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售和售价。
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下表:
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。加入8.24%的≥80μm的水泥颗粒后,闭路水泥的粒度分布与开路水泥的比较见下表:
由表可见,向闭路水泥颗粒中加入8.24%的≥80μm的水泥颗粒后,二者的粒度分布的差别主要在3-32μm和65-80μm,前者闭路所含的颗粒比开路的多2.84%,后者闭路所含的颗粒比开路的少2.57%,因此又向闭路水泥里加入2.57%的65-80μm的水泥颗粒。闭路水泥的粒度分布进一步调整为:
调整结果显示,开路与两次调整后的闭路水泥,粒度分布大部分已经接近,仅在粒径为3-32μm处相差1.59%,但由于3-32μm处的水泥粒度对强度的贡献较大,可以抵消其因为堆积不紧密而造成的强度损失。经试验表明,两者的需水量已基本接近。
试验揭示,在具体的生产中,用选粉机选出≥80μm的水泥粗颗粒加入到闭路粉磨的水泥中,一方面可调整闭路水泥的粒度分布,另一方面还可降低粉磨过程中的电耗,具有一定的实用价值。
如果某企业的一个车间有多台水泥磨,更可以区别控制每台磨的产品细度,然后混合入库,就能在不增加电耗的情况下,拓宽水泥的粒度分布范围,降低需水量,提高水泥品质。
如果某企业采用了分别粉磨工艺,那就更简单了,可以把易磨的石灰石磨细到3μm以下,把难磨的钢渣等磨到65-80μm,尽量把宝贵的熟料控制在3-32μm范围内,就能在降低粉磨电耗的同时提高水泥品质,还能降低熟料的掺加量,真正做到物尽其用。
还有一种做法值得商榷,目前部分厂家在积极推行的半终粉磨系统,将辊压机闭路系统收集的部分细粉直接加入到成品中,说法一是增加产量降低电耗,二是改善水泥的颗粒级配,拓宽水泥粒度的分布范围,降低水泥的需水量。其工艺流程如下图:
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,姑且不论是否能拓宽颗粒级配的分布范围,但可以肯定,这部分物料是没有通过球磨机整形的辊压机细粉,其颗粒的球形度极差。
水泥的堆积密度、需水量,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破碎,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,这也正是辊压机甩不掉球磨机的主要原因。所以,半终粉磨系统不可能改善水泥的需水量,事实证明半终粉磨系统生产的水泥,其需水量确实比较高,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。
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