当前我国水泥粉磨工艺面临诸多问题
我国是水泥生产大国,仅2008年就生产了近13.88亿吨水泥。水泥生产消耗着大量的能源和资源。如何节约能耗,减少CO2排放?在成本和社会责任面前,这是水泥生产厂家必须直面的问题。
在对国内各大型水泥企业深入调研以后,发现我国在水泥粉磨技术方面还是面临着诸多问题的。首先是混合粉磨导致混合材掺入量上不去。调查显示,当前我国水泥生产工艺中绝大多数采用的是原材料混合粉磨,而混合粉磨的混合材一般是粉煤灰、矿渣、石膏、石灰石等。如32.5R复合水泥,当其比表面积为370-380m2/kg时,其矿渣比表可能≤280m2/kg,水泥比表可能≤350 m2/kg,而粉煤灰比表可能≥420 m2/kg。
实际上,矿渣只有磨到比表面积420-430 m2/kg时,其活性才能激发出来。粉煤灰磨到550-600 m2/kg时,其玻璃体才能打破,活性才能激发出来。
不过,这种混合粉磨的结果是水泥成品混合材掺入量上不去。
其次,遇到的问题还有:混合粉磨浪费了熟料。据了解,当前的日本、印度、欧盟国家只磨52.5纯水泥,因为52.5纯水泥颗粒径在3-30um之间,这个粒径区段正好是水化作用的最佳区段,其它低标号水泥粒径区段都不在这个范围之内,大量的熟料被填充掉了。
所以说,我们应当借鉴别人的经验,用最少的熟料提供最多的商品水泥,而这就要求我们必须把熟料粉磨到3-30um粒径区段,使物尽其用。
不过让人感到遗憾的是,国内只有少数企业作过分别粉磨,但都因电耗高、投资大而放弃。这主要是因为他们在细节上没有做到最好。
刚才谈到关于粉磨技术的许多问题,现在我想再来谈谈我国的预粉磨技术与国际先进技术之间的差距。
粉煤灰在磨到比表430 m2/kg之前是一种优良的助磨剂,起到提升管磨机台时产量作用,给人以比表假象,但磨到比表≥430 m2/kg以后,电耗直线上升,而比表值原地不动。而要想把粉煤灰掺入量提高,早强不受影响,必须将其内部玻璃体打破。
但管磨机最大的缺点是电耗高、效率低。为了解决这个问题,人们运用预粉磨的办法来减小入磨机的粒径,取得了很好的效果。预粉磨技术近十多年在西方和日本发展的很迅速。预粉磨功率从早期占系统30%,发展到120%。德国洪堡公司采用高压辊压机,其压力值达20-22Mpa。两辊之间传递扭矩≥100KN/CM,两辊之间推力在155-165t。其料饼被打散后比表值≥200 m2/kg。进入管磨机后,大大降低了管磨机的邦得功指数,使管磨机效率大大提高。一般这类生产线磨52.5纯水泥比表值在360 m2/kg时,系统配置功率≤33KWh/t。
除此以外,日本在粉磨技术研发方面也取得了重大进展。据了解,日本目前正在走简易立磨作为预粉磨这一道路,这种立磨为机械卸料,没有选粉机。这种机器大压力、大扭矩、低转速。预粉磨后的半成品比表≥150 m2/kg,但其颗粒在1500倍显微镜下显示都发生了晶格裂纹,也降低了管磨机的邦得功指数。这类生产线磨52.5纯水泥比表值在370m2/kg时,系统配置功率也≤33KWh/t。
与此同时,国内目前预粉磨用的较多是国产辊压机,最主要的原因是由于国产工业化水平滞后及轴承、液压件、耐磨材料等问题。调查显示,国产辊压机一般是在8Mpa左右工作。事实上,作为降低压力,这一压力保证运转率是可以的,但其料饼打散后比表一般为100-110m2/kg左右,而且粒内没有发生晶格裂变,因此达不到世界先进水平。
因此,如果折合成纯52.5标号的水泥,我国比日本约高10 KWh/t,比印度高出7-8 KWh/t而这些正好是我们当前的现实差距。不过,据国家2008年统计显示,国内水泥生产已经达到13.88亿吨,因此我国粉磨技术行业节能减排的空间是很大的。
除此以外,国内粉磨工艺领域中还需要注意的是:在生产过程中不应过分依赖选粉机。
大家知道,水泥是磨出来的,不是选出来的。日本发明了O-Sepa选粉机,但日本在我国的几家水泥企业(江南小野田、秦皇岛、烟台等)O-Sepa选粉机的作用都不是很关键的。
事实上,尽管我国现在以混合粉磨为主,但分别粉磨,高比表(晶格裂变)预粉磨是水泥粉磨工艺未来发展的必然方向。可以说,分别粉磨时的技术指标应这样才算先进:粉煤灰比表磨到550-600m2/kg时,电耗不能≥25 KWh/t;矿渣(不是炉渣)比表到430m2/kg时电耗不能≥55 KWh/t;52.5纯水泥比表到360m2/kg时,配置电耗不能≥32 KWh/t。只有这样,我们才算把水泥成品粉磨电耗降下来。不过,达到这一目标还需要我们不懈地努力。
江苏某行业人士
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