趙曉東

采用輥壓機終粉磨工藝制備礦渣微粉作水泥混合材

Preparation of Slag Micropowder as Cement Admixture by Finished Mill with Roller Press

Preparation of Slag Micropowder as Cement Admixture by Finished Mill with Roller Press

趙曉東

文中全面分析了不同礦渣微粉粉磨系統(tǒng)的工藝技術(shù)性能，詳細(xì)闡述了采用輥壓機終粉磨工藝制備礦渣微粉的生產(chǎn)實踐，指出了使用礦渣微粉用作水泥混合材是水泥企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能降本增效的有效途徑。

輥磨；輥壓機終粉磨；增產(chǎn)節(jié)能；礦渣微粉

1 前言

礦渣用作水泥混合材的作用主要有三個：一是活性SiO2、Al2O3與水化產(chǎn)物Ca（OH）2、鈣礬石等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成C-S-H凝膠和硫鋁酸鈣，促進(jìn)水泥強度的增長；二是與水化產(chǎn)物一起構(gòu)成水泥石的晶核骨架；三是充當(dāng)填料，尤其是礦渣粒徑比水泥小得多時，有利于提高水泥石的密實度，進(jìn)而提高水泥強度，增強混凝土抵抗外界有害介質(zhì)侵蝕的能力，提高耐久性。

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)原理可知，礦渣微粉的粒徑越小，比表面積越大，其活性就越高，水化反應(yīng)速率就越快，化學(xué)反應(yīng)就越完全，對水泥強度的貢獻(xiàn)就越大，摻量亦越多。但礦渣和熟料的易磨性不同，礦渣較熟料難磨，其邦德功系數(shù)一般較熟料高30%，采用混合粉磨工藝生產(chǎn)的礦渣水泥或混合水泥，礦渣粒度明顯大于熟料，礦渣的活性得不到充分發(fā)揮，影響水泥的使用性能。所以，預(yù)先將礦渣磨制成微粉，再用作水泥的混合材或混凝土的摻合料，是水泥企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排降本增效的有效途徑。

2 國內(nèi)礦渣微粉的粉磨工藝

中國水泥企業(yè)制備礦渣微粉主要有球磨機、輥壓機預(yù)粉磨、輥磨及輥壓機終粉磨等四種粉磨工藝。球磨機粉磨工藝制備礦渣微粉，磨內(nèi)溫度容易升高，微細(xì)粉容易發(fā)生積聚，粘附研磨體和襯板，降低磨機粉磨效率，單位電耗一般在70～75kWh/t，礦渣微粉的比表面積很不穩(wěn)定，較難達(dá)到400m2/kg，容易造成混凝土的粘聚性下降，出現(xiàn)離析和泌水現(xiàn)象，凝結(jié)時間延長，早期強度和后期強度會有不同程度的降低。輥壓機預(yù)粉磨工藝制備的礦渣微粉，其粒徑和級配分布略遜于球磨機粉磨工藝，單位電耗一般在50～55kWh/t。輥磨粉磨工藝制備的礦渣微粉，粒徑級配分布合理，比表面積能夠穩(wěn)定在450～600m2/kg，單位電耗一般在40～45kWh/t，配制的混凝土性能良好。但輥磨適宜粉磨粒徑＞2mm的塊狀、粒狀物料，不適合粉磨粒徑較小的粉狀物料，否則容易發(fā)生劇烈振動甚至跳停等生產(chǎn)故障，損傷磨盤及磨輥。輥壓機終粉磨工藝制備的礦渣微粉，比表面積和粒徑分布與輥磨的相當(dāng)，單位電耗一般在35～40kWh/t，比輥磨粉磨工藝低5kWh/t，投資金額低于輥磨粉磨工藝。

表1 不同粉磨工藝制備的礦渣微粉粒徑分布

選取四種不同粉磨工藝使用同一種礦渣原料磨制的440±10m2/kg礦渣微粉試樣，用激光粒徑分析儀測試其顆粒級配分布，其結(jié)果如表1所示。

由表1可知，球磨機粉磨工藝制備的礦渣微粉，其粒徑最小，級配分布最寬，并且細(xì)顆粒（＜30μm）含量最高，粗顆粒含量最低；輥壓機終粉磨工藝與輥磨工藝制備的礦渣微粉，其粒徑相當(dāng)，顆粒級配分布差別不大；輥壓機預(yù)粉磨工藝制備的礦渣微粉，其粒徑和級配分布優(yōu)于輥壓機終粉磨與輥磨工藝，但比球磨機粉磨工藝的要差些。

