引言

  中子活化水泥元素在線分析儀是由丹東東方測(cè)控技術(shù)股份有限公司研發(fā)，一種跨皮帶式水泥物料在線檢測(cè)系統(tǒng)。可用于在線檢測(cè)礦山石灰石、生料綜合原料中元素的成分，實(shí)時(shí)計(jì)算各種質(zhì)量參數(shù)，控制生產(chǎn)過(guò)程。通過(guò)對(duì)石灰石、生料綜合原料成分的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，解決傳統(tǒng)取樣代表性差及調(diào)整滯后問(wèn)題。從礦山開(kāi)始嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)“成品進(jìn)廠”。在生料磨前進(jìn)行生料自動(dòng)配料控制，真正做到在線實(shí)時(shí)質(zhì)量控制。通過(guò)有效的控制，取消了石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)及生料均化庫(kù)，并穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量。實(shí)踐證明，有效利用該項(xiàng)技術(shù)，可以節(jié)省水泥企業(yè)一次性投資，并在生產(chǎn)過(guò)程中降低成本，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

  一、DF-5701中子活化水泥元素在線分析儀的基本組成

  在線分析儀包括測(cè)量裝置（含左右端防護(hù)裝置）、中子源、探測(cè)器、信號(hào)處理柜、主機(jī)五部分。其中中子源、探測(cè)器分別安裝于測(cè)量裝置的下部和上部。

  圖1.1 系統(tǒng)組成示意圖

  二、DF-5701中子活化水泥元素在線分析儀的測(cè)量原理

  中子活化多元素分析儀可用于礦山石灰石、生料綜合原料中元素成分的在線檢測(cè)，實(shí)時(shí)計(jì)算各種質(zhì)量參數(shù)，不受外界和環(huán)境影響，非接觸式測(cè)量，可保證設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

  分析儀采用中子活化瞬發(fā)γ分析(PGNAA) 技術(shù)。慢化后的熱中子照射水泥物料，物料中各元素原子核與中子發(fā)生熱中子俘獲反應(yīng)，放射出不同能量的特征γ射線，通過(guò)檢測(cè)特征γ射線的能量辨識(shí)物料中元素種類(lèi)，通過(guò)檢測(cè)特定能量γ射線的強(qiáng)度得出元素含量。

  圖2.1 DF-5701中子活化水泥元素在線分析儀測(cè)量原理示意圖

  三、DF-5701中子活化水泥元素在線分析儀應(yīng)用及效果

  1、礦山石灰石應(yīng)用

  分析儀安裝在礦山石灰石破碎機(jī)后的輸送皮帶上，實(shí)時(shí)對(duì)出破碎的石灰石進(jìn)行在線分析，精細(xì)到對(duì)每個(gè)卸礦車(chē)的檢測(cè)，能很好的監(jiān)測(cè)配礦執(zhí)行情況，每一分鐘分析出結(jié)果，將分析數(shù)據(jù)反饋到配礦系統(tǒng)，使系統(tǒng)能及時(shí)、準(zhǔn)確掌握石灰石品質(zhì)情況，通過(guò)對(duì)不同開(kāi)采區(qū)進(jìn)行合理搭配，實(shí)現(xiàn)均化開(kāi)采。當(dāng)質(zhì)量出現(xiàn)異常時(shí)，能通過(guò)在線分析儀數(shù)據(jù)快速分析出工藝故障點(diǎn)，指導(dǎo)配礦及時(shí)調(diào)整，穩(wěn)定了入廠石灰石質(zhì)量。泰安中聯(lián)通過(guò)使用在線分析儀實(shí)時(shí)檢測(cè)，進(jìn)行合理配礦，使得入廠石灰石成分穩(wěn)定，取消了石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)，節(jié)省了一次性投資，并節(jié)省了后續(xù)的運(yùn)行、維護(hù)及管理成本，同時(shí)解決了占地、粉塵、噪音等問(wèn)題。

  2、生料自動(dòng)配料應(yīng)用

  分析儀安裝在配料庫(kù)下的入磨皮帶上，對(duì)生料綜合原料進(jìn)行在線分析，不僅解決了取樣代表性的難題，而且將檢測(cè)、控制周期由一小時(shí)縮短為一分鐘，使配料質(zhì)量大幅提高。系統(tǒng)主要由在線分析儀、配料控制系統(tǒng)、皮帶自動(dòng)給料系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊四部分組成。在線分析儀每分鐘檢測(cè)出綜合原料的化學(xué)成分并計(jì)算出率值，配料系統(tǒng)根據(jù)生料質(zhì)量設(shè)定值，通過(guò)優(yōu)化計(jì)算自動(dòng)調(diào)整各原料下料配比，使生料的KH、SM、IM三個(gè)率值不斷地逼近設(shè)定值。由于這個(gè)閉環(huán)控制是實(shí)時(shí)進(jìn)行的，這就使得生料的KH、SM、IM三個(gè)率值非常穩(wěn)定。泰安中聯(lián)通過(guò)在線分析儀的穩(wěn)定配料，取消了生料均化庫(kù)，出輥壓機(jī)的生料經(jīng)緩沖庫(kù)后直接入窯。使用時(shí)，根據(jù)熟料質(zhì)量要求，直接設(shè)定配料系統(tǒng)的生料三率值指標(biāo)，配料系統(tǒng)自動(dòng)完成配料，減少了取樣化驗(yàn)工作及相應(yīng)的質(zhì)量管理難度。同時(shí)質(zhì)量穩(wěn)定的生料為窯的熟料煅燒提供了良好的條件。

  四、結(jié)論

  在線分析儀的使用，降低了人工取樣化驗(yàn)工作量，提高了企業(yè)自動(dòng)化水平。通過(guò)進(jìn)行石灰石優(yōu)化配礦，進(jìn)一步增加對(duì)低品位礦石的利用率，降低剝采費(fèi)用，延長(zhǎng)了礦山服務(wù)年限，同時(shí)取消了石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)，降低了運(yùn)行、維護(hù)成本。生料配料在線分析儀的投用，實(shí)時(shí)進(jìn)行配方調(diào)整，穩(wěn)定了岀磨生料質(zhì)量，因而取消了生料均化庫(kù)，同時(shí)質(zhì)量穩(wěn)定的生料使窯的熱工制度穩(wěn)定，節(jié)省燃料消耗，延長(zhǎng)耐火材料使用壽命，提高窯的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量并提高了熟料質(zhì)量。

  DF-5701中子活化水泥元素在線分析儀在泰安中聯(lián)的成功投運(yùn)，使該生產(chǎn)線一次性投資大幅降低，同時(shí)降低了后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)行、維護(hù)成本并有助于改善環(huán)境。在線分析儀的使用，提高了企業(yè)自動(dòng)化水平，提高了企業(yè)生產(chǎn)、質(zhì)量管理水平，能夠充分挖掘企業(yè)潛力，提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。