徐州远大测控电子皮带秤工作原理和组成电子皮带秤系统的工作原理称重给料机将经过皮带上的物料，通过称重秤架下的称重传感器进行检测重量，以确定皮带上的物料重量；装在尾部滚筒或旋转设备上的数字式测速传感器，连续测量给料速度，该速度传感器的脉冲输出正比于皮带速度；速度信号与重量信号一起送入皮带给料机控制器，产生并显示累计量/瞬时流量。给料控制器将该流量与设定流量进行比较,由控制器输出信号控制变频器调速，实现定量给料的要求（如图1）。可由上位PC机设定各种相关参数，并与PLC实现系统的自动控制。它可以采用两种运行方式：自动方式和半自动/手动方式。 自动方式 图1：称重给料机工作原理示意图 通过在工控机上选择的预先编好的配方，配方确定后启动系统。配料系统根据配方的设定自动控制各配料给料机运行。 Ø 半自动方式/手动方式由人工在控制器上设定配方的配比，手动启动控制器，BW500积算仪控制变频器和称重式给料机加料。 2.1.2 系统的组成 　　 图2：称重给料机的组成示意图 称重给料机系统主要包括：秤架（包括安装支架）、称重传感器、速度传感器、手动挂码校验装置、防跑偏措施、头部刮板、内清扫、拉紧装置、配料秤的密封罩、支撑架、胶带、托辊、辊筒、结构件(卸料端带有衬板的卸料漏斗、拖料端带拖料漏斗及手动调节门等)、变频调速电机、接线盒及连接电缆（称重传感器之间）、通讯连接设施（称重给料机系统）、数字显示表、标定及调校设施、成套仪表盘等（如图2）。称重给料机的核心部分是皮带秤（如图3）。皮带秤的主要组成由秤架、积算仪和速度传感器组成；而称重给料机系统的结构特点和精度主要由皮带秤的设计结构决定。 　　 图3：皮带秤是称重给料机的核心部分 2.2 技术特点称重给料机在皮带秤的秤架结构、积算仪以及称重给料机的整体设计上都具有它的特点。WF1200系列给料机使用的是MSI直接承重式秤架结构和BW500积算仪，这种秤秤架结构简化了称重给料机的称重结构, 降低称重系统的无效载荷, 提供合适的量程和灵敏度, 对于小流量称重有独特的优势。 2.2.1徐州远大测控 秤架结构特点皮带秤秤架部分的设计是很具有特色的，与一般常用的杠杆式秤架设计不同，它采用了被称为“三无”的直接承重式秤架结构，即：无杠杆、无支点、无平衡重（如图4），也就是没有称重承载器。这种设计带来的好处是显而易见的：维护方便在秤架上没有杠杆支点，没有可动部件，也不存在诸如支点磨损等问题。杠杆式秤架秤体大，水平面方向的表面积大，大面积积灰需经常清扫，否则会引起零点变化，而直接承重式秤架尺寸短小，水平方向的表面积更小，积灰量很小，积灰引起零点变化也小，可无需经常清扫。 图4：直接承重式秤架原理示意图 秤架结构简单直承式秤架结构保证了物料的重量通过称量托辊组直接加在称重传感器上，皮重、料重一起称，所以秤架结构非常简单，重量也非常轻。 Ø 秤架具有模块化特点，通用性好 秤架结构不仅简单，对不同宽度皮带来说零部件的通用性也比较好，除了静态梁、动态梁的宽度相应变化外，其余部分几乎是一样的。同时，模块化设计结构大大减少了维修和更换备件的工作量和成本。 Ø 秤架精确度高由于采用的是高精确度专利产品三梁平行四边形称重传感器，能完全避免皮带与托棍间摩擦产生的水平力对皮带秤精度的的影响，，其重复性是0.01%，非线性和滞后均为0.02%。这样的高精确度对于称重给料机的名义精确度0.5%来说不仅足够，而且还有余地。因为采用直接承重式结构，也相应减少了因这些部件带来的测量精确度损失和在物料输送过程中机械震动给称量系统带来的干扰。 