??? 我國(guó)是水泥生產(chǎn)大國(guó),僅2007年就生了近14億噸水泥。水泥生產(chǎn)消耗著大量的能源和資源。如何節(jié)約能耗,減少CO2排放?在成本和社會(huì)責(zé)任面前,這是水泥生產(chǎn)廠家必須直面的問題。
??? 1、存在的問題
??? 1.1、混合粉磨導(dǎo)致混合材摻入量上不去當(dāng)前我國(guó)水泥生產(chǎn)工藝絕大多數(shù)采用的是原材料混合粉磨?;旌戏勰サ幕旌喜囊话闶欠勖夯?、礦渣、石膏、石灰石等?;旌戏勰コ龅漠a(chǎn)品之比表面為假象比表面積。如32.5R復(fù)合水泥,當(dāng)其比表面積為370-380m2/kg時(shí),其礦渣比表可能≤280m2/kg,水泥比表可能≤350m2/kg,而粉煤灰比表可能≥420m2/kg。實(shí)際上礦渣只有磨到比表面積420-430m2/kg時(shí),其活性才能激發(fā)出來(lái)。粉煤灰磨到550-600m2/kg時(shí),其玻璃體才能打破。活性才能激發(fā)出來(lái),事實(shí)上,電廠收來(lái)的一級(jí)灰比表已達(dá)420m2/kg,不磨直接摻進(jìn)去,也就是填充料。這種混合粉磨的結(jié)果是,水泥成品混合材摻入量上不去。摻多了3d早強(qiáng)上不去。摻少了又不經(jīng)濟(jì)。
??? 1.2、混合粉磨浪費(fèi)了熟料
??? 日本、印度、歐盟國(guó)家只磨52.5純水泥,因?yàn)?2.5純水泥顆粒徑在3-30um之間,這個(gè)粒徑區(qū)段正好是水化作用的最佳區(qū)段,其它低標(biāo)號(hào)水呢粒徑區(qū)段都不在這個(gè)范圍之內(nèi),大量的熟料被當(dāng)作填充用掉了。燒成1T水泥熟料,向天空排放1TCO2。我們應(yīng)當(dāng)用最少的熟料提供最多的商品水泥,這就是要求我們必須把熟料粉磨到3-30um粒徑區(qū)段,使物盡其用。國(guó)內(nèi)也有少數(shù)企業(yè)作過(guò)分別粉磨,終因電耗高、投資大而放棄。這主要是因?yàn)樗麄冊(cè)诩?xì)節(jié)上沒有做到位而失效。
??? 1.3、預(yù)粉磨技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的差距
??? 粉煤灰在磨到比表430m2/kg之前是一種優(yōu)良的助磨劑,起到提升管磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量作用,給人以比表假象,但磨到比表≥430m2/kg以后,電耗直線上升,而比表值原地不動(dòng)。要想把粉煤灰摻入量提高,早強(qiáng)不受影響,必須將其內(nèi)部玻璃體打破。粉煤灰含鋁和硅,而礦渣含鈣,兩者結(jié)合是優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),早強(qiáng)會(huì)進(jìn)一步提高。管磨機(jī)作為水泥終粉磨有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):即顆粒形態(tài)自然,立磨等料床粉磨的水泥成品和管磨的水泥成品在同等條件之下,早強(qiáng)相差6-7Mpa。但管磨機(jī)最大的缺點(diǎn)是電耗高、效率低。為了解決這個(gè)問題,人們運(yùn)用預(yù)粉磨的辦法來(lái)減小入磨機(jī)的粒徑,取得了很好的效果。預(yù)粉磨技術(shù)近十多年在西方和日本發(fā)展的很迅速。預(yù)粉磨功率從早期占系統(tǒng)30%,發(fā)展到120%。德國(guó)洪堡公司采用高壓輥壓機(jī),其壓力值達(dá)20-22Mpa。兩輥之間傳遞扭矩≥100KN/CM,兩輥之間推力在155-165t。其料餅被打散后比表值≥200m2/kg。進(jìn)入管磨機(jī)后,大大降低了管磨機(jī)的邦得功指數(shù),使管磨機(jī)效率大大提高。一般這類生產(chǎn)線磨52.5純水泥比表值在360m2/kg時(shí),系統(tǒng)配置功率≤33KWh/t。日本走簡(jiǎn)易立磨作為預(yù)粉磨道路,這種立磨為機(jī)械卸料,沒有選粉機(jī)。這種機(jī)器大壓力、大扭矩、低轉(zhuǎn)速。預(yù)粉磨后的半成品比表≥150m2/kg,但其顆粒在1500倍顯微鏡下顯示都發(fā)生了晶格裂紋,也降低了管磨機(jī)的邦得功指數(shù)。