前言

水泥是建筑行業中的重要生產原材料，近年來建筑行業發展迅速，對水泥的需求量顯著上升。但由于水泥粉磨工藝目前仍存在諸多問題，無法對產品供應效率和供應質量提供保障。因此，有必要對水泥粉磨工藝的最新研究進展進行分析，積極利用先進的粉磨工藝改造技術，改進傳統生產工藝的不足，促進水泥生產水平的提升。

建筑行業的快速發展對水泥生產工藝提出了更高要求，水泥需求量明顯提升，對水泥生產工藝進行改進受到了行業內外的高度重視。在此背景下，我國水泥粉磨工藝積極借鑒國外的先進產生技術，對原有工藝流程進行改進，目前已經取得了一定成果。一方面，由我國自主研發的水泥粉磨設備逐漸增多，不僅獲得了自主知識產權，而且在行業內獲得了認可和好評。另一方面，水泥粉磨工藝不再拘泥于傳統生產模式，逐漸開始向多元化方向發展，積極研發節能、高效型的新生產工藝，降低成本浪費和環境污染。

總體來看，近年來水泥粉磨工藝的研究已經取得了一定成果。但是在實際生產過程中，由于設備選型不合理、粉磨站規模不同等原因，在主機配置和參數設計等方面還存在多方面問題，對水泥生產效率、能耗以及產品質量產生了不利影響。在節能環保生產的社會要求下，水泥粉磨生產單位必須盡快改進粉磨工藝存在的不足，進一步降低能耗和污染，降低生產成本，在滿足社會供應需求的同時，為生產單位創造更高的經濟效益。

2.1 水泥粉磨機產能低、耗能高

目前國內的水泥粉磨站大多采用直徑3m以下的中小型粉磨機，不僅產量較低，無法滿足水泥供應需求，而且還存在較高的能耗。在我國城市化建設的快速推進下，水泥需求量十分巨大，部分廠商為滿足供應需求，采用熟料生產工藝代替傳統的回轉窯和機械立窯生產模式，許多立窯水泥廠也改造成為水泥粉磨站，這種盲目跟進的改革方式會引發多種問題。由于直徑3m以下的中小型粉磨機數量不達標，部分產商不善于管理，或存在資金方面的短缺問題，導致水泥生產產量較低。相關調查結果顯示，以中小型粉磨機為主的水泥粉磨站生產模式存在較高的能耗現象，粉磨工藝落后是其主要原因。由于工藝流程不合理，許多電能被白白浪費，沒有真正轉化為產能。

2.2 水泥粉磨生產產品質量不穩定

水泥產品質量對水泥的細度有較高要求，我國關于水泥生產的相關規定中，對不同水泥產品的比表面積、篩余等關鍵參數作出了明確規定，這是水泥產品細度的基本要求和保障。但是許多生產廠商在水泥生產工藝的改進過程中，盲目照搬國外的生產技術，執行其技術要求。但在實際生產過程中，由于國內廠商生產條件不足，無法為水泥細度提供保障，產品質量存在明顯的不穩定性。

2.3 水泥顆粒過粗影響物料融合

水泥顆粒過粗是目前國內水泥生產存在的普遍性問題，水泥顆粒過粗，會影響其他物料的融合，導致其他物料難以發揮作用，從而導致材料的利用率較低，存在成本浪費的情況。而且生產出來的水泥產品標號較低，產品性能較差。水泥顆粒過粗會直接影響水泥的ISO強度，只有改進生產工藝，控制好水泥細度，才能縮小水ISO強度與GB強度差，從而提升水泥產品質量。

3.1 優化工藝流程

水泥粉磨工藝的原理是利用機械設備對物料進行細磨和細碎，是一個物理活化過程。在粉磨機的運轉過程中，能量通過襯板傳遞至研磨體，實現對水泥顆粒的有效粉磨，提高其總表面積，得到微米級粉體，使其獲得較高的水化凝膠活性。目前常用的水泥粉磨系統包括錕壓機粉磨系統、立磨粉磨系統和筒錕磨粉磨系統等。其中，立磨粉磨系統具有高產量、低能耗等特點，目前在水泥粉磨生產中得到了廣泛應用。

