DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪在泰安中联的应用

水泥孙义、王磊、高岩、刘永超、李岩峰 2015-10-16

为了有效管理石灰石矿山开采及优化生料配料，充分利用矿山资源，降低成本，提高产品质量，增加企业效益，泰安中联采用了丹东东方测控技术股份有限公司两台中子活化水泥元素在线分析仪，使用效果理想，通过石灰石、生料在线检测，无需采样制样，节省了人力、物力，投资成本大幅降低，并真正的做到了检测控制全自动，达到了预期的结果。本文介绍该仪器的基本原理和结构，主要介绍分析仪在泰安中联的应用情况和所取得的效果。

引言

中子活化水泥元素在线分析仪是由丹东东方测控技术股份有限公司研发，一种跨皮带式水泥物料在线检测系统。可用于在线检测矿山石灰石、生料综合原料中元素的成分，实时计算各种质量参数，控制生产过程。通过对石灰石、生料综合原料成分的实时监测，解决传统取样代表性差及调整滞后问题。从矿山开始严格控制原材料质量，实现“成品进厂”。在生料磨前进行生料自动配料控制，真正做到在线实时质量控制。通过有效的控制，取消了石灰石预均化堆场及生料均化库，并稳定了产品质量。实践证明，有效利用该项技术，可以节省水泥企业一次性投资，并在生产过程中降低成本，稳定产品质量，为企业带来显着的经济效益。

一、DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪的基本组成

在线分析仪包括测量装置（含左右端防护装置）、中子源、探测器、信号处理柜、主机五部分。其中中子源、探测器分别安装于测量装置的下部和上部。

图1.1 系统组成示意图

二、DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪的测量原理

中子活化多元素分析仪可用于矿山石灰石、生料综合原料中元素成分的在线检测，实时计算各种质量参数，不受外界和环境影响，非接触式测量，可保证设备长期稳定运行。

分析仪采用中子活化瞬发γ分析(PGNAA) 技术。慢化后的热中子照射水泥物料，物料中各元素原子核与中子发生热中子俘获反应，放射出不同能量的特征γ射线，通过检测特征γ射线的能量辨识物料中元素种类，通过检测特定能量γ射线的强度得出元素含量。

图2.1 DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪测量原理示意图

三、DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪应用及效果

1、矿山石灰石应用

分析仪安装在矿山石灰石破碎机后的输送皮带上，实时对出破碎的石灰石进行在线分析，精细到对每个卸矿车的检测，能很好的监测配矿执行情况，每一分钟分析出结果，将分析数据反馈到配矿系统，使系统能及时、准确掌握石灰石品质情况，通过对不同开采区进行合理搭配，实现均化开采。当质量出现异常时，能通过在线分析仪数据快速分析出工艺故障点，指导配矿及时调整，稳定了入厂石灰石质量。泰安中联通过使用在线分析仪实时检测，进行合理配矿，使得入厂石灰石成分稳定，取消了石灰石预均化堆场，节省了一次性投资，并节省了后续的运行、维护及管理成本，同时解决了占地、粉尘、噪音等问题。

2、生料自动配料应用

分析仪安装在配料库下的入磨皮带上，对生料综合原料进行在线分析，不仅解决了取样代表性的难题，而且将检测、控制周期由一小时缩短为一分钟，使配料质量大幅提高。系统主要由在线分析仪、配料控制系统、皮带自动给料系统和网络通讯四部分组成。在线分析仪每分钟检测出综合原料的化学成分并计算出率值，配料系统根据生料质量设定值，通过优化计算自动调整各原料下料配比，使生料的KH、SM、IM三个率值不断地逼近设定值。由于这个闭环控制是实时进行的，这就使得生料的KH、SM、IM三个率值非常稳定。泰安中联通过在线分析仪的稳定配料，取消了生料均化库，出辊压机的生料经缓冲库后直接入窑。使用时，根据熟料质量要求，直接设定配料系统的生料三率值指标，配料系统自动完成配料，减少了取样化验工作及相应的质量管理难度。同时质量稳定的生料为窑的熟料煅烧提供了良好的条件。

四、结论

在线分析仪的使用，降低了人工取样化验工作量，提高了企业自动化水平。通过进行石灰石优化配矿，进一步增加对低品位矿石的利用率，降低剥采费用，延长了矿山服务年限，同时取消了石灰石预均化堆场，降低了运行、维护成本。生料配料在线分析仪的投用，实时进行配方调整，稳定了岀磨生料质量，因而取消了生料均化库，同时质量稳定的生料使窑的热工制度稳定，节省燃料消耗，延长耐火材料使用寿命，提高窑的台时产量并提高了熟料质量。

DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪在泰安中联的成功投运，使该生产线一次性投资大幅降低，同时降低了后续生产过程中的运行、维护成本并有助于改善环境。在线分析仪的使用，提高了企业自动化水平，提高了企业生产、质量管理水平，能够充分挖掘企业潜力，提高企业市场竞争力，为企业带来巨大的经济效益。

编辑：陈宗勤

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