发布时间：2025-01-09 21:02:11 人气：
引言
2019年3月之前，公司入磨生料配料质量控制采取的方法是取样+荧光分析+人工配料质量控制系统，即由自动取样器对出磨生料连续取样，由人工根据荧光分析数据进行原料配比调整。由于受到原材料成分波动（本地石灰石成分波动大、辅料资源多地供给、资源匮乏造成辅料质量不断劣化）、原料磨开停机、生料配料调整滞后及配料人员技术水平等因素的影响，生料三率值合格率（KH81%、SM86%、IM91%）不能满足进一步提高熟料质量的需求。为了解决该问题，公司通过加强原料均化过程控制，启用在线分析仪，取得较好效果。
01
影响生料合格率的因素分析
生料合格率偏低，主要来自两个方面，一是原料均化不足，二是传统配料质量控制过程影响因素多。
1.1 原料均化不足
（1）石灰石成分波动。
石灰石来自自有矿山。为了节约资源，避免资源浪费，减少排废量，矿山实行各个开采面石灰石搭配下料。搭配中疏于管理，成分波动变化较大，随机抽取2018年某天石灰石质量情况列入表1。从表1可知，氧化钙波动从42.3%至51.36%；二氧化硅波动从0.74%至9.89%；三氧化二铝波动从1.07%至8.05%，三氧化二铁波动从0.55%至3.02%。这些成分的波动，必然带来生料三率值的波动。
表1 2018年6月某天石灰石质量（%）
（2）辅料原材料成分的影响。
除了自产石灰石外，其他外购原材料受产地影响，成分也有不同程度波动。从表2可知，砂岩中的二氧化硅波动从84.81%至92.88%。公司配料中还引入了砂岩粉末替代部分砂岩，其成分也存在波动。
表2 2018年12月某日砂岩质量（%）
（3）均化过程存在的问题。
石灰石各开采面物料质量差别较大，搭配中疏于管理，存在严重的搭配不均匀现象；石灰石均化圆堆均化效果差，下料过程中，没有根据石灰石质量对应下料，区间范围没有固定，产量高多下，产量低少下，均化效果差；均化场定点布料，均化效果差。
1.2 传统配料过程质量控制存在的影响因素
（1）操作手法影响：由于人员素质不一，在调整配料过程中不能一次到位；
（2）取样频次影响：人工取样，一小时一次，调整滞后；
（3）代表性差：人工抽取样品，对整体代表性稍差。
02
解决措施
2.1 加强原料均化过程控制
2.1.1 对石灰石质量的控制
针对公司矿山现状，综合利用矿山资源，在满足配料的前提下，保证石灰石与石灰石废料合理搭配使用。为更有效地规范石灰石质量管理，增强石灰石质量控制能力，确保石灰石入堆棚品位合理、成分稳定，满足配料要求，对石灰石质量控制要求如下：
（1）质量管理部对石灰石堆棚物料每1 h取样1次，取样人员取样过程中要严格按照要求操作，并确保样品有代表性。
（2）矿山各个生产台段取样工作由矿山管理人员取样，质量管理部监督，严禁漏取。当出现不稳定样品时，应与炮孔样质量数据台账对比，找出原因，采取对策，确保石灰石各个台段物料搭配下料科学合理。
（3）矿山运行部根据质量管理部下达的调整通知单，进行开采、车辆、时间段的物料质量搭配，质量管理部及时反馈检验数据，矿山运行部根据数据及时调整搭配方案。
（4）质量管理部根据《质量考核办法》完成考核。
2.1.2 对辅料质量的控制
公司辅料主要有转炉渣、砂岩废料和砂岩粉末，这几种辅料都是外购入厂，产地多且质量成分波动较大，对此要求如下：
（1）外购辅料质量管理部、物资采购部、生产运行部到实地考察，质量管理部做物料成分分析并做好产地质量台账。
（2）物资供应部根据质量控制要求选择合格的供方，按照外购原燃材料质量指标进行采购，分品种存放，物料进厂质量管理部进行外观检测，分别存放，质量检验人员对原燃材料分产地进行取样、分析。
（3）质量管理部根据检验结果，通知生产运行部合理搭配，均匀布料。
2.1.3 原材料均化过程优化
