關(guān)于水泥細(xì)度控制與粉磨工藝改造

　　粉磨系統(tǒng)是研磨體消耗和電耗最大、最有潛力可挖的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，粉磨系統(tǒng)的電耗約占全廠水泥生產(chǎn)綜合電耗的60～70%，排塵量約占水泥廠排塵量的40%，因此粉磨系統(tǒng)及其相關(guān)工藝整體增產(chǎn)節(jié)能降耗，減少粉塵排放在水泥廠顯得十分重要。目前先進(jìn)的立窯企業(yè)噸水泥綜合電耗達(dá)60kwh，噸生料粉磨電耗<15 kwh，噸水泥粉磨單電耗<28kwh，環(huán)保達(dá)標(biāo)；而大部分立窯企業(yè)，噸水泥綜合電耗仍大于80 kwh，噸生料單電耗達(dá)20kwh ，噸水泥單電耗達(dá)35kwh ，環(huán)保達(dá)標(biāo)率很低。由此可見粉磨系統(tǒng)工藝改造大有可為。下面關(guān)于水泥細(xì)度控制與粉磨工藝改造作簡要闡述。

　　1 水泥粉體狀態(tài)與控制方法
　　水泥的粉體狀態(tài)的一般表達(dá)：磨細(xì)程度（細(xì)度和比表面積）、顆粒分布和顆粒形貌。
　　1.1 水泥細(xì)度
　　水泥細(xì)度直接影響著水泥的凝結(jié)、水化、硬化和強(qiáng)度等一系列物理性能。
我國水泥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水泥產(chǎn)品的細(xì)度0.08mm 方孔篩篩余不得超過10% ?？刂萍?xì)度的方法簡單易行，在一定的粉磨工藝條件下，水泥強(qiáng)度與其細(xì)度有著一定關(guān)系。水泥的篩余量越小表示水泥越細(xì)，強(qiáng)度越高。但用這一方法進(jìn)行水泥質(zhì)量控制還存在較多問題：

　?、女?dāng)水泥磨得很細(xì)時(shí)，如0.08mm 方孔篩篩余小于1%，失去了控制意義。國外水泥普遍磨得很細(xì)，所以在國外水泥標(biāo)準(zhǔn)中幾乎都取消了這一指標(biāo)。
　?、飘?dāng)粉磨工藝發(fā)生變化時(shí)，細(xì)度值也隨之變化。如開流磨篩余值偏大，圈流磨篩余值偏小，有時(shí)很難根據(jù)細(xì)度來控制水泥強(qiáng)度。
　?、羌?xì)度值是指0.08mm 篩的篩余量，即水泥中≥80μm 顆粒含量（%）。眾所周知，≥64μm 的水泥顆粒的水化活性已很低了，所以用≥80μm 顆粒含量多少進(jìn)行水泥質(zhì)量控制不能全面反映水泥的真實(shí)活性。

　　1.2 水泥比表面積
　　國外水泥標(biāo)準(zhǔn)大多規(guī)定比表面積指標(biāo)，采用勃氏比表面積儀測定水泥比表面積，我國的硅酸鹽水泥和熟料的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定已與國外標(biāo)準(zhǔn)一致。水泥比表面積與水泥性能存在著較好的關(guān)系。水泥越細(xì)，比表面積越大。但用比表面積控制水泥質(zhì)量時(shí)，主要還有下述兩方面的不足：

　?、疟缺砻娣e對(duì)水泥中細(xì)顆粒含量的多少反映很敏感。有時(shí)比表面積并不很高，但由于水泥顆粒級(jí)配合理，水泥強(qiáng)度卻很高。
　?、茡接谢旌喜牧系乃啾缺砻娣e不能真實(shí)反映水泥的總外表面積，如摻有火山灰質(zhì)混合材料，水泥比表面積往往會(huì)產(chǎn)生偏高現(xiàn)象。

