技術(shù)文章
水泥生產(chǎn)是固態(tài)物料的熱化學(xué)反應過(guò)程,為保證產(chǎn)品質(zhì)量,必須嚴格控制物料細度、成份、均勻性及降低有害物料的混入量,所以對各工序物料的成份進(jìn)行測定非常重要。
水泥生產(chǎn)質(zhì)量控制對象主要包括:原材料、燃料、生料、熟料和出磨水泥及出廠(chǎng)水泥等。水泥生產(chǎn)質(zhì)量控制要以配料為綱,努力提高熟料質(zhì)量,確保出廠(chǎng)水泥符合國家標準及有關(guān)規定。
1.我國水泥工業(yè)物料成份分析儀器的發(fā)展概況
70年代以前水泥的主要生產(chǎn)方式是濕法,料漿的物料成分很均勻,容易控制,調庫、倒庫的時(shí)間長(cháng),用傳統的化學(xué)分析法就能夠很好的控制入窯生料成分。
70年代以后,各國水泥工業(yè)的生產(chǎn)方式以新型干法窯外分解窯為主,我國地方水泥則大力發(fā)展機立窯,其生料均為干粉狀態(tài),生料成分及均勻性都難于控制。特別在新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)中,窯、磨等主機產(chǎn)量大,時(shí)效性強,而且每個(gè)工序都要控制物料成份。傳統的化學(xué)分析方法只能每天做一次生料全分析,每小時(shí)生料成份控制僅能用鈣鐵滴定值控制,*不能滿(mǎn)足現代化、大規模水泥生產(chǎn)對質(zhì)量控制的需要,必須以快速、準確的儀器分析來(lái)代替化學(xué)分析。
國內為解決物料儀器分析問(wèn)題,早在60年代中國建材研究院研制出X射線(xiàn)熒光分析儀,70年代日本展覽會(huì )上有一臺同位素在線(xiàn)鈣量?jì)x,被國家建材總局收購并以此為樣機,由中國建材研究院、合肥水泥研究院和琉璃河水泥廠(chǎng)聯(lián)合研制在線(xiàn)鈣鐵分析儀和生料配料控制系統,并一直在琉璃河水泥廠(chǎng)使用。80年代中國建材研究院在原在線(xiàn)鈣鐵分析儀的基礎上又研制出同位素離線(xiàn)鈣鐵分析儀和同位素多元素分析儀,目前國內已有好幾家企業(yè)生產(chǎn)這類(lèi)儀器并在水泥廠(chǎng)廣泛應用,進(jìn)行生料成分控制和率值控制。
2.我國水泥工業(yè)物料成份儀器分析的現狀
目*0t/d以上的水泥生產(chǎn)線(xiàn)均有以X射線(xiàn)熒光分析儀為主體的生料質(zhì)量控制系統(QCX),過(guò)去大多數是配備菲利浦和日本的分析儀。90年代出現X射線(xiàn)能譜儀,zui近一段時(shí)期已有部分國產(chǎn)的多元素分析儀獲得應用。我國水泥工業(yè)應用的物料成份分析儀器有:
(1)X射線(xiàn)熒光分析儀:適用于大中型水泥廠(chǎng),均為進(jìn)口儀器;
(2)X射線(xiàn)熒光能譜儀:適用于所有水泥廠(chǎng),用于率值控制;
(3)同位素多元素分析儀:主要用于中型和機立窯水泥廠(chǎng),用于率值控制;
(4)同位素在線(xiàn)、離線(xiàn)鈣鐵分析儀:主要用于生料成分控制,其中離線(xiàn)分析儀在機立窯水泥廠(chǎng)應用比較廣泛;
(5)在線(xiàn)中子活化分析儀:可以在線(xiàn)分析塊、粉狀物料,宜于前饋控制,可降低均化庫和預均化庫的投資。華新水泥公司已引進(jìn)一套,即將投入運行;
(6)自動(dòng)化學(xué)分析儀。
