贾华平:半终粉磨工艺与水泥的需水量
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风选磨半终粉磨工艺在水泥粉磨中的应用南京苏材重型机械有限公司刘永贵水泥粉磨工艺的优化设计直接影响到后期水泥生产成本,粉磨工艺选型除考虑系统产量,系统投资,系统电耗,还需考虑熟料利用率,水泥性能,水泥强度,设备的可靠性、系统的运转率、易损件磨耗等。
如何选取最优的粉磨工艺,最简洁的工艺配置,最可靠实用的生产设备,用最小的投资取得最大的经济效益,成为广大水泥企业所追求的目标。
现有粉磨工艺比较目前比较常见的粉磨工艺:预破碎设备(锤破、立轴破、对辊机等)+球磨机;预粉磨设备(辊压机、风选磨、CKP磨)+球磨机。
采用上述工艺设备都是尽量利用多破少磨粉磨原理,尽可能最大限度发挥预粉磨设备挤压破碎功能,后道球磨机起研磨修形作用,提高水泥粉磨能力。
目前半终粉磨系统在水泥粉磨中已经得到快速应用,半终粉磨系统即预粉磨产生的细粉通过分级生产的水泥成品直接采用高浓度布袋收尘器收集入成品库,避免了大量<45um细粉进入管磨机内部,导致细磨仓出现“过粉磨”所引起的研磨体及衬板表面严重粘附现象,使管磨机系统始终保持较高而稳定的粉磨效率。
扬中市大地水泥有限公司半终粉磨开路系统改造及运行情况扬中市大地水泥有限公司现有两条水泥粉磨生产线,主机配置两台φ3.5×13m水泥磨,其中一台采用辊压机半终粉磨工艺,另一台无预粉磨设备,本技术改造在无预粉磨的生产线上,采用南京苏材重型机械有限公司风选磨半终粉磨工艺。
图示11、粉磨系统改造前扬中市大地水泥有限公司水泥粉磨生产线φ3.5×13m磨机1台,采用开路磨工艺,配套收尘器PPC96-6。
磨机分为三仓,Ⅰ仓为阶梯衬板,仓长4.0m;Ⅱ仓位为中波纹衬板,仓长2.75m;Ⅲ仓位为小波纹衬板,仓长5.5m。
采用高铬研磨体,最大钢球为φ90mm,最小钢段为φ8×8mm;前隔仓采用双层隔仓,后隔仓为单层隔仓,台时产量65吨/时,粉磨电耗为36kWh/t。
工艺流程见图示1。
图示22、粉磨系统改造后扬中市大地水泥有限公司粉磨生产线φ3.5×13m磨机1台,采用前闭路后开路工艺见图示2;即FM40(有效长度5.0m)风选磨作为水泥预粉磨设备,熟料、明矾石、石膏等进入风选磨进行预粉磨(生产42.5级水泥时配比:熟料86%,磷石膏含煤渣12%,明矾石2%),配套O-sepa改进型选粉机S1500,合格成品直接通过收尘器入库,选粉机粗粉进入φ3.5×13m磨机,磨机分为三仓,采用带筛分的双层隔仓装置,增加通风面积,磨尾采用线切割热处理出料篦板;风选磨钢球采用φ60mm-φ100mm,高细磨机采用φ30mm-φ60mm钢球和φ10mm-φ25mm的钢锻。
随着“双碳”目标的提出,水泥行业绿色低碳发展是必然趋势。
半终粉磨系统作为联合粉磨系统的分支,有着良好的提产降耗效果。
半终粉磨直接选出的一部分成品没有经过球磨机粉磨,球形度差,片状和不规则状颗粒增多,造成入库终成品的水泥标准稠度用水量增大,与外加剂相容性变差,因此存在一个合适比例。
半终成品选出的量占终成品的比例难以检测,目前仍主要采用冲板流量计计量,精度偏低,波动较大。
如何测量并计算半终粉磨系统半终成品与入磨物料所含熟料比例也没有统一的方法。
本文针对半终粉磨系统的半终成品比例计算、熟料比例掺量的定量测试方法以及如何改善成品标准稠度用水量进行了探讨分析。
1、半终粉磨系统半终成品比例的计算半终粉磨系统中的准确计量应用较少。
参照美国沥青学会提出的用于计算矿质混合料比表面积的公式,即以各种筛孔通过量乘以表面积系数,得到集料的总表面积系数。
集料的比表面积SA用下式计算:SA = ∑(Pi×FAi)式中:Pi——各种粒径的通过百分率,%;FAi——各种粒径的集料的表面积系数。
根据集料比表面积计算方法和思路,用比表面积和R0.045数据对选出的半成品占总产量的百分数列方程求解。
表1和表2列举了不同厂家半终粉磨系统的配置和生产数据。
由表2可知,粗物料粉磨效率高,磨内比表面积增长150~180 m2/kg,但细度筛余大。
对于开路系统,出磨比表面积280~300 m2/kg,R0.045=16%~20%,R0.08=4.0%~4.5%,与半终成品混合后(或掺加矿粉后)成品比表面积≤330 m2/kg,R0.045=13%~15%,R0.08=3.0%~4.0%。
表2显示,半终成品占终成品比例≤25%时,水泥标准稠度用水量与切换为联合粉磨时水泥的标准稠度用水基本相同。
2、半终成品与入磨物料的熟料含量分析半终粉磨系统中经过辊压机挤压、V型选粉机(V选)及选粉机风选的半终成品物料主要是石灰石、石膏、炉渣等密度较轻的、易磨性较好的微细粉混合材。
半终粉磨工艺流程
半终粉磨工艺流程是水泥生产中的一个重要环节,它通过将生料经过初磨后的粉末进行进一步的细磨,使其达到所需的细度和均匀度。
半终粉磨工艺流程的主要步骤包括原材料的进料、磨机的磨炼、粉末的分选和成品的出料等环节。
在半终粉磨工艺流程中,生料首先经过初磨机进行初步磨炼,然后进入半终磨机进行进一步的细磨。
在半终磨机中,粉末经过多次的磨炼和分选,最终达到所需的细度和均匀度。
在磨炼过程中,磨机内的钢球不断地碾磨生料,使其逐渐变成细小的粉末。
同时,通过调节磨机的转速和进出料口的开度,可以控制磨机内的粉末颗粒大小和产量。