统计学在水泥助磨剂中的应用摘要：本文主要针对许多水泥企业在使用水泥助磨剂后，对助磨剂的具体使用情况不甚清楚，作者在水泥助磨剂行业工作多年，现对这一情况，调查抽样了几家水泥企业的使用数据，总结分析了水泥助磨剂给企业带来的经济效益。并举例阐述了会计学、统计学在水泥工业生产中的应用。根据目前水泥生产企业的现状，我根据销售旺、淡季节，以及窑、磨产量匹配情况和粉磨站的特点以据现象发展的速度及现象变动的趋势，总结分析出了使用助磨剂的三种方案。关键词：水泥助磨剂 经济效益 制造成本一、 水泥助磨剂的定义：在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不损害水泥性能的外加剂，其加入量应不超过水泥质量1%。[GB/T4131-1997，定义4.17] 二、水泥助磨剂的主要作用： 1． 在磨机状况不改变的条件下可提高磨机产量度10-30%，同时可有效减少过粉磨现象，优化水泥颗粒级配： 2．维持原磨机产量不变或小幅度增产的条件下，提高水泥粉磨细度及比表面积，使水泥强度提高3-5Mpa； 3． 可改善磨内物料的分散性，有效消除水泥微细颗粒的静电吸附和包球糊磨现象；可改善水泥的流动性，有效解决水泥结拱问题，提高水泥的输送效率。助磨剂是一种添加剂，适量地加入到被粉磨的物料中，能通过它对颗料表面的物理化学作用，发挥力学效能，得以提高物料的易碎性和分散性，从而提高粉磨细度和降低粉磨电耗。三、水泥泥助磨剂的原理据统计，水泥助磨剂的原理有很多种学说，但目前大家认可的有三种学说。助磨剂的主要作用是促进物料裂纹的形成和扩展。 1． 强度学说。助磨剂随物料加入磨内后，首先吸附在被磨固体物料的表面，降低其表面能。助磨剂分子吸附在固体物料的裂纹的内壁上，进一步进入到裂纹的人表面，随时着裂纹的形成和不断扩展，起到“楔子”作用，不仅阻止裂纹的闭合，而且促使裂纹的扩大，加速断开的产生，在粉磨的中后期，助磨剂主要起分散作用，延缓或减轻细物料的凝聚。 2． 分散学说。助磨剂能在物料表面产生选择性吸附和电性中和，消除静电效应，减小微细的、颗粒聚集的能力和机会，从而减少磨内粘球和糊衬板的现象，提高细粉物料的分散度，提高机械能的利用率，因而可提高磨机的粉磨效率。 3。衬垫学说。助磨剂能消除或大大减小钢球和磨机内壁上粘附细粉所产生的衬垫，增强钢球对物料的撞击力，破坏磨机内部的吸引热力、化学力和机械力。四、助磨剂经济效益分析助磨剂在全国上百家水泥企业使用结果表明：使用助磨剂后，在不增加任何设备投资的前提下，产量有较大幅度的提高，增幅约10-30%；在保持磨机产量基本不变的条件下，水泥细度控制指标可下调2-4%筛余，相应混合材掺入量增加3-6%，产量的提高给水泥企业带来的直接经济效益是：单产水泥的电耗、研磨体消耗量、磨机衬板消耗量、维修费用均相应下降、劳动生产率提高、企业生产规模扩大，成本下降。同时，助磨剂的使用可增加水泥的流动性能，从而提高选粉机的效率，减少水泥结库现象，水泥装卸时间和费用均相应下降。因此，水泥助磨剂的使用，带来效益是多方面的，特别是ISO标准的实施，对水泥细度的要求越来越高，水泥助磨剂则时解决水泥细度问题的非常直接和有效的方法。 1、经济分析依据 1、电价0.5元/度； 2、水泥磨电耗38度/吨； 3、水泥粉磨综合成本36元/吨水泥（包括电费、工人工资、修理费用、设备折旧、研磨体消耗、磨机衬板消耗、管理费用等）； 4、A型助磨剂加量200 g/t水泥； 5、A型助磨剂价格为9600元/吨； 6、混合材与水泥离熟煌差价100元/吨。 