水泥生產(chǎn)的質(zhì)量控制與管理
生產(chǎn)中的質(zhì)量管理,包括從原料進廠,一直到成品出廠以前整個生產(chǎn)過程中的質(zhì)量把關(guān)和質(zhì)量控制工作。生產(chǎn)質(zhì)量控制是生產(chǎn)質(zhì)量管理不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。它的作用是根據(jù)設(shè)計和工藝技術(shù)文件的規(guī)定,控制生產(chǎn)過程各工序可能出現(xiàn)的異常和波動,使生產(chǎn)處于可控狀態(tài)。生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制目的是產(chǎn)品性能質(zhì)量控制,使產(chǎn)品達到所需性能的滿足程度,保證生產(chǎn)出符合設(shè)計和規(guī)范質(zhì)量要求的產(chǎn)品,如水泥的凝結(jié)時間、強度和強度等級等。
生產(chǎn)工藝是連續(xù)性很強的過程,無論哪一道工序保證不了質(zhì)量都將影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在生產(chǎn)過程中原燃材料的成分及生產(chǎn)情況經(jīng)常變動。因此必須經(jīng)常地、系統(tǒng)地、科學(xué)地對各生產(chǎn)工序按照工藝要求一環(huán)扣一環(huán)地進行嚴(yán)格的質(zhì)量控制,合理地選擇質(zhì)量控制點,采用正確的質(zhì)量控制方法,把質(zhì)量控制工作貫穿于生產(chǎn)的全過程。
一、原燃材料的質(zhì)量控制與管理
原料的質(zhì)量是制備成分合適而穩(wěn)定的生料的基礎(chǔ)條件
(一)石灰石的質(zhì)量控制
石灰石是使用最廣泛的石灰質(zhì)原料。其主要成分為CaCO3,品位主要由CaO含量確定。用于水泥生產(chǎn)的石灰石CaO含量并非越高越好,還要看其酸性氧化物的含量,如SiO2、Al2O3、Fe2O3等是否滿足配料要求。有害成分如MgO、R2O、游離SiO2等也要控制。如果有自己的礦山,石灰石在礦山破碎后進廠直接進破碎機破碎并儲入碎石庫或進預(yù)均化堆場。石灰石一批進行一次CaO測定或做全分析
(二)粘土質(zhì)原料的質(zhì)量控制
熟料的質(zhì)量控制與管理
黃土和粘土使用最廣泛。其主要成分是SiO2、Al2O3和Fe2O3。衡量粘土的質(zhì)量主要看粘土的化學(xué)成分(硅酸率、鋁氧率)、含砂量、含堿量、可塑性、需水性等工藝性質(zhì),生產(chǎn)方法不同,對粘土質(zhì)量要求也不盡相同
進廠后的料應(yīng)分堆存放,先化驗后使用。存放時平鋪直取,盡量均化。
進廠粘土質(zhì)原料應(yīng)按時取樣,每批進行一次全分析。
(三)校正原料的質(zhì)量控制
石膏的質(zhì)量控制
用作水泥緩凝劑的石膏主要是石膏(CaSO4·2H2O)和硬石膏(CaSO4)。按礦物組成有可分為三類產(chǎn)品:
G類石膏:以CaSO4·2H2O的質(zhì)量百分含量表示其品位
A類硬石膏:以CaSO4·2H2O+CaSO4的質(zhì)量百分含量表示其品位,且CaSO4/(CaSO4·2H2O+CaSO4)≥0.80
M類混合石膏:以CaSO4·2H2O+CaSO4的質(zhì)量百分含量表示其品位,且CaSO4/(CaSO4·2H2O+CaSO4)≤0.80
石膏進廠一批取樣化驗一次,基本分析檢驗項目有:附著水、結(jié)晶水、三氧化硫含量