粉末的分选是半终粉磨工艺流程中的另一个重要环节。
通过选用不同粒径的筛网和调整分选风机的风量和角度,可以将粉末按照不同的粒径进行分离和收集,从而得到符合要求的细度和均匀度的产品。
最后,成品粉末通过输送机和气力输送管道等设备进行输送和收集。
在出料口设置检测仪器,对成品粉末进行实时的检测和监控,以保证产品的质量和稳定性。
半终粉磨工艺流程是水泥生产过程中不可或缺的一个环节,它对于保证水泥产品质量的稳定性和提高生产效率具有重要意义。
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辊压机水泥半终粉磨工艺系统增产调试邹伟斌中国建材工业经济研究会水泥专业委员会(100024)邹捷南京工业大学粉体科学与工程研究所(210009)题要:本文总结了ZC公司5000t/d新型干法水泥熟料生产线,水泥制成工序采用辊压机、V型静态选粉机、双分离高效选粉机、双仓管磨机组成的半终粉磨闭路工艺系统增产调试过程,调整中以“分段粉磨”理论及系统工程方法为指导依据,并对粉磨系统中各段存在的技术问题进行了诊断分析,制定并实施了相应的改进措施,充分挖掘粉磨系统中每一段生产潜力,最终达到增产、降耗的目的。
关键词:辊压机半终粉磨系统双分离高效选粉机增产调试1.水泥粉磨工艺线基本概况ZC公司5000t/d新型干法水泥熟料生产线,两套水泥成品制备系统均配用160-140辊压机+V型静态分级机(V型选粉机)+双分离高效选粉机+Φ4.2×13m双仓管磨机组成的半终粉磨闭路工艺;其具体工艺流程为:物料经过配料站由高速板链斗式提升机输送至稳流称重仓,进入辊压机挤压后通过V型选粉机分级出细粉(<80um以下颗粒占70%-85%、<45um以下水泥成品颗粒所占比例约为55%以上),V型选粉机细粉出口联接下进风的双分离高效选粉机(负压抽吸式进入高浓度布袋收尘器收集成品),首先分离出由辊压机挤压过程中产生的成品,分选出成品后的粗粉输送至管磨机粉磨,出磨物料经输送设备由上部喂入双分离高效选粉机再次分选。
在辊压机、管磨机两段正常运行后,双分离高效选粉机承受下部(V选出口)及上部(由管磨机磨尾输送的)两股料流,同时进行分选。
我们可以将辊压机水泥半终粉磨工艺系统理解为:它是传统联合粉磨工艺系统的另一个变种,辊压机半终粉磨工艺系统与辊压机联合粉磨工艺系统各有其技术特点、均可使粉磨系统增产能力达到70%-200%甚至200%以上、节电幅度达20%-30%。
该半终粉磨工艺系统与传统联合粉磨工艺系统相比,须采用一台物料处理能力较大的辊压机和一台喂料、分选能力大的下进风双分离高效选粉机,V型选粉机与双分离高效选粉机则共用一台系统风机,取消了联合粉磨系统中一台循环风机与旋风收尘器(双旋风筒或单旋风筒)及部分管道和输送设备,减少了设备数量及维护点,维修成本降低。
挤压半终水泥粉磨工艺技术研究与应用1998年我公司利用生料粉磨能力富余,新增水泥熟料10万t的生产线一条后,水泥粉磨能力出现不足。
为此,委托合肥水泥研究设计院改造原Φ2.2m ×7m闭路水泥磨,增加水泥粉磨能力与新增熟料产量的平衡,当时设计院使用的方案为挤压联合粉磨工艺,将原闭路粉磨系统中的Φ4.0m高效螺桨离心式选粉机闲置,将Φ2.2m×7m球磨机改造成开流,生产效果较改造前增产80%,节电20%。
其后,通过对辊压机预粉磨、联合粉磨和混合粉磨工艺的分析考查,决定再试验挤压半终粉磨工艺。
工艺流程见图1。
1 试验思路引入高效筛分磨技术与挤压打散分级机技术,利用闲置选粉机进行有机组合成挤压半终水泥粉磨工艺。
开流高效筛分磨采用微钢段对进入段仓经过筛分的细物料进行强化粉磨,有利于水泥成品中<30um细粉比例增高;打散分级机与辊压机组成一级闭路循环挤压工艺,可充分发挥挤压机节能的特点,有一条调节系统物料平衡的回路,未挤好的边缘漏料与打散分级机出来的粗粉重新回到辊压机粉碎,进一步降低物料粉磨功指数和粒度,为后一级球磨机产量增高奠定了基础,同时分级电动机设有调速装置,可根据需要任意调节分级粒径。
但挤压机挤压的物料中尽管含有小于0.08mm的符合水泥产品细度要求的细粉,且比例可高达50%一 60%,但这其中小于30um的微粉含量低,影响水泥性能,这就是辊压机用在终粉磨工艺中很难突破的症结之所在。
离心式选粉机分选物料粒径一般为 80um,而打散后的细粉中,小于30um的微粉极少,因此,选粉机选出的细粉虽0.08mm筛余符合要求,但比表面积低,影响产品性能。
2 试验步骤(1)试验打散分级机出来的细粉0.08mm方孔筛通过量;(2)增设1台送入原闲置选粉机的输送设备,取选粉机细粉、粗粉,分别做0.08mm方孔筛通过量,计算选粉机的选粉效率及选出的细粉量;(3)分别取选粉机细粉、出磨水泥以及两者混合后的成品水泥分别试验其细度、比表面积、强度,分析最终水泥产品是否满足产品性能要求;(4)检测系统产量、单位产品能耗与联合粉磨工艺进行比较;(5)确定生产工艺形式。
水泥磨半终粉磨系统提产改造经验摘要:山东东华水泥有限公司具备年产熟料310万吨、水泥700万吨、矿粉100万吨、余热发电1亿度能力,搭建起了集石灰石矿山开采、熟料、水泥、矿粉、发电、固废处置为一体的绿色建材产业架构。
水泥粉磨作为水泥窑配套粉磨生产线,一直存在电耗高,智能化成都不高等问题,节能减排效果差,通过对生产工艺采用行业内最先进的辊压机半终粉磨工艺技术的应用,环保高点定位,坚持世界最严粉尘排放标准,排放浓度≤5mg/Nm3,采用先进的智能化与信息化设计理念,并与东华公司智能制造以及“水泥工业大脑”进行无缝对接,取得了良好的经济效益和社会效益。
