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矿渣微粉生产线工艺流程1. 矿渣微粉生产线概述矿渣微粉是一种由矿渣经过粉碎、磨细处理后得到的细粉料，具有较高的活性和潜在水化能力。
矿渣微粉广泛应用于水泥制造、混凝土配制、建筑材料等领域。
矿渣微粉生产线是将矿渣原料经过一系列工艺步骤加工，最终得到符合要求的矿渣微粉产品的生产线。
2. 矿渣微粉生产线工艺流程步骤2.1 矿渣原料处理矿渣原料包括炉渣、高炉渣、煤渣等，首先需要对原料进行处理。
原料处理主要包括破碎和筛分。
原料经过破碎设备破碎成符合要求的颗粒大小，然后通过筛分设备筛分出符合要求的颗粒级别。
2.2 矿渣原料烘干矿渣原料在一定的湿度条件下进行烘干处理。
烘干设备可以是烘筒、烘箱等，通过热风或者直接接触加热的方式，将矿渣原料中的水分蒸发掉，使原料达到一定的干燥度。
2.3 矿渣原料磨细矿渣原料经过烘干处理后，需要进行磨细，以提高矿渣微粉的细度。
磨细设备可以是立式磨、球磨机等，通过磨矿机的研磨作用，将矿渣原料磨细成细度符合要求的矿渣微粉。
2.4 矿渣微粉分级矿渣微粉需要经过分级处理，以控制粉体颗粒的大小和分布。
分级设备可以是风力筛、振动筛等，通过筛分和分级的方式，将磨细后的矿渣微粉按照不同的颗粒级别进行分离。
2.5 矿渣微粉加工矿渣微粉经过分级处理后，可以根据需要进行进一步的加工。
加工方式包括表面处理、改性处理等。
表面处理可以通过喷涂、包覆等方式改变矿渣微粉的表面性质。
改性处理可以通过添加适量的添加剂，改变矿渣微粉的性能。
2.6 矿渣微粉贮存和包装矿渣微粉经过加工处理后，需要进行贮存和包装。
贮存设备可以是储罐、仓储设备等，将矿渣微粉储存起来，以备后续使用。
包装设备可以是自动包装机、手动包装机等，将矿渣微粉按照一定的包装规格进行包装，以便于运输和销售。
2.7 矿渣微粉成品检测矿渣微粉生产线的最后一个步骤是对成品进行检测。
检测项目包括颗粒大小、比表面积、水化活性等。
通过检测，确保矿渣微粉的质量符合要求。
3. 矿渣微粉生产线工艺流程示意图graph TDA[矿渣原料处理] --> B[矿渣原料烘干]B --> C[矿渣原料磨细]C --> D[矿渣微粉分级]D --> E[矿渣微粉加工]E --> F[矿渣微粉贮存和包装]F --> G[矿渣微粉成品检测]4. 矿渣微粉生产线工艺流程总结矿渣微粉生产线工艺流程包括矿渣原料处理、矿渣原料烘干、矿渣原料磨细、矿渣微粉分级、矿渣微粉加工、矿渣微粉贮存和包装、矿渣微粉成品检测等步骤。
水泥生产 Cement production2矿渣微粉的应用及其生产工艺张惠平(合肥水泥研究设计院 安徽 合肥 230051)中图分类号：TQ172 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2017）04-0002-01摘要 细磨矿渣概念，不同于颗粒较粗的矿渣混合材，它是将超细矿渣微粉作为混凝土的掺合料直接使用或参入水泥中作为复合水泥的混合材。
由于超细矿渣微粉的细度很高，其活性在碱性条件下得到充分激发，使混凝土和水泥的多项性能得到了极大的提高和改善。
关键词：矿渣微粉；矿渣微粉掺量；矿渣微粉生产工艺1.矿渣微粉对水泥及混泥土性能的影响1.1矿渣微粉对水泥性能的影响掺入矿渣微粉与不掺矿渣微粉的水泥的性能对比试验结果 表1 比表面积（m2/kg） 抗折强度（MPa）抗压强度（MPa）编号 水泥 矿渣 混合后 0.08mm筛余（%）3d 7d 28d 3d7d28d 备注1 452 - 452 2.3 4.8 6.4 8.4 23.5 35.0 49.8纯水泥2 458 939 598 3.3 7.3 8.9 11.0 44.3 61.8 82.3掺32%矿渣3 431 501 459 4.1 6.3 8.7 10.5 31.0 49.5 69.6掺32%矿渣4 373 486 456 2.3 5.2 8.3 10.8 24.4 43.1 36.1掺39%矿渣5 399 379 383 2.5 3.0 7.1 10.7 14.8 33.7 56.8掺55%矿渣6 399 379 397 2.7 2.8 7.5 11.5 12.2 31.8 51.5掺60%矿渣73483483.16.57.38.6 34.1 44.263.7纯熟料在水泥中掺入矿渣微粉与不掺矿渣微粉的水泥的性能对比试验结果如下： 从表1中可看到2#、3#两个编号的水泥样中，在矿渣掺量较大的情况下，水泥标号已分别达到72.5R 型硅酸盐水泥及62.5型普通水泥强度指标。
