对新型干法水泥厂质量控制指标的建议

1、对新型干法水泥厂质量控制指标的建议作者：张大康搜索更多相关文章：工艺水泥0引言20 世纪80年代，水泥企业质量管理规程（以下简称规程）分为旋窑水泥企业质量管理规程和立窑水泥企业质量管理规程。那时我国的新型干法水泥尚处于起步阶段，因此旋窑水泥企业质量管理规程主要针对的是我国旧干法、湿法和半干法水泥厂的实际情况，依据的是这些工厂的质量控制要求和经验。规程发布后进行了几次修订，最新版本于2002年1月发布，将回转窑和立窑合并。随着我国新型干法的高速发展，落后的 生产方式正在迅速被淘汰；另一方面，混凝土技术的进步，对水泥质量提出了更高的要求。 这些使得规程的部分内容显得有些陈旧。比如，新型干法生产的质

2、量控制指标存在一些不必要的检验项目，而且一些项目的检验频次过高，有一些重要的检验项目却没有列上。根据笔者在水泥厂质量管理工作的经验， 参照国外水泥厂的实际控制方法， 对新型干法 厂质量控制指标的确定进行了一些探讨。 假设新型干法厂有 X射线荧光分析仪，有原燃料预 均化堆场和生料均化库。 为了概念的明晰，除质量一词使用了约定俗成的含义外， 其它与质 量有关的术语使用与 GB/TI9000 2000质量管理体系一基础和术语一致的定义。1确定质量控制指标的依据1.1质量控制指标的内容在规程中质量控制指标包括：控制对象（过程）、检验项目、控制指标、控制标准、检验频次和取样方法。为了更加严密、准确和具体

3、地描述其控制操作过程，质量控制指标的内容还可以进一步扩充。笔者为某大型新型干法厂制订的入磨原煤质量控制方案见表I。表1某新型干法厂入磨原煤质量控制方案试样准备检验存 样 时 间取样试样处理地点方法频度数量责任人处理方法供样量责任人项目方法频度控制指标合格率责任人入磨皮带输送机人工 瞬 时1次/24h3kg取样破碎、混匀、缩分200g取样全水分GB211次/堆MW I0 %取样无每天取样1次，存样3kg，每堆合并为1个样品破碎、混匀、缩分、粉磨100g取样工业分析GB21：>1次堆相邻两堆灰分相差w2.O %分析30日全硫GB21,发热量GB21：质量控制指标最主要的内容是控制对象（过程）

4、、检验项目和检验频次。1.2目前质量控制指标的不足规程第四十六条规定：“日产2 000吨以上（含2000吨）的新型干法预分解窑水泥生 产企业，其原燃材料、生料和熟料的质量控制和检验人员配备，可根据本企业生产工艺状况和检验设备自动化程度，参照本规程制订相应内控指标”。但是，我国新型干法厂的质量管 理多数延续了规程中有关质量控制指标的规定，除少数外资、合资企业外，很少有新型 干法厂根据自身的特点和实际需要重新制订质量控制指标。对新型干法厂而言， 规程中质量控制指标存在以下几个方面的不足：1) 检验项目过多和检验频次过高， 使得检验工作量很大， 所需检验人员的数量与新型干 法很高的生产效率不相匹配。

5、2) 没有充分体现新型干法生产和质量控制的特点， 没有充分考虑新型干法生产对检验项 目的需要。一些重要检验项目被遗漏。3) 没有充分考虑X射线荧光分析仪的作用。1.3 质量控制指标确定的依据确定质量控制指标应考虑质量控制的下述特点：1) 连续生产。除特殊情况，生产不可中断。2) 物料在各工序之间可能没有停留， 如原料经过配比计量后立即入生料磨； 或只有有限 时间的停留，如生料和熟料的储存。3) 一些重要生产过程属于灰箱， 如熟料煅烧， 过程的状态和结果只有部分可控。 对此类 过程应该加强输入，特别是输出的检验，根据检验结果确定其特性。4) 一些重要质量要求的检验周期很长， 检验结果无法用于对被

