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                  利用多元線性回歸提升與穩定熟料28d強度

                  文字: [大] [中] [小] 時間:2022-07-07     瀏覽次數:996    


                  內容提要


                  我公司2020年10~12月28d熟料強度波動較大,平均強度為59.4MPa,標準偏差為3.0MPa,通過多元線性回歸分析出造成熟料28d強度波動大的主要因素有SO3、MgO、R2O、f-CaO含量。通過優化石灰石平臺搭配,調整配料方案,控制熟料SO3、MgO、R2O、f-CaO含量,同時結合熟料易磨性、熟料煤耗數據,綜合評價得出最佳方案,調整后統計4~5月數據,熟料28d平均強度為62.0MPa,標準偏差平均值為1.5MPa。

                  0
                  引言

                  30多年來,新型干法水泥自動控制技術得到了長足的進步,但是技術的進步無法取代人的經驗,目前很多企業憑借工作經驗,通過人工調節各參數來滿足生產工藝的要求。傳統的控制策略控制效果差,普遍存在熟料質量不穩定、煤耗高、能耗高的問題。我公司2020年10~12月熟料平均強度為59.4MPa,標準偏差為3.0MPa,28d熟料強度波動較大。本文擬通過對相關質量數據進行多元線性回歸分析,找出對熟料質量影響因子最高的幾個因素,通過相應調整,穩定熟料質量。


                  1
                  熟料28d強度波動大的統計分析


                  預測變量:(常量),w(R2O);預測變量:(常量),w(R2O),w(f-CaO);預測變量:(常量),w(R2O),w(f-CaO),w(SO3)。


                  從表3可以看出R2O、f-CaO、SO3含量均對硅酸鹽礦物總和產生顯著影響,其中Sig.F值均遠小于0.05,統計顯著,僅三個自變量對因變量硅酸鹽礦物總量的解釋能力R2就能達到0.741。從實際生產數據來看是合理的,硅酸率決定影響硅酸鹽礦物含量總和,而硅酸率與使用的砂巖、頁巖最直接相關,硅酸率越高,砂巖用量相對較多,頁巖用量相對較少,原材料成分如表4所示R2O、SO3主要由頁巖帶入,因此,硅酸率提高,熟料的堿和硫含量下降。而為保證煅燒能力,在提高硅酸鹽礦物(硅率)時,適當下調熟料飽和比,以降低熟料w(f-CaO),從而表現出熟料硅率與w(f-CaO)存在一定的負相關性。所以R2O、f-CaO、SO3含量與硅酸率即硅酸鹽礦物總和緊密相關,且存在負相關性(見表5)。根據多元線性回歸要求自變量間具有一定的相互獨立性原則,因此對熟料28d強度的多元線性回歸分析時剔除硅酸鹽礦物總量這一自變量。



                  (3)剔除硅酸鹽礦物總量自變量的回歸分析。

                  剔除硅酸鹽礦物總量變量后,不同自變量納入回歸模型的R2和F值變化情況如表6所示??梢钥闯鍪炝系腞2O、MgO、SO3,f-CaO含量均會對熟料28d強度產生顯著影響,相應的Sig.F更改值均小于0.05,其中堿含量納入回歸方程所引起的R2和F值增加最明顯,表明該期間堿含量的波動對熟料28d強度的變化產生更顯著的影響,其次是MgO、SO3、f-CaO含量。將四者同時納入多元線性回歸模型,整體回歸方程對熟料28d強度的解釋比例(解釋能力)R2達到0.779。


                  預測變量(常量),w(R2O);預測變量:(常量),w(R2O),w(MgO);預測變量(常量),w(R2O),w(MgO),w(SO3);預測變量:(常量),w(R2O),w(MgO),w(SO3),w(f-CaO)。


                  從表7數據可以看出,方差膨脹因子(VIF)均較小,滿足多元線性回歸要求自變量間具有相互獨立性的原則,且熟料28d強度與R2O、MgO、SO3、f-CaO含量呈負相關。


                  2
                  熟料生產優化方案

                  根據多元線性回歸結果,擬通過提高硅率,減少頁巖使用量,提高砂巖用量,將西部平臺石灰石與東部平臺石灰石搭配比例降至為1:2(西部平臺MgO含量相對較高),控制熟料中R2O、MgO、和SO3含量,穩定熟料質量。2021年1月三率值設定為KH=0.915±0.010、SM=2.6±0.05、IM=l.5±0.05;2月三率值設定為KH=0.900±0.010、SM=2.7±0.05、IM=l.5±0.05;3月三率值設定為KH=0.89±0.010、SM=2.8±0.05、IM=l.5±0.05。不同配料方案的月平均數據如表8所示。


                  綜合熟料強度、熟料易磨性(小磨時間評價)、煤耗數據因素,設定KH=0.900±0.010、SM=2.7±0.05、IM=1.5±0.05配料方案最佳。2021年4、5月使用該配料方案后,熟料質量平均數據如表9所示,相比2020年底,4、5月熟料R2O、MgO和SO3含量有所下降,且對熟料28d強度影響最大的R2O含量的標準偏差下降明顯,熟料的28d強度提高至62.0MPa,標準偏差降至1.53MPa,熟料質量更加穩定。



                  3
                  結束語

                  (1)采用多元線性回歸,以公司熟料的立升重、f-CaO、C3S+C2S、C2S、C3A、C4AF、SO3、MgO、R2O含量為自變量研究其對熟料28d強度的影響,發現硅酸鹽礦物總和與其他自變量存在較強的共線性關系,進一步分析發現R2O、SO3、f-CaO含量均對硅酸鹽礦物總和產生顯著影響,主要因為硅酸率決定影響硅酸鹽礦物含量總和,而硅酸率與使用的砂巖、頁巖量直接相關,硅酸率越高,砂巖用量相對較多,頁巖用量相對較少,熟料中R2O、SO3主要巾頁巖帶入,而保證煅燒能力下硅酸鹽礦物(硅率)的提高有利于SiO2與CaO結合生成硅酸鹽礦物,降低f-CaO,所以R2O、SO3、f-CaO含量與硅酸率即硅酸鹽礦物總和緊密相關。根據多元線性回歸要求自變量間具有相互獨立性的原則,因此對熟料28d強度進行多元線性回歸分析要剔除硅酸鹽礦物總量自變量。


                  (2)剔除硅酸鹽礦物總量后,發現自變量中對熟料28d強度產生顯著影響的有R2O、MgO、SO3、f-CaO含量,且存在負相關?;诖朔治鼋Y果,通過優化礦山搭配方案,并提高硅酸率,降低頁巖使用量,增加砂巖用量,結合煤耗、熟料易磨性數據,確定KH=0.900±0.010、SM=2.7±0.05、IM=l.5±0.05配料方案。使用該方案后熟料28d強度提高至62.0MPa,標準偏差降至l.53MPa,熟料質量更加穩定。


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