摘要：本文以實際生產(chǎn)過程中的質(zhì)量數(shù)據(jù)為依據(jù)，探討了不同粉磨工藝制備的水泥顆粒粒徑分布與水泥抗壓強度、標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量之間的關(guān)系；分析了熟料磨細程度對水泥性能的影響；總結(jié)了近幾年在工廠走訪調(diào)研以及對粉磨系統(tǒng)調(diào)試過程中，采用不同的水泥細度測試方法對控制熟料磨細程度的相關(guān)體會，特撰寫本文供業(yè)界同仁參考。

　　關(guān)鍵詞：顆粒粒徑分布   性能   研磨體  熟料磨細程度

　　1、導(dǎo)言

　　通過在國內(nèi)各地走訪與調(diào)研水泥粉磨系統(tǒng)時發(fā)現(xiàn)，除非當(dāng)?shù)負碛写罅靠衫玫墓I(yè)廢渣資源，一般采取分別粉磨工藝的仍然較少。而大多數(shù)企業(yè)都是采用共同粉磨工藝制備水泥。共同粉磨工藝是將水泥熟料與混合材及緩凝劑等按不同比例配料，輸送至粉磨設(shè)備磨細至成品細度合格的過程。但普遍存在磨機一倉球徑偏小，對物料的粗粉碎能量不足，對易磨性差的熟料及混合材料的適應(yīng)性與處理能力較差。導(dǎo)致水泥中熟料摻入量偏高、磨細能力不足、材料成本增加。由于受材料易磨性、水分、溫度的動態(tài)變化等相關(guān)因素影響，水泥粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量降低、電耗成本增加以及水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量大、強度發(fā)揮不良等現(xiàn)象時有發(fā)生。

　　2、實際生產(chǎn)案例及調(diào)整過程技術(shù)分析

　　2.1案例1：J公司“一拖二”雙閉路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)配置

　　J公司水泥粉磨工序采用160-140輥壓機（物料處理能力780t/h、主電機功率1120kW×2-10kV-額定電流75.01A）+V4000氣流分級機+Φ3.2m×13m雙倉管磨機（主電機功率1600kW-10kV-額定電流110A、一倉有效長度3.25m、采用階梯襯板。二倉有效長度9.25m、安裝小波紋襯板+五圈高度850mm活化環(huán)、研磨體總裝載量130t）+吉達Sepax2500高效渦流選粉機與Φ3m×11m雙倉管磨機（主電機功率1250kW-10kV-額定電流89A、一倉有效長度3.0m、使用溝槽階梯襯板。二倉有效長度7.50m、安裝分級襯板+三圈高度800mm活化環(huán)、研磨體總裝載量85t）+吉達Speax2000高效渦流選粉機）組成的“一拖二”雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。

　　生產(chǎn)P.O42.5級水泥（成品比表面積395--430m2/kg、R45μm篩余≤8.5%） ，系統(tǒng)產(chǎn)量180t/h、粉磨電耗31kWh/t。

　　P.O42.5級水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量為26.9%，3d抗壓強度26MPa、28d抗壓強度44MPa、3d→28d抗壓強度增長值僅為18MPa左右，水泥早期強度發(fā)揮正常，但存在3d、28d兩個齡期之間強度增長值偏低，28d抗壓強度富裕量偏低的現(xiàn)象。

　　P.O42.5級水泥物料配比見表1：

　　表1    P.O42.5級水泥物料配比（%）

　　緩凝劑采用當(dāng)?shù)禺a(chǎn)天然二水石膏（ 塊狀、SO3含量≥36%）。

　　兩臺磨機一倉有效長度分別為3.25m及3.0m，由于銷售市場方面的原因，暫時不能停機調(diào)整各倉長比例，只能維持原有效尺寸不變。磨機一倉均采用五級配球，最大球徑為Φ30mm、最小球徑為Φ15mm，平均球徑為21.15mm；磨機二倉均采用直徑Φ20mm—Φ12mm鋼段，五級級配，平均段徑14mm。

　　經(jīng)輥壓機擠壓、V選分級后的入磨物料細度見表2：

　　水泥強度增長值偏低原因分析：磨機一倉最大鋼球直徑為Φ30mm（重量0.111kg/個），研磨體直徑小、單個沖擊能量偏小，不足以將易磨性較差的熟料進行粗粉碎（磨）；同時，磨內(nèi)每個倉內(nèi)的研磨體對物料均會產(chǎn)生“選擇性磨細”現(xiàn)象、成品中的較細粒徑多為易磨性好的混合材及石膏、石灰石，真正產(chǎn)生強度的熟料因易磨性較差而未被充分磨細（熟料磨細程度不足、顆粒粒徑較粗），觀察R45μm篩余物呈深黑色（絕大多數(shù)為粒徑＞45μm的熟料顆粒、難磨的混合材含量較少、水泥篩余物中CaO含量在58%左右）。明顯會造成一部分熟料浪費、增加材料成本，這個問題在企業(yè)普遍存在。

