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(qiáng)度，部分使用離心式選粉機(jī)的廠家通過簡單地去掉選粉機(jī)的方式把原來的閉路流程改成開路流程，事實(shí)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(jī)的水泥閉路粉磨系統(tǒng)，粉磨425號(hào)礦渣水泥，為了提高水泥早強(qiáng)，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(qiáng)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(huì)影響水泥后期強(qiáng)度。同時(shí)中粗顆粒也未能很好消除，加寬了水泥的顆粒級(jí)配范圍，造成顆粒級(jí)配不合理，所以這種做法是不宜提倡的。
　　

通過對(duì)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(duì)水泥質(zhì)量的要求。如加強(qiáng)預(yù)破碎、強(qiáng)化細(xì)磨、提高選粉機(jī)分級(jí)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(shí)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(jī)的產(chǎn)量。因?yàn)槿肽ノ锪狭６刃p輕了磨機(jī)負(fù)擔(dān)，可相應(yīng)減小鋼球平均球徑，增加研磨體的個(gè)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(jī)中粉磨物料的主體，而研磨體的級(jí)配、研磨體的填充率是磨機(jī)的主要參數(shù)，還有襯板的形式、磨機(jī)的倉長、隔倉板的形式等參數(shù)都是決定磨機(jī)粉磨效率的參數(shù)，入磨物料粒度不同，磨機(jī)工藝參數(shù)就需要進(jìn)行相應(yīng)的變化，否則會(huì)影響磨機(jī)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(hào)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(jī)系統(tǒng)產(chǎn)量，在磨前增設(shè)了熟料細(xì)碎機(jī)，入磨物料平均粒度在7mm左右，而磨機(jī)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(duì)磨機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試分析，改變了研磨體的級(jí)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(duì)粉磨效率的影響
　　

我們?cè)跂|北某水泥廠進(jìn)行考察和測(cè)試的過程中，有人認(rèn)為磨內(nèi)溫度的高低對(duì)粉磨效率的影響很小，只需對(duì)磨機(jī)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(shí)，仍有人認(rèn)為不能對(duì)水泥磨進(jìn)行磨內(nèi)噴水。
　　

生產(chǎn)實(shí)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(shí)間時(shí)，無論是粗磨倉還是細(xì)磨倉均會(huì)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(shí)，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(shí)，由于會(huì)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(yàn)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(jì)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(duì)于水泥粉磨系統(tǒng)，降低熟料的溫度非常重要，可以對(duì)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(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果中熟料溫度對(duì)易磨性的影響以及熟料粒度對(duì)冷卻速率的影響見表4。

　　在水泥廠粉磨作業(yè)中，對(duì)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?cè)诮K一些水泥廠進(jìn)行考察和測(cè)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(cè)定結(jié)果表明，粉磨系統(tǒng)的生產(chǎn)能力僅為設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的80%左右。
　　

其實(shí)這種認(rèn)識(shí)具有一定的普遍性，也是水泥粉磨作業(yè)中的認(rèn)識(shí)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(shí)，會(huì)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(qiáng)，影響磨機(jī)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(jī)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(qiáng)，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(duì)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(shí)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(shí)，對(duì)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(shí)也沒有考慮使用時(shí)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?cè)谏綎|某廠以及北京某廠的考察和測(cè)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(shí)，助磨劑的助磨作用不明顯；北京某廠在粉磨生料時(shí)采用了用于市場(chǎng)中普遍采用的助磨劑，結(jié)果由于助磨劑使生料的流動(dòng)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(jī)不堪重負(fù)，甚至造成了選粉機(jī)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(dòng)性以及降低粉磨時(shí)物料間的靜電效應(yīng)來提高磨機(jī)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(shí)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(duì)待。目前市場(chǎng)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(shí)應(yīng)糾正統(tǒng)一配方、統(tǒng)一濃度的錯(cuò)誤做法，根據(jù)實(shí)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(jī)
　　

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(dú)電除塵器，磨尾風(fēng)機(jī)處理風(fēng)量12000m³/h，經(jīng)測(cè)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(duì)磨尾風(fēng)管、電除塵器進(jìn)行堵漏后再次測(cè)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(huì)破壞烘干能力與粉磨能力的平衡，嚴(yán)重時(shí)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(huì)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(duì)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(shí)，除塵效率下降5%～10%，漏風(fēng)量達(dá)30%時(shí)，除塵效率下降50%。
　　

實(shí)際上對(duì)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(jì)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(shí)會(huì)形成具有很強(qiáng)粘接力的涂層，固化后的產(chǎn)物屬熱固性物質(zhì)，不會(huì)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(shí)這是一種片面的認(rèn)識(shí)。對(duì)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(qiáng)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?yàn)樵诨炷恋氖┕ぶ?，不僅僅考慮水泥的強(qiáng)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(duì)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(gè)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(shì)，低用水量的水泥可以減少混凝土拌和用水，這對(duì)于混凝土的耐久性非常重要。配制相同標(biāo)號(hào)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(shí)現(xiàn)，這無疑會(huì)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(huì)導(dǎo)致水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的加大。所以對(duì)于水泥粉磨的成品質(zhì)量控制應(yīng)當(dāng)樹立微觀意識(shí)，有條件的企業(yè)可以定期做水泥顆粒分布測(cè)試，尤其是改變工藝條件后，應(yīng)及時(shí)了解水泥質(zhì)量的微觀變化。
　　

建議廠家加強(qiáng)與施工應(yīng)用部門的交流，切實(shí)了解施工單位對(duì)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(chǎng)競(jìng)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(shí)到以上問題對(duì)生產(chǎn)所造成的影響，加大技改力度，強(qiáng)化內(nèi)部管理，必將獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。