水泥粉磨工艺

工艺类型
水泥粉磨工艺： 粉磨系统按粉磨方式的不同，可分为开流系统和圈流系统。在粉磨过程中，物料一次通过磨机后即为成品的称为开流。当物料出磨后经过分选，细粒部分作为成品，粗粒部分返回磨内进行再次粉磨的称为圈流。 开流系统的优点：流程简单，设备少，投资省，操作简便。其缺点是粉碎效率低，单位电耗高。 圈流系统的优点：可以大大减少过粉磨，使磨机产量提高，电耗降低，同时产品粒度均匀，成品细度可用调节分级设备进行参数的方法来改变，其缺点是流程复杂，投资较大。
工艺发展趋势
通过将挤压后的料饼打散分级分选后形成闭路循环，成品被选出，粗颗粒物料再入辊压机粉碎。辊压机系统的电耗虽低于管磨机粉磨系统，但采用辊压机终粉磨制得的水泥成品颗粒形貌呈多角形结构，标准稠度需水量增大，在混凝土制备过程中的工作性能不如管磨机粉磨的水泥好。
立磨由于其系统产量高、电耗低而被广泛应用于生料制备过程。国际上已有采用立磨粉磨水泥（终粉磨）的报道。立磨的粉磨机理与辊压机有相似之处，均为料床粉碎。所不同的是，立磨磨辊对物料的接触方式是柱面与平面，而辊压机辊子与物料间的接触方式为柱面与柱面。此外，立磨自身不须另外设置选粉分级系统，而辊压机则必须单独设置，系统比立磨复杂。现阶段世界上最大的立磨单产已在600t/h，这是管磨机和辊压机粉磨系统所不能比拟的。同时，立磨粉磨系统电耗明显低于辊压机系统。
工艺改造要点
1.大型管磨机的改造（椎4m以上）
当今水泥工业生产中，管磨机仍占粉磨设备的主导地位。如前所述，管磨机电能利用率低，粉磨电耗高于辊压机、立磨及筒辊磨系统。为了降低粉磨电耗，多数企业在管磨机前增设物料预处理工艺，通过预处理设备缩小入磨粒度，在大幅度提高磨机产量（30%~50%）的同时，显著降低粉磨系统电耗（20%~30%）及生产成本，提高水泥实物质量。以辊压机+打散分级+管磨机预处理粉磨系统（闭路）为例，粉磨新型干法窑熟料，电耗在28kWh/t~32kWh/t，比单独采用管磨机，不设置预处理工艺时的电耗要低8kWh/t~12kwh/t.由此可见，强化对入磨物料的预处理，才能使粉磨系统长期保持较高而稳定的粉磨效率及较低的粉磨电耗。同时，由于入磨物料粒度缩小，可优化设计磨内研磨体级配、降低研磨体平均尺寸，更有利于显著提高水泥的磨细程度（比表面积）和胶砂强度。
大型管磨机内部应采用提升、分级衬板、筛分装置、活化装置、研磨体防串装置。基于大型管磨机研磨体装载量多的缘故，为使系统能够长期保持稳产、高产，要求采用质量优良的硬质合金研磨体，如高、中铬合金材质（磨耗<50g/t、破损率<1.0%）。
同时，磨内其他部位易损件，如衬板、隔仓板等，也宜选用与研磨体相同的材质与其配副，以获得最佳抗磨效果和良好的表面光洁度，为稳定系统产、质量创造条件。
为了提高出磨水泥的圆型度，部分企业在细磨仓内全部采用椎8mm~12mm的微形球，使用效果良好。大型管磨机有多个仓位，各仓内所用的研磨体规格不同，一般规律是自进料端向出料端各仓的研磨体规格逐渐缩小，以增强研磨体对物料的磨细功能。研磨体的填充率一般<32%，大多在26%~30%之间选取。
2.中小型水泥粉磨工艺的改造（椎4m以下）
对于中小型管磨机而言，无论是开路还是闭路粉磨系统，必须设置磨前物料预处理工艺。可选用的预处理方式有预破碎、预粉碎和预粉磨，3种预处理工艺中，以预粉磨（即采用短粗型棒磨或筒辊磨）技术效果最好，电耗低、长期运行可靠，经处理后的物料最大粒度均稳定在2mm以下，其中尚含有30%左右的成品。预处理工艺的设置，部分或全部取代了磨机粗磨仓的功能，相当于延长了磨机的细磨仓，更有利于提高长径比较小（L/D≈3）的中长磨或短磨的系统产量（30%~50%）、降低粉磨电耗（10%~30%）。现就采用预处理后的几种粉磨流程的改造进行探讨。
3.预处理开路高细磨系统众所周知，水泥成品中30μm以下颗粒所占比例决定胶砂强度的发挥，特征粒径16μm~24μm的含量越多越好。中小型磨机一般磨身较短，物料在磨内停留被粉磨的时间也短，完全依靠磨内研磨体对物料的破碎与粉磨，物料往往不易被磨细，导致成品中粗颗粒含量偏多，严重制约水泥水化活性的发挥。预处理工艺的设置对开路粉磨系统的增产、节电及提高水泥的磨细程度意义重大。
