水泥粉磨技术及应用

摘 要：水泥粉磨技术随着技术发展，已经越来越成熟。本文介绍了相关粉末工艺的分类，提出了当今粉末工艺与设备存在的问题，并针对问题提出了相关解决办法，具有一定借鉴价值。

关键词：水泥粉末 工艺设备 节能

一、水泥粉磨工艺研究分类

1.开路粉磨，最普通的工艺形式

最大特点为产品细度一次粉磨完成，系统辅助设备少，流程简单，操作方便。细度影响粉磨效率较大，一些情况下细粉容易凝聚，产生粘球及过粉磨等现象，粉磨效率也因此降低。就物料而言，影响开路磨产量和细度的原因，一是入料粒度，物料从入磨到出磨变为成品有限粉磨时段内，产量与细度的矛盾就愈突出；二是物料的易磨性，当配料中诸如矿渣、钢渣等难磨物料的掺入量愈大，产量与细度的矛盾也愈突出。若多种因素同时存在，对产量和细度的影响就更为加剧。在这种情况下，开路工艺的劣势便突显出来，根据生产需要，进行设备结构改造或工艺更新来满足水泥的粉磨要求。

2.闭路粉磨

水泥粉磨通常采用单风机直通式闭路，粗粉返回磨机内继续粉磨，直至选粉达到合格细度。与开路相比，最大的特点是可以减少过粉磨现象，通过选粉机调节成品细度，有利于提高产品细度和生产效率，细度筛余通常都可控制在3%以下。闭路系统两个重点指标是选粉机的选粉效率和循环负荷。选粉机成品细度不变时，循环负荷随喂入的物料粒度变粗而增加，随选出的粗粉粒度变细而降低。提高出磨细度和选粉效率是闭路系统高效率生产的关键。实际生产中，调整研磨体级配等方案来降低出磨细度筛余，能够起到优化闭路系统的工艺参数，提高生产能力的作用。

3.高细高产磨粉磨工艺

针对普通球磨机粉磨效率低而发展的一种新型粉磨技术，目前相当广泛，如筛分磨、小段磨、高细磨以及高细筛分磨等，结构形式总体相同，都属于这一范畴。高细高产磨可以应用于很多形式，是由普通磨机内部结构改造而成，由于磨机直径以及长径比不改变，工艺及系统配置也不会改变。因此，球磨机使用的工艺流程，对高细高产磨都可适用。国内以开路磨为主，即在原有开路系统基础上，通过磨机改造来实现开路高细高产粉磨，原为闭路系统的，也按此改为闭路生产。

4.挤压粉磨

20世纪80年代中期辊压机问世，标志着粉磨技术的重大进步。10多年来，我国辊压机装备和工艺技术发展非常迅速。挤压粉磨工艺有早期的预粉磨发展到目前的联合粉磨、半终粉磨以及终粉磨系统。挤压粉磨工艺分混合粉磨系统、联合粉磨系统、挤压预粉磨系统、半终粉磨系统以及终粉磨系统。

二、水泥粉磨技术存在问题

我国经济建设快速发展，水泥生产逐渐以新型干法替代过去的普通回转窑和机械化立窑。生产规模大，熟料强度高、质量均匀稳定。一些机械化立窑水泥厂改为水泥粉磨站，但由于这些厂的粉磨设备和系统工艺均存在缺陷，必须进行必要的技术改造。

1.磨机小、产量低、能耗高

我国水泥粉磨有相当数量以直径在3m以下的中小型球磨机，有相当一部分的水泥企业水泥磨实际平均台时产量低于相应磨机设计产量，与磨机规格较大的水泥企业比，电耗明显偏高。落后粉磨工艺对电能的有效利用率还低，绝大部分电能没有被利用。同时不少企业磨机台时产量受原材料、气候等变化的影响，波动较大。

2.细度粗、波动大、强度低

对于出厂水泥，一般企业都能达到国标要求。但实际运作中，不少企业虽出厂水泥达到了细度要求，但出磨水泥细度波动相当大，除少数生产条件好的企业外，大多数水泥磨出磨水泥质量波动大，不稳定。另一方面，我国现时水泥仍存在着颗粒偏粗的现象，导致各种物料不能发挥自己最大的物理作用，造成原材料浪费和水泥标号低下，生产成本偏高。

