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生料粒度分布特性与粉磨细度控制指标

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生料粒度分布特性与粉磨细度控制指标2009-5-7作者: 张大康，拉法基瑞安北京技术服务有限公司重庆分公司生料易烧性是对熟料煅烧过程难易程度的综合反映，关系着熟料煅烧的产量、质量和燃料消耗。

其主要影响因素有：原料(主要是砂岩和石灰石)的矿物种类与晶体尺寸、生料化学成分(率值)、生料化学成分的均匀性和稳定性、烧成时生料颗粒接触的紧密程度、生料筛余和粒度分布。

在实际生产中，选择适宜的生料细度控制指标十分重要。

本文讨论生料粒度分布对易烧性的影响，在此基础上进一步介绍生料粉磨细度目标值的确定依据及控制指标的选择。

1生料筛余对易烧性的影响熟料煅烧反应速度与SiO2和CaO的粒径相关。

通常认为石英>45μm、方解石>125μm是显著影响生料易烧性的临界尺寸，这是选择生料细度目标值和进行生料粉磨细度控制的重要依据。

最终影响生料易烧性的主要是SiO2结晶的完美程度和颗粒的大小。

从提高生料易烧性的角度，期待生料中的硅质组分的粒径更小一些，遗憾的是实际情况正好相反，目前的生料粉磨工艺，无论是球磨还是立磨，生料的粗颗粒中SiO2的含量更高，并且主要是结晶完美的SiO2。

因为难以煅烧的硅质原料同时也难以粉磨。

某水泥厂的生料使用石灰石、砂岩、铁矿石(与钢渣混用)和粉煤灰4组分配料，立磨粉磨，80μm筛余控制目标值≤l4％。

正常生料与对应的80μm筛余物的化学成分如表1所示。

表1显示，正常生料与对应的80μm筛余物的化学成分有显著差异，筛余物中含有更多的SiO2，正是这部分SiO2会显著降低生料易烧性，因此控制粗颗粒部分SiO2的含量是生料粉磨细度控制的重点。

但实际上在目前的工艺条件下，除了选择易磨性较好的硅质原料，没有其它单独降低筛余中SiO2含量的可行方法，能够做到的是降低整个筛余量，以达到降低筛余中SiO2含量的目的。

我国通常以80μm筛余和0.2mm筛余控制生料细度，后者对于生料易烧性更加敏感。

表2是在相同的煅烧条件下，生料0.2mm筛余与熟料fCaO含量的关系。

工厂的生产实践也证实了生料0.2mm筛余与易烧性的高度相关。

2生料筛余与粒度分布的关系2．1 生料细度对烧成影响的例证在一个使用立磨粉磨原料，且其生产能力相对于窑富裕很小的新型干法厂，生料80μm筛余目标值为18％。

一次生料磨因设备故障停磨检修，尽管采取了降低窑产量的措施，到重新开磨时生料均化库库存已不足4h的窑产量。

为了尽快提高生料均化库料位，避免入窑生料化学成分的高频波动，将生料80μm筛余由正常控制指标的18％放宽到22％。

5天后生料均化库料位接近正常，生料80μm筛余恢复到18％。

期间将80μm筛余放宽到22％时仅对熟料煅烧产生了轻微的影响，熟料fCaO由0.9％上升到1.3％。

生料80μm筛余提高4％而没有明显影响熟料煅烧令人颇感兴趣。

开磨2周后再次进行了放宽生料80μm筛余的试验，将80μm 筛余由18％提高到22％，熟料煅烧受到了可察觉的影响，fCaO由0．7％上升到l．8％。

期间的生料细度和均匀性系数(由80μm和0．2mm筛余计算)见表3。

表3数据显示，开磨后生料均匀性系数由停磨前的0.87提高到0.96，生料80μm筛余由18％提高到22％，对应的0.2mm筛余由2．2％提高到2．6％，只提高了0．4％，只是稍微超出可以接受的范围，因此对熟料煅烧影响轻微。

开磨2周试验, 后生料均匀性系数已经由刚开磨时的0.96降低到0.90。

再次将生料80μm筛余由18％提高到22％，对应的0．2mm筛余由2．1％提高到3．2％，提高了1．1％，并且已经超出可以接受的控制范围，所以对熟料煅烧有可察觉的影响。

