隨著市場(chǎng)對(duì)水泥與外加劑相容性的要求逐步提高，降低水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，提高水泥與混凝土外加劑的相容性成為水泥企業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題。在技術(shù)攻關(guān)改進(jìn)之前，我公司出廠水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為29.2%，通過(guò)對(duì)水泥配料方案的優(yōu)化和水泥粉磨工藝的綜合改進(jìn)，出廠水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量降至27.6%以下?，F(xiàn)將改進(jìn)情況簡(jiǎn)介如下。
1 改進(jìn)前的需水量情況
改進(jìn)前，出廠水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為29.2%，市場(chǎng)反映水泥與混凝土外加劑的相容性差，混凝土坍落度損失大。
水泥磨工藝系統(tǒng)為170-100輥壓機(jī)配Φ4.2 m×13.5 m水泥磨組成雙閉路循環(huán)粉磨系統(tǒng)，成品選粉機(jī)為TUS4000型雙分級(jí)選粉機(jī)，選粉機(jī)工作頻率為35~36 Hz。
水泥粉磨配料所使用的熟料均為外購(gòu)，主要有兩種，混合材有粉煤灰、煤矸石、綠頁(yè)巖，緩凝材料有天然石膏、脫硫石膏。出磨水泥控制指標(biāo)見表1。
表1 出磨水泥控制指標(biāo)
2 需水量偏高的原因分析
為了找到影響水泥需水量的原因，我們對(duì)使用的熟料、緩凝材料、混合材分別進(jìn)行了影響水泥需水量的試驗(yàn)，同時(shí)，對(duì)出磨水泥做了顆粒級(jí)配分析。通過(guò)分析，我們認(rèn)為對(duì)水泥需水量的影響主要有以下幾個(gè)方面。
2.1 原材料的影響
原材料的影響首先是熟料，熟料需水量的大小直接影響水泥的需水量。從進(jìn)廠熟料的檢驗(yàn)中，就可以看到熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的差異。檢測(cè)結(jié)果顯示，兩種熟料的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量差1.2%，庫(kù)內(nèi)熟料的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量略小于堆場(chǎng)熟料，對(duì)應(yīng)的相同配料的情況下水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量也相差1.5%左右。不同熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量對(duì)比見表2。
表2 不同熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量對(duì)比%
其次是混合材。在相同熟料、緩凝材料的情況下做對(duì)比試驗(yàn)，熟料均為A公司庫(kù)內(nèi)熟料，脫硫石膏摻量為5%，混合材摻量均為12%。小磨試驗(yàn)結(jié)果顯示，礦粉對(duì)水泥需水量的影響最小，其次是粉煤灰，對(duì)比關(guān)系是：綠頁(yè)巖＞煤矸石＞粉煤灰＞礦粉。摻加不同混合材的水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量對(duì)比見表3。
表3 摻加不同混合材的水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量%
再次是緩凝材料。目前我公司使用的緩凝材料主要是天然石膏和脫硫石膏，兩種石膏的對(duì)比試驗(yàn)顯示，水泥中SO3含量相同的情況下，脫硫石膏和天然石膏雖然對(duì)水泥需水量的影響相差不大，但從混凝土預(yù)拌試驗(yàn)的數(shù)據(jù)看，混凝土初始塌落度天然石膏比脫硫石膏明顯大，與外加劑的相容性要強(qiáng)。不同緩凝材料的水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量及不同SO3摻量的塌落度對(duì)比見表4。
表4 不同緩凝材料的水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量及不同SO3摻量的混凝
