分析水泥原料易磨性的影響及其改善

(中國(guó)中材國(guó)際工程股份有限公司， 江蘇 南京 211100)

根據(jù)有關(guān)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)石灰石有著較為突出的粉磨性能，且因?yàn)樵弦约芭浔戎g存在差異，所以生料以及熟料也存在著易磨性特點(diǎn)，會(huì)對(duì)水泥生產(chǎn)能耗以及水泥性能形成直接影響。因此如何有效提升水泥原料粉磨細(xì)度，保證原料易磨性能夠得到合理控制，已經(jīng)成為重要研究課題。為對(duì)水泥原料易磨性相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行明確，有關(guān)人員應(yīng)先對(duì)原料易磨性表征方式進(jìn)行了解。

1 原料易磨性表征方式

1.1 易磨性系數(shù)

物料間易磨性程度會(huì)通過(guò)易磨性系數(shù)進(jìn)行表示，其會(huì)以規(guī)定濕法回轉(zhuǎn)窯物料易磨性系數(shù)1.0為基礎(chǔ)，做好易磨性程度表現(xiàn)【1】。物料易磨系數(shù)與其易磨性屬于正比關(guān)系，如果物料易磨性指數(shù)越高，則證明其易磨性能越好，技術(shù)人員可以以此為依據(jù)，做好系統(tǒng)流程以及磨機(jī)規(guī)格調(diào)整，以為最終水泥生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行保證。

1.2 粉磨時(shí)間

除會(huì)運(yùn)用易磨系數(shù)對(duì)物料易磨性進(jìn)行表示外，還可以通過(guò)物料粉磨時(shí)間對(duì)該性能進(jìn)行表示。此種方式不僅較為直接，而且直觀性較強(qiáng)，主要用于水泥干法開(kāi)路粉磨系統(tǒng)易磨性試驗(yàn)。如果粉磨時(shí)間越長(zhǎng)，且表明物料易磨性越差，兩者屬于反比關(guān)系【2】。同時(shí)如果在同一時(shí)間內(nèi)，使用統(tǒng)一方式以及設(shè)備進(jìn)行物料粉磨，則粉磨越細(xì)證明物料易磨性越高。

1.3 粉磨功指數(shù)

粉磨功能指數(shù)也是物料易磨性的表示方式，會(huì)通過(guò)對(duì)干法閉路粉磨系統(tǒng)進(jìn)行模擬的方式，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)研磨手段，將物料研磨到平衡狀態(tài)，以通過(guò)計(jì)算磨機(jī)每轉(zhuǎn)成品量的方式，得到相應(yīng)粉磨功指數(shù)【3】。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常會(huì)運(yùn)用平衡狀態(tài)下的試驗(yàn)?zāi)C(jī)每轉(zhuǎn)產(chǎn)生產(chǎn)品量，對(duì)物料易磨性進(jìn)行表示。

2 水泥原料易磨性影響與改善方式

2.1 生產(chǎn)原料方面

以石灰石為例。石灰石是水泥主要組成原料，而目前在進(jìn)行水泥生產(chǎn)時(shí)，也多會(huì)以純天然石灰石材料為主。此種材料會(huì)因?yàn)樽匀灰蛩匦纬梢啄バ裕淅砘M成、純度以及硬度等都與粉磨質(zhì)量有著直接關(guān)聯(lián)【4】。

一般石灰石各方面性能主要是因?yàn)槠渖森h(huán)境以及礦床地質(zhì)成因等因素所造成的，例如在硅酸地下水以及地?zé)崴芤褐畠?nèi)形成的石灰石，就會(huì)因?yàn)榈V石硅質(zhì)較高而呈現(xiàn)出硬度較高的特點(diǎn)；而在火成巖漿之中，會(huì)因?yàn)閹r漿的流動(dòng)性而出現(xiàn)有害物質(zhì)過(guò)多的情況，會(huì)直接影響石灰石的品質(zhì)等，這些都會(huì)對(duì)水泥生產(chǎn)過(guò)程中的粉磨以及燒成等工序?qū)嵤┬纬捎绊憽Ｍ瑫r(shí)如果石灰石中的燧石含量出現(xiàn)超標(biāo)情況時(shí)，會(huì)直接對(duì)原料易燒性形成影響，窯整體產(chǎn)量也會(huì)出現(xiàn)下降的情況，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?duì)窯的使用壽命產(chǎn)生直接影響，且粉磨產(chǎn)量也會(huì)出現(xiàn)較為明顯的下降趨勢(shì)。此外因?yàn)槭沂泻幸欢康碾s志、SiO2，其會(huì)和理化指標(biāo)穩(wěn)定性一起，對(duì)原料易磨性形成影響。但從整體來(lái)看，與其他原料相比，石灰石的易粉磨性特征較為明顯，所以在進(jìn)行水泥生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)這一特性進(jìn)行合理運(yùn)用，要通過(guò)添加低品位以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜礦種等手段，對(duì)水泥原料易磨性進(jìn)行合理調(diào)整與改善，以對(duì)最終水泥生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行保證。

