研磨體級配和回粉率對水泥比表面積的影響

　　生產(chǎn)高標(biāo)號水泥，除需要高標(biāo)號熟料外，還需要提高水泥比表面積。降低出磨水泥細(xì)度篩余值，固然可以提高水泥比表面積，但是這種做法往往是以降低磨機(jī)臺時(shí)產(chǎn)量、增加電耗和水泥生產(chǎn)成本作為代價(jià)的。而且篩余值降至一定程度，比表面積提高并不明顯。改進(jìn)磨內(nèi)研磨體級配和調(diào)節(jié)控制選粉機(jī)回粉率(循環(huán)負(fù)荷)是一種既經(jīng)濟(jì)又行之有效的方法。適當(dāng)降低研磨體平均球徑，在控制同樣篩余值的情況下，可以明顯提高水泥比表面積，而水泥臺時(shí)產(chǎn)量并不降低，出磨水泥3天抗壓強(qiáng)度大幅度提高。

　　一般認(rèn)為，在閉路粉磨中，為了減少過粉磨現(xiàn)象，往往使1倉的填充率高于2倉，使物料在磨內(nèi)流速加快，適當(dāng)提高回粉率；一般回粉率為100％～150％時(shí)，臺時(shí)產(chǎn)量最高。回粉率過高，雖然細(xì)度合格，但比表面積降低。如將2倉填充率高于1倉，并適當(dāng)降低鋼球平均球徑和鋼段直徑，減慢磨內(nèi)流速，同時(shí)調(diào)整選粉機(jī)大、小風(fēng)葉數(shù)量，從而降低了選粉率。在臺時(shí)產(chǎn)量和篩余值不變的情況下，能提高水泥比表面積和水泥的早期強(qiáng)度。

　　生產(chǎn)過程中，隨著鋼球、鋼段的磨損，填充率的降低，首先觀察到的不是臺時(shí)產(chǎn)量的降低，而是回粉率的提高、水泥比表面積的減小、水泥3天抗壓強(qiáng)度的下降。當(dāng)回粉率太高以后，會引起飽磨，此時(shí)才導(dǎo)致臺時(shí)產(chǎn)量的下降。所以，必須根據(jù)回粉率的多少、比表面積的大小來決定補(bǔ)充研磨體。一旦臺時(shí)產(chǎn)量的下降很多，則應(yīng)倒倉重新進(jìn)行研磨體級配。

　　——改善水泥顆粒級配分布與提高3～30微米顆粒含量

　　即使采用閉路系統(tǒng)生產(chǎn)(極少數(shù)已采用與第三代O—Sepa型高效選粉機(jī)的廠家除外)，其成品水泥的顆粒分布也較寬，小于2微米顆粒的含量一般大于8％，大于30微米顆粒的含量則超過25％。對于普遍采用開流粉磨系統(tǒng)的，水泥中這兩部分顆粒的含量還會更高。國外(如采用O—Sepa型選粉機(jī)的日本藤原水泥廠、富勒公司在北美的水泥廠以及采用Rema型高效選粉機(jī)的英國蘭圈水泥公司)的水泥廠其水泥產(chǎn)品中粒徑大于30微米的顆粒含量僅為17％，有的甚至控制在7％以下。

　　按現(xiàn)行通用水泥標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，細(xì)度(0.080毫米篩篩余)為≤10％，大多數(shù)生產(chǎn)實(shí)際控制為3％～6％。但對于95％左右≤0.080毫米的水泥粉顆粒的分布是不了解的，最近剛開始研究。有的資料已將2～30微米顆粒含量高(即顆粒粒度比較集中)的水泥稱之為“窄粒徑水泥”，反之則稱為“寬粒徑水泥”。此兩種水泥的比表面積、粉磨產(chǎn)量、電耗及水泥強(qiáng)度則迥然不同。上述研究，可以得出生產(chǎn)“窄粒徑水泥”，可充分發(fā)揮熟料的潛能，提高熟料的利用率，同時(shí)可顯著降低水泥生產(chǎn)中的粉磨電耗，能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　——水泥細(xì)磨倉的研磨體

　　近年來，對于水泥細(xì)磨倉的研磨體采用鋼段好還是采用鋼球好，已有文章發(fā)表。有的主張用鋼段，有的主張用鋼球。對此不能一概而論，應(yīng)從粉磨角度對具體工況作具體分析。