关键词:半终粉磨;双闭路;智能化;绿色环保;节能减排前言:水泥粉磨采用了更节能的半终粉磨系统;系统依据“磨前处理是关键、磨内磨细是根本、磨后选粉是保证”的技术原则,采用大功率辊压机+中、小功率球磨机组成的半终粉磨工艺系统是实现低的粉磨电耗的基础,是缩小入磨物料粒径的关键,预粉磨段出力越多,系统分段越清晰,取代管磨机功能越多,系统产量提高幅度越大,粉磨电耗下降越显著。
该系统适应性强、设备可靠性高、粉磨系统的效率高、增产与节电幅度大、易磨损件少;同时对于产品的质量控制与生产调度灵活性也是比较理想的。
1改造思路与方案的确定:项目技术、产品与国内外同类技术、产品的比较(1)调研厂家一情况:天津院设计、开路磨磨机台时产量:P.O42.5R、165t/h左右,综合电耗:34度/吨左右;此产量不含矿粉掺加量。
天津仕名设备工艺特点:辊压机和“V”型选粉机、高效选粉机、收尘器(1)组成开流粉磨系统。
经过辊压机挤压的物料,经V”型选粉机、粗料回到辊压机稳流小仓,细料全部入φ3.8×13m球磨机进一步粉磨,符合细度要求的成品出磨经提升机、斜槽、直接入水泥库。
(2)调研厂家二情况:合肥院设计、开路磨磨机台时产量:P.O42.5R、210t/h左右,此台产不含矿粉掺加量。
半终粉磨工艺水泥标准稠度用水量大的原因分析及改善途径半终粉磨目前主要应用在含有预粉磨设备如辊压机和立磨的水泥联合粉磨系统的工艺改造中。
具体改造途径是在联合粉磨系统中增加分级设备,将预粉磨物料中的部分微细粉通过分级机进行分选,分选出进入成品水泥的微细粉的分割粒径一般控制在30~35μm左右。
然而,这部分微细粉中<3μm的颗粒含量较大,影响水泥标准稠度用水量。
如何改善半终粉磨工艺成品水泥标准稠度用水量是解决当前采用该工艺技术改造面临的主要技术环节。
本文对造成这一现状的原因进行系统剖析,从中找到改善该问题的技术途径。
1主要原因分析1.1水泥粒度分布在半终粉磨工艺中,由于采用了双闭路分级工艺环节,该工艺条件下,成品水泥的颗粒级配因工艺条件的影响而使粒度分布过窄,其均匀性系数n偏大,通过多家检测结果表明n值一般增大0.1到0.3不等。
由于:1)粒度分布变窄后,其颗粒堆积密度下降,空隙率增大;2)<3μm的颗粒含量显著增加,<3μm的水泥颗粒由于水化速度很快,一般在几个小时内就能完全水化。
因此采用半终粉磨工艺,会出现水泥标准稠度用水量增大的趋势。
1.2水泥颗粒形貌半终粉磨工艺是将一部分预粉磨中达到成品粒径的细粉直接分选出来进入成品,这部分水泥颗粒形貌中呈条片状和不规则状的物料颗粒增多,球形度相对较差,颗粒间的内摩擦角将增大,且相同颗粒质量的颗粒表面积相应增大,必然导致颗粒表面润湿的吸附水增加,要达到与球磨水泥相当的流动性,其水泥标准稠度用水量也相应增大。
球形化水泥比一般水泥的需水量小,胶砂和易性好。
据国外有关专家研究表明,水泥颗粒圆形系数平均由0.65提高到0.73时,水泥胶砂流动度最高可提高25%;在相同胶砂流动度下,颗粒圆度系数由0.67提高到0.72时,混凝土水灰比可减少8%,且无论早期还是中后期水泥胶砂强度都比一般水泥高20%以上,达到相同坍落度时的单位体积用水量可减少14%~30%,减水剂用量可减少1/3,水泥早期水化热可降低25%。
半终粉磨系统的成品比例与熟料含量分析
蔡文举
【期刊名称】《水泥》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】本文针对半终粉磨系统的半终成品比例计算、熟料比例掺量的定量测试方法以及如何改善成品标准稠度用水量进行了探讨分析。
结果表明,对开路磨半终粉磨系统,半终成品比例≤25%,成品比表面积控制≤330 m2/kg,适当放粗细度,水泥标准稠度用水量与联合粉磨系统成品标准稠度用水量相当。
矿粉等超细掺合料的加入,提高了成品比表面积,优化了颗粒分布,改善了标准稠度用水量。
半终成品与入磨物料熟料含量比例计量,可以半终成品比表面积为基准做强度对比分析,也可通过物料的氧化物含量列方程计算,但对系统稳定性及取样代表性要求较高。
【总页数】4页(P30-33)
【作者】蔡文举
【作者单位】中建材(合肥)粉体科技装备有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ172.632
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1.双圈流水泥粉磨系统与半终水泥粉磨系统之比较
2.辊压机联合粉磨系统和半终粉磨系统的应用比较
3.水泥联合粉磨系统与半终粉磨系统运行电耗评价
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5.联合粉磨系统改造为联合兼半终粉磨系统的实践
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水泥粉磨工艺对需水量的影响水泥需水量已经引起水泥用户的高度重视,尤其是在商品混凝土发达的地区,越来越多的用户对水泥需水量提出了越来越高的要求。
混凝土生产商都希望选择需水量小的水泥,以致影响到水泥企业产品的竞争力和售价,影响到水泥生产者的成本和效益。
