目前，水泥生料配料控制方法主要有两种： 钙铁控制和率值控制。钙铁控制是我国水泥厂普遍采用的控制方法，特别是立窑水泥厂， 几乎都采用这种控制方法，而率值控制主要在少量国外引进的新型干法生产线上使用。对于立窑企业而言， 生料配料仍然采用钙铁控制显然不能满足生产质量的要求。随着计算机技术在水泥工业应用中发展，配料系统采用率值控制是一种必然趋势。

１ 钙铁控制

所谓钙铁控制，是通过测定出磨生料中的CaO(或TCaCO3 ) Fe2Ｏ3以及烧失量（ 或含煤量）值， 与所控制的指标进行比较，然后根据喂料工的经验判断出石灰石、粘土、 铁粉、 煤、 萤石、 石膏等原料的调整比例， 再将该比例人工输入到配料微机中，从而进行生料配比控制的一种方法。 这种简便、快捷的控制方法在我国水泥工业已使用几十年历史了。在原料成分比较稳定的前提下，采用这种方法可保证出磨生料成分的稳定。实际上， 这种人为操纵配比组成的方法，是当时科学技术发展水平的产物。因为， 当时我国计算机水平技术极低，没有相应的配料软件作支撑，随着计算机的普及和科技水平的提高， 该方法存在以下缺点：

1.1 控制方法与配料系统极不平衡

目前，微机喂料在我国水泥工业已得到广泛地推广应用，绝大多数水泥厂都拥有生料微机喂料设备，使生料喂料控制更加便利与准确， 微机配料系统使我国水泥工业自动化技术水平上了一个新台阶。但令人遗憾的是在自动化程度高、计量准确的配料系统中，仍然运用钙铁控制的方法进行调控， 即：当原材料发生波动时，喂料工只能凭借自已的经验调整原材料的比例，由于人为输入的比例不合适或不准确，往往使原本精确的配料系统发生较大的误差。显然，这种完全阻碍自动化控制发展， 并给系统带来较大误差的方法已适应不了立窑的要求。

1.2 调整幅度不易掌握

由于立窑企业大多使用复合矿化剂和全黑生料的配料方案，原料组分多达五、 六种， 有的甚至更多，这给喂料工的主观判断带来了极大困难。 同时，由于原材料波动的幅度不同，喂料工完全凭经验调整原材料比例也不容易掌握， 有时甚至越调整比例， 生料的偏差越大， 合格率越低。

1.3 生料的化学成分要稳定

仅凭测定生料中CaO含量或 TCaCO3 滴定值、Fe２O３含量以及含煤量来判断生料的合格率是不科学的， 有时还会误导生产控制。下面的例子可以充分说明钙铁控制存在明显的局限性。

某立窑厂的原料，生料成分控制三率值分别为

KH＝0.97±0.02，SM＝1.80±0.1，IM＝1.2±0.1，通过配料计算 ， 各原料的比例和生料成分见表１ ．

根据生料的化学成分，可计算出三率值分别为KH＝0.97, SM＝1.85, IM＝1.15。这与该厂的控制指标完全一致，即满足生产要求。当粘土和石灰石中的SiO2和 Al2O3含量发生小幅波动而其它原材料成分不变时（见表2） ，生料的化学成分发生了一定的变化，但生料中CaO 与Fe２O３含量、 烧失量却与前者完全一致，而由此得出出磨生料的钙铁煤指标合格率为100%， 就会造成合格率的假象，很容易误导生产。

根据表 2 生料的化学成分，同样可计算出三率值分别为KH＝0.94，SM＝2.31，M＝0.85。可见，三率值都不在该厂的控制指标范围，必须进行适当调整。由此可知， 使用钙铁控制方法只有在石灰石、粘土等原料中的SiO2和 Al2O3 含量比较稳定的前提下， 才可以保证出磨生料成分的稳定； 如果原料中的SiO2和Al2O3 含量有一定波动， 即使出磨生料的钙铁煤指标全部合格，也很难保证出磨生料三率值在控制的指标范围内。

