所謂白水泥傳統(tǒng)粉磨工藝即是目前我國很多白水泥企業(yè)廣泛采取兩倉管磨、開流方式以及使用卵石為研磨體的粉磨工藝。上述粉磨工藝對保證與提高白度是行之有效的,但對提高產(chǎn)品強度、降低消耗卻存在不少難題?，F(xiàn)就此問題談一些淺見。
(1)白水泥粉磨的重要性與特殊性。白水泥粉磨的重要性首先體現(xiàn)在可以有效的提高白水泥產(chǎn)品質(zhì)量和性能。在白水泥熟料灑水的現(xiàn)行條件下,除非采取熟料烘干工藝,否則其熟料強度一般要下降15%～25%,如果回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)不夠穩(wěn)定(燒煤)其熟料強度平均可能不夠425號。在這種情況下,粉磨工藝的重要性尤為突出,在現(xiàn)有粉磨條件下,熟料強度(灑水后)基本上只能相當(dāng)于水泥強度,如能在粉磨工藝中采取有效措施,并均化好熟料與石膏及石灰石混合料的配方,其水泥強度可以高于熟料強度的20%～30%,這無疑對保證水泥強度能穩(wěn)定在425號以上起到重要作用。
粉磨對白度的提高在傳統(tǒng)工藝條件下最大限度能增加2%左右,在熟料本身白度只勉強達(dá)到二級品白水泥(80%)時其效益是相當(dāng)可觀的。
白水泥粉磨電耗約占綜合電耗的35%～40%(先進(jìn)的立式磨例外),當(dāng)前在電力供應(yīng)十分緊張的情況下,白水泥企業(yè)的節(jié)電重點應(yīng)立足研究與改進(jìn)粉磨工藝中的問題。
白水泥粉磨的特殊性可以從三方面來分析,首先應(yīng)分析白水泥熟料的特殊性;第二是產(chǎn)品要求的不同性;第三為確保產(chǎn)品質(zhì)量而采取不同工藝設(shè)備的局限性。白水泥熟料的易磨性是隨出窯熟料溫度的高低、灑水量的多少與脫水工藝(即自然干燥或烘干措施)而發(fā)生差異。一般情況下白水泥熟料的易磨性在灑水、自然干燥后較前可提高2～2.5倍。而同時熟料灑水后使入磨熟料70%以上均變?yōu)榧?xì)小顆料。入磨熟料的最終水分一般在3%～5%,如果熟料漂白設(shè)備控制不當(dāng),灑水熟料中剩有5%(一般為大塊所占)未能受到灑水處理而混入大料中,則這一部分硬料對粉磨將造成不良后果。因此白水泥粉磨實際上有賴于熟料的燒成和灑水處理的過程。
粉磨白水泥的傳統(tǒng)工藝在設(shè)備與材質(zhì)上存在著嚴(yán)重的局限性,它使用的卵石沒有規(guī)范,圓度極差,大小質(zhì)量均不等而且不少卵石仔細(xì)觀察均有細(xì)小的裂縫。在不斷沖擊與研磨中破碎率亦很高,這種情況隨著白水泥工業(yè)的發(fā)展,卵石資源枯竭將日益嚴(yán)重。再者白水泥是裝飾材料,使用要求產(chǎn)品細(xì)膩,就必須相應(yīng)提高它的比表面積,這不僅有利于彌補熟料強度的不足同時又可提高白度,其難度也是顯而易見的。上述三方面的特殊性是我們研究如何適應(yīng)與改進(jìn)粉磨工藝時必須首先要解決的問題。不少企業(yè)在粉磨中所出現(xiàn)的難題如產(chǎn)量過低、細(xì)度控制不佳乃至包球等往往是由于對特殊性認(rèn)識分析不夠所致。