這類生產(chǎn)線磨52.5純水泥比表值在370m2/kg時(shí),系統(tǒng)配置功率也≤33KWh/t。國(guó)內(nèi)目前預(yù)粉磨用的較多是國(guó)產(chǎn)輥壓機(jī),由于國(guó)產(chǎn)工業(yè)化水平滯后。軸承、液壓件、耐磨材料等問題。一般是在8Mpa左右工作。作為降低壓力,保證運(yùn)轉(zhuǎn)率是可以的。但其料餅打散后比表一般100-110m2/kg左右。而且粒內(nèi)沒有發(fā)生晶格裂變。所以達(dá)不到世界先進(jìn)水平。一般運(yùn)行好的混磨生產(chǎn)線32.5R復(fù)合水泥電耗在30KWh/t。差的能達(dá)到36-37KWh/t(因?yàn)榛炷饺牒芏喾勖夯摇⑹沂?,就是助磨劑,剔除這些助磨劑,折合成純水泥就是38KWh/t)。如果折合成純52.5水泥,我國(guó)比日本約高10KWh/t。比印度高出7-8KWh/t。這就是我們當(dāng)前的差距。我國(guó)2007年據(jù)統(tǒng)計(jì),生產(chǎn)了約14億噸水泥。節(jié)能減排的空間是很大的。在管磨機(jī)之前增加球破機(jī)或棒破機(jī)的方向是對(duì)的,但前后細(xì)節(jié)工藝一定要處理好,否則節(jié)能就不能完全作到位。
??? 1.4、不要過(guò)分依賴選粉機(jī)
??? 水泥是磨出來(lái)的,不是選出來(lái)的。日本發(fā)明了O-Sepa選粉機(jī),但日本在我國(guó)的幾家水泥企業(yè)(江南小野田、秦皇島、煙臺(tái)等)O-Sepa選粉機(jī)的作用都不是很關(guān)鍵的。
??? 1.5、關(guān)于開路和閉路
??? 在高比表預(yù)粉磨(比表≥200m2/kg 或≥150m2/kg)系統(tǒng)時(shí),盡量用開路為好。在預(yù)粉磨后有晶格裂紋的系統(tǒng)時(shí),也盡量用開路為好。
開路簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)率比閉路要高,投資節(jié)省很多。
??? 1.6、關(guān)于過(guò)粉磨、磨溫和配球
??? 為了避免發(fā)生過(guò)粉磨和磨內(nèi)溫度高,使水泥成品發(fā)生假凝。在高效預(yù)粉磨之后的管磨機(jī)配球和劃分上要作到精細(xì)對(duì)待處理,應(yīng)當(dāng)根據(jù)預(yù)粉磨后半成品的套篩分組,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)決定球和段的直徑、噸位。決不能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和比表值和篩余細(xì)度值來(lái)盲目配球。高比表預(yù)粉磨后,管磨機(jī)的頭倉(cāng)球徑一般都<Φ40mm。千萬(wàn)不要因磨內(nèi)溫度高,又返回去上選粉機(jī)。
??? 1.7、關(guān)于預(yù)粉磨之效率
??? 管磨機(jī)的效率取決前面預(yù)粉磨的效率,預(yù)粉磨效率有3個(gè)指標(biāo):比表面積≥150m2/kg;最大顆粒徑≤1.0mm(不是平均粒徑);粒內(nèi)晶格發(fā)生裂變(1500倍鏡顯)。無(wú)論用哪一種預(yù)粉磨機(jī)器都要符合以上體積假說(shuō)、面積假說(shuō)、裂紋假說(shuō)的原理。
??? 2、水泥粉磨工藝的幾個(gè)問題及其發(fā)展趨勢(shì)盡管我國(guó)現(xiàn)在以混合粉磨為主。大家都習(xí)以為常。但分別粉磨,高比表(晶格裂變)預(yù)粉磨是水泥粉磨工藝發(fā)展的必然方向。分別粉磨時(shí)的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)這樣才算先進(jìn):粉煤灰比表磨到550-600m2/kg時(shí),電耗不能≥25KWh/t;礦渣(不是爐渣)比表到430m2/kg時(shí)電耗不能≥55 KWh/t;52.5純水泥比表到360m2/kg時(shí),配置電耗不能≥32KWh/t。只有這樣,我們才算把水泥成品粉磨電耗降下來(lái),這需要我們不懈地努力。
作者:萬(wàn)新發(fā)
來(lái)源:南京冠鑫粉體科技工程有限公司
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