矿渣微粉工艺流程矿渣微粉工艺流程是将矿渣破碎、磨细成微粉的制备过程。
下面将介绍一种常用的矿渣微粉工艺流程。
第一步，矿渣处理。
首先，将生产中产生的矿渣通过铲车或输送带装载到料仓中，保证有足够的原料储备。
然后，将矿渣送入颚式破碎机进行初步破碎，将大块的矿渣破碎成小块矿渣。
接着，将初步破碎后的矿渣经过皮带输送机或振动给料机输送到颚式破碎机进行二次破碎，使矿渣更加细碎。
最后，通过震动筛筛选，筛除矿渣中的杂物，得到粒径适中的矿渣。
第二步，磨矿渣成微粉。
首先，将矿渣送入矿渣磨粉机，磨粉机的主要作用是将矿渣磨碎成微粉。
在矿渣磨粉机中，通过磨盘不断旋转和压碾的作用，使矿渣逐渐磨碎，最终得到所需的矿渣微粉。
磨矿渣的过程中，可以根据需要添加一定比例的辅助磨剂，以提高磨粉效果和产量。
第三步，微粉分级。
将磨好的矿渣微粉送入微粉分级器进行分级。
微粉分级器通过分离出不同粒径的微粉，达到所需粒径的矿渣微粉。
大粒径的矿渣微粉经过回磨机进行再磨细，然后重新送入微粉分级器进行分级，直到得到满足要求的微粉。
第四步，微粉输送及成品包装。
将分级好的矿渣微粉通过气力输送或螺旋输送机将其输送到成品仓，并通过振动筛筛选去除可能残留在微粉中的杂质。
最后，将纯净的矿渣微粉经过包装机进行包装，可以根据需要选择不同的包装形式，如编织袋、纸袋或灌在散装车中，以便储存和运输。
总结起来，矿渣微粉的工艺流程包括矿渣处理、磨矿渣成微粉、微粉分级以及微粉输送及成品包装。
通过以上工艺流程的连续操作，可以达到将矿渣破碎、磨细成微粉的目的，为矿渣资源的综合利用提供了有效的技术支持。
此外，对于不同类型的矿渣，可能需根据具体情况进行工艺流程的调整和优化，以达到更好的微粉制备效果。
矿渣微粉生产系统生产工艺流程
1.矿渣破碎：
首先，将原始矿渣通过矿渣破碎设备进行破碎，以将较大的矿渣块粉碎成较小的颗粒。
常用的破碎设备有颚式破碎机，锤式破碎机等。
2.磨矿：
将破碎后的矿渣送入磨矿设备进行进一步磨矿。
常用的磨矿设备有球磨机、垂直磨煤机等。
磨矿的目的是进一步细化矿渣颗粒，提高其活性。
3.干燥：
磨矿后的湿矿渣含有一定的水分，需要进行干燥处理。
将湿矿渣送入干燥设备，通过热风的流动使其脱水脱湿。
常用的干燥设备有回转式干燥机、管式干燥机等。
4.分级：
干燥后的矿渣需要进行分级处理，以获得不同粒度的微粉产品。
分级可以通过气力分级或者机械筛分实现。
一般情况下，较粗的矿渣颗粒通过机械筛分筛出，较细的颗粒则通过气力分级获得。
5.包装：
最后，经过分级后的矿渣微粉被收集并送入包装设备进行包装。
常用的包装设备有自动包装机、半自动包装机等。
包装的方式可以根据需要选择袋装、散装等形式。
除了以上基本的工序，还有一些辅助环节对生产工艺流程也有影响，如矿渣的贮存与搬运、生产水平的监测与控制等。
一般而言，矿渣微粉生产系统需要根据具体的生产规模和工艺要求进行选择和配置。
同时，还需要进行工艺参数的调优和设备的运行管理，以确保生产出符合要求的高品质矿渣微粉产品。
矿渣微粉生产工艺流程矿渣微粉是一种由矿渣经过特殊的工艺加工而成的细粉状材料，具有良好的水化性能和活性。
下面介绍矿渣微粉的生产工艺流程。
矿渣微粉的生产工艺主要包括矿渣的研磨、分级、激光粒度分析和干燥等几个关键步骤。
首先是矿渣的研磨。
矿渣经过初加工后送入研磨机进行磨矿，矿渣与研磨介质一起在研磨机内摩擦碰撞，使矿渣颗粒逐渐细化，直到达到所需粒度。
这一步骤的目的是将未经处理的矿渣研磨成微粉状，为后续工序做好准备。
接下来是分级。
经过研磨后的矿渣进入分类器，通过风力的作用将不同粒度的矿渣分离出来。
这一步骤的目的是将磨矿后得到的颗粒进行粒度分级，分别得到符合要求的不同粒度的矿渣微粉。
然后是激光粒度分析。
将分散在气体中的矿渣微粉通过激光束的照射，通过光散射原理获取矿渣粉末的粒径分布信息。
这一步骤的目的是对粉状产品的粒度进行精确的分析，确保产品的质量和规格。
最后是干燥。
分级后的矿渣微粉经过干燥设备的处理，将其水分含量降至一定水平。
这一步骤的目的是去除矿渣微粉中的水分，提高产品的稳定性和流动性。
在整个生产工艺流程中，需要注意一些关键控制指标。
首先是矿渣的成分和质量，不同的矿渣成分和质量差异较大，会对最终的产品质量产生较大的影响。