公司配有石灰石均化圆堆、原材料长堆均化棚。对原材料均化优化方案如下：
（1）石灰石圆堆分38区，每天记录布料区间与取料位置，质量检验人员根据检验结果通知生产运行部调整布料位置，保证石灰石布料稳定。
（2）不满位布料石灰石，留再布空间，质量波动时进行差位补料。
（3）长堆布料横铺直取。
（4）质量管理部严格监督布料过程，杜绝不按照要求布料行为发生。
（5）启用在线分析仪（见下文）后，将物料入磨输送机直驱形式改造成变频驱动，以便根据在线分析仪检测情况保证料流的稳定性。
2.2 启用在线分析仪
2.2.1 引入在线分析仪
在实际生产中，为了使入窑生料的实际率值与目标率值相符合，一般通过调整出磨生料率值的方法进行，定时对出磨生料取样并测定其化学成分计算出率值，然后再根据结果对各种原料进行配比调整，如此反复地形成控制回路，这个过程就是生料质量的控制过程。所谓生料质量控制，即通过出磨生料的检测并结合入窑生料的检测结果及时调整入磨原料配比，最终保证入窑生料合格率。
针对传统配料过程质量控制存在的影响因素，公司认为，要保证入窑生料合格率，必须满足以下条件：（1）物料分析系统有快速分析物料成分的设备；（2）质检化验系统必须有能够快速准确调整入磨物料配比的设备；（3）系统应该有生料质量计算机控制系统。于是，公司决定安装两台在线分析仪（见图1）。
图1在线分析仪
2.2.2 在线分析仪的优势
与人工每小时调整配料比例的传统配料方式对比，在线分析仪自动配料方式具有以下技术优势。
（1）全面：测量所有通过的物料代表性强。
传统的化验分析仅使用料流的极小部分，由于化验分析所用的极小部分被视为整个流料的代表，取样的代表性差。与之相比，在线分析仪结果的代表性强，整体误差小。由于是对整个料流进行检测，反映了物料的全部信息。分析仪的随机误差即是该分析系统的整体误差。相反，与化验分析相关的随机误差在化验系统的整体误差中只占一部分，有时甚至是很小一部分，而其他随机误差主要来自取样和制样。
（2）快速：每分钟都可以检测出料流的结果，无需取样和制样。
传统的化验分析，需要取样、制样，最后化验分析，整个过程需要数小时，化验结果控制反馈严重落后。而在线分析仪每分钟即可检测出检测结果，实时性强、反馈迅速。分析仪每分钟提供前一分钟通过的分析检测值，及时反馈物料的变化趋势，并迅速采取措施，调整搭配比例，控制物料的波动。
（3）有效：为生产提供关键参数数据，实时进行优化配比控制。
在线分析仪每分钟即可获得全元素的成分测量结果，并可计算与生产紧密相关的关键参数指标，1 min后即可给出优化配料方案，实现优化闭环控制，克服传统配料方式的配料累积误差，提高配料结果的稳定性。当原料成分波动较大时，及时准确地给出最佳配料方案，降低原料成分波动引起配料不稳定的影响。
（4）稳定：非接触式测量，长期稳定运行。
在线分析仪跨皮带安装，流过分析仪装置通道的物料不与探测器接触，减少了机械故障率。
（5）优化：采用最合理的配料方案，保证质量参数的同时降低生产成本。
根据在线分析仪实时准确的成分检查结果，自动配料系统可给出最合理的优化配料方案，能大幅提高产品合格率及质量，进而提高单位原料的经济效益。
03
效果
加强原料均化过程控制，引入在线分析仪后，生料、熟料三率值合格率提高明显，相关数据见表3、表4。
表3 生料率值合格率（%）
表4 熟料率值合格率（%）
04
结束语
传统的生料质量控制过程中，不少企业都得面对原材料成分波动、原料磨开停机、生料配料调整滞后及配料人员技术水平等因素对生料质量的影响。为提高生料率值合格率，在加强原料均化过程控制中想尽办法。然而取样+荧光分析+人工配料的传统控制方法却成为进一步提高生料率值合格率的绊脚石。公司启用在线分析仪的效果，不仅化解了传统控制方法的痼疾，还减轻了员工劳动强度，也是工厂数字化、智能化在重要环节的实践。
