水泥企业如何做好出厂水泥的质量管理

水泥企业如何做好出厂水泥的质量管理

张宏健

临城中联水泥有限公司054300

摘要：在激烈的市场竞争驱使下，如何降低成本成为企业追求目标。加强对水泥的产品质量建设具有非常重要的社会意义，必须采取综合措施，夯实质量建设基础，解决突出存在的问题，通过质量建设着力推动水泥行业实现质量取胜，强化提质增效，促进转型升级。

关键词：水泥企业；质量管理；优化控制，质量检测

前言

我国是水泥生产和消费大国，作为重要的安全性产品，水泥产品质量的好坏不仅影响到工程建设的质量和人民财产安全，而且也与建筑工程的使用寿命息息相关。随着我国基础建设和房地产行业由高速发展期步入调整期，水泥行业目前已进入产能严重过剩阶段，在国家大力推进化解水泥产能过剩政策的同时，水泥产品质量是否能够得到保障，仍是水泥行业、水泥企业以及消费者等关注的重要问题。

1水泥生产优化控制系统

1.1控制目标

在水泥的生产过程中，能源的消耗主要为热耗与电耗，因此将其作为系统优化控制锁定的核心目标。水泥生产过程极其复杂，具有高度非线性、多变量、强耦合、时变性等特点，如烧成系统的关键参数：分解炉出口温度、生料喂料量、窑尾喂煤量、窑头喂煤量、回转窑热效率、回转窑烧成带温度、熟料标准煤耗、游离氧化钙含量和碳排放等。如何稳定地控制好这些参数是降低能耗关键所在。

1.2水泥生产过程优化的控制方法

生产过程控制分为两种控制器设计方法：一种是普通的PID控制器，基于经验的方法。另一种是基于模型的方法，根据控制对象的模型设计控制器，通过计算机的仿真和现场调试确定控制器参数，进行预测控制。根据对象的历史信息和未来输入的预测系统的未来输出，并根据被控变量与设定值之间的误差确定当前时刻控制作用。

1.3系统的研究内容

（1）实现煤耗、电耗数据的采集与管理（2）实现水泥生产过程中各工艺环节的自动化控制，使参数值正常波动范围小于人工操作水平。（3）实现水泥生产过程各环节优化控制。

1.3系统的搭建

基于现场信息采集反馈（DCS数据、化验室数据等），对于安装有光纤收发器的配电室可接到工控环网上，对于没有安装光纤收发器的配电室要使用OLM光电转换器将该配电室的使用串口设备与服务器联网并连接到最近的配有光纤收发器的配电室，这样就可以接入工控环网上。实现现场数据采集与监控系统，由此可进行能效数据管理与分析。现场DCS控制器所采集的实时数据通过上传到DCS原有环形通信网络及OPC接口最终发送到优化控制主站。控制系统的设计思路为：

（1）以现场采集的数据作为系统设计的依据，总结工艺操作经验，研究水泥生产过程中的工艺原理和特点，建立专家数据库。通过现场采集的实际运行情况指导生产，并根据采集数据逐步更新专家数据库，使其更具有数据库的合理性和完备性。

（2）通过对现场采集数据的分析总结，将文字型描述的水泥生产过程生产状况的分类方法转化为逻辑化和数值化的判别依据，进行工程实施。

（3）基于水泥生产工艺的特点，以“先稳定后优化，稳定中求优化”为原则，在组合控制和分工况建模的基础上建立水泥生产的优化自动控制系统，在保证生产连续性、安全性的基础上，实现节能减排，降能降耗的目标。

