簡析部分水泥廠在粉磨工藝上存在的一些問題

1.1　簡單的把閉路生產(chǎn)改成開路生產(chǎn)
　　

為提高水泥的早期強度，部分使用離心式選粉機的廠家通過簡單地去掉選粉機的方式把原來的閉路流程改成開路流程，事實上這種做法并不合理。
　　

如浙江某廠Φ2.2m×6.5m配離心式選粉機的水泥閉路粉磨系統(tǒng)，粉磨425號礦渣水泥，為了提高水泥早強，把閉路流程改成了開路流程，改造前后結(jié)果見表1。

　　從表1看，改造后雖然提高了水泥早期強度，但系統(tǒng)產(chǎn)量下降，電耗上升，長期經(jīng)濟(jì)效益必然下降。而且水泥中0～3μm顆粒的含量大幅上升，會影響水泥后期強度。同時中粗顆粒也未能很好消除，加寬了水泥的顆粒級配范圍，造成顆粒級配不合理，所以這種做法是不宜提倡的。
　　

通過對現(xiàn)有閉路流程的綜合改造，同樣可以達(dá)到ISO標(biāo)準(zhǔn)對水泥質(zhì)量的要求。如加強預(yù)破碎、強化細(xì)磨、提高選粉機分級效率、優(yōu)化系統(tǒng)工藝參數(shù)等等，目前有部分水泥廠已成功實施。

1.2　磨前增設(shè)預(yù)破碎而其他設(shè)備參數(shù)不做相應(yīng)調(diào)整
　　

入磨物料粒度的大小直接影響著磨機的產(chǎn)量。因為入磨物料粒度小減輕了磨機負(fù)擔(dān)，可相應(yīng)減小鋼球平均球徑，增加研磨體的個數(shù)，提高鋼球?qū)ξ锪系姆勰バ?，由此提高產(chǎn)量，降低單位產(chǎn)品電耗。
　　

研磨體是球磨機中粉磨物料的主體，而研磨體的級配、研磨體的填充率是磨機的主要參數(shù)，還有襯板的形式、磨機的倉長、隔倉板的形式等參數(shù)都是決定磨機粉磨效率的參數(shù)，入磨物料粒度不同，磨機工藝參數(shù)就需要進(jìn)行相應(yīng)的變化，否則會影響磨機產(chǎn)量的提高。
　　

北京某廠Φ2.2m×6.5m的水泥閉路粉磨系統(tǒng)，粉磨425號普通硅酸鹽水泥，入磨物料平均粒度在18mm，系統(tǒng)產(chǎn)量13t/h。為提高磨機系統(tǒng)產(chǎn)量，在磨前增設(shè)了熟料細(xì)碎機，入磨物料平均粒度在7mm左右，而磨機內(nèi)部未做相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整，系統(tǒng)產(chǎn)量為13.5t/h，僅提高4%。我們對磨機系統(tǒng)進(jìn)行了測試分析，改變了研磨體的級配，使研磨體的平均球徑由原來的77mm下降到55mm，倉長由原來的一、二倉長度比L₁/L₂=0.8改成L₁/L₂=0.6，其它參數(shù)也作了相應(yīng)調(diào)整，結(jié)果產(chǎn)量由13.5t/h增加到15.5t/h，增加了20%左右。

1.3　忽視磨內(nèi)溫度及物料水分對粉磨效率的影響
　　

我們在東北某水泥廠進(jìn)行考察和測試的過程中，有人認(rèn)為磨內(nèi)溫度的高低對粉磨效率的影響很小，只需對磨機筒體淋水就可以解決磨內(nèi)溫度高的問題，然而磨外淋水的降溫作用非常有限，一般只能降溫30℃左右，當(dāng)磨內(nèi)溫度很高時，仍有人認(rèn)為不能對水泥磨進(jìn)行磨內(nèi)噴水。
　　