2.2 生產(chǎn)設(shè)備與工藝

按照以往水泥生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在對(duì)原料進(jìn)行加工過(guò)程中，生產(chǎn)設(shè)備以及工藝選擇也會(huì)對(duì)物料易磨性產(chǎn)生直接影響，像利用立波爾窯以及立窯等方式進(jìn)行生產(chǎn)，所產(chǎn)生的熟料一般都存在著粉磨難度過(guò)大的問(wèn)題。同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程以及工藝設(shè)備控制管理會(huì)對(duì)產(chǎn)品易磨性形成直接影響，所以技術(shù)人員需要對(duì)粉磨工藝、材料配比以及設(shè)備進(jìn)行合理選擇與運(yùn)用，要通過(guò)此種方式不斷對(duì)產(chǎn)品易磨性進(jìn)行改善【5】。例如可以通過(guò)對(duì)擠壓機(jī)的運(yùn)用，對(duì)高壓料層實(shí)施振動(dòng)磨以及粉碎施工，以展開(kāi)超重力場(chǎng)粉碎模式，確保能夠?qū)ξ锪项w粒結(jié)構(gòu)形成有效破壞，以達(dá)到對(duì)物料易磨性進(jìn)行改善的目標(biāo)。

2.3 水泥生料方面

水泥生料易磨性影響因素主要體現(xiàn)為兩點(diǎn)，一是原料自身粉磨難易程度，另一個(gè)是原料配比量。作為主要配料，石灰石易磨性與生料易磨性有著直接關(guān)聯(lián)。所以技術(shù)人員可以通過(guò)對(duì)配料配比以及實(shí)施科學(xué)化原料選擇的方式，對(duì)材料易磨性進(jìn)行改善，以確保生料骶值能夠與所配石灰石較為接近。根據(jù)有關(guān)人員檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，鐵粉配料以及石灰石粘土的易磨性都較為理想，在使用其進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，生料骶值能夠保持在石灰石的5%以下，而利用砂巖對(duì)粘土進(jìn)行代替的方式，也能夠達(dá)到相應(yīng)的改善效果，能夠滿(mǎn)足高質(zhì)量水泥生產(chǎn)的各項(xiàng)要求。

將礦渣以及鋼渣等難磨材料加入到生產(chǎn)之中，也可以有效降低生料的易磨性。但在進(jìn)行材料配比時(shí)，需要注意并不是所有材料都會(huì)產(chǎn)生作用，像砂巖以及鐵礦石等，雖然具有較為理想的難磨性質(zhì)，但其卻很難形成較為明顯的影響，所以在進(jìn)行添加物選擇時(shí)，要事先做好物料檢測(cè)與分析，要盡量選擇配煤量超過(guò) 10%的生料，以對(duì)水泥整體性能進(jìn)行保證。

2.4 產(chǎn)品粉磨細(xì)度

一般在進(jìn)行水泥生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品的細(xì)度會(huì)對(duì)粉磨施工產(chǎn)生直接影響，粉磨施工難度會(huì)隨著產(chǎn)品細(xì)度字?jǐn)?shù)的增加而增加。但其只是其中一個(gè)影響因素，原料粉磨難易度以及電耗指標(biāo)等，并不全是因?yàn)楫a(chǎn)品細(xì)度。

在對(duì)原料實(shí)施粉磨時(shí)，技術(shù)人員會(huì)按照生產(chǎn)要求以及產(chǎn)品綜合情況，制定出相應(yīng)的細(xì)度控制范圍，如果粉磨結(jié)果不在范圍之中，很有可能會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)品粒徑增加或減小，而導(dǎo)致產(chǎn)品易磨性發(fā)生變化，會(huì)出現(xiàn)易磨性變差的狀況，能夠直接造成粉磨過(guò)程中電能消耗出現(xiàn)升高的情況。

2.5 生料煅燒溫度、細(xì)度以及熟料冷卻速率

除上述幾點(diǎn)影響之外，在生料煅燒溫度以及細(xì)度等方面，也存在著一定影響需要進(jìn)行改善。

以硅酸鹽水泥為例。由于熟料燒成溫度與生料細(xì)度有著直接關(guān)聯(lián)，生料細(xì)度越細(xì)，整體熟料燒成溫度也會(huì)出現(xiàn)越低的現(xiàn)象。同時(shí)在相應(yīng)化學(xué)作用之下，熟料也會(huì)出現(xiàn)燒成溫度不斷上高的情況，而其在高溫時(shí)間所停留的時(shí)間越長(zhǎng)，在煅燒過(guò)程中所產(chǎn)生的液相量也會(huì)隨之出現(xiàn)增加的現(xiàn)象，整體礦物質(zhì)反應(yīng)程度會(huì)更加充分、全面，結(jié)晶程度也會(huì)出現(xiàn)不斷增高的情況。此時(shí)熟料會(huì)出現(xiàn)致密度增加、硅酸鹽礦物晶體尺寸增加以及結(jié)粒尺寸加大的情況，會(huì)對(duì)物料易磨性產(chǎn)生直接影響。所以技術(shù)人員需要做好生料細(xì)度控制工作，要通過(guò)對(duì)熟料燒成溫度進(jìn)行降低的方式，對(duì)硅酸鹽水泥熟料易磨性進(jìn)行改善。同時(shí)物料易磨性與熟料冷卻速度也有著直接關(guān)聯(lián)，通常認(rèn)為如果熟料冷卻速度較快，且其易磨性也較為突出，技術(shù)人員可以按照這一特點(diǎn)，做好物料處理。

3 結(jié)束語(yǔ)

有關(guān)人員要認(rèn)識(shí)到易磨性對(duì)水泥生產(chǎn)以及使用性能所產(chǎn)生的負(fù)面影響，要積極對(duì)水泥易磨性控制、改善方式展開(kāi)研究。要在明確原料易磨性表征方式的前提下，通過(guò)使用人工合成原料以及科學(xué)進(jìn)行原料配比等方式，合理對(duì)原料易磨性進(jìn)行改善，以便結(jié)合完善粉磨工藝設(shè)備以及熱工工藝設(shè)備等措施，做好原料易磨性改善，以為水泥性能以及節(jié)能化生產(chǎn)模式實(shí)施，奠定良好基礎(chǔ)。

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