嘉仁讀書(shū)

當(dāng)今世界，盡管水泥制造的基本技術(shù)沒(méi)有很大變化，但水泥工業(yè)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和理念的滲透與應(yīng)用中， “節(jié)能”、“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”、“環(huán)保”便成為這個(gè)行業(yè)的關(guān)鍵詞和運(yùn)營(yíng)要求。

在當(dāng)代，中國(guó)的水泥工作者對(duì)水泥制造工藝的變化是有目共睹的：土窯、機(jī)械立窯、中空窯、濕法窯、預(yù)熱器窯、預(yù)分解窯等等，幾乎同時(shí)存在。盡管目前以預(yù)分解窯工藝為標(biāo)志的新型干法水泥生產(chǎn)工藝已經(jīng)成為我國(guó)水泥制造工藝的主體，但其自身的發(fā)展和優(yōu)化空間，因現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和理念的快速進(jìn)步依然很大。

記得陳全德教授在《新型干法水泥技術(shù)原理與應(yīng)用》中描述了新型干法水泥生產(chǎn)工藝的特征。他指出，新型干法水泥生產(chǎn)具有均化、節(jié)能、環(huán)保、自動(dòng)控制、長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)和科學(xué)管理六大保證體系，是當(dāng)代高新技術(shù)在水泥工業(yè)成功運(yùn)用的結(jié)果，其特征如下：生料制備全過(guò)程廣泛采用現(xiàn)代化均化技術(shù)，貫穿礦山采運(yùn)—原料預(yù)均化—生料粉磨—生料均化全過(guò)程，形成生料制備過(guò)程中完整的“均化鏈”；用懸浮預(yù)熱及預(yù)分解技術(shù)改變傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料堆積態(tài)的預(yù)熱和分解方法（這是新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的核心）；采用高效多功能擠壓粉磨技術(shù)（立磨、輥壓機(jī)已成為新型干法水泥生產(chǎn)線的典型配置）；工藝裝備大型化，使水泥工業(yè)向集約化方向發(fā)展（5000t/d級(jí)～12000t/d級(jí)新型干法水泥生產(chǎn)線依賴的正是大型化的工藝裝備）；為清潔生產(chǎn)和廣泛利用廢渣、廢料、再生燃料和降解有毒有害危險(xiǎn)廢棄物創(chuàng)造了有利條件；生產(chǎn)控制自動(dòng)化；廣泛采用高性能的新型耐熱、耐磨、隔熱和配套耐火材料；應(yīng)用IT技術(shù)，實(shí)行現(xiàn)代化科學(xué)管理等。

在這些特征下，我國(guó)的水泥生產(chǎn)應(yīng)該是產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)能耗低，環(huán)保，生產(chǎn)規(guī)模大，自動(dòng)化程度高，管理科學(xué)化。粗略一看，認(rèn)真比對(duì)，我們的新型干法水泥生產(chǎn)線并非都能如此，差距甚大。如何解決這些問(wèn)題，很多有識(shí)之士多有分析，在此不必贅述。然而，來(lái)自Cemex的專家MSc A. Garza等十年前在《工廠裝備、技術(shù)和信息管理》一文中對(duì)未來(lái)水泥生產(chǎn)的描述，盡管我們已經(jīng)在著手一些工作，但筆者認(rèn)為對(duì)我們堅(jiān)定信心，挖掘自身的發(fā)展和優(yōu)化空間，有一定的指導(dǎo)意義，故在此進(jìn)行介紹，并作簡(jiǎn)單評(píng)述，以供同仁有所啟發(fā)。

1 水泥企業(yè)兼并重組

作者M(jìn)Sc A. Garza等在文中指出，過(guò)去20年中，水泥制造的基本技術(shù)沒(méi)有很大變化，局部需求依然呈較大循環(huán)特點(diǎn)。然而在大多數(shù)市場(chǎng)中，投資成本因素比產(chǎn)品價(jià)格增長(zhǎng)得快，同時(shí)為謀求改善社區(qū)和環(huán)境利益而不斷進(jìn)行的投入也增加了一些附加成本。這些壓力刺激了水泥企業(yè)走向全球兼并，隨之產(chǎn)生的大型國(guó)際公司的管理方式也經(jīng)歷了快速且根本性的變化。