生產(chǎn)實踐以及相關(guān)研究表明，由于磨內(nèi)溫度的不斷升高，并持續(xù)較長時間時，無論是粗磨倉還是細(xì)磨倉均會出現(xiàn)靜電效應(yīng)，使微細(xì)粉產(chǎn)生二次聚集，從而大幅度降低粉磨效率，一般認(rèn)為當(dāng)磨內(nèi)溫度從80℃上升到120℃時，產(chǎn)量下降10%左右，單位電耗上升15%左右。具體關(guān)系見表2。

　　磨內(nèi)溫度升高，不僅影響粉磨系統(tǒng)的粉磨效率，并且在溫度較高時，由于會引起二水石膏的脫水，從而導(dǎo)致假凝現(xiàn)象的發(fā)生，影響水泥的性能。表3表明了相關(guān)的試驗結(jié)果。

　　因此我們認(rèn)為溫度作為影響粉磨效率的重要因素，必須引起足夠重視，在盡可能的情況下采取磨內(nèi)噴水、加大通風(fēng)量、增加通風(fēng)面積以及適當(dāng)添加助磨劑等多種措施降低磨內(nèi)溫度，提高粉磨效率。經(jīng)統(tǒng)計和研究表明，開路粉磨的磨內(nèi)溫度應(yīng)控制在100℃以下，閉路粉磨的磨內(nèi)溫度應(yīng)控制在80℃以下。
　　

另外值得關(guān)注的是對于水泥粉磨系統(tǒng)，降低熟料的溫度非常重要，可以對出窯熟料進(jìn)行必要的細(xì)碎處理，從而大幅度降低熟料溫度并可以有效改善熟料的易磨性，為此我們進(jìn)行了有關(guān)的試驗，試驗結(jié)果中熟料溫度對易磨性的影響以及熟料粒度對冷卻速率的影響見表4。

　　在水泥廠粉磨作業(yè)中，對入磨物料水分的控制已經(jīng)引起了大多數(shù)水泥廠的重視，但有部分廠家基本上只控制入磨物料水分的高限，并不控制其低限。我們在江蘇一些水泥廠進(jìn)行考察和測試的過程中發(fā)現(xiàn)，有幾家水泥廠將生料磨的入磨水分控制在0.5%左右，并認(rèn)為水分越低，產(chǎn)量越高，然而測定結(jié)果表明，粉磨系統(tǒng)的生產(chǎn)能力僅為設(shè)計生產(chǎn)能力的80%左右。
　　

其實這種認(rèn)識具有一定的普遍性，也是水泥粉磨作業(yè)中的認(rèn)識偏差之一。入磨物料水分過高，可導(dǎo)致粉磨能量消耗于水分的蒸發(fā)，從而降低能量利用率，并有可能導(dǎo)致糊球、糊磨等；當(dāng)水分過低時，會使磨內(nèi)溫度迅速上升，從而導(dǎo)致物料間靜電效應(yīng)的增強，影響磨機生產(chǎn)能力。因此入磨物料的水分必須控制在適宜的范圍內(nèi)，才能有效提高磨機的粉磨效率。我們進(jìn)行了專門的調(diào)查，結(jié)果見表5。

　　在一般情況下，無論水泥或生料粉磨，其入磨物料的水分均應(yīng)控制在1.0%～2.0%之間，比較適宜的控制值為1.5%。如果水分過高，必須提高烘干能力，如果水分過低的原因是烘干能力較強，可以適當(dāng)降低烘干能力，節(jié)約能源；如果是由于物料或氣候的原因，則必須對物料進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜缒?nèi)噴水、磨頭喂料處滴流等增濕措施。

