粉煤灰計(jì)量精度改進(jìn)措施

趙文禮

1 引言

我公司2 號(hào)水泥磨生產(chǎn)P·O42.5 和P·F32.5 兩種水泥，采用2臺(tái)不同量程的轉(zhuǎn)子秤作為粉煤灰原料計(jì)量設(shè)備。生產(chǎn)P·O42.5 水泥時(shí)，粉煤灰用量較少，下料穩(wěn)定；生產(chǎn)P·F32.5 水泥時(shí)，粉煤灰用量較大，下料時(shí)轉(zhuǎn)子秤易出現(xiàn)波動(dòng)和下料不暢的情況，積聚過多的物料進(jìn)入計(jì)量裝置，導(dǎo)致物料計(jì)量不準(zhǔn)，需增加獨(dú)立的穩(wěn)料裝置進(jìn)行鎖料。受限于粉煤灰?guī)斓卓臻g，我公司無(wú)法安裝獨(dú)立的穩(wěn)料裝置，且常需加壓縮空氣擾動(dòng)物料以避免下料不暢，鎖料控制難度較大，生產(chǎn)成本高，急需對(duì)轉(zhuǎn)子秤進(jìn)行改進(jìn)。

2 粉煤灰計(jì)量方式的改進(jìn)歷程

2009 年～2012 年，使用“單分格輪+膠帶秤”的計(jì)量方式。單分格輪鎖料效果欠佳，經(jīng)常竄料，粉煤灰易外溢，導(dǎo)致膠帶秤及其他設(shè)備被掩埋，生產(chǎn)連續(xù)性差。

2012～2017 年，使用“雙分格輪+鉸刀秤”的計(jì)量方式。雙分格輪鎖料效果優(yōu)于單分格輪，但仍有竄料現(xiàn)象。鉸刀秤密封性能較好，竄料時(shí)物料不會(huì)外溢，但一臺(tái)鉸刀秤無(wú)法同時(shí)滿足生產(chǎn)P·O42.5和P·F32.5 兩種水泥時(shí)不同摻量粉煤灰的計(jì)量需求。生產(chǎn)P·O42.5 水泥時(shí)，鉸刀秤經(jīng)常被壓死；生產(chǎn)P·F32.5 水泥時(shí)，下料量不足，加壓縮空氣擾動(dòng)后，提升機(jī)電流波動(dòng)較大。

2017～2021 年，使用“氣化箱+雙轉(zhuǎn)子秤”的計(jì)量方式。兩臺(tái)轉(zhuǎn)子秤量程不同，解決了生產(chǎn)不同品種水泥時(shí)，計(jì)量不同摻量粉煤灰的需要。生產(chǎn)P·O42.5 水泥時(shí)，轉(zhuǎn)子秤計(jì)量穩(wěn)定；生產(chǎn)P·F32.5 水泥時(shí)，受下料波動(dòng)影響，仍然存在竄料現(xiàn)象，提升機(jī)電流波動(dòng)較大。

3 雙轉(zhuǎn)子秤計(jì)量存在的問題

我公司2 號(hào)水泥磨生產(chǎn)P·O42.5 和P·F32.5 兩種水泥，原材料配比和產(chǎn)量各不相同，粉煤灰用量在10～90t之間頻繁調(diào)整。為滿足生產(chǎn)需求，我公司采用兩臺(tái)不同量程的轉(zhuǎn)子秤進(jìn)行粉煤灰計(jì)量。但粉煤灰?guī)斓卓臻g高度不足，無(wú)法安裝單獨(dú)的穩(wěn)料裝置，生產(chǎn)P·F32.5水泥時(shí)，在庫(kù)內(nèi)下料量不足的情況下，需要加壓縮空氣擾動(dòng)物料，但物料擾動(dòng)后，秤體易出現(xiàn)竄料，大部分粉煤灰無(wú)法計(jì)量。雖然秤體反饋比較平穩(wěn)，但提升機(jī)電流大幅波動(dòng)，影響了水泥質(zhì)量。為保證水泥質(zhì)量，只能采用保守的粉煤灰設(shè)計(jì)配比進(jìn)行生產(chǎn)，水泥生產(chǎn)成本較高；在操作控制層面上，秤體竄料時(shí)只能通過提高提升機(jī)電流控制粉煤灰摻量，計(jì)量不夠精確，此種控制方法明顯不利于水泥產(chǎn)品質(zhì)量及成本的把控。

