快速通道

地址(ADD):
杭州市滨江区六和路368号海创基地B1一楼(310053)

服务热线(Service Hotline):
400-8888-870
24小时服务热线:
0571-85999833
商务热线(Business Hotline):
0571-85871612

网址(Website):
www.Ccement.com
www.chinacements.com

服务信箱:huiyuan@ccement.com
投稿信箱:

董事长:邵 俊
C O O :华 牮
主 编:曾家明
编 辑:鞠 丽 刘 群 孔雪玲
    俞美玲 俞垚伊
创 意:金喆安
设 计:孙江涛 陈颖
市场合作:江勋 陈勇军 陆勇
行情数据中心:沈安登
北京新闻中心:徐洁
中国水泥研究院:姜莎莎 郑建辉
中国水泥备件网:斯俊
水泥现货电商:孙志武
版权所有:中国水泥网·会员期刊
  • 文章内容

粉磨过程与颗粒粒径分布及水泥性能探讨

作者:匿名

通过在国内各地走访与调研水泥粉磨系统时发现,除非当地拥有大量可利用的工业废渣资源,一般采取分别粉磨工艺的仍然较少。而大多数企业都是采用共同粉磨工艺制备水泥。共同粉磨工艺是将水泥熟料与混合材及缓凝剂等按不同比例配料,输送至粉磨设备磨细至成品细度合格的过程。但普遍存在磨机一仓球径偏小,对物料的粗粉碎能量不足,对易磨性差的熟料及混合材料的适应性与处理能力较差。

   摘要:本文以实际生产过程中的质量数据为依据,探讨了不同粉磨工艺制备的水泥颗粒粒径分布与水泥抗压强度、标准稠度需水量之间的关系;分析了熟料磨细程度对水泥性能的影响;总结了近几年在工厂走访调研以及对粉磨系统调试过程中,采用不同的水泥细度测试方法对控制熟料磨细程度的相关体会,特撰写本文供业界同仁参考。

  关键词:颗粒粒径分布   性能   研磨体  熟料磨细程度

  1、导言

  通过在国内各地走访与调研水泥粉磨系统时发现,除非当地拥有大量可利用的工业废渣资源,一般采取分别粉磨工艺的仍然较少。而大多数企业都是采用共同粉磨工艺制备水泥。共同粉磨工艺是将水泥熟料与混合材及缓凝剂等按不同比例配料,输送至粉磨设备磨细至成品细度合格的过程。但普遍存在磨机一仓球径偏小,对物料的粗粉碎能量不足,对易磨性差的熟料及混合材料的适应性与处理能力较差。导致水泥中熟料掺入量偏高、磨细能力不足、材料成本增加。由于受材料易磨性、水分、温度的动态变化等相关因素影响,水泥粉磨系统产量降低、电耗成本增加以及水泥标准稠度需水量大、强度发挥不良等现象时有发生。

  2、实际生产案例及调整过程技术分析

  2.1案例1:J公司“一拖二”双闭路水泥联合粉磨系统配置

  J公司水泥粉磨工序采用160-140辊压机(物料处理能力780t/h、主电机功率1120kW×2-10kV-额定电流75.01A)+V4000气流分级机+Φ3.2m×13m双仓管磨机(主电机功率1600kW-10kV-额定电流110A、一仓有效长度3.25m、采用阶梯衬板。二仓有效长度9.25m、安装小波纹衬板+五圈高度850mm活化环、研磨体总装载量130t)+吉达Sepax2500高效涡流选粉机与Φ3m×11m双仓管磨机(主电机功率1250kW-10kV-额定电流89A、一仓有效长度3.0m、使用沟槽阶梯衬板。二仓有效长度7.50m、安装分级衬板+三圈高度800mm活化环、研磨体总装载量85t)+吉达Speax2000高效涡流选粉机)组成的“一拖二”双闭路联合粉磨系统。

