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                            技術 | 提高生料配料合格率的措施

                            來源:《1陽泉冀東水泥有限責任公司;2左權金隅水泥有限公司》 發布日期:2021/11/11 編輯:張翀
                            核心提示:提高生料配料合格率的措施

                            引言


                            2019年3月之前,公司入磨生料配料質量控制采取的方法是取樣+熒光分析+人工配料質量控制系統,即由自動取樣器對出磨生料連續取樣,由人工根據熒光分析數據進行原料配比調整。由于受到原材料成分波動(本地石灰石成分波動大、輔料資源多地供給、資源匱乏造成輔料質量不斷劣化)、原料磨開停機、生料配料調整滯后及配料人員技術水平等因素的影響,生料三率值合格率(KH81%、SM86%、IM91%)不能滿足進一步提高熟料質量的需求。為了解決該問題,公司通過加強原料均化過程控制,啟用在線分析儀,取得較好效果。


                            一、影響生料合格率的因素分析


                            生料合格率偏低,主要來自兩個方面,一是原料均化不足,二是傳統配料質量控制過程影響因素多。


                            1.1  原料均化不足


                            (1)石灰石成分波動。


                            石灰石來自自有礦山。為了節約資源,避免資源浪費,減少排廢量,礦山實行各個開采面石灰石搭配下料。搭配中疏于管理,成分波動變化較大,隨機抽取2018年某天石灰石質量情況列入表1。從表1可知,氧化鈣波動從42.3%至51.36%;二氧化硅波動從0.74%至9.89%;三氧化二鋁波動從1.07%至8.05%,三氧化二鐵波動從0.55%至3.02%。這些成分的波動,必然帶來生料三率值的波動。


                            表1 2018年6月某天石灰石質量(%)



                            (2)輔料原材料成分的影響。


                            除了自產石灰石外,其他外購原材料受產地影響,成分也有不同程度波動。從表2可知,砂巖中的二氧化硅波動從84.81%至92.88%。公司配料中還引入了砂巖粉末替代部分砂巖,其成分也存在波動。


                            表2 2018年12月某日砂巖質量(%)



                            (3)均化過程存在的問題。


                            石灰石各開采面物料質量差別較大,搭配中疏于管理,存在嚴重的搭配不均勻現象;石灰石均化圓堆均化效果差,下料過程中,沒有根據石灰石質量對應下料,區間范圍沒有固定,產量高多下,產量低少下,均化效果差;均化場定點布料,均化效果差。


                            1.2   傳統配料過程質量控制存在的影響因素


                            (1)操作手法影響:由于人員素質不一,在調整配料過程中不能一次到位;


                            (2)取樣頻次影響:人工取樣,一小時一次,調整滯后;


                            (3)代表性差:人工抽取樣品,對整體代表性稍差。


                            二、解決措施


                            2.1  加強原料均化過程控制


                            2.1.1  對石灰石質量的控制


                            針對公司礦山現狀,綜合利用礦山資源,在滿足配料的前提下,保證石灰石與石灰石廢料合理搭配使用。為更有效地規范石灰石質量管理,增強石灰石質量控制能力,確保石灰石入堆棚品位合理、成分穩定,滿足配料要求,對石灰石質量控制要求如下:


                            (1)質量管理部對石灰石堆棚物料每1 h取樣1次,取樣人員取樣過程中要嚴格按照要求操作,并確保樣品有代表性。


                            (2)礦山各個生產臺段取樣工作由礦山管理人員取樣,質量管理部監督,嚴禁漏取。當出現不穩定樣品時,應與炮孔樣質量數據臺賬對比,找出原因,采取對策,確保石灰石各個臺段物料搭配下料科學合理。


                            (3)礦山運行部根據質量管理部下達的調整通知單,進行開采、車輛、時間段的物料質量搭配,質量管理部及時反饋檢驗數據,礦山運行部根據數據及時調整搭配方案。


                            (4)質量管理部根據《質量考核辦法》完成考核。


                            2.1.2  對輔料質量的控制


                            公司輔料主要有轉爐渣、砂巖廢料和砂巖粉末,這幾種輔料都是外購入廠,產地多且質量成分波動較大,對此要求如下:


                            (1)外購輔料質量管理部、物資采購部、生產運行部到實地考察,質量管理部做物料成分分析并做好產地質量臺賬。


                            (2)物資供應部根據質量控制要求選擇合格的供方,按照外購原燃材料質量指標進行采購,分品種存放,物料進廠質量管理部進行外觀檢測,分別存放,質量檢驗人員對原燃材料分產地進行取樣、分析。


                            (3)質量管理部根據檢驗結果,通知生產運行部合理搭配,均勻布料。


                            2.1.3  原材料均化過程優化


                            公司配有石灰石均化圓堆、原材料長堆均化棚。對原材料均化優化方案如下:


