水泥生料質(zhì)量控制的過(guò)去現(xiàn)在和發(fā)展方向

1、水泥生料質(zhì)量控制的過(guò)去現(xiàn)在和發(fā)展方向 導(dǎo)讀：水泥生產(chǎn)已有近百年的歷史，但是到目前為止，依舊采用的是后置掌握法，是以出磨生料檢驗(yàn)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，進(jìn)行后期原料配比調(diào)整的一種掌握方法，具有調(diào)整滯后的缺點(diǎn)。 1水泥生料質(zhì)量掌握發(fā)展史 1.1掌握方法 水泥生產(chǎn)已有近百年的歷史，但是到目前為止，依舊采用的是后置掌握法，是以出磨生料檢驗(yàn)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，進(jìn)行后期原料配比調(diào)整的一種掌握方法，具有調(diào)整滯后的缺點(diǎn)。 1.2檢驗(yàn)方法 水泥生料的質(zhì)量掌握目標(biāo)是生料三率值，早期出磨生料質(zhì)量掌握，是將單一的成分作為過(guò)程質(zhì)量掌握目標(biāo)，比較典型的是鈣鐵掌握法，每小時(shí)檢驗(yàn)一次出磨生料的氧化鈣和三氧化二鐵，24小時(shí)綜合樣進(jìn)行手工化學(xué)全分析

2、，計(jì)算出生料的三率值，然后依據(jù)目標(biāo)值要求，重新調(diào)整氧化鈣和三氧化二鐵的過(guò)程掌握目標(biāo)，可見滯后程度很長(zhǎng)。 后來(lái)，由于檢驗(yàn)儀器的發(fā)展，多元素?zé)晒鈨x開頭應(yīng)用于出磨生料的成分檢驗(yàn)，可在短時(shí)間內(nèi)得到出磨生料的三率值，然后進(jìn)行后期的原料配比調(diào)整，從取樣到報(bào)出檢驗(yàn)結(jié)果，大約需要20分鐘的時(shí)間，大大降低了調(diào)整滯后的程度。 可見：檢驗(yàn)方法的發(fā)展，是為了提高檢驗(yàn)速度，在最短時(shí)間內(nèi)得到出磨生料的三率值，目的是最大限度的降低調(diào)整滯后的程度。 1.3原料的均化 后置掌握法的前提是后期的原料成分不再變化，否則沒(méi)有方法進(jìn)行調(diào)整，所以必需保證入磨原料成分穩(wěn)定。 最初的原料均化是多庫(kù)搭配，均化效果甚微。原料預(yù)均化在我國(guó)估計(jì)已有

3、50年的發(fā)展歷史，在20世紀(jì)50年月開頭得到廣泛應(yīng)用，均化方法和設(shè)備多種多樣。用于石灰石預(yù)均化方面的，有矩形預(yù)均化堆場(chǎng)和圓形預(yù)均化堆場(chǎng)兩種，圓形石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)均化效果比較差，矩形石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)換堆前后石灰石成分變化太大，原料配比難以調(diào)整，出磨生料率值大幅度變化，這是兩個(gè)客觀存在的問(wèn)題。 從掌握理論上講：目前所進(jìn)行的前期原料均化，是為了盡力保證原料成分穩(wěn)定，降低入磨原料成分的變化頻率和變化幅度，這是幾代人幾十年來(lái)有關(guān)專家和研究人員，一直努力和工作的方向，假如入磨原料成分頻繁變化，就失去了調(diào)整的必要，這是后置掌握法的弊病，進(jìn)行原料均化是在擬補(bǔ)該掌握方法的不足。 1.4出磨生料的后期均化 水泥生

4、料后置掌握法，簡(jiǎn)單造成出磨生料率值不穩(wěn)定，所以入窯生料必需進(jìn)行均化,否則無(wú)法正常煅燒，窯系統(tǒng)熱工制度以及熟料質(zhì)量和產(chǎn)量都無(wú)法保證。 我國(guó)水泥生產(chǎn)在20世紀(jì)50年月前，干法水泥生料均化多采用多庫(kù)搭配的方式，均化效果差，后期又出現(xiàn)了間歇式空氣攪拌庫(kù)，發(fā)展到目前的連續(xù)式及多流式生料均化庫(kù)，最終目的是為了提高均化效果，保證入窯生料質(zhì)量穩(wěn)定。 就目前來(lái)說(shuō)，生料均化庫(kù)的均化效果受好多條件限制：1)必需有足夠的料位高度;2)各分流的生料粉成分平均后恰好符合目標(biāo)值要求;3)不出現(xiàn)堵塞、粘庫(kù)等其它異常狀況。否則均化效果就會(huì)比較差，假如生料均化庫(kù)的料位低或者出磨生料的率值連續(xù)多次的偏高或偏低，根本就沒(méi)有均化效果。