  生产P.O42.5级水泥(成品比表面积395--430m2/kg、R45μm筛余≤8.5%) ,系统产量180t/h、粉磨电耗31kWh/t。

  P.O42.5级水泥标准稠度需水量为26.9%,3d抗压强度26MPa、28d抗压强度44MPa、3d→28d抗压强度增长值仅为18MPa左右,水泥早期强度发挥正常,但存在3d、28d两个龄期之间强度增长值偏低,28d抗压强度富裕量偏低的现象。

  P.O42.5级水泥物料配比见表1:

  表1    P.O42.5级水泥物料配比(%)

  缓凝剂采用当地产天然二水石膏( 块状、SO3含量≥36%)。

  两台磨机一仓有效长度分别为3.25m及3.0m,由于销售市场方面的原因,暂时不能停机调整各仓长比例,只能维持原有效尺寸不变。磨机一仓均采用五级配球,最大球径为Φ30mm、最小球径为Φ15mm,平均球径为21.15mm;磨机二仓均采用直径Φ20mm—Φ12mm钢段,五级级配,平均段径14mm。

  经辊压机挤压、V选分级后的入磨物料细度见表2:

  水泥强度增长值偏低原因分析:磨机一仓最大钢球直径为Φ30mm(重量0.111kg/个),研磨体直径小、单个冲击能量偏小,不足以将易磨性较差的熟料进行粗粉碎(磨);同时,磨内每个仓内的研磨体对物料均会产生“选择性磨细”现象、成品中的较细粒径多为易磨性好的混合材及石膏、石灰石,真正产生强度的熟料因易磨性较差而未被充分磨细(熟料磨细程度不足、颗粒粒径较粗),观察R45μm筛余物呈深黑色(绝大多数为粒径>45μm的熟料颗粒、难磨的混合材含量较少、水泥筛余物中CaO含量在58%左右)。明显会造成一部分熟料浪费、增加材料成本,这个问题在企业普遍存在。

  采取的针对性技术措施:

  首先,对磨机一仓研磨体采取等量取代法进行优化与调整,拿出混合小球8t、加入直径Φ60(重量0.889kg/个)、Φ50(重量0.514kg/个)、Φ40(重量0.263 kg/个)钢球共计8t,一仓钢球平均球径增大至31mm,大大提高一仓的粗处理能力;其次,根据磨机主电机运行电流与负载,又在二仓补入直径Φ14mm、Φ12mm钢段各3t,提高了研磨体总表面积,增加对物料的接触几率与磨细能力。

  改进后达到的技术效果:

  通过对磨内两个仓研磨体级配的调整与改进,开机运行后粉磨的水泥颗粒粒径分布有下述明显的变化:

  P.O42.5级成品水泥颗粒粒径分布中, <32μm水泥颗粒含量增长了7.26%、32—65μm之间颗粒比例减少了7.51%、特征粒径x/降低了3.73μm。

  改进后磨制的P.O42.5级成品水泥颗粒粒径分布见表4:

  由表4可以看出:对磨内两仓研磨体级配实施调整之后,在物料配比与水泥质量控制指标不变的前提下,粉磨的P.O42.5级水泥, 3d抗压强度由26MPa提高至29.6MPa(比改前增长3.6Mpa) 、28d抗压强度由44MPa增至50.8MPa(比改前增长6.8Mpa) 。3d→28d抗压强度增长值由18MPa提高到21.2MPa(成品水泥R45 μm筛余由8.5%降至4.1%、比表面积达426m2/kg、水泥筛余物中CaO含量降至37%左右)水泥颗粒特征粒径x/相比改进前缩小了3.73μm、<32μm水泥颗粒总量大大增加,达到84.11%。水泥成品筛余物明显减少,进一步证明熟料磨细程度以及利用率大幅度提高、水泥各龄期抗压强度及28d富裕强度显著提高。

  通过对外技术交流,我们了解到德国生产的不同强度等级水泥的颗粒特征,标准稠度需水量与抗压强度等性能指标见表5:

