采用“分别粉磨”工艺生产水泥的实践

２０１１年第１期　Ｎ０．１　２０１１　新世纪水泥导报　Ｃｅｍｅｎｔ　Ｇｕｉｄｅ　ｆｏｒ　Ｎｅｗ　Ｅｐｏｃｈ　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００８—０４７３（２０１１）０１．００３８—０３　磨丝朱　中图分类号：ＴＭ６１７　采用“分别粉磨’’工艺生产水泥的实践　孙明岩韩亚平贾国林贾宝玲　酒铜（集团）宏达建材有限责任公司技术中心，７３５１０９　摘要“分别粉磨”工艺实施后，通过优化熟料粉和矿渣粉的比表面积，提高了水泥中混合材掺量，改　善了水泥性能，可以生产不同品种的水泥。通过提高水泥中混合材的掺量，能大幅度降低水泥生产成本，提　高水泥产量，为公司创造可观的效益。矿渣粉的活性高于粉煤灰，水泥中混合材应优先掺用矿渣粉。　关键词水泥混合材分别粉磨比表面积混合材掺量水泥性能　０引言　研究表明混合粉磨的矿渣粉粒径大部分在　酒钢集团宏达建材有限责任公司主导产品为　“戈壁”牌Ｐ・０　４２．５和Ｐ・Ｃ　３２．５，其Ｐ・０４２．５水　泥混合材掺加量仅为１３％，Ｐ・Ｃ　３２．５水泥混合材　掺加量为３０％。２００８年作为水泥混合材消纳的矿渣　仅为１５万ｔ。而酒钢集团２００８年产生了８５万ｔ的粒化　高炉矿渣，大量的矿渣因无法利用堆弃于戈壁滩　６０　ｍ以上，其潜在的水硬活性难以得到正常发　挥，在水泥水化过程中仅作为填充材料使用，掺　量必然受到限制。　１．２分别粉磨工艺　分别粉磨工艺（图１）是将矿渣粉＋石膏在立磨　中粉磨成矿渣粉，将熟料＋粉煤灰＋石膏在球磨机　中粉磨成熟料粉，经配比计量后通过混料机混匀进　入成品库中。　上，严重污染环境，矿渣历史堆存量已达￣１］２００万ｔ　以上。　近年来，甘肃河西走廊风电建设工程对矿渣水　泥、复合水泥等的需求量不断增大。为了解决酒钢　矿渣大量堆弃、生产水泥混合材掺量偏低的问题，　分别粉磨能够有效解决矿渣不能磨细的生产　“瓶颈”，提高矿渣微粉中２０　ｍ以下高活性颗　粒比例，为提高矿渣掺量创造条件。　我公司于２００８年８月建设了使用２台立磨粉磨矿渣的　“分别粉磨”系统。　对此，技术中心自２００７年１２月中旬起，首先　完成了实验室“分别粉磨”试验，２００９年２月份起　结合矿渣立磨投产后的工艺配置，采用“分别粉　磨”工艺，优化工艺参数，生产了Ｂ型矿渣水泥　３２．５、Ａ型矿渣４２．５、复合水泥４２．５等，混合材掺　量均创历史最好水平，为公司创造了可观的经济　效益。　１工艺选择　１．１混合粉磨工艺流程　图１宏达公司分别粉磨工艺示意　２混合材的选择　矿渣粉、粉煤灰是水泥中常用的混合材。矿渣　具有潜在水硬性，粉煤灰具有火山灰性。由于矿渣　粉和粉煤灰的活性及强度增长规律不等，为了最大　限度地掺入混合材且确保水泥各项性能合格，首先　宏达公司原有的混合粉磨丁艺是将熟料＋矿渣＋　粉煤灰＋石膏分别计量，物料经皮带直接喂人球磨　机进行粉磨，经选粉机分选后进入成品库。　基金项目：甘肃省科技计划资助项目，项目编号０８０４ＧＫＣＢ００７　３８　２０１１年第１期　Ｎｏ．１　２０１１　孙明岩，等：采用“分别粉磨”工艺生产水泥的实践　彩磨丝术　进行了“矿渣单掺”、　“矿渣、粉煤灰双掺”的　至比表面积（３５０±１０）ｉｎ　／ｋｇ，细度≤４．０％，将　“分别粉磨”小磨试验。　矿渣用小磨磨细，比表面积（４４０±１０）ｍ　／ｋｇ，石　２．１原材料及试验条件　膏、粉煤灰分别单独磨细至全部通过８０　ｍ方孑Ｌ筛。　