其次是研磨过程中的磨矿时间和介质的选择，这会直接影响到矿渣微粉的粒度分布和颗粒细度。
还有就是干燥过程中的温度和时间的控制，过高的温度和过长的时间会对产品的质量产生不利影响。
综上所述，矿渣微粉的生产工艺流程包括矿渣的研磨、分级、激光粒度分析和干燥等几个关键步骤。
通过合理的控制和调节，可以获得符合要求的矿渣微粉产品。
矿渣微粉生产系统生产工艺流程拟建项目拟建设三条工艺流程、设备型号相同的矿渣微粉生产线，下面以其中一条为例进行介绍。
1）矿渣储存拟建项目原材料矿渣由带式输送机运输进原料堆场储存。
2）上料工序矿渣经铲车铲运卸至地下受料斗，经带式输送机送到立式磨顶部，经锁风翻板阀喂入立磨内进行粉磨。
3）粉磨及选粉工序喂入磨机的矿渣被磨辊在旋转的磨盘上挤压，并被粉碎，粉磨后的细物料被热风带进位于立磨上部的高效选粉机中分选；成品由袋收尘器收下，经空气输送斜槽、提升机等输送设备送入矿渣微粉库；粗粉落在磨盘上再次粉磨。
为了节能，减小系统工作的风量和阻力，采用带外循环的系统，一部分粗粉排出立磨后，经皮带输送机、提升机、除铁器等设备送回立磨内再粉磨。
在返料皮带机前设磁选机，当遇到大块金属时，选出并外排。
立磨产生的粉尘经滤筒式除尘器净化后，由排气筒排放，外排废气含尘浓度≤10mg/Nm3。
岗位操作内容：主要包括铲车司机、上料工、粉磨工、中控操作工四个工种。
铲车司机在原料堆场铲料，向受料斗卸料，每班作业时间为6h，其余时间在车间办公室内休息，接触到的职业病危害因素为其他粉尘、噪声。
上料工负责生产线皮带运行和设备巡检工作，每班巡视路线：受料斗→带式输送机→链板锁风口→立磨机上料口，每班巡检4次，每次巡检1.5h，其余时间在车间办公室内休息，接触到的职业病危害因素为其他粉尘、噪声。
粉磨工负责皮带运行、莱歇立磨机、选粉机等设备巡检工作，莱歇立磨→选粉机→袋式收尘器→成品料仓→返渣带式输送机→磁选机，每班巡检4次，每次巡检1.5h；其余时间在车间办公室内休息，接触到的职业病危害因素为其他粉尘、噪声。
中控操作工负责监控各环节设备运行数据，保证生产正产运行，每班作业时间为8h。
该工序主要存在的职业病危害因素为其他粉尘、噪声。
矿渣微粉生产系统工艺流程见图2-5。
图2-5 矿渣微粉生产工艺流程图c. 矿渣微粉储存与发运合格的矿渣微粉经空气输送斜槽、提升机送入4座φ15m的矿渣微粉库内储存。
矿渣微粉生产线工艺流程矿渣微粉是一种利用矿渣进行加工处理而得到的粉状物质，具有广泛的应用价值。
为了生产高质量的矿渣微粉，需要进行一系列的工艺流程。
本文将详细介绍矿渣微粉生产线的工艺流程。
原料的准备是矿渣微粉生产线的第一步。
矿渣是指在冶金、炼钢、炼铁等过程中产生的废弃物，包含有大量的未被利用的有用成分。
在生产线的开始，需要对矿渣进行初步处理，去除其中的杂质和不可利用的成分。
通过破碎、筛分等工艺，将矿渣处理成适合后续加工的颗粒状物料。
接下来是矿渣的磨制。
经过初步处理的矿渣颗粒需要被磨制成微粉状。
磨制是矿渣微粉生产线中的关键工艺环节，其目的是将矿渣颗粒细化，增加比表面积，提高活性。
常见的磨制设备有球磨机、立式磨等。
通过磨制，矿渣颗粒逐渐变得更加细小，最终得到所需的微粉。
随后是矿渣微粉的分级。
磨制后得到的矿渣微粉并不是均匀的粒径分布，需要经过分级处理。
分级的目的是将微粉按照粒径大小进行分类，得到不同粒径范围内的微粉产品。
常见的分级设备有气流分级机、离心分级机等。
通过分级，可以得到符合规定粒径要求的矿渣微粉产品。
再后是矿渣微粉的干燥。
由于磨制和分级过程中会产生一定的水分，需要对矿渣微粉进行干燥处理。
干燥可以去除微粉中的水分，提高其储存稳定性和流动性。
常用的干燥设备有流化床干燥机、回转干燥机等。
通过干燥，可以获得水分含量符合要求的矿渣微粉产品。
最后是矿渣微粉的包装和储存。
经过前述工艺流程，矿渣微粉已经得到了理想的产品形态。
为了方便运输和使用，需要对矿渣微粉进行包装。
常见的包装方式有袋装、散装等。
同时，还需要对包装好的矿渣微粉进行储存，避免其受潮、结块等问题。
矿渣微粉生产线的工艺流程包括原料准备、磨制、分级、干燥、包装和储存等环节。
每个环节都起着关键的作用，相互之间紧密衔接，共同完成矿渣微粉的生产过程。
通过合理的工艺流程设计和优化，可以生产出高质量的矿渣微粉产品，实现矿渣的资源化利用，为工业生产和环境保护做出贡献。
矿渣微粉生产工艺流程
《矿渣微粉生产工艺流程》
矿渣微粉是一种常见的建筑材料，广泛应用于混凝土、水泥、砂浆等领域。
