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        Xoptix在線粒度監(jiān)測對于水泥生產(chǎn)的重要性

        上海傳偉信息科技有限公司.  2010-07-07  點擊747次

        摘要:目前對于無論是普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥還是火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥,都是用80um 的篩余來作為對水泥細(xì)度進(jìn)行判定的主要標(biāo)準(zhǔn),都是指導(dǎo)水泥企業(yè)生產(chǎn)的重要工具。隨著科技和工藝的發(fā)展,人們認(rèn)識的不斷加深,以及對水泥質(zhì)量要求的不斷提高,繼續(xù)使用篩余法來測量水泥細(xì)度分布已經(jīng)顯得捉襟見肘了。隨之,水泥生產(chǎn)企業(yè)對粒度檢測手段提出了更高的要求。

        本文將通過粒度對水泥的重要性、水泥生產(chǎn)過程中影響粒度的環(huán)節(jié)、水泥粒度檢測手段的演進(jìn)等主要內(nèi)容的闡述,詳細(xì)分析了在線粒度監(jiān)測技術(shù)在水泥細(xì)度檢測領(lǐng)域的應(yīng)用。

        關(guān)鍵字:粒度,水泥細(xì)度,在線粒度監(jiān)測,選粉機,轉(zhuǎn)速,Xoptix

        一、 粒度對水泥的重要性

                水泥細(xì)度的表述概括起來有篩余、比表面積、顆粒級配、平均粒徑等幾種,篩余是水泥生產(chǎn)最常用,也是延續(xù)了很久的方法。目前在水泥生產(chǎn)中存在的問題是,用80um方孔篩控制水泥細(xì)度已經(jīng)不合適了,應(yīng)在水泥生產(chǎn)中推廣使用45μm 方孔篩篩余,用45μm方孔篩控制水泥細(xì)度。但45 μm 試驗篩網(wǎng)的生產(chǎn)技術(shù)要求高,國內(nèi)市場上很少有這種產(chǎn)品。比表面積所代表的細(xì)度含義比篩余進(jìn)了一大步,它與水泥性能的相關(guān)性比篩余更具普遍性。但透氣法也存在對多孔物料和過細(xì)物料測試不準(zhǔn)的問題,而且在與水泥物理性能相關(guān)性上也還存在不少局限。因此細(xì)度(80um 篩余)和勃氏比表面積只能部分的體現(xiàn)水泥的顆粒情況,無法完全了解水泥顆粒的分布,它們對于控制水泥性能和充分發(fā)揮水泥各組分的作用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
                 同上所述,即使篩分細(xì)度相同或比表面積相近,水泥的性能有時也會表現(xiàn)出較大的差異,其原因是粒度分布可能不同(當(dāng)然,顆粒形狀的因素也很重要)。勃氏透氣法比表面積實際含有顆粒堆積因素,并非真正幾何意義上的顆粒比表面積。激光計算比表面積值比較細(xì)致地考慮了顆粒形狀和細(xì)度,且與顆粒堆積狀況無關(guān),與水泥使用過程中強度的發(fā)揮對應(yīng)性可能會更好。激光粒度儀能夠得出水泥行業(yè)原來無法測量的粒度分布,建立起粒度分布與強度的關(guān)系。水泥的粉磨細(xì)度影響水泥磨機的產(chǎn)量和出廠水泥的強度等級。由于水泥磨得越細(xì),其比表面積越大,水泥的各令期強度都會增大。當(dāng)粉磨細(xì)度80um 方孔篩篩余4%以下時,隨著篩余量的減少,粉磨單位產(chǎn)品的電耗將顯著增加,產(chǎn)量也相應(yīng)降低;因此,水泥粉磨細(xì)度,通??刂圃?0um 方孔篩篩余4%左右、比表面積控制在350m2/kg 左右。根據(jù)國外專家的研究結(jié)果,水泥顆粒大小與水化過程有著直接的影響,不同粒徑的水泥水化速度及水化程度差異很大。水泥中0-30um 的顆粒對強度起主要作用,其中0-10um 部分早期強度高,10-30um 部分后期強度高。3-30um 這部分顆粒含量越多,水泥質(zhì)量越好。粉磨過程中,不能完全消除>32um 的顆粒(但應(yīng)盡量減少>60um 的顆粒),同時又必然產(chǎn)生<3um 3-32um="">65%,<3um 的顆粒含量在10%左右。在適當(dāng)?shù)臈l件下,提高這一階段的含量,就可達(dá)到提高強度的目的。
               水泥用戶要求水泥均勻、質(zhì)量穩(wěn)定,特別是現(xiàn)代建筑施工工程對水泥質(zhì)量要求越來越高,愈來愈迫切。一方面我國水泥行業(yè)不僅需要重視如何提高水泥的3 天和28 天強度,而且還需要重視如何提高水泥的質(zhì)量穩(wěn)定性,減小波動。通過對粉磨方法及粉磨工藝的研究可知,調(diào)節(jié)選粉機產(chǎn)品的粒度分布可以提高水泥的強度,而不一定要由提高粉磨細(xì)度來實現(xiàn)這個目的。