5、生料粉磨工序假如出現(xiàn)設(shè)備故障，生料均化庫(kù)無(wú)法保證一定庫(kù)存量，又不能頻繁停窯，導(dǎo)致入窯生料成分變化比較大，這些都是現(xiàn)實(shí)中存在的問(wèn)題。因此，如何提高出磨生料的穩(wěn)定性，才是我們以后的工作方向。 2關(guān)于原料配比反饋調(diào)整計(jì)算模式 原料配比反饋調(diào)整計(jì)算模式很重要，是水泥生料計(jì)算機(jī)自動(dòng)化掌握的核心部分，關(guān)系到原料配比調(diào)整的成敗。在國(guó)內(nèi)最早從事配料調(diào)整研究的是劉篤新老師，并出版了“率值公式法”一書，后來(lái)的配料調(diào)整研究發(fā)展很快，相繼推出了好多配料調(diào)整軟件和配料調(diào)整掌握系統(tǒng)，其中的反饋調(diào)整計(jì)算模式并沒(méi)有具體介紹，估計(jì)精確度和實(shí)用價(jià)值并不高，因?yàn)檫@些東西并沒(méi)有普遍推廣和應(yīng)用，好多企業(yè)還是采用手工憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)整原料配比的

6、傳統(tǒng)方法。 原料配比調(diào)整計(jì)算模式應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步研究和更新，必需實(shí)用有效，符合生產(chǎn)中的對(duì)應(yīng)關(guān)系，真正在自動(dòng)化掌握中起到作用，否則跟不上水泥生產(chǎn)快速發(fā)展的需要。 3關(guān)于中子活化分析儀在線檢驗(yàn) 采用中子活化分析儀在線檢驗(yàn)，是近幾年發(fā)展起來(lái)的掌握方法，這種方法具有分析速度快的特點(diǎn)，可以每分鐘供應(yīng)一次檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是有些問(wèn)題應(yīng)當(dāng)留意： 1)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的代表性：由于檢驗(yàn)的是傳送帶上一定距離的瞬時(shí)物料，而摻量較少的輔料不是勻稱的鋪在傳送帶上，呈積累狀態(tài)，象銅渣和硫酸渣這樣水分較大的粉狀物料，更為嚴(yán)重，幾米長(zhǎng)一堆，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)缺乏代表性，會(huì)起誤導(dǎo)作用。有的企業(yè)采用每分鐘調(diào)整一次原料配比、兩小時(shí)用熒光儀檢驗(yàn)一次出磨生料的模

7、式，或許出磨生料的三率值基本符合要求，但是每個(gè)時(shí)間段的生料成分是否大幅度變化，我們根本就不清晰; 2)采用有效的調(diào)整計(jì)算模式也很重要，必需實(shí)用有效; 3)出磨生料檢驗(yàn)不能取消，否則無(wú)法推斷前期配料調(diào)整是否符合要求，假如依靠手工全分析數(shù)據(jù)來(lái)最終把關(guān)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題將嚴(yán)重失控; 4)該掌握方法的檢測(cè)點(diǎn)是在計(jì)量設(shè)備之后，仍舊屬于后置掌握法，只是把滯后程度降低到一分鐘，檢驗(yàn)的只是一分鐘前瞬時(shí)間的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是否有代表性，后期的原料成分是否已經(jīng)發(fā)生變化，我們并不知道，仍舊存在盲目調(diào)整的可能性; 5)中子活化分析儀用于在線檢驗(yàn)是應(yīng)當(dāng)提倡的，但是應(yīng)當(dāng)用于石灰石配料倉(cāng)之前的石灰石在線檢驗(yàn)，提前把握石灰石成分的變化