对比2号和4号数据，虽然80μm筛余相同，但是由于粒度分布的变化，0．2mm筛余却有明显差别，并且对熟料煅烧的影响也明显不同。

0．2mm筛余的变化是由于生料粒度分布均匀性系数的明显改变造成的。

这次试验说明了生料粒度分布和0.2mm筛余对熟料烧成的重要影响。

2．2 生料筛余与粒度分布的关系利用RRSB方程计算得到不同均匀性系数时80μm筛余与0．2mm、0.15mm筛余的关系见表4。

6.99 3.51 0.799922 4.00 1.06 1.20014.86 1.58 1.09985.85 2.27 1.00006.95 3.16 0.9002 8.17 4.27 0.8007根据表4数据得出80μm、0．2mm筛余与均匀性系数关系的诺谟图见图l，80μm、0．15mm 筛余与均匀性系数关系的诺谟图见图2。

图1、图2表明，生料粒度分布的均匀性系数对0．2mm筛余(或0.15mm筛余)有显著影响。

当80μm筛余一定时，随均匀性系数的增加，0．2mm筛余减少。

当0．2mm筛余一定时，随均匀性系数的增加，80μm筛余增加。

这意味着在保证0．2mm筛余小于某个定值的前提下，提高均匀性系数就可以放宽80μm筛余，而不明显影响生料易烧性。

例如，在保持0．2mm筛余为1．5％的前提下，如果均匀性系数由0．83增加到1.12，则80μm筛余可以由14％增加到22％，生料易烧性不发生特别显著的变化。

图1 80μm、0.2mm筛余与均匀性系数关系的诺谟图图2 80μm、0.15mm筛余与均匀性系数关系的诺谟图在保持0.2mm筛余等于1.5％的前提下，80μm筛余与均匀性系数的关系见图3。

图3 0.2mm筛余等于l．5％时80μm筛余与均匀性系数的关系生产经验表明，过多的细粉对熟料煅烧没有明显促进作用，却需要增加粉磨功耗；生料磨的产量和电耗主要与80μm筛余相关，而与均匀性系数相关性较弱；0．2mm筛余对熟料煅烧有明显不利影响，应该尽量减少。

因此，提高均匀性系数可以提高生料易烧性，提高产量，降低电耗。

3 生料细度目标值及控制指标3．1生料细度目标值的确定在生料细度控制中应该区分生料易烧性的需要和生料磨运行控制的需要。

从提高易烧性角度要求保证生料中粗颗粒部分能够顺利煅烧，确定生料细度指标应该以0．2mm筛余作为依据；控制生料磨运行应该使用80μm筛余作为依据，原因是0.2mm筛余检验的相对误差过大。

与国外比较，国内生料细度(80μm筛余)偏细。

国外新型干法水泥厂使用立磨粉磨生料，80μm筛余目标值一般为l8％～20％，0.2mm筛余目标值一般为1.0％～2．0％。

试验确定0．2mm筛余目标值的方法是，在原料化学成分和窑热工状况稳定的时候，保持生料率值、煤粉发热量等条件不变，改变生料细度，使0.2mm筛余在1.0％～3.0％之间变化，按JC／T735-2005《水泥生料易烧性试验方法》检验生料易烧性。

