矿渣微粉生产技术研究与应用.docx

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1、矿渣微粉生产新技术研究与应用鉴定材料济钢集团有限公司 2012 年 10 月矿渣微粉生产新技术研究与应用 鉴定材料目录鉴定材料之一.鉴定大纲 鉴定材料之二.研制报告 鉴定材料之三.技术报告 鉴定材料之四.应用情况报告 鉴定材料之五经济效益分析报告 鉴定材料之六.科技查新报告鉴定材料之一矿渣微粉生产新技术研究与应用鉴定大纲鉴定委员会 2012 年 10 月受冶金工业总公司的委托,鉴定委员会对济南鲁新新型建材有限公司完成的“矿渣微粉生产技术研究与应用”项目进行技术鉴定，鉴定委员 会制定鉴定大纲如下：一.项目基本情况项目名称：矿渣微粉生产技术研究与应用任务来源：自选完成单位：济南鲁新新型建材有限公司

2、协作单位：项目起止时间：2004 年 2 月-2009 年 2 月二.鉴定性质新技术鉴定，终结鉴定。三.鉴定依据国家或行业行业标准（国内外技术现状资料等）。四.鉴定内容1. 是否完成合同或计划任务书要求的指标；2. 技术资料是否齐全完整，并符合规定；3. 应用技术成果的创造性、先进性和成熟程度；4. 应用价值及推广的条件和前景；5. 总体性能、水平的评价；6. 存在问题和改进意见。五.鉴定程序（1） 讨论通过鉴定大纲（2） 完成单位作相关报告1. 济南鲁新新型建材有限公司作工作报告2. 济南鲁新新型建材有限公司作技术报告3. 介绍监测、使用情况或用户意见4. 介绍查新结果（3） 现场考察、监测

3、（4） 质疑和解答（5） 评议（6） 讨论并形成鉴定意见，专家签字。六.鉴定材料及提供单位：1. 鉴定大纲. 鉴定委员会2. 研制工作报告济南鲁新新型建材有限公司3. 技术工作报告济南鲁新新型建材有限公司4. 应用情况报告济南鲁新新型建材有限公司5. 经济效益分析报告济南鲁新新型建材有限公司 6.科技查新报告.根据查新单位据实填写鉴定委员会二一二年 十月鉴定材料之二矿渣微粉生产新技术研究与应用工作报告鉴定委员会 2012 年 10 月矿渣微粉生产新技术研究与应用工作报告1、课题背景济钢集团公司每年产生 280 多万吨矿渣，以各种形式售给周边水泥厂，附加值很低，且有相当一部分作为废渣排放。济钢集

4、团针对水泥工业结构调整，积极寻找矿渣的新用途、新出路。通过国内外的调查研究，吸取兄弟钢铁公司有益经验，发现对矿渣进行磨细深加工并与水泥熟料粉混合可以做成矿渣水泥。矿渣水泥作为一种建筑材料在世界许多国家和地区早已广泛用于大坝工程、水下工程、道路工程、防腐蚀工程、大型建筑工程等。由于掺有矿渣微粉制备的混凝土具有水化热低、耐腐蚀、与钢筋粘结力强、后期强度高、防微缩等特点，掺有矿渣水泥的混凝 土愈来愈受到水泥行业、冶金行业和建筑行业的青睐。矿渣微粉生产技术主要以炼铁所排放的经水淬、粒化工艺处理后富含玻璃体的高炉矿渣为原料，经过干燥和磨细处理制成细粉材料。它可以等量代替水泥，减少了生产水泥的石灰石等不可

5、再生原料的消耗，与 水泥相比，生产一吨矿渣微粉，可以减少一吨CO2的排放，节煤80%,节电 50%，是世界公认的绿色建材。济南鲁新新型建材有限公司自2004年以来一直致力于矿渣微粉生产技术研究，目前已经具备240万吨矿渣微粉的年生产能力。经过几年的运行实践，不断总结经验教训，优化设备工艺，引进吸收先进技术，使矿渣微粉生产技术具备了自动化程度高、粉磨效率高、单位能耗低、粉尘污染低、质量波动小及维护检修方便等优点，实现了矿渣微粉生产的稳定高效，提高了矿渣附加值，减少矿渣占地，减少环境污染。鲁新矿渣微粉生产成为济钢创建全国循环经济示范企业的重要支撑，是济钢创建都市型 钢厂、资源节约型、环境友好型企业

