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利用在線(xiàn)粒度測量指導生產(chǎn)
作者：
時(shí)間：2012-11-15
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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水泥用戶(hù)要求水泥均勻、質(zhì)量穩定，特別是現代建筑施工工程對水泥質(zhì)量要求越來(lái)越高，愈來(lái)愈迫切。一方面我國水泥行業(yè)不僅需要重視如何提高水泥的3天和28天強度，還需要重視如何提高水泥的質(zhì)量穩定性，減小波動(dòng)。另一方面還必須充分考慮到水泥的性能適應混凝土的要求（工作性和耐久性）。
對水泥粒度參數與水泥強度的認識
目前我國水泥企業(yè)幾乎都采用80mm篩余和比表面積控制水泥的粉磨細度，它對于控制水泥性能和充分發(fā)揮水泥各組分的作用是遠遠不夠的。細度（80mm篩余）和勃氏比表面積只能部分地體現水泥的顆粒情況，無(wú)法完全了解水泥顆粒的分布。眾所周知，即使篩分細度相同或比表面積相近，水泥的性能有時(shí)也會(huì )表現出較大的差異，其原因是粒度分布可能不同（當然，顆粒形狀的因素也很重要）。勃氏透氣法比表面積實(shí)際含有顆粒堆積因素，并非真正幾何意義上的顆粒比表面積。激光計算比表面積值比較細致地考慮了顆粒形狀和細度且與顆粒堆積狀況無(wú)關(guān)，與水泥使用過(guò)程中強度的發(fā)揮對應性可能會(huì )更好。激光粒度儀能夠得出水泥行業(yè)原來(lái)無(wú)法測量的粒度分布，建立起粒度分布與強度的關(guān)系。
根據國外專(zhuān)家的研究結果，水泥顆粒大小與水化過(guò)程有著(zhù)直接的影響，不同粒徑的水泥水化速度及水化程度差異很大。水泥中0～30mm的顆粒對強度起主要作用，其中0～10mm部分早期強度高，10～30mm部分后期強度高。3～30mm這部分顆粒含量越多，水泥質(zhì)量越好。粉磨過(guò)程中，不能完全消除>32mm的顆粒（但應盡量減少>60mm的顆粒），同時(shí)又必然產(chǎn)生3mm的顆粒。最佳水泥顆粒級配是：3～32mm的顆粒含量>65%，3mm的顆粒含量在10%左右。在適當的條件下，提高這一階段的含量，就可達到提高強度的目的。
通過(guò)對粉磨方法及粉磨工藝的研究可知，調節選粉機產(chǎn)品的粒度分布可以提高水泥的強度，而不一定要由提高粉磨細度來(lái)實(shí)現這個(gè)目的。
水泥粒度測試方法的選擇
在水泥粒度測試中，現在普遍采用的是離線(xiàn)測定，但最好是在線(xiàn)測定，對儀器本身的要求是要做到機電一體化，以便及時(shí)修正工藝設備的操作狀態(tài)和打印監測報告。
本公司在做了一段時(shí)間的調查后，選用了英國Malvern公司的Malvern/Insitec在線(xiàn)粒度監控系統來(lái)在線(xiàn)監控水泥的粒徑分布。因為Insitec系統能自動(dòng)監控質(zhì)量，提供連續的數據，使實(shí)時(shí)生產(chǎn)優(yōu)化成為可能。生產(chǎn)優(yōu)化是終極目標，通過(guò)生產(chǎn)監控來(lái)決定哪些參數需要優(yōu)化，如何進(jìn)行優(yōu)化。Insitec系統還使操作員免于直接測量產(chǎn)品，并提供了比人工取樣的實(shí)驗室測量結果更為精確而連續的數據。
本公司使用Malvern/Insitec的情況
本公司的基本情況
上海聯(lián)合水泥有限公司(SAC)創(chuàng )立于1993年12月，由香港聯(lián)合國際工業(yè)（上海）有限公司與上海建材集團總公司所屬上海水泥廠(chǎng)合資建立。有一套水泥磨閉流系統，臺時(shí)產(chǎn)量125t，年產(chǎn)42.5高標號硅酸鹽和普通硅酸鹽水泥90萬(wàn)t，生產(chǎn)能力在上海地區規模最大，品質(zhì)最優(yōu)。
在使用Insitec以前，每小時(shí)測量Blaine值和80mm篩余1次。但我們發(fā)現，有時(shí)人工Blaine值并不能及時(shí)地反映粉磨系統操作狀態(tài)的變化。有時(shí)生產(chǎn)很平穩，人工Blaine值卻波動(dòng)較大，有時(shí)生產(chǎn)已出現較大波動(dòng)，人工Blaine值卻沒(méi)有什么變化。
本公司安裝新的Insitec在線(xiàn)分析系統的目的是，在線(xiàn)監控水泥的粒徑分布，及時(shí)調整選粉機的轉速，通過(guò)對水泥在線(xiàn)粒徑分布的更佳控制來(lái)提高對水泥質(zhì)量的控制力度。
設備安裝 
安裝在本公司的Insitec分析系統主要包括三大部分：
1.取樣和分散系統
2.電器控制柜
3.流動(dòng)池和激光偵測系統
使用一種可調速的螺旋取樣器將樣品取出，調節螺旋取樣器轉速以確保收集到足夠的樣品給下一級取樣系統。利用Eductor，次級取樣系統每小時(shí)取樣量可達20kg。Eductor通過(guò)陶瓷管吸入樣品并將其輸送到流動(dòng)池做激光衍射粒徑測量。當顆粒通過(guò)激光光束時(shí)，散射光被接收鏡接收并聚焦到圓環(huán)孔環(huán)形檢測器，被高速掃描、記錄和數字化，用于連續實(shí)時(shí)分析。測量結束（瞬時(shí)測量）后，樣品通過(guò)有陶瓷內襯的回料管回到水泥主管路中去，避免損失和泄漏。
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