水泥生產工藝方面的中庸之道(連載七)

賈華平

（天瑞集團水泥公司，河南汝州市 467500）

35 將三代篦冷機改一下就成四代了嗎

目前，國內在篦冷機的技術進步上做了大量工作，也取得了可觀的成果，這一點是肯定的。但在新技術應用和推廣上顯得比較混亂，有可能在用戶的選擇上造成誤導，個別已經造成了誤導。只要是對第三代篦冷機作了一些改動的都稱其為第四代，甚至有的公司已經推出了自己的第五代、第六代產品。

換代產品：指在原有產品的基礎上，采用或部分采用新原理、新結構、新材料、新工藝，消除了原有產品的重大缺陷，或原有功能得到較大提高，或具有了較大使用價值的新功能，能更大程度的滿足消費者的需要。例如，在黑白基礎上開發的彩色電視機、在顯像管基礎上開發的液晶電視機、在視頻基礎上開發的網絡電視機、在模擬基礎上開發的數字電視機等。

新一代篦冷機，應該是具有了新的有較大使用價值的功能；或在功能實現上采用了新原理，使原有產品性能得以提高；或者對機械結構作了實質性改進，使產品在使用維護上更加簡便；或者對機械結構作了實質性改進，為性能的較大提高奠定了基礎。

對篦式冷卻機來講，供風方式由室供風改為以梁供風為主，供風篦板由運動式改為固定式，這些都是實質性改進，可稱其為第三代、第四代產品。而在此基礎上的一些完善提高，都不應該稱其為換代產品，最多也只是這一代產品的一個改進型。我個人認為，對現有的篦冷機產品而言，判斷其是否為第四代篦冷機，應該以是否采用固定篦床作為主要指標。

眾所周知，設備產生故障和磨損的原因，主要是它有運動，一旦讓它靜止下來，故障和磨損都會大幅度降低，篦式冷卻機的故障和磨損主要在篦床及其動力系統上，所以說把篦床固定下來是非常必要的；篦式冷卻機的效率不高主要是用風不當，而用風不當的主要原因是分室不合理，制約合理分室的一個主要原因是各室間不好密封，一旦把篦床固定下來，這些問題都迎刃而解了。所以說，把篦床固定下來是篦式冷卻機的一次實質性改進，是一代新的產品。

下面，簡單介紹一下幾種新型篦冷機。

（1）步進式篦冷機，這是目前三大水泥院主推的所謂第四代技術裝備，本人認為，盡管其在性能上比現有第三代篦冷機有所提高，但還是解決不了由于篦床運動給使用者帶來的一系列麻煩，不能稱其為第四代篦冷機。比如：料床厚度不能分段控制、列間密封磨損過快、步進系統結構復雜、潤滑點達到上千個、安裝精度要求過高、動力系統負荷過大等。

圖1 步進式篦冷機的動力系統照片

（2）固定篦床交叉棒篦冷機。起源于史密斯公司，其最大貢獻是將篦床固定了下來，從而為采取降低運行故障、提高熱效率等措施打下了基礎。

物料輸送功能由篦床推動改為篦上的交叉棒推動。從而為供風系統的單元細分、為機械結構的模塊化制造創造了條件，特別是動力系統的負荷大幅度降低、結構大大簡化，為安全可靠的運行提供了保障。

史密斯的固定篦床式篦冷機，雖然將物料輸送功能交給了交叉棒，不再由篦板承擔，但交叉棒的動力依然由篦下供給，靠穿過篦列間的推力板往復運動傳遞。這就帶來了推力板磨損和篦列間密封問題，依然為這種新型的篦冷機留下了一點缺憾。

（3）固定篦床擺掃式篦冷機。這是成都水泥院在近幾年開發的固定篦床式篦冷機，除具有史密斯的主體結構特點外，熟料輸送采用了獨特的擺掃式輸送裝置。

圖3 成都水泥院的動力系統照片

成都水泥院的擺掃式固定篦床篦冷機，在熟料推進的同時，能產生強制攪動均化和翻滾前進兩種運動疊加，使料層分布更加均勻；同時，熟料顆粒的均布主動平衡了料層阻力，使冷卻空氣分布更趨均衡，換熱效率及換熱速度明顯提高。

特別是輸送動力由史密斯型的推力板改為由擺掃軸傳遞，盡管仍然需要穿過篦床，但一個旋擺的軸與往復移動的板相比，密封和磨損問題就簡單多了。

目前該篦冷機已在云南壯山、重慶臺泥、洛陽萬基等多條2500t/d和5000t/d生產線上成功使用，并取得了良好的運行效果和冷卻效率，使水泥行業的熟料冷卻又前進了一步。

36 300℃真的能燒成水泥熟料嗎

由前面的討論可知，生產水泥真是麻煩，投資又大、能耗又高、還污染環境。有沒有搞錯，我們為什么要生產水泥呢、為什么要燒制熟料呢、為什么要用1450℃的高溫燒制熟料呢？2009年12月16日，在“中國水泥網”上，出現了一篇來源于“新華網”的短文，《德國開發出“綠色”水泥生產工藝》：