三、生料的質(zhì)量控制與管理
(一)、生料制備過程中的質(zhì)量要求
生料制備過程是將原料按比例混合,經(jīng)過一系列加工之后,制成具有一定細度,適當(dāng)化學(xué)成分,均勻的生料,以滿足煅燒的要求。
生料制備過程的質(zhì)量控制項目有:
1、入磨物料的配比:
2、入磨物料的粒度:與磨機類型、規(guī)格有關(guān),一般25~30mm左右
3、入磨物料的水分:與磨機類型有關(guān)
一般:干法球磨機≤1.0%~2.0%
烘干兼粉磨系統(tǒng)≤6.0%
(二)、出磨生料控制項目
1、 化學(xué)成分:
生料的化學(xué)成分是通過化學(xué)分析來測量的。但由于人工做全分析所需時間較長,分析結(jié)果反饋較慢,不便于及時指導(dǎo)生產(chǎn)。生產(chǎn)中往往采用一些簡單、快速的檢驗方法控制生料的質(zhì)量。
一般:若采用人工分析,控制項目有:碳酸鈣滴定值(或氧化鈣)、氧化鐵
若采用儀器分析,則要看儀器性能。如采用的是鈣鐵分析儀,控制項目同上;如采用多元素分析儀,可快速做全分析,則可以率值作控制項目。
一般控制指標(biāo):
TCaCO3::目標(biāo)值±0.5%,合格率≥60%
CaO: 目標(biāo)值±0.5%,合格率≥60% 每1h測定一次
Fe2O3: 目標(biāo)值±0.2%,合格率≥80% 每2h測定一次
KH:目標(biāo)值±0.01~0.02
SM:目標(biāo)值±0.1
IM:目標(biāo)值±0.1
2、 生料的細度:
細度影響窯內(nèi)物料反應(yīng)速度,進而影響熟料的產(chǎn)、質(zhì)量及消耗。越細越好。但過細會影響磨機產(chǎn)量和電耗。因此要確定合理的細度。
合理的生料細度要考慮:
(1)一定范圍的平均細度。以0.08mm方孔篩篩余表示
(2)細度的均齊性。應(yīng)盡量避免粗顆粒。以0.2mm方孔篩篩余表示
一般控制指標(biāo):0.2mm方孔篩篩余<1.5%;0.08mm方孔篩篩余≤目標(biāo)值,合格率≥87.5%,分磨1h測定一次。
(三)、入窯生料的質(zhì)量控制
生料出磨后進入生料均化庫,對生料進行儲存和均化,經(jīng)過調(diào)配均化后入窯。
對入窯生料的質(zhì)量控制項目主要是化學(xué)成分,如配有多元素分析儀,可作入窯生料的全分析,以率值作控制指標(biāo),控制其合格率,以檢驗均化效果。一般控制指標(biāo)及檢驗頻次同出磨生料,只是合格率控制指標(biāo)提高
四、熟料的質(zhì)量控制與管理
熟料質(zhì)量是影響水泥質(zhì)量最重要的因素。熟料的質(zhì)量控制是水泥企業(yè)最重要的工作之一。熟料質(zhì)量控制,不同的生產(chǎn)工藝略有不同。
回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn):除常規(guī)化學(xué)全分析、物理檢驗和控制游離氧化鈣外,還要控制燒成帶溫度、窯尾溫度及各處負壓,控制熟料的容積密度,有的廠還做巖相結(jié)構(gòu)分析和檢驗;
一般熟料質(zhì)量控制項目有:熟料化學(xué)分析(包括KH、SM、IM)燒失量、游離氧化鈣、氧化鎂、安定性、強度等。
(一)、控制項目
1、熟料的化學(xué)成分
控制目的:檢驗其化學(xué)成分和礦物組成是否符合配料設(shè)計的要求,從而判斷前面工藝的狀況和熟料質(zhì)量,并作為調(diào)整前一工藝的依據(jù)。
