有關水泥原料成分研究論文
有關水泥原料成分研究論文
摘要：用國產儀器裝置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體：實現了分析資料傳送．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區域網
1前言
我廠的特種水泥生產工藝處於國內領先水平，但是由於自動化技術和裝備較落後，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，時間滯後，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，嚴重製約了生產的發展。
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。我們採用X熒光光譜分析技術，實現了各種物料成分的快速分析，建立了各種分析資料庫：按照數學模型，編制了水泥配料專家系統軟體：建立了光譜儀、配料微機和失重秤3者之間的聯網，完成了分析資料的傳送、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、易於維護。
(2)軟體介面友好，操作簡單，適宜普通工作人員使用。
(3)充分利用原有裝置資源，全部採用國產儀器，節省投資。
(4)開放式系統，易於擴充和修改。
(5)成分離線快速分析、配料線上控制。
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、計算機資料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後產生該元素的特徵x射線，這些具有特徵波長的射線被探測器接收，經光電轉換和模數轉換，訊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個多月的執行使用，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體的開發
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熒光分析儀的分析資料．計算鹼度係數Am。參考水泥技術人員的經驗，預置一整定值(AmO)，透過比較，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。高鋁水泥生料鹼度係數Am控制範圍一般為0.870~0.910．熟料Am控制範圍為0.920~0.960。
4．2程式原理框圖
根據上述模型和控制機理，編制了取樣、對比分析、調整發送和控制等程式，彙集成水泥配料專家系統軟體。程式原理框圖圖l。
4．3軟體功能
本軟體用VB6語言編寫，可直接運行於WIN95或WIN98環境中，介面友好，操作簡單。為了便於使用者操作．軟體的全部功能按鈕放於螢幕底部．使用者用滑鼠單擊左鍵．便可實現相應的功能。分別為：輸入標準值、接收資料、計算配比、調整配比、修改配比、傳送配比和退出。
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線
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資料庫。由於x熒光光譜儀不僅用於自動配料，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執行下，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絡卡。配置了網路介面卡。這樣連線充分利用了WIN95的多工功能，並且成本低，效能可靠，配料系統可以隨時到x熒光分析儀的資料庫中讀取分析資料，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線，因為相距達300m左右，訊號衰減較大．需進行遠端通訊。我們採用遠端通話卡和四芯遮蔽電纜透過RS-232串列埠將二者相連。應用Vis－ualBasic6的序列通訊控制元件MSCOMM，透過對其某些屬性的設定和程式設計．實現了配料資料的自動傳送。
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。
系統硬體由x熒光光譜儀、網絡卡、配料微機、遠端通話卡、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。系統執行時，配料微機自動從x熒光分析讀取有關分析資料，經運算處理後，
計算出新的配比，透過RS．232串列埠遠端傳至失重秤．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熒光光譜成分分析資料的自動傳送。
(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，可以隨時查詢和列印。
(5)線上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，可以跟總控微機連線．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、總產量等生產資訊遠傳到管理部門。
6結束語
採用VisualBasic編寫的WINDOWS下的串列埠通訊程式和水泥配料專家系統軟體，介面友好、操作簡單、功能齊全：FJ－2810G型x熒光光譜儀和失重秤聯網後，實現了分析資料的自動傳送．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，完全用國產裝置實現水泥生產過程物料快速分析和線上自動配料．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、調速秤等裝置的控制，可以在建材行業推廣，也可以應用於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實用程式設計技術．中國水利水電出版社