德國卡爾斯魯厄技術研究所14日宣布，他們開發出一種“綠色”水泥生產工藝。這種基于水合硅酸鈣技術的水泥生產工藝，可以比傳統水泥生產工藝少排出一半的二氧化碳，所需的原料用量將大大減少，且生產過程所需的溫度低于300℃，而傳統水泥生產通常需要約1450℃的高溫環境，大幅度降低了能耗。

對此報道，多數水泥人的看法是“既希望又懷疑”，這不又是愚人節的新聞吧？300℃真的能燒成水泥熟料嗎？其實“這一次是真的”，我們今天就來談談這個問題：

不要一提到溫度就是燒成，仔細看看這篇報道，里邊并沒有說用300℃燒成水泥熟料，只是說“生產過程所需的溫度低于300℃，而傳統水泥生產通常需要約1450℃”，將300℃與1450℃聯系起來，勢必給搞水泥的技術人員造成聯想錯覺，這也是可以理解的。是媒體報道不嚴肅嗎？不是，只是忽略了大部分水泥人的“思維慣性”。

報道用了“生產”一詞而沒有用“燒成”二字，應該說用詞還是嚴謹的，搞技術的就應該咬文嚼字摳字眼，特別對一項新技術，媒體要嚴肅、讀者要認真。為了說清楚這一比較“玄乎”的技術，有必要先通過一個比較直觀的案例，扭一下我們的“思維慣性”。

最近，媒體上又在炒作“水變油”，而且是“美國海軍的水變油”。與其說是一項備受爭議的技術，不如說是一種并不科學的說法而已，多數情況下，“水變油”只是坊間俚語的一種稱謂，或曰媒體人不科學的用詞。

先說中國的“水變油”：王洪成原本是一名哈爾濱的司機，他聲稱在水中加入極少量的“母液”，就能生產出所謂“水基燃料”，曾被一些不怎么專業的媒體炒作，成了“中國的第五大發明”。1983年11月7日，王洪成宣告水變油研究成功；1985年冬天，王洪成從大慶到北京、河北、浙江、上海等地表演；1987年，有報道稱國家計委給王洪成撥款60萬元人民幣，在河北省定州勝利客車廠生產燃料；1992年11月22日，“洪成新能源澎化劑有限公司”在哈爾濱成立；1993年1月28日，《經濟日報》發表《水真能變成油嗎？》的文章，稱此是繼傳統四大發明以來的“中國第五大發明”；1995年7～9月，哈爾濱工業大學和黑龍江大學聯合對“水變油”進行了測試鑒定。1998年，王洪成因為“水變油” 等被判處10年有期徒刑，中國的“水變油”有了定論；2003年10月31日，王洪成提前2年出獄。

印象中在1993年，《中國環境報》曾在某天的頭版、三版、四版上刊登了大塊頭的文章，大吹特吹中國的“第五大發明”。我詳細看了這篇文章，從理論研究、科學試驗、車船試驗，到什么師長、司令、國務院，說的云山霧罩、神乎其神。但當我看到第四版時，忽然清醒了過來，王洪成竟然發明了“永動機”：王洪成在研究“水變油”的過程中，為了解決照明問題，用木頭制作了一個裝置安裝在一個微型發動機上，用手一捻就轉了起來，燈泡亮了起來，而且一直在轉一直在亮，不用再給它輸入動力了。

再說美國的“水變油”：近日有媒體報道，“美國海軍研究實驗室科研人員宣稱，他們已成功進行了利用海水來制造燃油的試驗，此舉將令軍艦能源供應發生革命性的變化”。中國不少媒體紛紛跟風炒作，聲稱“軍艦或告別燃油”，“美軍解決艦艇燃料難題”，使平息多年的“水變油”又鼓噪了起來。

實際上，不論中國的還是美國的“水變油”，都是有關媒體的偷換概念、或者說缺乏起碼的物理常識，至少是用詞不當。把一些原理并不復雜的技術，給片面的炒成了神話，而回避了它的技術實質和應用條件。

在技術和原理上，水是氫氧化合物，油主要是碳氫化合物，如果不存在核反應，在常態下水變油是不可能的；但通過物理、化學、生物、核反應等能量轉換，以水為載體儲存一定的能量，是完全能夠實現的，也是有其使用價值的。比如美國的“水變油”，首先是不是“水變油”，這里的用詞就有問題，并不是單純的用水就能生產出油來，而是外加了核能及二氧化碳，這怎么能說是“水變油”呢？大度點兒說，也是我們的媒體缺乏科學知識，未能準確的翻譯和報道。

能量是守恒的，不能無中生有，而且轉換效率不可能百分之百，轉換一次就要有所損失，關鍵是這種轉換有沒有剩余價值，有沒有實際意義。但話又說了回來，盡管能量是守恒的，但能是依附在質這個載體上的，負載的能量并不總是與質量成正比，有時較大的質量將給運輸和使用帶來成本和困難。盡管能量的轉換效率不可能百分之百，越轉換越少，但不同的載體、不同的物理狀態、不同的加載時間，有可能減少載體的質量和或運輸距離，能降低運輸和使用成本，這就是美國要搞“水變油”的原理，但這個用詞實在是不妥。