3 礦渣微粉的制備方案

本溪水泥有限公司擁有一條4 000t/d熟料的預(yù)分解窯生產(chǎn)線，每年生產(chǎn)水泥大約180萬噸，需要混合材礦渣30萬噸。為了增加混合材礦渣的摻加量，達(dá)到節(jié)能降本增效的目的，2015年11月采用輥壓機終粉磨工藝，新建一條年產(chǎn)50萬噸礦渣微粉生產(chǎn)線，其主要設(shè)備配置如表2所示，工藝流程如圖1所示。

表2 主要設(shè)備配置

圖1 輥壓機終粉磨礦渣工藝流程

如圖1所示，濕礦渣進(jìn)入V型選粉機，被燃煤熱風(fēng)爐提供的高溫?zé)釤煔夂娓伞⒎稚⒑头诌x，粗粉由提升機輸送到輥壓機穩(wěn)流倉，細(xì)粉經(jīng)管道輸送和烘干，進(jìn)入高效動態(tài)選粉機，在此接受最終分選和烘干，合格細(xì)粉被細(xì)粉分離器和袋收塵器收集下來，經(jīng)過空氣斜槽輸送到礦渣微粉庫，粗粉入輥壓機穩(wěn)流倉，和V型選粉機分選出的粗粉一道，接受輥壓機擠壓后，由提升機輸送到V型選粉機再次接受烘干、打散和分選。

4 生產(chǎn)實踐

（1）生產(chǎn)指標(biāo)及質(zhì)量指標(biāo)

輥壓機終粉磨生產(chǎn)線于2015年11月22日投產(chǎn)，輥壓機的液壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)及電氣自動控制系統(tǒng)運行狀態(tài)良好，輥壓機的生產(chǎn)指標(biāo)如表3所示，采用本溪鋼鐵有限公司的礦渣生產(chǎn)S95級礦渣微粉，其質(zhì)量指標(biāo)如表4所示。

表3 生產(chǎn)指標(biāo)與設(shè)計指標(biāo)對比

表4 S95級礦渣微粉質(zhì)量指標(biāo)

（2）水泥配制及強度

利用原水泥粉磨工藝，將熟料、石膏按比例均勻混合一同入磨，磨至比表面積為400±20m2/kg，相當(dāng)于P·I52.5硅酸鹽水泥。利用輥壓機終粉磨工藝，將礦渣磨至比表面積為450±10m2/kg的礦渣微粉。根據(jù)不同用戶的需要，把P·I52.5水泥、礦渣微粉按表5所示的比例分別計量，一同喂入型號為LDHC15000的連續(xù)式混合機攪拌均勻，配制不同品種、不同強度等級的水泥。

表5 不同水泥的配比及強度

（3）取得的經(jīng)濟效益

2016年生產(chǎn)的水泥及多摻礦渣微粉量如表6所示。

表6 水泥及多摻礦渣微粉量

由表6可知，使用礦渣微粉作為水泥混合材，全年多摻加礦渣微粉19.25萬噸，相當(dāng)于減少熟料摻量19.25萬噸，創(chuàng)直接經(jīng)濟效益1 925.00萬元。

5 結(jié)語

采用輥壓機終粉磨工藝制備的礦渣微粉作為水泥混合材，能夠大大增加礦渣微粉的摻加量，相對降低熟料的摻加量，有利于降低水泥的生產(chǎn)成本，實現(xiàn)節(jié)能降本增效的目的，值得其他水泥企業(yè)借鑒和參考?！?/p>

TQ172.639

A

1001-6171（2017）04-0064-03

課題名稱：高職院校實施現(xiàn)代學(xué)徒制的創(chuàng)新研究與實踐（重慶市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度專項研究課題，課題編號：2015-ZJ-032）

重慶電子工程職業(yè)學(xué)院，四川重慶401331；

2017-03-07；編輯：張志紅