它具有高强度、耐久性好、抗渗透性强等优点，因此备受市场欢迎。
在生产矿渣微粉的过程中，工艺流程显得尤为重要，下面就介绍一下矿渣微粉的生产工艺流程。
首先是原材料的选取。
一般而言，矿渣微粉的原料主要由矿渣和粉磨剂组成。
矿渣是从炼铁炉中产生的一种矿物质，主要成分是氧化铁和氧化钙等，具有玻璃质和结晶质两种状态。
粉磨剂则是为了提高矿渣的粉磨效率和产量，一般添加少量的石膏、石灰石等。
在这一步骤中，需要做好原料的质量检测和配比调整。
接下来是矿渣微粉的磨矿工艺。
矿渣经过粉碎机等设备的粉碎和磨磨后，成为微粉状物料。
这一步骤需要注重设备的选择和调整参数，以确保微粉的质量和生产效率。
最后是微粉的分选和包装。
微粉磨好后，需要通过筛选机等设备进行分选，达到粒度和成分的要求。
然后通过包装机进行包装，以便运输和销售。
总的来说，矿渣微粉的生产工艺流程包括原材料的选取、磨矿工艺和微粉的分选和包装。
通过科学合理的工艺流程，可以生产出优质的矿渣微粉，满足市场的需求。
第57卷第5期 2017年9月大连理工大学学报J o u r n a l o f D a l i a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g yVol. 57, No. 5Sept. 2 0 17文章编号：10008608(2017)05-0517-07矿渣微粉生产过程全流程优化李晓理^，王子洋2，王康2(1.北京工业大学信息学部，北京100124;2.北京科技大学自动化学院，北京100083 )摘要：简述了矿渣微粉生产整体流程，研究了以最大化经济效益为目的的全流程优化问题.通过协调生产管理、运行优化、过程控制等部门的工作，结合立磨粉磨过程的工艺特点，提出 了针对矿渣微粉生产过程的全流程优化整体解决方案.基于某微粉厂提供的大量数据，分析挖掘出矿渣微粉生产过程中影响经济效益的生产指标，以及在生产过程中影响这些生产指标的控制指标.将运行优化分为两层，并给出数学描述，为矿渣微粉生产过程全流程优化的深入研究奠定基础.关键词：矿渣微粉；全流程优化；数据驱动中图分类号：T P273文献标识码：A d o i：10. 7511/d llg x b2017050120 引言矿渣微粉全称为粒化高炉矿渣粉，是由钢铁厂冶炼生铁时产生的废渣经干燥磨粉而成.矿渣微粉可以以 2 0%〜7 0%的比例替代水泥，以矿物掺合料的形式配制混凝土，大大提高了水泥混凝土力学性能[1—2].随着我国钢铁量的不断跃升，生产过程中产生的矿渣废渣也不断增加.矿渣不仅占用大量土地，对环境造成重大污染，而且运输成本高，为钢铁生产企业增加了巨大的经济负担.据统计，我国每年产生2X108t左右的矿渣[]，在如此高的产量下，能够高效处理矿渣使其变废为宝的矿渣粉磨技术成为一项重要研究课题.从20世纪80年代至今，我国引进立磨生产线，并不断对生产线进行提升和改造，矿渣粉磨技术得到了很大提升[].矿渣粉磨是一个高耗能、不稳定的生产过程. 目前，对矿渣微粉生产的研究多数着眼于提高产品的质量，对成本、能耗、经济效益等问题没有深人探讨.因此，如何采取有效的方式，在保证产品质量的同时降低生产成本，减小能耗，提高企业经济效益已经成为矿渣微粉产业亟待研究的问题.矿渣微粉生产线是由多个控制系统共同控制的，其中每一个子控制系统都是一个闭环反馈控制系统.闭环反馈控制系统主要通过调节控制器形式或控制器参数，使被控变量逼近系统输人设定值[5]，因此，控制系统的理想运行状态就是被控变量与设定值保持一致.然而，设定值是由技术人员凭借理论知识和工作经验直观给出的，没有经过严格的客观推理计算，主观性强，精确度低.即使控制达到了理想状态，也只能保证被控系统运行在技术人员的主观决策之下，无法保证技术人员的决策能够使生产效率达到最大、经济效益达到最大.因此，对生产过程各控制系统的输人设定值的决策就变得至关重要，优化算法是解决该问题的有效途径之一[].然而，在复杂的工业生产中，生产过程存在着物流分配、能量平衡、指标耦合等一系列的问题.所以，不能局限于将生产设备作为优化对象，而是要将整条生产线，从原料的成本到最终产品的销售以及中间的每一个过程和指标都考虑到优化问题中来，实现工业过程运行优化控制[78],达到全流程优化的目的.复杂系统的全流程优化是工业生产中的重要命题，是众多工业生产制造领域以及高校研究收稿日期：2016-12-06; 修回日期：2017-07-19.