  由表5可知:相同品种、强度等级的硅酸盐水泥颗粒粒径,德国生产的水泥特征粒径比我国现行水泥企业粉磨的要小的多。换言之,德国水泥粉磨细度比我们的更细,其主要目的是提高熟料的有效利用率,下游产业采用矿物掺合料调整混凝土性能。

  由成品水泥颗粒粒径分布中的特征粒径指标能够初步判断熟料的磨细状态。无论采用共同粉磨工艺或分别粉磨工艺,水泥的特征粒径越小,意味着水泥粉体的整体粒径降低,其中熟料的磨细程度也趋向较细粒径转变,水泥水化反应速度加快,生成的水化产物更多,水泥石更密实,抗压强度增长值更高。

  现阶段对水泥颗粒粒径分布公认的观点为:成品中<3μm细颗粒不超过10%, 3-32μm颗粒含量不低于65%,对水泥强度发挥起主导作用,越多越好,>65μm颗粒最好没有。[1]这个粒径分布指标是指水泥中被磨细的熟料颗粒含量,而不是混合材。国外以生产纯硅酸盐水泥为主,只有熟料+石膏,被磨物料品种少,更便于调整。国内大多数采用共同粉磨工艺,使用的混合材品种多,由于涉及各种物料易磨性的变化,加之研磨体对入磨物料具有“选择性磨细”功能,即易磨性好的物料先被磨细,易磨性差的物料磨细程度也差。一般来讲,硅酸盐水泥熟料中的CaO含量在64-66%之间,假如成品水泥中的熟料磨细程度较差,势必在筛余物中反映出来,其CaO含量必定会高,这已在生产实践中得到验证,造成熟料浪费、增加水泥生产成本不言而喻。

  2.2案例2:W公司闭路水泥联合粉磨系统配置

  W公司水泥制成由外循环立磨(物料处理能力>250t/h、主电机功率800kW-10kV-额定电流58A)+物料筛分分级(孔径4.0mm回转筛)+Φ3.8m×13m双仓管磨机(主电机功率2800kW-10KV-额定电流208A,主减速器JS140-A、速比i=44.4167:1、筒体工作转速16.7r/min。一仓有效长度3.75m、阶梯衬板。二仓有效长度8.75m、小波纹衬板+四圈高度1100mm活化环、研磨体总装载量185t)+O-sepa N-3000选粉机(喂料能力540t/h、选粉能力180t/h、主轴电机功率132kW、系统风机风量220000m3/h、风压6500Pa、风机电机功率630kW、磨尾采用单风机,磨机通风接入选粉机一次风管)组成的双闭路联合粉磨系统。工艺系统见图1:

  图1  带有立磨预粉磨的双闭路联合粉磨系统

  W公司生产P.O42.5级水泥,系统产量120t/h,抗压强度波动较大。物料配比见表6:

  抗压强度波动较大原因分析:磨机一仓研磨体直径偏小,对粗颗粒物料处理能力不足,对易磨性差的熟料适应性差。二仓研磨能力弱,出磨物料中成品量少,水泥中<32μm粒径总含量偏低,只有66%左右,水泥特征粒径偏大,主导强度增长的熟料磨细程度不足。

  采取的针对性技术措施:

  针对一仓研磨体直径较小、冲击能量偏小的现状(最大直径为Φ70mm、重量1.410kg/个),调整时补足较大规格Φ80mm(重量2.107kg/个)、Φ90mm(2.994kg/个)钢球各4t,增大一仓破碎能力。针对二仓研磨能力不足,增加直径Φ17mm、Φ15mm、Φ12mm钢球比例,提高二仓细磨能力及出磨成品量。

  处理二仓活化环结构,对靠近磨机筒体的外圆部分,封闭500mm高度形成盲板,达到抑制物料流速,延长物料的停留时间,进一步提高水泥熟料磨细程度的目的。

  调整磨尾收尘风机转速,降低磨内通风量与净空风速,能够有效延长物料粉磨时间,降低出磨物料颗粒粒径,提高成品比例。

  改进后达到的技术效果:

  改进后,P.O42.5级成品水泥的颗粒粒径分布见表8:

