五配料工程师应知应会试题.docx
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五配料工程师应知应会试题
配料工程师应知应会试题
1.什么叫配料?
答:
根据水泥品种、原料的物理化学性能与具体生产条件,确定所用原料的配合比,以得到煅烧水泥熟料所要求的适当成份的生料,称为生料的配料,简称配料。
合理的配料方案既是工艺设计的依据,又是正常生产的保证。
配料包括原料的选择、熟料组成的设计与生料的配料计算。
为了确定各种原料、燃料的消耗比例和优质、高产、低消耗地生产水泥熟料,在水泥厂地设计和生产中,都必须进行配料计算。
配料计算是水泥厂设计和水泥生产过程地以各重要的环节。
2.配料设计的目的和基本原则?
答:
在设计水泥厂中,配料设计和计算的目的在于:
⑴根据原料资源情况,确定矿山的可用程度,并尽可能地充分利用矿山资源。
⑵根据原料、燃料特性和水泥品种等要求,决定原、燃材料种类、配比和选择合适地生产方法。
⑶计算全厂物料平衡,作为全厂工艺设计及主机选型的依据。
在已生产的工厂中,原料资源和工艺、设备条件已确定,通过配料计算,可经济合理地使用矿山资源,计算物料消耗定额,确定各种原料和燃料的正确配比,指导日常生产控制,以得到成份合乎要求的水泥熟料具有良好的性能,并为窑、磨创造良好的操作条件,保证工厂又较好的经济效果。
综上所述,配料的基本原则可归纳为:
烧出的熟料具有较高的强度和良好的物理化学性能;配制的生料易于粉磨和烧成;生产过程易于控制、管理,便于生产操作以及结合工厂生产条件,经济、合理地利用矿山资源。
3.饱和比的定义?
答:
KH表示水泥熟料中氧化钙总量减去饱和酸性氧化物(Al2O3、Fe2O3、SO3)所需的氧化钙后,剩下的与二氧化硅化合的氧化钙的含量,与理论上二氧化硅与氧化钙全部化合生成硅酸三钙所需要氧化钙含量的比例。
简言之,KH表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和生产硅酸三钙的程度。
4.配料计算常用的公式
答:
率值及矿物组成的计算
CaO-f-cao-1.65Al2O3-0.35Fe2O3-0.7SO3
KH=
2.8SiO2
SiO2
n=
Al2O3+Fe2O3
Al2O3
P=
Fe2O3
C3S=3.80SiO2(3KH-2)
C2S=8.61(1-KH)SiO2
C3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3)
C4AF=3.04Fe2O3
5.硅酸盐水泥熟料中的主要矿物组成?
答:
硅酸盐水泥熟料中的主要矿物有以下四种:
C3S、C2S、C3A、C4AF,另外还有少量的f-CaO、方镁石、含碱矿物、玻璃体。
通常,熟料中C3S+C2S含量75%左右,C3A+C4AF含量22%左右。
6.引起石灰石品位变化的因素?
答:
主要是矿山断层、裂隙土、表层覆盖土、高镁夹石、薄层灰岩等。
这些因素均会引起石灰石品位的贫化。
7.进厂石灰石品位的控制方法?
答:
石灰石品位的控制通过炮孔、堆取样、入均化堆场每班取样两过程来完成。
炮孔、堆取样是炮堆搭配的主要依据,每班取样是计算均化后的石灰石料堆整体品位满足配料要求的重要过程。
通过以上过程的控制,可以保证入磨石灰石品位在受控状态。
8.石灰石粒度对出磨生料稳定性的影响?
答:
石灰石粒度不仅影响原料磨产量,同时也影响入磨石灰石的稳定性。
粒度过大,会导致配料库石灰石离析现象,特别是经过搭配进厂含土量多的石灰石,其离析现象更为严重,出磨生料极不稳定。
9.石灰石仓料位变化对出磨生料质量影响?