(2)如何提高磨機的生產(chǎn)能力:磨機中出現(xiàn)的一系列問題,如果能冷靜仔細(xì)地分析其原因,那么就不難解決。在Φ1.83×7m小管磨中,出現(xiàn)問題的主要根源往往從三個方面所引起。①入磨熟料水分＞5%,磨機生產(chǎn)就難以正常,所以我們嚴(yán)加控制入磨物料水分≤2%。②磨內(nèi)溫度對粉磨效率的影響。溫度對物料粉磨的影響十分顯著,如果出磨水泥溫度低于100℃,對提高產(chǎn)量不利,出磨水泥溫度＞130℃將影響磨機的生產(chǎn),同時二水石膏開始脫水,嚴(yán)重時必將影響初凝時間。在正常粉磨中出磨水泥溫度應(yīng)波動在100～125℃。根據(jù)劉秉金工程師的測定[3],當(dāng)水泥溫度升高至140～150℃,粉磨效率降低了30%～40%,同時粉磨倉出現(xiàn)微粉相互吸附和聚結(jié)現(xiàn)象,磨機開始“包球”而導(dǎo)致不能正常生產(chǎn)。③卵石級配不適應(yīng)亦是造成磨機不正常(效率不高)的另一原因。要使物料能充分有效地受到研磨體的沖擊與研磨,研磨體的材質(zhì)級配起到十分重要作用?，F(xiàn)在有一些企業(yè)由于采購卵石達(dá)不到規(guī)定質(zhì)量而影響磨機生產(chǎn)效率已屢見不鮮。目前我們對卵石還沒有統(tǒng)一的配球標(biāo)準(zhǔn),它只能控制適當(dāng)?shù)奶畛渎逝c孔隙率,當(dāng)填充率(35%～40%)達(dá)到要求而卵石間的孔隙率不能達(dá)到級配要求(一般應(yīng)控制在15～25%),則白水泥粉磨效率同樣能明顯下降,嚴(yán)重時甚至?xí)绊懕缺砻娣e,使水泥強度降低,在這種情況下必須重新配球,否則磨機生產(chǎn)就極其被動。
分析以上情況,我們便可得出幾項提高磨機生產(chǎn)能力的措施。
(1)加強磨機通風(fēng),防止篦孔堵塞。根據(jù)湯山白水泥廠的改造試驗表明,只要將磨機隔倉板由石材改為耐磨鋼材,使原有的通風(fēng)面積由8%擴大到20%左右,磨機臺產(chǎn)約可提高20%左右,平均臺產(chǎn)達(dá)2.3t/h以上,而且細(xì)度由7%～8%提高至4%～5%,白度相應(yīng)可提高1%～1.5%[4]。實踐充分證明:磨內(nèi)通風(fēng)情況的改善對提高白水泥磨機的粉磨效率至關(guān)重要,因為在白水泥粉磨中突出存在水分高與磨溫高的關(guān)鍵問題。
(2)嚴(yán)格控制入磨熟料水分。根據(jù)我廠多年的實踐經(jīng)驗,出窯熟料灑水后,入庫熟料的水分應(yīng)控制在≤8%以內(nèi),存放3～7d后,熟料水分可降至在2%～3%,這對提高磨機產(chǎn)量十分有效,特別在磨機通風(fēng)不暢的條件下。一般熟料水分控制在1%～2%時粉磨效率最佳。熟料水分每增加1%,產(chǎn)量下降3%左右。熟料水分＞5%,產(chǎn)量下降更嚴(yán)重,熟料水分＞7%磨機就很難維持正常生產(chǎn)。
(3)提高熟料的易磨性,并適當(dāng)調(diào)整球配。提高熟料的易磨性首先在配料上使KH不低于0.9,確保C 3 S含量能在50%以上;第二必須提高出窯熟料灑水溫度應(yīng)不低于1200℃,采取高溫熟料灑水急冷不但能有效提高白度,同時也為粉磨優(yōu)質(zhì)白水泥創(chuàng)造良好的條件;第三適當(dāng)延長熟料的存放期。所謂適當(dāng)調(diào)整球配指總體上控制各倉卵石球的尺寸。如果熟料在存放后,絕大部分顆粒風(fēng)化成細(xì)粉,作者認(rèn)為頭倉的功能應(yīng)趨向以研磨為主,這時球配應(yīng)予以調(diào)整,否則頭倉內(nèi)大的卵石球(100mm以上)就失去作用,并將導(dǎo)致磨溫升高。其二對白水泥磨機的分倉是否合適亦直接關(guān)系到粉磨效率的提高。頭倉與二倉比例原則上應(yīng)為1∶2,對于白水泥磨機的分倉應(yīng)結(jié)合各廠的物料性能不同而予以適當(dāng)調(diào)整,調(diào)整倉位比例后實際上配球也應(yīng)調(diào)整,要使頭倉與二倉的生產(chǎn)能力、細(xì)度控制達(dá)到一種新的平衡從而提高粉磨效率。上述措施有些企業(yè)已有所考慮并在試驗,但不能作過大的變動,否則磨機各倉能力會失去平衡而影響產(chǎn)品質(zhì)量。