改進(jìn)前，P·F32.5 水泥3d 抗壓強(qiáng)度對(duì)比如圖1所示，P·F32.5水泥28d抗壓強(qiáng)度變異系數(shù)如圖2所示。由圖1、圖2可知，P·F32.5水泥富余強(qiáng)度高、變異系數(shù)大。

圖1 改進(jìn)前P·F32.5水泥3d抗壓強(qiáng)度目標(biāo)平均值和實(shí)際平均值對(duì)比

圖2 改進(jìn)前P·F32.5水泥28d抗壓強(qiáng)度變異系數(shù)

4 雙轉(zhuǎn)子秤計(jì)量的改進(jìn)措施

從“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”六個(gè)方面對(duì)雙轉(zhuǎn)子秤穩(wěn)料計(jì)量影響因素進(jìn)行了列舉分析，最終確定其主要影響因素為秤體密封性差，次要影響因素為水泥組分測(cè)定儀精度低，測(cè)量結(jié)果不能作為標(biāo)定轉(zhuǎn)子秤計(jì)量精度的依據(jù)。

4.1 轉(zhuǎn)子秤密封效果差的改進(jìn)措施

改造前，轉(zhuǎn)子秤密封為簡(jiǎn)單的迷宮結(jié)構(gòu)，迷宮間隙呈水平方位。使用初期，因鐵質(zhì)雜質(zhì)頻繁進(jìn)入，造成轉(zhuǎn)子秤轉(zhuǎn)子卡死，多次修整打磨后，迷宮間隙進(jìn)一步加大至3mm 左右，密封效果差。為了改善轉(zhuǎn)子秤密封效果，使密封結(jié)構(gòu)更加合理，根據(jù)實(shí)測(cè)尺寸，利用CAD 軟件模擬各零件間的位置關(guān)系和裝配間隙，確定了充分利用原有結(jié)構(gòu)，重新設(shè)計(jì)迷宮密封與端面密封相結(jié)合的新結(jié)構(gòu)形式。

改造時(shí)，將迷宮間隙縮小至0.8mm，并呈垂直方位，鐵質(zhì)雜質(zhì)不易進(jìn)入，不易導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。同時(shí)，將密封毛氈通過壓緊彈簧持續(xù)壓緊在轉(zhuǎn)子頂部端面上，接觸部位采用鏡面不銹鋼材質(zhì)，以減少對(duì)毛氈的磨損，滿足持續(xù)鎖料密封的要求。改造后，轉(zhuǎn)子秤密封良好，密封毛氈使用1年多來幾乎無(wú)磨損。改造前后轉(zhuǎn)子秤密封結(jié)構(gòu)對(duì)比如圖3所示。

圖3 改造前后轉(zhuǎn)子秤密封結(jié)構(gòu)對(duì)比

4.2 轉(zhuǎn)子秤下料波動(dòng)大的改進(jìn)措施

（1）在粉煤灰?guī)斓紫铝峡谏戏桨惭b減壓錐，解決物料膨拱問題。

（2）在下料錐斗上安裝4 塊開式充氣箱，改善充氣擾動(dòng)物料效果。

（3）根據(jù)生產(chǎn)組織規(guī)律，控制粉煤灰?guī)煳槐３衷?1～14m，減少倒庫(kù)對(duì)下料的影響。

減壓錐及開式充氣箱示意如圖4所示。

圖4 減壓錐及開式充氣箱示意

4.3 轉(zhuǎn)子秤計(jì)量精度差的改進(jìn)措施

（1）使用新型水泥組分測(cè)定儀，提高測(cè)量精度。

（2）根據(jù)水泥組分測(cè)定儀的測(cè)量數(shù)據(jù)，反推粉煤灰實(shí)際摻量，解決無(wú)法進(jìn)行實(shí)物標(biāo)定的難題。