再回到我們的水泥生產上：按照傳統的邏輯，要搞構筑物就需要混凝土，搞混凝土就要有水泥，搞水泥就離不了熟料。但進一步細化就會發現，水泥變成混凝土之間還有一個過程產品，原料—→熟料—→水泥—→水化產物—→混凝土—→構筑物。在水化產物中，起主要作用的是硅酸鈣水化物，我們能不能直接生產硅酸鈣水化物呢？

所謂“綠色” 水泥工藝正是繞開了高溫燒制水泥熟料，轉而直接生產硅酸鈣水化物，然后進行干燥，再粉磨制成含有一定水的“水泥”。這些水與常態的水不同，以化學方式結合在具有水硬性的水化硅酸鈣里面，是化學結合水，相當于煤炭專業的“內水”。該水泥被命名為“才利特門特水泥（Celitement）”。

才利特門特水泥的生產原理是卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的發明。才利特門特股份公司由Schwenk集團、卡爾斯魯厄理工學院共同創建，力圖將才利特門特水泥推向市場。據不完整的信息，2011年10月，該工藝的實驗廠開工建設；2013年2月至4月，該工藝的粉磨車間又進行了擴建，提升了產量；該工藝已經在德國獲得多項國家大獎。該工藝的基本原理如圖4、圖5。

圖4 才利特門特水泥的生產和使用原理圖

圖5 現有硅酸鹽水泥的生產和使用原理圖

由以上兩圖可見，新工藝生產1個CSH，需要1個CaCO3，排放1個CO2，而現有工藝生產1個CSH，需要3個CaCO3，排放3個CO2。不同的是，現有工藝多生產了2個Ca(OH)2。那么，這個多出的Ca(OH)2對混凝土有什么作用呢？

水化開始時，Ca(OH)2是一種高堿性物質，pH值在12.5以上，混凝土中鋼筋與該溶液接觸，表面會形成氧化亞鐵面膜，阻止氧與鋼筋的接觸，對鋼筋起到保護作用；然后，Ca(OH)2吸收空氣中的CO2發生化學反應，變成CaCO3，即混凝土的碳化作用。碳化作用對混凝土的影響是非常復雜多變的，對混凝土來講，成事不足敗事有余，沒有也罷。

早期，Ca(OH)2可使混凝土產生膨脹，減少水泥石的孔隙，提高混凝土的強度；后期，Ca(OH)2又使混凝土產生收縮，增大水泥石的孔隙率，從而降低混凝土的強度，容易使有害介質侵人，降低了混凝土的抗腐蝕和抗凍性能，也降低了對鋼筋的保護能力。

傳統的水泥是沒有水（內水）的，加水（外水）后開始水化反應和硬化；才利特門特水泥本身已含有一定的化學結合水，再加入水、砂子、骨料，便像普通波特蘭水泥一樣制成了混凝土。

才利特門特水泥的基本生產方法是，利用石灰和砂子作為基本原料，石灰系數控制在0.5～2.0的范圍就足夠了，而現有的硅酸鹽水泥熟料的石灰系數一般波動在1.8～2.4之間。由于大多數的CO2排放來自石灰石，因此本水泥和普通硅酸鹽水泥比較，可以減少高達50%的CO2排放；才利特門特水泥可以在低于 300℃下生產，與需要高溫燒制的硅酸鹽水泥熟料比較，低溫工藝和減少石灰石用量的雙重因素，對節能減排具有顯著的經濟和環境效益。

才利特門特水泥和硅酸鹽水泥類似，并且顯示出極好的性能。相組成非常均勻，性能調節直接簡單，也就是說其強度是時間的函數。才利特門特水泥具有如下優點：① 鈣硅摩爾比小于2，減少了對碳酸鈣的需求；② 低溫工藝合成，簡化了工藝和裝備；③ 減少來自原料和燃料的二氧化碳排放；④ 可以與普通硅酸鹽水泥混合使用，與傳統的水泥類膠凝材料兼容；⑤ 成分均勻，容易控制硬化過程及產品質量；⑥ 混凝土具有高度連接的硅酸鹽構筑單元和低孔隙率，構筑物具有良好的耐久性和抗侵蝕能力。

才利特門特水泥的基本生產流程如下：

（1）基本原料：初始原料類似于現有硅酸鹽水泥的生產，鈣的成分來源于石灰石，硅的成分來源于不同的硅質原料，鈣硅的摩爾比在0.5～2之間；

（2）水熱合成：蒸壓釜內，在150～300℃ 的各自飽和蒸汽壓下，原料和水轉換成硅酸鈣水化物，然后再進行干燥，形成需要進一步加工的水熱產品；

（3）活化調節：將水熱產品與其他硅酸鹽組分進行混合，使用添加劑、混合材以調控產品的性能，通過粉磨激發各個礦物相的活性。

這樣，具有水硬性的水合硅酸鈣——才利特門特水泥，就生產出來了。

37 熟料成本越低水泥成本就會越低嗎

我們的管理越來越細，考核越來越嚴，將控制成本逐步細化為對各項指標的控制與考核，各公司的具體情況又不一樣，這就有一個民主與集中、細化與統籌的平衡問題，需要我們具體研究、區別對待。