　　磨機(jī)的粉磨功能總體上包括破碎與研磨兩個(gè)部分，粉磨工況的最優(yōu)化即是使破碎與研磨能力達(dá)到平衡，從而提高粉磨效率，此時(shí)產(chǎn)量與成品細(xì)度均在較好水平，這也是解決粉磨問題的最基本原則。正確分析不同工況下破碎與研磨能力匹配情況，才是決定細(xì)磨倉的研磨體采用鋼段還是采用鋼球的判斷依據(jù)。

　　1球與段的研磨功能差異

　　磨機(jī)各倉實(shí)際上都具有破碎及研磨功能，只是各有主次。細(xì)磨倉的主要功能是研磨，而小鋼球與小鋼段的研磨能力是不同的。物料填充在研磨介質(zhì)之間，研磨效率的高低主要取決于研磨介質(zhì)與物料之間的接觸表面積。若接觸表面積大，則研磨機(jī)會多，單位時(shí)間內(nèi)的成品生成率就高。等質(zhì)量的球與段相比，由于段的線接觸方式，從而明顯比球具有更高的接觸表面積。對于單倉而言，同樣的研磨體裝載量和同樣的喂入細(xì)料量，單位時(shí)間內(nèi)鋼段倉的成品生成量比鋼球倉要高，這是粉磨理論及應(yīng)用實(shí)踐所證明了的。需要指出的是，目前細(xì)磨倉的研磨介質(zhì)尺寸相對物料而言都太大，這里有篦縫寬度限制等原因。丹麥的康必登磨和我國開發(fā)的高細(xì)磨都較好地解決了這一問題，在細(xì)磨倉成功地應(yīng)用了微細(xì)鋼段，顯著地提高了研磨效率。當(dāng)然采用高效能的篩分隔倉板及磨尾回段裝置是成功的關(guān)鍵。因此應(yīng)當(dāng)明確，對于細(xì)磨和超細(xì)磨，段比球的研磨效率要高。

　　2開流和圈流

　　開流磨機(jī)物料一次性通過，出磨料即為成品，因此對研磨的能力要求較高。圈流磨需保證一定的物料循環(huán)量，無論采用離心或高效選粉機(jī)，磨尾卸料的細(xì)度篩余(80微米)一般控制在30％～40％，所以對研磨能力的要求低于開流磨。為保證成品細(xì)度，開流磨細(xì)磨倉一般應(yīng)采用鋼段。而圈流磨的細(xì)磨倉則采用小鋼球?yàn)橐耍环矫婵杉涌煳锪狭魉?，增加通過量；另一方面入細(xì)磨倉的物料篩余(200微米)比開流磨高，對保證一定的小鋼球沖擊有好處。但這是總的選擇原則，還視具體工況而定。如預(yù)破碎效果好，則鋼球的平均球徑下降，研磨功能增強(qiáng)，進(jìn)入細(xì)磨倉的物料篩余降低，從而細(xì)磨倉的研磨負(fù)擔(dān)減輕，則開流磨的細(xì)磨倉也可采用小鋼球，既能保證細(xì)度，又提高了產(chǎn)量。再有磨機(jī)長度，目前水泥廠使用十幾米開流長磨的為數(shù)不少，一般分三至四倉。磨機(jī)長度決定了物料的粉磨路徑即粉磨時(shí)間的長短，長磨機(jī)內(nèi)物料的有效粉磨時(shí)間自然要長。況且較通常的二倉短磨，長磨機(jī)的合理多倉使粉磨功能更加明確，研磨體級配易于合理，粉磨效率大為提高。由于細(xì)磨倉的負(fù)擔(dān)減輕，對研磨要求降低。若預(yù)破碎好，則采用小鋼球?yàn)橐?。如此時(shí)再使用鋼段，一方面會減緩物料流速，降低產(chǎn)量；另一方面容易造成過粉磨現(xiàn)象，產(chǎn)生糊段及逆粉碎效應(yīng)，反而降低研磨效率。開流短磨一般首選鋼段。倉長比例與粉磨水泥的品種也是確定是否采用球或段時(shí)必須考慮的因素。