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利用在線粒度測量指導(dǎo)生產(chǎn)

作者: 時(shí)間:2012-11-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
水泥用戶要求水泥均勻、質(zhì)量穩(wěn)定,特別是現(xiàn)代建筑施工工程對水泥質(zhì)量要求越來越高,愈來愈迫切。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(qiáng)度,還需要重視如何提高水泥的質(zhì)量穩(wěn)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(yīng)混凝土的要求(工作性和耐久性)。

對水泥粒度參數(shù)與水泥強(qiáng)度的認(rèn)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,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(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。細(xì)度(80mm篩余)和只能部分地體現(xiàn)水泥的顆粒情況,無法完全了解水泥顆粒的分布。眾所周知,即使篩分細(xì)度相同或比表面積相近,水泥的性能有時(shí)也會表現(xiàn)出較大的差異,其原因是粒度分布可能不同(當(dāng)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(jì)算比表面積值比較細(xì)致地考慮了顆粒形狀和細(xì)度且與顆粒堆積狀況無關(guān),與水泥使用過程中強(qiáng)度的發(fā)揮對應(yīng)性可能會更好。激光粒度儀能夠得出水泥行業(yè)原來無法測量的粒度分布,建立起粒度分布與強(qiáng)度的關(guān)系。

根據(jù)國外專家的研究結(jié)果,水泥顆粒大小與水化過程有著直接的影響,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(qiáng)度起主要作用,其中0~10mm部分早期強(qiáng)度高,10~30mm部分后期強(qiáng)度高。3~30mm這部分顆粒含量越多,水泥質(zhì)量越好。粉磨過程中,不能完全消除>32mm的顆粒(但應(yīng)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(dāng)?shù)臈l件下,提高這一階段的含量,就可達(dá)到提高強(qiáng)度的目的。

通過對粉磨方法及粉磨工藝的研究可知,調(diào)節(jié)選粉機(jī)產(chǎn)品的粒度分布可以提高水泥的強(qiáng)度,而不一定要由提高來實(shí)現(xiàn)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(xiàn)在普遍采用的是離線測定,但最好是在線測定,對儀器本身的要求是要做到機(jī)電一體化,以便及時(shí)修正工藝設(shè)備的操作狀態(tài)和打印監(jiān)測報(bào)告。

本公司在做了一段時(shí)間的調(diào)查后,選用了英國Malvern公司的Malvern/Insitec在線粒度監(jiān)控系統(tǒng)來在線監(jiān)控水泥的粒徑分布。因?yàn)镮nsitec系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)控質(zhì)量,提供連續(xù)的數(shù)據(jù),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(biāo),通過生產(chǎn)監(jiān)控來決定哪些參數(shù)需要優(yōu)化,如何進(jìn)行優(yōu)化。Insitec系統(tǒng)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(yàn)室測量結(jié)果更為精確而連續(xù)的數(shù)據(jù)。

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(tuán)總公司所屬上海水泥廠合資建立。有一套水泥磨閉流系統(tǒng),臺時(shí)產(chǎn)量125t,年產(chǎn)42.5高標(biāo)號硅酸鹽和普通硅酸鹽水泥90萬t,生產(chǎn)能力在上海地區(qū)規(guī)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(xiàn),有時(shí)人工Blaine值并不能及時(shí)地反映粉磨系統(tǒng)操作狀態(tài)的變化。有時(shí)生產(chǎn)很平穩(wěn),人工Blaine值卻波動(dòng)較大,有時(shí)生產(chǎn)已出現(xiàn)較大波動(dòng),人工Blaine值卻沒有什么變化。

本公司安裝新的Insitec在線分析系統(tǒng)的目的是,在線監(jiān)控水泥的粒徑分布,及時(shí)調(diào)整選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速,通過對水泥在線粒徑分布的更佳控制來提高對水泥質(zhì)量的控制力度。

設(shè)備安裝

安裝在本公司的Insitec分析系統(tǒng)主要包括三大部分:

1.取樣和分散系統(tǒng)
2.電器控制柜
3.流動(dòng)池和激光偵測系統(tǒng)

使用一種可調(diào)速的螺旋取樣器將樣品取出,調(diào)節(jié)螺旋取樣器轉(zhuǎn)速以確保收集到足夠的樣品給下一級取樣系統(tǒng)。利用Eductor,次級取樣系統(tǒng)每小時(shí)取樣量可達(dá)20kg。Eductor通過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(dāng)顆粒通過激光光束時(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(shù)字化,用于連續(xù)實(shí)時(shí)分析。測量結(jié)束(瞬時(shí)測量)后,樣品通過有陶瓷內(nèi)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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