比如，熟料的成本與質量密切相關，有意無意的讓質量給成本讓步，是最有效的降成本措施。生料細度放粗一點、煤粉細度放粗一點，都能有效的降低粉磨電耗；KH降低一點、SM降低一點，都能有效的降低煤耗（在南方某廠的試驗表明，熟料KH±0.01，標準煤耗將增減0.85kg/t）；原料的有害成分放寬一點、原煤的水分放寬一點，都能有效的降低采購成本。提質量是有成本的，讓質量是有代價的。以上一些措施的采用，都會對質量構成不良影響，到底哪一個合算，必須以效益最大化為原則，做詳細的分析平衡工作。

需要強調的是，平衡點的選取很重要，我們多數習慣以熟料效益為平衡點，實際上，熟料效益的最大化并不代表水泥效益的最大化。熟料質量高一點，熟料成本就會高一點，但水泥中的熟料摻加量就會低一點、運費就會省一點、水泥粉磨電耗就會降一點、銷售價格就可能高一點，水泥效益的提高就可能超過熟料成本的提高，最終實現集團效益的最大化。

原料既可以單獨用燃料燒成水泥，也可以單獨用電力磨成水泥，但其都不是經濟的手段，最經濟的方法是燒和磨的有機結合，但在各公司各占多少比例是不一樣的，與其原燃材料、生產工藝、市場分布都有著直接的關系，這些都要靠你們在生產經營中具體的平衡把握。

由此延伸，還需要明確一個問題，煤耗低并不代表標準煤耗低，這要看所用煤的好壞；標準煤耗低也不能說明你技術指標就好，這要看你生產的熟料質量怎么樣、強度有多高。如何判斷你的技術指標好壞、如何評價你的管理水平高低，有一個更科學的技術指標，這就是“可比標準煤耗”，可比標準煤耗低才是效益最大化的標志。

38 好的原料石灰石就是好的混合材石灰石嗎

原料石灰石和混合材石灰石都是生產水泥的組分之一，都對水泥構成重大影響，但由于其作用和機理是不一樣的，所以對其的要求也是不一樣的。

作為水泥混合材使用的石灰石，由于石灰石中的MgO沒有經過煅燒，沒有fMgO的存在，不會導致水泥石的體積膨脹。因此，作為水泥混合材使用的石灰石，大可不必考慮MgO的高低，沒有太大影響。

作為水泥混合材使用的石灰石，要盡量控制其堿含量。R2O的存在雖然不存在對煅燒的影響，但作為水泥組分仍有諸多危害：①能縮短水泥的凝結時間，增大水泥的需水量，影響對外加劑的適應性；② 導致混凝土的堿集料反應，在混凝土內部產生膨脹應力，引起混凝土開裂，進一步導致混凝土碳化、鋼筋銹蝕加快，嚴重影響混凝土的強度和壽命；③ 加重混凝土內部的鈣質流失，導致混凝土結構疏松和表面返堿，造成清水混凝土構筑物的外表泛白，造成混凝土構筑物表面涂料或裝飾物的脫落。

作為水泥混合材使用的石灰石，還要盡量控制其鋁含量。一般要求混合材石灰石的Al2O3含量≤1.5%，最好能≤1.0%，這是因為Al2O3高的石灰石一般含有較多的粘土。

粘土是顆粒非常小（＜2μm）的硅酸鋁鹽礦物，礦物顆粒常在膠體尺寸范圍內，比表面積大且帶有負電，有很好的物理吸附性。在水泥水化時不但起不到集料的填充作用，而且吸附包裹在水泥顆粒表面，影響到水泥礦物的正常水化，導致水泥的凝結時間延長和強度下降。

39 磨內通風的作用就是降低出磨溫度嗎

出磨廢氣溫度的高低，不僅影響到磨尾軸瓦的溫度，影響到設備的安全運行；而且影響到出磨水泥的溫度，繼而有可能影響到出廠水泥的溫度，影響到產品銷售，這是大用戶在夏季特別關注的一個指標。

特別對于開路粉磨的工藝系統，是生產者必須關注的一個重要參數。那么，怎樣才能降低出磨溫度呢？特別在磨尾軸瓦溫度高時，有效的降低出磨溫度顯得更加迫切，但往往因為措施不當效果不佳，甚至事與愿違。

這里有一個實際案例：有一臺高細開路磨，當磨尾瓦溫高后→發現出磨廢氣溫度也高→為降低出磨溫度加大了磨內通風→結果導致出磨細度跑粗→為解決跑粗問題只好降低了磨頭喂料量→結果發現出磨溫度不但沒有降低，反而有所提高。為什么會這樣呢？

磨內通風直接影響到磨內流速，對出磨細度的影響是非常大的；對于開路磨來講，出磨細度就是產品細度，沒有后續的調整措施，必須給予保證。盲目的加大磨內通風打破了原有的工藝平衡，導致了出磨跑粗，這時操作者沒有去尋求新的平衡、或者恢復原有的平衡，而是簡單的采取了降低產量的辦法，進一步破壞了工藝平衡，入磨物料減少了，但研磨體的做功并沒有減少，無用功的加大，導致磨內產生的熱量加大，所以出磨溫度不可能降低。

