自水泥發(fā)明生產(chǎn)100多年來，工業(yè)粉體的倉儲定量給卸料技術(shù)就一直困擾著整個后續(xù)工藝的穩(wěn)定性。原因在于粉體因外部條件(如料位、水份、細度、粘性、倉口錐度、倉頂進料等)的改變會處于流態(tài)固態(tài)或氣態(tài)的復(fù)雜狀況下， 卸放時在倉內(nèi)中心到邊壁的情況以及同垂直點從高到低呈現(xiàn)出明顯的從流態(tài)向固態(tài)的立體分布。特別在倉底出口處因錐形收口必然導(dǎo)致粉體收縮擠壓，當(dāng)粉體水份大且粘性較大時，極易在倉口附近形成拱架結(jié)圈，最終形成中心通孔式細長喇叭形漏斗堆料，其中間的料流也稱為漏斗流。此種等同于沙漏計時的瓶頸效應(yīng)就產(chǎn)生了限流性，而且喇叭瓶頸通道因處于中心半流態(tài)區(qū)，其邊壁處于不穩(wěn)定的弱支撐狀態(tài)，會因倉頂進料或上部下料的牽引沖擊而產(chǎn)生局部空洞垮脫，進而造成喇叭口徑的經(jīng)常隨機性改變，最終必然造成出料的限流性和波動性,對后續(xù)工藝的定量穩(wěn)定性需要種下了禍根。
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生產(chǎn)過程中當(dāng)大型粉料倉從滿倉放空中部料后，倉內(nèi)周邊將形成高聳的喇叭圈料堆，對下部生產(chǎn)較大的落差勢能壓力，越上方的圈壁越脆弱。當(dāng)中上方圈壁出現(xiàn)局部空洞化支撐脆弱后，在倉頂進料的擊發(fā)下空洞產(chǎn)生塌陷的粉料高速沖下，將更下部脆弱的支撐中圈壁擊潰為流態(tài)料，就會產(chǎn)生雪崩式連鎖垮塌，使整個高聳的喇叭圈料突然連料帶氣沖向倉底，形成瞬間的高流態(tài)高含氣高壓粉體，經(jīng)常造成倉口下接的給料設(shè)備如螺旋機出現(xiàn)嚴重的沖料自流情況。
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為解決上述問題，人們開發(fā)出庫內(nèi)庫外各種輔助卸料手段。空氣炮技術(shù)算是其中一種，但是該技術(shù)要求料位超過炮口位置不能太高時使用，否則反可能將料震得更鐵實緊固。所以其安裝位置與放炮時機的選擇合理時才有效，且只能維持少量的時間，屬典型的治標不治本方案。
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流量不大(<40t/ h左右)時，有人采用小倉(一般5-10噸)稱重定料位上料控制的辦法，由大庫先自然不定量卸料輸出經(jīng)提升入小倉，通過對小倉料位的控制使得小倉內(nèi)流態(tài)性較高且倉口壓力相對穩(wěn)定，再由普通螺旋機后加計量（螺旋稱或沖量計）定量給出粉料?？梢娪谀撤N立窯預(yù)加水工藝和某些立窯均化配兌工藝中。雖然圈饒大了點，有一定效果，但僅限于小流量情況。
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理論上，只有整體性卸料流才能滿足實際的生產(chǎn)需要，但上述事實告訴我們普通倉不可能實現(xiàn)之。顯然，在當(dāng)今日益發(fā)展的大型生產(chǎn)線的大流量的必然需求下，普通倉儲的漏斗流卸料根本不可能滿足實際工藝要求。
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不知何時，以德國人為首的外國工程技術(shù)人員發(fā)展出氣動卸料技術(shù)。采取庫內(nèi)特殊結(jié)構(gòu)下的全充氣流態(tài)化卸料方法，通過多管道引入庫底吹入高壓空氣，將倉底粉料氣化為粉氣混合體；并配套層疊中心發(fā)射狀多管空氣輸送斜槽，將氣化的粉料匯集到出口；再用復(fù)雜的特制流量閘閥通過控制開度卸放而出，此技術(shù)終于能解決放不出料的大問題。我國不少廠商開始仿造改進并以較低的成本價格大力推廣之，目前在新型旋窯生產(chǎn)線大型粉磨站及部分立窯等方面獲得不少應(yīng)用，號稱為最先進的卸料技術(shù)。但明顯的總體技術(shù)復(fù)雜，投資偏高，特別因?qū)ζ湫冻龅臍夤虄上嗟姆垠w無法直接準確測量，加上調(diào)節(jié)閘閥的開度與流量的對應(yīng)線性和重復(fù)性都極差，對定量控制存在嚴重影響，因此在中小規(guī)模的水泥企業(yè)難免敬而遠之。
