熟料水泥生產(chǎn)技術(shù)
利用30%左右的少量熟料摻入70%左右的礦渣活化微粉生產(chǎn)的礦渣水泥,與傳統(tǒng)的礦渣水泥生產(chǎn)技術(shù)相比較,可以減少40%左右的熟料用量,生產(chǎn)礦渣水泥每噸可以節(jié)約煤炭0.05噸左右,節(jié)約電能5kwh左右,降低生產(chǎn)成本30~50元左右。生產(chǎn)水泥之所以能夠摻入70%左右的礦渣活化微粉后質(zhì)量達(dá)到國(guó)家水泥標(biāo)準(zhǔn),主要是礦渣微粉的活性指數(shù)必須達(dá)到105%以上。因此,必須提高礦渣微粉的活性指數(shù),才能實(shí)現(xiàn)少熟料生產(chǎn)礦渣水泥。
隨著人們對(duì)礦渣微粉的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的逐漸認(rèn)識(shí),最近幾年,很多水泥企業(yè)尤其是鋼鐵企業(yè),新裝備了礦渣粉磨設(shè)備;由于粉磨礦渣與粉磨水泥的物料易磨性、粒度等條件不相同,對(duì)礦渣粉磨的技術(shù)沒(méi)有完全掌握,經(jīng)驗(yàn)不足等原因,致使粉磨的礦渣微粉產(chǎn)量低、產(chǎn)品電耗高、礦渣微粉的活性指數(shù)達(dá)不到《GB/T10846-2000》礦渣微粉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)這些問(wèn)題,談?wù)勎覀冊(cè)诘V渣粉磨實(shí)踐中的體會(huì)。
目前礦渣的粉磨狀況
由于礦渣的易磨性較差,利用不同的礦渣粉磨技術(shù),其質(zhì)量、產(chǎn)量及效益差別很大。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)大多數(shù)水泥生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)礦渣微粉均采用球磨機(jī)設(shè)備,在正常的球磨機(jī)生產(chǎn)中,單獨(dú)粉磨礦渣的平均電耗是粉磨水泥的2~3倍。產(chǎn)品比表面積達(dá)到450㎡/kg時(shí),粉磨電耗較高;江蘇無(wú)錫一個(gè)企業(yè)的φ2.6m×13m礦渣微粉磨機(jī),經(jīng)過(guò)江蘇某公司的三次改造,比表面積330㎡/㎏,產(chǎn)量只有13~14t/h。北京、通化、福建等企業(yè)的礦渣粉磨系統(tǒng)電耗均在100kwh/t左右。部分設(shè)備的產(chǎn)量指標(biāo),見(jiàn)表1國(guó)內(nèi)目前開(kāi)路磨機(jī)礦渣微粉生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。
礦渣在粉磨過(guò)程中,比表面積增長(zhǎng)十分緩慢,當(dāng)?shù)V渣微粉比表面積大于450㎡/kg時(shí),會(huì)產(chǎn)生過(guò)粉磨,由于靜電吸附造成顆粒聚集、糊球現(xiàn)象,致使磨機(jī)產(chǎn)量大幅降低,電耗大幅增加。有的企業(yè)為了提高產(chǎn)量降低電耗,在礦渣粉磨的同時(shí)加入5~10%的粉煤灰,達(dá)到助磨作用,其結(jié)果是產(chǎn)量有所提高,水泥的強(qiáng)度卻下降了,其經(jīng)濟(jì)效益沒(méi)有完全發(fā)揮出來(lái)。一般礦渣微粉往水泥里的摻入量只有15%左右,河北某水泥集團(tuán)購(gòu)買(mǎi)邯鄲某廠(chǎng)生產(chǎn)的礦渣微粉,往水泥里只摻加6%,才能保證原來(lái)的水泥強(qiáng)度指標(biāo)不降低。
當(dāng)粉磨的礦渣微粉比表面積低于450㎡/kg時(shí),因?yàn)榈V渣微粉的活性并沒(méi)有完全發(fā)揮出來(lái),摻入水泥后雖然后期強(qiáng)度有所增長(zhǎng),但是,3d強(qiáng)度卻降低1~3Mpa,活性指數(shù)≤S75級(jí)礦渣微粉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。這種粉磨方式存在:磨機(jī)產(chǎn)量低、礦粉比表面積低、摻入水泥的比例少、其經(jīng)濟(jì)價(jià)值也較低的問(wèn)題。
現(xiàn)在的水泥市場(chǎng)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈,企業(yè)質(zhì)量意識(shí)不斷提高,尤其是商品混凝土攪拌站對(duì)礦渣微粉的質(zhì)量要求已經(jīng)不再僅僅滿(mǎn)足S75級(jí),他們要求礦渣微粉的活性指標(biāo)達(dá)到S95級(jí)或S105級(jí);所以,生產(chǎn)礦渣微粉的企業(yè)一定要把礦渣微粉的活性指數(shù)提高上去,產(chǎn)品才有市場(chǎng)。
根據(jù)地礦渣微粉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10846-2000
