研磨体级配和回粉率对水泥比表面积的影响
概述：磨机改造、高产高细磨、磨内筛分
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生产高标号水泥，除需要高标号熟料外，还需要提高水泥比表面积。降低出磨水泥细度筛余值，固然可以提高水泥比表面积，但是这种做法往往是以降低磨机台时产量、增加电耗和水泥生产成本作为代价的。而且筛余值降至一定程度，比表面积提高并不明显。改进磨内研磨体级配和调节控制选粉机回粉率(循环负荷)是一种既经济又行之有效的方法。适当降低研磨体平均球径，在控制同样筛余值的情况下，可以明显提高水泥比表面积，而水泥台时产量并不降低，出磨水泥3天抗压强度大幅度提高。 一般认为，在闭路粉磨中，为了减少过粉磨现象，往往使1仓的填充率高于2仓，使物料在磨内流速加快，适当提高回粉率；一般回粉率为100％～150％时，台时产量最高。回粉率过高，虽然细度合格，但比表面积降低。如将2仓填充率高于1仓，并适当降低钢球平均球径和钢段直径，减慢磨内流速，同时调整选粉机大、小风叶数量，从而降低了选粉率。在台时产量和筛余值不变的情况下，能提高水泥比表面积和水泥的早期强度。 生产过程中，随着钢球、钢段的磨损，填充率的降低，首先观察到的不是台时产量的降低，而是回粉率的提高、水泥比表面积的减小、水泥3天抗压强度的下降。当回粉率太高以后，会引起饱磨，此时才导致台时产量的下降。所以，必须根据回粉率的多少、比表面积的大小来决定补充研磨体。一旦台时产量的下降很多，则应倒仓重新进行研磨体级配。 ——改善水泥颗粒级配分布与提高3～30微米颗粒含量 即使采用闭路系统生产(极少数已采用与第三代O—Sepa型高效选粉机的厂家除外)，其成品水泥的颗粒分布也较宽，小于2微米颗粒的含量一般大于8％，大于30微米颗粒的含量则超过25％。对于普遍采用开流粉磨系统的，水泥中这两部分颗粒的含量还会更高。国外(如采用O—Sepa型选粉机的日本藤原水泥厂、富勒公司在北美的水泥厂以及采用Rema型高效选粉机的英国兰圈水泥公司)的水泥厂其水泥产品中粒径大于30微米的颗粒含量仅为17％，有的甚至控制在7％以下。 按现行通用水泥标准的规定，细度(0.080毫米筛筛余)为≤10％，大多数生产实际控制为3％～6％。但对于95％左右≤0.080毫米的水泥粉颗粒的分布是不了解的，最近刚开始研究。有的资料已将2～30微米颗粒含量高(即颗粒粒度比较集中)的水泥称之为“窄粒径水泥”，反之则称为“宽粒径水泥”。此两种水泥的比表面积、粉磨产量、电耗及水泥强度则迥然不同。上述研究，可以得出生产“窄粒径水泥”，可充分发挥熟料的潜能，提高熟料的利用率，同时可显著降低水泥生产中的粉磨电耗，能获得良好的经济效益。 ——水泥细磨仓的研磨体 近年来，对于水泥细磨仓的研磨体采用钢段好还是采用钢球好，已有文章发表。有的主张用钢段，有的主张用钢球。对此不能一概而论，应从粉磨角度对具体工况作具体分析。 磨机的粉磨功能总体上包括破碎与研磨两个部分，粉磨工况的最优化即是使破碎与研磨能力达到平衡，从而提高粉磨效率，此时产量与成品细度均在较好水平，这也是解决粉磨问题的最基本原则。正确分析不同工况下破碎与研磨能力匹配情况，才是决定细磨仓的研磨体采用钢段还是采用钢球的判断依据。 1球与段的研磨功能差异 磨机各仓实际上都具有破碎及研磨功能，只是各有主次。细磨仓的主要功能是研磨，而小钢球与小钢段的研磨能力是不同的。物料填充在研磨介质之间，研磨效率的高低主要取决于研磨介质与物料之间的接触表面积。若接触表面积大，则研磨机会多，单位时间内的成品生成率就高。等质量的球与段相比，由于段的线接触方式，从而明显比球具有更高的接触表面积。对于单仓而言，同样的研磨体装载量和同样的喂入细料量，单位时间内钢段仓的成品生成量比钢球仓要高，这是粉磨理论及应用实践所证明了的。需要指出的是，目前细磨仓的研磨介质尺寸相对物料而言都太大，这里有篦缝宽度限制等原因。丹麦的康必登磨和我国开发的高细磨都较好地解决了这一问题，在细磨仓成功地应用了微细钢段，显著地提高了研磨效率。当然采用高效能的筛分隔仓板及磨尾回段装置是成功的关键。因此应当明确，对于细磨和超细磨，段比球的研磨效率要高。 2开流和圈流 开流磨机物料一次性通过，出磨料即为成品，因此对研磨的能力要求较高。圈流磨需保证一定的物料循环量，无论采用离心或高效选粉机，磨尾卸料的细度筛余(80微米)一般控制在30％～40％，所以对研磨能力的要求低于开流磨。为保证成品细度，开流磨细磨仓一般应采用钢段。而圈流磨的细磨仓则采用小钢球为宜，一方面可加快物料流速，增加通过量；另一方面入细磨仓的物料筛余(200微米)比开流磨高，对保证一定的小钢球冲击有好处。但这是总的选择原则，还视具体工况而定。如预破碎效果好，则钢球的平均球径下降，研磨功能增强，进入细磨仓的物料筛余降低，从而细磨仓的研磨负担减轻，则开流磨的细磨仓也可采用小钢球，既能保证细度，又提高了产量。再有磨机长度，目前水泥厂使用十几米开流长磨的为数不少，一般分三至四仓。磨机长度决定了物料的粉磨路径即粉磨时间的长短，长磨机内物料的有效粉磨时间自然要长。况且较通常的二仓短磨，长磨机的合理多仓使粉磨功能更加明确，研磨体级配易于合理，粉磨效率大为提高。由于细磨仓的负担减轻，对研磨要求降低。若预破碎好，则采用小钢球为宜。如此时再使用钢段，一方面会减缓物料流速，降低产量；另一方面容易造成过粉磨现象，产生糊段及逆粉碎效应，反而降低研磨效率。开流短磨一般首选钢段。仓长比例与粉磨水泥的品种也是确定是否采用球或段时必须考虑的因素。 |
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