答:
石灰石取料量与磨机使用量达到一种平衡,配料库仓料位相对稳定,是均化效果得以体现,入磨物料稳定的基本条件。
取料机停机,石灰石仓料位下降,会使得已经均化后的物料在配料库出库时重新分级,失去均化效果,出磨生料波动极大,实际生产应确保取料机取料量与磨机产量同步,保持进出物料平衡,取料机的开停,必须报质量调度,以便及时对物料配比进行调整。
取料机开停的应对措施:
取料机停,应适当调低石灰石比例,取料机开,应适当上调石灰石比例,以保证出磨生料成份相对稳定。
10.新型干法窑对原煤品质的要求?
答:
新型干法窑优点是可使用劣质煤,但对原煤中的硫含量必须限制,一般全硫控制在小于1.0%,以防止预热器结皮。
适当的原煤灰份、挥发份和入窑煤粉细度、水份也是实际生产所必须控制的,烟煤一般灰份应小于28%、挥发份在22%-34%之间为宜。
入窑煤粉细度应根据煤的挥发份综合考虑,烟煤一般不大于12%(0.08mm方孔筛筛余),无烟煤不大于4%。
11.物流不畅对配料的影响及应对措施?
答:
检查原料磨硅铝质及铁质喂料曲线,判断是否有堵料、断料现象,一般生料中CaO含量升高、同时Fe2O3含量偏低明显,可能是铁质材料断料,若Fe2O3含量基本正常而CaO含量偏高,硅铝质原料断料可能性较大。
加大与中控操作员的沟通,建立异常情况汇报制度,及时、准确判断何种物料断料,并进行调整,对于长时间处理不好的,要求止料处理。
12.计量秤不准的应对措施?
答:
检查配料秤是否出现问题,特别是传感器四周是否有积料、内部是否进入灰尘和小颗粒物料,出现上述情况,应及时清扫,并向制造分厂反映要求立即处理。
13.生料成份波动的原因及防范措施?
答:
原因:
⑴原燃材料成份波动。
⑵各种物料配比的波动:
①、粒度不均齐,或粒度过大;②、计量设备精度差,计量不准确;③、磨头仓容量小,造成断料及物料压力难以稳定,影响下料量准确,均匀;④物料水份波动。
⑶磨机工况影响。
⑷生料化学分析不正确,误导配料,取样代表性差。
措施:
⑴稳定原材料质量;⑵运用可靠计量准确的配料设备;⑶采用几何形状合理磨头仓,保持仓内物料压力稳定即控制好仓料位或入磨物料粒度;⑷严格控制入磨物料水份;⑸加强岗位操作人员责任心,提高操作水平;⑹通过抽查对比等措施确保检验数据准确。
14.生产过程为什么要控制熟料中的f-CaO?
答:
f-CaO是水泥熟料中的有害成份,水化时易产生体积膨胀,导致水泥强度下降,甚至龟裂、崩溃,因此必须控制其在一定范围内。
理论上熟料中f-CaO含量越低越好,但要与整个生产工艺、经济技术指标结合起来,过高的要求往往会带来能耗的升高和操作的困难。
f-CaO也是熟料烧结质量、熟料率值是否正常的反映。
熟料率值正常情况下,f-CaO偏高,则属烧结不够;如熟料立升重高、烧结质量好,f-CaO偏高,则属熟料率值不正常,应予调整生料成份。
15.熟料组成的选择及应注意的问题?