(4)更新研磨體材質(zhì)。由于白水泥品質(zhì)有嚴(yán)格的要求,主要質(zhì)量指標(biāo)白度在粉磨過程中不應(yīng)降低。而要提高白水泥磨機的粉磨效率就必須更新研磨體材質(zhì)。對于這個課題不少學(xué)者在探索和試驗,而且已取得一定成果。例如合肥水泥研究設(shè)計院在研究新型高細(xì)磨技術(shù)中[5]亦提出過,超細(xì)磨如果能應(yīng)用于白水泥粉磨,將使白水泥比面積由3000cm2/g提高到4000～4500cm2/g,白度可提高5%,即可使白水泥品位提高一級。此說法雖不完全,但作者認(rèn)為,如果粉磨白水泥能采取超細(xì)磨,使其產(chǎn)品比面積能達(dá)到4500cm 2/g以上,而且能正常生產(chǎn)并降低粉磨效率低主要原因是研磨體(卵石)重度低所造成的。實踐證明白水泥粉磨采用耐磨高鉻材質(zhì)可以有效提高磨機生產(chǎn)能力,磨電耗,不失為是一種方向,然而采取新型超細(xì)磨亦必須使用高鉻耐磨介質(zhì),否則也無法做到超細(xì)磨。
從總體上分析,白水泥粉磨效率低主要原因是研磨體（卵石）重度低所造成的。實踐證明白水泥粉磨采用耐磨高鉻材質(zhì)可以有效提高磨機生產(chǎn)能力，降低粉磨電耗。但確也存在降低白度的嚴(yán)重問題。由此不少企業(yè)仍使用卵石粉磨。我廠1983年曾與中國建材研究院合作進(jìn)行過試驗,作者也為此做了各種應(yīng)用嘗試,如在頭倉中采用部分鋼球,以及二倉內(nèi)使用小鋼段與卵石混合使用,其效率也有提高,但混合粉磨不是方向,因為兩種性質(zhì)的研磨體相互干擾比較大。應(yīng)該肯定更新白水泥研磨體材質(zhì)不但能解決傳統(tǒng)粉磨工藝中存在的難題,同時由于卵石資源枯竭已到了非改不可的境地。
(1)白水泥粉磨的重要性與特殊性。白水泥粉磨的重要性首先體現(xiàn)在可以有效的提高白水泥產(chǎn)品質(zhì)量和性能。在白水泥熟料灑水的現(xiàn)行條件下,除非采取熟料烘干工藝,否則其熟料強度一般要下降15%～25%,如果回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)不夠穩(wěn)定(燒煤)其熟料強度平均可能不夠425號。在這種情況下,粉磨工藝的重要性尤為突出,在現(xiàn)有粉磨條件下,熟料強度(灑水后)基本上只能相當(dāng)于水泥強度,如能在粉磨工藝中采取有效措施,并均化好熟料與石膏及石灰石混合料的配方,其水泥強度可以高于熟料強度的20%～30%,這無疑對保證水泥強度能穩(wěn)定在425號以上起到重要作用。
粉磨對白度的提高在傳統(tǒng)工藝條件下最大限度能增加2%左右,在熟料本身白度只勉強達(dá)到二級品白水泥(80%)時其效益是相當(dāng)可觀的。
白水泥粉磨電耗約占綜合電耗的35%～40%(先進(jìn)的立式磨例外),當(dāng)前在電力供應(yīng)十分緊張的情況下,白水泥企業(yè)的節(jié)電重點應(yīng)立足研究與改進(jìn)粉磨工藝中的問題。
白水泥粉磨的特殊性可以從三方面來分析,首先應(yīng)分析白水泥熟料的特殊性;第二是產(chǎn)品要求的不同性;第三為確保產(chǎn)品質(zhì)量而采取不同工藝設(shè)備的局限性。白水泥熟料的易磨性是隨出窯熟料溫度的高低、灑水量的多少與脫水工藝(即自然干燥或烘干措施)而發(fā)生差異。一般情況下白水泥熟料的易磨性在灑水、自然干燥后較前可提高2～2.5倍。而同時熟料灑水后使入磨熟料70%以上均變?yōu)榧?xì)小顆料。入磨熟料的最終水分一般在3%～5%,如果熟料漂白設(shè)備控制不當(dāng),灑水熟料中剩有5%(一般為大塊所占)未能受到灑水處理而混入大料中,則這一部分硬料對粉磨將造成不良后果。因此白水泥粉磨實際上有賴于熟料的燒成和灑水處理的過程。