6、的一颗闪亮的明珠。2、工作进展济南鲁新新型建材有限公司针对矿渣微粉生产技术深入研究，与山东工业设计研究院、合肥水泥研究院及新进的立磨厂家积极合作，大胆 创新引进，实现生产技术的提升。2004 年以来取得以下工作进展：2004 年-2006 年：第一条矿渣微粉生产线投产2006 年-2008 年：第二、三条渣微粉生产线先后投产2010 年-2011 年：具备领先技术的第四条微粉生产线投产2010 年-2011 年：矿渣微粉产品质量稳定获得行业及市场认可，2009年鲁新牌高炉矿渣粉 S95 级产品，认定为山东名牌产品；2010 年获得中国建筑材料联合会颁发的 AAA 级信用企业称号；2010 年获

7、得高新技术 企业证书。3、主要工作济南鲁新新型建材有限公司几年来一直从事矿渣微粉生产线技术研究，吸收引进新设备新技术，提高运行效率，实现生产稳定高效运行。（1）矿渣微粉生产技术选型与设计的研究。由于高炉矿渣易磨性特差，同时矿渣的产品细度要求高，通过广泛的调查研究对比，矿渣粉磨产线选用先进的辊式立磨，集烘干、粉磨、选粉、输送为一体，具有烘干能力大、粉磨效率高、占地面积小、无粉尘污染、工作噪音小、运行平稳可靠、维护检修方便等优点，磨机对物料的适应性强，产品质量稳定，成品颗粒球化效果好，细度容易调整，颗粒级配合理。矿渣粉磨生产线中的喂料系统、粉磨系统、回料系统、收尘系统和热风系统等生产线配套系统，

8、经过土建施工、设备的安装调试等阶段，先后建成 4 条矿渣微粉生产线。（2）矿渣微粉生产选粉节能技术研究。选粉机是矿渣微粉生产工艺中控制产品质量以及生产能耗的重要组成部分。但是传统选粉机结构缺陷，造成选粉室气体流动不平稳且相互干扰，物料颗粒相互撞击胶粘，结成大颗粒，影响选粉效率；气流紊乱产生较大阻力，造成风机能耗增加。公 司与德国 LOSHEN 公司技术合作，通过模拟软件对立磨工况下气流流动以及成品颗粒分布动态研究，在传统选粉机的结构基础上创新，改良设备结构，增加选粉机气流导向总成，有效稳定了成品质量，提高了选粉效 率，降低了生产能耗。（3）矿渣微粉生产收尘技术研究。除尘器是立磨产线中重要的产品

9、收集设备，其设备性能直接影响到矿渣微粉成品的质量。由于传统收尘器设计缺陷较多，结构布置不尽合理，过滤面积小，造成机械阻力大、布袋磨损快，设备使用寿命短，故障率高，而且时常粉尘外泄，污染环境。公司根据自己的生产经验与合肥水泥研究设计院合作开发了新型箱式脉冲布袋收尘器，改进设备结构，延长了使用寿命、收尘效率高，不会引起二3次飞尘，设备阻力小、能耗低、降低了维修费用，减少环境污染。 （4）矿渣微粉生产在线监测系技术研究。3150KW 立磨减速机在立磨系统中非常重要，减速机一旦发生故障，除设备维修本身所需的时间和经济成本外，还直接导致全线停产的恶劣后果，使企业蒙受巨大经济损 失。我公司经过立磨专业设计

10、人员和德国 DALOG 公司技术交流，针对鲁新立磨检测要求，研发立磨在线监测系统。根据在矿粉立磨监测过程中积累的大量现场经验和数据资料，监测系统将传统的振动信号分析、先进的扭矩信号监测和矿粉生产工艺数据有效结合起来，不仅监测滚子轴承，而且监测齿轮箱的齿轮啮合，能够较好地避免在生产中的许多可 能发生的减速机故障。4、应用情况以及效益（1）矿渣微粉生产技术应用以来，平均入磨台式产量稳定在 100t/h，产品质量稳定在 420m2/kg 以上，设备运转率高达 95%（设备调试期除外），目前在同行业中处于领先水平。鲁新建材有限公司了具备年产 240 万吨高炉矿渣微粉能力，年处理冶金渣 300 万吨，销