一、水泥需水量水泥标准稠度需水量(以下简称水泥需水量),准确的特征参数应该是混凝土的标准稠度用水量,是指能使水泥浆体达到一定的可塑性和流动性所需要的拌和水量,它是水泥使用性能的重要指标。
在其他原材料质量不变的情况下,水泥需水量直接影响到混凝土的用水量,水泥的标准稠度用水量越大,水泥净浆达到标准稠度的用水量、水泥砂浆达到规定流动度的用水量。
如果不能采取有效的措施进行调整,继而会影响到混凝土的强度、抗蚀性、抗冻性、耐久性。
在普遍使用高效减水剂的现代混凝土,降低用水量虽然不是难事,但势必增加减水剂的使用量,影响到用户的成本和效益。
由于试验条件和工艺设备的限制,预拌混凝土厂很难做到根据每批水泥的需水性变化而调整水泥用量。
大多数混凝土企业是保持水泥用量不变,而根据坍落度值来调整混凝土用水量。
这样,混凝土实际水胶比将随水泥需水性的变化而变化,相应地影响混凝土的强度及其他耐久性能。
因此,降低水泥的标准稠度需水量,对降低混凝土单立方用水量以及节约混凝土生产成本具有十分重要的意义。
二、粉磨工艺对水泥需水量的影响粉磨工艺是影响水泥需水量的因素之一,换句话说,就是不同的粉磨工艺生产出来的水泥,其需水量是不一样的。
然而,正是因为大家都明白这个道理,如果要提升粉磨系统的效率,无论采用何种更为先进的粉磨工艺,都必须要考虑该种工艺水泥的需水量是否合适。
否则,就必须在粉磨效率、粉磨成本和需水量三者之间寻求平衡。
1、水泥比表面积、颗粒级配、颗粒形状的影响有关研究表明,水泥比表面积为300~400m2/kg时,如果水泥的粒径分布斜率n和熟料反应活性不变,则水泥的比表面积每增加100m2/kg,标准稠度需水量将增加l.6%。
作者简介贾华平,1958年11月10日出生,济南大学水泥工艺本科毕业,现任天瑞集团水泥有限公司总工程师。
),X1982年7)1大学毕业至今,一直在水泥行业从事技术与管理工作。
先后在河北太行集团公司、伊拉克卡尔巴拉水泥厂、天津太行飞雁水泥有限责任公司、武安新峰水泥有限责任公司等任职,分别担任过'l'gr操作员、生产调度员、制成分厂技术员、熟料制备厂厂长、技术质量部部长、生产部部长、公司总经理等职务。
目前还兼任武汉理工大学工程硕士生导师、洛阳理工学院兼职教授、河南省新型干法水泥工程技术研究中心主任、中国资源综合利用协会特聘发电咨询委员会专家、中国水泥生产技术专家委员会专家等职务。
Speci al col um n专栏/技术111●贾华平(天瑞集团水泥公司,河南汝州市467500)中图分类号:TQ l72.6文献标识码:B文章编号:1007—6344(2014)01-0111-0511生产水泥就不得不烧制熟料吗众所周知,生产水泥熟料真是麻烦,投资又大、能耗又高、还污染环境,有没有搞错,我们为什么要生产水泥、为什么要烧制熟料呢?按照传统的逻辑,我们要搞构筑物就要有混凝土,搞混凝土就要有水泥,搞水泥就离不了熟料。
但进一步细化就会发现。
水泥变成混凝土之间还有一个过程产品,水泥—水化产物—一混凝土一一构筑物。
在水化产物中,起主要作用的是硅酸钙水化物,我们能不能直接生产硅酸钙水化物呢?2009年12月16日,在“中国水泥网”上,出现了一篇来源于“新华网”的短文,《德国开发出“绿色”水泥生产工艺》:德国卡尔斯鲁厄技术研究所14日宣布,他们开发出一种“绿色”水泥生产工艺。
这种基于水合硅酸钙技术的水泥生产工艺,可以比传统水泥生产工艺少排出一半的二氧化碳,所需的原料用量将大大减少,且生产过程所需的温度低于300℃,而传统水泥生产通常需要约1450qC的高温环境,大幅降低了能耗。
对此报道,多数网友的看法是“既希望又怀疑”,其实“这一次是真的”,我们今天就来谈谈这个问题:该工艺正是绕开了高温烧制水泥熟料,转而直接生产硅酸钙水化物,然后进行干燥,再粉磨制成含有一定水的“水泥”,这些水以化学方式结合在具有水硬性的水化硅酸钙里面。
水泥磨用陶瓷研磨体在兴起中暴露的问题和解决措施贾华平【摘要】陶瓷研磨体在水泥球磨机的应用是一项刚刚起步尚未成熟的技术.文章介绍了陶瓷研磨体的节电原理和三个具体厂家使用成功的案例,在此基础上,总结了陶瓷研磨体的使用问题并详尽分析了使用中的注意事项,最后展望了陶瓷研磨体的发展前景和发展方向.【期刊名称】《水泥工程》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】7页(P3-8,23)【关键词】陶瓷研磨体;管磨机;辊压机;联合粉磨系统;产量;电耗;填充率【作者】贾华平【作者单位】中国硅酸盐学会工程技术分会,北京100000【正文语种】中文【中图分类】TQ172.6+32.1陶瓷研磨体在水泥球磨机的应用是一项刚刚起步尚未成熟的技术。
有关小磨试验的结果显示,陶瓷研磨体与金属研磨体相比,其粉磨效率在300m2∕kg以下的比表面积区间以金属研磨体略占优势、在300m2∕kg以上的比表面积区间以陶瓷研磨体略占优势。
但就现有水泥实际控制的比表面积(350~380 m2∕kg)来讲,两者的粉磨效率总体上基本相同,没有明显的变化。
陶瓷研磨体的节电原理,其实质是为水泥“联合粉磨系统”粉碎与研磨功能的再平衡、再分配创造了条件。
让粉碎效率更高的预粉碎工序(辊压机或立磨)承担尽可能多的粉碎功能,让研磨效果更好的球磨机工序承担更多的研磨和整形功能,充分发挥它们各自的长处,实现整个粉磨系统的效率最大化。