6、检验样品进行控制， 例如 强度。5)最终产品 (出厂水泥和熟料 )的合格率是 100。6) 台时产量高。即使几个小时的不合格品 ( 非最终产品) ，也会造成巨大损失。7) 很多质量控制指标有一个适宜值范围，既非越小越 好，也非越大越好。如水泥的 S03 含量和比表面积。8) 质量指标处于允许的波动范围之内的不同数值， 产品 质量没有明显区别。9) 生产过程中， 产品的质量具有部分可恢复性， 已经失 去的质量特性可以全部或部分重新获得。在条件允许的情况下， 两种质量不合格的产品可以混合为质量合格的产品。 例如， 由于水泥中 S03 含量偏低，引起的凝结时间不合格，可以用部分S03含量超标的水泥与

7、之混合，使混合后的水泥S03 含量重新合格。这个特性经常用来纠正生产过程中出现的不合格品。10) 产品一些质量指标可能彼此矛盾。例如，早期强度 和早期水化热。质量控制中应该注意这些指标的平衡。除了上述特点影响质量控制指标的确定之外， 物料化学 成分、 预均化和均化设备的运行特点、 参数也与质量控制指标的 确定密切相关。 在我国水泥行业习惯使用合格率来表示和限定质 量指标的波动。规程除了对熟料 KH水泥28d抗压强度规 定了标准偏差外， 其余质量指标均规定了合格率。 曾经对比了合 格率与标准偏差的优劣， 提出几乎所有的质量指标均可以用标准 偏差代替合格率，并且具有更多的优势。最新研究表明，标准偏

8、 差在表征水泥厂质量指标的波动时仍然存在不足， 一组质量指标 数据，不改变其中任何一个数据的大小，仅改变其排列顺序，使 得相邻或邻近数据具有较大差值， 改变后将对产品质量或设备稳 定运转产生更加不利的影响。以某水泥厂18月进厂煤每天一次的Aad检验结果为例（ 见图 l） 。使用标准偏差已经难以反映出数据的波动情况，特别 是不能给出质量控制所需的邻近数据波动情况的信息。 例如，在 3 月 21 日附近，灰分突然降低 l0 ，如果没有预均化堆场，这 种波动会给熟料率值稳定性带来很大影响。 5 月 28 日至 6 月 13 日期间的波动， 即使有预均化堆场也会给熟料率值稳定性带来很 大影响。质量指标

9、的检验频次应该能够反映出这种波动。质量控制指标的确定除应考虑水泥厂上述特点外， 还应 考虑以下因素：图1某水泥厂I8月进厂煤Aad检验结果1）检验的难易程度，耗费工时的多少2）根据已有检验数据的分析结果， 确定检验频次。 通过分析 一段时间高频次的检验结果， 很容易确定降低检验频次的影响和 可接受程度。例如，某大型新型干法厂熟料物理性能按I次/24h的频次检验，为探讨能否改为 I次/48h或1次/72h，对3个月 各项物理性能指标的单日测定值计算步长为2、3的移动平均值（分别相当于 2 日、3 日的合并样品 ） ，然后与单日测定值比较。3d和28d抗压强度单日测定值与 2日、3日移动平均值的比

10、较分 别见图 2 和图 3。图 2 3d 抗压强度单日测定值与 2 日、 3 日移动平均值的比较图 3 28d 抗压强度单日测定值与 2日、 3日移动平均值的比较图 2 显示 2 日、3 日移动平均值与单日测定值同步波动，并 且对于单日测定值较大的波动 （例如 7月 18日数据 ） ，有及时和 足够的响应。图 3 显示 2日、3 日移动平均值与单日测定值同步 波动，并且对于单日测定值较大的波动，有及时的响应，例如 8 月12日高达6MPa的波动，但响应程度略有不足。2 确定质量控制指标的原则2.1 检验项目的分类质量控制指标 （ 质量指标、控制指标 ） 是一个约定俗成的名 词，这个名词从字面上

11、理解强调了控制， 但实际上有一些检验项 目并不以控制为主要目的， 而是有其它更明显的用途。 按检验的 主要目的和用途可以将其分为控制项目、 验证项目和评价项目三 类。控制项目控制项目主要用于生产过程的实时控制， 要求检验周期 短，检验频次高。验证项目验证项目可以是与其它检验项目共同得到近似的检验 结论，也可以是对可以预期结果的佐证，不必过高的检验频次。评价项目评价项目主要用于对已完成产品 （ 过程） 质量进行评价。 一些检验周期长的检验项目， 只能用于评价， 也不必设过高的检 验频次。按用途划分检验项目是相对的，不能涵盖其全部用途，因为其还可用于标识和追溯。 分类的主要目的在于合理确定其频 次

