有關(guān)水泥原料成分研究論文
摘要：用國產(chǎn)儀器設備實(shí)現了特種水泥生料和熟料成分的快速分析和自動(dòng)配料，介紹了光譜儀、配料微機和失重秤三者之間如何實(shí)現聯(lián)網(wǎng)，以及水泥配料專(zhuān)家系統軟件：實(shí)現了分析數據傳送．配料計算和下料的自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品級率。
關(guān)鍵詞：快速分析自動(dòng)配料水泥生產(chǎn)局域網(wǎng)
1前言
我廠(chǎng)的特種水泥生產(chǎn)工藝處于國內領(lǐng)先水平，但是由于自動(dòng)化技術(shù)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(xué)分析方法，定時(shí)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(shí)間滯后，不能及時(shí)精確地捐導生產(chǎn)，致使配料合格率較低．產(chǎn)品品級率不高，嚴重制約了生產(chǎn)的發(fā)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(shù)，實(shí)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(xué)模型，編制了水泥配料專(zhuān)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(lián)網(wǎng)，完成了分析數據的傳送、配料的自動(dòng)計算和失重秤下料量的自動(dòng)控制，滿(mǎn)足了特種水泥生產(chǎn)的要求，提高了特種水泥生產(chǎn)控制分析和過(guò)程控制的'自動(dòng)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(jiǎn)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(chǎn)儀器，節省投資。
(4)開(kāi)放式系統，易于擴充和修改。
(5)成分離線(xiàn)快速分析、配料在線(xiàn)控制。
3生料、熟料成分的快速分析
成分分析使用國產(chǎn)FJ－2810G犁x熒光分析儀。儀器主要由x射線(xiàn)發(fā)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(xiàn)照射。待測元素的原子激發(fā)后產(chǎn)生該元素的特征x射線(xiàn)，這些具有特征波長(cháng)的射線(xiàn)被探測器接收，經(jīng)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(jīng)過(guò)在水泥化驗室7個(gè)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(wù)．取代了原來(lái)的化學(xué)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(jīng)過(guò)與化學(xué)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(mǎn)足生產(chǎn)控制分析需要．同時(shí)提高了分析速度，減輕了工人勞動(dòng)強度，降低了
分析成本。
4水泥配料專(zhuān)家系統軟件的開(kāi)發(fā)
4．1配料數學(xué)模型
特種水泥生產(chǎn)配料的數學(xué)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(shù)人員的經(jīng)驗，預置一整定值(AmO)，通過(guò)比較，計算出要加物料的重量，傳送到失重秤，實(shí)現自動(dòng)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(fā)送和控制等程序，匯集成水泥配料專(zhuān)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(yǔ)言編寫(xiě)，可直接運行于WIN95或WIN98環(huán)境中，界面友好，操作簡(jiǎn)單。為了便于用戶(hù)操作．軟件的全部功能按鈕放于屏幕底部．用戶(hù)用鼠標單擊左鍵．便可實(shí)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(fā)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(dòng)配料，還承擔其它分析任務(wù)，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(fā)揮各自的作用．選用WIN95的對等網(wǎng)，在雙方微機上各安裝一塊網(wǎng)卡。配置了網(wǎng)絡(luò )適配器。這樣連接充分利用了WIN95的多任務(wù)功能，并且成本低，性能可靠，配料系統可以隨時(shí)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(jìn)行遠程通訊。我們采用遠程通訊卡和四芯屏蔽電纜通過(guò)RS-232串口將二者相連。應用Vis－ualBasic6的串行通信控件MSCOMM，通過(guò)對其某些屬性的設定和編程．實(shí)現了配料數據的自動(dòng)傳送。
5．2特種水泥分析配料系統的聯(lián)網(wǎng)結構
特種水泥快速分析與自動(dòng)配料聯(lián)網(wǎng)結構圖．如圖2所示。
系統硬件由x熒光光譜儀、網(wǎng)卡、配料微機、遠程通訊卡、球磨機和失重秤等組成。聯(lián)網(wǎng)方式具有成本低．操作維護方便．效果好等特點(diǎn)。系統運行時(shí)，配料微機自動(dòng)從x熒光分析讀取有關(guān)分析數據，經(jīng)運算處理后，
計算出新的配比，通過(guò)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(dòng)方式；
模式2：手動(dòng)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(shí)切換。
5.4系統功能
(1)x熒光光譜成分分析數據的自動(dòng)傳送。
(2)自動(dòng)計算，調整配比。
(3)給定下料量，自動(dòng)發(fā)出指令卸料。
(4)系統能自動(dòng)累計顯示每路的時(shí)產(chǎn)量、班產(chǎn)量、日產(chǎn)量、月產(chǎn)量，年產(chǎn)量，可以隨時(shí)查詢(xún)和打印。
(5)在線(xiàn)控制與離線(xiàn)控制隨意切換。
(6)顯示堵塞情況，同時(shí)報警。
(7)具有雙通訊功能，利用2Fs、3FS兩個(gè)口，可以跟總控微機連接．也可以同時(shí)跟x熒光分析儀等分析儀器相連。
(8)可以將時(shí)產(chǎn)、總產(chǎn)量等生產(chǎn)信息遠傳到管理部門(mén)。
6結束語(yǔ)
采用VisualBasic編寫(xiě)的WINDOWS下的串口通訊程序和水泥配料專(zhuān)家系統軟件，界面友好、操作簡(jiǎn)單、功能齊全：FJ－2810G型x熒光光譜儀和失重秤聯(lián)網(wǎng)后，實(shí)現了分析數據的自動(dòng)傳送．配料的自動(dòng)計算和失重秤下料量的自動(dòng)控制，提高了水泥生產(chǎn)物料成分分析和過(guò)程控制的自動(dòng)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(jīng)濟效益可觀(guān)。滿(mǎn)足了水泥生產(chǎn)物料的控制分析和生產(chǎn)配料的需要。據在國內水泥同行調研，完全用國產(chǎn)設備實(shí)現水泥生產(chǎn)過(guò)程物料快速分析和在線(xiàn)自動(dòng)配料．國內尚不多見(jiàn)。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(yè)推廣，也可以應用于氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程分析和配料系統．有較高的推廣應用價(jià)值。
參考文獻
1張浩楠主編中國現代水泥技術(shù)及裝備．天津科學(xué)技術(shù)出版社
2周軼峰等編．VisualBasic6．O實(shí)用編程技術(shù)．中國水利水電出版社
【水泥原料成分研究論文】相關(guān)文章：
水泥的成分有哪些09-29
水泥砼路面破壞原因與防治研究的論文10-27
黃秋葵功能成分提取技術(shù)的研究進(jìn)展論文10-31
脫硫石膏晶須對水泥石性能的影響研究論文10-31
水泥生產(chǎn)線(xiàn)論文02-21