基金项目：国家自然科学基金资助项目（ 61473034 , 61673053 )高等学校博士学科点专项科研基金（博导类）资助项目(20130006110008);北京市科技新星计划交叉学科合作项目（Z161100004916041).作者简介：李晓理* (1971-)，男，教授，博士生导师，E-m ail: lix ia o lib;ju t@b u t. edu. c n;王子洋（1993-)，男，硕士生；王康（1989-)，男，博士生.518大连理工大学学报第57卷所的重点研究方向.全流程优化能够极大地提高生产效率，降低成本能耗，增大企业的经济效益[].随着矿渣粉磨工艺的进步，对矿渣微粉生产自动化水平的要求也日益提高.目前，自动化控制技术在绝大多数的微粉厂的应用仍是针对局部的，在生产的全流程优化上应用匮乏，限制了企业的经济效益提升.全流程优化不能单独追求某一个指标的优化，需要一个整体生产稳定运行、能耗低而利润大的综合评价指标[0].分析矿渣微粉生产过程的工艺流程，考虑实际生产设备存在的物理约束，对最终产品的质量、产量、成本、能耗等生产指标建立综合工艺指标模型，进行综合优化设计，保证在成本低、能耗小、安全生产的条件下获得质量优良的产品，进而获得较高的经济效益是本文研究的主要问题[11〜].目前，国内外专家学者对矿渣微粉生产过程已经开展了深入研究：郁士忠等研究了矿渣微粉质量优化的问题[3] ;C h a i等研究了复杂工业的过程优化问题[];Y o u n g阐述了石油精炼过程的控制和实时优化[];S k o g e s t a d研究了化工厂的全流程控制问题[2];王孝红等采用专家系统和模糊控制设计了立磨优化控制方案[13];侯忠生等研究了数据驱动控制理论及方法[14].相较于现有研究，本文主要针对矿渣微粉生产过程的全流程优化进行研究：将经济效益作为优化的性能指标;基于现场的大量数据，建立经济效益、生产指标和控制指标的非线性关系，挖掘其内在本质与联系；将 矿渣微粉生产过程全流程优化分为两层优化，并建立数学描述，简化优化问题的计算量与复杂度，为实际应用奠定基础.1 矿渣微粉生产工艺综述1.工艺流程简述矿渣粉磨系统主要由料仓、皮带输送机、热风炉、立磨、选粉机、成品库等组成[15〜].料仓中的矿渣经过皮带输送机运送至喂料装置，再由喂料装置将矿渣喂入立磨中进行研磨.立磨顶端安装选粉机，选粉机将比表面积达到标准的矿渣微粉筛选出来，并将成品运送至成品库中. 综上可见，矿渣微粉生产过程中，立磨和选粉机是最重要、最核心的生产设备.下面对立磨和选粉机进行进一步的研究.立磨是应用料床粉磨原理粉磨物料，应用热风烘干物料和传送物料的机械设备[7].对立磨的工作原理描述如下：皮带输送机从喂料口将矿渣喂入立磨内部的磨盘中央，磨盘上方放置有可以随磨盘转动的磨辊.电机启动带动磨盘转动，使得磨盘与磨辊产生相对运动，粉磨矿渣，同时，磨盘的转动使得矿渣粉粒受到离心力的作用向外移动直到离开磨盘.磨盘下方有热风炉提供的向上热气流，当矿渣粉粒离开磨盘，就会受到热气流的作用而上升，进入选粉机.选粉机具有笼型叶片结构，笼型叶片结构旋转产生旋转气流，带动矿渣粉粒旋转.通过合理控制选粉机的转速，利用离心力的作用，将不符合规格的比表面积较小的矿渣粉粒甩到选粉机壁上，落入分离器，同入料一起重新粉磨.符合规格的比表面积较大的矿渣粉粒直接随气流进入成品库，图1所示为矿渣粉磨工艺流程图.1.2工艺流程分析矿渣微粉生产过程由多个闭环反馈控制系统组成，涉及的控制量与被控制量很多，各控制量之间与各被控制量之间耦合性强，没有明确直接的控制关系.通过对山东某矿渣微粉生产基地进行实地考察研究，与大量现场技术人员、调度人员、工程师进行交流探讨，结合生产现场采集到的大量数据，并根据对工艺流程的深入理论研究，总结出微粉生产过程中的主要控制量与被控制量：喂料量、选粉机转速、入磨气流温度为主要控制量；微粉的比表面积、磨内压差、料层厚度为主要被控制量. 图2所示为某矿渣微粉生产基地的工艺流程图.矿渣微粉的比表面积一般为400〜500m2/k g，按照客户需求，比表面积越大，质量越高，价格越高.比表面积主要通过改变选粉机转速进行调节.料层厚度是立磨稳定运行的重要因素，主要通过改变喂料量进行调节，料层厚度需要控制在10 〜30m m.第5期李晓理等：矿渣微粉生产过程全流程优化519图 2矿渣粉磨工艺流程F ig. 2P rocess o f slag p o w d e r p ro d u c tio n磨内压差直接体现立磨负荷的大小，压差大 容易产生堵料故障，压差小容易产生剧烈振动，主 要通过改变料层厚度和热风温度进行调节，磨内 压差需要控制在 3 000〜 4 000 P a.