        二、水泥生產(chǎn)過程中影響粒度的環(huán)節(jié)

                在水泥生產(chǎn)過程中,無論是開流磨還是閉流磨,如圖一,會影響到水泥粉末細(xì)度的地方很多,磨機的喂料量,磨機的轉(zhuǎn)速,選粉機的轉(zhuǎn)速,選粉機的風(fēng)速等。
        水泥磨機和旋風(fēng)分級機是水泥制造工藝過程中最為主要的設(shè)備,他們能否正常運行和能否以最佳的轉(zhuǎn)速運行,直接關(guān)系到整個生產(chǎn)線的效率、成品的品質(zhì)和能耗。而這些恰恰都是企業(yè)在日益激烈的市場競爭力下所關(guān)心和追求的。

        三、水泥粒度測量手段

                目前,國內(nèi)外的測量手段有離線和在線兩種。水泥行業(yè)的粒度離線檢測是每四個小時去現(xiàn)場取樣一次,然后拿到實驗室分析儀器上進(jìn)行分析。這種方法有取樣量?。▋H測幾克而已),代表性不夠,而且取樣間隔時間長,測定結(jié)果比生產(chǎn)滯后的缺點,導(dǎo)致對生產(chǎn)的指導(dǎo)作用嚴(yán)重不足,在水泥質(zhì)量保證上難以做到實時監(jiān)控,增加了出現(xiàn)不合規(guī)格產(chǎn)品的概率,不能適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展與生產(chǎn)的要求。在線監(jiān)控是直接在生產(chǎn)管線中監(jiān)控產(chǎn)品粒徑,同時將監(jiān)控結(jié)果傳送到中控室,或客戶的DCS 和PLC 中控系統(tǒng)。在線激光粒徑監(jiān)控系統(tǒng),對產(chǎn)品輸送管路中水泥顆粒的粒徑分布和變化趨勢做24 小時連續(xù)、快速、及時、真實地跟蹤,為水泥企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和連續(xù)性提供了現(xiàn)代化的科學(xué)監(jiān)控手
        段。打個比喻,在線儀器就像一架望遠(yuǎn)鏡,離線儀器就像一臺放大鏡。望遠(yuǎn)鏡可以連續(xù)及時地發(fā)現(xiàn)問題,有個先知先覺的概念;而放大鏡卻是局部放大, 仔細(xì)認(rèn)真的研究,自然是只能斷斷續(xù)續(xù)地進(jìn)行判斷,并且存在時間滯后的問題,也就是說當(dāng)放大鏡發(fā)現(xiàn)問題的時候, 這個質(zhì)量問題已經(jīng)過去了。使用者必須接受一點就是在線和離線的儀器所測得的數(shù)據(jù)不可能一致,即使同一臺實驗室儀器不同人或者不同時間所得到的數(shù)據(jù)都不一樣,更何況兩臺儀器,兩個完全不
        同測量原理的儀器拿來比較。但是為了得到更好的一致性,必須在儀器調(diào)試階段盡使用盡可能多的樣品點數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)實驗室和在線儀器所得到數(shù)據(jù)的相關(guān)性, 通過各種技術(shù)手段來使二者的趨勢相吻合, 接近客戶的使用慣性和判斷慣性。

        四、在線監(jiān)測儀器的組成
        xoptix 在線粒度監(jiān)控系統(tǒng),包括以下功能部件(如圖二):
        1、儀器主機,包括激光發(fā)射和信號接收
        2、樣品流動池
        3、取樣系統(tǒng)
        4、回樣系統(tǒng)
        5、信號控制箱

