磨內結構對水泥流動度的影響

肖靜，曹凱，賀孝一

1 前言

廣州某水泥廠原有三套開流水泥粉磨系統，磨機規格均為φ4.2m×14m，配置3 800kW電機，系統編號分別為3號、4號和5號，主要生產P·O42.5R和P·II52.5R型水泥。后為節能降耗的需要，將這三套開流粉磨系統改為輥壓機聯合開流系統，配用φ 1 800mm×1 400mm輥壓機，并按照輥壓機供貨商的圖紙要求，對磨內進行了相應改造。

5號水泥磨系統最先改造完成，但是開機投料后，即出現磨內料流不暢、堵料等現象，同時水泥流動度也大大降低。項目承包方隨即修改了4號磨磨內改造方案。

我們通過對比4號和5號兩臺磨機的磨內結構及水泥顆粒級配，探討了其對水泥流動度的影響，供業界同仁改造水泥磨參考。

2 系統配置及流程圖

圖1和表1分別為改造后的系統流程圖和設備表。

3 主要問題

改造后，P·O和P·II兩種水泥的流動度均下降明顯，攪拌站投訴增多。表2是改造前后4號和5號磨系統水泥流動度對比。

圖1 系統流程圖（技改后）

表1 4號和5號磨系統配置

表2 改造前后水泥磨系統流動度對比

從表2的對比數據可以看出，4號磨和5號磨系統的水泥性能與之前比較，流動度都出現了下降，5號磨系統比4號磨系統下降更為明顯，其中5號磨P·II52.5R水泥流動度下降達100mm。

4 水泥流動度的影響因素

水泥凈漿流動度是表示水泥靜漿流動特性的一項重要指標，以水泥凈漿在流動桌上擴展的平均直徑來表示。在一定加水量下，流動度取決于水泥的需水性，需水性越大，水泥靜漿流動度越小，反之亦然。

水泥凈漿流動度的影響因素非常多，包括水泥的細度、顆粒級配、熟料礦物組成和堿含量等。通常認為：水泥細度越細、顆粒級配越窄、熟料礦物中C3A和堿含量越高，水泥流動度越差。此外，也有學者研究了不同混合材對水泥流動度的影響[1]，顯示不同類型的混合材對水泥流動度會產生不同程度的影響。

各種影響因素關系復雜，相同物料在不同企業的影響因素也不盡相同，本文根據該企業的現象，僅從水泥顆粒分布方面進行探討。

表3是同一時期，4號和5號磨生產P·O42.5R水泥時的顆粒分布對比情況，圖2是兩樣品各個粒徑含量的差別情況。

從圖2的對比中可以看出，5號磨中的粒徑在5μm以下，尤其是3μm以下的含量要大于4號磨，即5號磨的過粉磨現象更為嚴重。

表3 4號和5號磨P·O42.5R水泥的顆粒分布

表4 過粉磨對水泥流動度的影響

圖2 兩樣品在各個粒徑含量的差別

天津院曾用小球磨試驗過水泥過粉磨現象對水泥流動度的影響，其結果列于表4。試驗表明，水泥的過粉磨對水泥的流動度影響較大，嚴重的過粉磨使得水泥的流動度減小25%以上。

另外，我們對兩樣品的均勻性系數進行了計算，4號和5號磨兩樣品的均勻系數分別為0.99和0.89。按照經典顆粒堆積理論，5號磨樣品顆粒分布較寬，顆粒堆積緊密，對流動度應有正面作用；而4號磨樣品顆粒分布窄，顆粒堆積孔隙率大，對流動度應有負面作用。而宏觀表現卻是4號磨流動度大，5號磨流動度小，與經典理論相左。

因此，在顆粒分布對該廠流動度的影響因素中，細粉含量的影響要大于顆粒級配均勻性的影響。

5 解決措施

改造后的輥壓機聯合開流系統入磨半成品比表面積可達2 500cm2/g左右，磨機主要承擔細磨任務，而非原先的破碎和細磨任務，因此，需同時對球磨機內部結構進行改造，以適應物料粒度的要求。磨內結構會影響水泥的顆粒分布組成，不適宜的磨內結構會加劇水泥過粉磨現象，尤其反映在磨內流速稍慢的開流系統。

4號與5號球磨機分倉、襯板、配球等基本一致，只有在雙隔倉和出料裝置上存在不同，見表5。從表5可看出，5號球磨機的雙隔倉和出料裝置都帶有篩分裝置，并且篩縫較小。如果對于單純開流系統，磨內物料通過量相對較小，為了降低磨內的物料流速，提高粉磨效率，這種布置可能是合理的，但是對于改造后的輥壓機聯合開流系統，由于產量提高了100%～150%，如仍舊采用磨內細篩板的設計方法，會嚴重阻礙料流，使水泥產生過粉磨現象，從而對水泥性能產生影響。

表5 4號和5號磨磨內結構的不同點

根據分析結果，停磨后，拆除了5號磨系統的雙隔倉的篩分槽和出料裝置的篩板。

6 改進效果

對5號磨磨內篩板進行拆除后，水泥的流動度得到了改善，P·O42.5R水泥的流動度從179.1mm提高到204.8mm。結果表明，對輥壓機聯合粉磨球磨機開流系統來說，隔倉板和出料隔倉板的細篩板會降低物料流速，加劇過粉磨，影響水泥的流動度性能，宜謹慎使用。

[1]馬明.黏土和石粉對水泥漿體性能的影響[J].建設機械技術與管理，2014，（9）：67-70.■