　　1.3 水泥的顆粒級(jí)配
　　研究證明，水泥顆粒級(jí)配對(duì)水泥性能有很大影響。0～3μm 顆粒對(duì)于早強(qiáng)是必不可少的，對(duì)后期強(qiáng)度則不起作用。3-32μm 顆粒對(duì)強(qiáng)度的增長起主要作用，其粒度分布是連續(xù)的， 16～24μm 的顆粒對(duì)水泥性能尤為重要，含量愈多愈好；而超過30μm 的顆粒只是部分水化對(duì)強(qiáng)度所起作用有限;大于64μm 的顆粒對(duì)強(qiáng)度的發(fā)展沒有影響。

　　此外，水泥粒度分布（顆粒級(jí)配）不當(dāng)還會(huì)影響水泥水化時(shí)的需水量（和易性），最終會(huì)降低硬化后的水泥或混凝土的強(qiáng)度。因此掌握水泥顆粒級(jí)配的指標(biāo)是很重要的。

　　2 比表面積與45μm 篩余相結(jié)合可有效控制水泥的合理顆粒組成
　　大多數(shù)企業(yè)粉磨工藝比較落后和采用80μm 方孔篩篩余控制水泥細(xì)度，其顆粒組成多數(shù)處于不合理的狀態(tài)。
　　水泥的合理顆粒組成是指該組成能最大限度地發(fā)揮水泥熟料的膠凝性和具有最緊密的體積堆積密度。熟料膠凝性與顆粒的水化速度和水化程度有關(guān)，而堆積密度則由顆粒大小含量比例所決定。采用45μm 篩余可以使企業(yè)了解水泥中有效顆粒的含量，而使用比表面積可以及時(shí)掌握與水泥需水性等密切相關(guān)的微細(xì)顆粒的含量。二者相結(jié)合進(jìn)行粉磨工藝參數(shù)控制，將使水泥性能達(dá)到最優(yōu)化。

　　2.1 >45μm 的熟料顆粒全水化時(shí)間很長，對(duì)水泥強(qiáng)度貢獻(xiàn)很小
　　熟料與水作用生成的水化產(chǎn)物是水泥產(chǎn)生膠凝性的根本原因。水泥顆粒的水化程度決定水泥膠凝性的發(fā)揮。熟料的水化程度與礦物種類和顆粒大小有關(guān)。根據(jù)研究,20μm 的顆粒全部水化需要1 年多的時(shí)間，而2μm 的顆粒全水化只需1.5h，45μm 顆粒28d 大約水化了50%，>45μm 的顆粒對(duì)水泥性能的貢獻(xiàn)也就更小了。

　　國外優(yōu)質(zhì)水泥顆粒級(jí)配，3～32μm 含量達(dá)70%，<45μm 含量達(dá)98%。而我國目前水泥企業(yè)水泥3～32μm 含量絕大部分<60%,<45um 含量達(dá)90%幾乎極少廠家達(dá)到。我國水泥總體來說是顆粒偏粗，細(xì)粉含量偏少。

　　2.2 比表面積數(shù)值主要反映5μm 以下的顆粒含量
　　把1個(gè)直徑為80μm 假定為球形的水泥顆粒的表面積當(dāng)作1，然后將其變成直徑分別為45、30、20μm、…… 的顆粒，其總體積不變，但相應(yīng)的表面積卻發(fā)生了很大的變化。1 個(gè)80μm 的顆粒全部變成5μm 時(shí)，已變成4096 顆，表面積也增加至80μm 時(shí)的16 倍。因此水泥比表面積的變化主要與5μm 以下的顆粒含量有關(guān)。

　　2.3 用45μm 篩余和比表面積控制細(xì)度操作簡便、控制有效、無需大量試驗(yàn)投資由此分析看出，在固定的工藝條件下，使水泥的45μm 篩余量和比表面積控制在一個(gè)合理的水平上時(shí)，可限制3μm 以下和45μm 以上的顆粒，以此獲得良好的水泥性能和較低的生產(chǎn)成本。這種細(xì)度控制方法與其它方法相比，具有操作簡便、控制有效的優(yōu)點(diǎn)。只要取樣進(jìn)行篩析試驗(yàn)和比表面積測定，就可以為磨機(jī)的操作提供依據(jù)。