實際上，出磨溫度高往往是工藝操作存在問題，粉磨效率低，研磨體的無用功做的多，發熱量大所致。正確的做法應該是，通過分析粉磨系統中的各種因素，找出影響粉磨效率的主要問題并采取相應的措施，粉磨效率提上去了，磨內的發熱量回歸正常，出磨溫度也就下來了。

由以上分析可見，磨內的通風不僅影響到出磨溫度，還影響到磨內流速，還能及時將微粉帶出減少過粉磨現象。還有，還影響到整個粉磨系統的烘干能力，以及對物料水分的適應性，這一點兒對北方粉磨系統的冬季運行尤為明顯。

地處東北的某公司，在11月份生產中，隨著環境氣溫的下降，出現了磨內糊球、糊篦縫，選粉機糊導風葉片，袋除塵器開始結露的現象，影響了系統的正常運行。首先檢查了系統的保溫和密閉堵漏，但沒有發現什么大的問題；入磨物料水分偏大，但仍在允許的范圍以內。

應該說，進一步降低入磨水分是最簡單有效的措施，但由于受到周圍原料的限制，又不可能降的太多。該公司同時采取了降低入磨水分、減小系統溫差的綜合措施，取得了較好的效果，見圖6。

圖6 改善磨內通風的工藝改造

（1）通過摻加礦渣微粉，減小了配料中的水渣用量，在一定程度上減小了入磨水分。但不可能用微粉取代水渣，否則生產成本增加較多；

（2）適當加大磨內通風，一是降低了出磨物料的濕含量，二是降低了出磨物料的溫度，減小了與環境的溫差；

（3）加大了V選循環風進選粉機的閥門⑥的開度，由開度60%開到100%，并將V選循環風閥門⑦徹底關死。減小了選粉機一次風從冷風閥①補充環境冷風的比例，降低了循環風在V選循環中濕含量的富集；

（4）進行了如圖中紅線所示的管道改造，并增加了④、⑤兩個調節閥門，引部分袋除塵器排放風至選粉機，作為選粉機的二次風使用。并將原選粉機的二次風閥②關死，也減少了選粉機的環境冷風摻入。

40 粉磨系統的選粉效率越高越好嗎

一些設備廠家反復吹噓自己的選粉機效率有多么多么高，潛意識中給人灌輸了一種思想，似乎粉磨系統的選粉效率是越高越好。

其實這并不確切，選粉機的工作原理，是按物料的粒徑切割分選的，選粉效率的高低，必將影響到其產品的顆粒級配。① 對不同的粉磨系統，選粉效率高的，其產品的顆粒級配分布就窄，對生料而言是一件好事，而對于水泥來講就未必是好事；② 對同一個粉磨系統，把選粉效率調整得過高，不但提高不了粉磨效率，甚至還會降低粉磨效率。

對于生料而言，影響其易燒性的主要是生料中的粗顆粒，而與它含有多少微分關系不大，過多的微分將導致生料磨產量的降低、粉磨電耗的增加。要想減少生料中的粗顆粒，同時又不增加過多的微粉，生料的顆粒級配是越窄越好，也就是說，選粉機的效率是越高越好。

而對于水泥就不同了，過窄的顆粒級配有利于控制水泥中的粗顆粒，但同時減少了水泥中的微粉含量，能提高粉磨效率、降低粉磨電耗，但將會導致水泥中的微粉過少、需水量增加，影響到水泥的和易性、導致水泥用戶的成本增加、影響到水泥銷售。這一點，我們在開路磨改閉路磨、普通選粉機改高效選粉機的過程中，是有切身體會的。

我們再來看看選粉效率和循環負荷的關系及其相互影響：

選粉效率η= （100-c）（b-a）/（100-a）（b-c）

循環負荷K= （a-c）/（b-a）

選粉效率η與循環負荷K的關系為：η= （100-c）/（1+K）（100-a）

其中：a、b、c分別表示選粉機的喂料篩余、回料篩余、成品篩余。

對于一個正常生產的粉磨系統，我們會努力穩定成品細度以穩定成品質量，努力穩定出磨細度以穩定生產工況，也就是努力做到a、c基本不變，在a、c不變的情況下，由上述關系式可以進一步推出：Kη= 一個常數。生產實踐告訴我們，這個常數與磨機的粉磨能力有關，對于不同的粉磨系統、不同的物料特性、不同的產品要求，這個常數也是不同的。

也就是說，隨著選粉效率的提高循環負荷肯定是下降的，只有當選粉效率的提高大于循環負荷的下降時，系統產量才能提高；而當選粉效率的提高小于循環負荷的下降時，系統產量反而會降低。因此，在調整一個粉磨系統的運行狀況時，必須同時考慮選粉效率和循環負荷兩個指標，才能獲得比較滿意的結果。

就閉路粉磨系統來講，產品是磨成的而不是選成的，選粉機只是減少過粉磨而已，磨始終是選的基礎，選只是磨的輔助。過低的選粉效率和過高的循環負荷，會延長對物料的粉磨時間，加大過粉磨現象，粉磨效率勢必下降；過高的選粉效率和過低的循環負荷，會縮短對物料的粉磨時間，對物料粉磨不足，未能將物料磨細就提前出磨，又怎么能提高粉磨效率呢？兩者都是弱化了閉路功能，不但提高不了粉磨效率，甚至還會降低。