　　采取的針對性技術(shù)措施：

　　首先，對磨機一倉研磨體采取等量取代法進行優(yōu)化與調(diào)整，拿出混合小球8t、加入直徑Φ60（重量0.889kg/個）、Φ50（重量0.514kg/個）、Φ40（重量0.263 kg/個）鋼球共計8t，一倉鋼球平均球徑增大至31mm，大大提高一倉的粗處理能力；其次，根據(jù)磨機主電機運行電流與負載，又在二倉補入直徑Φ14mm、Φ12mm鋼段各3t，提高了研磨體總表面積，增加對物料的接觸幾率與磨細能力。

　　改進后達到的技術(shù)效果：

　　通過對磨內(nèi)兩個倉研磨體級配的調(diào)整與改進，開機運行后粉磨的水泥顆粒粒徑分布有下述明顯的變化：

　　P.O42.5級成品水泥顆粒粒徑分布中， ＜32μm水泥顆粒含量增長了7.26%、32—65μm之間顆粒比例減少了7.51%、特征粒徑x/降低了3.73μm。

　　改進后磨制的P.O42.5級成品水泥顆粒粒徑分布見表4：

　　由表4可以看出：對磨內(nèi)兩倉研磨體級配實施調(diào)整之后，在物料配比與水泥質(zhì)量控制指標(biāo)不變的前提下，粉磨的P.O42.5級水泥， 3d抗壓強度由26MPa提高至29.6MPa（比改前增長3.6Mpa） 、28d抗壓強度由44MPa增至50.8MPa（比改前增長6.8Mpa） 。3d→28d抗壓強度增長值由18MPa提高到21.2MPa（成品水泥R45 μm篩余由8.5%降至4.1%、比表面積達426m2/kg、水泥篩余物中CaO含量降至37%左右）水泥顆粒特征粒徑x/相比改進前縮小了3.73μm、＜32μm水泥顆?？偭看蟠笤黾樱_到84.11%。水泥成品篩余物明顯減少，進一步證明熟料磨細程度以及利用率大幅度提高、水泥各齡期抗壓強度及28d富裕強度顯著提高。

　　通過對外技術(shù)交流，我們了解到德國生產(chǎn)的不同強度等級水泥的顆粒特征，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量與抗壓強度等性能指標(biāo)見表5：

　　由表5可知：相同品種、強度等級的硅酸鹽水泥顆粒粒徑，德國生產(chǎn)的水泥特征粒徑比我國現(xiàn)行水泥企業(yè)粉磨的要小的多。換言之，德國水泥粉磨細度比我們的更細，其主要目的是提高熟料的有效利用率，下游產(chǎn)業(yè)采用礦物摻合料調(diào)整混凝土性能。

　　由成品水泥顆粒粒徑分布中的特征粒徑指標(biāo)能夠初步判斷熟料的磨細狀態(tài)。無論采用共同粉磨工藝或分別粉磨工藝，水泥的特征粒徑越小，意味著水泥粉體的整體粒徑降低，其中熟料的磨細程度也趨向較細粒徑轉(zhuǎn)變，水泥水化反應(yīng)速度加快，生成的水化產(chǎn)物更多，水泥石更密實，抗壓強度增長值更高。

　　現(xiàn)階段對水泥顆粒粒徑分布公認的觀點為：成品中＜3μm細顆粒不超過10%， 3-32μm顆粒含量不低于65%，對水泥強度發(fā)揮起主導(dǎo)作用，越多越好，＞65μm顆粒最好沒有。[1]這個粒徑分布指標(biāo)是指水泥中被磨細的熟料顆粒含量，而不是混合材。國外以生產(chǎn)純硅酸鹽水泥為主，只有熟料+石膏，被磨物料品種少，更便于調(diào)整。國內(nèi)大多數(shù)采用共同粉磨工藝，使用的混合材品種多，由于涉及各種物料易磨性的變化，加之研磨體對入磨物料具有“選擇性磨細”功能，即易磨性好的物料先被磨細，易磨性差的物料磨細程度也差。一般來講，硅酸鹽水泥熟料中的CaO含量在64-66%之間，假如成品水泥中的熟料磨細程度