粉磨白水泥的傳統(tǒng)工藝在設(shè)備與材質(zhì)上存在著嚴(yán)重的局限性,它使用的卵石沒有規(guī)范,圓度極差,大小質(zhì)量均不等而且不少卵石仔細(xì)觀察均有細(xì)小的裂縫。在不斷沖擊與研磨中破碎率亦很高,這種情況隨著白水泥工業(yè)的發(fā)展,卵石資源枯竭將日益嚴(yán)重。再者白水泥是裝飾材料,使用要求產(chǎn)品細(xì)膩,就必須相應(yīng)提高它的比表面積,這不僅有利于彌補熟料強度的不足同時又可提高白度,其難度也是顯而易見的。上述三方面的特殊性是我們研究如何適應(yīng)與改進(jìn)粉磨工藝時必須首先要解決的問題。不少企業(yè)在粉磨中所出現(xiàn)的難題如產(chǎn)量過低、細(xì)度控制不佳乃至包球等往往是由于對特殊性認(rèn)識分析不夠所致。
(2)如何提高磨機的生產(chǎn)能力:磨機中出現(xiàn)的一系列問題,如果能冷靜仔細(xì)地分析其原因,那么就不難解決。在Φ1.83×7m小管磨中,出現(xiàn)問題的主要根源往往從三個方面所引起。①入磨熟料水分＞5%,磨機生產(chǎn)就難以正常,所以我們嚴(yán)加控制入磨物料水分≤2%。②磨內(nèi)溫度對粉磨效率的影響。溫度對物料粉磨的影響十分顯著,如果出磨水泥溫度低于100℃,對提高產(chǎn)量不利,出磨水泥溫度＞130℃將影響磨機的生產(chǎn),同時二水石膏開始脫水,嚴(yán)重時必將影響初凝時間。在正常粉磨中出磨水泥溫度應(yīng)波動在100～125℃。根據(jù)劉秉金工程師的測定[3],當(dāng)水泥溫度升高至140～150℃,粉磨效率降低了30%～40%,同時粉磨倉出現(xiàn)微粉相互吸附和聚結(jié)現(xiàn)象,磨機開始“包球”而導(dǎo)致不能正常生產(chǎn)。③卵石級配不適應(yīng)亦是造成磨機不正常(效率不高)的另一原因。要使物料能充分有效地受到研磨體的沖擊與研磨,研磨體的材質(zhì)級配起到十分重要作用?，F(xiàn)在有一些企業(yè)由于采購卵石達(dá)不到規(guī)定質(zhì)量而影響磨機生產(chǎn)效率已屢見不鮮。目前我們對卵石還沒有統(tǒng)一的配球標(biāo)準(zhǔn),它只能控制適當(dāng)?shù)奶畛渎逝c孔隙率,當(dāng)填充率(35%～40%)達(dá)到要求而卵石間的孔隙率不能達(dá)到級配要求(一般應(yīng)控制在15～25%),則白水泥粉磨效率同樣能明顯下降,嚴(yán)重時甚至?xí)绊懕缺砻娣e,使水泥強度降低,在這種情況下必須重新配球,否則磨機生產(chǎn)就極其被動。
分析以上情況,我們便可得出幾項提高磨機生產(chǎn)能力的措施。
(1)加強磨機通風(fēng),防止篦孔堵塞。根據(jù)湯山白水泥廠的改造試驗表明,只要將磨機隔倉板由石材改為耐磨鋼材,使原有的通風(fēng)面積由8%擴大到20%左右,磨機臺產(chǎn)約可提高20%左右,平均臺產(chǎn)達(dá)2.3t/h以上,而且細(xì)度由7%～8%提高至4%～5%,白度相應(yīng)可提高1%～1.5%[4]。實踐充分證明:磨內(nèi)通風(fēng)情況的改善對提高白水泥磨機的粉磨效率至關(guān)重要,因為在白水泥粉磨中突出存在水分高與磨溫高的關(guān)鍵問題。
