水分是影響鋼鐵行業(yè)燒結(jié)過程的重要因素之一，它起著黏結(jié)、潤滑和導(dǎo)熱等重要作用?；旌狭蠠Y(jié)過程中，上層燒結(jié)料中的水分在升溫過程中蒸發(fā)成水蒸氣。隨著抽風(fēng)，水蒸氣開始在下層冷料表面冷凝形成過濕層，過濕層的透氣性很差，阻礙燃燒過程和傳熱過程。燒結(jié)總管溫度降低，負(fù)壓升高，燒結(jié)過程進(jìn)行緩慢，不僅影響燒結(jié)礦的質(zhì)量，還嚴(yán)重影響燒結(jié)生產(chǎn)效率。在保證燒結(jié)過程必需的水分的前提下努力實(shí)現(xiàn)低水分燒結(jié)；添加生石灰提高燒結(jié)料濕容性，在機(jī)頭料倉進(jìn)行蒸汽預(yù)熱混合料，把混合料料溫提高到露點(diǎn)以上，避免燒結(jié)過程中過濕層的出現(xiàn)。為了對(duì)燒結(jié)混合料水分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制，保證燒結(jié)礦的質(zhì)量，燒結(jié)過程中一般采用紅外線水分儀對(duì)混合料的物理水分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。為了更好地發(fā)揮水分儀的作用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水分儀的異常變動(dòng)，更好地服務(wù)于燒結(jié)生產(chǎn)，特制定燒結(jié)混合料水分關(guān)鍵測(cè)量過程控制方法。
二、測(cè)量過程簡介
本測(cè)量過程為連續(xù)檢測(cè)燒結(jié)混合料水分，并實(shí)時(shí)顯示。測(cè)量探頭位于燒結(jié)混合料皮帶輸送機(jī)物料上方，靠近連續(xù)輸送的混合料料面，對(duì)混合料的水分進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。過程的穩(wěn)定性和可靠性直接影響燒結(jié)礦生產(chǎn)后序工藝過程控制，最終影響燒結(jié)礦的質(zhì)量。測(cè)量過程主要由測(cè)量探頭、轉(zhuǎn)換顯示器、可編程控制器(PLC)顯示組成。測(cè)量過程控制流程如圖1所示。
<CTSM>圖1測(cè)量過程控制流程圖</CTSM>
三、測(cè)量過程控制要求和方法
1.測(cè)量過程控制要求
(1)紅外線水分儀等測(cè)量設(shè)備應(yīng)按照安陽鋼鐵集團(tuán)公司JJFA28-2007《紅外水分儀校準(zhǔn)方法》進(jìn)行周檢，并與測(cè)量過程預(yù)期的計(jì)量要求進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，具有有效的確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。
(2)有關(guān)測(cè)量軟件應(yīng)按照規(guī)定要求進(jìn)行必要的測(cè)試和確認(rèn)。
(3)功能正常，未發(fā)生誤操作、損壞等故障。
(4)應(yīng)按照有效的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序進(jìn)行核查測(cè)量。
(5)測(cè)量人員要熟悉計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)，能夠正確記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，具備應(yīng)有的操作技能，并取得上崗證，實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，能夠嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量程序?qū)嵤y(cè)量數(shù)據(jù)采集。測(cè)量過程控制人員應(yīng)通過相關(guān)培訓(xùn)，掌握測(cè)量不確定度評(píng)定方法，能夠正確分析、判定測(cè)量過程的有效性和穩(wěn)定性。記錄人員應(yīng)掌握計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)，能正確讀數(shù)和記錄測(cè)量結(jié)果并確認(rèn)簽字。實(shí)施過程控制的操作人員，應(yīng)經(jīng)過專門培訓(xùn)，掌握計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)，具備較熟練應(yīng)用控制圖等過程統(tǒng)計(jì)技術(shù)的能力。
2.測(cè)量過程的有效性確認(rèn)和驗(yàn)證
