專利名稱：水泥機立窯全黑料閉門煅燒及微機控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是屬于一種機立窯生產(chǎn)水泥及應用微機控制實現(xiàn)過程自動化的方法及其專用設備。
已有的普通全黑料法水泥工藝，全憑工人的經(jīng)驗操作，立窯的熱工制度不易穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)偏火、煉窯、呲火，以致釀成噴窯傷人的重大事故，而且產(chǎn)量低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，環(huán)境污染嚴重。為了改變這種狀況，多年來一直在探索各種新工藝，有半黑生料閉門煅燒，煤、料分別粉磨煅燒，微機控制機立窯腰風的模糊數(shù)學等新工藝，技術途徑都不同，又尚在進一步完善之中。
本發(fā)明的目的是提高水泥機立窯煅燒熟料的質(zhì)量和產(chǎn)量及技術經(jīng)濟效果，實現(xiàn)安全、文明生產(chǎn)，其具體任務是穩(wěn)定采用全黑生料法煅燒的水泥機立窯熱工制度，應用熱工儀表檢測最少的被控參數(shù)及利用微機實現(xiàn)過程自動化控制，達到機立窯閉門操作制度。
所謂全黑生料，就是把熟料燒成所需的全部用煤量和各種原料組份混合在一起，喂入生料磨，磨制成黑生料。因此從工藝技術上首先要解決黑生料的化學成份要符合生料配方的要求;其配熱量也要滿足熟料燒成的需要。采用全黑料工藝，有利于提高熟料化學成分的均勻性，有利于提高煅燒中生料的燃燒速度及熟料質(zhì)量，同時還可以簡化生產(chǎn)工藝。
利用微機控制實現(xiàn)過程自動化，達到機立窯閉門操作制度，其必備的基礎是(1)全線各工序的工藝制度基本穩(wěn)定;
(2)機立窯的熱工制度合理穩(wěn)定;
(3)應用熱工儀表檢測最少被控參數(shù)，及利用微機調(diào)節(jié)控制克服小的擾動，使立窯煅燒過程中各工藝參數(shù)都在設定范圍內(nèi)，絕大多數(shù)時間內(nèi)，系統(tǒng)都處于自控狀態(tài)，正常運行，在極個別情況下，遇到大的擾動，才切換手操狀態(tài)，進行人工干預，系統(tǒng)恢復正常即切換至微機自控狀態(tài)。
本發(fā)明的工藝流程是(1)采用無煙煤、石灰石、粘土、鐵礦石及礦化劑為全黑生料;
(2)應用微機配料;
(3)進入球磨、粉磨;
(4)空氣攪拌均化;
(5)儲存庫儲料(兩座以上);
(6)多庫搭配混料;
(7)微機計量控制;
(8)予加水成黑生料球;
(9)微機控制熱工儀表檢測及監(jiān)控機立窯熱工制度;
(10)實現(xiàn)閉門煅燒操作制度。
本發(fā)明的技術特征是水泥機立窯全黑生料閉門煅燒及微機控制過程自動化，由下述幾個方面組成1、根據(jù)全黑料閉門煅燒的要求，建立生料質(zhì)量保證體系，保證生料化學成份及配熱量的均化性、準確性和穩(wěn)定性;
原燃料予均化要求氧化鈣含量波動范圍在±1%以內(nèi)，在此基礎上采用微機配料，使出磨生料細度用0.08毫米方孔篩篩余量小于9%，氧化鈣、三氧化二鐵、生料含煤量的合格率均應達到60-80%，特別是生料含煤量1-2小時檢測一次，采用2-4座∮6×16米生料空氣攪拌庫均化入窯生料，各指標合格率達85-90%;
2、選用合理的窯形結構，機立窯上喇叭口為9°-11°，有利于窯內(nèi)物料均衡沉落，窯面通風均勻，邊、中部高溫層厚度減小，機立窯高溫帶以上的胴體外面包硅酸鋁棉、氈、蛭石或珍珠巖耐火土等保溫層以減少高溫帶熱損失，機立窯下部呈小于2°的倒喇叭口，有利于增加冷卻帶料塊之間空隙率，使窯內(nèi)通風阻力減小又改善中部通風;
3、采用微機控制的予加水成球新技術，使黑生料球徑在∮7-∮15毫米的料球占90%以上;
4、機立窯采用合理的煅燒制度;暗火操作，壓邊布料，運用自行清除粘物的防粘布料裝置及布料運行摸擬裝置，保證濕料層度在40-60厘米，窯面呈鍋底形，中部通風良好，底火深度控制在2米以內(nèi)，煙道廢氣溫控制在50-55℃，固定生料流量，調(diào)節(jié)入窯風量以控制煅燒速度，保證加料速度與卸料速度、加料速度與上火速度、入窯風量與配煤量“三平衡”，煅燒中力求穩(wěn)定高溫帶的位置，穩(wěn)定立窯熱工參數(shù)，在正常頭態(tài)下人工不干預自控過程，不隨意把底火“返”到表面，遇有小故障，短時停止喂料，把風放掉，不再鼓風，隨即就恢復正常狀態(tài)。
