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到二級品白水泥(80%)時其效益是相當可觀的。
白水泥粉磨電耗約占綜合電耗的35%～40%(先進的立式磨例外),當前在電力供應十分緊張的情況下,白水泥企業(yè)的節(jié)電重點應立足研究與改進粉磨工藝中的問題。
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)品質量而采取不同工藝設備的局限性。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)榧毿☆w料。入磨熟料的最終水分一般在3%～5%,如果熟料漂白設備控制不當,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)工藝在設備與材質上存在著嚴重的局限性,它使用的卵石沒有規(guī)范,圓度極差,大小質量均不等而且不少卵石仔細觀察均有細小的裂縫。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重。再者白水泥是裝飾材料,使用要求產(chǎn)品細膩,就必須相應提高它的比表面積,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與改進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、細度控制不佳乃至包球等往往是由于對特殊性認識分析不夠所致。
(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,嚴重時必將影響初凝時間。在正常粉磨中出磨水泥溫度應波動在100～125℃。根據(jù)劉秉金工程師的測定[3],當水泥溫度升高至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現(xiàn)象,磨機開始“包球”而導致不能正常生產(chǎn)。③卵石級配不適應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)由于采購卵石達不到規(guī)定質量而影響磨機生產(chǎn)效率已屢見不鮮。目前我們對卵石還沒有統(tǒng)一的配球標準,它只能控制適當?shù)奶畛渎逝c孔隙率,當填充率(35%～40%)達到要求而卵石間的孔隙率不能達到級配要求(一般應控制在15～25%),則白水泥粉磨效率同樣能明顯下降,嚴重時甚至會影響比表面積,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,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2.3t/h以上,而且細度由7%～8%提高至4%～5%,白度相應可提高1%～1.5%[4]。實踐充分證明:磨內(nèi)通風情況的改善對提高白水泥磨機的粉磨效率至關重要,因為在白水泥粉磨中突出存在水分高與磨溫高的關鍵問題。
(2)嚴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)質白水泥創(chuàng)造良好的條件;第三適當延長熟料的存放期。所謂適當調(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,絕大部分顆粒風化成細粉,作者認為頭倉的功能應趨向以研磨為主,這時球配應予以調(diào)整,否則頭倉內(nèi)大的卵石球(100mm以上)就失去作用,并將導致磨溫升高。其二對白水泥磨機的分倉是否合適亦直接關系到粉磨效率的提高。頭倉與二倉比例原則上應為1∶2,對于白水泥磨機的分倉應結合各廠的物料性能不同而予以適當調(diào)整,調(diào)整倉位比例后實際上配球也應調(diào)整,要使頭倉與二倉的生產(chǎn)能力、細度控制達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)品質量。
(4)更新研磨體材質。由于白水泥品質有嚴格的要求,主要質量指標白度在粉磨過程中不應降低。而要提高白水泥磨機的粉磨效率就必須更新研磨體材質。對于這個課題不少學者在探索和試驗,而且已取得一定成果。例如合肥水泥研究設計院在研究新型高細磨技術中[5]亦提出過,超細磨如果能應用于白水泥粉磨,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,但作者認為,如果粉磨白水泥能采取超細磨,使其產(chǎn)品比面積能達到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,然而采取新型超細磨亦必須使用高鉻耐磨介質,否則也無法做到超細磨。
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行過試驗,作者也為此做了各種應用嘗試,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,因為兩種性質的研磨體相互干擾比較大。應該肯定更新白水泥研磨體材質不但能解決傳統(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到二級品白水泥(80%)時其效益是相當可觀的。
白水泥粉磨電耗約占綜合電耗的35%～40%(先進的立式磨例外),當前在電力供應十分緊張的情況下,白水泥企業(yè)的節(jié)電重點應立足研究與改進粉磨工藝中的問題。
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)品質量而采取不同工藝設備的局限性。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)榧毿☆w料。入磨熟料的最終水分一般在3%～5%,如果熟料漂白設備控制不當,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)工藝在設備與材質上存在著嚴重的局限性,它使用的卵石沒有規(guī)范,圓度極差,大小質量均不等而且不少卵石仔細觀察均有細小的裂縫。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重。再者白水泥是裝飾材料,使用要求產(chǎn)品細膩,就必須相應提高它的比表面積,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與改進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、細度控制不佳乃至包球等往往是由于對特殊性認識分析不夠所致。
(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,嚴重時必將影響初凝時間。在正常粉磨中出磨水泥溫度應波動在100～125℃。根據(jù)劉秉金工程師的測定[3],當水泥溫度升高至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現(xiàn)象,磨機開始“包球”而導致不能正常生產(chǎn)。③卵石級配不適應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)由于采購卵石達不到規(guī)定質量而影響磨機生產(chǎn)效率已屢見不鮮。目前我們對卵石還沒有統(tǒng)一的配球標準,它只能控制適當?shù)奶畛渎逝c孔隙率,當填充率(35%～40%)達到要求而卵石間的孔隙率不能達到級配要求(一般應控制在15～25%),則白水泥粉磨效率同樣能明顯下降,嚴重時甚至會影響比表面積,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,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2.3t/h以上,而且細度由7%～8%提高至4%～5%,白度相應可提高1%～1.5%[4]。實踐充分證明:磨內(nèi)通風情況的改善對提高白水泥磨機的粉磨效率至關重要,因為在白水泥粉磨中突出存在水分高與磨溫高的關鍵問題。
(2)嚴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)質白水泥創(chuàng)造良好的條件;第三適當延長熟料的存放期。所謂適當調(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,絕大部分顆粒風化成細粉,作者認為頭倉的功能應趨向以研磨為主,這時球配應予以調(diào)整,否則頭倉內(nèi)大的卵石球(100mm以上)就失去作用,并將導致磨溫升高。其二對白水泥磨機的分倉是否合適亦直接關系到粉磨效率的提高。頭倉與二倉比例原則上應為1∶2,對于白水泥磨機的分倉應結合各廠的物料性能不同而予以適當調(diào)整,調(diào)整倉位比例后實際上配球也應調(diào)整,要使頭倉與二倉的生產(chǎn)能力、細度控制達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)品質量。
(4)更新研磨體材質。由于白水泥品質有嚴格的要求,主要質量指標白度在粉磨過程中不應降低。而要提高白水泥磨機的粉磨效率就必須更新研磨體材質。對于這個課題不少學者在探索和試驗,而且已取得一定成果。例如合肥水泥研究設計院在研究新型高細磨技術中[5]亦提出過,超細磨如果能應用于白水泥粉磨,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,但作者認為,如果粉磨白水泥能采取超細磨,使其產(chǎn)品比面積能達到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,然而采取新型超細磨亦必須使用高鉻耐磨介質,否則也無法做到超細磨。
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行過試驗,作者也為此做了各種應用嘗試,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,因為兩種性質的研磨體相互干擾比較大。應該肯定更新白水泥研磨體材質不但能解決傳統(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。
