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質(zhì)量控制貫穿水泥生產(chǎn)的全過程，原料成分穩(wěn)定是質(zhì)量過程控制的關(guān)鍵。當(dāng)水泥企業(yè)生產(chǎn)所需的最關(guān)鍵的原料——石灰石質(zhì)量相對較好時(shí)，能基本實(shí)現(xiàn)四組分配料；但石灰石質(zhì)量相對較差時(shí)，僅能實(shí)現(xiàn)三組分配料，且石灰石質(zhì)量偏差波動(dòng)較大時(shí)，很難實(shí)現(xiàn)生料配料成分的穩(wěn)定。

傳統(tǒng)的生料成分分析檢測控制分為手工化學(xué)分析方式和離線熒光測定方式，離線熒光測定方式檢測的準(zhǔn)確度相對較高，但時(shí)間滯后，從取樣、測樣到樣品測定結(jié)束，需1.5h才能得到檢測結(jié)果。當(dāng)根據(jù)檢測結(jié)果對生料成分配比進(jìn)行調(diào)整時(shí)，原料的成分可能已發(fā)生了較大變化，因此，采用離線檢測控制方式很難及時(shí)調(diào)整配料成分?？鐜皆诰€元素分析儀能夠時(shí)時(shí)在線對水泥生產(chǎn)配料成分進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整，有效解決了傳統(tǒng)檢測時(shí)間滯后的問題。

01

傳統(tǒng)檢測方式和在線檢測方式的對比

對生料配料及熟料煅燒而言，采用手工化學(xué)分析方式進(jìn)行生料過程質(zhì)量的檢測，屬于驗(yàn)證性的檢測，對實(shí)際生產(chǎn)幾乎無指導(dǎo)意義。離線熒光檢測方式已能代替手工化學(xué)分析方式實(shí)現(xiàn)每小時(shí)對生料成分進(jìn)行分析，但對于過程質(zhì)量控制而言，時(shí)滯性仍然是離線熒光測定最大的局限。

離線熒光檢測無法對原料的波動(dòng)時(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整，僅能實(shí)現(xiàn)最快每小時(shí)綜合樣品的檢測和數(shù)據(jù)反饋。而跨帶式在線元素分析儀(以下簡稱在線元素分析儀)通過中子活化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)每分鐘對原料成分的掃描檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果時(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整生料配料，確保物料始終保持均勻性和穩(wěn)定性。在線元素分析與離線元素分析的對比見表1。

02

在線元素分析儀的使用和選擇

在線元素分析儀在水泥生料配料中的使用已較為成熟，其技術(shù)關(guān)鍵在于時(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確度、故障發(fā)生的頻次和快速處理的能力。在線元素分析儀能否較好地適應(yīng)不同工況及不同工藝條件，能否全面、直觀反饋物料成分變化并快速準(zhǔn)確地調(diào)整配料，人機(jī)互動(dòng)是否方便快捷，是我們關(guān)注的重點(diǎn)。

03

在線元素分析儀的技術(shù)優(yōu)勢

按照《水泥生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量管理規(guī)程》中的規(guī)定，入磨物料KH合格率須≥70％，在未使用在線元素分析儀前，很難有企業(yè)能達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)。目前，從提升產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的角度出發(fā)，水泥企業(yè)會(huì)選擇在配料皮帶上安裝在線元素分析儀，克服因石灰石等原料波動(dòng)帶來的過程配料成分的波動(dòng)，最大程度地提高入窯物料的成分穩(wěn)定性。在線元素分析儀具有以下優(yōu)勢：

(1)可以單獨(dú)控制每一臺配料秤，并能設(shè)定固定的配料比，實(shí)現(xiàn)某一原料成分的固定摻入；可以設(shè)定每一臺配料秤的上限配比和下限配比，確保當(dāng)配料秤出現(xiàn)問題或檢測出現(xiàn)誤差時(shí)，配料成分不會(huì)出現(xiàn)很大偏差；可以設(shè)定每個(gè)指標(biāo)、每個(gè)成分的上限和下限控制值。