2、经济效益分析 1、增加产量时的经济效益：水泥磨使用助磨剂后，在产量增加的条件下，车间的综合成本保持不变。假设使用助磨剂后产量增加a%，那么，使用助磨剂后粉磨综合成本为：使用助磨剂前粉磨综合成本/（1+a%）+助磨剂成本=36/（1+a%）+9.6*0.2=36/（1+a%）+1.92 提产后成本下降：提产前吨水泥粉磨综合成本—提产后吨水泥综合成本=36-[36/（1+a%）+1.92] 通过上述分析可得到如表1所列的不同提产幅度时经济效益：表.1.细度保持不变，产量提高时使用助磨剂的经济效益 提产幅度 电耗下降（度/吨） 电费下降 （元/吨） 其它费用下降 （元/吨） 粉磨综合成本下降（元/吨） 8 2.8 1.4 1.27 0.25 10 3.5 1.8 1.47 1.35 15 5.0 2.5 2.74 3.32 20 603 3.2 2.80 4.08 25 7.6 3.8 3.40 5.28 30 8.8 4.4 3.91 6.39 注：其它费用的下降是指使用助磨剂后因提产而带来的折旧费、修理费、研磨体消耗、管理等费用的下降 。助磨剂增加成本1.92元/吨水泥，从表1可以看出，当电费以0.5元/度计算时，增产10%左右，单电费降低一项就可收回成本，此时的综合成本降低 1.35元/吨。当提产幅度超过12%时，使用分散剂就有利润。 2、产量不变，细度提高，强度增加时的经济效益随着水泥细度的提高，水泥强度增加，混合材掺量相应增加。混合材与水泥熟料差价100元/吨，因此，每增加1%的混合材掺量，生产成本下降1元/吨，除去助磨剂成本，则为助磨剂使用的净增效益，表2列出了除去助磨剂成本后，混合才掺量提高不同幅度时经济效益。 表2、混合材掺量提高时，使用助磨剂的经济效益 混合材掺量的增加量（%） 2 3 4 5 6 7 综合成本下降（元/吨） 0.08 1.08 2.08 3.08 4.08 5.08 表2可见，使用助磨剂后只要混合材掺量提高2 %即可收回成本。五、根据目前水泥生产企业的现状，我根据销售旺、淡季节，以及窑、磨产量匹配情况和粉磨站的特点以据现象发展的速度及现象变支的趋势，总结分析出使用助磨剂的三种方案，方案如下：方案一：背景 销售旺季、工厂熟料充足，磨机产量不足。方案 添加助磨剂，在保证水泥细度不变（比表面积不变、筛余略低）的条件下，大幅提高水泥磨台时产量（10-30%）效果 增加水泥产量10-30%。，同时降低水泥成本3元/吨水泥以上。方案二：背景 销售旺季、熟料量不足，且熟料量与磨机产量基本平衡。方案 添加助磨剂，在提高水泥细度（比表面增加25m²/kg、筛余降低0.5-1.5%）的前提下，增加2-4%的混合材，且小幅增加水泥产量5-8% 效果 增加水泥产量5%。，同时降低水泥成本3元/吨水泥。 方案三： 背景 销售淡季，生产能力大于销量方案 添加助磨剂 ，在大幅提高水泥细度（比表面积增加25m²/kg、筛余降低0.5-1.5%以上）的前提下，增加6-8%的混合材效果 多掺混合材以此降低水泥成本（6元/吨水泥）结论：采用水泥助磨剂后，根据生产旺、淡季节灵活安排生产，若一年共生产10个月，5个月淡季，5个月旺季，年产20万吨的生产线一年新增效益约70万元左右。 