某水泥厂的试验结果见图4。

图4 1450℃时fCaO含量与生料0.2mm筛余关系根据图4的结果可以观察生料0．2mm筛余与易烧性的关系，但很难确定0.2mm筛余目标值。

还需要同时观察生料细度对窑产量、熟料热耗、升重、烧失量、不溶物和物理性能的影响，以确定适宜的0．2mm筛余目标值。

综合国内新型干法水泥厂的生产经验，并参照国外情况，0．2mm筛余的适宜目标值在1．5％左右。

各厂具体情况不同，这一目标值可以在一个不太大的范围波动。

确定0．2mm筛余目标值时应考虑下列因素。

3．1．1 生料的易烧性1)硅质原料的矿物组成、矿物形态和晶体尺寸硅质原料主要有黏土和砂岩，它们的矿物组成不同，对生料易烧性的影响有很大差别。

与黏土比较砂岩会明显降低生料易烧性。

黏土中的SiO2多数为非结晶型，矿物颗粒很细，大部分颗粒在0．1～1μm之间。

主要矿物有高岭土、蒙脱石、绿泥石、伊利石、云母等。

它们与石灰石反应的活性顺序如下：高岭土>伊利石>绿泥石>蒙脱石>云母。

黏土中的少量粗颗粒石英，如果含量>0．5％且粒径>0．5mm 时会影响生料易烧性。

用X射线衍射和透射电镜可以确定黏土的矿物组成和矿物形态。

砂岩中含有80％以上的石英晶体。

各种形态的SiO2与石灰石反应活性顺序如下：非结晶型SiO2>黏土中SiO2>云母中SiO2>α磷石英>α方石英>石英。

对砂岩的矿物结构分析结果表明，不同水泥厂砂岩中的石英晶体尺寸差别很大，从几微米至几百微米，最大达到700μm。

石英晶体的大小及数量是砂岩影响生料易烧性最重要的因素。

石英晶体尺寸达到125～160μm 时，对生料易烧性有显著影响；>200μm时对生料易烧性有特别显著的影响；<30μm时对生料易烧性影响较小。

2)石灰石的矿物组成、矿物形态和晶体尺寸石灰石影响生料易烧性的主要因素有：石灰石中的石英含量、CaCO3的矿物形态和晶体尺寸。

石灰石中石英含量对生料易烧性的影响与砂岩类似。

对几种实际使用的石灰石的岩相分析结果表明，石灰石中的SiO2大部分为结晶态的石英，晶体尺寸介于20～1500μm。

也有人发现一些石灰石中石英晶体尺寸仅1～2μm。

大致来说，石灰石中的石英尺寸比砂岩的石英尺寸要小。

CaCO3的结晶程度越高，晶体尺寸越大，则生料易烧性越差。

大理石中的CaCO3晶体属方解石重结晶后形成的钙质变质岩，等粒镶嵌结构，晶体结构致密，晶体尺寸粗大。

CaCO3的晶体尺寸可以在10～10000μm之间。

石灰石的开始分解温度是其化学反应活性的一个重要标志，开始分解温度越低，化学反应活性越高，越有利于生料易烧性。

3)熟料的率值(矿物组成)熟料的KH显著影响煅烧反应的难易程度，其次是SM。

当KH或SM较高时，生料0．2mm筛余目标值可以适当降低。

4)熟料率值的稳定性熟料率值的稳定性关系到窑系统热工制度的稳定。

熟料率值稳定性高，生料0．2mm筛余目标值可以适当放宽。

3．1．2与煅烧有关的参数1)煅烧制度煅烧制度主要包括煅烧强度和速度。

大型预分解窑较以往的窑型煅烧强度和速度均显著提高，生料0．2mm筛余目标值可以适当放宽。

2)液相性质液相性质包括：①最低共熔温度；②液相量；③液相黏度；④烧结范围。

这些也将影响O．2mm 筛余目标值的大小。

3)原煤质量及煤粉细度原煤灰分低、发热量高、煤粉细度细，生料0．2mm筛余目标值可以适当放宽。

3．1．3 筛余物与生料化学成分的差别80μm和0．2mm筛余物与生料SiO2含量的差别与生料易烧性密切相关，差别较大，0．2mm 筛余目标值宜适当降低。

生料粉磨细度控制的重点在于要将难以煅烧的结晶SiO2粉磨到一定的尺寸之下。

80μm和0．2mm筛余物中的SiO2基本上全部为结晶态，根据硅质原料难磨必难烧的特点，这部分SiO2将明显降低生料易烧性。

对80μm和0．2mm筛余物进行岩相分析，有助于对这部分粗颗粒的易烧性进行评估。

3．1．4 生料粉磨及相关生产过程的经济性生料的细度会显著影响生料磨的产量和电耗。

在一台产量300t／h的立磨上进行的生料细度对电耗、产量影响程度的试验结果见图5。

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水泥细度知识及粒度、粒度分布测试方法

水泥细度知识及粒度、粒度分布测试方法

水泥细度（-转自于启蒙水泥论坛）描述水泥的细度,现在用的是细度状态一词.细度状态应包括:磨细程度(俗称筛余量、比表面积)、颗粒分布、颗粒形貌和堆积密度四个方面内容。

在水泥的配料组份已定的前提下,水泥的性能就取决于其细度状态。

因此,正确认识并控制好细度状态非常重要.以下分述之.由于颗粒分布和紧密堆积密切相关,这两方面合并讨论.我国水泥标准规定水泥产品的细度小于10%，这个细度是指0 . 08mm筛余量%。