2.2 水泥顆粒級(jí)配的影響
從出磨水泥檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，水泥細(xì)度偏細(xì)，0.08 mm篩篩余只有0.8%，尤其是0.045 mm篩篩余只有4%~5%。通過(guò)對(duì)水泥顆粒級(jí)配的分析可以看出，由于選粉機(jī)選粉效率高，選出來(lái)的水泥顆粒均勻，造成水泥的顆粒級(jí)配分布范圍窄，3~32 μm顆粒過(guò)于集中，3 μm以下及32 μm以上顆粒偏少，水泥顆粒級(jí)配不合理。
3 改進(jìn)方案
根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果及原因分析，我們對(duì)水泥的配料方案進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，并對(duì)水泥的粉磨工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，具體措施如下。
3.1 配料方案的優(yōu)化調(diào)整
在原材料選擇方面，一是在供應(yīng)條件相同的情況下，選擇需水量低的熟料。二是停用綠葉巖，礦粉由于價(jià)格高，與熟料的價(jià)差小，成本原因放棄。因此改用粉煤灰與煤矸石作為水泥混合材配料，并且控制煤矸石摻量在3%~5%，粉煤灰摻量在7%~10%。三是盡管天然石膏對(duì)水泥與外加劑的相容性好，但由于脫硫石膏與天然石膏對(duì)水泥需水量的影響不大，且價(jià)格便宜又屬于固廢利用，因此緩凝劑選擇了脫硫石膏。
改進(jìn)后的配料方案是熟料82%~83%，脫硫石膏4%~4.5%，粉煤灰7%~10%，煤矸石3%~5%。
3.2 水泥顆粒級(jí)配的優(yōu)化
為了使水泥顆粒級(jí)配分布放寬，對(duì)水泥磨中控操作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，改變?cè)瓉?lái)的水泥磨操作思路，模仿開流磨的操作辦法。通過(guò)提高磨機(jī)出口水泥的比表面積，降低循環(huán)負(fù)荷，達(dá)到“磨內(nèi)磨細(xì)、多磨少選”的目的，來(lái)放寬成品水泥的顆粒級(jí)配范圍。為了達(dá)到這一目的，在不影響選粉效率的情況下，對(duì)選粉機(jī)內(nèi)部進(jìn)行了改進(jìn)，并對(duì)水泥磨進(jìn)行了改進(jìn)；對(duì)水泥磨二倉(cāng)的研磨體級(jí)配進(jìn)行了調(diào)整，封堵了部分活化襯板空隙，提高了水泥磨的研磨效率，大幅降低了水泥磨的循環(huán)負(fù)荷率和磨內(nèi)通風(fēng)。改進(jìn)后的運(yùn)行參數(shù)見表5。
表5 改進(jìn)前后運(yùn)行參數(shù)對(duì)比
4 改進(jìn)后的效果
水泥磨粉磨工藝改進(jìn)后，出磨水泥在比表面積不變的情況下，0.045 mm篩篩余大幅提高，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量降低1.6%，出磨水泥控制指標(biāo)及實(shí)際完成情況見表6。
表6 出磨水泥控制指標(biāo)及實(shí)際完成情況
從水泥顆粒級(jí)配看，水泥的顆粒級(jí)配范圍放寬，水泥3~32 μm之間的顆粒適當(dāng)減少，45 μm以上顆粒增加，水泥平均粒徑增加了5 μm，水泥的顆粒級(jí)配趨于合理，改進(jìn)前后水泥顆粒級(jí)配數(shù)據(jù)對(duì)比見表7。
表7 改進(jìn)前后水泥顆粒級(jí)配數(shù)據(jù)對(duì)比
5 結(jié)論
通過(guò)對(duì)水泥配料方案的優(yōu)化調(diào)整和粉磨工藝過(guò)程的改進(jìn)，大幅降低了水泥磨循環(huán)負(fù)荷率，提高了水泥磨的研磨能力。水泥磨的中控操作參考開流磨的操作思路，水泥顆粒級(jí)配逐步趨于合理，在進(jìn)廠熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量上升0.9%的情況下，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量降低了1.6%，降低到28%以下，混凝土和易性顯著改善，水泥與外加劑的相容性增強(qiáng)。
作者單位：蘭州祁連山水泥商砼有限公司
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