2水泥质量检测

2.1水泥凝结时间的检查

水泥加水拌合后，随着时间的推移，浆体逐渐失去流动性、可塑性，进而凝固形成具有一定强度的硬化，这一过程称为水泥凝结。凝结过程的控制是水泥应用中重要的一环节。水泥的凝结过程分为初凝和终凝两个阶段。从加水开始至净浆开始失去可塑性为水泥初凝阶段，从加水至浆体完全失去可塑性为水泥终凝阶段。水泥标准稠度用水量规定，加水必须一次完成不允许二次加水。在检验中发现，有的检验人员由于操作不熟练，没有经验，找不准水，为图便宜省时间，会中途加水，这样水泥的标准用水量就会不准确会影响其他技术指标的检测。由于水泥水化与水灰比、温度等因素有关，因此凝结时间还受到测定时水泥浆状态、环境温度、湿度等诸多因素的影响。如净浆塑性大则凝结慢，反之则凝结快；温度高能使凝结加快，温度低则使凝结缓慢，因此为准确测定凝结时间必须在规定的标准稠度净浆和规定的环境条件下进行。

2.2水泥强度的检测

水泥强度一般指水泥试件单位面积上所能承受的外力，是水泥最重要的性能之一。从试体成型、养护到破型整个过程的每一个操作环节，对强度结果都可产生影响。在检验过程中发现以下几方面检验人员容易忽视。

2.2.1使用的标准砂

标准砂是水泥强度测定的基准材料，它的基本要求是不与水泥发生化学作用，并具有比水泥石更高的强度，同时还要适应水泥胶砂组成的需要。标准规定我国的标准砂是采用福建省平潭县，虽然都是他们家生产的标准砂，但在检验中发现不同批次标准砂在一定程度上对水泥强度误差影响大概在12％，尤其对检测结果的准确度影响非常大。因此，相关工作人员在购置标准砂时，必须保证其符合相关标准要求，与此同时，关于不同批次的标准砂最好对其做对比试验，只有这样才能够保证水泥的整体强度。同时在运输标准砂的过程中应轻拿轻放这样才能保证标准砂的颗粒级配。

2.2.2胶砂搅拌环节

在水泥强度检验中，胶砂搅拌直接影响到水泥强度的检验结果。在这个检验环节检验人员容易忽视水泥胶砂搅拌机叶片和锅底、锅壁之间的间隙。胶砂搅拌机要求叶片与锅的间隙为1~2mm，当间隙＜1mm时强度偏高，当间隙＞2mm时强度偏低，叶片截面尺寸大于5mm×7mm时，强度会明显偏高。所以在水泥强度检验之前测量胶砂搅拌机叶片与锅壁的间隙尤为重要。

2.2.3试模涂油

关于模具涂油主要是为了卸模方便，如果对其涂太多，在一定程度上可能由于油浸改变水泥试块成分，并且在一定程度上还会严重影响整个水泥强度检测的准确度。因此，工作人员在保证卸模方便的前提下，模具涂油摊的越薄越好。

2.2.4环境温度的控制

水泥试块的养护，在检验中发现温度对强度影响较明显，一般温度偏高强度也会偏高，温度偏低强度也偏低，特别是对早期强度影响更大。试验发现若将试验室温度、胶砂温度、养护箱温度及养护水温度都从20℃降至15℃，7天、28天抗折与抗压强度可偏低10~15%。

2.3水泥安定性的检测

安定性是反应水泥硬化后体积变化均匀性的物理性能指标就是水泥的体积安定性，它是水泥质量的重要指标之一。在对水泥安定性进行检测时一定要注意水灰比对水泥安定性造成的影响。通常情况下，水灰比太小在一定程度上会造成水泥出现不合格的现象发生，相反如果水灰比太大，水泥安定性会显示不合格的现象，本来应该显示合格的状态。因此，相关工作人员一定要控制好水泥净浆达到相关标准要求，合理地控制水量，只有这样才能够有效地避免安定性整体判断失误的现象发生。

结束语

优化控制系统原则上是要求先实现系统稳定，进而分步实现控制，使控制效果达到并超过人工操作水平，通过软件自身的工况识别系统及自动择优方式，选择温度或负荷的最优设定值，从而达到在稳定的前提下节能、减排、降耗。其次做好水泥检测工作，保证出厂水泥的质量。

参考文献：

[1]明振强，葛全华，孟祥伦.DCS控制教程[J].水泥工程，2015（5）：26-27.

[2]王孝红，于宏亮，徐心和.基于现场总线技术的水泥旋窑DCS控制系统[J].控制工程，2015，11（5）：385-387.