　　3 粉磨工藝改造
　　水泥粉磨系統(tǒng)提高產(chǎn)量、降低電耗歷來是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，尤其是ISO 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，對(duì)于多數(shù)水泥企業(yè)來說，都感到既要使產(chǎn)品適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求，又不影響磨機(jī)產(chǎn)量、增加生產(chǎn)成本，對(duì)水泥粉磨系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造無疑是首選措施。

　　3.1 采用預(yù)粉碎技術(shù)
　　預(yù)粉碎是球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)大幅度提高產(chǎn)量的主要措施，按粉碎理論可分為預(yù)破碎和預(yù)粉磨。

　　3.2.1 預(yù)破碎
　　預(yù)破碎一般是指在球磨機(jī)前設(shè)置一臺(tái)細(xì)碎機(jī)，使入磨粒度降低，將原來球磨機(jī)粗磨倉坦負(fù)的部分粗碎任務(wù)交由效率較高的細(xì)碎機(jī)來完成，即所謂的“多破少磨”。國內(nèi)采用水泥磨前加細(xì)碎機(jī)的措施已有數(shù)十年歷史，但受設(shè)備材質(zhì)的局限，該技術(shù)大量使用受到限制。最近成都新波特蘭建材有限公司推出了新一代BYM 熟料破篩一體機(jī)，根據(jù)回轉(zhuǎn)篩的工作原理,筒體內(nèi)采用鋼棒研磨,破碎合格料及時(shí)從篩孔排出，具有高效率、高可靠性、低能耗、低消耗的特點(diǎn),使用效果好(Φ1.83×7 水泥磨閉路麼使用后臺(tái)產(chǎn)達(dá)15t/h, 細(xì)度3~4%), 當(dāng)前具有良好推廣前景。

　　增設(shè)預(yù)破碎后，球磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)也要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，尤其是一倉應(yīng)以提高研磨能力為目標(biāo)。采用預(yù)破碎系統(tǒng)進(jìn)行提高磨機(jī)產(chǎn)量的改造，低投資是其最大優(yōu)勢，它主要適合于磨機(jī)輔助設(shè)備和輸送設(shè)備富裕能力有限，以及成本效益不合理的廠家。

　　3.2.2 預(yù)粉磨
　　預(yù)粉磨是指球磨機(jī)前增設(shè)一臺(tái)粉磨設(shè)備，使原有的粉磨系統(tǒng)大幅度增產(chǎn)的措施。

　　用于預(yù)粉磨的設(shè)備主要有短球磨、輥磨、輥壓機(jī)、筒輥磨等。上述四種預(yù)粉磨設(shè)備的能量利用率由低到高依次為短球磨、輥磨、筒輥磨、輥壓機(jī)。

　　采用球磨機(jī)作為預(yù)粉磨設(shè)備，建議采用半終粉磨流程，即預(yù)粉磨球磨機(jī)與選粉機(jī)組成閉路系統(tǒng)，使進(jìn)入后續(xù)球磨機(jī)的物料粒度更加均勻，一般<2mm 的占90% 左右，最大粒度控制在<5mm ，可縮短物料在磨內(nèi)的停留時(shí)間，避免出現(xiàn)“飽磨”現(xiàn)象。球磨機(jī)預(yù)粉磨工藝提高產(chǎn)量的幅度可達(dá)50% 以上，不過節(jié)能效果較差，對(duì)于有閑置設(shè)備的廠家較為適宜。 對(duì)于采用輥磨、輥壓機(jī)、筒輥磨作預(yù)粉磨設(shè)備，由于投資大，工藝相對(duì)復(fù)雜，一般在立窯水泥企業(yè)很少采用。

　　3.3 開流磨的技術(shù)改造
　　開流高細(xì)、高產(chǎn)磨技術(shù)主要用于水泥粉磨。對(duì)原有磨機(jī)進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)具備以下工況條件： 1) 磨機(jī)直徑可大可小，即Φ1.5-3.8m 均可，但磨機(jī)的長徑比至少要>2.5； 2) 入磨物料綜合水分<1.5%； 3) 入磨物料粒度、研磨體裝載量、磨機(jī)運(yùn)行等正常穩(wěn)定； 4) 磨機(jī)通風(fēng)良好，收塵與計(jì)量設(shè)備完好。