礦渣微粉活性指數(shù):A=C/B×100
其中A—7d 、28d活性指數(shù)(%)
對(duì)比樣品7d(或28d)抗壓強(qiáng)度(Mpa)
實(shí)驗(yàn)樣品(指對(duì)比水泥和礦渣粉按質(zhì)量比1:1組成的樣品)7d(或28d)抗壓強(qiáng)度(Mpa)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)一些廠(chǎng)家生產(chǎn)的礦渣微粉摻入水泥后,存在早期強(qiáng)度比較低的問(wèn)題,原因是礦渣微粉的7d活性指數(shù)≤75%;關(guān)鍵是如何提高礦渣微粉的早期活性指數(shù),把7d的活性指數(shù)提高到75%或95%以上。
試驗(yàn)結(jié)果表明,礦渣微粉的比表面積只有達(dá)到480㎡/㎏左右時(shí),大多數(shù)顆粒分布在2~40um之間,其活性才能發(fā)揮出來(lái),對(duì)混凝土強(qiáng)度的發(fā)揮起決定性作用。因此,我們探討利用球磨機(jī)生產(chǎn)礦渣微粉時(shí),采用活化技術(shù)生產(chǎn)礦渣微粉(不摻粉煤灰、石灰石),不但可以提高磨機(jī)產(chǎn)量、提高礦渣微粉的比表面積,還要提高礦渣微粉的活性指數(shù)。
礦渣微粉的比表面積只有達(dá)到480㎡/㎏左右時(shí),大多數(shù)顆粒分布在2~40um之間,其活性才能發(fā)揮出來(lái),對(duì)混凝土強(qiáng)度的發(fā)揮起決定性作用。因此,我們利用球磨機(jī)生產(chǎn)礦渣微粉時(shí),采用活化技術(shù)生產(chǎn)礦渣微粉(不摻粉煤灰、石灰石),不但可以提高磨機(jī)產(chǎn)量、提高礦渣微粉的比表面積,還要提高礦渣微粉的活性指數(shù)。
由四平市宏橋水泥技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)研制的礦渣微粉活化技術(shù),適用于在球磨機(jī)上生產(chǎn)礦渣活化微粉。是在充分利用原有設(shè)備條件的情況下,通過(guò)三個(gè)方面的技術(shù)途徑完成:
一是磨內(nèi)部分,根據(jù)磨機(jī)的長(zhǎng)度,確定合理的倉(cāng)位、倉(cāng)長(zhǎng)、選擇高效的內(nèi)篩分雙層隔倉(cāng)板、出磨篦板、選擇合適的襯板、合理的研磨體級(jí)配方案,確定合理的平均球徑、填充率;
二是磨外部分,對(duì)入磨粒度、水分的要求,烘干設(shè)備的選型(烘干工藝不當(dāng),對(duì)礦渣活性影響平均可下降12~15%)、除塵設(shè)備的選型及風(fēng)壓、風(fēng)量的參數(shù)確定等等;
三是利用礦渣專(zhuān)用活化劑,提高粉磨效率,磨機(jī)增產(chǎn)20%以上;提高比表面積,可達(dá)到500㎡/㎏以上;通過(guò)粉磨時(shí)激發(fā)礦渣微粉的活性,提高礦渣活性指數(shù),7d>95%以上。
以上三個(gè)方面的技術(shù)途徑,是必須的,缺一不可的,才能達(dá)到理想的技術(shù)指標(biāo)。
只有完成這些程序化的步驟和最佳技術(shù)方案,才能生產(chǎn)出來(lái)質(zhì)量好、成本低的礦渣活化微粉;質(zhì)量才能達(dá)到S105級(jí)礦渣微粉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),早期活性指數(shù)才能達(dá)到或超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的75%、95%的指標(biāo)。
活化微粉技術(shù)比傳統(tǒng)的磨機(jī)生產(chǎn)普通礦渣微粉提高產(chǎn)量50%~100%;在比表面積450㎡/kg~550㎡/㎏的情況下,電耗是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的50%左右。
通過(guò)活化技術(shù),礦渣微粉的比表面積可以達(dá)到450~550㎡/kg;并激發(fā)礦渣活性,礦渣微粉的活性指數(shù)7d>95%,提高礦渣微粉質(zhì)量;摻入礦渣活化微粉的水泥3d強(qiáng)度比摻入普通礦渣微粉的水泥3d強(qiáng)度提高3Mpa~5Mpa。因?yàn)樘岣吡说V渣微粉的早期活性指數(shù);可以實(shí)現(xiàn):
