陶瓷研磨體與助磨劑兩者間節(jié)能方式有何不同
??“水泥粉磨節(jié)能”是一個(gè)永恒的話題,除了采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)、能耗低、產(chǎn)量高的粉磨設(shè)備之外,在生產(chǎn)工藝條件上改進(jìn),也可以達(dá)到一定的節(jié)能效果。比如:在干法粉磨水泥時(shí),添加助磨劑,可以改善水泥熟料和混合材料的易磨性,能耗可以降低10%~15%;水泥球磨機(jī)在應(yīng)用陶瓷研磨體后,噸水泥生產(chǎn)電耗也可以降低10%左右。這兩種節(jié)能方式有什么不同呢?簡(jiǎn)單地說,一個(gè)是通過物理化學(xué)變化來節(jié)能,另一個(gè)是單純的物理作用節(jié)能;一個(gè)是對(duì)被粉磨的水泥物料起作用,另一個(gè)是對(duì)粉磨物料的研磨體材質(zhì)采取措施。
??助磨劑的“助”是“幫助”的意思。它能幫助什么呢?簡(jiǎn)單地說:它能幫助水泥生產(chǎn)過程加快粉磨速度、節(jié)約電能消耗、減少熟料用量、降低生產(chǎn)成本;它能幫助水泥產(chǎn)品提高質(zhì)量、改善性能、調(diào)節(jié)品種、方便輸送。助磨劑的“磨”是“粉磨”的意思,它不是水泥物料簡(jiǎn)單的“由粗變細(xì)”的普通粉磨,它是“高細(xì)粉磨”和“超細(xì)粉磨”。用《機(jī)械力化學(xué)》中的學(xué)說詮釋,即固體物質(zhì)受到機(jī)械力作用后被激活,其性能將會(huì)發(fā)生一系列的物理變化和化學(xué)變化。所以,這個(gè)過程又稱之為機(jī)械力化學(xué)活化。
??從助磨機(jī)理來看,助磨劑可以降低物料表面能、減弱分子引力所產(chǎn)生的集聚作用、幫助外力作功時(shí)顆粒裂紋的加速擴(kuò)展,從而提高粉磨效率,實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)的目的。助磨劑還利用化學(xué)物質(zhì)特有的功能,激發(fā)潛在水硬性材料的水化活性,提高水泥早期強(qiáng)度、改善水泥流動(dòng)性、縮短凝結(jié)時(shí)間、減少需水量等。在水泥粉磨過程中,加入少量的助磨劑,可以消除細(xì)粉結(jié)團(tuán)或“糊磨”現(xiàn)象、加快物料的粉磨速度、提高粉磨效率、減少小于3μm的顆粒含量,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)比表面積減小的表觀現(xiàn)象。然而,3~30μm含量一般可以提高10%~20%,使水泥的顆粒組成更加合理,有利于后期強(qiáng)度增進(jìn)率的提高。
??使用助磨劑后,物料在磨內(nèi)的流速會(huì)加快,使其在磨內(nèi)停留時(shí)間縮短,減少了過粉磨現(xiàn)象,會(huì)引起出磨物料細(xì)度(篩余和比表面積)的變化。對(duì)于開流粉磨來說,必須調(diào)節(jié)磨內(nèi)工況,適應(yīng)粉磨產(chǎn)品的細(xì)度要求;對(duì)于圈流粉磨則要控制出磨細(xì)度(篩余)在正常范圍之內(nèi),絕不允許有篩余值逐漸增大的現(xiàn)象發(fā)生。否則,不僅磨機(jī)產(chǎn)量會(huì)降低,而且,還會(huì)引起循環(huán)負(fù)荷率增加,磨尾提升機(jī)過載、堵塞,以致造成停產(chǎn)事故。因此,使用助磨劑后的粉磨工藝參數(shù),應(yīng)進(jìn)行必要的調(diào)整。
??目前在水泥企業(yè)廣泛選用的陶瓷研磨體,是以優(yōu)質(zhì)高嶺土、長(zhǎng)石材質(zhì)或氧化鋁、氧化鋯、氮化硅、碳化硅等材料為主,經(jīng)加工、成型、燒結(jié)而成的一種厘米級(jí)球形陶瓷物體。普通陶瓷球按其用途可分為填料陶瓷球、濕法研磨陶瓷球和干法研磨陶瓷球3種。2015年我國(guó)在世界上首創(chuàng)的“水泥粉磨用陶瓷研磨體”屬于干法研磨陶瓷球,簡(jiǎn)稱:陶瓷研磨體。有一些在外形上與普通陶瓷球沒有什么不同,但另外一些有明顯的外形差異,如段型(短圓柱體)、球段型(段的兩端為球形)、橢球形或其他異型等。
??從化學(xué)成分上看,除氧化鋁含量超過90%之外,還添加了一部分改性增韌的微量元素:鋯、錳、銅等,使陶瓷研磨體的抗沖擊韌性能力大幅度提高;從生產(chǎn)工藝方面看,加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化控制技術(shù)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了燒成工藝自動(dòng)化,合理調(diào)控?zé)峁ぶ贫龋ㄈ鐭Y(jié)溫度、升溫速率、保溫時(shí)間、燒成氣氛等),降低燒成溫度,加速燒結(jié)過程,阻止晶型轉(zhuǎn)變,抑制晶體長(zhǎng)大,制造出玻璃相含量低、微小晶粒結(jié)合、剛玉為主的結(jié)構(gòu)態(tài)陶瓷,從微觀結(jié)構(gòu)上解決了陶瓷研磨體的質(zhì)量問題,在干法粉磨系統(tǒng)中的使用性能指標(biāo)(碎球率、磨耗)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通陶瓷球。
??陶瓷研磨體是近年來用于粉磨水泥、替代鉻合金鑄球的新型材料,不僅使水泥工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能降耗、出磨產(chǎn)品溫度降低,而且避免了六價(jià)鉻的重金屬污染,是我國(guó)為世界水泥工業(yè)首創(chuàng)的先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品。應(yīng)用陶瓷球使球磨機(jī)裝載量減少、整體負(fù)荷下降,因此,在主電機(jī)不更換的條件下,球磨機(jī)節(jié)電效果明顯是必然的結(jié)果。有人擔(dān)心陶瓷研磨體的應(yīng)用會(huì)與助磨劑發(fā)生干擾和影響,但從上述節(jié)能機(jī)理分析可以看出,這種顧慮大可不必。通過筆者近幾年來的推廣應(yīng)用實(shí)踐證明:在球磨機(jī)水泥粉磨系統(tǒng),適量添加水泥助磨劑可以改善物料易磨性,對(duì)陶瓷研磨體的應(yīng)用十分有利,節(jié)能效果更好。
編輯:俞垚伊
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