控制目標(biāo):熟料中各氧化物之間的不同比例即率值,決定著熟料中各氧化物的含量,并直接影響熟料煅燒的難易程度及質(zhì)量。一般通過三個率值來表示熟料中各氧化物含量之間的關(guān)系。控制范圍如下:
KH:目標(biāo)值±0.01~0.02
合格率:濕法及日產(chǎn)2000t/d以上的預(yù)分解窯≥80%;
其他窯型>70%
標(biāo)準(zhǔn)偏差:旋窯≤0.020;
立窯≤0.030
SM、IM:目標(biāo)值±0.1 合格率≥85%
檢驗頻次:化學(xué)成分的測定應(yīng)進行連續(xù)取樣,使試樣具有代表性,每天測定至少一次。以上控制指標(biāo)一個月統(tǒng)計一次。
2、游離氧化鈣(f-CaO):
控制目的:
游離氧化鈣是熟料中沒有參加化學(xué)反應(yīng)而以游離狀態(tài)存在的氧化鈣。因其水化很慢易造成水泥安定性不良??刂剖炝现杏坞x氧化鈣的含量十分必要??梢詫褵闆r和熟料質(zhì)量進行判斷。
理論上講,熟料中f-CaO越低越好,因其含量增加,熟料強度下降,安定性合格率下降。確定其控制指標(biāo)時應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)工藝、原燃材料、設(shè)備、操作水平等因素,確定一個既經(jīng)濟又合理的指標(biāo)。
在生產(chǎn)中造成f-CaO含量高的原因有:
配料不當(dāng),KH過高;
煤與生料配比不均勻、不準(zhǔn)確,煤質(zhì)波動大或煤粒過粗;
入窯生料TCaCO3合格率太低或生料過粗,窯內(nèi)煅燒不完全;
熱工制度不穩(wěn),卸料太快或偏火漏生;
熟料冷卻慢,產(chǎn)生二次f-CaO。
如熟料出窯時f-CaO含量過高,安定性不合格,可采取以下措施減少f-CaO對強度和安定性的影響:
熟料出窯時噴灑少量水;
加入少量的高活性混合材料制備水泥;
調(diào)整水泥的粉磨細度;
適當(dāng)延長熟料的堆放時間;
和質(zhì)量好的熟料搭配使用。
控制指標(biāo):
旋窯f-CaO≤1.5%,合格率≥85%,檢驗次數(shù)自定;
3、熟料中氧化鎂
控制目的:熟料中氧化鎂為有害成分,含量過高會影響水泥安定性。
控制指標(biāo):國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,水泥熟料中MgO須<5.0%,若在5.0%~6.0%時,要進行壓蒸安定性檢驗。如壓蒸安定性合格,則熟料中MgO含量可放寬到6.0%。
測定頻次:每天至少測定一次,若MgO含量較高,應(yīng)增加測定次數(shù)。
4、熟料的立升重(容積密度)
控制目的:熟料的立升重即一立升熟料的質(zhì)量,其高低是判斷熟料質(zhì)量和窯內(nèi)溫度(主要是燒成帶溫度)的參數(shù)之一,通過物料結(jié)粒大小及均勻程度,可以推測燒成溫度是否正常。當(dāng)窯溫正常時,產(chǎn)量高,熟料顆粒大小均齊,外觀緊密結(jié)實,表面較光滑而近似小圓球狀,立升重較高;物料在燒成帶溫度過高或在燒成帶停留時間太長,過燒料多,熟料立升重過高,熟料質(zhì)量反而不好。如窯內(nèi)物料化學(xué)反應(yīng)不完全,熟料顆粒小的多,而且其中還帶有細粉,立升重就低,說明窯內(nèi)溫度低。因此立升重應(yīng)控制在一定范圍之內(nèi)。一般回轉(zhuǎn)窯1300~1500g/L,立窯850~1000g/L
控制指標(biāo):目標(biāo)值±75 g/L,最好±50g/L以內(nèi)。