答:
熟料三率值可表示熟料中各氧化物之间的关系,也决定了熟料矿物组成之间的关系,因此用它们可以对熟料质量进行评价和分析。
所谓合理配料方案,就是表现在熟料矿物成份的选择上,即对熟料KH、n、p三个率值的确定。
为获得优质熟料应从以下几个方面考虑:
⑴水泥品种
为满足不同品种水泥的要求,应选择不同的矿物组成。
如生产快硬硅酸盐水泥,需要较高的早期强度,则应适当提高熟料中C3S和C3A的含量。
低热水泥则要求水化热低,配料时必须降低C3S和C3A的含量,相应提高C2S、C4AF的含量。
⑵原料品质和生料易烧性
原料的化学成份与工艺性能,往往对熟料组成的选择有较大影响。
如石灰石含燧石比较多、粘土中含砂量多,则要适当降低KH来适应原料的实际情况。
生料易烧性好,可以选择较高KH、高n、高p(或低p)的配料方案。
反之,只能配低一些。
⑶燃料质量
燃料品质对熟料三率燃值的选择也由较大影响,立窑生产中,配煤有着配热与配料的双重作用。
如煤质差,灰份大,一般来讲,应相应降低熟料KH值。
⑷KH值的选择
工艺、设备条件好,生料均匀性较好,使用矿化剂,看火操作水平较高,这时应提高KH值,随着KH值的增大,C3S含量增加,熟料强度就会提高。
总之,应结合工厂各方面条件,在煅烧条件允许的情况下,适当地提高熟料的KH值。
⑸选择n值要与KH值相适应,一般应避免以下倾向:
①KH值高,n值也偏高。
这时熔剂矿物含量必然少,吸收f-CaO的反应不完全,熟料不易烧结,且f-CaO高。
②n值高,KH值低。
熟料烧成温度虽不需要太高,但C2S含量高而易造成熟料粉化,熟料强度低。
③KH值低,n值也偏低。
熟料煅烧温度不需要很高,但熔剂矿物(C3A和C4AF)的总量较高,以致液相量较多,易产生结窑;虽然KH值低,熟料易烧,但由于大块熟料不易烧透,f-CaO还是较高,因而熟料质量差,因此,一般不用此方案。
⑹铝率p值的选择
在选择p值时,也要考虑与KH值相适应。
一般情况下,当提高KH值时,要相应地降低p值,即提高C4AF的含量,以降低液相出现的温度和粘度,有助于C3S的形成。
选择高铝或高铁配料方案,应根据本厂原燃材料的特点及工艺设备、操作水平以及用户对水泥性能的要求等各方面情况,综合分析决定,并采取相应的配套工艺技术措施。
实践表明:
在窑外分解回转窑中,一般采用“两高一中”的配料方案较好,即高n、高p、中KH,控制范围是:
KH:
0.89-0.92,n:
2.4-2.6,p:
1.5-1.7。
16.水泥熟料的形成主要有哪些物理和化学变化?
答:
⑴水分蒸发;⑵粘土质原料脱水;⑶碳酸盐分解;⑷固相反应;⑸硅酸三钙的形成和烧结反应;⑹熟料的冷却。
17.影响熟料质量波动的原因?
答:
⑴生料成份波动;⑵煤质波动;⑶窑热工制度不稳定,包括掉窑皮、跑生料、结大蛋、黄心料等,窑内还原气氛浓,煤料配比波动等。
18.物流系统对配料的影响与控制方法?
答:
物流系统对产、质量最大的影响,莫过于“堵料”,“堵料”问题是原料制备环节,产量及工序质量的主要影响因素。
各种不同的物料,其物流特点不同,控制办法也不同。
其易堵的环节多:
破碎机出口、石灰石缓冲仓、各皮带落料点,取料机出口、配料库等。
解决办法:
控制进厂石灰石的含土量,矿山予留高品位石灰石炮堆雨天使用,定期空仓,实践证明行之有效。
砂岩的物流性能较好,但控制不合理仍会产生堵料。
砂岩含泥多或粉状物过多,在雨天易堵料,雨季生产砂岩粒度不宜控制过细,以减少砂岩粉含量,使用时定期空仓。
铁质原料品种多,性能各异。
硫酸渣、天然铁矿粉的使用较普遍,使用硫酸渣及天然铁矿粉必须具备防雨堆棚或联合储库,全露天情况雨天无法使用,会严重堵料。
水洗后的天然铁矿粉、工业铁矿尾渣、铜矿渣等,雨天无须堆棚,不会堵料。
粘土质原料使用普遍,堵料现象时有发生,雨季制约生产严重。
组织不好,会使产、质量受影响,产能无法发挥。
对于粘土配料,连续晴天一般不会产生堵料,长时间阴雨天气,堵料极易发生,解决的办法一是建立大型粘土堆棚,二是雨季采用页岩替代,三是定期空仓。
页岩使用也日益普遍,页岩质地较软,破碎后成粉,遇水成泥。
使用页岩配料,一旦堵料,也会严重影响配料。
应注意页岩粒度不宜控制过低,雨季应有堆棚,如无堆棚,应在雨季放宽粒度,使用过程中要经常空仓。
进厂原煤露天堆放露天使用,雨季生产堵料严重,导致窑断煤停窑,影响熟料质量。
对于具备防雨设施的工厂,入磨原煤基本没有堵料问题,但要解决好雨季卸煤堵料问题。
以上是工厂物料过程中,保持物流畅通常见办法,解决好了物流问题,工厂的质量控制基本能得到保障,也是质量控制活动最基本的要求。
要做到物流系统稳定有序,还必须保持合理的物料储量,各种不同的物料,根据工厂的不同规模,其最低储量要求各有不同。
19.均化系统在配料中的作用?