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我們認為, 氣動輸送技術(shù)僅適用于全開全關(guān)式卸放料的場合，如氣力罐裝車、裝船或遠距離裝庫等，而且只需庫外采用風(fēng)送斜槽，空氣泵輸送等方式即可。而在大多數(shù)需要定量控制給料的場合，如生料煤粉定量入窯、分別粉磨定量配兌礦渣微粉、生料多庫定量搭配均化、多庫分標號水泥定量配兌均化等等定量穩(wěn)定精度決定著工藝質(zhì)量與效率的地方，氣動卸料技術(shù)在計量與控制上的天然缺陷引發(fā)的負作用太多。
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在關(guān)鍵的旋窯生料煤粉定量入窯環(huán)節(jié)，西方國家開發(fā)出配套了更加復(fù)雜先進的轉(zhuǎn)子流量定量給料技術(shù)，號稱高達０．３％的動態(tài)控制精度。不知國內(nèi)使用的廠家實際效果如何，據(jù)說價格不菲，國內(nèi)仿制改進者也見諸介紹不少，但從其介紹的技術(shù)原理來看，其計量上采取了間接測量方法,實現(xiàn)的技術(shù)構(gòu)造復(fù)雜必然帶來運轉(zhuǎn)機件的快速磨損與維護的困難，流量越大越嚴重并會影響到測量精度，設(shè)備成本與維護成本很高，其高昂的運行代價令不少企業(yè)望而卻步。
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在生產(chǎn)規(guī)模日益提升的旋窯生料入窯定量環(huán)節(jié)，由于臺時產(chǎn)量高達200噸以上，普通螺旋稱直接因計量原理難以保證就被淘汰出局。只見密封式皮帶稱+雙螺旋給料機組合，普通沖板流量計加雙螺旋給料機組合, 普通沖板流量計加氣動閘閥開度卸料式組合等等方式應(yīng)用。但其中雙螺旋式給料機的前端面臨倉內(nèi)拱阻不出料的必然危害, 而氣動閘閥開度卸料又面臨計量不準控制調(diào)節(jié)度差的必然襲擾。生料與煤粉的定量穩(wěn)定意味著窯內(nèi)熱工效率與平衡的高低，其結(jié)果直接影響到產(chǎn)量與質(zhì)量的經(jīng)濟表現(xiàn)，對號稱最先進的新型干發(fā)生產(chǎn)工藝而言是真正的難言之隱。
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經(jīng)查核，除水泥工業(yè)外的工業(yè)粉體均同樣存在上述問題，尚未發(fā)現(xiàn)對粉體給卸料的更經(jīng)濟合理又實用的技術(shù)手段，這意味著它是一個普遍性的世界難題，期待著革命性的突破。
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2007年7月起，昆明艾克工業(yè)自動化公司在全國推廣立窯小火狐技術(shù)的過程中開始注意到此問題，經(jīng)認真分析發(fā)現(xiàn)值得進行深入研發(fā)。2008年7月正式啟動了粉流掣的研發(fā)工作。我們觀察到:國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)方法都是針對問題的表面現(xiàn)象而展開事后處理，治標不治本，有些干脆千山萬水繞圈地將簡單問題復(fù)雜化，完全違背了工業(yè)技術(shù)應(yīng)是將復(fù)雜問題簡單化的宗旨。
