，必須進行生料目標值調(diào)整。生料目標值調(diào)整離不開計算，由于實驗室檢驗誤差的客觀存在，如：煤發(fā)熱量、灰分、煤灰化學成分、水泥生料的檢驗誤差，以及煤粉下料量的計量誤差、熟料熱耗的估計誤差，這些誤差的存在，都會導致教科書上介紹的計算公式不實用，由于缺少一種實用有效符合生產(chǎn)中實際對應關系的調(diào)整計算方法，管理人員通常憑經(jīng)驗進行調(diào)整，具有一定的盲目性，也無法實現(xiàn)計算機控制，還是采用幾十年來一直沿用的憑經(jīng)驗進行調(diào)整的傳統(tǒng)方法。
用多元素熒光儀檢驗出磨生料時，由于礦物效應及其它因素影響，有時儀器檢驗數(shù)據(jù)與手工化學分析數(shù)據(jù)對比誤差很大，需要調(diào)整儀器的化學偏差，按要求此時應同時調(diào)整出磨生料的目標值，好多企業(yè)在這方面是失控的，造成水泥生料與熟料之間的對應關系發(fā)生改變，熟料三率值滿足不了目標值要求。另一方面，手工化學分析數(shù)據(jù)的檢驗誤差是客觀存在的，操作員之間的水平有時差別很大，而管理人員大多沒有從事過化學分析，無法判斷相關檢驗數(shù)據(jù)的置信程度，依據(jù)手工化學分析結果頻繁調(diào)整儀器的化學偏差，錯誤的檢驗數(shù)據(jù)將起誤導作用，目前在水泥生料質(zhì)量控制方面，缺少一種水泥生料手工化學分析數(shù)據(jù)置信程度的判斷方法，應該利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計規(guī)律，實現(xiàn)計算機智能化管理，防止檢驗數(shù)據(jù)的誤導作用。
熟料三率值是我們的控制目標，生料三率值只是一個過程控制目標，讓熟料三率值滿足目標值要求才是我們的目的。前兩年出現(xiàn)了一個“先檢驗后配用”的終極思路，采用每一種物料配置一臺在線分析儀的措施，并將其集合成一個智能的配料系統(tǒng)。我們知道，每一種原料都有檢驗誤差，生料檢驗以及原料計量都有誤差存在，在實際生產(chǎn)控制中，熟料化學成分與生料化學成分之間，生料化學成分與原料配比、原料成分之間，都有一種符合生產(chǎn)實際情況的特定的對應關系，這種對應關系，每個企業(yè)都不相同，書本上理論性的東西往往不符合生產(chǎn)中的實際情況，要用生產(chǎn)中的對應關系去解決生產(chǎn)中的實際問題，所以這種控制思路很難成功。
去年十月份，國家重點研發(fā)計劃“水泥生產(chǎn)智能化控制關鍵技術及應用”已經(jīng)啟動，上述存在問題必須解決，否則談不上智能化控制。水泥生料質(zhì)量控制是一個復雜的過程，它包含了輔助原料的合理選擇、石灰石的合理搭配和控制、待用石灰石原料配比的預測、檢驗數(shù)據(jù)置信程度的判斷、原料配比的事先調(diào)整以及生料目標值的自動化調(diào)整等多方面內(nèi)容，應該將這些過程融入一起，實現(xiàn)計算機智能化控制。未來的水泥生料質(zhì)量控制，不能依賴于石灰石的預先均化和出磨生料的后期均化，應該走在事情的前面，對待用石灰石進行提前檢驗，采用科學有效的調(diào)整計算方法，充分利用在用石灰石分析成分和生產(chǎn)成分的對應關系，根據(jù)待用石灰石的預計使用時間，事先調(diào)整原料的配比，利用生產(chǎn)中的對應關系，解決生產(chǎn)中的實際問題，徹底走出出磨生料事后調(diào)整的老路，如果設計合理，前期的石灰石預均化已經(jīng)沒有必要，可以減少占地面積和投資，節(jié)省石灰石堆料和取料過程中的用電消耗，避免石灰石均化過程中的粉塵污染，減少了石灰石堆料機與取料機操作上的人工開資，及節(jié)能環(huán)保又增加經(jīng)濟效益。
目前，水泥生產(chǎn)控制中的自動化和智能化發(fā)展很快，而質(zhì)量控制中自動化和智能化發(fā)展卻很慢。今年十一月份水泥碳交易將全面展開，降低二氧化碳排放，控制溫室效應，勢在必行，水泥企業(yè)壓力巨大，競爭會更加激烈。加強質(zhì)量管理和能源管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源消耗，這是水泥企業(yè)的首要任務，水泥生料質(zhì)量控制技術更需要改革和更新，為保證出磨生料質(zhì)量的合理與穩(wěn)定打好基礎，進一步提高熟料的產(chǎn)品質(zhì)量和臺時產(chǎn)量，達到降低能源消耗增加經(jīng)濟效益的目的。(作者：煙臺寶橋錦宏水泥有限公司 王中豪)
作者自述
我是86年開始從事水泥化學分析工作的，之后開始接觸和從事質(zhì)量管理，2010年從事新型干法水泥生產(chǎn)，然后接觸到了“配料控制系統(tǒng)”這些類似的東西，根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，從界面上就看出了存在問題，沒有實用價值，從此開始了水泥生料質(zhì)量控制方面的研究，也遇到了越來越多的實際問題，一直研究下去，共花了六年多的時間。