答:
均化系统包括进厂石灰石、进厂原煤、出磨生料的均化。
理论上应包括硅、硅铝质原料、铁质原料等的均化,但目前均化系统常被压缩在进厂石灰石和出磨生料均化两个环节上,石灰石堆取料机和均化库,成为关键的均匀化设施,如何使用好堆取料机和均化库,成为产品质量管理的重要环节。
圆形均化堆场与长形均化堆场区别较大,园形均化堆场为连续堆、取料,理论上取料截面料层始终处于变化中,即不断有新的料层被取进、旧的料层被取完,因受堆料夹角限制,其堆料周期短(二个班的堆料量即为一取料周期,成为取料截面的主要截面成份),取料截面物料成份变化大,对出磨生料成份影响大,即使是自动堆取料,石灰石配比会在班与班之间产生大的变化,
20.磨机喂料计量对产品质量的影响?
答:
磨机喂料系统要确保喂料秤计量准确,喂料秤出现大的偏差
经常会有两种情况,第一种情况是磨机停机检修后,维修人员对喂料系统进行了检修,导致秤的基准变化,此种情况发生概率较多,应形成制度,即每次临停检修后开机前必须校秤。
第二种情况是喂料秤在运行中,因传感器卡料导致喂料秤失准,应加强巡检力度,及时清理,保持喂料系统整洁。
21.磨机系统对生料工序质量的影响?
答:
出磨生料细度是生料工序质量的重要指标,受选粉机及系统风速和磨辊皮影响较大。
选粉机损坏可导致出磨生料0.2mm细度达7.0左右。
磨辊皮严重磨损,生料细度粗、产量低。
磨机系统各电动挡板运行故障多,会影响磨机系统风量,经常性导致出磨生料细度粗而影响熟料正常煅烧,特别是采用砂岩配料时,应关注原料磨系统是否满足工序质量要求。
22.根据磨机温度变化,是否能够判断出生料质量变化趋势?
答:
当其它条件不变时,根据上个点的磨机温度情况进行比较、此时出磨温度情况,如温度下降,说明入磨物料含湿大,粘土质或铁质物料增多,因为石灰石水份较小,带入磨机水份的主要是粘土或铁粉。
困此可判断此时出磨生料成份CaO偏低。
因此为确保出磨生料稳定,要及时调整入磨物料比例。
23.熟料各矿物组成的特性?
答:
⑴C3S含量通常占熟料的50%以上,其特点:
水化较快,早期强度高,强度增进就率大,干缩性、抗冻性较好,但水化热较高,抗水性差,抗硫酸盐浸蚀能力较差。
C3S形成需要较高的烧成温度和较长的烧成时间,含量过高,烧成困难,易导致f-CaO增多,熟料质量下降。
⑵C2S含量通常分熟料的20%左右,其特点:
水化较慢,早期强度低,水化热低,体积干缩小,抗水性和抗硫盐日浸蚀能力好,后期强度增进快。
⑶C3A水化速度、凝结硬化很快,放热多,硬化快,早期强度较高,但绝对值不高,后期几乎不再增长,甚至倒缩,C3A干缩变形大,抗硫酸盐性能差,脆性大,耐磨性差。
⑷C4AF水化速度早期介于C3A与C3S之间,早期强度类似于C3A但后期还能不断增长,水化热低,干缩变形小,耐磨、抗冲击、抗硫酸盐浸蚀能力强。
⑸f-CaO在高温下死烧形成,水化很慢,一般加水3天后才反应有尽有,反应体积膨胀97.9%产生应力,造成水泥石破坏。
MgO少量可与熟料矿物固溶,对降低烧成温度、增加液相数量,改善熟料色泽有好处,但超过一定量后,未固溶部分水化很慢,要几个月甚至几年才与水反应,生产Mg(OH)2,体积膨胀148%,导致水泥安定性不良。
24.《水泥企业质量管理规程》对原燃材料的质量管理如何
规定?
