断面切取式原料预均化库工艺流程示意图
该库工作原理是,待均化的物料由S形胶带输送机往返平铺入均化库,形成多层人字形料堆,装满后,从一端开始依次启动库底卸料器,利用物料的自然滑移,实现横断面上的切取,从而达到均化的目的。实质上,该库的料堆主体部分就是将预均化堆场料堆的两端和两边的侧边截去一部分而得的,故该种预均化库从断面上切取各层物料的情况看与预均化堆场没有太多的区别,但该库库底能够实现梯次卸料,从而在一定程度上减缓了物料离析对均化效果的影响。这就从理论上说明了其均化效果与预均化堆场相接近,甚至在物料粒度均齐性差的情况下优于预均化堆场的原因。
该库最先用在山东牟平水泥厂节能示范线上,从1987年使用以来,设备运行可靠,管理维护方便,其均化系数一直稳定在3.5左右。目前,年产水泥60万t以下规模的水泥厂国内外已有几十家相继采用,从部分已投产的厂家反馈信息看,当石灰石CaO含量标准偏差为1.5%左右时,只要采用平铺布料,梯次卸料,出库CaO含量标准偏差基本能够降低到0.5%以下,均化系数均能达到3.0以上。如江苏省南京市龙潭水泥厂1992年底竣工投产的48m×10m×20m的断面切取预均化库,储量为2×5000t,工厂实测数据为入库石灰石CaO含量标准偏差在1.0%～1.6%之间,出库CaO含量标准偏差已降低到0.3%～0.5%,均化系数达到3.57～3.84。断面切取式原料预均化库对成分大幅度波动的原料同样具有较强的均化能力。在牟平水泥厂曾进行了如下实验,在布料过程中,有意掺入煤渣加大进料CaO含量的波动周期和波动幅度,一共间隔平铺了四层煤渣,每层约9t,掺量为2%。由于煤渣铺的相对比较集中,因而布料极不均匀,成分波动极大,但进出物料抽测结果表
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明,进料CaO含量标准偏差为6.2%,出料CaO含量标准偏差为0.75%,均化系数达到8.0以上。另一方面也说明了应用该库能够进行预配料的可能性,拓宽了该库的应用范围。
该库除了占地面积小、设备简单、操作维护方便之外,还有一个显著的特点就是易于防尘。该库不像预均化堆场的堆料和取料都是敞开的,其均化过程则全部在库内进行。布料时,待均化的物料由S形胶带输送机沿库顶仅为一个0.3～0.5m宽的狭长孔进入库内,而且孔侧设置了橡胶密封带,只要采用常规的除尘设备,库顶粉尘就能够得到较好的解决;库底和常规的原料库相类似,防尘问题也不难处理。
需要指出的是,该库对水分大于5%及粘性大的原料不适用,如果石灰石和湿粘土要进行预配料,该库将无能为力。此外,该库随着规模的增大,土建投资占的比重增大,限制着该库向大型化发展。
四、技术经济比较与分析
从前面所述中,我们可以看出预均化堆场和断面切取式预均化库由于其具有较高的均化系数,因而广泛地受到了水泥行业的青睐。但在不同规模以及不同要求的水泥厂究竟哪一种预均化方式更适合一些呢?为此,我们在相同的建设条件下,将预均化堆场和预均化库在不同生产规模下的应用进行技术经济等方面的比较,其结果详见预均化堆场和预均化库比较表。
预均化堆场与预均化库的比较表
工厂规模（t/d） 规格（m） 储量（t） 2700 1000 1500 72×14×24 预均化堆场 预均化库 预均化堆场 预均化库 预均化堆场 预均化库 140×40 2×5000 3～5 侧式悬臂 桥式刮板 ～190 175 1.1～1.3 48×10×20 2×5000 492 3～5 卸料小车 电磁振动 ～40 60 0.2～0.4 180×40 48×12×22 2×7000 7288（7200） 3～5 侧式悬臂 桥式刮板 ～210 185 0.9～1.2 2×7000 588 3～5 卸料小车 电磁振动 ～50 75 0.2～0.3 240×45 2×10000 2×10000 10914（10800） 1025 3～5 3～5 侧式悬臂 卸料小车 桥式刮板 电磁振动 ～240 200 ～80 90 占地面积（m） 5672（5600） 均化系数 堆料设备 取料设备 设备重量（t） 装机容量（kw） 均化电耗1
0.8～1.1 0.2～0.3 （kwh/t） 粉尘治理 设备维护 设备投资（万元） 土建投资1（万元） 土建投资2（万元） 较难 复杂 365 312（66） 227（66） 较易 简单 50 335 247 385 297 较难 复杂 395 400（85） 296（85） 796（480） 687（480） 较易 简单 65 443 326 508 391 较难 复杂 440 600（127） 437（127） 1040（567） 877（567） 较易 简单 110 845 622 955 732 总投资1（万677（431） 元） 总投资2（万592（431） 元） 注:①投资1为桩基,投资2为非桩基;括号内数字为无顶盖式预均化堆场。
