关于水泥粉磨过程的质量控制与系统的优化

关于水泥粉磨过程的质量控制与系统的优化

陈飞雄

华润水泥（封开）有限公司520000

摘要：磨机操作时会产生大量的热，若不把这部分热量排除，会使水泥温度升高，导致石膏脱水，影响水泥质量，并产生静电作用，使物料粘球，降低粉磨效率。因此需采用通风除尘的办法来解决环境污染问题，这样既可收下粉尘作为水泥成品又可排除部份热量。下面简单的介绍了水泥磨粉质量控制与磨粉过程中通风量的控制。

关键词：粉磨设备；工艺；质量控制；通风量

前言：本文简单的介绍了粉磨设备、粉磨工艺，说明了水泥颗粒特征以及粉磨工艺对水泥性能的影响程度，同时也阐述了水泥磨粉过程中的质量控制与其通风量对磨粉过程的影响分析。

1.粉磨设备、工艺概况

以某工厂为例，该工厂的水泥粉磨采用CKP立磨+球磨联合闭路粉磨系统，CKP立磨规格为CKP/170；球磨双仓规格为3.9mxl2m。旋风式选粉机。熟料和石膏经过破碎机一次破碎至≤40mm的颗粒占95％以上，喂入CKP立磨，出CKP立磨的物料≤10mm的颗粒占95％以上，

约10％返回CKP立磨。约9O％出CKP立磨的物料和选粉机回粉共同进入球磨。出球磨物料和粉煤灰共同进入选粉机，选粉机的选粉效率

约60070，循环负荷率约260％。水泥品种等级大部分为P.O42.5R。少量为P.II42.5R，两个品种水泥平均电耗39kwh/t/cem。使用占水泥重量比0.02％/0.03％左右的助磨剂。

2.粉磨系统概述

2.1普通粉磨系统介绍：普通粉磨系统以钢球磨机为主，包括开路、闭路和中卸循环粉磨系统。开路系统是在物料粉磨过程中，物料一次通过磨机即为成品的粉磨系统。闭路系统是在物料粉磨过程中，物料初磨后经选粉机选出成品，粗料返回磨机重磨。在中卸循环粉磨系统中，物料先进入粗粉仓进行初次粉碎，然后从磨机中部卸出，由提升机送入选粉机，选出合格细粉，粗料中少部分入磨头，大部分入磨尾。

从开路系统到闭路和中卸循环粉磨系统，粉磨效率、产量有了较大程度的提高，电耗也有所下降，但它们仍以磨机为主，无法达到优化粉磨系统的目标。

2.2带破碎机预破碎的粉磨系统：（1）细碎机预粉碎粉磨系统实践证明入磨物料的粒度对磨机产量的影响是明显的。入磨物料粒度小，就可以减小钢球直径，在钢球装载量相同时，使钢球个数增多，钢球总表面积增大，因而就增大了钢球对物料的粉磨效果。减小入磨物料粒度，不但能提高磨机产量，还能降低单位粉磨电耗；（2）辊压半终粉磨系统物料经辊压机、打散机后，已有相当比例达到成品要求，如果这时的物料再入磨粉磨，显然会增加能耗，降低粉磨产量，因此就出现了辊压终粉磨系统。

3.水泥粉磨过程的质量控制方法

3.1水泥粉磨过程的质量控制方法：151um、201um、321um、451um、63um筛余采用德国产进口负压筛和筛网按日本方法测定。德国产进口负压筛的工作原理和设备结构与国内负压筛基本一致，区别在于德国产进口负压筛的筛网尺寸为内径70mm，测定时称样量为1g。这一区别使得德国产进口负压筛与国产负压筛比较，工作时风量较大，筛孔不易堵塞。该设备8/10min即可完成321um筛余的测定，4/6min即可完成451um筛余的测定。该设备机械加工精度很高，故障率极低，操作简便，测定时间短，测定结果稳定、准确，可以用于例行生产控制。