筆者認(rèn)為，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和理念為兼并重組的水泥集團(tuán)創(chuàng)新管理方式，降低運(yùn)營(yíng)成本提供的技術(shù)支撐是最關(guān)鍵的，這種支撐可使先進(jìn)的管理方式和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)苎杆購(gòu)?fù)制，并快速轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，使企業(yè)利潤(rùn)最大化。所以，我們不要在協(xié)同市場(chǎng)上浪費(fèi)時(shí)間，那是阻礙水泥工業(yè)技術(shù)和管理水平進(jìn)步的絆腳石。

2 工廠設(shè)計(jì)

作者M(jìn)Sc A. Garza等在文中對(duì)新建水泥廠提出了建議，盡管現(xiàn)在我國(guó)新建水泥工程很少，但對(duì)需要技改的企業(yè)、從事國(guó)外工程建設(shè)的咨詢公司（包括設(shè)計(jì)院）以及向海外發(fā)展的水泥企業(yè)集團(tuán)是有價(jià)值的。作者指出新建水泥廠第一個(gè)重點(diǎn)是要使新廠基建投資成本最小化。這要通過(guò)對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)各個(gè)方面的綜合評(píng)估來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括：盡量縮短采石場(chǎng)到工廠之間的距離，簡(jiǎn)化輸送方法；盡量降低存儲(chǔ)量，使用低成本儲(chǔ)存方式，如：圓庫(kù)；對(duì)于多臺(tái)設(shè)備使用公共的給料倉(cāng)；考慮使用二手設(shè)備；最大限度地在低成本或匯率有利的國(guó)家生產(chǎn)加工；在運(yùn)行成本不太重要的環(huán)節(jié)使用低投資成本的設(shè)備作為備用設(shè)備；通過(guò)應(yīng)急計(jì)劃和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化來(lái)盡可能地降低零部件的庫(kù)存；分期建設(shè)非關(guān)鍵設(shè)施；通常，新廠產(chǎn)品的銷售量需要時(shí)間，因此不必要立刻有很高的利用率；對(duì)移動(dòng)設(shè)備和固定設(shè)備是租賃還是購(gòu)置要進(jìn)行評(píng)估；做好項(xiàng)目工程的計(jì)劃和實(shí)施，盡量縮短發(fā)生主要支出到開(kāi)始盈利之間的時(shí)間間隔。盡可能重新利用現(xiàn)有的設(shè)施。

作者的上述建議，我國(guó)曾經(jīng)有項(xiàng)目只用了其“省”觀念，省了不該省的錢，最后投運(yùn)時(shí)，遭受了更大的損失。筆者認(rèn)為在正確觀念的指導(dǎo)下，工程建設(shè)必須遵從可靠性原則。福特汽車公司的Gifford Brown是這樣解釋“1-10-100規(guī)則”的：在工程建設(shè)階段為減少維護(hù)而投入每1美元，就可以節(jié)省10美元保證設(shè)備正常運(yùn)行的維護(hù)費(fèi)用，或者節(jié)省100美元的故障維修費(fèi)用。