熟料：宏达公司１号窑熟料；　根据设计方案对熟料粉、矿渣粉、粉煤灰、石　矿渣：酒钢宏兴炼铁粒化矿渣；　膏进行掺配，按ＮＧＢ　１　７５—２００７进行全套物理性能　粉煤灰：酒钢宏晟热电粉煤灰；　检验，结果见表１。　石膏：赤金石膏，ｓ０　含量ｔ＞４０％。　２．３结果分析　２．２试验方法　根据实验结果综合分析了粉煤灰和矿渣粉对水泥　将熟料取回，用　５００　ｍｍ×５００　ｍｍ／Ｊ＼磨磨细　物理性能的影响，重点对其强度潘陛进行了比较。　表１　“分别粉磨”及混合材单掺、双掺试验结果　熟料　矿渣　粉煤　混合材　比表面积　初凝　终凝　３　ｄ强度（ＭＰａ）　２８　ｄ强度（ＭＰａ）　２８　ｄ抗　２８　ｄ抗　＝ｔ氧　序号　（％）　粉（％）　灰（％）　掺量　（ｍ　／ｋｇ）　时间　时间　抗折　抗压　抗折　抗压　化硫　活件（压强度　压强度　％）　增进率　ｌ　ｌＯ０　Ｏ　Ｏ　０　３５４　２：０７　３：１２　５．２　２４．５　９．１　４６．６　２．７６　１００．０　１９０．２　２　８０　２０　０　２０　３３５　２：３５　３：３０　４．６　ｌ８．７　８．４　４６．７　２．３３　１００．２　２４９．７　３　单掺矿　７０　３０　０　３０　３４０　２：５９　４：０５　４．１　１５．９　８．２　４４．１　２．１３　９４．６　２７７．４　４　渣粉系　６０　４０　０　４０　３５２　３：０４　４：０５　３．４　ｌ３．６　８３　４２．８　１．８４　９１．８　３１４．７　列　５　５０　５０　０　５０　３５６　３：１７　４：０６　３．１　１１．１　８．１　４１．４　１．４４　８８．８　３７３．０　６　４０　６０　０　６０　３６４　３：２８　４：２１　２．４　８．２　７．３　３５．８　１．１ｌ　７６．８　４３６．６　７　８０　１０　１０　２０　３３９　３：１７　４：１０　４．４　１７．９　７．８　４０．９　１．８６　８７．８　２２８．５　双掺矿　８　８０　１５　５　２Ｏ　３３９　２：４４　３：３８　４－３　１８．Ｏ　８．１　４３．５　２－３２　９３－３　２４１．７　渣粉煤　９　７０　２５　５　３０　３５３　３：１７　３：４６　３．９　１５．５　８．２　４１．７　１．７８　８９．５　２６９．０　灰系列　１０　６０　３５　５　４０　３５９　２：５９　３：５８　３．４　１２．９　８－２　３９Ｉ２　１．６９　８４．１　３０３．９　通过图２可以看出，在单掺矿渣粉时，水泥的３　ｄ　掺”强度低于“单掺”强度。　抗压强度随着掺量的提高下降趋势明显，从熟料粉　对比图２、图３可以看出，２８　ｄ…压强度和３　ｄ抗　的２４．６　ＭＰａ下降到掺３０％矿渣粉时的１５．９　ＭＰａ。　压强度的总体趋势相当，在单掺矿渣粉２０％时，矿　：　渣粉的活性得到了最大的激发，其后期强度超过　。ｊ　。了纯熟料粉。当矿渣粉的掺量超过２５％后，２８　ｄ抗　４－ｇ￣３　霎。２ｂ。　压强度　＋　掺２８ｔｔ　Ｉ　压强度随着掺量的增加而下降，当掺量超过３０％　１抗　、强度　８　２——　——————一　时，已不能满足普硅４２．５水泥２８　ｄ的富裕强度；．超　：；　　过４０％时，已不能达到普硅４２．５水泥２８　ｆｌ的商品强　矿渣粉掺加比例／％　度。在双掺的时候，在达到同样的掺量时，２８　ｄ抗　图２单掺矿渣粉强度变化趋势图　压强度还要低３～６　ＭＰａ，并且粉煤灰替代的矿渣粉　通过图３可以看出，在双掺矿渣粉＋粉煤灰时，　愈多，强度下降愈大。　在混合材掺量一定的条件下，双掺的３　ｒ１抗压强度　另外从试验结果和图４可以明显看出，水泥强　童　。　度增进率随着混合材掺量的提高而成线性增长，单　掺矿渣粉的增长幅度更加剧烈一些，双掺矿渣粉＋　０　粉煤灰后的增长趋势则较为平缓，矿渣粉表现出了　２０　２０　ｊ０　４０　矿渣粉＋粉煤灰掺加比例／％　良好的后期增长率高的性能。　