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采用高性能選粉機 生產高性能水泥


【全文摘要】國家財經工作會議上提出從供給側進行改革,化解產能過剩,我國水泥生產總體供大于求,水泥產能日趨過剩,而高性能水泥,精品水泥市場供不應求,這就要求我們的水泥生產企業,從“供給側”不斷的進行技術創新,生產出市場所急需的高性能水泥。



國家財經工作會議上提出從供給側進行改革,化解產能過剩,我國水泥生產總體供大于求,水泥產能日趨過剩,而高性能水泥,精品水泥市場供不應求,這就要求我們的水泥生產企業,從“供給側”不斷的進行技術創新,生產出市場所急需的高性能水泥。


01
關于高性能水泥


1.1高性能水泥的定義

??用普通細度的水泥拌制的混凝土到達28d齡期時可能有25%以上的顆粒沒有參與水化,太粗的顆粒不能完全水化,過細的顆粒會結團增大孔隙率,增大需水量影響混凝土的密實性,影響強度,因此,高性能水泥的顆粒級配組成應是在一定范圍內連續分布的,對強度增進起主導作用的3-32μm顆粒含量在65%~75%,其中16-24μm對強度增長作用明顯,含量越多越好,3μm以下含量低于8%,比表面積不大于350m2/kg, n值接近1.1~1.2,有研究結果表明,n值與3~32μm的顆粒含量相關性很好,3~32μm的顆粒含量高,n值也高,其水泥工作性能高,水泥流變性能好,具有較低的水灰比,水泥石結構致密,具有高耐久性、高體積穩定性、良好的力學性能。

1.2高性能水泥具有下列明顯的優勢

??⑴生產的過程中大量使用工業廢渣,減小環境負荷,減少熟料用量,降低企業的生產成本,經濟效益顯著。

??⑵強度高,用高性能水泥可大幅提高拌制構件的混凝土標號,可減少構件的鋼筋用量或減小構件的截面尺寸;構件彈性模量大,可大幅提高構筑物的結構剛度。

??⑶耐久性好,成型后的混凝土密實度高,抗滲、抗凍、抗碳化、耐腐蝕性能好,構筑物的使用壽命長,可達100年或以上。

??⑷對外加劑的適應性強,減少用量。在執行新國標后,對水泥的早期強度要求提高后,企業往往都是采用提高粉磨細度的方法來提高早強,造成水泥中細顆粒含量偏多,導致水泥需水量增大,與外加劑的適應性變差。采用高性能選粉機介入生產過程可有效控制成品水泥中的細粉含量,使之與外加劑的適應性更強。

??⑸高性能水泥拌制的砂漿塑性大,流動性好,可用于澆筑配筋密的小尺寸構件,其良好的流動性可保證混凝土構件的密實度。


02
高性能水泥生產工藝探討


鹽城吉達公司以水泥生產企業的需求為市場切入點,結合多年的粉磨工藝技術改造經驗,走出了一條創新之路,采用JD精細選粉機幫助多家水泥企業生產高性能水泥,取得了良好的經濟效益和社會效益,高性能水泥受到混凝土攪拌站、高架橋梁及大型建筑工地等用戶的好評,目前該工藝在國內多地區得到了全面的推廣和應用。

2.1工藝:輥壓機半終粉磨加磨尾閉路內循環

??工藝如下圖所示

??該工藝為輥壓與球磨前后雙閉路內循環粉磨工藝,前端輥壓機出來的物料提升入V型選粉機,V型選粉機分級出來的粗料入輥壓機重新擠壓,<1mm細料進入JD精細選粉機進行分級,分級出的<30μm微粉通過細料收集器收集后與磨尾選粉機成品一起攪拌入庫,30μm<粗粉<1mm入管磨機研磨,研磨后的物料通過磨尾提升機送入JD高效內循環精細選粉機分選,選出細粉成品入庫,粗粉重回球磨機研磨。此工藝就是在前端輥壓部分的V型選粉機與細粉收集器之間增加一臺JD精細選粉機,在后端球磨部分采用JD高效內循環精細選粉機形成獨立內循環分選系統代替能耗較高的O-Sepa選粉機系統。

??通過研究發現在輥壓系統中,物料經輥壓機強力擠壓后,擠壓過物料含有大量30μm及以下的合格細粉,利用JD精細選粉機及時選出,并作為成品輸出;同時,利用磨尾JD高效內循環精細選粉機的高選粉效率及高選粉精度,以確保最終成品45μm細粉含量(45μm篩余≤2%),是系統改造成功的關鍵!而其中高性能選粉機是關鍵中的關鍵!