測定頻次:分窯1h測定一次
測定方法:
工具和儀器:孔徑5mm和7mm篩子各兩個;
容量為半立升的鐵制圓筒兩個;
磅秤一臺;
留樣筒兩個(容量約為10kg)
操作步驟:將7mm篩放在5mm篩之上,打開取樣器閘板,放取熟料。然后將閘板關(guān)閉,篩動7mm篩中的熟料,使小于7mm的熟料通過篩孔漏入5mm篩內(nèi)。將大于7mm的熟料倒掉,在篩動5mm的篩子,直至每分鐘通過5mm篩子的熟料不超過50g為止。將留于5mm篩子之上的熟料倒入升重筒內(nèi),用鐵尺將多出筒口的熟料刮掉,使其與升重筒面水平,然后稱量。
熟料立升重按下式計算:
立升重=(總重-皮重)X 2 g/L
5 、熟料的燒失量
控制目的:燒失量是衡量熟料質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一。燒失量高,說明窯內(nèi)物料反應(yīng)不完全,還有部分CaCO3沒有分解或煤粒未燃燒,或部分CaCO3雖已分解,但來不及繼續(xù)完成熟料的化學(xué)反應(yīng)。
控制目標(biāo):≤1.5%
測定頻次:每窯每班測一次。
6、熟料的物理性能
控制目的:熟料的物理性能主要指凝結(jié)時間、安定性、強度、外觀特征等。測定作用是驗證配料方案;檢查窯內(nèi)煅燒操作情況;作為水泥制成質(zhì)量控制的依據(jù)。
檢驗頻次:分窯每天檢驗一次,取平均樣。
注意:強度檢驗,須使用平均樣,從取樣到成型不得超過2d。通過將水泥熟料在φ500mm×500mm標(biāo)準(zhǔn)小磨中與二水石膏一起磨細至比表面積為350±10m2/kg,0.080mm方孔篩篩余不大于4%,制成P·Ⅰ型硅酸鹽水泥后來進行的。制成的水泥中SO3應(yīng)在2.0%~2.5%范圍內(nèi)。所有試樣的物理檢驗(除28d 強度外)應(yīng)在制成水泥10d內(nèi)進行。
出窯熟料28d抗壓強度≥48Mpa,每月統(tǒng)計一次。
(二)、 熟料的管理
1、熟料的儲存
出窯熟料不允許直接入磨,應(yīng)進行儲存。
儲存的目的:降低熟料溫度,防止石膏脫水和保證粉磨效率;提高熟料易磨性。
儲存方式:圓庫或堆棚。質(zhì)量波動不大時,可混合入庫。質(zhì)量差的要分別堆放,搭配使用。
入磨熟料溫度最好小于100℃,熟料的儲存期應(yīng)在5d以上。
2、熟料的均化
均化目的:減少質(zhì)量波動,保證出廠水泥的質(zhì)量。
均化方式:搭配人磨;分層堆放,豎直切取。
3、熟料的堆放、入庫和使用應(yīng)做好原始記錄,便于水泥質(zhì)量的控制。
(五)水泥制成的質(zhì)量控制與管理
(一) 入磨物料的配比
根據(jù)水泥品種、強度等級、入磨物料性能等確定??稍囼灤_定。盡量做到經(jīng)濟合理。
入磨物料配比通過喂料設(shè)備實現(xiàn),配比不恰當(dāng)或喂料過程中物料流量不穩(wěn)定,都會影響水泥質(zhì)量。
(二)出磨水泥細度
水泥細度影響水泥性能和磨機產(chǎn)量與電耗。在一定程度上,水泥越細,水泥強度尤其是早強越高;利于f-CaO消解,改善安定性。但增加細度,會降低磨機產(chǎn)量,增加電耗。另外,水泥過細,需水量增加,水泥石結(jié)構(gòu)的致密程度降低,反而會影響水泥強度,所以細度指標(biāo)要合理,應(yīng)綜合考慮本廠實際。生產(chǎn)中還應(yīng)盡量減小細度的波動,達到穩(wěn)定磨機產(chǎn)量及水泥質(zhì)量的目的。