11、售收入突破 38000 万 元实现济钢冶金渣的全部再循环和增值利用。（2）社会效益矿渣微粉可以等量代替水泥，减少了生产水泥的石灰石等不可再生 原料的消耗，与水泥相比，生产一吨矿渣微粉，可以减少一吨 CO2 的排放，节煤 80%,节电 50%，年产 60 万吨矿渣微粉线项目建成投产后，相比等量水泥生产可以减少 60 万吨 CO2 排放，大量减少 NxO、SO 等有害气体的排放，同时节约标准煤 6 万吨，节电 200 万度左右，节能和环保效 益明显。（3）基于鲁新牌矿渣微粉良好的性能，鲁新牌矿渣微粉被评为山东名牌产品，是济钢创建全国循环经济示范企业的重要支撑，是济钢创建都 市型钢厂、资源节约型、环

12、境友好型企业的一颗闪亮的明珠。五、技术创新点(1）采用国际先进的 LDC 型选粉机，在理论模拟立磨选粉机气流流动以及粉尘颗粒分布的基础上，创新改善选粉机气流导向总成结构。新型选粉机应用后，选粉机以及主排风机等设备的有效功率提高，无效功率大幅度降低；由于导流板的气流疏通作用，大大减少系统的压力损失， 改善磨内涡流气旋的存在场。系统产品质量稳定，节能达到 48%（单位 电耗降低 2-3kwh/t）。(2)KDMC8230 气箱脉冲除尘器通过增大过滤面积，改良清灰模式，降低了气布比、过滤风速；采用单总风道双侧分风，减少局部阻力；增加导流均风装置，解决了内部均风问题，降低滤袋负荷。除尘器压差一直保 持

13、在 1300pa，出口浓度小于 25mg/Nm3，运行工况良好，滤袋、袋笼等使 用寿命增加，风机电耗降低，环境污染少。(3) DALOG 设备状态检测系统为减速机保驾护航。 监测系统能够实时监测减速机扭矩信号及震动加速度信号，将传统的振动信号分析、先进的扭矩信号监测和水泥生产工艺数据有效结合起来，中控画面中根据设置的扭矩最大值报警、扭矩平均值报警、扭矩动态值报警、扭矩冲击 报警以及负扭矩报警等报警信号及时了解减速机运行情况。附项目研制人员名单姓名性别出生年月何时毕业院校所学专业从事专业学历技术职称/职 务工作单位对成果创造性贡献1王兴龙男1966.31988 年 7 月 山东建 筑材料工业学院

14、硅酸盐工程工艺大学工程师济南鲁新新型建材 有限公司项目具体实施负责2宋桂芝女1969.121991 年 7 月山东大学电气工程及其 自动化电气大学工程师济南鲁新新型建材 有限公司电气管理3李巍男1984.102009 年 6 月山东建筑大学机械电子工程机械硕士助理工程师济南鲁新新型建材 有限公司项目建设4马健男1982.92005 年 7 月山东轻工业学院机械设计制造及 自动化机械大学助理工程师济南鲁新新型建材 有限公司项目建设5孔令彬男1986.102009 年 7 月济南大学电气工程及其 自动化电气本科助理工程师济南鲁新新型建材 有限公司项目建设6张玲女1971.41991 年 7 月武汉

15、冶金建筑专科学校土木工程土建大专工程师济南鲍德炉料有限 公司项目建设7董连祥男1969.81991 年 7 月山东建材学院无机材料材料学本科工程师济南鲁新新型建材 有限公司项目建设8胡志敏男1973.121996 年 7 月 山东建 筑材料工业学院机械制造工艺及 设备机械大学工程师济南鲁新新型建材 有限公司设备管理9陈静君女1969.81992 年 7 月 山东建 筑材料工业学院硅酸盐工程工艺大学工程师济南鲁新新型建材 有限公司质量分析10付延霞女1972.41994 年 7 月山东农干院国际贸易会议本科会计师济南鲁新新型建材 有限公司财务分析鉴定材料之三矿渣微粉生产新技术研究与应用技术报告鉴

16、定委员会 2012 年 10 月矿渣微粉生产新技术研究与应用摘要：济南鲁新新型建材有限公司多年来一直致力于矿渣微粉生产技术的研究，通过设备结构改进工艺提升等手段，产线运行参数持续优化，实现矿渣微粉生产平稳高效运行，产品质量合格率高，生产能耗低，实现了 矿渣资源的高附加值转化。、项目概况矿渣是从高炉中以熔融态流出后，经水淬急冷处理后形成的，一般 含有8090%的玻璃相，其主要矿物为C2AS、CAS2、CS、C2S等主要活性 矿物。一般矿渣活性较高，可作为水泥的活性材料。对于工业废渣，国务院要求各部门加以综合利用，变废为宝，提倡 “谁排放谁利用，谁投资谁收益”的原则。对于建材工业，提出利用工业矿渣