  由表7、表8可以看出:改进后,成品水泥<32μm颗粒粒径含量由66.52%提高至80.99%,净增14.47%;特征粒径x/由26.40μm 降至18.67μm,缩小了7.73μm。充分说明成品水泥颗粒粒径整体下降幅度较大,水泥中的熟料磨细程度明显提高,从表9数据能够得到验证。

  改进前、后生产的P.O42.5级水泥强度对比见表9:

  由表9数据可知:由于水泥颗粒粒径分布中的<32μm细颗粒含量大幅度增加,水泥堆积密度随之增大,标准稠度需水量降低,3d、28d抗压强度显著提高,相对改进前分别增长3.4MPa及3.6MPa。

  与分别粉磨工艺相比,采用共同粉磨工艺时,由于粉磨的物料易磨性不同以及水分、温度等原因,在生产不同品种、等级水泥过程中,至少浪费了5-10%的熟料。以熟料生产成本150元/t计,材料成本增加12-15元/t。

  2.3案例3:Y公司开路联合粉磨系统配置

  Y公司采用170-100辊压机(物料处理能力620t/h、主电机功率900kW×2-10kV-额定电流64A)+Vx8820气流分级机+Φ4.2m×13m双仓管磨机(主电机功率3550kW-10kV-额定电流260A、一仓有效长度3.50m、阶梯衬板。二仓有效长度9.0m、小波纹衬板+五圈高度1250mm活化环、研磨体总装载量235t)+磨尾收尘风机(风量60000m3/h、风压4500Pa、风机电机功率132kW)组成的开路联合粉磨系统。工艺系统见图2:

  图2  辊压机开路联合粉磨系统

  粉磨P.O42.5级水泥,系统产量190t/h(成品R45μm筛余≤12%、比表面积380m2/kg)、粉磨电耗32kWh/t。P.O42.5级水泥物料配比见表10:

  熟料磨细程度较差原因分析:

  由于磨机一仓研磨体尺寸较小,最大钢球直径Φ40mm,粉碎能力不足,难以适应易磨性较差的熟料,不利于细磨仓磨细。测试成品水泥R45μm筛余CaO含量55%左右,说明熟料磨细程度较差,水泥特征粒径偏粗,水化速度慢,强度发挥能力一般,需要提高熟料磨细程度。

  采取的针对性技术措施:

  增加一道单层复合隔仓板,将磨机改造为三仓,实现磨内良好分段,使磨内各仓粉磨的水泥颗粒粒径逐渐缩小。并根据取样测定的入磨物料粒径与筛余曲线,调整各仓研磨体级配。一仓最大球径由Φ40mm增大到Φ50mm,并采用少量Φ60mm钢球,彻底解决一仓研磨体能量偏小的问题。二仓过渡采用Φ20mm-Φ14mm四级钢段,三仓配入Φ16mm-Φ10mm四级钢段,提高磨细能力。同时,增加三仓活化环高度,由850mm加高至1250mm。

  改进后达到的技术效果:

  改进后的P.O42.5级水泥物料配比见14:

  因磨细能力的提高,熟料掺入量降低了3%,水泥中<32μm颗粒粒径含量由67.33%提高至82.45%,净增15.12%;特征粒径由22.22μm降至19.80μm,缩小了2.42μm。

  取成品水泥样进行测试:R45μm筛余的CaO含量已降至40%左右,进一步证实了熟料磨细能力提高,水泥特征粒径缩小,水化速度加快,强度发挥能力良好,3d、28d抗压强度相比改进前分别增长4.1MPa及3.1MPa。

  3、水泥粉磨与颗粒粒径分布及水泥性能技术分析

  3、1关于磨机研磨体级配与磨内结构的调整

  水泥粉磨过程是机械力化学活化的物理效应过程,水泥颗粒粒径在粉磨中不断被磨细、缩小直至合格的延续过程,是促进水泥颗粒水化反应(化学效应)的前提。管磨机是通过衬板将能量传递给研磨体,在运动中对物料进行磨细与整形,管磨机也是均化功能最好的粉磨设备之一。