　　3.3.1 開流磨技術(shù)改造的主要內(nèi)容
　　1) 襯板
　　經(jīng)過長期生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn)，目前仍在使用的球磨機(jī)筒體襯板主要有11 種形式。國外公司推出的襯板有逐漸統(tǒng)一的趨勢。一倉一般采用提升襯板，二倉則采用分級(jí)襯板。但這種分級(jí)襯板不是國內(nèi)常見的錐形分級(jí)襯板或平襯板加錐形分級(jí)襯板，而是兩種甚至三種襯板的組合或復(fù)合體。經(jīng)過優(yōu)化組合或復(fù)合，一種襯板可發(fā)揮不同形式襯板的優(yōu)勢，從而保證了最大限度地將能量輸入裝球區(qū)，并盡量消除磨內(nèi)死區(qū)。在目前開流磨進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，段倉一般都安裝活化襯板，有效地消除了“滯留帶”，激發(fā)和強(qiáng)化了研磨體的運(yùn)動(dòng)。

　　2) 隔倉板
　　對(duì)于隔倉裝置的改進(jìn)，一方面加大整個(gè)隔倉裝置通風(fēng)面積，另一方面通過它來實(shí)現(xiàn)對(duì)物料流速的控制，從而方便靈活地調(diào)節(jié)磨內(nèi)各倉中的料球比，控制物料磨內(nèi)停留時(shí)間。 開流磨進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，尾倉更換帶內(nèi)篩分裝置的隔倉板，嚴(yán)格控制進(jìn)入尾倉的小顆粒，使前倉的鋼球和尾倉的小段各自最大限度地發(fā)揮破碎和研磨作用。

　　3) 研磨體
　　研磨體尺寸基于粉磨能力和喂料粒度，比較通用的是“兩頭小，中間大”的級(jí)配方案。因?yàn)楦鲝S實(shí)際情況不同，磨內(nèi)研磨體和物料運(yùn)動(dòng)情況極為復(fù)雜，以及物料性能的差異，很難找出普遍不平適用的規(guī)律，長期在實(shí)踐中摸索才是獲得合適級(jí)配的有效途徑。 穩(wěn)定的粉磨工藝條件在很大程度上取決于研磨體的材質(zhì)。由于磨損消耗，研磨體的級(jí)配在磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是不斷變化的，不同尺寸研磨體的磨損規(guī)律也不同。補(bǔ)球（段）只能保持裝載量相對(duì)平衡，不能保持級(jí)配始終如一。如果研磨體的硬度和耐磨性能差，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中易發(fā)生變形和碎裂，不但影響粉磨效率，碎塊還會(huì)堵塞篦板孔，使隔倉裝置排料困難，磨內(nèi)運(yùn)行狀況惡化，因此，提高研磨體的質(zhì)量才是磨機(jī)長期穩(wěn)定工作的有力保證，否則，再合理的級(jí)配方案也是難于始終能達(dá)到預(yù)期效果的。 在目前開流磨進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，采用微型研磨體以強(qiáng)化尾倉的研磨能力。直徑8-12mm 的小段，單位質(zhì)量的個(gè)數(shù)是普通鋼段的20 倍，總表面積是普通鋼段的2.5 倍。研磨效率與研磨體的表面積的0.5-0.7 次方成正比。小段的應(yīng)用起到了提高產(chǎn)量、增加產(chǎn)品比表面積、適當(dāng)改善微粉顆粒組成的至關(guān)重要的作用。

　　 4) 料段分離裝置　
　　對(duì)于微型研磨體，有必要設(shè)計(jì)一個(gè)讓細(xì)粉順利出磨，但微型研磨體不致跑出磨外的出料篦板裝置。

　　5) 合理的工藝參數(shù)設(shè)置改造后的高細(xì)高產(chǎn)磨，其工藝參數(shù)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的水泥品種、熟料的易磨性、混合材的品種和摻加比例、磨機(jī)規(guī)格等來設(shè)計(jì)磨機(jī)的倉位、研磨體的級(jí)配和確定細(xì)度的控制。