通过对上述矿渣微粉生产工艺的研究发现， 目前在实际生产中，比表面积、料层厚度、磨内压 差等被控制量的控制已经能够满足生产需要，但 是被控制量的设定值选定上还没有严格的理论指 导，技术人员主要通过经验的累积和少量理论知识的融合给出设定值.全流程优化的核心就是通 过科学的计算和经验的整合，推理出合理的被控 制量设定值，保证生产的正常运行、人员与设备的 安全及产品的质量，减小成本和能源的消耗，使企 业的经济效益最大化.2 矿渣微粉生产全流程优化如图3所示，将矿渣微粉的全流程优化过程分 为3个部分:生产管理、过程运行优化和控制系统.—入磨冷风调节阀h yn计划调度图3矿渣微粉生产过程全流程优化F ig. 3P la n t-w id e o p tim iz a tio n fo r slag g r in d in gprocesses520大连理工大学学报第57卷生产管理:根据客户需求，经营决策部门设定生产任务递交计划调度部门，计划调度部门依据设备生产能力、技术人员等多方面因素制订生产计划.生产管理涉及经济管理学、冶金学等多领域知识，本文不再赘述.过程运行优化：在保证完成生产计划任务的基础上，提高产品的质量，减少成本、能源的消耗，减少生产设备的损耗，使经济效益最大化.根据生产管理制订的生产计划，运用优化算法，设定各控制子系统的最优设定值，供技术人员参考.本文主要对过程运行优化进行深入的分析研究.控制系统:根据上一章对工艺流程的分析，关注主要的3个控制系统一选粉机控制系统、矿渣喂料控制系统和热风炉控制系统.关于控制系统的研究已经比较成熟，本文将简述矿渣微粉生产过程控制系统的结构，不做深入探讨.2.过程运行优化经济效益是企业最终的追求目标，传统的工业生产制造企业在保证产品质量的同时尽可能地提高产量来提高经济效益.这固然是一种简单直接的方法，但是质量和产量是一个相互矛盾的命题：追求高的质量必然会降低产量，虽然产量降低，但是高质量的产品单价会升高，反之亦然.所以，如何生产使得质量和产量达到一个平衡时，能够使企业的经济效益达到最大成为亟待解决的问题.同时，能源消耗也是企业运作过程中考虑的重要指标之一-：一^方面，能源是有成本的，消耗量会直接影响到经济效益；另一方面，目前国家乃至世界都在提倡绿色工业，不能为追求经济效益而肆意消耗能源，排放污染物.过程运行优化是指寻找控制系统的最优设定值，使得生产过程在保证安全和产品质量的基础上，尽可能减小成本能耗，增大经济效益.将矿渣微粉生产过程看作一个整体，基于数据从宏观角度研究限制能源消耗、提高企业经济效益的途径. 在实际生产中，直接通过优化控制指标（如选粉机转速)得到最大化的经济效益是有难度的，因为直接影响经济效益的是生产指标（如微粉比表面积）而生产指标是难以直接由技术人员控制的，技术人员能够直接控制的是控制指标.所以，可以通过优化控制指标从而优化生产指标，继而得到期望的最大经济效益[8].经过生产现场的勘察，与管理层、工程师的讨论，总结出能够影响经济效益的生产指标主要有产品质量（比表面积）、生产效率（日产量）、成本支出与能源消耗.能够影响生产指标的控制指标主要有选粉机转速M、喂料量3^、入磨气流温度33如图4所示，本文将矿渣微粉生产过程的运行优化分为两层—生产指标优化和控制指标优化.分层运行优化减小了优化问题的计算复杂度，降低了约束条件的维度，减少了求解优化问题的时间，利于生产中的实际操作.现场数据图4分层运行优化F ig. 4 D iv id e d o p e ra tio n a l o p tim iz a tio n2.1.1生产指标优化生产指标优化是通过优化比表面积日产量Z2、成本Z3和能耗z4 4项指标，使得企业的经济效益达到最大.基于各指标现有的大量数据，建立数据驱动的数学模型，基于数据驱动方法建立经济效益与各生产指标之间的非线性关系/(•)，将经济效益作为目标函数J，即：m a x J = f i i，i2，i3i)(1)式（1)中的非线性关系与企业的运行设备、原料来源渠道、工人经验等因素有关.而企业运行设备、原料来源渠道长期不会发生大的变化，工人经验等也不会在短期发生大的变化，所以非线性关系/(•)是一个长效函数，反映的是一个企业的本质与运行状况.