这个方法简单易行，在一定的粉磨工艺条件下，细度与水泥强度存在一定关系。

理论分析和生产实践均发现,传统的细度和比表面积与水泥性能相关性并不理想.80微米筛余只反映80微米以上颗粒的百分含量.虽然该组分含量低,表明有效颗粒含量高.水泥强度变高,但是对总量90%以上、粒径小于80微米、对水泥性能有直接影响的颗粒来说,具体的粒度分布情况并不清楚,因此也就无法完全确定水泥性能(如3天强度、浇筑性能等).用这种方法进行水泥质量控制存在一些问题。

第一，当水泥磨很细的情况下，如小于1%，控制意义就不大了。

国外水泥普遍磨得很细，所以在国外水泥标准中几乎都取消了这个指标。

文献[1]介绍:某工厂以32um筛余作为粉磨过程例行控制的依据.在32um筛余处于控制目标范围时, 80um筛余为0.2-0.4%,几乎没有波动.如果以80um 筛余作为粉磨过程例行控制的依据,那么几乎无法对粉磨设备作出任何调整.由于设备故障原因,32um筛余曾经偶然发生很大的波动,由原来的控制目标值16%变为20%.单独对该部分水泥进行检验,28天抗压强度比细度正常时下降约4MPa,此时水泥80um筛余仅由0.3%变为0.8%.这一事实表明,在水泥细度较细时, 80um筛余很难反应水泥的粉磨情况,不宜作为粉磨过程的控制指标.第二，当粉磨工艺发生变化时，细度值也发生变化，如开路磨细度值偏大，闭路磨细度值偏小，有时很难根据细度控制水泥强度变化。

第三，细度值是指0. 08mm筛筛余量(%)，即水泥中80μm颗粒含量(%)，众所周知，>64μm颗粒水化活性已很低了，所以用大于80μm含量多少进行水泥质量控制不能全面反映水泥真实活性。