就生料質(zhì)量控制而言,我國配料成分要求控制三個(gè)率值(KH、SM、IM),所以至少要測量生料中的Ca、Fe、Si、AL及燒失量,降低有害成分(K、Na、CL、S、Mg)的混入量,需用多道熒光分析儀。過(guò)去分析儀器均需引進(jìn)國外產(chǎn)品,價(jià)格高,除新建和技術(shù)改造的大、中型水泥廠(chǎng)應用這種大型分析儀器外,其他水泥廠(chǎng)均用每天一次化學(xué)全分析和每小時(shí)一次鈣鐵分析生料成分控制方法。其中又有利用離線(xiàn)鈣鐵儀的成分控制和化學(xué)滴定法僅控制入磨物料的重量控制方法,這類(lèi)方法雖然不能*生料質(zhì)量控制的需要,但限于條件也僅能如此,它是目前通用的控制方法。
3.大力促進(jìn)分析儀器的國產(chǎn)化
物料成分用儀器分析代替傳統的化學(xué)分析方法來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)控制,已被國內外的水泥企業(yè)實(shí)踐證明是有效的,已成為現代水泥生產(chǎn)線(xiàn)的*設備。它的*性為分析速度快、分析精度高、穩定性好、自動(dòng)化程度高、不受人為因素的干擾、無(wú)化學(xué)試劑對人的危害、減少化學(xué)試劑的損耗、減少操作分析人員、降低勞動(dòng)強度等。但大型分析儀器均需進(jìn)口,價(jià)格高、備配件既貴又供應不及時(shí)、使用條件要求高、培訓費高等。雖然有些大公司在國內設有維修部門(mén),但費用高,而且國外儀器更新快,不少備件過(guò)一段時(shí)間就難于供應,也不適合我國國情。
為了大力推廣儀器分析技術(shù),提高熟料和水泥質(zhì)量,以及降低水泥生產(chǎn)線(xiàn)的投資,國家科委組織了物料成分分析儀器的國產(chǎn)化的研究開(kāi)發(fā)項目(X射線(xiàn)熒光光譜分析儀),其樣機和商品化尚需一段時(shí)間。目前我國一些合資公司已有利用國外的元器件組裝、國內配套測試、控制軟件的熒光分析儀,也有利用同位素的多元素分析儀進(jìn)行物料成份的分析、控制水泥質(zhì)量,已取得較好的效果。
國產(chǎn)化儀器在滿(mǎn)足分析精度、穩定性與可靠性的前提下,其價(jià)格優(yōu)勢明顯,一般為進(jìn)口儀器的一半,有的甚至更低,備配件易保證,維修、培訓方便,其設計使用條件也都盡量考慮了結合國情。物料成分分析儀器的市場(chǎng)是很大的,雖然2000t/d以上的已投產(chǎn)的30余條線(xiàn)大部分都配有進(jìn)口的分析儀,但許多100t/d的干法生產(chǎn)線(xiàn)和以前建設的干法水泥生產(chǎn)線(xiàn),大多數尚未配置分析儀器,這些廠(chǎng)將陸續進(jìn)行技術(shù)改造,其中一項重要內容就是建立以分析儀器為主的生料質(zhì)量控制系統;已經(jīng)有分析儀器的企業(yè)為保證生產(chǎn)都有增加備用儀器的需要;不少大型機立窯企業(yè)為提高產(chǎn)品質(zhì)量,也是需要配置成份分析儀的??梢?jiàn)大力促進(jìn)物料成份分析儀器的國產(chǎn)化已勢在必行。
4.對國產(chǎn)化分析儀器的建議
水泥生產(chǎn)過(guò)程是連續化大生產(chǎn),所以對在生產(chǎn)線(xiàn)上應用的所有設備首要的要求是穩定、可靠,否則將影響生產(chǎn),造成很大損失,如一條4000t/d的水泥生產(chǎn)線(xiàn)停產(chǎn)一天的損失至少120萬(wàn)元(300元/t熟料計),每小時(shí)就損失5萬(wàn)元。物料成份分析儀的使用需要有配套的其他設備。因此儀器供應廠(chǎng)商應能配套供應,大致包括:
(1)自動(dòng)連續取樣器:適用螺旋輸送機、皮帶輸送機、空氣斜槽、溜子等設備設施和塊狀、粉狀物料; (責任編輯:滄州鑫科儀器)