5、本發(fā)明的機立窯全黑料閉門煅燒采用微機控制系統(tǒng)的功能是(1)設置了三個閉環(huán)自控回路;
(a)入窯黑生料瞬時流量控制與成球水份流量的比值控制回路，其中黑生料瞬時流量為主控參數(shù);
(b)煙道廢氣溫度控制回路，以測量煙道廢氣溫度為主控參數(shù)，入窯風壓為付控參數(shù)，組成串級調(diào)速系統(tǒng)，又采用分段微積分控制電路(PID)，并設置不靈敏區(qū)以提高調(diào)節(jié)品質(zhì)，設置一些判定條件以發(fā)揮微機邏輯判斷功能;
(c)窯面料位單回路反饋控制回路，該控制回路不用微分調(diào)節(jié)，面是通過控制機立窯卸料機構的滑差電機的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)的，重錘式料位計通過微機控制能自動計數(shù)顯示，故障報警，并與防粘布料器連鎖控制，由于重錘式料位計在探測和回收重錘的周期較長，因此對采樣值作了特殊處理，以設定一個緊大實際料位變化值與新的采樣增量絕對值比較以判定取舍;
(2)配有7個參數(shù)檢測黑生料瞬時流量、成球水份流量、窯面料位、煙道廢氣溫度、熟料溫度、入窯風量和風壓;
(3)巡顯、調(diào)顯與模擬表頭顯示除黑生料和成球水份瞬時流量、窯面料位、煙道廢氣溫度4個工程量巡顯外，還可調(diào)顯檢測參數(shù)工程量與流量的累計值，參數(shù)號與參數(shù)值均以數(shù)碼形式顯示，主要參數(shù)在操作面板上備有0-10MA(毫安)的摸擬表頭連續(xù)顯示;
(4)有黑生料斷料與串料、窯面料位過低及廢氣溫度過高的信號燈指示報警;
(5)有生料流量的在線抽查、自動計算及顯示;
(6)有黑生料瞬時流量計量秤零漂自動檢查及零位校正;
(7)對黑生料與成球用水流量累計及自停累計;
(8)在線參數(shù)打印;
6、本發(fā)明的微機軟件與微機硬件結構的特征(1)微機GKJ-2型硬件設備是由三部分組成主機箱、副機箱與打印機。
主機箱內(nèi)有主機TP801單板機;模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換板(16路模擬量輸入，8路模擬量輸出);顯示與報警接口板(6位數(shù)碼顯示，8個參數(shù)越限聲光報警);開關量輸入與輸出接口板(各8路);輸入信號電流與電壓轉(zhuǎn)換板;操作面板與鍵盤;打印機接口板;8個模擬表頭顯示，付機箱內(nèi)有6路穩(wěn)壓電源;輸出電壓與電流轉(zhuǎn)換板;8塊閥位表頭，8個遙控切換開關，8個遙控電位器的操作面板，為了實現(xiàn)無擾動手動與自動切換，設計了硬手動、軟手動與自動三種控制方式;
(2)本發(fā)明微機軟件系統(tǒng)采用模塊結構，設置的基本模塊有初始化程序、監(jiān)控程序、時鐘程序、時鐘中斷服務程序、各種自動控制運算模塊及各種功能模塊程序，軟件系統(tǒng)的特點采用優(yōu)先權排隊的方法編程，人機對話，采用在線修改參數(shù)的方式，便于操作，(3)采用了軟件、硬件相結合的抗干擾措施;
(a)對電源進行高頻濾波;
(b)模擬量輸入與輸出通道進行阻容濾波;
(c)開關量輸入與輸出通道進行光電隔離;
(d)軟件上采用各種濾波措施;
(e)微機有自動檢查與糾錯程序以使程序運行可靠。
本發(fā)明實施例應用在山東臨淄水泥廠的∮2×8米擺輥式機立窯為例，1、建立生料質(zhì)量保證體系，保證生料化學成分及配熱量的均勻性，準確性及穩(wěn)定性，該廠從礦山抓計劃開采，原料搭配進廠使用，堆場分層堆放，矗切使用，使入磨石灰石的氧化鈣含量波動范圍在±1%之內(nèi)，加之微機配料，使出磨生料細度篩余量小于9%，黑生料合格率達到75%，含煤量每小時檢測一次，生料均化率達85%以上，2、選用微機控制的予加水成球新技術，合格成球徑占90%，3、該廠機立窯窯形結構，用上喇叭器為10°，下喇叭器為1°30′，胴體外面加一層20厘米厚的硅酸鋁保溫棉外套，4、機立窯采用暗火操作，防粘布料器壓邊布料，用ZLJ-01型重錘式料位計檢測高溫、高濕、高腐蝕性介質(zhì)條件下的窯面料位，5、全線用GKJ-2型微機硬件結構，加之檢測儀表及微機軟件功能，實現(xiàn)機立窯全黑料閉門煅燒自動化。