总体上为了把“粉碎与研磨功能的再平衡、再分配”做好,“联合粉磨系统”以“辊压机、球磨机双闭路”为佳。
其中,强调辊压机闭路,以严格控制入磨细度,适应陶瓷研磨体粉碎功能的降低,尽量避其所短;强调球磨机闭路,以适应陶瓷研磨体对于较粗的颗粒是无能为力的,不再勉为其难。
钢球的密度约为7.6~7.8g∕cm3左右,现用陶瓷研磨体的密度一般为3.6~3.8g∕cm3,密度约减轻了一半,在球磨机填充率不变的情况下,研磨体的重量就轻了一半。
球磨机的负荷势必减小、电流势必下降,如果球磨机的粉磨效率不变、磨机台时产量不减,粉磨电耗势必降低。
生料终粉磨之调研分析天瑞集团水泥有限公司总工程师贾华平众所周知,辊压机和立式辊磨,是近几年在水泥生料粉磨系统中广泛采用的节电措施,应该说都取得了公认的节电效果。
但立式辊磨已用于生料终粉磨,而辊压机大多只用于粉磨系统中的预粉碎。
实践证明,辊压机用于生料终粉磨比立式辊磨更加节电,但为什么迟迟未能推开呢,还有没有推广的价值呢?1 三大系统的投资和节电比较目前生料制备有中卸烘干磨、立磨、辊压机终粉磨三种方案,由于中卸磨能耗较高(22~26kWh/t),目前大都采用电耗较低的立磨粉磨生料(~18kWh/t),近几年将辊压机终粉磨用于粉磨生料,进一步降低了电耗(11~13kWh/t)。
辊压机终粉磨用于生料制备,不但节电效果显著,而且操作和维护都较容易,备品备件费用也低得多,应该是今后一个有条件的发展方向。
下面以2500t/d窑系统所配生料制备系统作一下对比:2 从粉磨原理上看辊压机是否适合粉磨生料就粉磨系统来讲,生料的比表面积一般在200m2/kg左右,在这个阶段根本就谈不上易磨性,影响产质量的主要是易碎性;受易磨性影响的阶段,比表面积一般在320m2/kg以上,这就是水泥了。
所以,对原料关注的应该是易碎性,而不是易磨性,辊压机用于生料粉磨比用于水泥粉磨更适合。
生料与水泥相比,并不要求较宽的颗粒级配,而是要控制其最大粒径。
从粉磨效率上讲,其颗粒分布要窄、越均齐越好,这也正好适应辊压机的特点。
对于挤压力:辊压机>立磨>辊筒磨>球磨,所以辊压机最节能。
用于生料粉磨的辊压机,压力应该多大合适,压力大挤压效果肯定好,但我们要的是粉料,压成料饼不一定是好事,要看料饼中的成品能不能选出来,如果选不出来就没用了,所以生料辊压机提倡宽辊子,就是希望压强不要太大。
对于料床的控制力:球磨>辊筒磨>立磨>辊压机,所以辊压机对原料粒度、硬度的均一性要求较高。
对于水分的适应能力:立磨>球磨>辊压机>辊筒磨,所以辊压机对原料的水分、粘度适应性相对较差,这在系统选择时要给予充分考虑。
中图分类号:TQ 72.632 文献标识码:B 文章编号: 008-0473(20 7)04-000 -05 DOI编码: 0. 6008/ki. 008-0473.20 7.04.00对水泥半终粉磨工艺的深度剖析贾华平中国硅酸盐学会工程技术分会,北京 100024摘 要 半终粉磨工艺在增产、节电的同时,对水泥质量是有影响的,尤其是关乎到用户成本的水泥需水量。
选用辊压机半终粉磨系统不可一味追求高产量,提产幅度一般情况下控制在不大于20%为宜。
辊压机半终粉磨导致入磨物料的微粉减少,打破了原有磨机一仓、二仓能力的平衡,应调整一仓钢球级配;为弥补在预粉磨系统中选出的水泥颗粒形状不好的缺陷,应控制好球磨机的磨内流速,减小磨内通风和增设挡料环。
关键词 半终粉磨工艺 水泥质量 颗粒形状 需水量0 引言水泥“半终粉磨工艺”,作为一项主要的节电措施,曾经在水泥行业名声大噪,大有一统水泥粉磨领域的趋势。
实践证明其节电效果显著,但随着时间的推移,其推广速度远远不及预期。
那么,人们在担心什么呢?还有没有推广价值呢?本文就此进行探讨。
1 半终粉磨工艺的概念所谓的半终粉磨工艺,是在粉磨系统的终粉磨之前,提前选出一部分细度合格的成品与磨机的成品共同混合入库。
让细度合格的成品提前离开粉磨系统,不再接受后续粉磨,从而提高整个粉磨系统的选粉效率,减少“过粉磨”现象,减少粉磨能的浪费,提高系统的粉磨效率。
半终粉磨工艺,实际上是利用磨前选粉设备,将闭路工艺进一步应用到预粉磨甚至原料工序,是对原有粉磨系统的一种延伸优化。
根据所选预粉磨设备和选粉设备的不同,半终粉磨有多种具体形式,但由于系统选粉效率的提高,粉磨效率提高是肯定的。
现在多数说到半终粉磨工艺,实际上指的是辊压机半终粉磨系统,就是将辊压机闭路系统收集的部分细粉直接加入到水泥成品中。
实际上,半终粉磨系统早有应用:比如早期的两台球磨机串联粉磨工艺(第一台是闭路),就是最早的半终粉磨系统;又比如近年有将生料中卸烘干磨改造成的水泥磨,应属于紧凑型的半终粉磨系统。
半终粉磨工艺与水泥的需水量贾华平天瑞集团水泥有限公司所谓半终粉磨,准确的说就是在粉磨系统的预粉磨阶段,提前选出一部分细度已经合格的半成品,将其直接加入到成品中。
让细度上已经合格的产品提前离开粉磨系统,不再接受后续粉磨,从而提高整个粉磨系统的选粉效率,减少过粉磨现象、减少粉磨能的浪费,提高系统的粉磨效率。
半终粉磨,实际上是利用选粉设备的闭路工艺,对现有联合粉磨工艺的一种优化。
根据所选预粉磨设备的不同,有多种具体形式,但由于系统选粉效率的提高,其提高粉磨效率是一定的。
关于半终粉磨工艺的水泥需水量问题,几种半终粉磨工艺不尽相同,具体要看其在预粉磨阶段采用什么设备,导致成品中的微粉含量、颗粒级配和颗粒形状有何变化。