12、。2.2 质量控制指标确定的原则1) 重事先控制，轻事后检验，突出重点项目。2) 改善检验结果永远比获得检验结果更重要。 面对波动 较大的控制项目， 应该首先致力于将其波动恢复到正常水平， 提 高检验频次只是应急措施。3) 控制对象和检验项目的设置应该有助于： 提高产品质 量、产量；使设备更加稳定运行；改善运行的经济性。应评估其 重要性和必要性， 不遗漏重要的控制对象和检验项目； 不设立不 必要的控制对象和检验项目。4) 控制对象和检验项目对产品 ( 过程 ) 特性应有明确的 对应关系。5) 检验频次的设定应保证能够对可能产生的波动有及时响应， 及时发现可能出现的对产品质量、 产量和稳定运行有

13、明 显不利影响的波动。在此前提下尽量降低检验频次。6) 用于控制的项目采用较高频次； 用于验证、 评价及其 它用途的项目采用较低频次。7) 检验频次并不是固定不变的， 预计质量指标可能出现 较大波动或恶化， 或已经出现较大波动或恶化后， 应该临时提高 检验频次。8) 区别取样频次和检验频次， 尽管二者在多数情况下是 一致的。3 对质量控制指标的建议1) 根据入磨原料的化学成分、 原料的设定配比和对应的 生料化学成分， 可以验证原料的实际执行配比， 发现计量设备的 误差。根据入磨原料检验结果，还可以验证进厂检验结果。2) 石灰石的粒度由其破碎设备决定， 存在问题时可以临 时检验， 不必作为日常检

14、验项目。 单独的入磨原料水分可以用综合入磨物料水分代替。 立磨和球磨要求的综合入磨物料水分有很 大差别，水分目标值应根据磨机的型式、磨机烘干能力确定。3) 使用矿渣时入磨水分可用出烘干机水分代替。 使用干 粉煤灰可不检验水分。4) 进厂粉煤灰使用罐车运输， 取样困难， 可以用入磨检 验代替进厂检验。5) 将检验结果与进厂原煤、 出磨煤粉进行对比， 可以发 现其中可能存在的差别，并查找存在差别的原因。连续按 1 次 /24h 频次检验入磨原煤，可以评价原煤预均化堆场的均化效果。 考虑燃料质量波动对熟料率值稳定性的影响， 入磨原煤比出磨煤 粉更准确。6) 粒度由没备决定，检验结果用途很小。7) 以

15、出窑熟料检验结果代替。8) 多数新型干法厂有石膏破碎机， 进厂石膏粒度由破碎机入 口尺寸决定，可以目视检查。当石膏由多产地供应，且不同产地质量明显不同， 或使用工业副产品石膏时， 入磨化学成分检验显 得重要。9) 除非有极特殊的情况， 生料全分析是水泥厂所有检验项目中最重要的。如果条件允许，该项目的频次尽量为I次/2h , 不宜低于1次/4h。10) 生料0.2mm筛余对煅烧的影响比80卩m筛余更大。 但作为生料粉磨质量控制指标，80卩m筛余比0.2mm筛余更适宜。 在生料粒度分布比较稳定的情况下， 二者也有较好的相关性。 规 定1次/24h的0.2mm筛余检验，可以控制生产。11) 从保证熟

16、料化学成分稳定性角度考虑，直接检验熟料化学成分仅比入窑生料延迟约 30min，这并不会引起明显的问 题。毕竟熟料化学成分是由入窑生料化学成分、 窑和分解炉喂煤 量、煤的发热量、煤灰化学成分多种因素决定的，需要分别考察 这些因素时， 仍然需要检验入窑生料。 在需要验证生料均化库的 均化系数， 或者出磨生料的率值严重偏离目标值的时候， 需要对 入窑生料的化学成分进行检验。12) 入窑料是最下级预热器下料管喂入窑内的大部分碳酸盐已经分解的生料。 分解率是预分解窑的重要工艺参数。 在容易发 生结皮堵塞的水泥厂， 需要对入窑料的挥发性组分进行监视。 没 有结皮堵塞危险的水泥厂， 可以进一步降低挥发性组分的检验频 次，例如 1 次/ 月。13) 对于煤磨的控制，出磨煤粉比入窑煤粉更加直接。 煤粉细度取决于燃烧器要求、 煤的灰分