17、生产水泥。近年来，国家制定了建材工业“控制总量、调整结构”实施细则，细则中对水泥工业实施的目标是：围绕控制水泥总量、增加新型干法水泥比例的两个目标，坚决淘汰落后的立窑水泥生产；在不增加总量 的前提下，对直径2.2米以上立窑执行“限制、淘汰、改造、提高”的八字方 针。济钢总公司针对水泥工业结构调整，积极寻找矿渣的新用途、新出路。通过国内外的调查研究，吸取兄弟钢铁公司的有益经验，发现对矿渣进行磨细深加工并与水泥熟料粉混合，一方面可大幅度提高矿渣掺入量， 另一方面可制备矿渣水泥满足市场上水泥的需求。矿渣水泥作为一种建筑材料在世界许多国家和地区早已广泛用于大坝工程、水下工程、道路工程、防腐蚀工程、大型

18、建筑工程等。由于掺有矿渣水泥制备的混凝土具有水化热低、耐腐蚀、与钢筋粘结力强、后期强度高、防微缩等特点，掺有矿渣水泥的混凝土愈来愈受到水泥行业、冶金 行业和建筑行业的青睐。矿渣微粉作为一种新型建筑材料，价格低于水泥，与水泥、石子、黄沙搅拌成的混凝土，具有后期强度高、水化热低、耐磨性好，与钢筋粘结力好等优点。如建筑物的高层化需要超高强混凝土，目前超高强混凝土主要采用掺硅灰和高效减水剂来配制，但硅灰原料缺乏，高效减水剂价格昂贵，这样混凝土成本高，目前日本、台湾、韩国、马来西亚、英国等国及地区采用磨细的矿渣来生产混凝土以降低其成本。随着社会经济的不断发展，大型特殊工程对混凝土特性要求的越来越高，以及

19、对商品混凝土需求量的不断增加，为矿渣细粉的使用创造了条件。随着我国铁路、能源、交通等基础设施、水利建设和住宅建设方面的不断发展，水泥生产正在向贸易中转、商品混凝土方向发展。目前，我国建筑业在迅速发展，从而为商品混凝土的发展创造条件，而矿渣微粉的价格大大低于优质水泥的价格，这样掺入矿渣细粉的商品混凝土成本就可降低不少。同样，矿渣微粉在铁路、能源、交通、水利方面的潜在市场也是巨大的。另外，随着经济发展，优质水泥需求量将不断增加，也将带动矿渣细粉需求市场的 不断增大。因此，建设矿渣水泥粉磨产线，将矿渣粉磨成矿渣微粉，也是钢铁工业和水泥工业寻找矿渣新用途的方向，符合国家调整产品结构、用高新 技术改造传

20、统产业、环境综合治理、节能等方面的产业政策。济钢集团每年产生 280 多万吨矿渣，以各种形式售给周边水泥厂，附加值很低，且有相当一部分作为废渣排放。本项目主要是以济钢炼铁所排放的经水淬、粒化工艺处理后富含玻璃体的高炉矿渣为原料，经过干燥和磨细处理制成细粉材料，可以等量代替水泥，减少了生产水泥的石灰石等不可再生原料的消耗，与水泥相比，生产一吨矿渣微粉，可以减 少一吨 CO2 的排放，节煤 80%,节电 50%，是世界公认的绿色建材。矿渣微粉生产技术将矿渣深加工成矿渣微粉，基本实现济钢矿渣全部资源化处理。不仅能大大提高矿渣的附加值，而且能减少矿渣占地，减少环境污 染，可以说是一个生态环保工程。、图

21、 1.1 矿渣微粉生产线矿渣微粉生产工艺流程以及主要组成2.1 矿渣微粉磨型选择目前用于粉磨物料的方式主要有：球磨机系统、辊式立磨系统。矿渣2粉磨技术所用的主要原料为易磨性特差的高炉矿渣，同时矿渣的产品细 度要求高（400m /kg），因此对矿渣粉磨，不推荐采用能耗比辊式立磨系统高4050%的球磨机系统。辊式立磨系统尽管比球磨机系统投资偏高，但由于其显著的增产、节能效果和噪音小，适应工厂大型化的要求，为国 内外高炉矿渣粉磨的首选方案。随着国外几大水泥装备公司多年的不懈努力，借助材料科学、机械设计与制造的新成果，对辊式立磨的耐磨材料、液压系统、润滑系统、机械设备等的不断完善和优化，使辊式立磨成为

