----實現(xiàn)水泥生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗
輥壓機|輥式磨|粉磨設備|水泥立磨|礦渣立磨|煤立磨|江蘇新業(yè)重工股份有限公司
摘要：近年來，隨著水泥化的進程及生產(chǎn)工藝、過程控制技術(shù)的不斷升級，水泥粉磨工藝和裝備由以球磨機為主，為高效率的立式磨、輥壓機等多種新型粉磨設備并用，幾種設備的工藝組合，并朝著粉磨設備大型化、提升機工藝控制技術(shù)智能化方面發(fā)展，以滿足水泥生產(chǎn)大型化、化的要求。輥壓機料床粉磨技術(shù)是一項先進而成熟的粉磨技術(shù)，在輥壓機的各種粉磨流程中，由V型靜態(tài)選粉機和輥壓機組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)尤其具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗等綜合優(yōu)勢。
關(guān)鍵詞：輥壓機 新型粉磨 聯(lián)合粉磨 粉磨系統(tǒng) 水泥質(zhì)量 粉磨效率 綜合優(yōu)勢
一、聯(lián)合粉磨生產(chǎn)優(yōu)勢
1.節(jié)能、環(huán)保、確保水泥質(zhì)量
粉磨在制造水泥工程中占有非常重要的地位，無論是生料(半成品)還是水泥(成品)需要通過粉磨來獲得，每生產(chǎn)1噸水泥，需要粉磨各種物料3、5噸左右，電耗約為100～110kW.h，其中60％～70％的電耗消耗在粉磨中。尤其是水泥粉磨系統(tǒng)比生料粉磨系統(tǒng)耗電量更大，這是因為水泥熟料質(zhì)量差時，熟料中的硅酸二鈣含量高時難磨，粉磨效率就會明顯降低，電耗明顯增加。從水泥的水化和硬化反應、膠凝性有效利用率、強度尤其是早期強度來考慮，水泥磨的越細越好，這樣還能改善其泌水性和易性等，水泥還要考慮產(chǎn)品的顆粒分布，力爭做到節(jié)能、環(huán)保、確保水泥質(zhì)量。
2.實現(xiàn)宏偉目標
節(jié)能是促進社會可持續(xù)發(fā)展、實現(xiàn)全面建設小康社會宏偉目標的關(guān)鍵之一。工業(yè)是能源和原材料的主要消耗大戶，水泥工業(yè)又是大量耗能的工業(yè)，因此節(jié)能降耗成為我國水泥工業(yè)長期而重要的任務，實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵在于提高粉磨效率，降低粉磨作業(yè)電耗。實際生產(chǎn)中，以輥壓機為代表的料床預粉磨系統(tǒng)是料床粉磨的主導。預粉磨分為循環(huán)預粉磨、混合粉磨、聯(lián)合粉磨和半終粉磨。相對球磨機一級閉路粉磨工藝，聯(lián)合粉磨和半終粉磨流程具有明顯的系統(tǒng)優(yōu)勢。雖然半終粉磨在系統(tǒng)增產(chǎn)方面具有更好的效果，但其節(jié)能幅度卻略低于聯(lián)合粉磨，且設備選型時受到一定限制，因此在實際工程設計中，聯(lián)合粉磨流程得到了更加廣泛的應用。尤其在生產(chǎn)改造項目中，由于受到原有設備能力限制(尤其是原有選粉機的能力不足)，選用半終粉磨流程局限性較大，而循環(huán)預粉磨、聯(lián)合粉磨流程則具有較大的可行性，這其中又以聯(lián)合粉磨流程更能取得良好的節(jié)能增產(chǎn)效果。
二、聯(lián)合粉磨提高產(chǎn)量，降低能耗的主要措施
1.水泥平均粒度
在水泥粉磨過程中，不是均勻的單顆粒，而是包含不同粒徑的顆粒體一粒群，所以在評述水泥細度時若只用篩余這一簡單的表示方法，差不多有90％多的水泥顆粒都通過篩孔成了篩下物，然而這些篩下物的顆粒大小并不清楚，故篩余量相同時比表面積也會出現(xiàn)很懸殊的現(xiàn)象。水泥顆粒的平均粒度是表征水泥顆粒體系的重要幾何參數(shù)，但所能提供的粒度特性信息則非常有限，因為兩個平均粒度相同的粒群，完全可能有不一樣的粒度組成(顆粒級配)。
2.水泥比表面積
國外水泥標準大多規(guī)定比表面積指標，一般都采用勃氏比表面積儀測定水泥比表面積，我國的硅酸鹽水泥和熟料的國家標準規(guī)定已與國外標準一致。水泥比表面積與水泥性能已存在著較好的關(guān)系。水泥成品的比表面積與其物理力學強度之間具有良好的相關(guān)性，由于閉路粉磨工藝的特殊性及選粉機自身的分級精度，研磨體級配等方面的原因，其成品比表面積一般都不很高，制約了水化活性的發(fā)揮。實際生產(chǎn)過程中，可采取以下技術(shù)措施，將水泥比表面積提高至350m2／kg以上。
3.水泥顆粒級配