经营决策部门与计划调度部门等生产管理部门考虑客户要求、技术人员配置、设备生产能力和任务调度安排等多方面实际因素，决定产品质量、产品产量、成本支出和能源消耗各自的范围：ik 6[k m m，im a x]; k = 1，2，3，4 (2)由于微粉生产过程是一个强耦合的系统，生产指标之间也有着一定的非线性关系.建立数据驱动的数学模型，基于数据驱动方法建立生产指标之间的非线性关系心.,（•）即：i k = g k,j (j); k，j = 1，2，3，4，k^j(3)综上，生产指标优化数学模型描述为m a x J = /(i i2i3i4)s. t.i k = g k，，(i j); k，j = 1，2，3，4，kik 6[km im，im a x];k1，2，3，4生产现场控制系统生产管理第5期李晓理等：矿渣微粉生产过程全流程优化5212. 12控制指标优化在实际生产中，现场技术人员无法直接控制生产指标^(产品质量、产品产 量、成本、能耗等），而是通过改变控制指标从而调 节生产指标.由前文知主要控制指标有选粉机转 速喂料量入磨气流温度33以生产指标与最优值之间的距离为目标函数，根据控制指标与 生产指标之间的关系、各项指标自身的限制以及 生产现场的工况限制，建立等式约束、不等式约 束，完成控制指标优化，使目标函数达到最小.通 过优化控制指标，使生产指标逼近生产指标优化 得到的最优解，从而使经济效益，即式（1)达到最 大，下面对控制指标优化进行详细论述.首先，希望生产指标的计算值逼近生产指标 优化的最优解，即使得二者距离最短，故控制指标 优化的目标函数为4m i n Q =2a k I i k -i *\⑷k=1式中：a k 是比表面积z i 、日产量I、成本I和能耗I 4项生产指标的加权系数，表示在实际生产中，控制指标优化层会根据调度安排、即时需求、设备 状况等区别对待每一项生产指标，对于即时比较 重要的生产指标，赋予较大的权值，对于即时不重 要甚至可以忽略的生产指标赋予较小的权值，以 此来达到随时调整生产计划的功能.基于数据驱 动的方法建立生产指标和控制指标之间的非线性 关系4( •)，即:I =l (3i 32，33) ; k = 1，2，3，4(5)3w3mmin ，3nmax」;n1，2，3同时，在实际生产过程中需满足安全生产、稳定生产的要求，对各工况指标也有严格的限制，主 要的工况指标有料层厚度九和磨内压差九.而图6控制指标优化F ig. 6O p tim iz a tio n o f c o n tro l indice s2.2控制系统由前文知，矿渣微粉生产过程3个主要的子控制系统分别是选粉机控制系统、矿渣喂料控制 系统和热风炉控制系统.其中，选粉机控制系统通 过转速控制器调节选粉机电机转速实现对选粉机 转速3i 的控制；矿渣喂料控制系统通过喂料控制 器调节皮带输送机转速实现对喂料量3的控制;热风炉控制系统通过风机控制器调节入磨冷风调 节阀开度实现对入磨气流温度33的控制.如图7 所示为矿渣微粉生产过程控制系统示意图.—~~转速控带"1^~~机电机| I 少1 _喂料控制器|~~^皮带输送机72> —~~风机控入磨冷风调节阀11凡>图7过程控制系统F ig. 7P rocess c o n tro l s yste m皮带输送机求解上述优化问题，可以得到生产指标最优 解I，也就是使得企业经济效益达到最大时的生产指标的最优值，如图5所示.图5生产指标优化F ig. 5O p tim iz a tio n o f p ro d u c tio n indice s选粉机电机4入磨冷风调节阀工况指标受到控制指标的影响，基于数据驱动方 法建立其非线性关系为K•)，即：pm =h m (y i ,32,33 )，(6)Pm 6L p m m m ，PmmaxJ ;m =1，2综上，控制指标优化的数学模型描述为4m i n Q=2 a k I — I Ik=1s. t. I k = l k(3；[，32，33) ;k = 1，2，3，4 Pm =h m (31 32，33) ; m = 1，23n3rnnin ，3nmax」，n1，2，3 Pm 6[P m m in ，Pmm a x ] ;m1，2求解上述优化问题，得到控制指标—选粉机转速（电机转速)31、喂料量（水渣进料）32、入磨 气流温度（入磨循环风阀开度）33的最优解，可以 直接用于指导实际生产过程控制系统设定值的选 定，如图6所示.h_\klfI数据驱动建模生产指标优化522大连理工大学学报第57卷3 全流程优化的工程应用依靠国家自然科学基金项目支持，在山东省济南鲁新新型建材股份有限公司3号矿渣微粉生产线进行实验研究.