22、国际上竟相采用的矿渣粉加工的主体设备。辊式立磨作为粉磨设备，它集破碎、粉磨、烘干、选粉为一体，具有电耗低、密封性能好等特点，它可以露天布置，不需要厂房，流程简单、紧凑。通过新型耐磨材质、辊子和磨盘的改良设计及适当降低磨盘转速等措施，有效地延长耐磨件的使用寿命，降低振动，提高设备运 转率。通过比较得出以下结论:辊式立磨系统能实现本工程中对矿渣细磨 的要求。辊式立磨系统具有以下特点：1） 工艺流程简单，主机设备少；控制操作灵活方便，占地面积小，土 建费用较低。2） 主机故障率低，运转率高，检修维护方便，劳动强度小。3） 整个系统处于负压状态，无粉尘污染，设备运行平稳，噪音小。 4）系统的节电效果明

23、显，单位产品电耗低。5） 自动化程度高，设备操作方便快捷，整个系统在总控室集中控制， 操作人员少，生产成本低。6） 磨机对物料的适应性强，产品质量稳定，成品颗粒球化效果好，细度容易调整，颗粒级配合理。2.2粉磨主要工艺流程粉磨主要工艺流程为：由配料站来的物料经由特殊加工的回转下料 器喂入立磨内烘干、粉磨兼选粉，烘干热风由热风炉供给。喂入磨机的矿渣被磨辊在旋转的磨盘上被碾压，在一定负荷下被粉碎，粉磨后的矿渣被热风，即上升承载空气送入位于立磨上部的高效选粉机中，分选出粗粉和细粉。细粉（即成品）由空气送入袋收尘器收集，经由斜槽、提升机等输送设备运至矿渣粉库。磨内选粉机选出的粗粉落在磨盘上再次粉磨，为

24、了节能和除铁，一部分粗粉由磨盘周边的溢流装置排出立磨经除铁器除铁后，由循环物料斗提机、分料器等送回立磨内循环粉磨。废气经收尘后由排风机经烟囱排入大气。具体工艺流程图见下 表：、振动给料2、 3#、1#、机、器、表2.1 矿渣粉磨工艺流程图进 过 广 泛 的 研 究 与 讨 论 ， 就 立 磨 的 工 作 原 理 、 价 格 、 操 作 、 生 产 效 率 、 维 护 成 本 等 多 方 面 比 较 改 进 ， 最终经选择了 LOESCHE 立磨作为产线的主体设备。LM46 2+2 立磨采用了模块设计的四磨辊，配有锥形的磨辊和扁平的磨盘，其中一对小磨辊除去气体并压实物料，大直径的 磨辊将挤压物料

25、并进行粉磨。图 2.2 LOESCHE 立磨剖面图三、项目主要设备以及关键技术矿渣微粉生产建设主要包括喂料系统、粉磨系统、回料系统、收尘系统和热风系统等生产线配套系统的建设。生产线建设引进德国 LOESCHE（国际一流研磨设备研发制造公司）立磨系统，并配用莱歇公司目前最先进的 LDC 型选粉机；为了控制主电机轴窜动量，选用国际知名的 ABB 主电机配套减速机采用德国伦克（RENK，是世界闻名的减速机动力传动工程生产商）产品，主排风机为德国 venti-0elde 风机，外循环提升机使用德国伯曼公司的整套产品，辅助设备的减速机均为弗兰德公司， 主要电控元件均为 ABB 产品。项目的突出技术特点主

26、要有以下几个方 面：3.1 世界先进新型选粉机选粉机是立磨产线的重要组成部分，目前主流选粉机主要由导向叶片、转子、锥斗等组成，其主要工作原理是：从粉磨来的高浓度含尘空气由下部风管进入选粉机，经内锥体整流后沿外锥体与内锥体之间的环形通道减速上升，其中的粗粉经重力沉降沿外锥体边壁滑入粗粉收料筒实现重力分选，重力分选后的空气在导风叶的导流和转子的旋转作用下，在导风叶和转子之间形成稳定的水平涡流选粉区。粉磨后的物料从选粉机进料口喂入，通过转子旋转的撒料盘均匀撒向四周，因挡料圈的阻挡作用，物料在分散状态下撒落在导风叶和转子之间的选粉区。在选粉涡流中运动的粉尘颗粒将同时受重力、风力和旋转离心力的作用，所以