入磨物料粒度要求标准

入磨物料粒度要求标准

入磨物料粒度要求标准一、确保磨碎物的均匀性入磨物料的粒度对磨机的产量和产品质量有着重要的影响。

粒度过小，会导致磨机负荷增加，生产能力下降；粒度过大，则会影响产品质量，并可能对设备造成损害。

因此，为了确保磨碎物的均匀性，入磨物料的粒度应符合以下要求：同一批次的入磨物料，其粒度应基本一致，避免大颗粒物料过多或过小颗粒物料过多。

定期检查入磨物料的粒度分布情况，如有异常，应立即采取措施进行调整。

二、控制磨碎物的细度磨碎物的细度直接影响到产品的质量和产量。

细度过高，会导致产品过粉，产量下降；细度过低，则可能导致产品杂质过多，质量下降。

因此，入磨物料的粒度应控制在合适的范围内。

一般来说，应根据产品的要求和工艺条件来确定入磨物料的细度范围。

三、保证磨碎物无杂质入磨物料中的杂质会对磨机和产品质量造成不良影响。

杂质可能卡在磨机内部，导致设备损坏；也可能影响产品的纯度和质量。

因此，入磨物料应尽可能纯净，无明显杂质。

如有杂质，应进行预处理或筛选，以去除杂质。

四、保持磨碎物的湿度入磨物料的湿度对磨机和产品的性能也有重要影响。

湿度过高，会导致磨机内部结露，影响设备的稳定性；湿度过低，则可能导致产品过干，质量下降。

因此，应根据产品的要求和工艺条件来确定入磨物料的湿度范围。

一般来说，入磨物料的湿度应控制在适当的范围内，以保证设备的稳定性和产品的质量。

五、优化磨碎物的产量入磨物料的粒度和细度对磨机的产量有很大的影响。

为了提高磨机的产量，应尽可能减小入磨物料的粒度，并适当控制细度。

同时，也应考虑产品的质量和设备的稳定性等因素，以实现优化生产的目标。

六、减少对设备的磨损入磨物料的大小和硬度对磨机的磨损程度有很大影响。

过大或过硬的物料可能导致磨机内部零件的磨损和损坏。

因此，为了延长磨机的使用寿命和降低维护成本，应选择合适大小的入磨物料，并注意控制物料的硬度。

同时，还应定期检查和维护磨机设备，及时发现并解决潜在问题。

七、保证磨碎物的安全性入磨物料可能含有有毒有害物质，如重金属、有机污染物等。

水泥的最佳颗粒分布及其评价方法

水泥的最佳颗粒分布及其评价方法

水泥的最佳颗粒分布及其评价方法水泥的粉体状态一般表达为磨细程度（细度和比表面积）、颗粒分布和颗粒形貌。

水泥产品必须磨制到一定细度状态时，才具有胶凝性。

水泥细度直接影响着水泥的凝结、水化、硬化和强度等一系列物理性能。

细度状态可用以下方式表达：平均粒径法、筛析法、比表面积法、颗粒级配法。

如细度指标（80μm 和45μm 筛筛余），主要反映水泥中粗颗粒含量（%）；再如比表面积指标（m2/kg ），主要反映水泥中细颗粒含量；而颗粒级配分析可以全面反映水泥中粗细颗粒分布状态，是当前水泥企业调整、控制水泥性能的先进手段。

在水泥粉磨过程中得到的水泥颗粒不是均匀的单颗粒，而是包含不同粒径的颗粒群体。

水泥颗粒的平均粒径是表现水泥颗粒体系的重要几何参数，但其所能提供的粒度特性信息则非常有限，因为两个平均粒径相同的粒群，完全可能有不一样的粒度组成（颗粒级配）。

我国水泥标准规定，水泥产品的细度0.08mm 方孔筛筛余不得超过10%。

控制细度的方法简单易行，在一定的粉磨工艺条件下，水泥强度与其细度有一定的相关关系。

细度值是指0.08mm 筛的筛余量，即水泥中≥80μm 的颗粒含量（%）。

众所周知，≥64μm 的水泥颗粒的水化活性已经很低了，所以用≥80μm 颗粒含量多少进行水泥质量控制，不能全面反映水泥的真实活性。

现在，水泥普遍磨得很细，所以这条标准规定就失去了控制意义。

国外水泥标准大多规定比表面积指标，采用勃氏比表面积仪测定水泥比表面积。

我国的硅酸盐水泥和熟料的国家标准已与国外标准相一致。

一般情况下，水泥比表面积与水泥性能都保持着较好的关系；但用比表面积控制水泥质量时，却有以下不足：（1）比表面积数值主要反映5μm 以下的颗粒含量，数值比较单一。

在固定的工艺条件下，控制水泥的45μm 筛余量和比表面积在一个合理的水平上，限制3μm以下和45μm 以上的颗粒，能够获得良好的水泥性能和较低的生产成本。

（2）比表面积对水泥中细颗粒含量的多少反应很敏捷。

粉料特性常见指标

粉料特性常见指标

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------粉料特性常见指标粉料特性常见指标一．目数目数越大，说明物料粒度越细；目数越小，说明物料粒度越大。

筛分粒度就是颗粒可以通过筛网的筛孔尺寸，以 1 英寸（25.4mm）宽度的筛网内的筛孔数表示，因而称之为目数。

各国标准筛的规格不尽相同，常用的泰勒制是以每英寸长的孔数为筛号，称为目。

例如 100 目的筛子表示每英寸筛网上有 100 个筛孔。

二.粒度颗粒的大小。

通常球体颗粒的粒度用直径表示，立方体颗粒的粒度用边长表示。

对不规则的矿物颗粒，可将与矿物颗粒有相同行为的某一球体直径作为该颗粒的等效直径。

实验室常用的测定物料粒度组成的方法有筛析法、水析法和显微镜法。

①筛析法，用于测定 250～0.038mm 的物料粒度。

实验室标准套筛的测定范围为 6～0.038mm；②水析法,以颗粒在水中的沉降速度确定颗粒的粒度,用于测定小于 0.074mm 物料的粒度；③显微镜法，能逐个测定颗粒的投影面积，以确定颗粒的粒度，光学显微镜的测定范围为 150～0.4m，电子显微镜的测定下限粒度可达 0.001m 或更小。

1 / 11常用的粒度分析仪有激光粒度分析仪、超声粒度分析仪、消光法光学沉积仪及 X 射线沉积仪等。

三．差角休止角与崩溃角之差称为差角。

差角越大，粉体的流动性与喷流性越强。

d=休止角 r-崩溃角 f 四．均齐度用粒度测试仪测出 D60和 D10，用下式计算均齐度：均齐度=D60/D10 五．压缩度同一试样的振实密度与松装密度之差与振实密度之比为压缩率。

压缩度越小，粉料流动性越好。

Cp=(pp-pa） /pp*100% 式中， Pp：振实密度 Pa：松装密度六．休止角粉体堆积层的自由表面在静平衡状态下，与水平面形成的最大角度叫做休止角。