??輥壓機半終粉磨加磨尾內循環工藝特點:

??a.現今較流行(先進)工藝,在V選后增加一臺精細渦流選粉機,將輥壓機產生的細粉及時選出,由旋風分離器分離后進入成品。

??b.入磨物料中的細粉被選凈,消除過粉磨現象,改善了球磨機的工況。

??c.系統產能高,提產幅度大,輥壓機的細粉被選出進入成品水泥,提產效果明顯、直接。

??d.實踐表明前端精細選粉機切割粒徑需﹤30μm,否則易造成水泥需水量增高。

??e.磨尾采用JD高效內循環精細選粉機為獨立內循環分選系統代替高能耗的O-Sepa選粉機分選系統,裝機功率是原O-Sepa系統的40%,節能降耗幅度大。

??f.JD高效精細選粉機選粉效率高達90%,切割粒徑達10μm~30μm。

??g.采用高效旋風筒收集成品,高效、低阻、沒有粉塵外排,噪音小。

??h.質量穩定,水泥適應性能好,3微米含量在5-8%以下。

??i.設備體積小,備于老線改造,新建線土建投資少。

??j.JD高效內循環精細選粉機為獨立內循環分選系統,改造對原工藝系統參數沒有影響。

??k.綜合粉磨電耗較低,噸水泥電耗可達22~25kw.h。


03
典型用戶案例

Ⅰ、邳州中聯水泥有限公司(新建線)

??邳州中聯水泥有限公司新建φ3.8×13m水泥粉磨線,原擬采用閉路生產,磨前配套φ1700×1100mm輥壓機、V選、循環風機240000m3/h、全壓5500pa,電機560kw。球磨機配套一臺O-Sepa3500選粉機、收塵器風機Y5-48-14№。23D、電機710kw。后經多次反復考察調研,決定采用鹽城吉達公司推薦的生產工藝。

??1、原設計粉磨系統主要配置情況一覽

??2、原擬采用工藝如下圖所示:

??3、新工藝如下圖所示:

??4、改造后系統主要配置情況一覽


??改造后裝機功率比改造前減少460kw。

??改造效果:聯合粉磨系統臺時預計可達220t以上。

??5、邳州中聯水泥公司PO52.5水泥粒度分析報告


邳州中聯水泥中控畫面

6、技改后的優點:

??⑴輥壓系統采用JD精細選粉機,精確分離輥壓系統中30μm以下的細顆粒

??⑵輥壓預粉磨系統工藝簡單,非標管道少,系統阻力小,結構緊湊,裝機功率為常規配置的70%左右。

??⑶吉達JD精細選粉機具有兩級選粉,三級分散的功能,為了提高一級預分選的效率及精度,現采用雙軸傳動,使下部一級預選粉的效率提高到時70%,切割粒徑達80μm,當我們將切割粒徑放寬到150μm,可極大的提高了一級選效率,同時減輕了二級精細選粉的負荷,進一步確保了二級選粉效率高達90%,切割粒徑控制在0.010mm~0.030mm。

??⑷磨尾吉達JD高效精細選粉機采用內循環工藝代替高能耗的O-Sepa選粉機分選系統,選粉氣流獨立內循環,前后分選系統裝機功率小,能耗低。

??⑸吉達JD內循環高效精細選粉機選粉效率高達90%,切割粒徑達0.010mm~0.030mm。

??⑹采用JD高效旋風筒收集成品實現內循環工藝,低阻、高效、沒有粉塵外排,噪音小。布袋收塵器不再收集大量成品,僅用于系統補風,維修成本及系統阻力大幅下降。

??⑺質量穩定,水泥適應性能好,3微米含量在5-8%以下。

??⑻設備體積小,備于老線改造,新建線土建投資少。

??⑼吉達高效精細選粉機為獨立內循環分選系統,改造對原工藝系統參數沒有影響。

??7、改造效果:

??采用輥壓機半終粉磨工藝進行技改取得了顯著的效果,其生產的P.O42.5水泥熟料用量由技改前的80%降至技改后的69%,細度指標由技改前的80μm篩余1.5%降至技改后的45μm篩余6%(P.O52.5降至2.5%),比表面積略有增加,3-32μm顆粒含量達70-75%,而系統臺時產量、能耗均能穩定在技改前的水平,同時水泥的3d強度還增加了3Mpa,標準稠度用水量比技改前下降1個百分點,水泥的流變性能得到明顯提高。因熟料用量下降了約10個百分點,其生產成本下降幅度明顯,取得了極大的經濟效益。

??Ⅱ、舟山銀馬水泥有限公司

??公司原有生產工藝為φ1400×650mm輥壓機+φ3.2×13m水泥磨獨立聯合粉磨系統,磨機系統為閉路工藝,磨尾配套N-1500型選粉機。系統配置如下表所示

??該系統用于生產PO42.5水泥,臺時產量75t/h,水泥比表面積360m2/kg, 噸水泥電耗38Kw/h.t,工藝流程見下圖


??1、存在的問題:

??①過粉磨現象嚴重:物料被輥壓機強力擠壓,經過V型選粉機初分級,細粉通過旋風筒收集后直接喂入球磨機,入磨的細粉中含有大量30μm及以下的合格細粉,在磨機中形成料墊,降低了球磨機的粉磨效率并產生嚴重的過粉磨現象。

??②輥壓機效率低:V型選粉機屬靜態風選設備,選粉效率低下,粗細粉分離不干凈,回輥壓機的粗料中含有大量細粉,影響輥壓機的工況。

??③選粉效率低:磨尾O-SEPAX選粉機選粉效率低下,一般市場反饋效率在30-50%之間,這會造成大量細粉重新回磨破碎研磨,造成過粉磨現象。而且N-1500型選粉機選型偏小。

