熟料礦渣分別粉磨配制水泥的實(shí)踐
山東魯碧建材有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)魯碧公司)l號(hào)水泥線(xiàn)主機(jī)設(shè)備①2 m×11 m內(nèi)篩分高細(xì)開(kāi)流磨2臺(tái),近年來(lái)通過(guò)不斷的技術(shù)改進(jìn),實(shí)際產(chǎn)能已超過(guò)了設(shè)計(jì)能力。生產(chǎn)中熟料、礦渣、石膏計(jì)量后按比例混合共同人磨進(jìn)行粉磨,出磨成品經(jīng)倉(cāng)式泵輸送入水泥庫(kù)儲(chǔ)存?zhèn)溆茫喔髟吓浔戎械V渣摻入量一般在26%左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中礦渣水泥70%的上限要求。在現(xiàn)有條件下,就設(shè)備潛能而言,通過(guò)近年來(lái)的不斷技術(shù)改進(jìn),該線(xiàn)設(shè)備產(chǎn)能已取得了較大提高,再進(jìn)一步提高設(shè)備潛能的可能性比較有限;就混合材摻入量看,水泥中礦渣摻入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中上限要求,礦渣成本較低,資源豐富,通過(guò)提高水泥中礦渣摻人量的途徑,來(lái)降低水泥成本潛力較大;從生產(chǎn)工藝看,利用現(xiàn)有的混磨工藝進(jìn)行生產(chǎn),水泥中礦渣摻人量只能控制在20%~40%,再進(jìn)一步提高的難度較大,因此必須進(jìn)一步優(yōu)化工藝、技術(shù)創(chuàng)新。
1工藝方案的選擇
根據(jù)公司現(xiàn)有裝備情況,我們選擇了熟料、礦渣分別粉磨系統(tǒng)(圖1)。
2實(shí)施情況
(1) 為掌握不同摻量礦渣對(duì)水泥性能的影響,我們利用1臺(tái)φ2 m×11 m開(kāi)流磨生產(chǎn)的熟料粉(摻石膏),1臺(tái)φ3 m×10m閉路磨生產(chǎn)的礦渣粉(摻石膏) 進(jìn)行了配制水泥試驗(yàn),各原料及配制試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別見(jiàn)表1~表3。隨后根據(jù)試驗(yàn)情況取編號(hào)B配制的水泥進(jìn)行了直接摻加I級(jí)粉煤灰試驗(yàn),見(jiàn)表4。
由表3可知,利用單獨(dú)磨制的礦渣粉、熟料粉配制水泥,其中礦渣粉配入的比例達(dá)到了60%以上,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)仍然符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,比混磨生產(chǎn)工藝下礦渣摻人量要大得多,主要因?yàn)閱为?dú)磨制的礦渣粉的比表面積較大,其活性得到了充分的發(fā)揮,充分說(shuō)明了分別粉磨新工藝是可行的。由表4數(shù)據(jù)說(shuō)明:在配制水泥過(guò)程中加入3%左右的粉煤灰對(duì)水泥的各項(xiàng)物理性能影響不大,但隨著粉煤灰摻量的增大,對(duì)水泥的性能凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生明顯影響,這主要是粉煤灰細(xì)度較粗、活性較礦渣粉差造成的,故其在水泥中的摻入量不宜太大。
(2)兩種生產(chǎn)方式下水泥水化分析:混磨方式下由于礦渣顆粒粗大,潛在的水硬活性難以得到正常發(fā)揮,其在水泥水化過(guò)程中僅作為一種填充材料使用,其摻加量必然受到限制,否則會(huì)直接影響到水泥物理性能。而分別粉磨工藝下的礦渣經(jīng)過(guò)單獨(dú)粉磨后,其比表面積顯著增大,微粉中20 ηm以下高反應(yīng)活性顆粒比例大幅度增加,在水泥粉體中被充分、均勻地分散分布,水泥水化過(guò)程中均勻地穿插于水泥石空隙間的礦渣微顆粒堵塞了毛細(xì)孔(水孔)通道,改變了材料內(nèi)部微觀孔結(jié)構(gòu)狀態(tài),降低了水泥石的空隙率;其次,由于填充在水泥粉體中的礦渣微粉顆粒表面圓潤(rùn)光滑,可以起到較好的物理減水作用,大大減少了水泥石結(jié)構(gòu)中有害孑L數(shù)量及水孔空隙,從而顯著提高了水泥石的密實(shí)度及物理力學(xué)強(qiáng)度。
(3)除各物料滿(mǎn)足細(xì)度要求外,分別粉磨工藝中,關(guān)鍵注意兩個(gè)問(wèn)題:一是計(jì)量要準(zhǔn)確,二是配制中攪拌混合要均勻。我們?cè)谠O(shè)計(jì)實(shí)施的分別粉磨配制系統(tǒng)中,選擇螺旋計(jì)量秤作為各物料的計(jì)量設(shè)備。螺旋計(jì)量秤分為溢流單管螺旋和計(jì)量單管螺旋兩部分,前者起到穩(wěn)流作用,確保給料均勻、及時(shí),后者進(jìn)行各物料計(jì)量,確保計(jì)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定;采用適合2~4種干物料進(jìn)行攪拌混勻的雙軸攪拌機(jī)作為攪拌設(shè)備,適當(dāng)改變攪拌葉片角度和延長(zhǎng)攪拌混合時(shí)間,確保攪拌充分、均勻,攪拌機(jī)能力60~80 t/h;生產(chǎn)控制上采取設(shè)定各物料配比與成品中實(shí)測(cè)礦渣摻入量數(shù)值比較,來(lái)檢驗(yàn)配制生產(chǎn)過(guò)程中各物料混勻情況,確保分別粉磨工藝下水泥質(zhì)量穩(wěn)定性。
3實(shí)施效果
3.1實(shí)施效果
1號(hào)線(xiàn)水泥生產(chǎn)由傳統(tǒng)的混合粉磨工藝改為熟料、礦渣分別粉磨(粉磨中摻入適量石膏)后配制水泥,熟料粉細(xì)度比表面積控制在320~350 m2/KG礦渣粉細(xì)度比表面積控制在400~450 m:/kg。水泥中礦渣摻人量由原來(lái)控制在26%左右提高到50%以上。由于采用單獨(dú)粉磨方式生產(chǎn)的礦渣粉細(xì)度細(xì),20 u m以下的微粉量大大增多,礦渣活性得以發(fā)揮,較好地改善了水泥性能。同時(shí),在基本不影響水泥性能情況下,配制水泥過(guò)程中直接摻人了3%左右I級(jí)粉煤灰,.資源綜合利用的同時(shí)降低了水泥生產(chǎn)成本。
3.2經(jīng)濟(jì)效益
該項(xiàng)目實(shí)施后,水泥中礦渣摻入量由原來(lái)的26%左右提高到50%以上,同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中直接摻入了3%左右的粉煤灰。從而使1號(hào)粉磨線(xiàn)水泥成本降低1 9.4.5元/t,魯碧公司2005年1號(hào)粉磨線(xiàn)完成配制礦渣水泥130 000 t,因成本降低帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益為:19.45×130000=2528500(元)=252.85萬(wàn)元。
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