  在走访调试过程中了解到,关于水泥磨机一仓研磨体调整,部分水泥企业工程技术人员仍存在一定认识上的误区:有些人认为,通过预粉磨设备处理与气流分级机分级后的入磨物料粒径小,就必须大幅度降低研磨体平均尺寸,这在理论计算上是完全正确、可行的。但在实际生产中,由于被磨物料的理化特性不同,尤其是易磨性、温度、水分性质的变化是处在动态条件下、随机性的,并非处于稳定掌控的理想状态,无太多规律可循。所以,我们希望提高水泥熟料利用率,就需要最大限度磨细。“磨内磨细是根本”,若不能实现磨内磨细,必定会提高熟料掺入量、增加生产成本。

  若磨机一仓所配研磨体平均尺寸偏小,对入磨物料粉碎的适应范围即变窄,一旦遇到物料易磨性变差,则完全无力胜任,研磨体对物料的粗粉碎能力不足随即显现。可以从系统产量、成品细度参数的变化进行判断。一仓研磨体能量小,粗颗粒进入细磨仓,细磨仓研磨体尺寸更小,对粗颗粒物料处理能力更差,最终结果是成品水泥中仍存在偏粗粒径的颗粒(粗、细两种颗粒处于分布的两端),这种现象常见于开路粉磨系统。

  导致上述不良结果,既有研磨体尺寸方面的原因,也有磨内结构形式(隔仓板、活化环、出磨篦板)及筒体衬板工作表面形状与研磨体材质、光洁度(表面粘附状态)等。不可忽视磨内风速、入磨物料水分(尤其南方多雨地区物料水分大,管磨机通风能力需要提高,磨内结构须做相应调整)、入磨物料温度与磨内环境温度、助磨剂分散性能等多种因素叠加,对粉磨系统造成的不利影响。

  在管磨机有效长度范围内装载的研磨体与物料接触过程中完成粉磨任务。虽研磨体随机做功,但因其个数多,与物料接触几率也高,管磨机作圆周运动,将物料进一步磨细,达到一定的粒径排出磨外。

  物料粉磨过程中,磨内流速受到几个因素制约,若要实现磨内磨细则流速不可过快。其中有磨内风速与研磨体推挤作用两个方面的影响。也不排除企业应用了提产型助磨剂,磨内物料的流动性更好,导致物料流速加快。上述因素都会造成出磨物料颗粒粒径粗大,尤其是开路水泥粉磨系统表现极为突出。

  3、2关于研磨体形状的选择与粉磨效率分析

  磨机一仓可以应用椭圆形及棒球形、卵形研磨体,从数学原理上讲,这些形状的研磨体之间以“弧线接触”方式为主,“点接触”方式为辅,尤其是椭圆形研磨体对物料的有效接触面积比圆球高出30%,与物料的接触、研磨的面积比圆球大。相同直径的椭圆形研磨体比圆球重量要大,对物料冲击破碎作用力大。椭圆球之间空隙率低,各点曲率均不相同,对物料接触面夹角也不相同,研磨作用更好,粉磨效率明显高于传统单一形状“点接触”的圆球。[2]细磨仓应用钢段时,与物料的接触方式以“短线接触”为主,“点接触”为辅。研磨体与衬板之间、研磨体与研磨体之间的接触方式以及研磨体与物料之间的接触面积,决定了研磨体对物料的粉磨效率。所以,磨机一仓在相同装载量的前提下,应积极选择应用粉磨效率更高的椭圆、棒球或卵形研磨体,能够显著提高系统粉磨效率、降低电耗,更有利于调控水泥的颗粒粒径分布。

  磨机细磨仓所用研磨体形状与总表面积对于物料磨细存在较强的关联性。管磨机的粉磨效率与研磨体总表面积的0.6-0.7次方成正比,在细磨仓应通过提高研磨体的总表面积,增加与物料之间的接触几率,实现颗粒粒径在细磨过程中不断缩小。在磨细功能方面,由于传统使用的钢球与之间物料呈“点接触”状态,其球间空隙较大,即使有物料的填充作用,磨细效率上仍低于钢段与物料之间低空隙率和“短线接触”方式,故钢球在细研磨效率上明显低于钢段。