采集3号生产线的运行数据，每隔2m i n进行米样，数据包括水渣进料、电机转速、人磨气流温度、人磨循环风阀开度、比表面积、磨内压差等项目（见表1)1].由于直接采集的数据存在测量误差等因素，故需要对数据进行预处理.利用处理后的数据与工程师经验，获得控制指标优化的允许范围（见表2)1].表1鲁新建材3号矿渣微粉生产线生产运行数据T a b. 1 O p e ra tio n a l da ta o f L u x in M a te ria ls m ill lin e3编号水渣进料/(103kg • h-1)电机转速/(r • m in-1)人磨循环入磨气流温度/°C ^磨循/〇/风阀开度/%比表面积/(cm2g-1)磨内压差/P a185. 60125023065.13438. 5 2 760 284. 81116022969. 50426.3 2 813 384.77124023566. 17430.7 2 697 499. 63104924260. 59438.5 2 465 5100.42105024360. 53426.3 2 494 6101 20105124860. 62433.9 2 500表2控制指标允许变化范围T a b. 2 T o le ra n c e range o f c o n tro l indice s控制指标范围电机转速/( .m in-1)0〜1300水渣进料/(k g• h-1)0 — 160X103入磨循环风阀开度/%0~80入磨气流温度/C150〜300通过基于数据的递归神经网络（R N N)模型辨识方法对全流程优化过程进行辨识，通过自适应动态规划（A D P)优化算法进行优化计算[1].本文主要对矿渣微粉生产过程全流程优化的思想和整体解决方案进行介绍，其中每个部分的系统模型辨识和优化算法及其仿真在研究团队现有及未来其他成果中得以详细体现.4 结语本文对矿渣微粉的生产过程工艺流程进行了详细介绍，提出了矿渣微粉生产过程的全流程优化问题，并提出整体解决方案：矿渣微粉生产过程的全流程优化涉及生产过程的每一个环节，本文着重分析研究了如何在保证生产安全和产品质量、产量达标的情况下，增大生产线总体的生产效率和经济效益；对全流程优化的过程运行优化系统进行分析和研究，在传统过程控制系统前增加两层优化环节，利用优化算法，考虑经济效益等指标，为生产现场控制指标设定值的选定提供了科学的依据和指导性意见.未来，将对矿渣微粉过程全流程优化的模型辨识及优化算法进行深人研究.参考文献：[]王康，李晓理，贾超，等.基于自适应动态规划的矿渣微粉生产过程跟踪控制[].自动化学报，2016, 42(10)：1542-1551,W A N G K a n g, L I X i a o l i，J I A C h a o,e t a l.O p tim a ltra c k in g c o n tro l fo r slag g rin d in g process based ona d a p tive d y n a m ic p ro g ra m m in g[J ].A ctaA u to m a tic a S in ic a，2016，42 ( 10) ：1542-1551. 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T h e o p e r a t io n a l o p t i m i z a t i o n is d iv id e d i n t o t w o la y e r s w i t h m a t h e m a t ic a l d e s c r ip t io nf o l l o w e d，w h i c h la y s f o u n d a t i o n f o r t h e f u r t h e r s t u d ie s o f t h e p l a n--w i d e o p t i m i z a t i o n o f s lag p o w d e rp r o d u c t io n p r o c e s s.K e y w o r d s：s la g p o w d e r;p l a n-w i d e o p t i m i z a t i o n;d a t a-d r iv e n。
