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熟料矿渣分别粉磨配制水泥的实践 |
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类别：国际水泥|实用技术
日期：2012-5-3
来源：山东鲁碧建材有限公司
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山东鲁碧建材有限公司(简称鲁碧公司)l号水泥线主机设备①2 m×11 m内筛分高细开流磨2台，近年来通过不断的技术改进，实际产能已超过了设计能力。生产中熟料、矿渣、石膏计量后按比例混合共同人磨进行粉磨，出磨成品经仓式泵输送入水泥库储存备用，水泥各原料配比中矿渣掺入量一般在26％左右，远远低于国家标准中矿渣水泥70％的上限要求。在现有条件下，就设备潜能而言，通过近年来的不断技术改进，该线设备产能已取得了较大提高，再进一步提高设备潜能的可能性比较有限；就混合材掺入量看，水泥中矿渣掺入量远远未达到国家标准中上限要求，矿渣成本较低，资源丰富，通过提高水泥中矿渣掺人量的途径，来降低水泥成本潜力较大；从生产工艺看，利用现有的混磨工艺进行生产，水泥中矿渣掺人量只能控制在20％～40％，再进一步提高的难度较大，因此必须进一步优化工艺、技术创新。
1工艺方案的选择
根据公司现有装备情况，我们选择了熟料、矿渣分别粉磨系统(图1)。
2实施情况
(1) 为掌握不同掺量矿渣对水泥性能的影响，我们利用1台φ2 m×11 m开流磨生产的熟料粉(掺石膏)，1台φ3 m×10m闭路磨生产的矿渣粉(掺石膏) 进行了配制水泥试验，各原料及配制试验数据分别见表1～表3。随后根据试验情况取编号B配制的水泥进行了直接掺加I级粉煤灰试验，见表4。
由表3可知，利用单独磨制的矿渣粉、熟料粉配制水泥，其中矿渣粉配入的比例达到了60％以上，各项技术指标仍然符合国家标准要求，比混磨生产工艺下矿渣掺人量要大得多，主要因为单独磨制的矿渣粉的比表面积较大，其活性得到了充分的发挥，充分说明了分别粉磨新工艺是可行的。由表4数据说明：在配制水泥过程中加入3％左右的粉煤灰对水泥的各项物理性能影响不大，但随着粉煤灰掺量的增大，对水泥的性能凝结时间、强度会产生明显影响，这主要是粉煤灰细度较粗、活性较矿渣粉差造成的，故其在水泥中的掺入量不宜太大。
(2)两种生产方式下水泥水化分析：混磨方式下由于矿渣颗粒粗大，潜在的水硬活性难以得到正常发挥，其在水泥水化过程中仅作为一种填充材料使用，其掺加量必然受到限制，否则会直接影响到水泥物理性能。而分别粉磨工艺下的矿渣经过单独粉磨后，其比表面积显著增大，微粉中20 ηm以下高反应活性颗粒比例大幅度增加，在水泥粉体中被充分、均匀地分散分布，水泥水化过程中均匀地穿插于水泥石空隙间的矿渣微颗粒堵塞了毛细孔(水孔)通道，改变了材料内部微观孔结构状态，降低了水泥石的空隙率；其次，由于填充在水泥粉体中的矿渣微粉颗粒表面圆润光滑，可以起到较好的物理减水作用，大大减少了水泥石结构中有害孑L数量及水孔空隙，从而显著提高了水泥石的密实度及物理力学强度。
(3)除各物料满足细度要求外，分别粉磨工艺中，关键注意两个问题：一是计量要准确，二是配制中搅拌混合要均匀。我们在设计实施的分别粉磨配制系统中，选择螺旋计量秤作为各物料的计量设备。螺旋计量秤分为溢流单管螺旋和计量单管螺旋两部分，前者起到稳流作用，确保给料均匀、及时，后者进行各物料计量，确保计量准确、稳定；采用适合2～4种干物料进行搅拌混匀的双轴搅拌机作为搅拌设备，适当改变搅拌叶片角度和延长搅拌混合时间，确保搅拌充分、均匀，搅拌机能力60～80 t／h；生产控制上采取设定各物料配比与成品中实测矿渣掺入量数值比较，来检验配制生产过程中各物料混匀情况，确保分别粉磨工艺下水泥质量稳定性。
3实施效果
3．1实施效果
1号线水泥生产由传统的混合粉磨工艺改为熟料、矿渣分别粉磨(粉磨中掺入适量石膏)后配制水泥，熟料粉细度比表面积控制在320～350 m2/KG矿渣粉细度比表面积控制在400～450 m：／kg。水泥中矿渣掺人量由原来控制在26％左右提高到50％以上。由于采用单独粉磨方式生产的矿渣粉细度细，20 u m以下的微粉量大大增多，矿渣活性得以发挥，较好地改善了水泥性能。同时，在基本不影响水泥性能情况下，配制水泥过程中直接掺人了3％左右I级粉煤灰，．资源综合利用的同时降低了水泥生产成本。
3．2经济效益
该项目实施后，水泥中矿渣掺入量由原来的26％左右提高到50％以上，同时生产过程中直接掺入了3％左右的粉煤灰。从而使1号粉磨线水泥成本降低1 9．4．5元／t，鲁碧公司2005年1号粉磨线完成配制矿渣水泥130 000 t，因成本降低带来的直接经济效益为：19．45×130000=2528500(元)=252．85万元。
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