摻入50%左右礦渣活化微粉的水泥,安定性好,摻加礦渣活化微粉后的水泥強(qiáng)度大于未摻加礦渣活化微粉的水泥強(qiáng)度指標(biāo),3d強(qiáng)度增加1~3Mpa,28d強(qiáng)度增加3~8Mpa利用60~70%的礦渣活化微粉,生產(chǎn)32.5~42.5級(jí)水泥,達(dá)到國(guó)家水泥新標(biāo)準(zhǔn);可降低水泥生產(chǎn)成本20~40元/噸;山西原平市崞山水泥有限公司利用四平水泥所研制的HK101型、HK108型礦渣專(zhuān)用活化劑分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。表4是HK101型礦渣專(zhuān)用活化劑的3d、7d、28d實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:28d的活性指數(shù)達(dá)到105.7%,7d的活性指數(shù)達(dá)到97.6%,活性指數(shù)指標(biāo)都超過(guò)了礦渣微粉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的S105級(jí)。但是,如何提高3d的活性指數(shù)?我們又利用HK108型礦渣專(zhuān)用活化劑進(jìn)行了3d、28d的實(shí)驗(yàn)。50%的礦渣活化微粉混合50%的32.5級(jí)水泥,3d抗壓強(qiáng)度是15.2Mpa,比對(duì)比樣水泥提高了0.8Mpa,活性指數(shù)3d達(dá)到了105.5%。利用65%的礦渣活化微粉摻入35%的32.5級(jí)水泥,3d的抗壓強(qiáng)度比水泥的3d強(qiáng)度提高0.6Mpa,利用75%的礦渣活化微粉摻25%的熟料粉,3d的抗壓強(qiáng)度比水泥的3d強(qiáng)度提高4.5Mpa;28d的活性指數(shù)達(dá)到105%(43.7/41.5)。 山水集團(tuán)某公司利用四平水泥所礦渣活化技術(shù)在φ500㎜×500㎜試驗(yàn)?zāi)C(jī)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
由于各地礦渣的化學(xué)成分不同、質(zhì)量也不同,所以利用活化技術(shù)生產(chǎn)礦渣活化微粉的3d抗壓強(qiáng)度在9~17Mpa之間。利用活化微粉生產(chǎn)的水泥質(zhì)量也同樣受到影響。如:柳鋼礦渣活性較好,廣西大化利用80%的礦渣活化微粉與熟料粉生產(chǎn)的水泥,3d抗壓強(qiáng)度達(dá)到25.9Mpa;華北邢臺(tái)、邯鄲等地的礦渣活性次之,某廠(chǎng)利用60~75%的礦渣活化微粉與熟料粉生產(chǎn)的水泥,水泥3d抗壓強(qiáng)度亦達(dá)到15.0~20.0Mpa。
河北邢臺(tái)某水泥有限公司利用四平市宏橋水泥技術(shù)研究所礦渣活化技術(shù)在φ500㎜×500㎜試驗(yàn)?zāi)C(jī)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簱饺?0~50%活化微粉的水泥,與未摻入活化微粉的水泥質(zhì)量對(duì)比;用55~75%活化微粉生產(chǎn)的水泥與未摻入活化微粉的水泥質(zhì)量對(duì)比檢驗(yàn)結(jié)果:1、摻入35~55%活化微粉的水泥,比未摻入活化微粉的水泥3d抗壓強(qiáng)度平均提高6.3Mpa;28d抗壓強(qiáng)度平均達(dá)到51.4Mpa;2、用55~75%的礦渣活化微粉生產(chǎn)的水泥,比未摻入礦渣活化微粉的水泥3d強(qiáng)度提高3.8Mpa;28d抗壓強(qiáng)度平均達(dá)到60.9Mpa;河北邢臺(tái)某水泥有限公司利用四平水泥所礦渣微粉活化技術(shù),在2.4m×9m磨機(jī)生產(chǎn)的礦渣微粉的3d活性指數(shù)較高,摻入30~50%活化微粉的水泥,與未摻入活化微粉的水泥質(zhì)量對(duì)比;摘錄幾組運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)。 檢驗(yàn)結(jié)果:摻入30%活化微粉的水泥,比未摻入活化微粉的水泥3d強(qiáng)度平均提高4.8Mpa。
從生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)的各種數(shù)據(jù)表明,利用活化技術(shù)生產(chǎn)的礦渣活化微粉摻入水泥后,無(wú)論是3d的強(qiáng)度還是28d的強(qiáng)度指標(biāo),都大于未摻入活化微粉的水泥強(qiáng)度,其活性指數(shù)達(dá)到礦渣微粉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)S105級(jí)以上。因此,有礦渣資源的鋼鐵企業(yè)、水泥企業(yè)生產(chǎn)礦渣活化微粉,實(shí)現(xiàn)利用少量熟料生產(chǎn)符合國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)的32.5~42.5級(jí)礦渣水泥,不但降低了生產(chǎn)水泥的成本,還節(jié)省了大量的能源,減少了環(huán)境的污染,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和較好的社會(huì)效益。
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