從生產工藝流程來看，水泥粉磨工藝主要分為開路、閉路兩種工藝流程。其中，開路粉磨工藝具有成品易形成、操作簡單等特點，但其物料流速慢，產量較低。在同等條件下，采用閉路粉磨工藝可以使水泥產量提高20%~30%左右，在生產能力上明顯高于開路粉磨工藝。其主要原理是在粉磨系統中增加選粉設備，能夠及時的將符合標準的細粉引出，靈活調節水泥產品的細度。因此，采用閉路粉磨方式可以加快物流流速，提高水泥產量，同時降低生產過程的能耗。利用閉路生產工藝代替開路生產工藝是提高水泥粉磨生產效率的有效方法。

3.2 控制好入磨物料

傳統的球磨機干法粉磨工藝能量利用率僅僅能夠達到2%~3%，針對這一問題，采用預粉碎工藝，能夠大幅度提高水泥產量，降低粉磨機耗電量，進而達到節能生產的目的。在粉磨機設計過程中，如果產量按25mm的平均粒度計算，相關實驗表明，將其平均粒度降到5mm，產量可提高38%，平均粒度將至3mm，產量可提升53%，平均力度將至2mm，產量可提升66%。因此，應積極利用預粉碎工藝降低入磨物料的平均粒度。

入磨物料的水分也對粉磨機產量和電耗有直接影響，水分過高會影響喂料的均勻性，延長喂料時間，如果濕物料喂入過多，還會導致磨內發生糊球和糊襯板的現象，甚至導致粉磨終端。相關實驗表明，入磨物料水分每增加1%，會使產量降低8%~10%，如果水分超過5%，就容易導致粉磨作業中斷。因此，要控制好入磨物料的水分含量，建立水分控制指標。

為了改善粉磨熟料的易磨性，可以適當提高配料的KH值和PH值，通過增加C3S和C3A的含量，加速冷卻熟料過程，延長熟料庫存期。通過降低熟料的溫度和消解CaO，使熟料產生更多微裂紋，達到改善其易磨性的目的。應選擇顆粒較細、疏松鎖孔的水淬礦渣作為混合材料，提高水泥淹沒質量。

此外，還要控制好粉磨機的通風狀況和溫度條件，通風狀態良好，能夠使水汽及時排除，降低磨內的溫度，避免出現粘磨等現象。如果入磨溫度過高，會導致細分聚集，影響粉磨效率，可采用先進的熟料冷卻劑，使其在短時內冷卻，改善熟料的易粉磨性。

3.3 研磨機改造措施

粉磨機粉磨效率主要受研磨體裝載量、級配和填充系數的影響，為確保研磨體裝載量和級配合理，需要根據實際入磨物料的粒度和易磨性系數，以及襯板、隔倉板形式、轉速、安裝位置等進行動態試驗，根據計算結果確定。在幾點設備荷載范圍內，適當增加研磨體的裝載量，能夠提高粉磨機的產量，若每噸研磨體需要的動力為11KW，末級電動功率為380KW，則裝載量應為G=380/11=34.5t。

3.4 研磨體級配優化措施

對研磨體級配進行優化主要應遵循以下幾點原則：（1）研磨體級配應根據物料平均粒度、最大力度、粉磨工藝流程、襯板形式以及末級轉速等條件確定，如果入磨的物料力度較大，采用閉路粉磨流程，應采用平均球徑較大的研磨體；（2）應采用兩頭大、中間小的級配方案，從而降低空隙率；（3）在滿足物料粉碎條件下， 研磨體的球徑應盡量小。此外，在生產過程中應定期補充研磨體，避免因其消耗導致級配改變。

綜上所述，針對水泥粉磨工藝存在的問題，對其生產流程和入磨物料進行控制，可以提高水泥粉磨產量，提高生產效率。對研磨機和研磨體級配進行改造和優化，可以在確保粉磨細度的基礎上，降低生產能耗，提高工藝流程的合理性，從而幫助水泥生產廠商提高水泥產品質量和生產效益。

作者：秦鵬濤

來源：《中材建設有限公司（喀麥隆項目部）》

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