微粉含量的增加、颗粒级配的窄化、颗粒形状的非球形化,都会导致水泥需水量的增加。
比如早期的两台球磨机串联粉磨工艺(第一台是闭路的)就是最早的半终粉磨,能提高粉磨效率,能减少过粉磨现象,减少水泥的微粉含量,确实能降低水泥的需水量;比如近年有将生料中卸烘干磨改造的水泥磨,应属于紧凑型的半终粉磨,但由于其水泥的颗粒级配较窄,水泥的需水量有所增加。
现在多数说到半终粉磨,实际上指的是辊压机半终粉磨。
就是将辊压机闭路系统收集的部分细粉直接加入到水泥成品中,一些商家在推行中有一种说词是值得商榷的。
据说:一是能增加产量降低电耗,二是能改善水泥的颗粒级配,减少其微粉含量、拓宽其粒度分布,降低水泥的需水量。
1,辊压机半终粉磨系统概述所谓辊压机半终粉磨系统,参见图5.167,就是将辊压机闭路系统中一部分未加整形的水泥颗粒,直接加进了水泥成品之中,由此提高了整个粉磨系统的选粉效率,使细度上已经合格的部分物料不用再通过球磨机耗电粉磨,提高产量和降低电耗是必然的,这一点儿毋容置疑。
至于辊压机半终粉磨的水泥需水量,既取决于水泥的微粉含量(水化速度)、颗粒级配(堆积密度),还与水泥的颗粒形状(堆积密度)有关。
微粉含量的减少、级配的拓宽能降低水泥的需水量,但颗粒形状的异化(非球形化)又能增加水泥的需水量。
影响半终水泥粉磨工艺水泥胶砂流动度的成因分析及改善途径2017-07-211 绪论所谓半终粉磨就是将预粉磨工序中的部分达到成品粒径的产品直接进入到成品中,以提高系统比生产率达到增产降耗的目的。
当前该工艺主要应用在含有预粉磨设备如辊压机和立式辊磨的水泥联合粉磨系统中的工艺改造。
具体改造途径是在联合粉磨系统中增加分级设备,将预粉磨物料中的部分微细粉通过分级机进行分选,分选进入成品水泥的微细粉的切割粒径一般控制在30-35μm左右。
这部分微细粉的物理特征表现为:颗粒形貌其球形度较差,其圆度系数f一般在0.6以下,且颗粒分布相对集中,通过激光粒度分析仪对该部分的水泥粒度分析报告检测结果表明,其特征粒径值x一般在20μm以下,颗粒分布相对集中,其中3μm以下的颗粒含量一般在15%左右。
这部分水泥掺入量如达到15%以上,其水泥的胶砂流动度就会出现明显的下降。
如何改善半终粉磨成品水泥胶砂流动度是解决当前采用该工艺技术改造面临的主要技术环节。
作者通过对造成这一现状的成因进行系统剖析,从中找到改善该问题的技术途径,便于水泥和商砼企业就如何改善水泥细度状态对减水剂与水泥的适应性以及水泥耐久性能提供工艺改进措施。
2 成因分析影响混凝土用水量的主要因素是水泥和集料的物理和化学特性。
其中影响水泥标准稠度用水量(或胶砂流动度)主要有以下几方面:混合材和熟料的化学组成、水泥颗粒的细度状态(粒度分布和颗粒形貌)等;集料方面主要是:砂、石的质量等级以及砂、石的级配等。
2.1 影响水泥标准稠度用水量的成因分析水泥作为水硬性胶凝材料,在使用过程中,必须加水;加水的作用一是满足水泥水化形成胶凝材料所需的化学反应用水,另一方面水可以在水泥颗粒表面形成湿润的水膜,减小水泥颗粒间的摩擦角,增大了水泥颗粒间的流动度,加快水泥水化反应速度和提高水泥的和易性,满足混凝土的泵送性能。
多余的水,在水泥硬化后,会在混凝土中蒸发形成毛细孔,不仅影响混凝土的结构强度,同时还会因雨水渗透浸蚀导致钢筋的腐蚀以及混凝土的碳化,影响水泥的耐久性。
水泥生产工艺方面的中庸之道(连载八)贾华平(天瑞集团水泥公司,河南汝州市467500)中图分类号:TQ 172.6文献标识码:B文章编号:1007-6344(2014)06-0100-05作者简介贾华平,1958年11月10日出生,济南大学水泥工艺本科毕业,现任天瑞集团水泥有限公司总工程师。
从1982年7月大学毕业至今,一直在水泥行业从事技术与管理工作,先后在河北太行集团公司、伊拉克卡尔巴拉水泥厂、天津太行飞雁水泥有限责任公司、武安新峰水泥有限责任公司等任职,分别担任过中控操作员、生产调度员、制成分厂技术员、熟料制备厂厂长、技术质量部部长、生产部部长、公司总经理等职务。
目前还兼任武汉理工大学工程硕士生导师、洛阳理工学院兼职教授、河南省新型干法水泥工程技术研究中心主任、中国资源综合利用协会特聘发电咨询委员会专家、中国水泥生产技术专家委员会专家等职务。
46联合粉磨系统的水泥需水量就应该高吗目前大多数水泥企业的水泥粉磨,采用了辊压机+球磨机的双闭路联合粉磨系统。
电耗确实降低了,但由于水泥颗粒分布过于集中,需水量却居高不下。
这势必要增加混凝土减水剂的使用量,增加混凝土搅拌站的成本,搅拌站不太买帐,最终影响到企业的销量和售价。
一般来讲,闭路粉磨系统,特别是采用高效选粉机的闭路系统,其水泥粒度分布比较窄,粒度均匀性系数在1.0~1.2之间,需水量高达26.0%~28.0%;而开路粉磨的水泥,粒度分布范围比较宽,均匀性系数在0.9~1.0,水泥的需水量在24%左右。
开路粉磨系统与闭路粉磨系统水泥粒度的分布差别见表1。
表1开路与闭路粉磨系统水泥粒度的分布对比水泥的粒度分布比较窄时,由于其堆积密度比较小,包裹水泥颗粒的水膜较厚,将导致混凝土减水剂使用量的增加,所形成的混凝土内部结构空隙率较大,也会降低混凝土的密实性、强度和耐久性。
所以,要求水泥具有较宽的粒度分布是十分必要的。
