水泥原料成分研究論文

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摘要：用國產儀器設備實現了特種水泥生料和熟料成分的快速分析和自動配料，介紹了光譜儀、配料微機和失重秤三者之間如何實現聯網，以及水泥配料專家系統軟件：實現了分析數據傳送．配料計算和下料的自動化，提高了生產效率和產品品級率。

關鍵詞：快速分析自動配料水泥生產局域網

1前言

我廠的特種水泥生產工藝處于國內領先水平，但是由于自動化技術和裝備較落后，生料和熟料的成分分析一直沿用傳統的化學分析方法，定時取樣，手工分析，配料僅根據CaCO3的滴定值，人工計算，人工下料。方法原始，時間滯后，不能及時精確地捐導生產，致使配料合格率較低．產品品級率不高，嚴重制約了生產的發展。

特種水泥配料原料主要由石灰石、鋁礬土和部分返回熟料(晶種)組成。我們采用X熒光光譜分析技術，實現了各種物料成分的快速分析，建立了各種分析數據庫：按照數學模型，編制了水泥配料專家系統軟件：建立了光譜儀、配料微機和失重秤3者之間的聯網，完成了分析數據的傳送、配料的自動計算和失重秤下料量的自動控制，滿足了特種水泥生產的要求，提高了特種水泥生產控制分析和過程控制的自動化水平。

2系統設計原則

(1)系統安全、可靠、易于維護。

(2)軟件界面友好，操作簡單，適宜普通工作人員使用。

(3)充分利用原有設備資源，全部采用國產儀器，節省投資。

(4)開放式系統，易于擴充和修改。

(5)成分離線快速分析、配料在線控制。

3生料、熟料成分的快速分析

成分分析使用國產FJ－2810G犁x熒光分析儀。儀器主要由x射線發生器、樣品室、si－Li探測器、多道能譜儀、計算機數據處理系統和壓片制樣裝置等構成。工作原理為樣品被x射線照射。待測元素的原子激發后產生該元素的特征x射線，這些具有特征波長的射線被探測器接收，經光電轉換和模數轉換，信號由多道能譜儀處理．計算機根據能譜峰的位置和強度分析樣品所含元素及含量。

該儀器經過在水泥化驗室7個多月的運行使用，承擔了普通水泥和特種水泥的生料、熟料及其它原料的成分分析任務．取代了原來的化學分析方法。儀器分析SiO2、A1203和CaO的標準偏差都在0．15~0．25之間：Fe203的在0.1左右：MgO的稍高，達到0.3左右；經過與化學分析對比，生料和熟料分析結果合格率分別在90％和93％以上。分析精度和準確性可以滿足生產控制分析需要．同時提高了分析速度，減輕了工人勞動強度，降低了

分析成本。

4水泥配料專家系統軟件的開發

4．1配料數學模型

特種水泥生產配料的數學公式之一為：

式中：caO，A1203，、SiO2、Ti02和MgO均為高鋁生料或熟料中相應元素的百分含量。微機根據接收到的x熒光分析儀的分析數據．計算堿度系數Am。參考水泥技術人員的經驗，預置一整定值(AmO)，通過比較，計算出要加物料的重量，傳送到失重秤，實現自動控制下料量。高鋁水泥生料堿度系數Am控制范圍一般為0.870~0.910．熟料Am控制范圍為0.920~0.960。

4．2程序原理框圖

根據上述模型和控制機理，編制了采樣、對比分析、調整發送和控制等程序，匯集成水泥配料專家系統軟件。程序原理框圖圖l。

4．3軟件功能

本軟件用VB6語言編寫，可直接運行于WIN95或WIN98環境中，界面友好，操作簡單。為了便于用戶操作．軟件的全部功能按鈕放于屏幕底部．用戶用鼠標單擊左鍵．便可實現相應的功能。分別為：輸入標準值、接收數據、計算配比、調整配比、修改配比、發送配比和退出。

5配料系統的建立和控制模式

5．1分析系統與配料系統的連接

首先在x熒光光譜儀上，建立了普通水泥、特種水泥生料和熟料等品種的分析數據庫。由于x熒光光譜儀不僅用于自動配料，還承擔其它分析任務，為使x熒光光譜儀和配料系統在各自不中斷運行下，充分發揮各自的作用．選用WIN95的對等網，在雙方微機上各安裝一塊網卡。配置了網絡適配器。這樣連接充分利用了WIN95的多任務功能，并且成本低，性能可靠，配料系統可以隨時到x熒光分析儀的數據庫中讀取分析數據，而不用中斷x熒光的正常分析工作。

配料微機與失重秤的連接，因為相距達300m左右，信號衰減較大．需進行遠程通訊。我們采用遠程通訊卡和四芯屏蔽電纜通過RS-232串口將二者相連。應用Vis－ualBasic6的串行通信控件MSCOMM，通過對其某些屬性的設定和編程．實現了配料數據的自動傳送。

5．2特種水泥分析配料系統的聯網結構

特種水泥快速分析與自動配料聯網結構圖．如圖2所示。

系統硬件由x熒光光譜儀、網卡、配料微機、遠程通訊卡、球磨機和失重秤等組成。聯網方式具有成本低．操作維護方便．效果好等特點。系統運行時，配料微機自動從x熒光分析讀取有關分析數據，經運算處理后，

計算出新的配比，通過RS．232串口遠程傳至失重秤．失重秤按指令下料。

5.3系統控制模式

本系統控制模式分為2種。

模式1：自動方式；

模式2：手動方式，配比由工藝員根據化驗結果，手工調整。

兩種模式可以隨時切換。

5.4系統功能

(1)x熒光光譜成分分析數據的自動傳送。

(2)自動計算，調整配比。

(3)給定下料量，自動發出指令卸料。

(4)系統能自動累計顯示每路的時產量、班產量、日產量、月產量，年產量，可以隨時查詢和打印。

(5)在線控制與離線控制隨意切換。

(6)顯示堵塞情況，同時報警。

(7)具有雙通訊功能，利用2Fs、3FS兩個口，可以跟總控微機連接．也可以同時跟x熒光分析儀等分析儀器相連。

(8)可以將時產、總產量等生產信息遠傳到管理部門。

6結束語

采用VisualBasic編寫的WINDOWS下的串口通訊程序和水泥配料專家系統軟件，界面友好、操作簡單、功能齊全：FJ－2810G型x熒光光譜儀和失重秤聯網后，實現了分析數據的自動傳送．配料的自動計算和失重秤下料量的自動控制，提高了水泥生產物料成分分析和過程控制的自動化水平，特種水泥合格率由‘75％提高到86％，特種水泥625#品級率提高了10％．年經濟效益可觀。滿足了水泥生產物料的控制分析和生產配料的需要。據在國內水泥同行調研，完全用國產設備實現水泥生產過程物料快速分析和在線自動配料．國內尚不多見。該系統可不受路數和磨機臺數限制．適合失重秤、皮帶秤、調速秤等設備的控制，可以在建材行業推廣，也可以應用于氧化鋁生產過程分析和配料系統．有較高的推廣應用價值。

參考文獻

1張浩楠主編中國現代水泥技術及裝備．天津科學技術出版社

2周軼峰等編．VisualBasic6．O實用編程技術．中國水利水電出版社