        五、在線監(jiān)測儀器的安裝位置

                水泥生產(chǎn)有不同的工藝制作過程,如開流磨、閉流磨等。在整個粉磨生產(chǎn)過程中對水泥顆粒的粒度有影響的因素很多,如磨機的轉(zhuǎn)速,進(jìn)料量,旋風(fēng)機的轉(zhuǎn)速,風(fēng)量等等。
                利用在線粒度監(jiān)控系統(tǒng),您可以監(jiān)測任何您所關(guān)心的點或設(shè)備。如您可以裝在磨機后面監(jiān)測磨機的工作效能,也可以裝在旋風(fēng)機后面監(jiān)測旋風(fēng)機的工作效能,或者裝在旋風(fēng)機返回磨機的管道上。
        根據(jù)我們的經(jīng)驗,大多數(shù)都是將在線粒度監(jiān)控系統(tǒng)安裝在成品的管路中(如圖二所示),因為這樣可以監(jiān)測前面所有環(huán)節(jié)的設(shè)備和工藝對水泥粒度的影響。您也可以利用在線粒度監(jiān)控系統(tǒng)的24 小時連續(xù),快速,及時的特性來試著改變某些工藝參數(shù),來了解每個參數(shù)對水泥粒度如何影響以及影響程度,達(dá)到穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量和提高產(chǎn)能。

        六、測量原理

                Xoptix 在線粒徑監(jiān)控系統(tǒng),結(jié)合激光衍射技術(shù)和Mie 理論,能對生產(chǎn)線上各類氣體輸送或重力傳輸?shù)姆勰┻M(jìn)行連續(xù)的粒徑分布以及粒徑變化趨勢監(jiān)控。

        七、Xoptix 在線粒度監(jiān)控系統(tǒng)的功能

        ?    在穩(wěn)定的狀態(tài)下,可以利用在線監(jiān)控,實時了解到生產(chǎn)線上的實際情況,操作人員可以做一些微調(diào)工作,如分級機轉(zhuǎn)速的細(xì)微調(diào)整,操作人員坐在中控室,就可以不斷優(yōu)化您的生產(chǎn)工藝,不必頻繁地跑到現(xiàn)場取樣拿回實驗室測量,發(fā)現(xiàn)異常馬上控制,這無疑消除了很長的時間滯后,更利于我們保證產(chǎn)品質(zhì)量。
        ?   在每次磨機啟動的時候,如果使用Xoptix,因為您隨時知道您的調(diào)整效果,所以會快速地使產(chǎn)品進(jìn)入一個穩(wěn)定狀態(tài),相比不斷的人工取樣,控制節(jié)省了大量時間,您完全有能力利用這些時間生產(chǎn)更多的產(chǎn)品,贏取更多的利潤,同時也避免了人工測量過程中誤差的導(dǎo)入。
        ?   在水泥生產(chǎn)中,不可避免的存在著大量的能量損耗,而過度研磨就是一個在利用離線測量技術(shù)下必然存在的情況,所有的研磨行業(yè)都是如此,因為操作人員無法知道每一刻的粒度情況,而為了達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),我們不得不留有足夠的余量,故意研磨的細(xì)一些。但是如果您使用在線粒度監(jiān)控系統(tǒng)Xoptix,您可以放心的讓質(zhì)量曲線無限地接近客戶的要求界限,而這部分工作帶來的效益又是非常可觀的;? 利用Xoptix 自動取樣測量,可以減輕人工取樣檢測的工作量,同時也避免了人工測量過程中誤差的導(dǎo)入;Xoptix 可以將監(jiān)控數(shù)據(jù)連續(xù)送到客戶的中控系統(tǒng),如PLC 或DCS,以便生產(chǎn)過程實現(xiàn)真正的自動化。

        總結(jié):
                在科技快速發(fā)展的今天,技術(shù)革新日新月異,若想在日益激烈的市場競爭中立于不敗之地,就必須盡早使用先進(jìn)的高科技設(shè)備來武裝自己。水泥檢測多項儀器都已經(jīng)實現(xiàn)了在線監(jiān)測,唯獨粒度測量遲遲未能普及在線監(jiān)測,而我們卻是一直致力于推動此項技術(shù),Xoptix 在線粒度監(jiān)測產(chǎn)品的出現(xiàn),無疑加速了我們推動步伐的同時,也提升了眾多水泥生產(chǎn)企業(yè)的核心競爭力!

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