水泥粉磨設(shè)計(jì)工藝及應(yīng)用

　　新型干法水泥線主機(jī)設(shè)備為Φ2×11m內(nèi)篩分高細(xì)開流磨兩臺(tái)，近年來通過不斷的技術(shù)改進(jìn)，實(shí)際產(chǎn)能已超過了設(shè)計(jì)能力。生產(chǎn)中熟料、礦渣、石膏計(jì)量后按比例混合共同入磨進(jìn)行粉磨，出磨成品經(jīng)倉(cāng)式泵輸送入水泥庫(kù)儲(chǔ)存?zhèn)溆?，水泥各原料配比中礦渣摻入量一般在26%左右，再進(jìn)一步提高礦渣摻量將會(huì)影響水泥強(qiáng)度。在現(xiàn)有條件下，就設(shè)備潛能而言，通過近年來的不斷技術(shù)改進(jìn)，使該線設(shè)備產(chǎn)能已取得了較大提高，再進(jìn)一步提高設(shè)備潛能的可能性比較有限。就混合材摻入量看，水泥中礦渣摻入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中上限要求，礦渣成本較低，資源豐富，通過提高水泥中礦渣摻入量的途徑，來降低水泥成本潛力較大。從生產(chǎn)工藝看，利用現(xiàn)有的混磨工藝進(jìn)行生產(chǎn)，水泥中礦渣摻入量只能控制在20%～40%，再進(jìn)一步提高的難度較大，因此必須考慮進(jìn)一步優(yōu)化工藝、技術(shù)創(chuàng)新。從魯碧公司近年來配制水泥工業(yè)性試驗(yàn)和試生產(chǎn)情況看，轉(zhuǎn)變粉磨工藝、配制生產(chǎn)水泥完全可以使礦渣摻入量提高到50%以上。因此，為了進(jìn)一步降低水泥生產(chǎn)成本，適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，我們提出并實(shí)施了"水泥粉磨工藝創(chuàng)新及應(yīng)用"項(xiàng)目。

　　一、實(shí)施過程1.工藝方案1號(hào)粉磨線共有5個(gè)水泥儲(chǔ)存庫(kù)，方案中考慮利用這幾個(gè)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)施水泥配制攪拌系統(tǒng)，以適應(yīng)轉(zhuǎn)變粉磨工藝之后配制水泥的基本條件。具體做法是：將1號(hào)、2號(hào)水泥庫(kù)進(jìn)行清庫(kù)后分別作為實(shí)施后的礦渣粉庫(kù)、熟料粉庫(kù)，緊傍此兩庫(kù)設(shè)置4個(gè)鋼板倉(cāng)，分別用于熟料粉、礦渣粉、粉煤灰儲(chǔ)存。其中熟料粉鋼倉(cāng)、礦渣粉鋼倉(cāng)僅作為熟料粉庫(kù)、礦渣粉庫(kù)庫(kù)側(cè)卸料時(shí)緩沖倉(cāng)使用，倉(cāng)容量偏小，在這兩倉(cāng)內(nèi)各設(shè)高低料位計(jì)，與各對(duì)應(yīng)庫(kù)側(cè)卸料器、儲(chǔ)存庫(kù)之間形成庫(kù)側(cè)卸料自動(dòng)控制回路：倉(cāng)滿高料位顯示，庫(kù)側(cè)卸料器停止向鋼板倉(cāng)內(nèi)供料；倉(cāng)空低料位顯示，庫(kù)側(cè)卸料器開始向鋼板倉(cāng)供料，從而保持熟料粉、礦渣粉供料連續(xù)性。兩個(gè)粉煤灰鋼倉(cāng)作為儲(chǔ)存?zhèn)}考慮2～3天儲(chǔ)期，倉(cāng)容量稍大一些。各鋼板倉(cāng)下設(shè)置計(jì)量輸送設(shè)備、雙軸攪拌機(jī)、攪拌后成品輸送設(shè)備等，保證配制生產(chǎn)正常進(jìn)行及配制生產(chǎn)后成品入庫(kù)。同時(shí)適應(yīng)水泥配制生產(chǎn)的需要，將1號(hào)線原兩臺(tái)水泥磨進(jìn)行研磨體級(jí)配調(diào)整，保持研磨體總裝載量不變，適當(dāng)調(diào)整各倉(cāng)球徑大小，適應(yīng)熟料、礦渣的單獨(dú)粉磨。礦渣粉按生產(chǎn)要求部分由本地區(qū)厚澤公司供應(yīng)，部分為魯碧公司生產(chǎn)，粉煤灰來自本地區(qū)電廠的Ⅰ級(jí)粉煤灰（細(xì)度80μm方孔篩篩余12%左右），二者均由散裝罐車輸送進(jìn)廠，并直接打入各自的儲(chǔ)存庫(kù)。

　　2.可行性分析（1）為掌握不同摻量礦渣進(jìn)行配制生產(chǎn)對(duì)水泥性能的影響，我們利用一臺(tái)Φ2×11m開流磨生產(chǎn)熟料粉（摻石膏），一臺(tái)Φ3×11m閉路磨生產(chǎn)的礦渣粉（摻石膏）進(jìn)行了配制水泥試驗(yàn)、試生產(chǎn)，結(jié)果表明：利用單獨(dú)磨制的礦渣粉、熟料粉配制水泥，其中礦渣粉配入的比例達(dá)到了60%以上，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)仍然符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，比混磨生產(chǎn)工藝下礦渣摻入量要大得多，這主要是因?yàn)閱为?dú)磨制的礦渣粉的比表面積較大，其活性得到了充分的發(fā)揮造成的，充分說明了配制生產(chǎn)新工藝是可行的。同時(shí)在配制水泥過程中加入3%左右的粉煤灰對(duì)水泥的各項(xiàng)物理性能影響不大，但隨著粉煤灰摻量的增大，對(duì)水泥的性能凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生明顯影響，這主要是粉煤灰細(xì)度較粗、活性較礦渣粉差造成的，故其在水泥中的摻入量注意不宜太大，否則會(huì)直接影響水泥性能。