图３双掺矿渣粉＋粉煤灰强度变化趋势图　为了进一步说明这一点，我们对其强度活性也　平均低０．６　ＭＰａ，在混合材掺量同为２０％时，粉煤　做了必要的分析，如图５所示，当用一定量的粉煤　灰代替的矿渣粉越多，３　ｄ抗压强度愈低，即“双　灰来代替矿渣粉时，强度活性会有所下降。　３９　２０１１年第１期　Ｎ０．１　２０１１　新世纪水泥导报　Ｃｅｍｅｎｔ　Ｇｕｉｄｅ　ｆｏｒ　Ｎｅｗ　Ｅｐｏｃｈ　磨丝木　从另外一方面思考，为达到一样的强度，可以　通过掺加更多的矿渣粉来实现而不是掺加更多的粉　煤灰。　４ｌ５．Ｏ　３６５．Ｏ　３１　５．０　９　制　２６５．０　０　嘎２ｌ５．０　ｌ６５．Ｏ　１１５．Ｏ　６５．Ｏ　０　２０　３０　４０　５０　６０　２０　２０　３０　４０　掺矿渣粉／％　掺矿渣粉＋粉煤灰／％　图４“单掺与双掺”抗压强度增进率比较　＼　骠　＾．＾－－“　＾Ｉ　一一．　．Ｉ　０　＼　錾　忙　爱　虽然粉煤灰的活性不及矿渣粉，但在和熟料粉　共同粉磨时，粉煤灰的助磨作用可有效提高熟料粉　的台时产量。　经过以上试验分析论证，技术中心决定提高矿　渣粉在水泥中的掺配比例，粉煤灰仅作为助磨剂使　用。　３混合材掺量提高措施——工艺参数的优化　３．１熟料粉比表面积控制　从图６可知，当矿渣的比表面积固定在４０ｏ　ｍ２　，　变更熟料的比表面积，超过３５０～４００　ｍ　／ｋｇ１Ａ）后，　混合料的强度基本不再增加；相反，熟料比表面　积固定在４００　ｍ　／ｋｇ，改变矿渣的比表面积，超过　３５０～４００　１３１　／ｋｇ以后，直至５００　ｍ　／ｋｇ，混合料的抗　压强度仍在继续增长。因此，矿渣粉细磨比熟料粉　细磨更有利于强度增长。　我公司技术中心根据全年熟料质量（ＫＨ、　ＳＭ、ＩＭ），初期将熟料粉的比表面积逐渐降低到　３６０　ｍ　／ｋｇ左右，后期将熟料粉比表面积稳定在了　３４０　ｍ　／ｋｇ］）ｌｆ，）２。　０　１　０００　２０００　３　０００４０００　５　０００　左侧熟料／ｃｍ２／ｇ　右侧熟料／４　０００　ｃｍ２／ｇ　矿渣／４０００　ｃｍ　／ｇ　矿渣／ｃｍ　／ｇ　图６矿渣、熟料不同比表面积混合料强度趋势　３．２矿渣粉比表面积控制　矿粉立磨投产初期，矿渣粉的比表面积基本控　制在３８０　ｍ２／ｋｇＤ￣，矿渣粉的潘ｌ生难以激发。在２００９　年３月以后，矿　的比　酮　艇４２０　ｍ　／ｋｇ。　４效果　尽管我们做了大量的试验，但是小磨试验　和大磨还是有很大差别的，为了保证水泥各项　性能合格，我们在原有的基础上采取了分阶段　逐步提高的方式，经过２００９年２月到１１月间的摸　索，　“分别粉磨”工艺生产的Ｐ・Ｃ４２．５混合材掺　量２７％，Ｐ・Ｓ・Ｂ３２．５｝昆合材掺量突破６０％大关，　Ｐ・Ｓ・Ａ４２．５混合材掺量突破了３０％大关。各品种　水泥混合材平均掺量均创历史最好水平。　随着“分别粉磨”的实施，截止２００９年１　１月２５　日，全年混合材平均掺加量为２４％，而２００８年　全年混合材平均掺加量为１　８％。同比降低熟料　配比６％，节约熟料５．１万ｔ，约１　５３０万元，增产水　泥６．３万ｔ。　５结束语　（１）“分别粉磨”工艺实施后，通过优化熟　料粉和矿渣粉的比表面积，提高了水泥中混合材掺　量，改善了水泥性能，可以生产不同品种的水泥。　（２）通过提高水泥中混合材的掺量，大幅度　降低水泥生产成本，提高了水泥产量，为公司创造　可观的效益。　（３）矿渣粉的活性高于粉煤灰，水泥中混合　材应优先掺用矿渣粉。　（收稿日期：２０１０—０８—２３）