那么,怎样才能拓宽联合粉磨系统水泥的粒度分布范围呢?我们先来看看西南科技大学的有关试验:开路与闭路水泥的粒径分布,(试验样品)最大区别在于粒径≥80μm 的部分相差8.24%,最简单的方法,就是向闭路水泥里加入8.24%的≥80μm 的水泥颗粒,看看它们有什么变化。
半终粉磨工艺与水泥的需水量贾华平天瑞集团水泥有限公司所谓半终粉磨,准确的说就是在粉磨系统的预粉磨阶段,提前选出一部分细度已经合格的半成品,将其直接加入到成品中。
让细度上已经合格的产品提前离开粉磨系统,不再接受后续粉磨,从而提高整个粉磨系统的选粉效率,减少过粉磨现象、减少粉磨能的浪费,提高系统的粉磨效率。
半终粉磨,实际上是利用选粉设备的闭路工艺,对现有联合粉磨工艺的一种优化。
根据所选预粉磨设备的不同,有多种具体形式,但由于系统选粉效率的提高,其提高粉磨效率是一定的。
关于半终粉磨工艺的水泥需水量问题,几种半终粉磨工艺不尽相同,具体要看其在预粉磨阶段采用什么设备,导致成品中的微粉含量、颗粒级配和颗粒形状有何变化。
微粉含量的增加、颗粒级配的窄化、颗粒形状的非球形化,都会导致水泥需水量的增加。
比如早期的两台球磨机串联粉磨工艺(第一台是闭路的)就是最早的半终粉磨,能提高粉磨效率,能减少过粉磨现象,减少水泥的微粉含量,确实能降低水泥的需水量;比如近年有将生料中卸烘干磨改造的水泥磨,应属于紧凑型的半终粉磨,但由于其水泥的颗粒级配较窄,水泥的需水量有所增加。
现在多数说到半终粉磨,实际上指的是辊压机半终粉磨。
就是将辊压机闭路系统收集的部分细粉直接加入到水泥成品中,一些商家在推行中有一种说词是值得商榷的。
据说:一是能增加产量降低电耗,二是能改善水泥的颗粒级配,减少其微粉含量、拓宽其粒度分布,降低水泥的需水量。
1,辊压机半终粉磨系统概述所谓辊压机半终粉磨系统,参见图5.167,就是将辊压机闭路系统中一部分未加整形的水泥颗粒,直接加进了水泥成品之中,由此提高了整个粉磨系统的选粉效率,使细度上已经合格的部分物料不用再通过球磨机耗电粉磨,提高产量和降低电耗是必然的,这一点儿毋容置疑。
至于辊压机半终粉磨的水泥需水量,既取决于水泥的微粉含量(水化速度)、颗粒级配(堆积密度),还与水泥的颗粒形状(堆积密度)有关。
微粉含量的减少、级配的拓宽能降低水泥的需水量,但颗粒形状的异化(非球形化)又能增加水泥的需水量。
实践证明,辊压机半终粉磨系统的水泥,其需水量总体上是增加的;至于增加多少,与进入辊压机的原始物料的特性及细度有关,即辊压机对其颗粒形状的异化程度有关。
天山苏州水泥公司的半终粉磨系统流程如图5.167所示。
图5.167 天山苏州水泥公司的半终粉磨流程如图5.167所示,由于其在V选与旋风收尘器之间加了一台选粉机,降低了对成品水泥颗粒级配的拓宽能力,这对降低水泥的需水量是不利的。
姑且不论是否能拓宽颗粒级配的分布范围,但可以肯定,这部分物料主要是没有通过球磨机整形的辊压机细粉,其颗粒的球形度是较差的。
影响水泥需水量的堆积密度,除与水泥的颗粒级配有关外,还与水泥的颗粒形状有关,圆度系数(与颗粒投影面积相等的圆的周长与颗粒投影面积的实际周长之比)越高,与水的接触表面积就越小,标准稠度需水量就越小。
辊压机为料床挤压一次粉碎,效率高但球形度不好,球磨机为多次冲击研磨,效率低但球形度高,这也正是在水泥粉磨系统中辊压机甩不掉球磨机的主要原因,甚至辊压机配单仓短球磨的试验也尚未成功。
所以,辊压机半终粉磨系统不可能改善水泥的需水量,事实证明辊压机半终粉磨系统生产的水泥,其需水量反而比较高,不太受用户欢迎。
实际上,如果考虑拓宽水泥的颗粒级配,降低其需水量,将球磨机磨内通风的收尘粉直接加入成品中更加合适。
但要注意收尘粉的细度,如果存在过粗的颗粒,则可以在袋除尘器之前加一级旋风除尘器。
但这不等于说辊压机半终粉磨系统就没用了,反倒可以说是精细化管理的一项成果。
辊压机半终粉磨虽然具有水泥需水量高的缺点,但对提高粉磨系统的产量和降低电耗还是确实有效的。
任何性能的提高都伴随着针对性提高和适应性下降,只要我们能用其长避其短,辊压机半终粉磨还是能有所作为的。
比较适应辊压机半终粉磨的条件:对辊压机异化颗粒形状小的物料(比如较细的粉煤灰),对水泥需水量不敏感的市场和用户、对于大部分低标号水泥、对于水泥开路粉磨系统、对于比表面积控制比较低的水泥、对于需水量不高的熟料、对于外掺矿渣微分的水泥。
不太适合辊压机半终粉磨的因素:对水泥需水量要求苛刻的市场和用户、对于大部分高标号水泥、对于水泥闭路粉磨系统、对于比表面积控制比较高的水泥、对于需水量高的熟料、对于比较差的石灰石矿山、对于碱含量比较高的原料。
实际上,上述条件都不是一成不变的,有时适应有时不适应。
我们可以设计为“半终粉磨”和“联合粉磨”并存的工艺,按需切换、各取所长、互相弥补,在具备条件的情况下把产能发挥到最大、把电耗降到最低。
2,辊压机半终粉磨未增加需水量的案例这里有一个特殊案例,2014年初,河南某水泥公司在一番调研后,加了一台三分离选粉机,将自己的一台Ф4.2m×13m水泥联合粉磨系统改成了辊压机半终粉磨系统,其改造后的系统流程如图5.168所示。
改造后,生产PC32.5水泥,产量比原来的每小时270多吨提高了20%以上,电耗尚未详细统计,但肯定有较大的降低;水泥强度、特别是大家强调的水泥需水量,看不到有什么变化。
老板兴奋的说:我说行、你们说不行,这不很好吗,设计院不是说需水量会增大吗?有时候设计院的话也不一定就对。