2 率值控制

早在20 世纪 70年代，发达国家就已在悬浮预热器窑和预分解窑的生料配料系统中使用率值控制方法，现在我国引进的新型干法生产线都配有完善的生料率值配料控制系统和相应的辅助设备。生料率值配料控制系统分为在线与离线工艺。所谓率值控制，就是将测定出磨生料的SiO2、Al2O3 、Fe2O3、CaO四个氧化物成分输入计算机中，由计算机算出所配生料的率值，然后自动与化验室下达的控制指标进行比较， 如果两者之间有误差， 计算机将进行生料配比调整，算出新的配比， 使指令喂料微机执行新的方案。这种方法可直接控制出磨生料的率值， 有利于生料成分的稳定，从而稳定窑的煅烧，提高熟料的质量。要实现生料率值配料控制必须满足以下条件：

2.1 具备有相应的计算机软件

首先将测定出生料的SiO2、Al2O3 、Fe2O3、CaO四个氧化物化学成分和含煤量（或烧失量） 输入计算机计算生料的三个率值，然后， 将这三个率值与控制指标进行比较，形成一个误差相， 再由误差相反算出各原料新的配比。当然，在编制该软件的过程中， 要考虑诸多因素， 如： 相邻两小时的样品， 成分波动大时应快速调整， 而成分波动小时应缓慢调整；应弥补生料控制计算的滞后特性， 即输送物料所需的时间、在磨机和料库的停留时间、 取样、 制样、 分析所需时间；应追踪前 4h或 8h 生料成分，使出磨生料经均化库后， 能达到入窑合格率要求等等。

2.2 需要有相应的自动化设备

几十年，一直制约我国水泥工业自动化发展的主要因素就是缺乏自动化设备。从国外引进的新型干法生产线来看，自动化控制设备与配套软件价值非常昂贵， 对于立窑企业是难以承受的。因此，开发出廉价的、 又能满足配料系统要求的设备至关重要。

2.3 生料成分的快速分析

为保证生料成分的稳定，生料控制组一般每小时取一次样品进行分析，对拥有多元素分析仪的水泥企业来说，这是一件快捷、 方便的事情， 整个取样、制样、 分析过程只需十多分钟就能完成。而对于没有购买多元素分析仪的水泥企业，可以采取钙铁煤分析仪与快速分析SiO2和Al2O3 （ 快速融样法）相结合的方法， 也可以在30min内测得四个氧化物成分， 从而为实现率值控制提供了有利条件。

3 立窑生料率值配料系统模型

这里介绍的立窑生料率值配料系统模型并不是一种设想，我国已有少数立窑水泥企业采用这种控制方法，它的原理完全与国外引进的生产线（ 离线工艺）一样， 适合我国立窑水泥企业的国情，是一种科学的、 行之有效的控制方法,见图 1。

从图 1 可知， 在现有的生料喂料微机系统中，只需在中控室添加一台计算机和少许的连接设备即可实行生料率值配料系统的自动控制。石灰石、 粘土、铁粉、 煤、 萤石、 石膏和校正原料经生料喂料微机配料后进入生料磨粉磨成生料，取样后， 经多元素分析仪或快速化学分析得到SiO2、Al2O3 、Fe2O3、CaO和含煤量等数据，将此数据输入到中控室率值控制微机中，率值配料软件很快会进行误差修正和生料配比修正计算，并将计算得到的新配比自动传送给数据发送器，然后由数据发送器通过电缆将新配比发送到生料磨车间。位于生料磨车间的数据接收器收到更改数据指令后，将新的配比组成通过计算机键盘接口自动输入到生料喂料微机中并自动更改配比，从而完成了生料率值自动控制的整个过程，这样就完全避免了喂料工凭经验估计配比的盲从性和输入各原材料配比的麻烦。由于数据传送是通过键盘接口与生料喂料微机进行对接，因此， 该系统可以与任何微机喂料系统相兼容，可充分利用现有的生料喂料微机设备。

4 结束语

立窑企业要加快技术进步，不断推广先进的技术及科学的管理。生料配料是水泥生产过程中重要的环节之一，它直接关系到熟料的产、 质量和煤的消耗量， 因此， 应淘汰过时的钙铁控制方法，逐渐向科学的、 自动化程度高的率值控制方法发展。

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