答:
企业应根据质量控制要求选择合格的供方,以保证所采购的原燃材料符合规定要求,供应部门应严格按照原燃材料质量标准均衡组织进货。
建立原燃材料供货方的档案,并对其符合性进行评价。
原燃材料质量控制指标应符合《过程质量控制指标要求》
原燃材料的质量应能满足工艺技术条件的要求,建立预均化库或预均化堆场,保证原燃材料均化后再使用,使用前应先检验。
对于同库存放多种原料时,应按原料种类分区存放,存放现场应有标识,避免混杂。
原燃材料初次使用或更换产地时,必须检验放射性,确认能保证水泥和水泥熟料产品放射性合格后方可使用。
25.如何做好原燃材料预均化管理?
答:
为确保配料方案的实施和生料成分均匀稳定,提高熟料质量,对原燃材料进行预均化处理显得非常重要。
化验室应定期到矿山调查、取样分析,把对进厂原材料的质量控制推前到矿山,严格矿山生产现场管理,根据矿山炮孔样简易分析结果,按不同出矿点、矿石品位,实行定量比例搭配生产,确保进出预均化堆场(料棚)时,原材料品位能满足生产控制要求。
对进厂燃料的质量控制,根据燃料质量控制要求选择合格的供方,情况允许时按不同出矿点、煤质情况分别存放,实行定量比例搭配使用,确保原煤入磨时,煤质能满足生产控制要求。
石灰石经过预均化后,要求其入磨TCaCO3标准偏差应<1.0%;硅铝质原料经过料棚预均化后,要求SiO2、Al2O3分别在目标值±1.5%和±1.0%;原煤经过预均化后,确保其发热量波动在目标值±200kJ/kg左右,煤粉灰份波动在目标值±2.0%范围。
26.如何做好配料秤管理?
答:
保证工序计量稳定准确,是稳定均化链的技术保证。
熟料的生产过程就是一个化学反应的过程,各种原料必须按照一定的配比量,通过煅烧,产生化学反应,生成新的物质。
而我们进行质量控制,保证各种化学成份满足产品要求,必须要依靠准确的工序计量。
在生产过程中,质量控制和物料平衡部门,必须将统计数据及时反馈到有关部门,根据计量数据出现波动情况,快速进行调整。
计量管理部门,必须建立定期校验制度,并将校正偏差数据反馈到物料平衡及质量控制部门,提供调整统计数据的依据。
通过使用部门和管理部门之间的共同管理,来提高计量装置的可靠性。
27.关于“风”对熟料煅烧的影响?