                            (1)石灰石圓堆分38區,每天記錄布料區間與取料位置,質量檢驗人員根據檢驗結果通知生產運行部調整布料位置,保證石灰石布料穩定。


                            (2)不滿位布料石灰石,留再布空間,質量波動時進行差位補料。


                            (3)長堆布料橫鋪直取。


                            (4)質量管理部嚴格監督布料過程,杜絕不按照要求布料行為發生。


                            (5)啟用在線分析儀(見下文)后,將物料入磨輸送機直驅形式改造成變頻驅動,以便根據在線分析儀檢測情況保證料流的穩定性。


                            2.2  啟用在線分析儀


                            2.2.1  引入在線分析儀


                            在實際生產中,為了使入窯生料的實際率值與目標率值相符合,一般通過調整出磨生料率值的方法進行,定時對出磨生料取樣并測定其化學成分計算出率值,然后再根據結果對各種原料進行配比調整,如此反復地形成控制回路,這個過程就是生料質量的控制過程。所謂生料質量控制,即通過出磨生料的檢測并結合入窯生料的檢測結果及時調整入磨原料配比,最終保證入窯生料合格率。


                            針對傳統配料過程質量控制存在的影響因素,公司認為,要保證入窯生料合格率,必須滿足以下條件:(1)物料分析系統有快速分析物料成分的設備;(2)質檢化驗系統必須有能夠快速準確調整入磨物料配比的設備;(3)系統應該有生料質量計算機控制系統。于是,公司決定安裝兩臺在線分析儀(見圖1)。


                            圖1 在線分析儀


                            2.2.2  在線分析儀的優勢


                            與人工每小時調整配料比例的傳統配料方式對比,在線分析儀自動配料方式具有以下技術優勢。


                            (1)全面:測量所有通過的物料代表性強。


                            傳統的化驗分析僅使用料流的極小部分,由于化驗分析所用的極小部分被視為整個流料的代表,取樣的代表性差。與之相比,在線分析儀結果的代表性強,整體誤差小。由于是對整個料流進行檢測,反映了物料的全部信息。分析儀的隨機誤差即是該分析系統的整體誤差。相反,與化驗分析相關的隨機誤差在化驗系統的整體誤差中只占一部分,有時甚至是很小一部分,而其他隨機誤差主要來自取樣和制樣。


                            (2)快速:每分鐘都可以檢測出料流的結果,無需取樣和制樣。


                            傳統的化驗分析,需要取樣、制樣,最后化驗分析,整個過程需要數小時,化驗結果控制反饋嚴重落后。而在線分析儀每分鐘即可檢測出檢測結果,實時性強、反饋迅速。分析儀每分鐘提供前一分鐘通過的分析檢測值,及時反饋物料的變化趨勢,并迅速采取措施,調整搭配比例,控制物料的波動。


                            (3)有效:為生產提供關鍵參數數據,實時進行優化配比控制。


                            在線分析儀每分鐘即可獲得全元素的成分測量結果,并可計算與生產緊密相關的關鍵參數指標,1 min后即可給出優化配料方案,實現優化閉環控制,克服傳統配料方式的配料累積誤差,提高配料結果的穩定性。當原料成分波動較大時,及時準確地給出最佳配料方案,降低原料成分波動引起配料不穩定的影響。


                            (4)穩定:非接觸式測量,長期穩定運行。


                            在線分析儀跨皮帶安裝,流過分析儀裝置通道的物料不與探測器接觸,減少了機械故障率。


                            (5)優化:采用最合理的配料方案,保證質量參數的同時降低生產成本。


                            根據在線分析儀實時準確的成分檢查結果,自動配料系統可給出最合理的優化配料方案,能大幅提高產品合格率及質量,進而提高單位原料的經濟效益。


                            三、效果


                            加強原料均化過程控制,引入在線分析儀后,生料、熟料三率值合格率提高明顯,相關數據見表3、表4。


                            四、結束語


                            傳統的生料質量控制過程中,不少企業都得面對原材料成分波動、原料磨開停機、生料配料調整滯后及配料人員技術水平等因素對生料質量的影響。為提高生料率值合格率,在加強原料均化過程控制中想盡辦法。然而取樣+熒光分析+人工配料的傳統控制方法卻成為進一步提高生料率值合格率的絆腳石。公司啟用在線分析儀的效果,不僅化解了傳統控制方法的痼疾,還減輕了員工勞動強度,也是工廠數字化、智能化在重要環節的實踐。


                            作者:榮紅敏1,靳威2

                            來源:《1陽泉冀東水泥有限責任公司

                            ;2左權金隅水泥有限公司》

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