水泥工業(yè)中粒度測量的重要性
水泥的質(zhì)量是水泥企業(yè)的生命,生產(chǎn)過程的粒度分布是影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的非常重要因素之一。隨著我國水泥行業(yè)的質(zhì)量標準逐步和世界接軌,水泥品種日益增加,市場競爭越來越激烈,各企業(yè)都對水泥的技術(shù)指標提出了高性能化要求。面對當前形勢,成本優(yōu)勢將是企業(yè)的核心競爭力。立窯、濕法窯、新型干法窯廠家若能不斷改善生產(chǎn)工藝條件,優(yōu)化工藝參數(shù),實現(xiàn)或部分實現(xiàn)水泥的高性能化要求,即可在成本相差不大的條件下生產(chǎn)出性能更優(yōu)越的水泥,使其配制相同等級混凝土的成本更低、性能更好,水泥產(chǎn)品市場競爭力更強,給企業(yè)帶來最大的經(jīng)濟效益。
國標GB175-1999中對各等級水泥的物理性能作了具體的要求及規(guī)定。在水泥生產(chǎn)的全過程中,從原料研磨制成生料,生料煅燒制成熟料,熟料加適量混合材料研磨制成水泥,水泥的粒度分布如何均極大地影響著水泥的高性能指標。在實際操作過程中,粒度分布的測量可以監(jiān)測生產(chǎn)工藝,優(yōu)化工藝參數(shù),提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量控制,同時在減少能耗,降低生產(chǎn)成本等方面均有積極的作用。
2.粒度分析
目前,有很多種粒度分析技術(shù)被應(yīng)用于水泥生產(chǎn)工藝控制過程。常見的分析方法有Blaine空氣透過法,Wagner光透沉降法,篩分技術(shù)等。一般地,這些方法要么費時較長(15分鐘到2小時),要么需要經(jīng)常校正,要么對測量條件要求嚴格(特殊的測量體系等),要么人為誤差較大(操作人員的因素),而且普遍存在自動化程度不高的問題。
19世紀中葉,Mr. Fraunhofer發(fā)現(xiàn)了衍射光和顆粒大小之間存在一定的對應(yīng)關(guān)系,奠定了激光衍射技術(shù)與粒度分析的基礎(chǔ)理論。隨著科技的發(fā)展和計算機技術(shù)的進步,充分考慮激光與顆粒之間多種相互作用的Mie理論被引入到激光技術(shù)在粒度分析中的應(yīng)用。
一般說來,激光衍射粒度儀由以下幾個部分組成:光路系統(tǒng),樣品分散系統(tǒng),操作控制系統(tǒng),光強檢測系統(tǒng),數(shù)據(jù)傳輸處理系統(tǒng)等。如上圖所示,由固體激光源發(fā)出的單色,相干,平行的光束,經(jīng)過光束處理單元,照射到樣品顆粒后發(fā)生散射現(xiàn)象(顆粒截面的衍射,內(nèi)外表面的反射,介質(zhì)與顆粒的折射,顆粒對光的吸收)。這些光學(xué)現(xiàn)象相互作用導(dǎo)致了干涉效應(yīng),產(chǎn)生了典型的散射圖譜。散射光經(jīng)傅利葉透鏡聚焦后成像在一系列焦平面檢測器上,散射光的能量分布與顆粒粒徑的分布直接相關(guān),通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),選擇合適的理論模型,得到被測樣品的粒度分布結(jié)果。
作為專業(yè)激光粒度分析儀的領(lǐng)航者,早在1959年,與Bell實驗室合作,研究激光在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。隨后,成立Leeds & Northrup 公司,成功推出世界上第一臺商用激光粒度分析儀,Microtrac Model 7991。經(jīng)過近半個世紀的發(fā)展,以研究開發(fā)見長的美國Microtrac Inc.公司,幾經(jīng)坎坷,在激烈的市場競爭中,始終立于不敗之地。2003年,Microtrac S3500系列隆重推出,全新的設(shè)計理念,融合更新的理論模型,成為目前市場上性能價格比最高的儀器。
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