3 原材料的開(kāi)采和均化

作者M(jìn)Sc A. Garza等在文中對(duì)水泥生產(chǎn)原材料的開(kāi)采和均化技術(shù)進(jìn)行了回顧：（1）20世紀(jì)70年代，水泥工業(yè)的原料開(kāi)采工作都在尋求化學(xué)成分波動(dòng)最小的高質(zhì)量礦石。這個(gè)階段的特點(diǎn)是對(duì)環(huán)境因素考慮不足，開(kāi)采工作和廢棄物處理幾乎完全受制于降低短期成本的目標(biāo)上。（2）從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，成本和質(zhì)量控制都變得越來(lái)越重要，此外還有改善環(huán)境和生態(tài)的責(zé)任。計(jì)算機(jī)控制的礦床分區(qū)開(kāi)采模型使不同位置的礦石開(kāi)采按比例有計(jì)劃地進(jìn)行，由此可以生產(chǎn)出性能一致的礦產(chǎn)品且廢石量減少。對(duì)破碎機(jī)出料進(jìn)行實(shí)時(shí)在線分析可以增強(qiáng)這一效果。很明顯這種開(kāi)采方式提高了礦石的質(zhì)量并降低了成本，同時(shí)，廢石排放量的減少對(duì)環(huán)境是有利的。

在我國(guó)，較多水泥企業(yè)在使用礦山上還處在第一個(gè)階段。筆者記得，華新在黃石的4000t/d線，率先進(jìn)入第二個(gè)階段，那是上世紀(jì)末的事情，大概是1998年。目前，對(duì)礦山開(kāi)采技術(shù)的更新，對(duì)那些還處在第一個(gè)階段的水泥企業(yè)，已是迫在眉梢的事了，畢竟關(guān)系到資源有限以及環(huán)境和生態(tài)的責(zé)任。

作者指出，原材料的開(kāi)采和均化，在未來(lái)將更多地使用衛(wèi)星成像和地球物理的方法進(jìn)行礦藏儲(chǔ)量的評(píng)價(jià)和提高礦塊開(kāi)采模型的精密度。分區(qū)開(kāi)采模型可以幫助計(jì)劃和管理設(shè)備的使用和維護(hù)保養(yǎng)。全球定位系統(tǒng)（GPS）將會(huì)越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用于開(kāi)采作業(yè)的遠(yuǎn)程控制。工廠控制室可能會(huì)被公司中心甚至是位于遙遠(yuǎn)地區(qū)的專業(yè)分包商所代替。這就是未來(lái)的電子開(kāi)采思路，如圖1所示。

圖1 原材料開(kāi)采和均化進(jìn)化圖

4 未來(lái)的前景

作者在文中還指出，生產(chǎn)水泥的替代材料和燃料的使用將會(huì)增加，這可以作為降低運(yùn)行成本費(fèi)用的方式，而且對(duì)環(huán)境也會(huì)有益處；對(duì)原材料性能的進(jìn)一步了解、掌握和控制，將會(huì)降低原材料儲(chǔ)存和均化方面的投資和運(yùn)行成本；新型抗磨損材料的開(kāi)發(fā)，將延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；新技術(shù)，如微型電動(dòng)機(jī)械(MEMS)和納米技術(shù)，將會(huì)給涉及到機(jī)械、電氣、電子和測(cè)量?jī)x表裝置的水泥工業(yè)的檢測(cè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。

作者對(duì)水泥工業(yè)使用儀器方面是這樣描述的：智能系統(tǒng)會(huì)直接建立在傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，這使操作、故障檢測(cè)和維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單易行；儀器中將會(huì)安裝回路控制，而且開(kāi)放性的標(biāo)準(zhǔn)，如現(xiàn)場(chǎng)總線和profibus，將會(huì)被用作主要的通訊方式；儀表研究將會(huì)繼續(xù)把重點(diǎn)放在開(kāi)發(fā)能在不利環(huán)境下正常工作的設(shè)備上；無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)將會(huì)得到改進(jìn)，這使水泥行業(yè)在未來(lái)的新建線項(xiàng)目中能以極低的成本削減纜線的使用；加密技術(shù)將會(huì)保障無(wú)線連接的安全，這些系統(tǒng)將會(huì)從根本上變得更加穩(wěn)固，減少與其他設(shè)備間互相干擾。