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我們把中華文明的易經(jīng)文化與西方現(xiàn)代科學(xué)相結(jié)合，用陰陽五行的自然相克相生原理來理解把握粉體在倉內(nèi)卸放的復(fù)雜靜動態(tài)轉(zhuǎn)化本質(zhì)與規(guī)律；用粉體工程學(xué)來分析其物理變化的動力學(xué)關(guān)系，配以各種現(xiàn)有技術(shù)手段進行大量反復(fù)的實驗、統(tǒng)計分析和計算，我們終于發(fā)現(xiàn)了倉內(nèi)拱架結(jié)圈的根本形成機制與演化過程，進而自然摸索找到了相應(yīng)的根治方法。采用中醫(yī)行血運氣自然疏通經(jīng)絡(luò)的手法，以4兩撥千斤的太極拳借力打力理念，采取了特殊的多通道流態(tài)化動態(tài)平衡空間結(jié)構(gòu)和高效微動力助卸相結(jié)合的復(fù)合設(shè)計，真正研發(fā)出無氣無動力自行整體流卸放的粉體卸料錐，可方便地安裝接于任何形式的倉底出口，利用粉料自身的高位勢能下卸時的動能實現(xiàn)任意流量的穩(wěn)定自然連續(xù)卸放，根本上杜絕了漏斗流所產(chǎn)生的限流性和阻塞波動等問題。由于破解的思想源于中華古代文明的易經(jīng)原理，固命名為“太極錐”
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艾克公司用太極錐標本兼治地徹底解決了粉體大倉的自然卸料問題，而對后續(xù)的給料技術(shù)同樣采取全新的設(shè)計理念。采取了分段包容彈性緩沖手段，研發(fā)出專用給料裝置л絞刀，能最大限度地對倉內(nèi)卸出料壓的動態(tài)波動進行削峰挫谷，能避免大流量動態(tài)急停時造成的沖擊性高固態(tài)(俗稱鐵實)塞結(jié)，具備低負荷高鎖定特性，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)速與輸出流量的較好線性化，大幅提高了給料裝置的可控制調(diào)節(jié)域，為高精度定量控制奠定了良好的執(zhí)行基礎(chǔ)。
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對于粉體的計量方面，艾克公司早在2002年就開發(fā)出獨家專利技術(shù)--新型沖量流量計，已在全國范圍小火狐項目中成功應(yīng)用了數(shù)百套之多。其綜合測量精度達0.3%，具備寬流量測量、抗潮濕耐震動、環(huán)境工作溫度寬(-20o-90oC)、零點漂移小等獨特優(yōu)勢，可工作于正負壓場合，而且安裝維護簡便，其動態(tài)計量的實踐優(yōu)勢獲得了“沖量王”的美譽。
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太極錐,，л絞刀加沖量王的有機組合，構(gòu)成了粉流掣粉體定量給卸料技術(shù)的現(xiàn)場核心基礎(chǔ)，將卸料、給料、計量三大環(huán)節(jié)分別給予了最佳解決，三者有機的配套整合奠定了簡單可靠而又高效的粉體定量給卸整體方案。在其上配以專業(yè)的高智能微機控制系統(tǒng)—電控核，該電控系統(tǒng)具備10路任意編5個組，每組可設(shè)為定量臺時配比或主從跟蹤配比方式，具備欠料報警自動排堵助卸功能，計量信號的多段非線性校正，智能pid調(diào)節(jié)及實時過程曲線等等人機界面功能，可使流量定量精度輕松控制在1%以內(nèi)。
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由于粉流掣將卸料、給料、計量三大環(huán)節(jié)都真正融入了低碳高效的現(xiàn)代技術(shù)理念，是真正的中國創(chuàng)造技術(shù)，它的推出為工業(yè)粉體定量給卸料技術(shù)帶來了革命性的重大突破。
【作者：陳立明】