本發(fā)明實用在臨淄水泥廠后的經(jīng)濟效益1、提高熟料臺時產(chǎn)量，閉門煅燒前為5.8噸/時，實現(xiàn)閉門煅燒后為6.5噸/時，生產(chǎn)能力提高10%，以全年增產(chǎn)水泥5000噸算，年增產(chǎn)利稅達10萬元，2、提高熟料質(zhì)量，原平均標號為590＃，現(xiàn)提高一個標號為670＃，出廠水泥全部達到R型525水泥標準，富裕標號達到100%，其中50%富裕標號可達625水泥標準，這就改變了機立窯水泥質(zhì)量不如大旋窯水泥質(zhì)量的舊格局。
3、經(jīng)濟效益，以525R和425R水泥差價為12元/噸計算，一臺年產(chǎn)4.4萬噸機立窯，每年可增收53萬元，該廠正擴建機立窯共計4臺其經(jīng)濟效益將相當可觀。
4、提高勞動生產(chǎn)率，原一臺機立窯看火工為每班4人，現(xiàn)每班只需2人，提高1倍。
5、改善了操作環(huán)境，實現(xiàn)了安全文明生產(chǎn)，原操作工遭受煙熏火燎，隨時受到噴火傷人的威協(xié)，實現(xiàn)了閉門煅燒微機控制后，操作工放下了通火鐵桿，在有空調(diào)設施微機房內(nèi)操作，實現(xiàn)了安全文明生產(chǎn)。
權利要求
1.一種水泥機立窯生產(chǎn)方法，由配料、磨料、均化、混合、成球及入窯煅燒各工序，其特征在于水泥機立窯采用全黑生料閉門煅燒及微機控制過程自動化(1)根據(jù)黑生料閉門煅燒的要求，建立生料質(zhì)量保證體系，采用微機配料，使入窯生料各指標合格率達85-90%；(2)微機控制予加水成球技術，球徑∮7-∮15毫米占90%；(3)水泥機立窯窯形選用上喇叭口為9°-11°，下喇叭口小于2°，胴體外包一層保溫外套的結構；(4)水泥機立窯采用暗火操作，壓邊布料，微機調(diào)控，保證加料速與卸料速度，加料速度與上火速度，入窯風量與配煤量三平衡；(5)微機調(diào)控設計了三個閉環(huán)自控回路，入窯黑生料瞬時流量與成球水份流量的比值控制回路，煙道廢氣溫度控制回路及窯面料位控制回路；(6)微機調(diào)控七個參數(shù)檢測黑生料瞬時流量、成球水份流量、窯面料位、煙道廢氣溫度、熟料溫度、入窯風量和風壓；(7)微機巡顯黑生料和成球水份瞬時流量、窯面料位、煙道文氣溫度，調(diào)顯檢測參數(shù)工程量及累計值；并以數(shù)碼形式顯示，重要參數(shù)摸擬表頭連續(xù)顯示；(8)微機調(diào)控對黑生料斷料與串料、窯面料位過低及廢氣溫度過高的信號燈指示報警；(9)微機顯示生料流量在線抽查及自動計算；(10)黑生料瞬時流量秤零漂自動檢查及零位校正；(11)微機調(diào)控對黑生料與成球用水流量累計及自停累計；(12)工程參數(shù)在線打印，
2.一種水泥機立窯黑生料閉門煅燒的專用設備，其特征在于(1)微機GKJ-2型硬件設備是由主機箱、付機箱和打印機組成，主機箱內(nèi)有主機TP801單板機、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換板、顯示與報警接口板、開關量輸入與輸出接口板、輸入信號電流與電壓轉(zhuǎn)換板、操作面板與鍵盤、打印機接口板與模擬顯示表頭;付機箱有穩(wěn)壓電源，輸出電壓與電流轉(zhuǎn)換板、閥位表頭、遙控切換開關及遙控電位器操作面板;(2)本實用新型微機軟件系統(tǒng)采用模塊結構，設置的基本模塊有初始化程序、監(jiān)控程序、時鐘程序、時鐘中斷服務程序、各種自控運算模塊及各種功能模塊程序;(3)本實用新型采用了軟件、硬件相結合的抗干擾措施對電源進行高頻濾波、模擬量輸入與輸出通道阻容濾波;開關量輸入與輸出通道進行光電隔離、軟件上采用各種濾波、微機有自動檢查與糾錯程序;(4)本實用新型的水泥機立窯采用自行清理防粘布料裝置及運行布料模擬裝置;(5)本實用新型的水泥機立窯采用微機控制的ZLJ-01型重錘式料位計。
全文摘要
一種水泥機立窯生產(chǎn)方法，采用全黑料閉門煅燒及微機控制自動化，能提高小水泥質(zhì)量一個標號，臺時產(chǎn)量提高10％，勞動生產(chǎn)率提高1倍，經(jīng)濟效益顯著，又實現(xiàn)了文明生產(chǎn)。
文檔編號C04B7/36GK1041346SQ88106850
公開日1990年4月18日 申請日期1988年9月27日 優(yōu)先權日1988年9月27日
發(fā)明者齊玉發(fā), 朱信之, 陳兆寬, 黃有豐, 廉亞興, 崔芝英 申請人:山東省建筑科學研究所