1.4　助磨劑使用中存在的問題
　　

在水泥廠粉磨作業(yè)中，助磨劑的作用已經(jīng)得到比較廣泛的注意，并且其應(yīng)用的實例也越來越多，在相當(dāng)?shù)姆秶幸踩〉昧嗣黠@的效果。但是在助磨劑的使用中也存在一些問題，據(jù)我們了解，助磨劑的生產(chǎn)廠商在推銷其產(chǎn)品時，對助磨劑的使用均采取了相同的濃度和相同的配方，而水泥廠在使用時也沒有考慮使用時品種、細(xì)度等相關(guān)因素的不同，從而導(dǎo)致使用效果不明顯，甚至出現(xiàn)相反的效果。例如我們在山東某廠以及北京某廠的考察和測試中就發(fā)現(xiàn)山東某廠在使用立窯熟料粉磨高比例礦渣水泥時，助磨劑的助磨作用不明顯；北京某廠在粉磨生料時采用了用于市場中普遍采用的助磨劑，結(jié)果由于助磨劑使生料的流動性大幅度增加，從而導(dǎo)致粉磨系統(tǒng)的輸送設(shè)備以及選粉機不堪重負(fù)，甚至造成了選粉機風(fēng)葉折斷，系統(tǒng)無法正常生產(chǎn)，另外還產(chǎn)生了較大的粉塵污染。
　　

采用助磨劑的目的是通過改善磨內(nèi)物料的流動性以及降低粉磨時物料間的靜電效應(yīng)來提高磨機的產(chǎn)量、細(xì)度以及改善產(chǎn)品的顆粒分布，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。助磨劑的使用效果主要受助磨劑的種類、用量、粉磨物料的性質(zhì)及細(xì)度的要求以及粉磨設(shè)備的工藝條件等因素的影響。
　　

研究結(jié)果表明，在生料粉磨、普通水泥粉磨、礦渣水泥粉磨、礦渣及粉煤灰粉磨以及其他特殊品種粉磨時應(yīng)該采用不同品種的專用助磨劑以及相匹配的用量，并且立窯和回轉(zhuǎn)窯熟料的粉磨也應(yīng)該區(qū)別對待。目前市場普遍使用的助磨劑均采用三乙醇胺和木質(zhì)纖維素為主的配方，這種助磨劑一般只能用于回轉(zhuǎn)窯普通水泥的粉磨才能取得良好的效果。
　　

因此，在使用助磨劑時應(yīng)糾正統(tǒng)一配方、統(tǒng)一濃度的錯誤做法，根據(jù)實際情況選用適宜的助磨劑。

1.5　粉磨系統(tǒng)的漏風(fēng)問題
　　

粉磨系統(tǒng)漏風(fēng)有正壓與負(fù)壓兩種，正壓漏風(fēng)容易觀察到，但負(fù)壓漏風(fēng)往往不易察覺，部分水泥廠也因此疏忽大意，導(dǎo)致粉磨系統(tǒng)功效下降。

1.5.1　磨機
　　

若系統(tǒng)設(shè)備選型合理，而磨內(nèi)風(fēng)速過低則是漏風(fēng)造成的。如青海某水泥廠的Φ2.4m×7.0m生料磨，磨內(nèi)通風(fēng)配置有單獨電除塵器，磨尾風(fēng)機處理風(fēng)量12000m³/h，經(jīng)測試磨內(nèi)通風(fēng)量4559m³/h，風(fēng)速0.43m/s，磨頭有冒灰現(xiàn)象。對磨尾風(fēng)管、電除塵器進(jìn)行堵漏后再次測試，磨內(nèi)通風(fēng)量8540m³/h，風(fēng)速0.8m/s，磨頭冒灰現(xiàn)象消除，系統(tǒng)產(chǎn)量也提高10%～15%，收效明顯。
　　

水泥廠的烘干磨或風(fēng)掃磨系統(tǒng)中若出現(xiàn)漏風(fēng)，不僅使排風(fēng)量增大、電耗增加，而且會破壞烘干能力與粉磨能力的平衡，嚴(yán)重時系統(tǒng)管道因出磨氣體溫度降低而出現(xiàn)結(jié)露，影響正常生產(chǎn)。