　　3.3.2 開流磨技術(shù)改造后的技術(shù)指標(biāo)
　　1) 增產(chǎn)20-35%，節(jié)電17-25%； 2) 水泥比表面積可達(dá)300-350m²/kg； 3) 研磨體消耗可降低25%以上。

　　3.4 圈流磨的技術(shù)改造
　　隨著磨機(jī)規(guī)格的增大和現(xiàn)有磨機(jī)對(duì)節(jié)能、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的迫切要求，采用圈流粉磨是水泥粉磨工藝的必然趨勢。它具有減少水泥過粉麼,避免發(fā)生顆粒凝聚和粘倉、粘研磨體等缺點(diǎn),有利于生產(chǎn)高細(xì)度水泥,改變生產(chǎn)水泥的品種,提高粉磨效率。

　　 3.4.1 選粉機(jī)
　　圈流粉磨的必要設(shè)備是選粉機(jī)。選粉機(jī)的功能是通過將出磨料中達(dá)到一定粒徑的顆粒及時(shí)選出，減少磨內(nèi)過粉磨量，從而提高磨機(jī)粉磨系統(tǒng)效率。但選粉機(jī)本身并不產(chǎn)生細(xì)粉，選粉機(jī)的選用和改造應(yīng)與磨機(jī)的改造結(jié)合起來進(jìn)行。當(dāng)然，一般說來，選粉機(jī)的效率高，系統(tǒng)產(chǎn)量也高。 選粉機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是“分散”、“分級(jí)”和“收集”?！胺稚ⅰ笔侵高M(jìn)入選粉機(jī)的物料要盡可能地拋撒開來，物料顆粒之間要形成一定的空間距離。因此，撒料盤的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、撒料空間大小、物料水分及物料流量都直接影響著布料的分散率；“分級(jí)”是指物料分散后，在選粉室停留的有限時(shí)間內(nèi)，要充分利用氣流各種形式的分選功能，把物料的粗、細(xì)顆粒盡可能地分開，并送至各自的出口。因此，氣體流量、氣流速度、氣流方式、氣固交匯點(diǎn)和流場分布以及選粉室數(shù)量、結(jié)構(gòu)等對(duì)分級(jí)效率影響很大；“收集”是捕捉粗粉和細(xì)粉的能力，這與收集方式和收集部件的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。 1979 年日本小野田公司開發(fā)了O-Sepa 選粉機(jī)，它不僅保留了旋風(fēng)選粉機(jī)外循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，而且采用籠型轉(zhuǎn)子平面螺旋氣流選粉原理，從而大幅度提高了選粉效率。以它為代表的籠式選粉機(jī)稱之為高效選粉機(jī)，也被稱為繼離心式選粉機(jī)、旋風(fēng)式選粉機(jī)之后的第三代選粉機(jī)。它的選粉效率一般在80%以上，與離心式或旋風(fēng)式的選粉機(jī)相比，可提高磨機(jī)產(chǎn)量15-40% ，節(jié)電10-20%，體積小、重量輕、布置靈活，產(chǎn)品可在300-600m²/kg 的比表面積內(nèi)任意調(diào)節(jié)，系統(tǒng)負(fù)壓操作，無粉塵污染。由于O-Sepa 選粉機(jī)不帶細(xì)粉收集裝置，需要配備與其處理風(fēng)量相匹配的大規(guī)格的袋收塵器或電除塵器用于收集成品，這無疑較大幅度地增加了系統(tǒng)投資,也使工藝布置復(fù)雜，操作控制困難，在一定程度上限制了它的推廣和應(yīng)用。上世紀(jì)90 年代南京化工學(xué)院張少明教授等研究、開發(fā)了NHX 高效轉(zhuǎn)子式旋風(fēng)選粉機(jī)，簡稱轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)。將籠型轉(zhuǎn)子分級(jí)原理嫁接于旋風(fēng)選粉機(jī)而形成的一種實(shí)用廣泛應(yīng)用于立窯水泥廠的中、小型高效選粉機(jī)。針對(duì)分散”、“分級(jí)”和“收集”三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，比旋風(fēng)式選粉機(jī)有了突破性的改進(jìn),在相同產(chǎn)量的情況下，與第三代高效選粉機(jī)相比效率相當(dāng)，但可降低系統(tǒng)投資20-30% ；與旋風(fēng)式及高效離心式選粉機(jī)相比，不但可減少設(shè)備規(guī)格，而且可提高效率20-40% 。湖山節(jié)能技術(shù)公司研制生產(chǎn)的HXZ 高效轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)在NHX 基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步改進(jìn)提高,選粉室采用了迷宮式耐磨襯板, 提高了離心分級(jí)強(qiáng)度,旋風(fēng)筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)加裝了動(dòng)態(tài)渦旋裝置，降低了系統(tǒng)阻力，從而提高了分離收集效率,使分級(jí)效率高達(dá)90%, 而且針對(duì)生料和水泥對(duì)細(xì)度的要求不同, 采用不同的旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)型式,提高了收集效率。HXZ 高效轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)切割分級(jí)精度高，易損部件經(jīng)耐磨處理，使用壽命長，使用成本低而且維修方便。在循環(huán)負(fù)荷率100% 時(shí)，水泥回粉45um 篩余可達(dá)95% 以上。滿足了水泥新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，各水泥企業(yè)普遍提高產(chǎn)品細(xì)度和比表面積，對(duì)水泥選粉機(jī)的高細(xì)高效的要求。

