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水泥粉磨工艺的几个问题及其发展趋势

2019-07-19 14:53

  ? 我国是水泥生产大国,仅2007年就生了近14亿吨水泥。水泥生产消耗着大量的能源和资源。如何节约能耗,减少CO2排放?在成本和社会责任面前,这是水泥生产厂家必须直面的问题。

   1、存在的问题

   1.1混合粉磨导致混合材掺入量上不去

  ? 当前我国水泥生产工艺绝大多数采用的是原材料混合粉磨。

  ? 混合粉磨的混合材一般是粉煤灰、矿渣、石膏、石灰石等。混合粉磨出的产品之比表面为假象比表面积。如32.5R复合水泥,当其比表面积为370-380m2/kg时,其矿渣比表可能≤280m2/kg,水泥比表可能≤350 m2/kg,而粉煤灰比表可能≥420 m2/kg。

  ? 实际上矿渣只有磨到比表面积420-430 m2/kg时,其活性才能激发出来。粉煤灰磨到550-600 m2/kg时,其玻璃体才能打破。活性才能激发出来,事实上,电厂收来的一级灰比表已达420 m2/kg,不磨直接掺进去,也就是填充料。

  ? 这种混合粉磨的结果是,水泥成品混合材掺入量上不去。掺多了3d早强上不去。掺少了又不经济。

   1.2混合粉磨浪费了熟料

   日本、印度、欧盟国家只磨52.5纯水泥,因为52.5纯水泥颗粒径在3-30um之间,这个粒径区段正好是水化作用的最佳区段,其它低标号水呢粒径区段都不在这个范围之内,大量的熟料被当作填充用掉了。

   烧成1T水泥熟料,向天空排放1TCO2。我们应当用最少的熟料提供最多的商品水泥,这就是要求我们必须把熟料粉磨到3-30um粒径区段,使物尽其用。

   国内也有少数企业作过分别粉磨,终因电耗高、投资大而放弃。这主要是因为他们在细节上没有做到位而失效。

   1.3预粉磨技术与国际先进技术的差距

   粉煤灰在磨到比表430 m2/kg之前是一种优良的助磨剂,起到提升管磨机台时产量作用,给人以比表假象,但磨到比表≥430 m2/kg以后,电耗直线上升,而比表值原地不动。

   要想把粉煤灰掺入量提高,早强不受影响,必须将其内部玻璃体打破。

   粉煤灰含铝和硅,而矿渣含钙,两者结合是优势互补,早强会进一步提高。

   管磨机作为水泥终粉磨有其独特的优点:即颗粒形态自然,立磨等料床粉磨的水泥成品和管磨的水泥成品在同等条件之下,早强相差6-7Mpa。

   但管磨机最大的缺点是电耗高、效率低。为了解决这个问题,人们运用预粉磨的办法来减小入磨机的粒径,取得了很好的效果。预粉磨技术近十多年在西方和日本发展的很迅速。预粉磨功率从早期占系统30%,发展到120%。德国洪堡公司采用高压辊压机,其压力值达20-22Mpa。两辊之间传递扭矩≥100KN/CM,两辊之间推力在155-165t。其料饼被打散后比表值≥200 m2/kg。进入管磨机后,大大降低了管磨机的邦得功指数,使管磨机效率大大提高。一般这类生产线磨52.5纯水泥比表值在360 m2/kg时,系统配置功率≤33KWh/t。

   日本走简易立磨作为预粉磨道路,这种立磨为机械卸料,没有选粉机。这种机器大压力、大扭矩、低转速。预粉磨后的半成品比表≥150 m2/kg,但其颗粒在1500倍显微镜下显示都发生了晶格裂纹,也降低了管磨机的邦得功指数。这类生产线磨52.5纯水泥比表值在370m2/kg时,系统配置功率也≤33KWh/t。

   国内目前预粉磨用的较多是国产辊压机,由于国产工业化水平滞后。轴承、液压件、耐磨材料等问题。一般是在8Mpa左右工作。作为降低压力,保证运转率是可以的。但其料饼打散后比表一般100-110m2/kg左右。而且粒内没有发生晶格裂变。所以达不到世界先进水平。一般运行好的混磨生产线32.5R复合水泥电耗在30KWh/t。差的能达到36-37 KWh/t(因为混磨掺入很多粉煤灰、石灰石等,就是助磨剂,剔除这些助磨剂,折合成纯水泥就是38 KWh/t)。

   如果折合成纯52.5水泥,我国比日本约高10 KWh/t。比印度高出7-8 KWh/t。这就是我们当前的差距。我国2007年据统计,生产了约14亿吨水泥。节能减排的空间是很大的。

   在管磨机之前增加球破机或棒破机的方向是对的,但前后细节工艺一定要处理好,否则节能就不能完全作到位。

   1.4不要过分依赖选粉机

   水泥是磨出来的,不是选出来的。日本发明了O-Sepa选粉机,但日本在我国的几家水泥企业(江南小野田、秦皇岛、烟台等)O-Sepa选粉机的作用都不是很关键的。

   1.5关于开路和闭路

   在高比表预粉磨(比表≥200m2/kg? 或≥150m2/kg)系统时,尽量用开路为好。在预粉磨后有晶格裂纹的系统时,也尽量用开路为好。

   开路简单,运转率比闭路要高,投资节省很多。

   1.6关于过粉磨、磨温和配球

   为了避免发生过粉磨和磨内温度高,使水泥成品发生假凝。在高效预粉磨之后的管磨机配球和划分上要作到精细对待处理,应当根据预粉磨后半成品的套筛分组,统计数据来决定球和段的直径、吨位。

   决不能根据经验和比表值和筛余细度值来盲目配球。高比表预粉磨后,管磨机的头仓球径一般都<Φ40mm。千万不要因磨内温度高,又返回去上选粉机。

   1.7关于预粉磨之效率

   管磨机的效率取决前面预粉磨的效率,预粉磨效率有3个指标:比表面积≥150 m2/kg;最大颗粒径≤1.0mm(不是平均粒径);粒内晶格发生裂变(1500倍镜显)。

   无论用哪一种预粉磨机器都要符合以上体积假说、面积假说、裂纹假说的原理。

  ? 2、水泥粉磨工艺的几个问题及其发展趋势

  ? 尽管我国现在以混合粉磨为主。大家都习以为常。但分别粉磨,高比表(晶格裂变)预粉磨是水泥粉磨工艺发展的必然方向。分别粉磨时的技术指标应这样才算先进:粉煤灰比表磨到550-600m2/kg时,电耗不能≥25 KWh/t;矿渣(不是炉渣)比表到430m2/kg时电耗不能≥55 KWh/t;52.5纯水泥比表到360m2/kg时,配置电耗不能≥32 KWh/t。只有这样,我们才算把水泥成品粉磨电耗降下来,这需要我们不懈地努力。

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