1.5.2　除塵器
　　

如負(fù)壓操作電除塵器從殼體或絕緣套管等處漏風(fēng)，會導(dǎo)致處理風(fēng)量增加，電暈線結(jié)灰，絕緣套管爬灰、腐蝕，除塵效率下降。而底部排灰閥漏風(fēng)，通常每漏入1%空氣，則粉塵增加3～4g/m³，對排放濃度影響很大。袋式除塵器的漏風(fēng)除了使過濾風(fēng)速加大、除塵效率下降外，還縮短濾袋壽命；而旋風(fēng)除塵器漏風(fēng)量在1%時，除塵效率下降5%～10%，漏風(fēng)量達(dá)30%時，除塵效率下降50%。
　　

實際上對于粉磨系統(tǒng)而言，除塵器的漏風(fēng)不僅影響其本身的除塵效率，更為嚴(yán)重的是影響系統(tǒng)的工藝穩(wěn)定性，有可能導(dǎo)致如系統(tǒng)阻力加大、風(fēng)量不能滿足設(shè)計要求、物料循環(huán)負(fù)荷加大、磨內(nèi)料球比失控、粉磨狀況惡化等。所以不能忽視粉磨系統(tǒng)漏風(fēng)問題，應(yīng)盡量杜絕漏風(fēng)現(xiàn)象。
1.5.3　堵漏材料
　　

通常采用的石棉繩等材料長期效果差，采用密封膠、膨脹石墨等效果較好。而新產(chǎn)品中高分子合金材料是一種高性能的膠粘劑，由高分子聚合物(如環(huán)氧樹脂)與金屬粉、陶瓷粉、纖維及固化劑組成，其應(yīng)用時會形成具有很強粘接力的涂層，固化后的產(chǎn)物屬熱固性物質(zhì)，不會因溫度升高而軟化產(chǎn)生漏風(fēng)。

1.6　水泥質(zhì)量問題
　　

在水泥廠的水泥粉磨控制中，有的廠家就認(rèn)為篩余低(80μm)或比表面積高的水泥質(zhì)量就好，其實這是一種片面的認(rèn)識。對于同一套穩(wěn)定工況的粉磨系統(tǒng)而言，水泥的篩余低或比表面積高可以反映出水泥的強度水平，但并不能說明其應(yīng)用于混凝土中也一定具備優(yōu)越的性能。
　　

因為在混凝土的施工中，不僅僅考慮水泥的強度等性能指標(biāo)，也同樣重視水泥的用水量即和易性。盡管國標(biāo)中對水泥用水量沒有明確規(guī)定，但作為水泥企業(yè)應(yīng)重視這個方面。水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量同混凝土用水量一般呈相同趨勢，低用水量的水泥可以減少混凝土拌和用水，這對于混凝土的耐久性非常重要。配制相同標(biāo)號的混凝土，用水量高的水泥或者增加水泥用量，或者增加減水劑的用量才能實現(xiàn)，這無疑會增加施工成本。在粉磨工藝措施未十分完善的情況下，篩余值低有可能導(dǎo)致水泥顆粒分布窄，堆積密度小，孔隙率大，水泥漿所需的填充水多；而比表面積高即顆粒中微細(xì)粉多，水化用水和表面潤濕水則增多。這些都會導(dǎo)致水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的加大。所以對于水泥粉磨的成品質(zhì)量控制應(yīng)當(dāng)樹立微觀意識，有條件的企業(yè)可以定期做水泥顆粒分布測試，尤其是改變工藝條件后，應(yīng)及時了解水泥質(zhì)量的微觀變化。
　　

建議廠家加強與施工應(yīng)用部門的交流，切實了解施工單位對高品質(zhì)水泥的要求，以此來改進(jìn)粉磨工藝和裝備，使我國水泥質(zhì)量真正與國際接軌。

2　結(jié)語

　　以上幾種典型現(xiàn)象在部分水泥廠中普遍存在，還有一些本文不一一列舉。在市場競爭日益激烈的情況下，依靠技術(shù)進(jìn)步、提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本是企業(yè)生存與發(fā)展的關(guān)鍵，而粉磨工序是水泥廠關(guān)鍵工序之一，因此水泥廠應(yīng)認(rèn)識到以上問題對生產(chǎn)所造成的影響，加大技改力度，強化內(nèi)部管理，必將獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。