入磨物料经过预处理，磨机一仓的功能由预处理设备完成，磨内研磨体平均尺寸缩小，增强了对物料的细磨能力，水泥成品中30μm以下颗粒比例显著增加。
预处理开路高细磨工艺形成后，宜对磨内进行相应改造，安装筛分分级隔仓板，同时对细磨仓衬板进行活化处理，以充分激活微形研磨体的粉磨能量，显著提高水泥的磨细程度和胶凝活性。经开路工艺磨细后的水泥颗粒级配中某一粒径的含量相对集中，即通常所说的“窄级配水泥”。磨内隔仓板及出料篦板篦缝一般≤6mm.开路高细磨系统必须强化通风与收尘措施，磨内风速保持0.5m/s~0.8m/s，宜选择布袋收尘工艺。
如果出现研磨体表面因静电吸附细物料而影响粉磨效率时，可考虑引入助磨剂解决，该工艺粉磨电耗一般在30kWh/t~33kWh/t. 4.预处理闭路粉磨工艺闭路粉磨工艺是在开路粉磨基础上通过增设高效选粉设备改造而成。闭路粉磨工艺最重要的技术环节是所选用的选粉机的分级精度一定要高（如选粉效率达85%以上）、性能稳定、长期运行可靠，否则难以达到最佳技术效果。该工艺最佳配置为：磨前预处理+磨内筛分+磨外高效选粉，可以避免闭路粉磨水泥颗粒级配变宽的现象，力求使特征粒径的粉体含量更多些，利于水泥水化活性及力学强度的进一步发挥。闭路粉磨系统电耗低于开路系统，一般为≤28kwh/t.山东建材学院研究人员曾对某厂椎2.2×6.5m闭路水泥磨系统采用预处理技术进行改造，入磨物料平均粒度由9.7mm降至5.3mm，同时优化设计磨内研磨体级配、调整两仓填充率、改进选粉机内部结构，适当降低系统循环负荷率。改造后，出磨水泥成品比表面积提高70%、3天抗压强度提高65%. 5.物料分别粉磨工艺物料分别粉磨工艺可最大限度地发挥水泥成品的胶凝活性，为大量利用高活性工业废渣，净化生态环境创造了良好的条件。经分别粉磨再“勾兑配制”的水泥，有更多的混合材掺量。同时由于熟料掺量减少，制得的水泥中不仅碱含量低，而且水化热也低，可显著提高混凝土制品的耐久性。
分别粉磨工艺制备的水泥颗粒级配更合理，强度增进率高，制造成本低，粉磨电耗居中，一般在40~50，是粉磨工艺发展和改造的方向之一。
工艺注意事项
采用助磨剂后，必须使设备的工艺条件与之适应。物料在磨内的停留时间减少，因此必须改变研磨体与物料的比，即：料球比和循环负荷等。助磨剂在开流磨中使用，能增加细粉含量。在一般情况下，添加助磨剂使物料的流速加快，使物料细度相对流速的变化更加敏感。
所以在开流磨中要特别注意对助磨剂添加方法的合理控制：一方面，通过对添加量的调整使物料流速不至于失控(即跑粗料)，另一方面，还要注意添加的稳定性和均匀性。在不改变磨内结构的条件下，还可以适当降低通风量以降低物料流速。
在圈流粉磨系统，要使选粉机与之匹配，保持成品细度不变，则可提高产量。在某一特定闭路磨机中，成品细度不变的情况下，循环负荷的大小决定于出磨物料的细度，反应了物料在磨机中停留时间的长短。循环负荷大，表明物料在磨机内停留时间短，出磨物料粗。循环负荷小，表明物料在磨机内停留时间长，出磨物料细。使用助磨剂后物料流速的加快会使物料在磨内通过的时间缩短。如果原系统循环负荷较大，物料停留时间较短，添加助磨剂后不对磨机系统进行适当调整，就容易造成磨内物料流速失控，使助磨剂的助磨作用降低或消失。同时，由于流速过快，物料得不到“充分”研磨致使出磨物料细度跑粗，循环负荷逐渐增加．时间一长会造成出磨物料量的成倍增加，磨尾提升机容易过载而使生产受到影响。
添加助磨剂后，在控制成品细度及磨机产量不变的情况下，如果循环负荷逐渐减小，表明原系统运行在合理的循环负荷下；如果循环负荷不降反而逐渐升高，表明原系统在高于合理循环负荷下运行，这时，如果不进行适当的系统调整，使用助磨剂后不但不会增产反而会影响正常生产。
在一般情况下，只要磨机运行状况良好，助磨剂就可以达到预期的助磨效果。如果要更充分的发挥助磨剂的作用效果，可以根据系统特点进行适当的调整，调整的原则就是既要控制物料流速，又要使系统在合理的循环负荷下达到最佳产量。在闭路磨机中使用助磨剂主要可以实现以下几方面的效果。首先，在保持磨机产量不变的情况下，可以调节选粉机，使磨机循环负荷恢复或者稍高于原来水平，从而使磨机总的喂料量逐渐稳定，这时产品的筛余细度下降，比表面积增加。其次，在此基础上，不改变选粉运行参数，保持产品细度不变，就可以增加喂料量，提高磨机台时产量。