答:
“风”对熟料煅烧的影响主要体现在系统用风、篦冷机用风、一次风、二次风、三次风等。
系统用风:
系统用风准确,是煅烧的基本条件,这不仅仅是煤耗问题,如用风量与要求出入过大,会导致熟料无法煅烧。
系统用风过大,易导致窑尾结皮严重,窑内高温区温度低,垮料,炉内温度不稳易跳秤等。
系统用风过低,会导致窑尾温过低,CO高,熟料煅烧困难。
系统用风取决于操作员的操作思路,但同时又取决于系统工况,因此,对于系统用风不足问题,又分主动用风不足和被动用风不足之分。
主动用风不足,纯属操作问题,一般较少发生,在试生产阶段极易出现,且不易发现,操作员需对一个新系统一个认识、熟悉的过程。
系统风量不足,窑内辅窑皮增厚并导至结圈,CO高,熟料呈还原气氛状态,最终熟料煅烧困难。
被动用风不足属系统工艺问题,其危害最深,主要是因漏风、结皮堵塞及增湿塔堵等所致。
关于漏风可以能过加大506用风适当予以弥补,如结皮严重或增湿塔堵,则窑内无法正常煅烧。
篦冷机用风:
篦冷机用风对熟料内在质量影响,主要体现在熟料易磨性,及熟料三天强度方面,熟料冷却效果好,易磨且三天强度高,后期强度好。
同时,篦冷机用风要恰当,合理控制熟料“红河带”长度,熟料“红河带”过长,熟料冷却差;“红河带”过短,熟料冷却好,但入窑二次风温不稳定,不易稳定窑工况。
要特别注意窑投料期间篦冷机用风,在投料期间,必须形成一定的料层后,方可增大篦冷机风量,以防堆“雪人“。
一次风、二次风、三次风:
一次风对窑火焰影响大,一般一次风机转速可调,且风机设计能力大,实际操作方便,一次风充分,窑日产达5000t/d时,一次风机仍不必开至最高速,一次风量有一定富裕。
一次风机转速不可调的窑,一般风量偏小,如窑头煤输送管路阻力过大,则会影响窑煅烧,长期火焰无力,f-CaO控制不好,但也必须注意,一次风过大,会增加煤耗。
二、三次风对窑正常煅烧影响较大,其关键在于控制好二、三次风比例。
2500t/d窑,三次风比例可适当加大,超过30%有利于熟料f-CaO控制,5000t/d从实践上分析,三次风比例最大不宜超过35%,这样有利于熟料f-CaO控制。
28.煤对熟料质量控制的影响
答:
煤对熟料质量的影响,包括煤内在品质对熟料质量的影响及操作中合理用煤量对熟料质量的影响两个方面。
煤内在品质对熟料质量的影响在配料时即已考虑,因为煤灰参入配料。
不同矿点的煤,其内在品质仍差异较大,煤灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO含量波动大,在f-CaO难控制时,应及时注意分析。
操作中,合理的喂煤量以及炉煤比例,对熟料质量影响极大,很多情况下f-CaO控制不好,并不是煤用少了,而是煤用多了,5000t/d以上大窑单位容积产量高,窑头用煤量过多会增加窑内负担,不利于煅烧。
CO显示具有很强的欺骗性,炉子用煤不足,窑头偏多,CO显示正常,窑内还原气氛很浓,是经常出现的往往造成f-CaO难以控制。
29.荧光制样过程中的注意事项?
磨盘放入磨机后必须用夹具固定好。
磨机盖必须盖严,使其压住限位开关,并在粉磨过程中不得将磨机盖打开,否则会停机。
磨具中磨盘,磨环,磨辊质脆使用时必须轻拿轻放。
禁止空磨运行。
刷试样时用毛刷必须专用以减少交叉污染。
压片环正面为测量面,不要与手或其它物品接触。
使用过的磨盘,压片机,钢环,毛刷等工具要及时清洁干净。
定期观察压片机液压油位,油位下降要补充液压油。
定期给十字部件加润滑油。
每班必须清洁压片机活塞及铸模等部件。
30.荧光仪器校验程序如何规定的?
答:
⑴仪器的校验每周与化学分析进行对比;
⑵漂移校正程序进行完成都,观察测量样品的毛计数率.(kcps)与上次计数率进行比较,以及绝对差.相对差进行比较;
⑶当绝对差大于±10%时,重新进行漂移校正程序;
⑷与化学分析进行对比,当时比超出允许误差范围时,进行PHD(脉冲高度分析器)调整(允许误差范围:
SiO2:
±0.2%,AL2O3:
±0.20%,Fe2O3:
±0.15%,CaO:
±0.25%,MgO:
±0.15%);
⑸进行维护程序,将含有Si、Al、Fe、Ga、Mg的元素的样品进入机内,作PHD;
⑹出现波形图后进行调整,直至有较好的波形曲线;
⑺PHD完毕后,与化学分析对比,在误差内可进行日常分析,超出误差范围重新进行PHD调整,直至对比结果在允许误差范围内;
⑻必要时,可增加对比次数。
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