②土建投资以1995年北京市价格为基准,设备投资以1995年询价为基准。
通过比较可以看出,预均化库的占地面积、均化电耗、设备投资等指标均优于预均化堆场,而且粉尘较易处理,操作维护方便。但其土建投资随着规模的增大所占的比重增加明显,而预均化堆场的设备投资随着规模的增大所占的比重呈明显下降趋势,从总投资来看,随着规模的增大,预均化库比预均化堆场增长的快。在700t/d的规模下,预均化库的投资要比预均化堆场小得多,即使无顶盖的预均化堆场的投资也比预均化库要大;而在1500t/d的规模下,两者投资相差的就不太大,而且无顶盖的预均化堆场的投资比预均化库要少得多。由此来,1500t/d以上规模的水泥厂预均化库在投资上与预均化堆场相比将不占有优势。
以上讨论的仅限于均化单一物料,没有考虑预配料,1500t/d以下规模的水泥厂,预均化库比预均化堆场占有明显的优势。如果考虑预配料,采用预均化堆场方案,湿粘土可以直接进入预均化堆场,无需烘干;而采用预均化库方案,除非干粘土,否则,必须烘干才能进入预均化库,显然,不仅增加了工艺环节,而且投资也有较大幅度的增长。如1000t/d规模的水泥厂,烘干系统所需投资要350万元左右。因此,如果加上烘干系统的投资,1000t/d以上规模的水泥厂,预均化库的投资比预均化堆场要高。
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2.均化效果的评价
2.1样品合格率
目前，多数水泥企业普遍使用计算样品合格率的方法来衡量样品所代表物料的均匀性。样品合格率的定义是：若干个样品在规定质量标准上下限内的百分率，即一定范围内的合格率。用该合格率代表无聊样品的波动情况，并据此反应物料的波动情况。例如，设定出磨生料CaCo3含量在69.5%±0.5%范围内为合格，分别抽取两台生料磨的出磨样品，每台是个样品为一组，实验测得其CaCo3含量如下，则第一组样品合格率为69.66%，第二组为69.47%。
用计算样品合格率的方法来衡量物料成分的波动，虽然在一定程度上反映了物料样品的波动，但并不能反映出全部样品中各种成分含量的波动幅度，更不能反映幅度的分布情况。具有一定的局限性。
样1 品 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均 一74.50 69.90 70.00 69.10 69.80 65.10 70.00 69.20 74.00 65.00 69.66 组 二70.10 69.90 69.50 69.30 69.10 70.50 69.20 68.50 69.30 68.90 69.47 组
2.3波动范围
波动范围（R波）能比较直观地反映成分的波动情况。R波用下式表示： R波=×100%
式中 R波----波动范围 S------标准偏差 -----各样品算数平均数 2.4极差
所谓极差即一组测定数据中的最大值与最小值之差，用下式表示： R=max{x1,x2,??xn}-min{x1,x2,??xn}
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式中 R-----极值
max{x1,x2,??xn}----最大值 min{x1,x2,??xn}----最小值
极差大表示一组测定值波动大，反映到物料成分的均匀状况上，就是物料成分波动幅度大，反之亦然。但这种方法没有充分利用改组测定值所提供的全部情报，也没有与平均值联系起来，因此准确度较差。
五、 物料储存考虑的事项
储存设施的选择主要取决于工厂的规模，工厂的机械化自动化的水平，投资的大小，物料性质以及对环境保护的要求等。
联合堆棚——是一种多种块、粒状物料储存，倒运的设施，各种原料、燃料、混合材料在储库内分别堆放，物料之间用隔墙分隔。
圆库——常用于小块状、粒状、粉状物料的储存，湿法生产水泥采用圆库和料浆搅拌池储存料浆和粘土浆。
露天堆场——用于块、粒状物料的储存，倒运的设施。
此外，在确定物料储存期时，尚需考虑生产工艺线的数目、工厂规模、物料用量的多少、工厂生产管理水平和质量控制的水平以及装卸机械化程度等因素的影响。
一般对水泥厂各种物料的储存期规定见表4-1 我国对水泥厂各种物料的最低储存期的规定见表4-2 计算中须用到的物料堆积密度和休止角见表4-3
表4-1 物料的储存期
库内储存(d) 物料名称 湿料 石灰质原料 硅铝质原料 铁质原料 1
露天储存(d) 干料 0～3 0～10 5～10 10～15 20～30 合计(d) 5～10 10～15 20～30 备注 1、石灰石外购取上限，自备矿山取下限。 2、煤、矿渣视来源