41 閉路磨就一定要采用比表面積控制水泥細度嗎

在水泥粉磨系統中，閉路磨是由開路磨演化而來的，中國的粉磨工藝發展也是如此，早期以開路磨居多，現在以閉路磨居多。

開路磨的水泥微粉較多，水泥的比表面積一般問題不大，但對出磨后的粗顆粒沒有補救措施，要把好產品的細度關，就要控制好篩余。所以，早期的水泥廠以控制篩余為主；閉路磨的選粉機就是按粒徑分選的，水泥的篩余問題不大，但產品中的微粉較少，要把好產品的細度關，就要控制好比表面積。所以，現在的水泥廠以控制比表面積為主。

這是從控制質量的薄弱環節考慮的。既有一定的道理，又是一種巧合，這些道理是對的但并不全面，不能一概認為控制篩余就是落后的，控制比表面積就是先進的。目前，對于水泥細度的控制，仍然有篩余和比表面積兩種方式，到底采用哪一種更好呢？

這要綜合考慮，甚至兩種方式同時采用、互補不足。除了上述從質量上“控制薄弱環節” 的理念以外，不要忘記水泥的核心組分是熟料，好的水泥必須有好的熟料，從生產效益的角度出發，要努力把熟料的作用發揮到極致，對細度的控制也不能偏離熟料這個核心，才能生產出質量好、效益也好的水泥。

篩余體現的主要是難磨物料的細度，比表面積體現的主要是易磨物料的細度。采用哪種方式控制水泥細度更好，取決于哪種方式更有利于發揮熟料的核心作用，這對于不同的粉磨系統，結果也是不一樣的。

具體來講，如果其他組分的易磨性比熟料好，采用篩余控制更好一些，以確保把熟料磨到足夠的細度；如果其他組分的易磨性比熟料差，采用比表面積控制更好一些，也是為了把熟料磨到足夠的細度。

42 粉磨系統的主機還是球磨機嗎

就現有的聯合粉磨系統來講，輥壓機與球磨機的裝機容量比，已經從初期的不到0.7逐步提高到0.9、1.0、1.3、1.8、2.0以上，呈現出越來越大的趨勢，實際結果是系統粉磨效率越來越高，電耗越來越低。

輥壓機在粉磨系統的作用越來越大，應該說，輥壓機在粉磨系統中的地位，已經從輔機上升為主機。現在已有大輥壓機配單倉磨的系統在運行，輥壓機半終粉磨系統在試運行，兩臺輥壓機配一臺球磨機的聯合粉磨系統在運行，甚至輥壓機終粉磨系統也在開發。那么，我們管理的重點也應該逐漸向輥壓機傾斜了，這才是提高系統粉磨效率的關鍵。

比如，合肥院最近推出已生產的2×Φ180×160輥壓機+1×Φ4.6×14.5m球磨機聯合粉磨系統，輥壓機與球磨機的裝機容量比為1.28，生產P.O 42.5水泥時，能力達到了356t/h，系統電耗只有28.43kWh/t；生產P.C 32.5水泥時，能力達到了383t/h，系統電耗只有25.75kWh/t。

比如，廣東羅浮山水泥集團惠陽雙新水泥公司，采用1×Φ180×160輥壓機+1×Φ3.2×13.0m球磨機聯合粉磨系統，輥壓機的裝機功率為2×1600kW,球磨機的裝機功率為1×1600kW，輥壓機與球磨機的裝機容量比為2.0，在生產P.O42.5水泥、細度R0.080＜2%、比表面積達到370～390m2/kg時，能力達到了152t/h，系統電耗只有29.0kWh/t。

天津院的輥壓機配置也呈逐步加大的趨勢，見圖7所示：

圖7 輥壓機的配置趨勢

就現有聯合粉磨系統來講，輥壓機與球磨機的責任不應該再職責不清了，應該由各自承擔起來，這個分界點就是入磨物料粒度，輥壓機系統要把入磨物料粒度控制在80μm篩余20%左右，最大不應該超過23%，這應該作為我們日常管理中的一個過程指標。過粗了說明輥壓機系統沒有完成自己的任務，就應該查找原因、采取措施。

應該提醒的是，物料的比表面積是其密度的函數，而入磨物料的密度與其水泥有較大差別，也不像水泥比較穩定，有些廠直接套用水泥的密度來做入磨物料的比表面積是沒有價值的，更沒有可比性。所以，對于入磨物料的細度控制，還是用篩余控制比較好，也簡單的多。

對于球磨機的管理，我們已經積累了很多經驗，對研磨體的級配、磨機的篩余曲線、產品的顆粒級配等，都在進行著認真的管理，特別對閉路系統，還對系統的選粉效率、循環負荷進行著管理。那么，在輥壓機成為粉磨系統主機的今天，是否也應該對輥壓機系統進行選粉效率、循環負荷、產品顆粒級配的管理呢？事實上，我們目前在這方面做的很不夠。