在控制系統(tǒng)方面，作者認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)化工具和方法開(kāi)發(fā)中將會(huì)有很大的改進(jìn)，能使項(xiàng)目的實(shí)施更好更快。通過(guò)因特網(wǎng)的遠(yuǎn)程和在線訪問(wèn)將用于水泥工藝的操作并且作為監(jiān)測(cè)、支持和維護(hù)保養(yǎng)控制系統(tǒng)的工具。為節(jié)省時(shí)間和減少?zèng)_突，OPC技術(shù)將會(huì)被越來(lái)越多地應(yīng)用于不同系統(tǒng)的集成；虛擬監(jiān)測(cè)儀器的發(fā)展將繼續(xù)使其成為需要備用系統(tǒng)和不能直接測(cè)量的工藝過(guò)程測(cè)量的工具。高級(jí)工藝控制系統(tǒng)將會(huì)集成不同的技術(shù)，如專家系統(tǒng)、模型預(yù)測(cè)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯。這并不是說(shuō)將會(huì)有一種簡(jiǎn)單而占優(yōu)勢(shì)的控制技術(shù)，但是將來(lái)會(huì)有許多系統(tǒng)協(xié)同工作并能不斷相互增強(qiáng)。筆者認(rèn)為這對(duì)水泥企業(yè)集團(tuán)的技術(shù)管理來(lái)說(shuō)，是十分高效而低成本的技術(shù)支撐。

對(duì)水泥企業(yè)集團(tuán)價(jià)值最大化的實(shí)現(xiàn)，最有支撐價(jià)值的技術(shù)應(yīng)該是快速發(fā)展的信息技術(shù)。作者在文中指出：

——信息技術(shù)將會(huì)繼續(xù)作為把工廠信息和公司整體的信息系統(tǒng)（如ERP系統(tǒng)）集成起來(lái)的主要工具。信息將會(huì)被開(kāi)發(fā)用來(lái)提高企業(yè)內(nèi)部與外部的遠(yuǎn)程咨詢、優(yōu)化、性能分析和對(duì)比。筆者認(rèn)為，信息技術(shù)將會(huì)有更寬廣的應(yīng)用空間，而且對(duì)于跨國(guó)公司而言，采取并運(yùn)用信息技術(shù)是一項(xiàng)最基本的策略。

——在不久的將來(lái)，因特網(wǎng)將能使培訓(xùn)操作者和傳播知識(shí)通過(guò)對(duì)等的通訊方式和文件共享方式進(jìn)行。協(xié)調(diào)世界范圍內(nèi)的生產(chǎn)和商業(yè)交易將能通過(guò)實(shí)時(shí)信息網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該網(wǎng)絡(luò)包括作為合作伙伴的客戶和供應(yīng)商。

——信息技術(shù)的革命和在水泥工業(yè)中的應(yīng)用將會(huì)改變水泥行業(yè)業(yè)務(wù)的基本方式。通過(guò)其工藝過(guò)程上的一體化和改進(jìn)，生產(chǎn)會(huì)變得更加靈活和高效。企業(yè)將會(huì)以各種方式與其生產(chǎn)設(shè)施聯(lián)系起來(lái)，這些方式使整個(gè)企業(yè)可以很快適應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)需求、按照需求調(diào)整生產(chǎn)并幫助人們作出正確的決策。目前企業(yè)及其業(yè)務(wù)系統(tǒng)的聯(lián)系將會(huì)被打破，使企業(yè)管理扁平化并能及時(shí)應(yīng)對(duì)變化。技術(shù)，尤其是信息技術(shù)，將會(huì)對(duì)這個(gè)轉(zhuǎn)型產(chǎn)生主要的影響。

這里只是粗略地介紹了文章中的部分內(nèi)容，讀者如果需要更詳細(xì)的了解，可以查閱刊登在《水泥制造工藝技術(shù)》一書(shū)中的《工廠裝備、技術(shù)和信息管理》的譯文。筆者認(rèn)為，作者的論述真正在我國(guó)水泥企業(yè)全面實(shí)現(xiàn)，能充分展示陳教授論述的新型干法水泥生產(chǎn)工藝的特征，這還需要同仁們的繼續(xù)努力。