27、不同初速度和不同粒径的粉尘颗粒将有不同的运动轨迹，细小轻微的颗粒随气流被吸入转子内 部流经配风室分四路进入旋风收尘器，大部分成品细粉被分离出来，收尘后的空气从旋风收尘器上的排风管排出，进入下一级收尘设备。粗重颗粒则下落，经内锥体汇集到粗粉收料筒，返回磨机 再磨。如下图所示。图 3.1 传统选粉机公司与莱歇公司联合开发的最新型的 LDC 选粉机，通过对气流以及成品颗粒分布的模拟研究，在传统选粉机的结构基础上增加了选粉机气 流导向总成结构。图 3.2新型选粉机、图 3.3 导向总成分析图图 3.4 导向总成实物图图 3.5 颗粒运动轨迹对比图图 3.6 粉尘浓度分析图新型选粉机处于世界领先技术，与

28、传统的选粉机进行各方面性能参 数的对比，主要有以下优势：1） 系统节能达到 48%，选粉机以及主排风机等设备的有效功率提 高，无效功率大幅度降低。2） 由于导流板的气流疏通作用，大大减少系统的压力损失，改善磨 内涡流气旋的存在场。3.2 国内领先除尘器技术除尘器是立磨产线中重要的产品收集设备，其设备性能直接影响到矿渣微粉成品的质量，在选择主除尘器方面，就其的主要参数、滤袋选用、袋笼、喷吹阀、提升阀等细节方面进行反复论证比较，最终采用了气箱脉 冲袋收尘器，并在在原来经验的基础上进行了改进。（1） 进出风口采用单总风道双侧分风（与灰斗方向一致），减少局部阻 力。（2） 进风道、灰斗及箱体内设有导流

29、均风装置，确保每条滤袋气流、粉尘颗粒均匀，并对较粗颗粒进行预收尘，使之提前落入灰斗，减少滤袋阻力与磨损。即解决了内部均风问题又同时有效降低了滤袋负荷（预收尘 率达到 30-40%），使设备配件使用寿命大幅提高。（3） 箱体内设足够的沉降空间及合理的气流上升速度，延长滤袋使用 寿命。（4） 选择了新型覆膜复合滤料制作的滤袋。新型滤料具有极佳的粉尘剥离性能，可以在高湿烟气状态下持续工作，具有良好的水解与抗结露能力，有利于矿渣微粉立磨系统达产及长期、可靠运行，由于运行阻力降 低，减少了能耗，同时滤袋寿命延长，节省维修保养费用。23333（5）设备设置机旁控制柜电器元件、仪表元件采用合资产品，PLC

30、采 用西门子产品。改造后前后矿渣微粉收尘器技术参数见表。名 称性能参数规格与型号KDMC8230-152过滤面积 m8229处理风量 m /h410000过滤风速 m/s0.83压力损失 Pa1500进风温度120入口含尘浓度 g/m (标)350出口含尘浓度 mg/m (标)30所需压缩空气压力 MPa0.5-0.7所需压缩空气耗气量 Nm /min10脉冲阀数量（只）120脉冲阀规格（英寸）ASCO2.5滤袋数量（条）5760滤袋直径、长度( x mm)130x3500滤袋材质 550g/m2亚克力覆膜骨架材质有机硅处理壳体耐压 Pa-7000袋室数量30表 3.1 除尘器技术性能参数由于

31、对收尘器内部结构重新进行了优化设计并采用了一系列创新技 术，收尘器运行稳定、高效，相对主机运转率 100%，粉尘排放浓度25mg/Nm3，优于国家的排放标准。袋收尘器运行阻力（进出口压差）一直保持在 1 0001 200Pa，由于运行阻力低，系统风机在较低的转速下即可满足系统的通风和磨机产量，降低了单位产品的电耗。根据袋除尘器 的运行状况，清灰压力由 0.6MPa 降至 0.4MPa，清灰频率也进行了调整，减少了压缩空气的用量，降低了压缩空气对滤袋的冲击，从而延长了滤袋的使用寿命，投运至今滤袋尚未发生破损现象。收尘系统改造后，设备阻力明显下降，系统节电效果显著。此外，由于滤袋平均使用寿命的延长