一周后,该公司总经理突然接到施工单位的电话,说水泥质量出问题了。
该公司有全面的质量指标统计,生产中没发现任何问题,施工中怎么会有质量问题呢?该总经理立即赶到现场,结果看到墙上的水泥砂浆难以推平、小车中拌好的水泥砂浆表面浮着10多mm厚的一层水。
坏了,是水泥的保水性出问题了。
该总经理回厂后立即下令停止了试生产,并给三分离选粉机加了一个旁路管道,恢复了联合粉磨生产系统。
该总经理十分纳闷的说,设计院不是说需水量会有问题吗,没有人说过保水性出问题呀!老板这一次又有话说了。
图5.168 河南某公司水泥半终粉磨系统流程实际上,老板和总经理都不要怪设计院,辊压机半终粉磨系统不利于控制水泥需水量,这话没有说错,是一个共性问题。
该公司的问题肯定有其特殊性,是一个个性问题,要具体问题具体分析。
事后了解到,该公司PC32.5水泥的粉煤灰掺加量达到30%以上,而且掺加的是经过二级粉煤灰选剩的余灰,细度总体较粗、微粉已经很少。
“成也萧何败也萧何”也,需水量没出问题、保水性出了问题都是这个粉煤灰的原因。
需水量之所以没有象其它公司一样出问题,是因为其掺有大量的粉煤灰。
粉煤灰本身为球形颗粒,未通过辊压机的粉煤灰被直接选进水泥成品中,不会恶化水泥的总体颗粒形状;粉煤灰总体较细,即使它经过了辊压机,因为在其他组分大颗粒的掩护下,粉煤灰的颗粒形状也不会有多大改变。
如此,辊压机半终粉磨未能改变水泥的颗粒形状,所以其需水量也不会有多大变化。
哪水泥的“保水性”为什么会出问题呢?粉煤灰是表面致密的球形颗粒,吸附水的能力本来就差,大掺量粉煤灰水泥的保水性,即使没出问题也已经处于临界状态;保水性与粒度成反比,该公司所掺的粉煤灰又是经过二级粉煤灰选剩的余灰,细度总体较粗、微粉已经很少,再不经过球磨机研磨改善,水泥的保水性肯定要恶化。
实际上,还有一个没有引起大家重视的问题,选粉机虽然与易磨性关系不大,但其选粉性能与各组分的体积密度和容重相关联。
比如,如果你采用粉煤灰做混合材,则粉煤灰与熟料的容重就相差较大,选粉机对粉煤灰和熟料的选粉性能是不会“一碗水端平”的,其选出的产品中熟料较细、而粉煤灰较粗,等于放松了对影响保水性的粉煤灰的把关。
我们知道,选粉机的分选原理是按物料的粒径切割分离的,一般讲某台选粉机在某种特定情况下都存在一个切割粒径,小于切割粒径的物料进入成品,大于切割粒径的物料则进入回粉当中,被视为不合格品返回粉磨系统继续研磨。
选粉机对粒径的切割,依赖于气流施予物料的速度、以及选粉机转笼叶片(或导风板)作用于物料的失速回弹,而这两个因素对不同容重的物料其效率是不同的。
对于容重大的熟料,由于其表面积小,获得的速度较小、受到的回弹力较大,通过选粉机转笼的机会就少;对于容重小的粉煤灰则不同,由于其表面积大,获得的速度较大、受到的回弹力较小,通过选粉机转笼的机会就大。
如此分析,该公司也不一定就要把辊压机半终粉磨系统废掉,可以通过调整选粉机,把水泥成品细度控制得再细一点,就有可能解决其保水性问题。
当然,调整后产量就高不了那么多了,电耗就降不了那么多了,在不得已的情况下应该退而求其次,在电耗与保水性之间找一个平衡点,看是否还能有利可图。
3,辊压机半终粉磨系统的平衡案例任何事物都是一分为二的,辊压机半终粉磨也不例外,虽然具有增加水泥需水量的缺点,但对提高产量和降低电耗却是实实在在的,辊压机半终粉磨工艺可以说是对联合粉磨系统精细化管理的一次深入探讨。
任何性能的提高都将伴随着针对性提高和适应性下降,对任何事物我们追求至善至美没有错,但在某一方面不能退让时必须懂得从另一方面退而求其次,才能用其所长避其所短,寻求一个两方面都能接受的平衡点。
应该说,尽管大家对辊压机半终粉磨的看法还不统一,但都在关注它的存在和发展是一致的。
特别是江苏盐城,辊压机半终粉磨几乎成了一个产业,是多家公司主推的工艺,已经由一味的唱好逐步转变为实事求是了,应该是一种进步。
在2014年8月15日的《中国建材报》上,发表了一篇“谈水泥半终粉磨系统改造实践的体会”的文章,就是由盐城市水泥粉磨技术研究所陈开明等撰写的,应该具有较大的参考价值。
该文详细介绍了他们在溧阳金峰水泥对半终粉磨系统的调试体会,文章既讲到“系统产量在原有基础上提高了20%~25%”,又同时讲到“这种工艺形式也不完全是尽善尽美的,如果一味注重系统产量的提高而忽视了水泥质量的稳定,那么最终也是得不偿失的,业内已有多家水泥生产企业将原本拆除了的旋风式分离器重新恢复使用(笔者注:就是将半终粉磨恢复到联合粉磨)便是明证”。
文章进一步提出了“半终粉磨系统改造的提产幅度,一般情况下控制在20%~25%为宜”的结论,这一点是有问题的,这只是在一个厂一定时期的结论,还不具备推而广之的可信度,但毕竟提出了限产的概念。
提产幅度应该控制不错,但具体控制多少合适,各个厂的情况是不一样的,这取决于通过辊压机的物料中含有多少细度合格的微粉,与原始物料的特性和细度有关,选粉机只能选出合格的产品而不能制造合格的产品,各厂切勿盲目照搬。
溧阳金峰水泥原有4条水泥生产线,均为Ф1.7m×1.2m辊压机+Ф4.2m×13m球磨机+O-Sepa4000选粉机的联合粉磨系统。
系统装机容量约8500kw,生产PO·42.5水泥,配料为熟料81%、粉煤灰2%、石膏5%、矿渣5%、石灰石7%,比表面积340~350m2/kg,台时产量220t/h,水泥需水比在26.8%~27.5%之间,综合电耗为32~35kWh/t。