　　3.4.2 開流改圈流粉磨后的工藝調(diào)整
　　開流改為圈流粉磨后應(yīng)作必要的工藝調(diào)整，主要有： 1) 鋼球級(jí)配。 2) 隔倉板的篦孔孔隙尺寸。 3) 加大中空軸的喂料螺旋的送料能力。 4) 細(xì)度控制，生料磨可適當(dāng)放寬，80μｍ孔篩余可控制在12% 以下。水泥磨細(xì)度要提高，比原開流粉磨時(shí)要細(xì)2-3%左右，以確保水泥的強(qiáng)度。 3.4.3 提高圈流磨水泥的比表面積 水泥成品的比表面積與其物理力學(xué)強(qiáng)度之間具有良好的相關(guān)性，某種意義上說，提高水泥的比表面積，增大其磨細(xì)程度是提高水泥強(qiáng)度的有效途徑之一。由于圈流粉磨工藝的特殊性及選粉機(jī)自身的分級(jí)精度，研磨體級(jí)配等方面的原因，其成品比表面積一般都不很高，制約了水化活性的發(fā)揮。實(shí)際生產(chǎn)過程中，可采取以下技術(shù)措施，將水泥比表面積提高至350m2/kg 以上。 1) 積極采用磨前物料預(yù)處理技術(shù)，嚴(yán)格控制入磨物料最大粒度小于5mm ，減輕磨機(jī)一倉負(fù)擔(dān)，適當(dāng)縮短一倉長度,延長二倉長度。 2) 根據(jù)入磨物料粒度優(yōu)化研磨體級(jí)配，縮小研磨體平均尺寸，增加研磨體與物料的接觸面積，創(chuàng)造更多的微粉。 3) 磨機(jī)一倉填充率應(yīng)低于二倉2～3%，并在二倉內(nèi)對(duì)襯板實(shí)施活化排列，如使用分級(jí)襯板等，對(duì)研磨體進(jìn)行“激活”，充分發(fā)揮研磨體的細(xì)度作用。 4) 適當(dāng)降低粉磨系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷，宜控制≤150%。

　　4 新型圈流粉磨系統(tǒng)
　　借鑒圈流粉磨工藝特點(diǎn)，近年已開始研究用開流高細(xì)高產(chǎn)磨和高效選粉機(jī)組成新型的圈流粉磨系統(tǒng)，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐表明，效果十分顯著，其增產(chǎn)節(jié)能可比開流粉磨系統(tǒng)和普通圈流粉磨系統(tǒng)提高30-80% ，為水泥廠的粉磨增產(chǎn)節(jié)能提供了新的技術(shù)途徑。