國內(nèi)外長期試驗研究證明，水泥顆粒級配是水泥性能的決定因素，目前比較公認的水泥最佳顆粒級配為3—32μm，而3—32μm顆粒對強度的增長起主要作用，其粒度分布是連續(xù)的，總量應不低于65％；16—24μm的顆粒對水泥性能尤為重要，含量愈多愈好；小于3μm的細顆粒，易結(jié)團，不要超過10％；大于64μm的顆粒活性很小。水泥粒度分布(顆粒級配)不當還會影響水泥水化時的需水量(和易性)，若為了達到水泥砂漿的標準稠度而提高了用水量，則最終會降低硬化后的水泥或表混凝土的強度。因此掌握水泥顆粒級配的指標是很重要的。國外水泥的圓度系數(shù)，大多在0.67左右。建材研究院測定的我國部分大、中型水泥水泥的圓度系數(shù)平均值為0.63，波動在0.51—0.73之間。試驗研究表明，將水泥顆粒的圓度系數(shù)由0.67提高到0.85時，水泥砂漿28d抗壓強度可提高20—30％。
水泥的合理顆粒組成是指該組成能最大限度地發(fā)揮水泥熟料的膠凝性和具有最緊密的體積堆積密度。熟料膠凝性與顆粒的水化速度和水化程度有關(guān)，而堆積密度則由顆粒大小含量比例所決定。采用45μm篩余可以使企業(yè)了解水泥中有效顆粒的含量，而使用比表面積可以及時掌握與水泥需水性等密切相關(guān)的微細顆粒的含量。二者相結(jié)合進行粉磨工藝參數(shù)控制，將使水泥性能達到最優(yōu)化。
大于45μm的熟料顆粒全水化時間很長，對水泥強度貢獻很小，熟料與水作用生成的水化產(chǎn)物是水泥產(chǎn)生膠凝性的根本原因。水泥顆粒的水化程度決定水泥膠凝性的發(fā)揮。熟料的水化程度與礦物種類和顆粒大小有關(guān)。
目前比較公認的水泥最佳性能的顆粒級配為：3—32μm顆�？偭坎荒艿陀�65％，＜3μm細顆粒不要超過10％，＞65μm顆粒最好為0，＜1μm的顆粒最好沒有。因為3.32μm顆粒對強度增長起主要作用，特別是16—24μm顆粒對水泥性能尤為重要，含量越多越好；＜3μm的細顆粒容易結(jié)團，＜1μm的小顆粒在加水攪拌中很快就水化，對混凝土強度作用很小，且影響水泥與外加劑的適應性，易影響水泥性能而導致混凝土開裂，嚴重影響混凝土的耐久性；＞65μm的顆粒水化很慢，對28d強度貢獻很小。
在固定的工藝條件下，使水泥的45μm篩余量和比表面積控制在一個合理的水平上時，可限制3μm以下和45μm以上的顆粒，以此獲得良好的水泥性能和較低的生產(chǎn)成本。這種細度控制方法與其它方法相比，具有操作簡便、控制有效的優(yōu)點。只要取樣進行篩析試驗和比表面積測定，就可以為磨機的操作提供依據(jù)。
提高水泥粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量、降低電耗歷來是人們關(guān)注的焦點，尤其是ISO標準實施后，對于多數(shù)水泥企業(yè)來說，都感到既要使產(chǎn)品適應新標準的質(zhì)量要求，又不影響磨機產(chǎn)量、增加生產(chǎn)成本，對水泥粉磨系統(tǒng)進行優(yōu)化改造無疑是首選措施。
4.粉磨方式
預粉碎是粉磨系統(tǒng)大幅度提高產(chǎn)量的主要措施，預粉碎一般是指在球磨機前設置一臺細碎機，使人磨粒度降低，將原來球磨機粗磨倉擔負的部分粗碎任務交由效率較高的細碎機來完成，增設預破碎后，球磨機內(nèi)部結(jié)構(gòu)也要進行相應調(diào)整，尤其是一倉應以提高研磨能力為目標。從理論上分析，加預破碎后人磨物料粒度降低，一倉的破碎作用與研磨作用已退居次要地位，采用預破碎系統(tǒng)進行提高磨機產(chǎn)量的改造，低投資是其最大優(yōu)勢，它主要適合于磨機輔助設備和輸送設備富裕能力有限，以及大幅度升級成本效益不合理的廠家。
(1)磨前采用輥壓機預碎
采用輥壓機作為預粉磨設備。建議采用半終粉磨流程，即預粉磨球磨機與選粉機組成閉路系統(tǒng)，使進入后續(xù)球磨機的物料粒度更加均勻，一般＜2mm的占90％左右，最大粒度控制在＜5mm，可縮短物料在磨內(nèi)的停留時間，避免出現(xiàn)“飽磨”現(xiàn)象。球磨機預粉磨工藝提高產(chǎn)量的幅度可達50％以上。
(2)采用高效選粉機
閉路粉磨的必要設備是選粉機。選粉機的功能是通過將出磨料中達到一定粒徑的顆粒及時選出，減少磨內(nèi)過粉磨量，從而提高磨機粉磨系統(tǒng)效率。但選粉機本身并不產(chǎn)生細粉，選粉機的選用和改造應與磨機的改造結(jié)合起來進行。當然，一般說來，選粉機的效率高，系統(tǒng)產(chǎn)量也高。選粉機的關(guān)鍵技術(shù)是“分散”、“分級”和“收集”�！胺稚ⅰ笔侵高M入選粉機的物料要盡可能地拋撒開來，物料顆粒之間要形成一定的空間距離。日本O—Sepa選粉機籠形分離、轉(zhuǎn)子選粉機旋風分離、旁路除塵分離和輔助進風分離為一體的五級分離的高效選粉機，其分散、分級及收集機理非常明確，尤其分級機理與離心式、旋風式包括轉(zhuǎn)子式選粉機相比有突破性的改變，選粉機的各環(huán)節(jié)均達到了相當高的水平，因而分級效率高達85％。
