在水泥回转窑内进行的熟料煅烧过程是一个十分复杂的物理化学反应过程。影响窑内热工制度的因素很多,再加上有些检测手段和仪器上的困难,使某些参数无法检测,因此,回转窑的计算机控制是十分困难的。
对水泥回转窑进行计算机控制,国外是从1961年开始研究的。经过30年的艰苦努力,现已达到了实用阶段。对其控制方法研究,大体上有两种。一种是试图建立一个能精确反映窑内物理化学变化的纯数学模型；另一种方法被称为“应用近似法”,这是总结人工控制经验的基础上发展起来的。前一种方法至今还没有一个满意的结果。后一种方法却取得较大进展。
国内的研究起步较晚。特别是国内中小水泥厂在生料的配料和均化方面工艺比较落后,造成生料的化学成分变化较大。有的水泥厂煤的发热量又经常大幅度变化,这就给回转窑的计算机控制带来了比国外更大的困难
笔者从1986年开始参与了对黑龙江省五常县拉林水泥厂二级旋风立筒预热回转窑的计算机控制的研究,历时7年,现已通过了由黑龙江省微机办公室和建材局主持的专家鉴定,其主要技术参数如下:
(1)系统控制时间占整个窑运行时间的70%以上。
(2)自动控制窑头喂煤量立筒预热喂煤量,生料下料量、窑转速和排风机开度。
(3)烧成带温度控制在的时间占系统控制时间的95%以上。
(4)窑尾烟室温度控制在850±50℃。

建立控制模型的指导思想
我们从水泥厂生产工艺和拉林水泥厂的生产实践中了解到,回转窑的烧成带温度、窑尾烟室温度和窑尾废气含氧量稳定地保持在一定的范围内,才能保证回转窑内热工制度的稳定,保证水泥熟料的产量和质量,保证较大幅度地节省能源。所以,我们把烧成带温度、窑尾烟室温度和窑尾废气含氧量这三个重要工艺参数做为控制量,而把能显著影响以上三个工艺参数的窑转速、窑头弹性叶轮喂煤机转速、立筒预热弹性叶轮喂煤机转速、表示入窑生料多少的入窑生料提升泵压力及排风机开度和一次风开度做为控制量。
设计控制模型的实质就是找出控制量和被控制量之间的动态关系,并用数学表达式加以描述。建立控制模型的步骤如下:
2.1 回转窑进行物料平衡和热平衡的计算
我们选取回转窑为热平衡范围。计算的原始数据主要是通过热工测定取得的。
物料平衡和热平衡计算的目的在于从理论上用数学表达式来描述控制量和被控制量之间的关系。
2.2 采集系统控制量和被控制量的数据组
虽然通过理论计算可以找出控制量和被控制量之间的关系,但理论和实践还是有很大差距的。我们把工作重点放在回转窑煅烧过程的动态实验上。通过实验,获取了许多被控制量随控制量变化而改变的数据组。这些数据组有的是改变一个控制量后造成被控量变化的数据,有的是改变两个或多个控制量造成被控制量变化的数据。

①绿色制造是新世纪耐火材料生产工艺的主要特征。3R原则代表了主要的绿色思想：Reduce-减少消耗，Reuse-重复使用，Recycle-回收再生。人类在人口膨胀、资源枯竭和环境破坏压力下，实现可持续发展就必须利用一些现在尚不能利用的物质，尽量重复使用目前被废弃的材料。
　　 ②降低产量，提高质量。我国耐火材料产量占世界第一，低档产品多，高档产品少，水泥窑用耐火材料也是如此。今后应多生产高中档产品，稳定产品质量，并合理配套使用，使水泥窑用耐火材料的生产和使用均处于最佳状态。
　　 ③完善装备。提高耐火材料厂生产装备水平，是生产优质耐火材料关键之一，它直接影响产品质量和外形尺寸，我国耐火材料厂的装备落后，应引起重视。同时应加强法规和标准体系建设，依法推进清洁生产。

应用对比和推理法建立控制模型
由理论计算得出的控制量和被控制量关系的数学表达式,只能定性的看出两者之间的关系。所以,必须对该表达式进行归纳、整理、修改,以便将实际测得的数据组代入表达式后,能定量的符合实际测得的控制量和被控制量之间的关系。
2.5 由计算法实时算出回转窑某些难于测量的参数
在回转窑的熟料煅烧过程中,某些参数目前还难于在线直接测量。如煤的发热量和生料的化学成分等。而这些参数在熟料煅烧过程中又甚为重要。为此,我们根据化验室化验的结果设置有关参数,并置于控制模型中,随着这些参数的变化计算出有关参数的修改系数,并及时对这些参数进行修改。

在回转窑煅烧过程中，为了形成稳定和理想的火焰，实现高效燃烧，需要一定量的过量空气。假如过量空气太少，则燃料燃烧不充分，会降低烧成带内火焰温度；而过量空气太多，由于多余空气的冷却作用，则会降低火焰温度。所以，这两种情况都会降低热效率。假如原料或燃料中含有较多的硫或氯，硫或氯就会在窑系统内产生硫循环或氯循环，造成结皮、结圈和堵塞。假如此时提高窑内的空气过剩系数，增加含氧量，由于氧气可阻止硫和氯挥发，因此能有效减轻因硫和氯造成的结皮、结圈和堵塞现象。但是，增加含氧量，则使得窑内气体流速更快，可能增加粉尘循环，导致热效率降低。不同的窑型和不同的燃料，适宜的含氧量不同。附表中是不同窑系统窑尾废气中的适宜含氧量数据。假如不存在硫挥发的问题，则使用较低的目标值；假如硫循环（或氯循环）程度高，则应使用较回转窑高值。

-------------------------