32、 （2 年），也大大节省了维护费用。3.3 DALOG 设备状态检测系统矿渣立磨减速机在立磨系统中既要起到减速和传递功率、带动磨盘转动的作用，又要承受磨盘、物料的重力以及碾磨压力，再加上生产条件复杂多变，立磨减速机成为整套立磨设备容易出现问题，因此立磨减速机一旦发生故障，除设备维修本身所需的时间和经济成本外，还直接导致全线停产的恶劣后果，使企业蒙受巨大经济损失。我公司经过立磨专 业设计人员和德国 DALOG 公司技术交流，针对鲁新立磨检测要求，研发立磨在线监测系统。监测系统能够实时监测扭矩信号、震动加速度信号。根据在矿粉立磨监测过程中积累的大量现场经验和数据资料，将传统的振动信号分析、先进的扭

33、矩信号监测和矿粉生产工艺数据有效结合起来，能够很好地避免在生产中的许多可能发生的减速机故障。 立磨在线监测系统的特点：1）实时监测扭矩信号、震动加速度信号。根据在水泥立磨监测过程中积累的大量现场经验和数据资料，将传统的振动信号分析、先进的扭矩信号监测和水泥生产工艺数据有效结合起来，能够很好地避免在生产中的许多可能发生的减速机故障。在监测系统中控画面中根据立磨减速机扭矩参数设立了扭矩最大值报警、扭矩平均值报警、扭矩动态值报警、扭矩冲击报警以及负扭矩报警；根据减速机震动加速度信号设立了减速机震动报警。这样方便了中控人员及技术 人员及时了解减速机运行情况。2）高度灵活性。该监测系统允许根据设备的不同

34、进行个性化方案配置，所有振动信号的监测数据和生产工艺数据可以进行混合，这一点尤其重要，因为只减速机接 线 盒DALOG监测单元传感器上位机客户端远程技术支持PLC有结合许多相关的数据才能进行详尽、准确的分析。3）多变量监测。可以监测加速度、扭矩、转速、压力、温度，当然也包括各种生产数据，例如喂料、磨床的高度、以及电机的电流等等。商业可用的压电加速度传感器、扭矩和速度传感器、位移传感器、压力和温度传感器以及其它 多种类型的传感器可以连接到该监测系统。4）监测的可靠性。该监测系统不仅仅监测滚子轴承，而且监测齿轮箱的齿轮啮合。除了记录传统的振动信号外，同时也安装一个可靠的扭矩检测系统。在对振动信号的

35、频域信息进行分析的同时，也对扭矩信号的频谱进行分析。 DALOG 减速机监测系统主要由转速传感器、扭矩传感器系统、XY方向振动传感器、加速度传感器、振动检测单元、DALOG 监测系统以及 DALOG 分析软件。如图所示为系统的组成。现场总线VPN图 3.7 监测系统组成公司立磨主减速机安装 8 个监测点，如图 2 所示，其中振动3、4、5、6、7、8 监测点和扭矩 2 监测点，1 监测点转速提供分析帮助。图 3.8传感器布置图DALOG 减速机监测系统不同于传统监测系统的主要特点是：它不仅仅监测滚子轴承，而且监测齿轮箱的齿轮啮合。除了记录传统的振动信号外，同时也安装一个可靠的扭矩检测系统。在对

36、振动信号的频域信 息进行分析的同时，也对扭矩信号的频谱进行分析。扭矩信号通过遥测传感器的非接触测量进行可靠的记录。为了获得扭矩信号，一个电阻应变片，一个信号放大器以及一个天线环需要安装在驱动轴上。天线环可以分离，被安装在现存的设备上，接入供电电压后，通过固定在机床上的天线头读出信号数据。扭矩信号是最重要的信号之一，它提供的信息包括：设备的运行状态、危险的过载、扭频等等。设备每一重要部件都有自身的转动和啮合频率，分析扭矩曲线有明显周期性振动，根据设备固有频率分析出设备部件磨损和损伤程度和裂 化趋势，及早准备备件，指导检修安排。生产线中控室内的上位机操作画面如下图所示：图 3.10 主页面图 3.