8、狀況，事先調(diào)整配比。因?yàn)橛绊懮铣煞肿兓氖鞘沂o料成分變化對(duì)生料成分影響并不大。 4關(guān)于原料配比反饋調(diào)整方法 水泥生料原料配比調(diào)整有正向調(diào)整和反向調(diào)整兩種方法，正向調(diào)整是依據(jù)原料成分的變化狀況，來(lái)確定后期的原料配比，可把握主動(dòng)權(quán)，屬于前置掌握法，變化因素明確，調(diào)整計(jì)算模式簡(jiǎn)潔;反向調(diào)整是依據(jù)出磨生料成分的變化狀況，去調(diào)整后期的原料配比，屬于后置掌握法，變化因素不明，調(diào)整計(jì)算模式難度大，最大的缺陷是調(diào)整滯后以及無(wú)法精確調(diào)整。 出磨生料過(guò)程質(zhì)量檢驗(yàn)，通常每小時(shí)進(jìn)行一次，以前由于檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)儀器比較落后，無(wú)法快速檢驗(yàn)出磨生料以及入磨原料的全部化學(xué)成分，無(wú)法實(shí)現(xiàn)原料配比的正向調(diào)整，只能依據(jù)出磨

9、生料單一的幾種檢驗(yàn)成分去調(diào)整原料配比，滯后性和盲目性特殊大。 十幾年來(lái)，檢驗(yàn)儀器發(fā)展很快，各種多元素分析儀已經(jīng)普遍應(yīng)用于水泥生產(chǎn)檢驗(yàn)，可在短時(shí)間內(nèi)檢驗(yàn)出生料以及各種原料的全部化學(xué)成分?？墒窃谡莆辗椒ㄉ?，并沒(méi)有新的突破，一直采用傳統(tǒng)的后置掌握法，檢驗(yàn)儀器的發(fā)展，只起到降低了滯后程度的作用，根本問(wèn)題并沒(méi)有解決。在檢驗(yàn)儀器、生產(chǎn)工藝和計(jì)算機(jī)快速發(fā)展的今日，我們應(yīng)當(dāng)尋求和開發(fā)新的掌握方法，從根本上解決問(wèn)題，徹底轉(zhuǎn)變調(diào)整滯后的被動(dòng)局面。 5水泥生料質(zhì)量掌握的發(fā)展方向 幾十年來(lái)，在水泥生料質(zhì)量掌握上，我們一直在借鑒和模仿國(guó)外的掌握思路，一直圍繞后置掌握法的缺陷，進(jìn)行多方面的擬補(bǔ)和補(bǔ)救，一直把方向放在原料的

10、前期均化和生料粉的后期均化上，我們?yōu)檫@些工作所花費(fèi)的代價(jià)和付出的精力都是掌握方法本身所造成的，應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的掌握思路，實(shí)現(xiàn)原料配比的正向調(diào)整，就是前置掌握法，徹底轉(zhuǎn)變調(diào)整滯后的被動(dòng)局面。檢驗(yàn)儀器的快速發(fā)展，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用于計(jì)量設(shè)備前的原料檢測(cè)，盡快把握原料成分的變化狀況，實(shí)現(xiàn)原料配比的事先調(diào)整、準(zhǔn)時(shí)調(diào)整和精確調(diào)整，這才是我們的研究方向。 將來(lái)的水泥生料質(zhì)量掌握觀點(diǎn)也要轉(zhuǎn)變：前期的石灰石質(zhì)量掌握，是為了滿意配料要求，充分利用礦山資源;對(duì)主要入磨原料進(jìn)行提前檢驗(yàn)，有什么樣質(zhì)量的原料給定什么樣的配比;縮短調(diào)整周期，保證10分鐘、5分鐘短時(shí)間內(nèi)生料率值的合理與穩(wěn)定，不依靠于后期的生料粉均化。 筆者所建議的掌

11、握思路，是一種事先檢驗(yàn)待用石灰石分析成分，與事后檢驗(yàn)出磨生料石灰石生產(chǎn)成分相結(jié)合的掌握方法，稱為“水泥生料生產(chǎn)成分聯(lián)合掌握法”，和現(xiàn)在的中子活化分析儀在線掌握差不多，主要變化如下：熒光儀的出磨生料檢驗(yàn)不能取消;中子活化分析儀放在石灰石配料倉(cāng)之前;原料配比的調(diào)整計(jì)算模式必需更新;由于實(shí)行入磨石灰石的提前檢驗(yàn)，前期的石灰石預(yù)均化已經(jīng)沒(méi)有必要。 6出磨生料生產(chǎn)成分聯(lián)合掌握法簡(jiǎn)易流程 6.1流程說(shuō)明 礦山石灰石經(jīng)破裂后進(jìn)行在線檢驗(yàn)，按質(zhì)量的不同分別進(jìn)入四個(gè)(或多個(gè))石灰石立庫(kù)，依據(jù)配料要求在庫(kù)底計(jì)量取料，傳送帶上在線檢驗(yàn)，然后進(jìn)入石灰石配料倉(cāng)，配料站庫(kù)底計(jì)量取料后，進(jìn)行生料粉磨、熒光儀檢驗(yàn)，最終進(jìn)入生