??④維護成本高:用布袋收塵器收集成品,能耗高,維修工作量大。

??2、解決方案:

??①將V型選粉機更換為雙軸雙轉子選粉機,該選粉機為吉達公司研發的專門用于輥壓料分級的多功能設備,其功能包括打散、粗分級、精細分級功能,可將輥壓機產生的30μm以下的細粉一次選出送入成品。配套高效低阻旋風收集器,處理風量:150000-170000m3/h。

??②將磨尾N-1500選粉機更換為SEPAX-2500型選粉機。增加一套旋風筒來收集SEPAX-2500選粉機分選出的細粉。配套循環風機JDF-18D,風量:150000m3/h,全壓:4500pa,電機功率:280kw(可用原355kw電機系統)

??③原布袋收塵器作為系統補風使用,需增加一臺風量50000m3/h、全壓3000pa風機,電機功率:55kw。

??④在磨前輥壓系統再增加一臺NE150提升機,用于將配料直接送至輥壓機穩流倉。磨尾提升機高度根據現場位置需增高1.5m。

??3、改造后的系統工藝見下圖

??4、技改后的系統配置見下表


??5、技改效果分析

??分別采用雙軸雙轉子選粉機替代原V型選粉機及原O-Sepa選粉機后,技改取得了顯著的效果,其生產的P.O42.5水泥熟料用量由技改前的62%降至技改后的54%,細度指標由技改前的80μm篩余1.5%降至技改后的45μm篩余2.5%,比表面積略有增加,3-32μm顆粒含量達75%,而系統臺時產量平均增幅30-35t/h,能耗下降8-13 Kwh/t,同時水泥的3d強度還增加了3Mpa,標準稠度用水量比技改前下降1個百分點,水泥的流變性能得到明顯提高。因熟料用量下降了8個百分點,其生產成本下降幅度明顯,取得了極大的經濟效益。

??①技改前后物料配比

??6、吉達雙軸雙轉子選粉機優勢

??①雙軸渦流選粉機替代V型選粉機應用于輥壓機預粉磨系統其工藝簡單,非標管道少,系統阻力小,結構緊湊,裝機功率僅為常規配置的70%左右。

??②輥壓系統采用吉達Sepax雙軸渦流選粉機,雙軸異步轉動,集打散、分級、精細分選功能于一體,是打散分級機、v型選粉機、渦流選粉機優點的整合體。

??③吉達Speax雙軸雙轉子渦流選粉機具有兩級選粉,三級分散的功能,為了提高一級預分選的效率及精度,現采用雙軸傳動,使下部一級預選粉的效率提高到70%,切割粒徑達80μm,當切割粒徑放寬到150μm,可極大的提高了一級選效率,同時減輕了二級精細選粉的負荷,進一步確保了二級選粉效率達90%以上,切割粒徑控制在0.010mm~0.030mm范圍可調。

??④磨尾采用吉達Sepax高效渦流選粉機代替高能耗的O-Sepa選粉機分選系統,選粉氣流獨立內循環,前后分選系統裝機功率小,能耗低。

??⑤吉達Sepax高效渦流選粉機選粉效率高達90%,切割粒徑達0.010mm~0.030mm。

??⑥采用高效旋風筒收集成品實現內循環工藝,低阻、高效、沒有粉塵外排,噪音小。布袋收塵器不再收集大量成品,僅用于系統補風,維修成本及系統阻力大幅下降。

??⑦質量穩定,水泥適應性能好,3微米含量在5-8%以下,3-32μm顆粒含量達70%以上。

??⑧設備體積小,便于老線改造,新建線土建投資少。

??⑨吉達Sepax渦流選粉機為獨立內循環分選系統,改造對原工藝系統參數沒有影響。

??輥壓系統雙軸雙轉子選粉機成品質量控制標準通常為30μm零篩余;后續閉路球磨系統所用內循環高效渦流選粉機成品質量控制標準為45μm篩余2.5-6%左右。這主要是考慮前置的精細選粉機所選成品為輥壓機直接形成,顆粒圓形度較差,但其粒徑較小,進入后續管磨系統,會大大增加管磨機內的“軟墊”,破碎研磨效率銳減,將這部分小于30μm的顆粒選出直接送入成品,會在提高系統產量的同時大幅改善球磨的工況,從而起到事半倍的效果;而后續的內循環高效渦流選粉機所選成品顆粒圓形度較高,故其粒徑可放寬至45μm篩余2.5-6%左右。實踐探索,在此成品質量控制標準下,云南壯山公司Φ3.4×11M閉路管磨聯合粉磨系統,產量從75t/h增產110t/h以上,整體效益較好,水泥的標準稠度用水量稍有下降,水泥質量將會得到一定改善,極易受到混凝土客戶的喜愛。鹽城吉達公司在天山庫車、邳州中聯、西南筠連、宜賓瑞興(星船城)、鄧州中聯采用雙軸雙轉子選粉機對粉磨系統進行技改后均取得了很好的效果,這里就不一一列舉。


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