陶瓷研磨體在水泥粉磨中的應(yīng)用研究.pdf

1、水泥粉磨工序是水泥生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，它不僅直接關(guān)系到水泥的質(zhì)量（尤其是細(xì)度及粒度分布），同時還對水泥的產(chǎn)量和能耗有重要的影響。球磨機粉磨的水泥顆粒粒度分布較合理，顆粒球形度高，能夠滿足混凝土行業(yè)對水泥質(zhì)量的要求。但眾所周知，球磨機的能量利用率很低，真正用于粉磨做功的有效能量利用率只有3％～5％左右，絕大部分能量被鋼球/鋼鍛的碰撞、摩擦發(fā)熱以及產(chǎn)生噪音所消耗。鋼球/鋼鍛之間、鋼球/鋼鍛與磨體襯板之間的無功摩擦、碰撞導(dǎo)致了球磨機的粉磨電

2、耗居高不下。對于水泥熟料的粉磨，目前主要采用輥壓機—球磨機組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，通過輥壓機對物料的充分預(yù)粉碎以及Ⅴ型選粉機的粒度分級，可以控制進(jìn)入球磨機的物料粒度＜1mm，有力緩解了球磨機的物料粉碎壓力。對于礦渣的粉磨，目前主要采用立式磨粉磨系統(tǒng)和球磨機粉磨系統(tǒng)，后者的粉磨電耗較高，生產(chǎn)高比表面積的礦渣微粉時尤其如此。其原因是:一方面，礦渣本身的易磨性較差;另一方面，目前常用的金屬研磨體比重較大，增大了磨機的無功運轉(zhuǎn)負(fù)荷。可見

3、，球磨機細(xì)磨倉內(nèi)研磨體的“減負(fù)”是降低粉磨電耗的有效途徑。因此，在球磨機的細(xì)磨倉內(nèi)用比重小、研磨能力強的陶瓷研磨體取代比重大、沖擊力強的金屬研磨體成為降低球磨機粉磨電耗的新的研究課題。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴各實驗因素對于水泥熟料粉磨性能的影響是不同的，其中研磨體填充率＞磨機轉(zhuǎn)速＞研磨體級配＞助磨劑摻量。并且金屬研磨體通過正交實驗得到的最優(yōu)實驗條件是:填充率為31.0％，級配為Φ30∶Φ20∶Φ17∶Φ14∶Φ12=10％∶1

4、0％∶10％∶35％∶35％，助磨劑摻量為0.15％，磨機轉(zhuǎn)速為95 r/min。陶瓷研磨體通過正交實驗得到的最優(yōu)實驗條件是:填充率為37.2％，級配為Φ30∶Φ20∶Φ17∶Φ14∶12=10％∶10％∶10％∶35％∶35％，助磨劑摻量為0.15％，磨機轉(zhuǎn)速為85 r/min。⑵金屬研磨體和陶瓷研磨體分別在最優(yōu)實驗條件下粉磨水泥的性能是不同的，其中陶瓷研磨體粉磨水泥的細(xì)度略高，顆粒大小均勻，顆粒分布連續(xù)性強，水泥顆粒級配更加合理，特

5、別是對水泥后期強度的發(fā)展起主要作用的3～32μm的顆粒含量提高了3.5％。同時，在水泥3d抗壓強度略有下降的基礎(chǔ)上，水泥28d抗壓強度提高了5.9 MPa，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量降低了2.5％。此外，陶瓷研磨體粉磨水泥顆粒的圓形度提高了8.5％，球形顆粒增多，使水泥顆粒的外觀形貌得到了優(yōu)化。因此，陶瓷研磨體對水泥熟料的粉磨效果優(yōu)于金屬研磨體，所以將陶瓷研磨體用于水泥熟料的粉磨可以提高粉磨水泥的性能。⑶在相近的實驗條件下，陶瓷研磨體比金屬研磨體粉

6、磨礦渣微粉的細(xì)度高，合格細(xì)粉含量多，粒度分布范圍窄，顆粒大小均勻，顆粒群更加符合Rosin-Rammler分布，并且陶瓷研磨體粉磨礦渣微粉的7d和28d活性高。此外，陶瓷研磨體粉磨礦渣微粉顆粒的圓形度較金屬研磨體高2.5％，優(yōu)化了礦渣微粉顆粒的外觀形貌。因此，陶瓷研磨體對礦渣的粉磨效果優(yōu)于金屬研磨體。所以，將陶瓷研磨體用于礦渣的粉磨可以提高礦渣微粉的性能。⑷在工業(yè)實踐過程中，將陶瓷研磨體（陶瓷球/陶瓷鍛）應(yīng)用于水泥熟料和礦渣的粉磨，為了

7、確保研磨體對入磨物料的沖擊粉碎能力，球磨機一倉中的研磨體必須堅持使用金屬研磨體（鋼球），在使用陶瓷研磨體替代球磨機二倉/三倉中的金屬研磨體（鋼球/鋼鍛）時，必須提高陶瓷研磨體的填充率，改變研磨體的級配原則，由“中間多、兩頭少”過渡到“前頭少、后頭多”，才能充分發(fā)揮陶瓷研磨體高效、節(jié)能粉磨的優(yōu)勢。⑸在輥壓機—球磨機組成的水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中，將球磨機二倉中的鋼鍛替換成陶瓷球可以提高球磨機的粉磨效率，降低球磨機的運行電流，降低磨內(nèi)溫度、出料溫

8、度，實現(xiàn)噸水泥節(jié)電4.5度左右。同時優(yōu)化了水泥產(chǎn)品的顆粒組成，3～32μm的顆粒含量由60.65％提高到63.45％，增加了2.80％，有利于提高水泥的后期強度，≤45μm的顆粒含量由87.35％提高到90.11％，增加了2.76％，增加了水泥成品中合格細(xì)粉的含量，改善了水泥產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了水泥成品對混凝土外加劑的適應(yīng)性。⑹在礦渣磨粉磨系統(tǒng)中，將球磨機二倉、三倉中的鋼球/鋼鍛替換成陶瓷鍛可以提高球磨機的粉磨效率，降低球磨機的運行電流，