　　由于許多圈流水泥磨使用的是老式的選粉系統(tǒng)，生產(chǎn)出的水泥比表面積偏低，水泥微粉量少，早期強(qiáng)度不足。另因磨機(jī)的倉長比不合理，加之隔倉板和出料篦板篦縫大，破碎倉未能細(xì)碎的物料涌入研磨倉，致使研磨倉研磨能力不足，磨尾吐渣嚴(yán)重，既污染了環(huán)境，又增加了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，而且水泥產(chǎn)量還低。為此利用高產(chǎn)高細(xì)磨技術(shù)對(duì)現(xiàn)有圈流水泥磨進(jìn)行技術(shù)改造。圈流磨內(nèi)的物料流量大，而且隨著物料的波動(dòng)而波動(dòng)。因此要求在破碎倉與研磨倉之間的篩分裝置必須適應(yīng)這一工況，既要控制粒度，又要保證流量。

　　在確定篩分方案時(shí)，圍繞提高水泥比表面積和產(chǎn)量的目標(biāo)，適當(dāng)調(diào)整倉位、優(yōu)化研磨體級(jí)配和填充率，同時(shí)采用特殊的出料裝置。根據(jù)通過篩分裝置的物料粒度已得到有效控制的情況，在研磨倉內(nèi)主要使用微型研磨體，強(qiáng)化研磨能力，以增加水泥中的微粉量及提高出磨細(xì)度合格率。經(jīng)改造后一般能使5-25μm 的微粉量增加10-15%，水泥三天抗壓強(qiáng)度提高3.9MPa，水泥比表面積增加20m2/kg，磨機(jī)產(chǎn)量提高10-15%。

　　5 水泥細(xì)磨倉的研磨體
　　5.1 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，只是主次及程度不同而已。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(huì)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(duì)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(duì)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(duì)于細(xì)磨和超細(xì)磨，段比球的研磨效率要高。

　　目前國外水泥磨機(jī)在細(xì)磨倉趨向于使用小鋼球代替鋼段，其原因
　　1) 使用小鋼球的能耗比小鋼段低；
　　2) 優(yōu)質(zhì)小鋼球的磨耗比鋼段小得多；
　　3) 小鋼球磨出的水泥顆粒形貌呈球形的比鋼段磨出的要多，但使用鋼段可使磨內(nèi)物料流速較快、能防止水泥在磨內(nèi)結(jié)團(tuán)。磨機(jī)的粉磨功能總體上包括破碎與研磨兩個(gè)部分，磨機(jī)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的匹配情況，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)。

　　5.2 細(xì)磨倉選用小鋼球的必要充分條件
　　1) 圈流粉磨
　　開流粉磨，磨機(jī)內(nèi)物料一次性通過，出磨料即為成品，因此對(duì)研磨的能力要求較高。圈流粉磨則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（80μm）一般控制在15~40%，所以對(duì)研磨能力的要求相對(duì)低于開流磨，為保證成品細(xì)度，開流磨的細(xì)磨倉一般應(yīng)采用鋼段。圈流磨的細(xì)磨倉可采用小鋼球，一方面可加快物料流速，增加通過量；另一方面入細(xì)磨倉的物料篩余要比開流磨高，對(duì)保證有一定的小鋼球沖擊有好處。