  笔者多次比较过同一企业两套配置完全相同的粉磨系统: 170-100辊压机(物料处理能力620t/h、主电机功率900kW×2)+Vx8820气流分级机+Φ4.2m×13m管磨机(主电机功率3350kW、两仓开路设计),生产同一个品种、等级的水泥(P.O42.5级),一台管磨机全磨装载钢球,另一台管磨机一仓采用钢球、二仓采用钢段。在运行过程中比较发现:二仓装有钢段的管磨机粉磨效率明显高于二仓装载钢球的那台磨机(水泥磨细程度好、R45μm细度低于全钢球磨2-2.5%,系统产量高出30t/h,粉磨电耗低3.5kWh/t)。

  3、3影响水泥颗粒粒径分布的相关因素及调整

  有的企业在成品水泥细度指标控制上,采用比表面积或R45μm筛余,有条件的化验室配备了离线激光粒度分析仪,可以随时检测水泥的颗粒分布,条件更好的实现了在线粒径检测与调控。但是,事物总是一分为二的,每一种检测手段都有其特点与不足之处。

  水泥比表面积的概念是:单位质量的水泥粉体所拥有表面积的总和。实际上,水泥粉体颗粒中≤5μm的粒径含量决定了比表面积指标的高低,即细颗粒含量越高,料层阻力越大,透气时间越长,测得的比表面积数值越大。实践证明,水泥比表面积越高,水泥颗粒粒径越小。比表面积同时受到吸附性材料的影响较大,如水泥混合材中掺入了石灰石或天然或人工火山灰质材料沸石、玄武岩、凝灰岩以及粉煤灰、炉渣、烧矸石之类,透气时间延长,比表面积值虚高现象极为普遍,根据这些材料的掺入量和粉磨细度不同,一般比表面积至少会虚高30-80m2/kg左右。在熟料质量与配比相对稳定的前提下,粉磨的水泥比表面积越大,水泥颗粒越小,水化速度快,水泥强度越高;比表面积仪器应定期采用标准粉进行校准。

  生产过程中,为了提高粉磨效率,常采用助磨剂来分散或消除磨内衬板、隔仓板、篦板及研磨体表面产生的粘附。但助磨剂对水泥比表面积的测试有一定影响:助磨剂多采用分散性能优良的有机表面活性物质(如三乙醇胺、丙三醇等),水泥粉体因助磨剂的分散作用,料层透气性能显著改善,测试比表面积和筛余时,两者会同时出现下降趋势。

  我国通用水泥标准规定,水泥筛余测定使用R80μm及 R45μm方孔筛,测试过程中以负压筛析法为基准法。从水泥颗粒形貌分析可知,理论上是小于方孔的圆形颗粒及小于方孔的长条状颗粒能够垂直通过筛孔。其他形状如:多角、扁状、片状物料颗粒则无法通过,大于筛孔尺寸的物料颗粒才能成为筛余,所谓细度值是特指那一部分作为筛余物游离出来的粗颗粒,即筛上的物料。

  通过某一筛孔的筛析,可知水泥成品中大于该筛孔的颗粒含量(即筛余)。通过得知筛余物含量,可以方便的控制该筛孔的细度值,即最大筛余物含量。所使用的标准筛应定期采用标准粉进行校准,校正系数<0.8或>1.2应淘汰,否则,会引起系统检验误差,对日常生产控制产生误导。

  生产中,时有出现同一强度等级水泥、不同样品采用某一定型规格筛孔所测试的筛余值非常接近,但两者比表面积却不相同,这是由于水泥颗粒粒径分布不同所致。在闭路粉磨系统,尤其是采用助磨剂时,尽管R45μm筛余较小,但所测水泥的比表面积不高,一是由于助磨剂分散作用,使水泥料层透气性大大改善。二是因水泥颗粒粒径均齐(n值大)、粒径分布范围较窄、水泥堆积密度小(粉体空隙率大)等因素造成的。但水泥颗粒粒径分布越窄,颗粒越小,水化速度越快,水泥强度越高。建议使用助磨剂的企业应采用R45μm筛余控制水泥细度,比表面积值作为参考。