大家都承認輥壓機對于水泥粉磨系統確實重要，但在實際行動上卻很不理想。不是嗎，目前各公司在輥壓機系統上存在的問題，大部分在《使用說明書》里都能找到答案，只能說你沒有認真閱讀《使用說明書》，有的人干脆就沒有看過，這能說你對輥壓機的重視嗎？

鑒于在球磨機之前增加輥壓機系統之后，球磨機內研磨體的級配已經做了很大的調整，研磨能力大幅度增強、粉碎能力大幅度減小，對粗顆粒的適應性已大大消弱。對入磨物料中的粗顆粒，特別是開路輥壓機系統中，邊緣漏料導致的塊狀料特別敏感，別以為量小就影響不大，它就像血液中的癌細胞，個數不多但危害極大。

43 輥壓機的壓力越高其效率就會越高嗎

就現有聯合粉磨系統來講，提高效率的重點在輥壓機，體現輥壓機效率的主要指標是輥壓機的運行電流，一般要求輥壓機的運行電流要達到其額定電流的60%～70%。提高輥壓機運行電流的重點是其喂料系統，喂料系統的關鍵部位是其側擋板和斜插板。遺憾的是，目前大家普遍對這“兩個板”重視不夠。

有些廠，一說要發揮輥壓機的作用、要提高輥壓機的運行電流，就想到去提高輥壓，似乎壓力越高效率就會越高。結果事與愿違，輥壓已經加到了極限，但輥壓機的運行電流不但沒有提高，甚至還有所降低。這又是什么原因呢？

我們知道，物理學中有一條不能違反的基本定律，“作用力與反作用力，大小相等、方向相反”，沒有大小相等的反作用力，作用力就無法形成。輥壓機是通過壓碎物料而做功的，要提高輥壓就必須有耐受這個壓力的物料，如果物料不能耐受這個壓力，其結果只能是輥縫變窄、通過量減小、運行電流降低。

有的廠，在加大輥壓后，為了保持原有的輥縫寬度、保持通過量不至于減少，便加厚了墊塊兒、調寬了原始輥縫，其結果是輥壓加上去了、通過量也沒有減少、但輥壓機的運行電流卻還是上不去。那么，加大的這部分作用力為什么沒有做功呢？實際上，作用力與反作用力還是相等的，只是作用力由兩部分反作用力承擔了，一部分作用在物料上做功，而另一部分則作用在輥縫的墊塊兒上給浪費掉了，所以運行電流不會增加。

輥壓機是靠喂料倉的下壓力強制喂料的，這個下壓力將分解為物料的耐受力和通過量。在下壓力一定的情況下，物料所受的輥壓越大，其通過量就會越小；在一定輥壓的情況下，物料的下壓力越大，其通過量就會越大；在一定通過量的情況下，對物料的輥壓越大，就必須有與之相適應的下壓力。

所以，喂料倉的下壓力是輥壓機提高輥壓、提高運行電流的前提基礎；所以，我們必須珍惜這個下壓力、努力減少這個下壓力的損失。側擋板與輥端的間隙過大，必將導致漏料泄壓，物料進入輥壓機擠壓區的強制性就會大打折扣，導致輥壓機的效率難以提高。

目前，多數輥壓機的側擋板布置于擠壓輥的兩端，側擋板與輥端的間隙是越小越好。事實上，由于輥壓機的動輥在運行中難以避免軸向竄動和徑向擺動，這個間隙一般控制在10mm左右就不錯了；為了防止側擋板對擠壓輥的摩擦傷害，側擋板的硬度一般不是太高，加上熟料的磨蝕性較大、又是在壓力下通過，所以，側擋板的磨損是較快的，如果不能及時的調整和維修，很難維持這個10mm的間隙。

事實上，這個間隙在安裝時還能保證，但在運行中很難維持，有不少廠經常在20mm左右運行，個別廠甚至達到50mm左右。漏料在所難免、泄壓在所難免、運行電流難以提高；還有，輥壓機的邊料效應加大，對閉路的輥壓機系統是增加了循環量，而對開路的輥壓機系統則是增加了入磨物料中的大顆粒。

目前，已有將側擋板移至輥上的改造案例，在控制輥端漏料上取得了較好的效果，從表面上看，是縮短了輥子的過料長度，但實際上 輥子的有效擠壓長度并沒有縮短，甚至還有所延長，輥壓機的最大壓力也有所提高，總體使輥壓機的效率得以提高。

順便提醒一下，在下料溜子上還有一個對開的棒閘，有的公司經常不是全部打開，說是為了調節輥壓機的入料橫坐標。實際上，棒閘的打開方式對入料橫坐標影響很小，而對下料溜子的阻力倒是有較大影響，阻力的增大必將減小寶貴的喂料倉下壓力。所以，在正常運行中，棒閘還是全部打開為好。

