水泥企业生料配料，应用微机控制比较普遍，大部分企业选用的计量设备有简易皮带秤、悬臂秤和调速电子秤。这几种计量设备不论秤体如何变化，均没有脱离荷重传感器。实践证明，荷重传感器在静态标定时线性很理想，但在工业现场动态标定时零点有一定偏差，并且存在零点漂移。另外由于水泥企业粉尘大，电子秤落尘后也会引起计量误差。设备本身和附近设备振动都会引起荷重传感器输出错误信号，造成控制失调，影响生料出磨合格率。
通过考查论证，我厂决定在生料扩建工程中选用核子秤，在北京华海新技术开发公司的协助下，研制完成了“调速皮带—核子秤生料配料自控系统”，并在φ2.4×13米生料磨配料工艺中安装使用，七个月来生料出磨合格率明显提高，经济效益明显，克服了电子秤的缺点，适应于工业现场的计量和控制。该设备于1990年3月通过了省级技术鉴定。

1 生料配料预均化

生料配料的最终目的是实现各有关化学成分的合理搭配，以生产出优质熟料。理想的配料方法应该是：在各种物料入仓前取样化验，根据物料成分调整磨头配料，但入仓前各种物料均属于块状，取样化验周期较长，暂时还无法实现；另一种方法是从磨尾取样在线或离线进行分析，但由于滞后时间长，测到的物料成分已不是当时的配比，所以这种方法很被动，达不到随机调整配料的目的，起不到事前控制的作用。为了解决这个问题我们把注意力集中在物料预均化和计量设备的精度上。 
首先我厂建了两个石灰石储库和一个倒库，两个储库搭配下料后灌入倒库，起到了石灰石预均化的目的。对于进厂煤、粘土、铁粉和萤石分别建了简易储备仓，进厂后先在地面用机械均化，然后存入储备仓，用时入库。由于采取了这些措施，物料成分基本稳定，为下一步应用核子秤配料打下了良好的基础。

2 调速微机核子秤的组成

2.1 放射源和铅罐
放射源为同位素Cs—137，产生能量为0.66兆电子伏特γ射线，半衰期为80年，放射性同位素被封装在φ8×9毫米的不锈钢小圆柱内，装放射源的铅罐厚度大于7厘米，放射源用螺母固定在铅罐的旋转塞上，当旋转塞处于“开”的位置时，γ射线径直射出，处于“关”的位置时，γ射线几乎全部被铅罐吸收。

2.2 γ探测器
核子秤所用的γ探测器是专门为核子秤研制的，它具有高气压高灵敏度大体积电离室，还具有高增益、高输入阻抗、低噪声的前置放大，它将电离室输出的弱电流信号转换为电压信号，供微机采样，为消除温度变化的影响并防止潮湿引起的漏电，前置放大中设有恒温控制器，保证了较好的温度稳定性。

2.3 调速皮带和测速装置
我们自已设计制造的调速皮带机与外购的调速电子秤有所不同，去掉了荷重传感器和十字弹簧，而且对皮带的测速信号装置也做了改进。外购的调速电子秤的皮带测速信号是在皮带下面安装一台恒磁式测速发电机，发电机的从动轮随皮带旋转，取发电信号为测速信号，这种方法受皮带张力、振动、机械故障的影响，易出现不同步信号。在研制过程中我们去掉了这个装置，因为调速皮带机配用的动力是交流调速电机，它本身就具有恒磁式测速发电机，我们直接采集它整流后的信号，作为皮带机的测速信号，克服了调速电子秤的弱点，使信号更加同步准确。在设计调速皮带过程中，我们还设计安装了防皮带跑偏滑轮和皮带松紧调整机构，并在机架上设计了安装γ探测器的机构。这种专门为核子秤设计的调速皮带，保证了核子秤的计量精度和可靠性，减少了投资。

2.4 微机配料系统和电源
电离室电源主要由600伏直流稳压电源、±15伏和+24伏直流稳压电源组成，它与主机装在一起。主机中央处理单元是8088，并采用了STD工业控制总线，适应工业现场。

3 生料配料系统控制原理
调速微机核子秤是一种新型计量和控制设备，它是根据γ射线与物质互相作用的原理研制的，放射源发射出的γ射线穿透输送机上的物料之后再射到γ探测器上，输送机上的物料吸收γ射线越多，探测器接受到的γ射线就越少，探测器输出的信号就越小。这个信号经前置放大

附：新型生料助烧配料工艺

新型生料助烧配料技术是长沙湘鸿绿色技术开发有限公司公司、中南大学等有关专家在总结多年水泥工业技术领域的成功经验，尤其是在大直径立窑生料配料技术的基础上，为配合节能型立窑生料成型技术，实现节能速烧及环保目的，联合研制开发的节能减排实用技术之一。能有效改善生料成型特性、提高成型料强度、降低烧成煤耗和电耗、提高熟料烧成产质量，并能有效降低CO、SO2、NOX污染物排放。

　　配料技术特点 
⑴、根据当地原燃材料特点，辅以助烧剂核心料，因地制宜调整生料配料。 
⑵、复配的催化助燃和含氧助燃组份一方面可促使预热分解段缺氧状态下CO及VOC在约300℃即开始催化氧化燃烧，促使挥发份等可燃物质加快化学反应燃烧放热，强化了对流传热，另一方面可有效地促进生料块内部产生无焰燃烧，促使生料块里外一起燃烧，燃烧速率大幅度提高，热量集中，有利于提升窑温。 
⑶、复配的塑化组份可有效地改善生料成型特性，提高成型料强度，有效防止爆裂粉化，改善窑内通风。 
⑷、核心料中所含的La、Ce、Y、Sm、Nd、Mn、P、Ba、Sr等元素降低了液相出现温度，增加液相量，有利于熟料烧成，并促进熟料配料中A矿的形成和稳定，提高熟料质量。 
⑸、核心料中所含的部分金属离子催化高温燃烧中产生的NOx和燃料NOx在富燃气氛下还原成N2，强化SO2反应沉淀下来而固硫。

　　因地制宜优化的生料助烧配料工艺方案可有效地达到提高熟料产、质量及“节能降污”的目的。
 

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