文 献 综 述

一、课题研究的目的及意义：

建设节约型社会的重点，首先是节能。改革开放以来，我国能源工业取得了长足发展，能源生产规模已居世界第二位，节能降耗工作也取得了较大成效，但能源制约我国经济社会发展的局面，并没有得到根本的扭转。在水泥生产过程的总电耗中，用于生料制备和水泥粉磨的电耗约占70%^[1]，从近百年水泥工业粉磨技术的发展来看，每一种工艺和设备上的改进，都对整个粉磨作业技术进步起到了一定的推动作用。其中水泥助磨剂对于水泥生产的节能效果较明显，性价比也较高。助磨剂是一类化学外加剂，在水泥粉磨过程中渗入少量即可改善粉磨过程。^[2]为了提高粉磨效率，降低粉磨电耗，提高水泥粉磨细度和水泥强度，以适应水泥新标准的实验，在不改变工厂现有的工艺、设备条件的前提下，在粉磨过程中，添加微量或少量的助磨剂（0.01%~0.1%）^[3]去影响粉碎作业中的机械化学过程，现已成为水泥工业中强化水泥粉磨的主要途径。采用水泥助磨剂是提高粉磨效率、降低粉磨电耗、改善水泥产品质量的有效措施。^[4] 水泥助磨剂采用助磨成分、激发成分、增强成分等复合而成，可以提高混合材的掺杂量，减少熟料的用量，从而降低熟料煅烧过程中对环境的资源、能源负荷。^[5]水泥助磨剂可以将原来不具备水化活性的物质或混合物，经适当的物化方法处理后，转变成具有凝胶性质的材料，以逐步减轻经济增长对环境、资源、能源的供给压力；同时，它还可以在水泥生产的主要工序中，为主机设备的节能高产起到积极的促进作用。^[6]它是符合科学发展观、有利于水泥工业可持续发展、促进传统水泥生产工艺进行节能环保改造的适用技术和产品更新的有效办法。^[7]

水泥生产过程中粉磨和破碎环节耗能最大，其主要通过搅拌器把预溶料搅拌加工，而要对破粹和粉磨过程中助磨剂进行准确实时有效的控制，^[8]光靠人工监测调试时不行的，需要高精度的软件来配合相关水泥生产装置工作，需要PLC控制和MCGS的监控。^[9]这里主要研究PLC和搅拌罐、进料排料，自动称重系统的接口通信。^[10]为此我们要设计这样一个自动助磨剂生产系统：具有计量精度高、操作方便，满足助磨剂各种组分精确计量的要求，保证产品品质的稳定均匀，避免原材料的人为浪费，同时提高生产效率，节约人工费用等。^[11]

二、国内外发展现状：

近10年来，业内人士对水泥助磨剂产品的认可程度不断提高，国内水泥助磨剂使用的普及率前景可观。我国已经成为世界水泥助磨剂产品应用的主要市场，新型水泥助磨剂产品研发的技术逐年提升，特别是合成高分子复合助磨剂的研究。^[12]可以预见，随着国家对水泥工业产业机构调整的力度加大，水泥企业逐步走向大型化和集团化，水泥助磨剂的使用率将很快达到一个较高的层次。^[13]但是传统的水泥助磨剂生产方式已经跟不上时代的需要，出现了供不应求的现象。^[14]手工加料配料效率低，人力资源消耗大且不易精确控制各种料的比例，也难以实时监测储料罐液位。目前我国尚未有大规模的全自动化水泥助磨剂生产厂家，还在研发把PLC和称重系统用于水泥助磨剂生产的进出料控制, ^[15]我国通过自主研发的浙大中控、永宏、台达、和利时、台安、正航等PLC来控制8种添加料的量。^[16]

国外水泥助磨剂产品，各企业生产的品种、型号数量有限，技术相对成熟，其配方也基本固定，不需要经常变动配方。配方组成主要是胺类、多元醇类、醋酸盐等单一或复合品。^[17]由于这些产品掺量少，液体计量添加方便，提高磨机粉磨效率10%~20%，^[18]节省单位时间电耗，提高水泥粉体的流动性，有利于散装运输和贮存，故在国外水泥厂使用很普遍。这些公司由于其产品国际化，所以也都符合美国ASTMC465标准。现在水泥助磨剂研究的重点已经走向高分子合成技术，这也是核心技术，美国2007年最新的专利中已经有了三乙醇胺的部分或全部替代品。^[19]国外方面主要用三菱、西门子、罗克韦尔等PLC来控制水泥助磨剂的生产，其在高精度、快速性、人机交互友好、傻瓜式操作等方面比国产PLC更先进更稳定。^[20]

参考文献

[1] 孙艳秋.PLC控制系统编程技巧及其应用[J]. 科技信息. 2009(36)：23~35.

[2] 崔成梅,陈金艳,马永青.工业过程控制的模块化设计方法[J]. 黑龙江科技信息. 2008(17):55~67.