具体应用举例：一年产20万吨的水泥生产线（水泥磨311m开路），根据市场具体情况，分别安排三种方案进行生产，具体如下：方案一：背景 销售旺季、工厂熟料充足，磨机产量不足方案 添加助磨剂，在保证水泥细度不变（比表面积不变、筛余略低）的条件下，大幅提高水泥磨机台时产量（15—25%）项目 台产t/h 细度% 比表面积 m²/kg 电耗 度/吨 3天 MPa 28天 MPa 未加助磨剂 30 4 320 34 19.6 40 添加助磨剂(200g/t水泥) 36（提产 20%） 3.6 320 28 20.5 42 效益分析：（1）水泥成本增加成本部分：1.92元/吨水泥（9600元/吨助磨剂）减少成本部分：节电6度，3元/吨、另外因水泥产量增加20%，水泥粉磨的其它成本（设备折旧、管理费用、研磨消耗等）约下降2.5元/吨（2）成本下降：3+2.5-1.92=3.58元/吨水泥若每吨水泥10元利润，新增产量所获利润（3900吨）：3.9 万元。（每月27天计）小结：月产量从1.94万吨增至2.33万吨，成本下降的效益：每月8.3万，增产增加的销售利润3.9 万元，共计每月新增效益 12.1万元。方案二：背景 销售旺季、熟料量不足，且熟料量与磨机产量基本平衡方案 添加助磨剂，在提高水泥细度（比表面积增加25m²/kg 、筛余降低1.5%）的前提下，增加2-4%的混合材，且小幅增加水泥产量（5-8%）项目 台产t/h 细度% 比表面积 m²/kg 混合材 % 增产 水泥 强度未加助磨剂 30 4 310 12 添加助磨剂200g/t水泥 32 2.5 335 15 6% 不变效益分析：（1）成本方面： 增加成本部分：1.92元/吨水泥（9600元/吨助磨剂） 减少成本部分：节电2度，1.0元/吨水泥，其它0.6元 混合材增加3%，下降成本3元/吨水泥成本下降： 3+1.4-1.92元=2.48元（2） 增产5%，每吨水泥利润10元计，增产获利（ 18900吨增18900吨）0.9万元。小结：水泥产量从18000吨增至18900吨，成本下降2.48元/吨水泥，新增利润:2.481.89+0.9=5.59万元方案三：背景 销售淡季，生产能力大于销量方案 添加助磨剂，在大幅提高水泥细度（比表面积60 m²/kg、筛余降低 3%以上）的前提下，增加6-8%的混合材 项目 台产t/h 细度% 比表面积m²/kg 混合材% 强度未加助磨剂 30 4 310 12 不变 添加助磨剂200g/t水泥 26 小于1 360 18 效益分析： 5、水泥成本 增加成本部分：1.92元/吨水泥、电耗上升3度：1.5元 减少成本部分：混合材多掺6%，成本下降6元， 成本下降：6-1.92-1.5=2.58元小结：月产18000吨，节约成本2.581.8=4. 6万元总结：采用助磨剂后，根据生产旺、淡季节灵活安排生产，若一年生产10个月，5个月淡季（安排方案三），5个月旺季（安排方案一），该条生产线一年新增效益：12.15+4.65=83.5万元 六、下面取样了一些水泥厂的水泥磨使用情况作以统计并具体分析 1、助磨剂在陕西秦岭水泥股份有限公司干法分厂的使用数据统计及经济效益分析表一助磨剂在试验过程的有关数据的统计阶段 台时产量（t/h） 助磨剂加入量（g/t） 时间（h） 成品细度（%） 出磨细度（%） 粗粉细度（%） 选粉效率（%） 循环负荷（%） 1 46 0 2 2.8 18.0 28.6 49 143 2 46 311 2 2.5 12.8 20.8 49 129 3 49.5 289 2 1.2 13.0 22.1 49 130 4 50.5 283 2 1.4 14.7 23.7 51 133 5 53.5 297 2 1.3 15.9 24.6 