37、11 在线原始信号图 3.12工艺参数趋势数据图 3.13离线扭矩数据a、图 3.14 分析模块减速机的扭矩值直接反映了设备的运行状况，所以我们要查看设备运行是否正常首先要分析扭矩信号，为了查看扭矩信号是否异常，我们 设置了 5 类扭矩报警信号。报警名称定义报警原因1扭矩最大值报警瞬间的扭矩值大于 2.5 倍的扭矩额定值a、减速机损坏b、磨辊轴承损坏，同时磨辊轴承温度上升 c、磨盘内部进入异物，同时冲击报警。2扭矩均值报警扭矩平均值大于 1.2 倍 的扭矩额定值超过一分 钟a、立磨投料量过大，过负荷运行b、磨机启动时报警，磨盘布料过多，阻力 过大c、饱磨现象发生，物料不能及时排出d、研磨压力过

38、大e、磨辊轴承损坏，常伴有轴承温度上升， 转速低现象3扭矩峰值冲击报 警在一分钟之内，扭矩冲 击值超过 1.8 倍的额定 扭矩 10 次a、启动磨机时，离合器间隙大b、磨机磨盘上进金属异物c、磨机衬板等部件落下进入磨盘中d、减速机损坏4负扭矩报警在一分钟之内，负扭矩 低于-5KNm 超过 10 次a、料床形成不好，磨机不稳定，磨机本身 振动大b、减速机出现断轴断齿故障5动态值报警动态值大于平均值超过 一分钟a、料床形成不好，磨机不稳定，磨机本身 振动大b、磨辊出现裂缝、断裂和焊层局部脱落， 对照特征曲线分析c、磨盘衬板出现坑洞、开裂现象，对照特 征曲线分析对于每一次出现的报警，结合生产工艺查找

39、出报警原因，比如每次开机时，扭矩平均值出现报警，就是由于开机转动辅传电机造成的。另外，研磨压力、进出磨压差、投料多少，这些立磨关键参数都有可能会引起扭矩报警。而最需要引起我们注意的就是立磨在正常运转而关键参数没有发生变动时所产生的扭矩报警，另外当一段时间里扭矩报警数增加时就需要引起我们的特别注意。这就需要我们进行进一步的分析判断查找出 故障点所在的位置。2、查找故障点可以通过检测到的加速度信号、扭矩信号进行时域、频域分析，一步 一步确认故障点的位置。DALOG 监测系统从加速度和包络信号来分析特征值，给出设备异常以及设备运行状态的变化。例如 Rms 值、峭度值等等。通过频域特征分析出故障的位置

40、。例如：齿轮啮合频率和谐波、边频带、滚子轴承频率、 轴的旋转频率等等。除了从加速度信号构建的特征值外，从扭矩信号也构建特征值。例如：扭矩的最大、平均和最小值、齿轮啮合频率和谐波、边频带、滚子轴承 频率、轴的旋转频率等等。加速度信号，包括信号和扭矩信号的特征值，结合生产过程变量的 特征数据，可以提供最大可能的精确预测以及设备故障的确诊。趋势分析由在线状态下连续构建的特征值完成，指定与设备相关的 阈值。4、DCS 控制系统界面立磨系统控制系统采用 Siemens 400 系列 PLC,该系统与其余矿渣粉生产线组建成 100M 环网实现集中管理分散控制。软件设计采用德国西门子公司提供的 step7

41、编程软件，利用梯形图法进行程序编程，根据对生产工艺的分析，完成了对生产线的逻辑控制设计。在上位机设计中，采用 组态王 6.52 软件，完成了 1/0 数据点的建立及管理，实现了报警、画面操 作和生成历史实时趋势曲线等监控功能。系统网络图如下：图 4.1 网络系统图本控制系统包括子控制系统共计 12 个：上料系统、外循环系统、选粉机系统、风机系统、磨机主体系统、主液压站系统、从液压站系统、主减速机润滑系统、管道系统、磨辊润滑系统、入库系统及喷水系统。在每 个设备的控制设计上都设有:1） 就地/远程：每个设备有就地和远程选择，当选择就地时，设备的启 /停控制在操作箱完成。反之，上位机控制各设备的启/停。2） 联动/单动：该控制系统所有设备，根据上料、外循环、选粉机、风机、磨机主体、主液压站、从液压站、主减速机润滑站、管道、喷水等分系 统控制，各子系统内的设备按组可分单动、联动在上位机选择。图 4.2 主控制控制界面图 4.3 减速机润滑系统界面图 4.4 主辊润滑控制界面图 4.5 磨机重要参数曲线图 4.6 主辊液压操作界面图 4.7 立磨从辊液压操作界面五、矿渣微粉生产情况及公司荣誉济南鲁新新型建材有限公司的矿渣微粉生产技术研究，实现了矿渣 微粉的稳定高效生产，产品质量稳定，全部产品 100%符合 GB/T18046- 200