　　2) 預(yù)粉碎
　　磨前的預(yù)粉碎有一級(jí)或多級(jí)和開流或圈流，它決定了入磨物料的粒度。目前高效細(xì)碎機(jī)、輥壓機(jī)等可明顯降低入磨粒度，甚至80%左右的物料在2mm 以下，這實(shí)際上已完成了磨機(jī)Ⅰ倉的大部分功能，緩解了磨機(jī)的負(fù)擔(dān)。預(yù)破碎效果好，則Ⅰ倉的長度要縮短，且鋼球的平均球徑可下降。而鋼球的平均球徑的下降則使Ⅰ倉的研磨功能增強(qiáng)，進(jìn)入細(xì)磨倉的物料篩余相對(duì)降低，從而細(xì)磨倉的研磨負(fù)擔(dān)減輕。若入料粒度穩(wěn)定在很好的水平上，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。相反，若預(yù)粉碎環(huán)節(jié)很差，磨機(jī)Ⅰ倉完全成了破碎倉，則細(xì)磨倉的研磨負(fù)擔(dān)加重，即使圈流磨也不能輕易使用小鋼球。盡管調(diào)節(jié)選粉機(jī)能控制細(xì)度，但可能因研磨能力不足而無形中犧牲了產(chǎn)量。

　　3) 磨機(jī)長度
　　這主要針對(duì)開流磨而言。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。況且較雙倉短磨，長磨機(jī)的合理多倉使粉磨功能更加明確，研磨體級(jí)配易于合理，粉磨效率大為提高，則采用小鋼球?yàn)橐恕Ｈ绱藭r(shí)再使用鋼段，既會(huì)減緩物料流速，降低產(chǎn)量，又容易造成過粉磨現(xiàn)象，產(chǎn)生糊段及逆粉碎效應(yīng)，反而降低研磨效率。
 
　　4) 倉長比例
　　這主要針對(duì)圈流磨而言。目前雙倉圈流磨的Ⅰ、Ⅱ倉長度各廠并非完全相同。有比例為1:2 的，也有接近1:1 的。1:2 的比例為正常范圍，此時(shí)Ⅱ倉選用小鋼球比較合適。若兩倉長度相近，則易造成Ⅰ倉粗磨能力過剩而Ⅱ倉細(xì)磨能力不足。若再使用小鋼球，則Ⅱ倉在相對(duì)減小的粉磨容積中難以完成所需的研磨任務(wù)，最后導(dǎo)致產(chǎn)量下降。

　　5) 粉磨水泥的品種
　　這主要針對(duì)水泥而言。水泥的品種不同，則對(duì)粉磨的細(xì)度要求也不同。茲舉兩種：
　　a. 快硬（或超細(xì)）水泥要求水泥水化快、早強(qiáng)高。除礦物組成有要求外，對(duì)水泥的細(xì)度控制也很嚴(yán)格。這也對(duì)磨機(jī)的粉磨提出了更高要求。此時(shí)無論開流長磨還是圈流磨都應(yīng)考慮在細(xì)磨倉使用小鋼段，而對(duì)鋼球的使用一定要慎重。從目前的應(yīng)用實(shí)踐看，用鋼段磨制的超細(xì)水泥效果較好。

　　b. 多混合材摻量水泥為降低生產(chǎn)成本，工廠盡可能地多摻混合材，如有的企業(yè)礦渣甚至摻到40-50% 的比例。礦渣的易磨性差，對(duì)于共同粉磨時(shí)，磨機(jī)的研磨功能必須很強(qiáng)。摻量高時(shí)，喂料中礦渣及循環(huán)回磨的細(xì)料之和比例很高，而粗磨倉對(duì)這些料的研磨作用很有限。細(xì)磨倉應(yīng)優(yōu)先使用小鋼段，否則即使高效選粉機(jī)也難以提高產(chǎn)量，因?yàn)槟C(jī)研磨能力不足，磨尾卸料中成品量有限，若再提高磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷，則磨機(jī)更適應(yīng)不了。

　　5.3 球段混裝
　　已有報(bào)道，在圈流水泥磨的尾倉中采用球段混裝比單純使用小鋼球（Φ20-40mm ）或單純使用鋼段的效果要好，既保證了合理的水泥比表面積，又提高了磨機(jī)的產(chǎn)量。而單獨(dú)使用小鋼球研磨，水泥水泥比表面積、抗壓強(qiáng)度下降；單獨(dú)用鋼段磨機(jī)產(chǎn)量下降。另從顆粒圖象觀測儀觀察發(fā)現(xiàn)，水泥顆粒的圓度系數(shù)也得到較大提高。