(2)使用一臺電腦即可實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制及與中控室DCS控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享。

(3)根據(jù)實(shí)際需要，可任意調(diào)整和顯示不同時(shí)間段內(nèi)的控制成分均值，比如可顯示10min、30min、60min，夜班、白班、中班的檢測均值；可及時(shí)準(zhǔn)確地為操作員提供可參考利用的成分均值和物料變化情況，提供設(shè)備運(yùn)行異常造成的成分偏差；同時(shí)，可適時(shí)調(diào)用任意時(shí)間段內(nèi)的檢測數(shù)據(jù)，分析和總結(jié)產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)的原因，遠(yuǎn)程調(diào)用和導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

(4)根據(jù)物料變化，可時(shí)時(shí)調(diào)整配料三率值的控制指標(biāo)，當(dāng)原料發(fā)生較大變化時(shí)，可及時(shí)、準(zhǔn)確調(diào)整指標(biāo)。在每一種成分發(fā)生變化時(shí)，可時(shí)時(shí)建立獨(dú)立的趨勢圖，分析更加直觀。

(5)可快速通過界面顏色變化直接判斷設(shè)備運(yùn)行是否正常。

04

實(shí)際應(yīng)用及運(yùn)行效果

通過半年的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了原料成分每分鐘在線檢測一次，有效克服了原料波動(dòng)的問題，特別是解決了石灰石變化對過程質(zhì)量的影響。當(dāng)水泥生產(chǎn)僅能實(shí)現(xiàn)雙組分配料時(shí)，在線元素分析儀仍能體現(xiàn)其優(yōu)越的控制能力。若石灰石質(zhì)量差到僅能單組分100％配料時(shí)，在線元素分析儀雖不能再調(diào)節(jié)配料，但仍可第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)和反饋原料變化情況。

在使用在線元素分析儀前，該公司出磨生料KH合格率一般為50％。55％；使用在線元素分析儀后，出磨生料KH合格率每月均能達(dá)到80％以上，最高可達(dá)84.5％；通過生料均化庫后，熟料KH合格率可達(dá)95％以上。使用在線元素分析儀，穩(wěn)定了入窯生料成分，對穩(wěn)定窯況，穩(wěn)定煅燒，穩(wěn)定熟料質(zhì)量及強(qiáng)度提供了保障，大大提高了出廠水泥質(zhì)量的穩(wěn)定性。使用在線元素分析儀后，當(dāng)熟料強(qiáng)度穩(wěn)定后，在進(jìn)行水泥質(zhì)量控制時(shí)，可更有效、更穩(wěn)定地?fù)郊踊旌喜?，避免了水泥質(zhì)量較大的波動(dòng)，有效控制了水泥成本。

05

結(jié)語

在線元素分析儀已成功應(yīng)用于水泥生料配料質(zhì)量過程檢測控制多年，通過時(shí)時(shí)在線對皮帶上物料的成分和配比進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了每分鐘物料成分的檢測和數(shù)據(jù)的傳輸和分析。

使用在線元素分析儀，能快速準(zhǔn)確地分析物料成分的波動(dòng)和變化情況，通過軟件及時(shí)進(jìn)行配料調(diào)整，且能對不同時(shí)間段內(nèi)的物料成分進(jìn)行分析和補(bǔ)償，最終實(shí)現(xiàn)每小時(shí)物料成分的穩(wěn)定，為窯煅燒提供穩(wěn)定的物料成分，確保窯煅燒工況的穩(wěn)定，從而提升熟料產(chǎn)品質(zhì)量，確保其穩(wěn)定性。

使用在線元素分析儀，對于穩(wěn)定水泥生產(chǎn)過程質(zhì)量，提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低水泥生產(chǎn)成本有較大幫助，同時(shí)也能有效提升產(chǎn)品的市場認(rèn)可度和品牌價(jià)值，在線元素分析儀有著廣闊的推廣應(yīng)用空間。