XCM粉磨技術與水泥顆料分布對水泥強度影響及措施

李紅亮 曹炳國 姚公來

（山東魯碧建材有限公司，山東 萊蕪 271103）

（鹽城市興誠建材環保設備有限公司 224001）

在新常態下，水泥生產質量的要求越來越嚴格。水泥顆粒分布對水泥強度影響的研究已有幾十年，水泥顆粒的分布也逐漸受到水泥與混凝土工業的重視。通過改善水泥顆粒形態及顆粒分布，不僅是提高水泥早期強度和增加混合材摻加量及降低成本的方法，也是后期強度增加及降低生產成本最有效的方法之—。本文重點討論一下水泥顆粒分布對水泥強度的影響，并對各因素采取相應措施，從而達到水泥目標強度的效果。

1 水泥顆粒對水泥強度的影響

1.1 顆粒化學組成對水泥強度的影響

當今研究已經證明，水泥的力學性能主要由水泥中顆粒的化學組成和大小決定，且化學組成對強度的影響比水泥顆粒粗細對強度的影響要大得多。水泥中主要包含四種礦物質：C2S、C3S、C3A 和C4AF 。—般情況下，水化漿體的主要強度來自于水泥中含有的C2S 和C3S,占到了總質量分數的72%左右，但相對而言C3S 的含量高于C2S，且C3S 對水泥早期強度增加比較快，但后期增長較低。

1.2 顆粒形狀對水泥強度的影響

水泥顆粒形狀是水泥最基本的特征參數之一，常用圓形系數（f)表示，圓形顆粒的f 值為1,其它形狀f 值均小于1，顆粒越圓則f 值越接近1。通過水泥強度試驗發現，水灰比相同時，球形化水泥的抗壓強度無論早期還是中后期都要比一般水泥高，表現為3d 強度差異較小，中后期強度差異逐漸增加，28d 強度差距約6MPa,60d 兩者強度差距可達10MPa。因此應盡量使水泥顆粒球形化，由于水泥顆粒形狀越圓，顆粒間相互填充更加緊密，這樣不僅能起到減水的效果，還使水泥粉體顆粒的堆積更加密實。此外球形化水泥的中位孔徑更 小，大孔及超大孔含量少，更加有利于改善水泥的結構，因此對于提高水泥混凝土的抗滲性、強度和性都非常有利。

1.3 顆粒細度對水泥強度的影

一般情況下，水泥顆粒越細，水泥強度越大。研究發現：當水泥顆粒的比表面積大時，表現為水化速度更快、早期強度更高等特點。一方面當顆料細度控制在2.0～3.5%和1.0～2.0%時效果相對較好，之所以用顆粒細度表示是由于：顆粒比表面積雖然相同，但顆粒的粒徑分布卻不一定相同，所以用比表面積來表示水泥的細度不能很精確地說明水泥顆粒的形態。另一方面，雖然水泥的比表面積增大，強度也隨之增加，但從顆料細度對水泥強度增加效果可以看出，在早期水泥中礦物較大的固體表面積與水發生反應，形成大量的水化產物，顆粒越細時對水泥后期強度增加效果更加明顯。

2 改善水泥顆粒狀態的措施

2.1 改進研磨工藝配置

水泥的粉磨工藝是否高效，將會對水泥顆粒的活性產生巨大的影響。實際生產中，由于水泥顆粒的粒徑不可能完全是理想粉體，這不利于提高研磨效率，因此改進研磨工藝不但能夠提高粉磨效率，還能從根本上解決水泥顆粒細度偏粗、細粉顆粒含量偏低等問題。一方面可采用磨機并聯、磨機串聯甚至磨機混聯等方式，有效地改進粉磨工藝，提高水泥強度；另一方面，應用鍛球混裝研磨體，因為鍛球混裝不但有球形研磨體較大的沖擊能力，還具有鍛形研磨體面積大的優點。通過比較不同形狀研磨體在生產中的效果可以看出，重量相同時，鍛球混配研磨體能顯著提高對顆粒的研磨能力，改善水泥顆粒的狀態，最終提高水泥強度。

2.2 磨機倉位、球段級配及選粉效率的協調

無論開流磨還是閉路磨，倉位合理長度非常重要。對閉路磨而言，由于不同類型的選粉機生產的水泥，其均勻性系數（n)—般不同，水泥的n 值越大，則水泥的顆粒分布越集中。目前應用較多的選粉機器主要有：離心式選粉機、旋風式選粉機和新型高效選粉機（0-sepa 選粉機），0-sepa 選粉機的均勻性系數可達1.3-1.5，而離心式選粉機和旋風式選粉機有1.2-1.3,此外在循環負荷率相同條件下，0-sepa 選粉機能調整籠子轉速和風量，抑制過細研磨，明顯提高水泥顆粒分配。 通過合理分配磨機倉位、改變破碎倉與研磨倉的合理比例，也是改善顆粒級配分布的合理方法.

2.3 用XCM 復合式選粉裝置及料段分離裝置取代原 "隔倉板和出料篦板”對顆粒級配分布達到理想效果有很大的幫助。

圖1 復合篩分裝置及磨尾粉段分離裝置示意圖

老式的隔倉板及出料篦板，只是為了按功能劃分倉室、隔離大小鋼球和阻擋研磨體不被排出。XCM 復合篩分隔倉板是一種能對通過隔倉板的物料進行粗細分級的新型雙層高效篩粉選粉組合式隔倉板。其結構是：（1）、前側隔倉板，在其一端設置有固定后側隔倉板的裝置，篦縫為射線或同心圓狀。（2）、中間為弧形揚料板，正面裝有篩板，側面用鋼板做成，它兼有揚料、選粉、篩粉的功能，并設有細粉導入后倉的導料裝置。 (3)、后側隔倉板兼有導料作用，具有將進入隔倉板間被選出的粗顆粒料返回前倉的功能。（4)、后側隔倉板篦縫為射線狀，遠小于微鍛的長徑尺寸，用于隔絕微鍛進入隔倉板之間，其內側用螺栓固定篩板。物料隨磨機轉動從前側隔倉板的篦縫進入兩層隔倉板之間，細小顆粒在風力作用下通過后側隔倉板上的篩縫進入后倉，其他物料隨磨機轉動被選粉室篩板帶起，在重力離心力的作用下從側篩板進入細粉倉，另一部分從選粉室的專用通道滑落到細粉倉。由于篩板的通孔面積 大，物料流程長，作用力多，隔倉板的進料通孔面積大，因而通料能力大，選粉效率高，料流暢通不易堵塞，工作穩定。（5）、給磨機增設的XCM 料鍛分離裝置，具有控制物料流速功能，既能使水泥成品順利出磨而小鋼鍛不溢出磨外，同時起控制物料流速，保持適當存料對顆粒組成合理提供必要的措施之一。

3 結束語

通過改變研磨工藝，磨機倉位、球鍛級配及選粉效率的使用，用XCM 復合式選粉裝置及料鍛分離裝置取代原“隔倉板和出料篦板”，可以促進水泥顆粒球形化，優化水泥顆粒級配，起到改善水泥顆粒組成形態特征的目的，達到顯著提高水泥性能和強度的目的。