　　（2）兩種生產(chǎn)方式下水泥水化分析?；炷シ绞较掠捎诘V渣顆粒粗大，潛在的水硬活性難以得到正常發(fā)揮，其在水泥水化過程僅作為一種填充材料使用，其摻加量必然受到限制，否則直接會(huì)影響到水泥物理性能；而新生產(chǎn)工藝下的礦渣經(jīng)過單獨(dú)粉磨后，其比表面積顯著增大，微粉中20μm以下高反應(yīng)活性顆粒比例大幅度增加，在水泥粉體中被充分、均勻的分散分布，水泥水化過程中均勻地穿插于水泥石空隙間的礦渣微顆粒堵塞了毛細(xì)孔（水孔）通道，改變了材料內(nèi)部微觀孔結(jié)構(gòu)狀態(tài)，降低了水泥石的空隙率，其次，由于填充在水泥粉體中的礦渣微粉顆粒表面圓潤(rùn)光滑，可以起到較好的物理減水作用，大大減少了水泥石結(jié)構(gòu)中有害孔數(shù)量及水孔空隙，從而顯著提高了水泥石的密實(shí)度及物理力學(xué)強(qiáng)度。

　?。?）除各物料滿足細(xì)度要求外，水泥新生產(chǎn)工藝中，關(guān)鍵注意的兩個(gè)問題，一是計(jì)量要準(zhǔn)確，二是配制中攪拌混合要均勻。我們?cè)谠O(shè)計(jì)實(shí)施的新生產(chǎn)工藝配制系統(tǒng)中，選擇螺旋計(jì)量稱作為各物料的計(jì)量設(shè)備，螺旋計(jì)量稱分為溢流單管螺旋和計(jì)量單管螺旋兩部分，前者起到穩(wěn)流作用，確保給料均勻、及時(shí)，后者進(jìn)行各物料計(jì)量，確保計(jì)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定；采用適合2～4種干物料進(jìn)行攪拌混勻的雙軸攪拌機(jī)作為攪拌設(shè)備，適當(dāng)改變攪拌葉片角度和延長(zhǎng)攪拌混合時(shí)間，確保攪拌充分、均勻，攪拌機(jī)能力為60～80t/h，生產(chǎn)控制上采取設(shè)定各物料配比與成品中實(shí)測(cè)礦渣摻入量數(shù)值比較，來檢驗(yàn)配制生產(chǎn)過程中各物料混勻情況，確保新生產(chǎn)工藝下水泥質(zhì)量穩(wěn)定性。

　　二、實(shí)施效果及效益1.實(shí)施效果實(shí)施后，1號(hào)線水泥生產(chǎn)由傳統(tǒng)的共同粉磨工藝改為熟料、礦渣單獨(dú)粉磨（粉磨中摻入適量石膏），之后進(jìn)行配制生產(chǎn)的新粉磨工藝，實(shí)際生產(chǎn)中，一般熟料粉細(xì)度比表面積控制在320m2/kg～350m2/kg，礦渣粉細(xì)度比表面積控制在400m2/kg～450m2/kg.水泥中礦渣摻入量由原來控制在26%左右提高到50%以上，由于采用單獨(dú)粉磨方式生產(chǎn)的礦渣粉細(xì)度細(xì)，20μm以下的微粉量大大增多，礦渣活性得以發(fā)揮，較好地改善了水泥性能。同時(shí)，在基本不影響水泥性能情況下配制水泥過程中直接摻入了3%左右Ⅰ級(jí)粉煤灰，資源綜合利用的同時(shí)降低了水泥生產(chǎn)成本。

　　由表1可知，新粉磨工藝下生產(chǎn)的水泥各項(xiàng)物理性能指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，與混磨生產(chǎn)工藝相比后期強(qiáng)度明顯偏高，這主要與礦渣粉細(xì)度細(xì)、活性充分發(fā)揮有關(guān)。

　　2、經(jīng)濟(jì)效益該項(xiàng)目實(shí)施后，水泥中礦渣摻入量由原來的26%左右提高到50%以上，同時(shí)生產(chǎn)過程中直接摻入了3%左右的粉煤灰。從而使1號(hào)粉磨線水泥成本降低19.45元/噸。水泥，魯碧公司2005年1號(hào)粉磨線計(jì)劃完成配制生產(chǎn)水泥130000噸，故因成本降低帶來的年直接經(jīng)濟(jì)效益為：19.45×130000=2528500（元）。

　　此外，項(xiàng)目實(shí)施后，若按新設(shè)計(jì)實(shí)施的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)配制能力65t/h、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率80%計(jì)算，實(shí)際配制生產(chǎn)能力能達(dá)到365×24×65×80%≈45.55萬噸/年，若不考慮市場(chǎng)等因素影響，由生產(chǎn)規(guī)模增大帶來的經(jīng)濟(jì)效益更為可觀。