(1)測(cè)量過程的計(jì)量要求
根據(jù)工藝要求，燒結(jié)機(jī)一次混合料水分測(cè)量范圍a為5.5%～7.50%，具體a值由生產(chǎn)工藝要求提供，其最大允許波動(dòng)范圍為±0.30%。根據(jù)工藝要求確定其分辨力需達(dá)到0.1%。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況和需配備設(shè)備的技術(shù)要求，環(huán)境條件設(shè)定為0～40℃，濕度<80%RH。
(2)測(cè)量過程核查方法及標(biāo)準(zhǔn)
混合料水分核查采用實(shí)驗(yàn)室烘干法，并采用電子天平稱量。電子天平型號(hào)為TE2101-L，測(cè)量范圍為2100g，分辨力為0.1g。
(3)紅外線水分儀的計(jì)量要求
紅外線水分儀型號(hào)為MM710，測(cè)量范圍為0～20%，準(zhǔn)確度等級(jí)為±0.1%；分辨力為0.01%。
(4)測(cè)量過程的評(píng)定和確認(rèn)
按照《測(cè)量不確定度管理程序》規(guī)定的方法由測(cè)量過程控制人員連續(xù)6個(gè)月提取共計(jì)6組樣本，每組5個(gè)混合料水分測(cè)量數(shù)據(jù)及相應(yīng)樣品的實(shí)驗(yàn)室核查數(shù)據(jù)，形成測(cè)量過程控制評(píng)定數(shù)據(jù)記錄。每組對(duì)測(cè)量過程測(cè)量結(jié)果不確定度進(jìn)行評(píng)定，形成評(píng)定記錄(見表1)。
<CTSM>表1不確定度評(píng)定記錄</CTSM>
能力指數(shù)Cp=T/6S(t)=0.6/(6×0.04)=2.5
能力指數(shù)Cp>1.33，該過程能力充分、過程穩(wěn)定。
3.測(cè)量過程控制的具體操作方法
(1)水分儀顯示數(shù)據(jù)的采集
實(shí)時(shí)水分儀的采集由采集人員在現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表讀取，每讀取一個(gè)數(shù)值，記錄下來，并下令樣品取樣人員采集一次樣品。每個(gè)關(guān)鍵過程控制采集5組樣品，記錄5組水分儀顯示數(shù)值。
(2)核查數(shù)據(jù)的獲取
取樣人員把取好的5個(gè)混合料樣品裝入取樣袋，封口，帶到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行制樣。每個(gè)樣品稱取兩個(gè)小樣，每個(gè)小樣200g，共計(jì)10個(gè)小樣。樣品放入烘箱烘烤2h。取出，用電子天平進(jìn)行稱量并記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算出核查數(shù)據(jù)。
(3)混合料水分關(guān)鍵測(cè)量過程原始記錄(見表2)
<CTSM>表2關(guān)鍵測(cè)量過程原始記錄</CTSM>
單個(gè)雙樣誤差不超過0.1%，單個(gè)絕對(duì)誤差不超過0.3%。顯示值平均值與核查數(shù)據(jù)平均值的絕對(duì)誤差不超過0.3%。
4.測(cè)量過程監(jiān)視情況及測(cè)量過程控制能力評(píng)定
(1)測(cè)量過程的控制能力評(píng)定
利用控制圖方法分析判定本測(cè)量過程是否處于系統(tǒng)控制狀態(tài)即穩(wěn)態(tài)，通過獲取的5個(gè)過程測(cè)量結(jié)果樣本，繪制控制圖，如圖2所示。本次過程控制根據(jù)生產(chǎn)工藝提供的a值為6.5%，如果數(shù)據(jù)控制在(6.5±0.3)%內(nèi)，就說明處于穩(wěn)定狀態(tài)，否則應(yīng)分析原因，并進(jìn)行整改。
<CTSM>圖2燒結(jié)混合料水分控制圖</CTSM>
(2)測(cè)量過程監(jiān)視
當(dāng)過程處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)入過程監(jiān)視和控制階段，采用控制圖方法對(duì)過程進(jìn)行監(jiān)視和控制，方法步驟如下:
①根據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)工藝確定a=6.5%，利用Excel作出測(cè)量過程監(jiān)視分析控制表的控制圖。
②通過控制圖及時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)量過程的失控，并分析查找原因進(jìn)行整改。過程整改后應(yīng)對(duì)過程進(jìn)行重新確認(rèn)。
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