三、设备改善及节能降耗措施

1.发展立磨粉磨系统

就目前水泥粉磨工艺流程而言，有以下几种：立磨粉磨系统、筒辊磨粉磨系统、管磨机粉磨系统及辊压机终粉磨系统等。粉磨过程电耗要占水泥总电耗的70%以上，粉磨工艺的选择与应用直接影响水泥的质量产量及生产成本，占有举足轻重的地位。管磨机低效率、管磨机易磨性差，高电耗的矛盾更为突出。立磨系统产量高、电耗低，被广泛应用于生料制备。立磨粉磨机理与辊压机有相似之处，均为料床粉碎。不同的是，立磨磨辊对物料的接触方式是柱面与平面。此外，立磨不须另外设置选粉分级系统，而辊压机则必须单独设置，系统比立磨复杂。

2.改造现有磨机内部结构

隔仓板、球配、衬板等磨机自身结构改造是提高磨机效率的重要途径。目前我国立窑和小型回转窑企业使用磨机大多是Ф3.0以下磨机，内部结构不合理，技术落后，粉磨效率低。这类磨机通过改造还是可以提高其产量的。

3.开流磨的技术改造

第一，国外公司推出的衬板有逐渐统一的趋势。一仓采用提升衬板即所谓的阶梯衬板，二仓采用分级衬板。这种分级衬板不是国内常见的锥形分级衬板或平衬板加锥形分级衬板，而是2种甚至3种衬板的组合或复合体。经过优化组合或复合，一种衬板可发挥不同形式衬板的优势，从而保证了最大限度地将能量输入装球区，并尽量消除磨内死区。第二，隔仓板对于隔仓装置的改进，除了要关注于篦板的耐冲击耐磨及防堵等方面外，加大中心件通风面积对于加大整个隔仓装置通风面积的影响最大，也是最可行的方案。因为无论加大篦板孔尺寸或增加开孔数量，都将对篦板强度及其对料球的控制作用产生较大影响。第三，研磨体尺寸基于粉磨能力和喂料粒度，通用的是“两头小，中间大”的级配方案。在目前进行技术改造时，采用微型研磨体以强化尾仓的研磨能力。直径8～12 mm的小段，单位质量的个数是普通钢段的20倍，总表面积是普通钢段的2.5倍。研磨效率与研磨体的表面积的0.5～0.7次方成正比。小段的应用起到了提高产量、增加产品比表面积、适当改善微粉颗粒组成的至关重要的作用。第四，料段分离装置，对于微型研磨体，有必要设计一个让细粉顺利出磨，但微型研磨体不致跑出磨外的出料篦板装置。

4.科学应用水泥助磨剂

水泥助磨剂是一种添加剂，适量地加入到被粉磨的物料中，能通过它对颗粒表面的物理化学作用，发挥力学效能，得以提高物料的易碎性和分散性，从而提高粉磨细度和降低粉磨电耗。

作用机理，助磨剂是降低粉磨阻力和阻止微粒聚集，通过物理化学吸附于物料表面，颗粒间摩擦力和粘附力减少，表面的电负荷得到中和，使其在磨内的流动性趋好，从而改善磨内的工作环境，进行“粉体流变”。粉磨过程是机械应力间断地作用于物料的过程，作用期间被磨物料原有的裂缝被延伸扩展，生成新的裂缝；间断期间，不饱合键的吸引力则使裂缝重新愈合，当2种作用力趋于平衡，粉磨细度的增进速率变小甚至下降。

四、结论

当今世界水泥粉磨技术已呈现多元化趋势，且粉磨设备也向大型化、低耗高效及自动化方向发展。随着科学技术的不断进步，水泥粉磨机理逐渐向节能、高效方面发展，相关工艺技术也必将随之发展。

参考文献

[1]韩仲琦.现代水泥粉磨技术的发展[J].山西建材.2003，42（3）8-12.

[2]王英，何其昂.水泥粉磨技术与装备进步[J].建材发展导向，2003，5（1）：52-55.