（3）在轉(zhuǎn)子秤進(jìn)料口安裝收塵風(fēng)管，解決進(jìn)入稱量區(qū)域物料含氣量較大的問題。

（4）在轉(zhuǎn)子秤進(jìn)料口內(nèi)部圓周方向安裝8塊強(qiáng)磁鐵，解決粉狀物料中鐵質(zhì)雜質(zhì)含量高的問題，提高轉(zhuǎn)子秤連續(xù)運(yùn)行能力。

4.4 粉料摻加量判斷精度差的改進(jìn)措施

轉(zhuǎn)子秤密封和下料改造前后，提升機(jī)電流波動(dòng)情況如圖5所示。改造前，提升機(jī)電流波動(dòng)大，操作員通過監(jiān)測(cè)提升機(jī)電流判斷粉料摻加量，判斷精度差。轉(zhuǎn)子秤密封和下料改造后，提升機(jī)電流波動(dòng)明顯減小且持續(xù)穩(wěn)定，具備通過秤體反饋判斷粉料摻加量的條件。優(yōu)化粉料摻加量判斷方式，提升粉料摻加量判斷精度的措施如下:

圖5 改造前后提升機(jī)電流波動(dòng)情況

（1）加大出磨水泥取樣頻次，持續(xù)檢測(cè)粉煤灰摻加量數(shù)據(jù)。根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，優(yōu)化粉煤灰配比，觀察數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，使水泥組分測(cè)定儀檢測(cè)數(shù)據(jù)與給定配比趨于一致。

（2）以水泥組分測(cè)定儀測(cè)量分析數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)轉(zhuǎn)子秤計(jì)量進(jìn)行多次標(biāo)定，以粉煤灰最小摻量和最大摻量計(jì)量數(shù)據(jù)為依據(jù)，重新校準(zhǔn)計(jì)量線性，達(dá)到精確計(jì)量的目的。

（3）要求操作員以秤體反饋控制粉煤灰摻加量，改變以提升機(jī)電流為依據(jù)判斷粉煤灰摻量的操作理念，最終實(shí)現(xiàn)100%配比生產(chǎn)。

5 改造效果

改造后，生產(chǎn)P·O42.5和P·F32.5水泥時(shí)，轉(zhuǎn)子秤均能精確計(jì)量粉煤灰，提升機(jī)電流穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行正常，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

5.1 社會(huì)效益

（1）改造后，P·F32.5 水泥3d 強(qiáng)度平均值從20.2MPa降至19.2MPa；水泥28d強(qiáng)度變異系數(shù)由平均3.3%降至平均2.1%，水泥產(chǎn)品質(zhì)量更趨穩(wěn)定。

（2）改造后，轉(zhuǎn)子秤鎖料密封及稱重計(jì)量實(shí)現(xiàn)了一體化，無(wú)需另安裝獨(dú)立的穩(wěn)料裝置。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益

（1）100%配比生產(chǎn)后，P·F32.5 水泥產(chǎn)量由205t/h 提 高 到220t/h，電 耗 由30.2kW·h/t 降 到29.4kW·h/t。

（2）粉煤灰下料穩(wěn)定、計(jì)量精確、摻量提高。水泥配比持續(xù)優(yōu)化，粉煤灰配比增加1.91%，熟料配比降低1.40%，粉煤灰摻量?jī)H需滿足水泥目標(biāo)強(qiáng)度下限即可，有利于降低生產(chǎn)成本。優(yōu)化后，水泥生產(chǎn)成本下降4.1元/t，預(yù)計(jì)全年可節(jié)約成本82萬(wàn)元。