圖8 無錫天山公司輥壓機側擋板（布置在輥子上面）

圖9 建德華海的輥壓機側擋板實物（總體在端外、局部在上面）

44 輥壓機的入料溜子在兩輥的中間有錯嗎

輥壓機喂料溜子在兩輥之間的布局，直接影響到輥壓機的入料橫坐標，入料橫坐標影響到輥壓機的電能效率，也是輥壓機振動的原因之一，由于最佳橫坐標受影響的因素較多，每條線上的輥壓機的最佳橫坐標都不一樣，而且還在隨時變化著，目前還難以找到規律，只有大家自己辛苦點，在實踐中不斷的摸索調整。

如果物料中細粉較少，入料橫坐標（喂料溜子）要偏向于定輥，讓工作條件好的定輥來承擔物料的下壓力，以減小工作條件差的動輥的移動阻力和負荷波動，穩定輥壓機運行。如果物料中細粉較多，比如循環負荷大的輥壓機閉路系統，入料橫坐標（喂料溜子）就要偏向于兩輥的中間，以便利用動輥的移動促進細料的排氣，減少輥壓機的氣振現象，穩定輥壓機的運行。

實際上，輥壓機的喂料溜子上還有一對對稱于兩側的斜插板，其作用除調節喂料量以外，還有一定的調整入料橫坐標的功能，只是調整幅度有限。那么，能否強化一下斜插板的調節功能呢？

在入料橫坐標眾說紛紜、莫衷一是的情況下，目前，已有了一種折中的解決方案，成都宇博公司開發了一種新型雙向調節進料裝置，可根據實際情況隨時調整入料橫坐標。天瑞商丘公司就采用這種設施對其2#水泥磨進行了改造，改造后的運行顯示：輥壓機的壓力穩定了、運行電流提高了，水泥磨的臺時產量提高了10～15t/h。

輥壓機的效率，還與其入料鉗角有關，輥子上的堆焊花紋有利于將物料強制咬入擠壓區，這一點應該引起足夠的重視，當花紋磨損到剩余1/3時就應該及時堆焊了。而我們往往由于“生產不允許”，花紋已經磨光了還顧不上堆焊，導致輥壓機效率的大幅度下降。

還有一點需要強調的是，由于在線堆焊具有較短的維修時間、較低的維修費用和諸多的方便，所以，目前大家采用在線堆焊的居多。但是必須指出，由于堆焊條件和焊接環境的巨大差異，在線堆焊和離線堆焊在質量上是無法相比的。

另外，由于在線堆焊的質量較低，堆焊頻次勢必要增加，這將加速輥子基層的剝落現象，加速輥子的失效報廢。

圖10～圖15是輥壓機喂料裝置的幾張圖片，供大家參考：

圖10 天瑞衛輝公司1#水泥磨天津院輥壓機喂料裝置

圖11 可調式進料裝置裝配圖（《水泥工業機械設備》于天佑等主編）

圖12 洪堡公司調整滑塊式喂料裝置（熊會思等《選型手冊》）

圖13 洪堡公司組合閘門喂料裝置（帶放氣膨脹箱、細料定量閥）

圖14 成都宇博新型雙杠桿調節式進料裝置（可隨時調整入料橫坐標）

圖15 天瑞商丘公司2#水泥磨采用的宇博雙向調節進料裝置

45 強度高的水泥市場競爭力就一定強嗎

用戶是上帝，只有用戶滿意的產品才是好產品。水泥也不例外，有利于生產混凝土的水泥才是好水泥，才有競爭力。

生產混凝土對水泥的要求是多方面的，首先要滿足國家標準要求的各項技術指標，除了水泥強度以外，混凝土企業更關注水泥的需水量。如果任其需水量增高，就難以保證混凝土的標號；如果使用減水劑保證混凝土標號，就要增加混凝土的生產成本，犧牲混凝土企業的利益。

所用水泥的需水量，關系到混凝土企業的利益，勢必影響到水泥企業的產品競爭力。多數水泥企業已經注意到了這個問題，一般將水泥的需水量控制在了24%～26%之間；也有一些企業給予了高度關注，已經把降低水泥需水量，作為了提高產品競爭力的措施。

比如，臺灣亞東水泥，在中國大陸，水泥需水量的控制指標為22.5%；如廣東的塔牌水泥，水泥需水量的控制指標為23.0%。他們的水泥產品因此受到了混凝土企業的青睞，有效促進了銷售增長。

有資料介紹，比表面積每增加±10m2/kg能使水泥強度提高±0.5～1.0MPa。部分水泥企業看到了這個關系，為了降低水泥中熟料的摻加量，采取了提高比表面積的措施，個別企業甚至將水泥的比表面積提高到了400m2/kg以上，也確實取得了熟料摻加量的降低。

事情并沒有如此簡單，對于水泥性能，比表面積不是越高越好。提高比表面積能加快水泥的水化速度，加大水泥的早期水化熱，提高水泥的需水量，這些對混凝土的生產和質量都是不利的。

這等于把水泥企業的效益建立在了混凝土企業的成本之上，實際上是在與自己的用戶爭奪利益，最終導致了混凝土企業提出限制水泥比表面積的措施。用戶是上帝嗎，他可是有這個權利！

實際證明，比表面積低的水泥，其耐久性也更好。通過提高比表面積，而不是去努力提高熟料質量，摻加過多的混合材，以降低水泥生產成本，這對水泥構筑物來講，是一種嚴重的短期行為，應該綜合考慮。