12、料均化庫(kù)。 6.2基本要求 (1)石灰石四個(gè)立庫(kù)的取料量不同，原則是滿意配料要求，并留有一定余地，但總?cè)×狭恳团淞险臼沂氖褂昧肯嗤? (2)石灰石配料倉(cāng)直徑和容量不要太大，便于精確把握待用石灰石的估計(jì)使用時(shí)間，可依據(jù)“在線檢驗(yàn)”的檢驗(yàn)周期確定; (3)原料配比的調(diào)整周期要小于10分鐘，或者更短，保證短時(shí)間內(nèi)的生料成分穩(wěn)定，不依靠于后期的生料粉均化; 6.3掌握原理 依據(jù)“在線檢驗(yàn)”的分析成分，預(yù)估待用石灰石的生產(chǎn)成分，以待用石灰石的生產(chǎn)成分為計(jì)算依據(jù)，進(jìn)一步確定待用石灰石的原料的配比，依據(jù)待用石灰石的估計(jì)使用時(shí)間，提前調(diào)整原料的配比。 6.4主要功能 (1)進(jìn)廠石灰石原料配比預(yù)估：四個(gè)石

13、灰石立庫(kù)的質(zhì)量級(jí)別不同，“在線檢驗(yàn)”的數(shù)據(jù)輸入“掌握系統(tǒng)”，同時(shí)預(yù)估出此時(shí)石灰石的原料配比，并對(duì)各立庫(kù)的石灰石質(zhì)量進(jìn)行累計(jì)統(tǒng)計(jì)，計(jì)算機(jī)確定各立庫(kù)石灰石的取料比例; (2)待用石灰石原料配比的事先調(diào)整：“在線檢驗(yàn)”的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入“掌握系統(tǒng)”，事先把握石灰石配料倉(cāng)內(nèi)石灰石的分析成分，依據(jù)待用石灰石分析成分和出磨生料石灰石生產(chǎn)成分的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由計(jì)算機(jī)提前調(diào)整待用石灰石的原料配比; (3)出磨生料目標(biāo)值的自動(dòng)調(diào)整：每一次的出磨生料和熟料的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)都要輸入“掌握系統(tǒng)”，隨著最新檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行生料標(biāo)準(zhǔn)成分(恰好能夠使熟料三率值滿意目標(biāo)值要求的生料成分)計(jì)算，以生料標(biāo)準(zhǔn)成分為目標(biāo)值，去調(diào)整原

14、料的配比，無(wú)需人工參與生料目標(biāo)值調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)生料目標(biāo)值的準(zhǔn)時(shí)調(diào)整和精確調(diào)整; 6.5主要特點(diǎn) (1)調(diào)整計(jì)算模式獨(dú)特、實(shí)用有效，符合實(shí)際生產(chǎn)中的對(duì)應(yīng)關(guān)系; (2)進(jìn)廠石灰石管理比較科學(xué)，充分利用礦山資源，可直觀的看到進(jìn)廠石灰石能否滿意配料要求，石灰石以及各種輔助原料的配比可以直接表示出來(lái); (3)事先調(diào)整原料配比，掌握周期短，出磨生料連續(xù)穩(wěn)定，智能化程度高; (4)取消了石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)，沒(méi)有堆料和取料過(guò)程中的粉塵污染，節(jié)約堆料機(jī)和取料機(jī)的用電消耗和維護(hù)費(fèi)用以及工人開資;撤下來(lái)的預(yù)均化堆場(chǎng)可用于堆放煤炭或其它用途，避免煤炭露天堆放影響環(huán)境保護(hù); (5)減輕生料均化庫(kù)的負(fù)擔(dān)，基本不依靠于生料粉的后期均化。 6.6相關(guān)問(wèn)題 該掌握方法理論部分已經(jīng)完成，由于轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，要想