3.2水泥粉磨过程的质量控制经验：（1）细度，该工厂以321um筛余作为粉磨过程例行控制的依据。在321um筛余处于控制目标范围时，

80um筛余为0.2％/0.4％，几乎没有波动，如果以80um筛余作为粉磨过程例行控制的依据，那么几乎无法对粉磨设备作出任何调整。由于设备故障原因，321um筛余曾经偶然发生很大波动，由原来的控制目标值16％变为20％。单独对该部分水泥进行检验，28天抗压强度比细度正常时下降约4MPa，此时水泥80um筛余并没有明显变化，仅由0.3％变为0.8％。这一事实表明，在水泥细度较细时，801um筛余很难反映水泥的粉磨情况，不宜作为水泥粉磨过程的质量控制指标。（2）通过对出磨水泥数据的统计分析发现，强度与比表面积之间没有很好的相关关系。比表面积对被测样品中的细粉非常敏感，许多研究也表明，比表面积不能很好反映水泥的颗粒分布等粉体状态。在实施新水泥标准之前，我国许多水泥企业不重视比表面积的测定；实施新标准以后对于水泥粉磨过程认识有所提高，许多水泥企业开始重视比表面积的测定。但是该工厂的经验表明，以比表面积作为粉磨过程例行控制的依据是非常粗略的。（3）颗粒分布与水泥的物理性能特别是强度密切相关的水泥中熟料及混合材的粒度分布。熟料的粒度分布与熟料的水化速度、一定时间内的水化程度、标准稠度需水量、混凝土的水灰比密切相关。熟料与混合材的粒度分布共同决定了水泥颗粒的最紧密堆积密度。（4）助磨剂该工厂在水泥粉磨时添加占水泥重量比0.02％/0.03％的助磨剂用效果良好。曾经发生助磨剂的短时间中断，尽管此时调整选粉机转数，使水泥的321um筛余仍然处于控制范围之内，但是水泥的RRB公式中的两个参数特征粒径和均匀性系数（n）发生了明显变化，即水泥的颗粒分布发生了明显变化，水泥强度也随之明显降低。

4.粉磨系统优化分析研究

固体物料在机械力作用下的一般粉碎过程是：裂纹形成-裂纹扩展-断裂粉碎。当物料被粉磨到一定细度后，就会出现团聚，这时颗粒之间有较强甚至不可逆的相互作用，出现了所谓的“逆粉碎”现象。

只有将细粉尽快排出和加入助磨剂、分散剂，才能使平衡向粉碎方向移动；否则，随着粉碎时问的延长，超微粉体的团聚越来越严重，被粉碎物料的表观粒度可能变大，形成严重的过粉磨现象。固体物料粉碎的难易程度还与其硬度和粒度大小有关，硬度越高的物料其粉碎时的阻力也越大。随着粉碎物料粒度的减小，颗粒粉碎强度增加。因此，粉碎细度越细，粉碎时的阻力越大。要提高粉磨系统的粉磨效率，增加产量，降低能耗，改进后的细碎机预粉碎粉磨系统和辊压终粉磨

系统具有较大优势。综合分析这些粉磨系统会发现，辊压粉磨系统比较适合粘性小、脆性和硬度较大的物料，故一般在熟料粉磨系统中应用；细碎机预粉碎系统由于细碎机转子磨损量大等原因，用于生粉磨系统较好。但有些机构对水泥终粉磨系统进行研究发现：辊压终粉磨系统生产水泥与钢球磨机相比，在水泥比表面积和三氧化硫含量基本相同的情况下，水泥成品性能存在需水量增高、凝结时间缩短和早期强度下降三大问题，具体原因尚待进一步研究。由于出细碎机和辊压机的物料粒度已很小，当采用这些系统后，选粉机、衬板、磨内钢球级配、磨内通风等方面都要做相应的调整，才能发挥出系统的最佳效果。

结束语：（1）水泥粉磨设备、粉磨工艺合理，水泥粒度分布接近理想分布，则水泥强度可以明显提高。在该工厂与熟料28天抗压强度比较，P.II42.5R水泥28天抗压强度高约6MPa，P.O42.5R水泥28天抗压强度高约4MPa；（2）在入磨粒度降低的条件下，选粉机、衬板、磨内钢球级配、磨内通风等方面也要进行相应调整，尽快使细粉出磨，消除过粉磨现象，才能达到更佳的效果。加助磨剂或分散剂也是消除过粉磨现象的有效措施。

参考文献：

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[2]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{J}.水泥，2001（05）

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