44 167 6 57 294 3 1.5 14.1 23.9 50 128 7 60 190 3 1.5 13.1 23.0 52 117 表二 磨机台时产量和质量对比情况项目 台时产量（t/h） 成品质量 时间（2005年） 细度（%） 比表面积（m2/kg） 1月10日-30日未加助磨剂 38.6 1.0 377 2月份 41.6 1.0 367 3月1日-10日 40.1 1.0 401 3月11日-30日 38.3 1.0 395 4月1日- 5月1日加助磨剂 55 1.4 375 5月2日-15日合计: 台时产量提高了10 t/h，提高了24%。从表二可以看出，在质量指标相当的情况下，加入助磨剂后磨机台时产量提高了10 t/h，提高了24%。经济效益分析使用助磨剂后,虽然每吨水泥成本会因助磨剂的支出增加3.60元/吨水泥，但磨机台地产量提高了24%。我测算吨水泥成本中的电耗、折旧费、工资费用、维修费用等会降低8.52元/吨水泥，故使用助磨剂后水泥综合成本会降低4.92元/吨水泥。 2、助磨剂在吉林化纤集团水泥厂的使用数据统计及制造杨本分析根据文献〖1〗在式（1）和（2）可求得：△C=7.0～8.0% 式（1）△R3=－0.44△C 式（2）△R28=－0.51△C 式中△R3和△R28--水泥3天和28天抗压强度的增量，Mpa。此数据由企业化验室提供出。△R3=-3.1Mpa △R28=-4.1 Mpa △C—混合材掺量的增量，%。随着混合材掺量的提高，增钙渣的烘干电耗、其设备磨损等消耗有所增加，但熟料掺量随之降低。熟料破碎电耗、设备磨损等消耗的所降低，两者互相抵消。但仍考虑烘干煤耗增加的因素。由于水泥磨台时产量不变，所以水泥粉磨电耗、粉磨设备和研磨体磨损等基本不变。通过相关分析及统计综合分析与评价，采用助磨剂前后此厂水泥制造成本的变化情况详见表三。表三 采用助磨剂前后水泥单位制造成本的变化成本项目 单价，元/吨 采用产 采用后 成本差额，元 单耗，吨 成本，元 单耗，吨 成本，元 熟料 260.00 0.7310 190.06 0.6560 170.56 -19.50 增钙渣 0.00 0.2444 0.00 0.3111 0.00 0.00 石灰石 45.00 0.0408 1.84 0.0510 2.30 +0.46 石膏 198.00 0.400 7.92 0.0421 8.34 +0.42 烘干煤 90.00 0.0070 0.63 0.0089 0.80 +0.17 助磨剂 12.00,元/㎏ 0.0000 0.00 0.3000,㎏ 3.60 +3.60 合计 - - 200.45 - 185.60 -14.85 从表三可以看出，采用助磨剂后的水泥的吨水泥制造成本可降低成本14.85元，按年产8万吨水泥计算，每年可降低成本118.8万元。而且增钙渣已超过30%，根据国家税务总局的相关文件，可享受免征增值税（110万元/年）和五年所得税（78.39万元/年）优惠政策。另外，由于熟料单耗降低，采购原料的流动资金贷款及利息（财务费用）也相应降低（32.11万元/年）。因此，采用助磨剂后每年可为此厂创效益340万元。 致谢：本文作者得到了洛阳万顺建材有限公司、陕西秦岭水泥股份有限公司、吉林化纤集团水泥厂等企业及各位导师的大力支持，在此特表感谢！ 参考文献： 1、 统计学原理教材 2、 水泥助磨剂 3、〖1〗赵东镐，等.增强渣和混合材与水泥比表面积的关系.水泥技术. 如何提高快硬高强硅酸盐水泥强度标号