水泥原料成分分析

DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪

北方水泥牡丹江建新水泥制品有限公司

关键词：DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪水泥生料在线监测质量控制摘要：DF-5701为第一套国产水泥元素在线分析仪，我公司对DF-5701的引进持慎重态度，通过DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪在我公司的运行情况，结合使用前后对比，水泥熟料三率值的均匀性和稳定性得到明显提高，fCaO合格率大幅上升，稳定并提高了熟料质量。

1项目论证

1.1生产现状

石灰石矿点多，其中庙岭石灰石通过火车进厂，经过破碎进均化库均化。黄旗、拉古石灰石通过小火车和汽运进厂，不经过均化直接经皮带进联合储库。上料时，庙岭石灰石与黄旗、拉古石灰石合流进石灰石调配库。其它原料通过汽车进厂，直接卸进联合储库，通过抓车上料进入调配库。原料成分波动大，生料配料困难。

高铁工程项目需要大量低碱水泥，对熟料质量要求更高，更迫切需要有效的质量控制措施。

1.2方案选择

北方水泥在应用在线分析仪进行生料质量控制上有着丰富的经验，前金刚水泥集团渭津熟料公司曾引进两套国外在线分析仪用于生料质量控制，使用效果不错，此次公司也考虑引进国外设备。另外获悉，东方测控公司/已研制出国内首台在线分析仪并准备投入水泥市场，这在方案上又多了一种选择。由于是第一套，没有现场应用案例，所以公司在选择这套设备上相当慎重，公司到厂家考察了其技术实力，厂家到现场考察并给出了详细的技术方案，经过几次论证决定采用这套设备，成为第一家引进国产在线分析仪的水泥企业。引进这套设备的理由如下：

•硬件

作为大型先进的设备，这种产品为国际化生产，所使用的硬件与国外分析仪

一样，由国际上同一供应商提供。

•软件

国产分析仪软件，在结构优化设计上更多的考虑了国内现场情况，更适应于国内水泥企业，而且可根据水泥企业的特殊要求，升级软件功能。

•厂家经验实力

东方测控多年来一直从事工业在线检测仪表及自动化工程项目，有大量的工业现场经验，拥有配套齐全的研发实验室。

•服务

厂家拥有健全的服务体系，设有售后服务部及远程监测中心，对现场使用问题及用户要求做出快速响应，服务人员可24小时内到达现场。

2项目实施

2.1施工改造

由厂家提供施工图纸，我公司进行施工，用混凝土浇筑了四个分析仪地脚基础，四个彩板房地脚基础。距分析仪安装位置20米准备一简易房，用来放置电子柜及标样。

2.2安装

设备2011年3月23日进厂，当天生料库满停立磨期间完成测量装置安装，装置安装在调配库下，进生料磨皮带上。第二天完成走线，之后为分析仪搭建彩板房。

2.3标定

上电运行后，用六小时时间完成静态标样标定。生产连续运行时用三天时间进行动态校准。具体方法是每小时取出磨生料样做化验全分析（由于X荧光分析仪暂时有问题，不能做生料全分析，所以用化学全分析，对连续取的24个小时样，全分组加班用了两天时间），与在线分析仪每分钟测量值的小时平均值对比，进行动态校正。

2.4自动配料控制

使用我公司已有的电子皮带秤及自动给料设备，针对我公司已具有简单的配料系统情况下，控制系统做了原控制系统及自动配料系统两种模式的切换功能。对模拟量输入信号采用信号一分二转换器，满足双系统需要。对模拟量输出信号

采用继电转换，满足双系统需要。对开关量输入信号采用继电转换，满足双系统需要。正常生产时使用硅石、铜渣、石灰石、炉渣四组分配料，生产低碱水泥时使用硅石、钢渣、石灰石、水渣四组分配料，自动配料控制系统连接图如下：

图1 自动配料控制系统连接图

3运行情况

设备4月初开始进行生料自动配料控制，从使用DF-5701水泥多元素在线分析仪时与原控制模式下的生料，尤其是熟料的合格率、标准偏差等对比，表明使用DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪能有效进行质量控制。

在使用DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪之前，质量控制由人工取样根据化验室数据进行原料配比调整，化验数据受取样代表性、样品污染等因素影响，控制周期为一小时，且滞后一个半小时，极易造成出磨生料连续不合格，导致熟料质量波动。另外人为调整原料配比是受操作人员的接受能力，知识结构，专业水平，对质量控制的能力等因素的影响，不同的操作员在调整配比时人为因素的影响相当明显。若使用荧光分析和配料优化系统进行控制，也存在分析滞后、调整不及时等因素影响。

而使用DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪进行质量控制时，分析仪对生

料磨前通过输送皮带的所有物料进行检测，每分钟给出以此分析结果，自动进行优化配料。每小时分析、控制可达60次。使用DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪实现了生料磨前的各种原料配料自动化，减少了生料成分波动，窑台时产量提高10%左右，出窑熟料三率值合格率、f-CaO 合格率达到90%以上，熟料三天强度提高2-3MPa ，稳定并提高了熟料质量。

图2 使用前出窑熟料KH 曲线（2011年3月）

图3 使用后出窑熟料KH 曲线（2011年5月）

图4 使用前、后出窑熟料KH标准偏差比较图5 使用前、后出窑熟料f-CaO合格率比较

4结论与建议

4.1DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪/product/product_77.html

是结合元素分析和配料优化系统为一体的，不用人工取样，可以减少人为因素的影响，虽表面上看设备投资较贵，实际上整体投资应较便宜的，对于我厂石灰石矿点多、品位波动大、均化效果差的情况，使用DF-5701水泥多元素在线分析仪能充分弥补这方面的不足。

4.2 在使用在线分析仪后，首先要保证调配库下配料秤准确，保证其精度能满足配料要求，从而为在线分析仪调整质量提供良好的前提保障。

4.3DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪/product/product_77.html

比XRF（荧光分析）结合配料优化系统更容易调整生料率值，配合生料均化库后熟料的合格率稳定提高，对熟料乃至水泥质量提升与稳定发挥巨大作用。在熟料品质提高的前提下，水泥粉磨的过程中可以增加混合材的掺加量，降低水泥的制造成本。

4.4四种配料原料，其中石灰石为三个产地合流后石灰石，另外三种原料都没有均化措施，在这种情况下使用在线分析仪配料仍能够保证生料成分的均匀稳定。

4.5北方水泥凭借多年使用在线分析仪的经验，对首台国产在线分析仪经过深入考察后，率先将其引进到牡丹江建新水泥使用，其使用效果令人非常满意。目前厂内老线正在改造生料系统、建造调配库，将原来抓车抓配料、管磨系统改造成皮带自动连续给料、辊压终粉磨系统，将具备使用在线分析仪自动配料的条件。