(2)嚴(yán)格控制入磨熟料水分。根據(jù)我廠多年的實踐經(jīng)驗,出窯熟料灑水后,入庫熟料的水分應(yīng)控制在≤8%以內(nèi),存放3～7d后,熟料水分可降至在2%～3%,這對提高磨機產(chǎn)量十分有效,特別在磨機通風(fēng)不暢的條件下。一般熟料水分控制在1%～2%時粉磨效率最佳。熟料水分每增加1%,產(chǎn)量下降3%左右。熟料水分＞5%,產(chǎn)量下降更嚴(yán)重,熟料水分＞7%磨機就很難維持正常生產(chǎn)。
(3)提高熟料的易磨性,并適當(dāng)調(diào)整球配。提高熟料的易磨性首先在配料上使KH不低于0.9,確保C 3 S含量能在50%以上;第二必須提高出窯熟料灑水溫度應(yīng)不低于1200℃,采取高溫熟料灑水急冷不但能有效提高白度,同時也為粉磨優(yōu)質(zhì)白水泥創(chuàng)造良好的條件;第三適當(dāng)延長熟料的存放期。所謂適當(dāng)調(diào)整球配指總體上控制各倉卵石球的尺寸。如果熟料在存放后,絕大部分顆粒風(fēng)化成細(xì)粉,作者認(rèn)為頭倉的功能應(yīng)趨向以研磨為主,這時球配應(yīng)予以調(diào)整,否則頭倉內(nèi)大的卵石球(100mm以上)就失去作用,并將導(dǎo)致磨溫升高。其二對白水泥磨機的分倉是否合適亦直接關(guān)系到粉磨效率的提高。頭倉與二倉比例原則上應(yīng)為1∶2,對于白水泥磨機的分倉應(yīng)結(jié)合各廠的物料性能不同而予以適當(dāng)調(diào)整,調(diào)整倉位比例后實際上配球也應(yīng)調(diào)整,要使頭倉與二倉的生產(chǎn)能力、細(xì)度控制達(dá)到一種新的平衡從而提高粉磨效率。上述措施有些企業(yè)已有所考慮并在試驗,但不能作過大的變動,否則磨機各倉能力會失去平衡而影響產(chǎn)品質(zhì)量。
(4)更新研磨體材質(zhì)。由于白水泥品質(zhì)有嚴(yán)格的要求,主要質(zhì)量指標(biāo)白度在粉磨過程中不應(yīng)降低。而要提高白水泥磨機的粉磨效率就必須更新研磨體材質(zhì)。對于這個課題不少學(xué)者在探索和試驗,而且已取得一定成果。例如合肥水泥研究設(shè)計院在研究新型高細(xì)磨技術(shù)中[5]亦提出過,超細(xì)磨如果能應(yīng)用于白水泥粉磨,將使白水泥比面積由3000cm2/g提高到4000～4500cm2/g,白度可提高5%,即可使白水泥品位提高一級。此說法雖不完全,但作者認(rèn)為,如果粉磨白水泥能采取超細(xì)磨,使其產(chǎn)品比面積能達(dá)到4500cm 2/g以上,而且能正常生產(chǎn)并降低粉磨效率低主要原因是研磨體(卵石)重度低所造成的。實踐證明白水泥粉磨采用耐磨高鉻材質(zhì)可以有效提高磨機生產(chǎn)能力,磨電耗,不失為是一種方向,然而采取新型超細(xì)磨亦必須使用高鉻耐磨介質(zhì),否則也無法做到超細(xì)磨。
從總體上分析,白水泥粉磨效率低主要原因是研磨體（卵石）重度低所造成的。實踐證明白水泥粉磨采用耐磨高鉻材質(zhì)可以有效提高磨機生產(chǎn)能力，降低粉磨電耗。但確也存在降低白度的嚴(yán)重問題。由此不少企業(yè)仍使用卵石粉磨。我廠1983年曾與中國建材研究院合作進(jìn)行過試驗,作者也為此做了各種應(yīng)用嘗試,如在頭倉中采用部分鋼球,以及二倉內(nèi)使用小鋼段與卵石混合使用,其效率也有提高,但混合粉磨不是方向,因為兩種性質(zhì)的研磨體相互干擾比較大。應(yīng)該肯定更新白水泥研磨體材質(zhì)不但能解決傳統(tǒng)粉磨工藝中存在的難題,同時由于卵石資源枯竭已到了非改不可的境地。