控制指標(biāo):0.080mm方孔篩篩余:≤目標(biāo)值,合格率≥85%; 或比表面積:≥目標(biāo)值,合格率≥85%。檢驗頻次:分磨1h檢驗一次。
(三)出磨水泥中SO3含量
水泥中SO3來源:主要來自石膏,其次來自熟料。
石膏作用:主要是調(diào)節(jié)凝結(jié)時間;同時石膏是礦渣的活性激發(fā)劑,可提高水泥強度尤其是早強。石膏摻入過少,無法抑制水泥快凝,過多石膏會使水泥安定性不良。
控制指標(biāo):國標(biāo)規(guī)定礦渣硅酸鹽水泥≤4.0%,其他水泥≤3.5%,具體指標(biāo)工廠可根據(jù)生產(chǎn)實際確定。控制目標(biāo):目標(biāo)值±0.3%,合格率>70%。檢驗次數(shù):分磨2h檢驗一次。
(四)混合材料摻入量
摻混合材料的作用:增產(chǎn),降成本;改善和調(diào)節(jié)水泥的某些性能;利于環(huán)保。但會降低強度尤其是早強。摻入量應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)水泥品種、強度等級、熟料質(zhì)量、混合材料品種及質(zhì)量綜合確定。
控制指標(biāo):目標(biāo)值±2.0%,合格率≥80%; 檢驗頻次:分磨4h檢驗一次。
(五)出磨水泥氧化鎂
檢驗?zāi)康模毫私馑嘀蠱gO含量是否符合國標(biāo),以保證出廠水泥的質(zhì)量。如不符合國標(biāo),可采用搭配均化的方式進行處理,確保出廠水泥合格。
檢驗次數(shù):取平均樣,一天檢驗一次。
(六)水泥燒失量
檢驗水泥燒失量主要控制混合材和立窯熟料的煅燒狀況。為了保證水泥中混合材料摻量符合國標(biāo)及保證熟料的質(zhì)量,要限制水泥的燒失量。
(七)出磨水泥的物理性能
包括:安定性、凝結(jié)時間、強度等級等。都要符合國家標(biāo)準(zhǔn),才能保證出廠水泥質(zhì)量。如某些性能不符合國標(biāo),應(yīng)采取均化處理。
檢驗:取平均樣,一天檢驗一次。
(八)、出磨水泥的管理
1、嚴(yán)格控制出磨書你質(zhì)量;
2、嚴(yán)格出磨水泥的入庫出庫制度;
3、出磨水泥要有一定儲存期:不少于5d;
4、出磨水泥不得在磨尾直接包裝或水泥出磨后上入下出的庫底包裝,防止質(zhì)量不合格的水泥出廠
(六)出廠水泥的質(zhì)量控制與管理
水泥出廠
?。?)水泥按編號經(jīng)檢驗合格后,由化驗室主任或水泥出廠管理員簽發(fā)“水泥出廠通知單”一式兩份,一份交銷售部門作為發(fā)貨依據(jù),一份由化驗室存檔。
?。?)銷售部門必須嚴(yán)格按化驗室“水泥出廠通知單”要求的編號、強度等級、數(shù)量發(fā)售水泥,并做好 發(fā)貨明細記錄,不允許超噸位發(fā)貨。
(3)水泥發(fā)出后,銷售部門必須將發(fā)貨單位、發(fā)貨數(shù)量、編號填寫“出廠水泥回單”,一式兩份,一份交化驗室,一份由銷售部門存檔。
?。?)當(dāng)用戶需要時,化驗室在水泥發(fā)出日起7d內(nèi)寄發(fā)除28d 強度外的各項檢驗結(jié)果。28d強度數(shù)值,應(yīng)在水泥發(fā)出日起32d內(nèi)補報。
(5)在成品庫或站臺上存放1個月以上的袋裝水泥,出廠前必須重新取樣檢驗,確定合格后才能出廠。
?。?)水泥安定性不合格或某項指標(biāo)達不到國家標(biāo)準(zhǔn)要求的袋裝或散裝水泥,一律不準(zhǔn)借庫存放
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