  激光粒径分析是利用激光束衍射原理,将颗粒看作等效球径的测试方法,是当代先进的粉体颗粒粒径分布测试技术之一。能够将水泥中不同的颗粒粒径分布范围及微分分布与位置参数(特征粒径)、均匀性系数(分布粒径宽窄程度)一并测试出来。通过激光粒度分析数据可以帮助粉磨工程技术人员分析判断系统中存在的问题。水泥颗粒粒径分布与物理性能密切相关,比测试筛余值和比表面积指标表述水泥细度更可靠,稳定性更好,测试速度更快。当水泥的比表面积高,在粒径分布测试时,能够真实反映出≤3μm与≤5μm及≤8μm等粒径的比例的确较高,相关性好。[3]激光粒径分析仪器无标准物质校准,只能通过其对同一样品测试结果的重现性与标准偏差判定其稳定性。目前,已有几家公司推出了在线水泥颗粒粒径分析仪器,数据反馈快、调节方便,跟据现场应用情况来看,仪器稳定性及使用效果较好。

  综上所述,这几种水泥细度测试方法各有特点,但其共同存在的不足是:均无法知晓成品水泥筛余物中的颗粒是何种化学成分及对应的材料与所占比例,需要借助化学分析方法或扫描电镜定量测试。所以,在生产过程中,可以将多种测试方法结合应用,从中找出相关的规律。

  管磨机粉磨过程中,研磨体级配宽窄程度与磨内通风量等因素决定了水泥成品颗粒分布的宽窄范围,也就是说,研磨体级配最大程度上决定了水泥成品的颗粒粒径分布。一般来讲,开路与闭路两种粉磨系统,开路磨生产的水泥,颗粒粒径分布范围宽,各种粒径均占一定比例,由于存在“过粉磨”的因素,尤其<5μm颗粒含量比闭路粉磨系统要高,水泥堆积密度大(水泥粉体空隙率小),标准稠度需水量相对较小,水泥与混凝土外加剂适应性好,这是南方部分地区选择以开路粉磨系统为主的原因之一。但是,开路粉磨系统为了控制成品细度,需要有效抑制磨内流速,所制备的水泥温度偏高。闭路磨系统磨制的水泥由于经选粉机分级,成品温度相对低于开路系统,水泥颗粒粒径分布相对较窄,颗粒粒级均齐性好,n值一般在1.0或1.1以上,水泥标准稠度需水量要大一些,与混凝土外加剂适应性比开路系统水泥稍差。但也不排除特殊情况,开路粉磨系统所用研磨体级配的级数少,研磨体级配较窄或小规格研磨体所占比例大,研磨体总表面积大,对磨细有利,得到的成品水泥颗粒粒径分布较窄,水泥堆积密度小,也会导致标准稠度需水量增加。当然,闭路粉磨系统若采用较宽、级数多的研磨体级配,在提高磨内磨细程度的同时,可调整磨内通风参数及选粉机主轴转速和系统风机风量,降低选粉机循环负荷,同样能够得到颗粒粒径分布相对较宽的成品,标准稠度需水量也在正常范围。

  闭路粉磨系统由于物料循环与选粉机的作用,生产的水泥温度明显低于开路系统(至少低15℃以上)。上述只是在保证水泥强度相对稳定的前提下进行的调整。鉴于上述技术分析,笔者建议开路或闭路粉磨系统管磨机所用研磨体级配选择上,应采用相对较宽的级配数。

  采用共同粉磨工艺时,磨内始终存在“选择性磨细”现象。可寻求加入比熟料易磨性差的混合材,利用易磨性差值不同,得到所需要的熟料颗粒粒径。

  每个粉磨系统都有其特点,需要我们粉磨工程技术人员根据不同的工艺状况进行甄别判定,制订合理的调整方案,最终达到稳定产品质量、提高系统产量、降低粉磨电耗与材料成本之目的。

  4、结束语

  4、1水泥细度筛析法、比表面积、激光粒径分析等测试方法各有特点,三种方法都是为了控制水泥颗粒粒径与性能。但其共同存在的不足是:无法知晓成品水泥筛余物中的颗粒是何种化学成分及对应的材料与所占比例,需要借助化学分析方法或扫描电镜定量测试。生产过程中,可以将多种测试方法结合应用,从中找出相关的规律。

  4、2研磨体级配对物料处理能力很关键,如果磨机一仓平均球径偏小,单个研磨体能量小,级配范围偏窄,对易磨性差的熟料进一步粉碎适应能力也差,会造成二仓(或三仓)粉磨负担过重,磨机两仓(或三仓)难以实现粉磨平衡。

  4、3必须强化磨机两仓(或三仓)磨细功能,在缩小研磨体尺寸,增大研磨体总表面积的同时,应对活化环进行处理,减少粉磨“滞留带”,激活研磨体粉磨能量,有效抑制物料流速,实现磨内磨细。

  4、4根据出磨细度与成品细度调整磨机通风量,避免因磨内风速过高导致物料跑粗,从而降低了出磨成品比例。

  4、5提高熟料利用率非常重要,最有效的途径是物料分别粉磨、配制技术,有条件的企业应积极采用。由于粉磨的物料相对单一,调控方便、快捷,在确保水泥实物质量的条件下,能够显著降低材料成本,综合技术经济效果良好。

  4、6熟料的磨细程度越差,水泥颗粒粒径偏粗,水化反应速度慢,强度增长值较低。通过对多个企业走访调研与调试,个人认为:从降本增效与有效发挥水泥性能的角度出发,熟料磨细程度一定要提高,真正做到物尽其用。

  4、7现阶段,我国水泥产能已严重过剩,在实施总量控制的前提下,工程技术人员必须认真研究水泥粉磨工艺与颗粒粒径分布及水泥性能的关系,进一步提高产品实物质量,降低水泥生产成本。

  参考文献

  [1]邹波,王军,邹伟斌,水泥最佳颗粒级配及激光粒度分析方法的应用《新世纪水泥导报》2015,1

  [2]杜激流,椭圆研磨体对提高水泥ISO法强度值的作用《江西建材》2002,2

  [3]肖忠明,王昕,研究颗粒组成与性能关系新方法—兼论水泥的最佳颗粒组成《水泥》2000,4

中国水泥网版权与免责声明:

凡本网注明"来源:中国水泥网期刊magazine.ccement.com"的所有文字、图片和音视频稿件,版权均为"中国水泥网 www.Ccement.com"独家所有,任何媒体、网站或个人在转载使用时必须注明来源"中国水泥网www.Ccement.com"。违反者本网将依法追究责任。

本网转载并注明其他来源的稿件,是本着为读者传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。 其他媒体、网站或个人从本网转载使用时,必须保留本网注明的稿件来源,禁止擅自篡改稿件来源,并自负版权等法律责任。违反者本网也将依法追究责任。

如本网转载稿涉及版权等问题,请作者一周内来电或来函联系。

联系我们  -  水泥行业新闻  -  水泥价格  -  企业平台  -  地区频道  -  在建项目  -  水泥指数  -  搜索热词
  • 杭州总部:0571-85300321
  • 编辑运营:0571-85871525
  • 意见或建议:huiyuan@ccement.com
  • 商务合作:0571-85871612
  • 研 究 院:0571-85871670
  • 投稿电邮:news@ccement.com
  • 水泥现货:0571-85871517
  • 北京信息总部:18969091792
  • 策划:cehua@ccement.com
  •  会员咨询:400-8888-870
  •  24小时热线:0571-85999833

©1997-2019 中国水泥网版权所有 | 法律顾问:哲鼎律师事务所