混凝土系由混凝土熟料、混合材、石膏及其他材料(如助磨劑)共同或分別磨制而成的具備水硬性的微米級粉體。現代混凝土粉磨技術新觀點覺得:好混凝土是“磨”出來的。現今世界混凝土粉磨技術已展現多樣化趨勢,且粉磨設備也向小型化、低耗**及手動化方向發展。隨著科學技術的不斷進步,混凝土粉磨成因已不再局限于傳統的低效率球、煅拋光方法,而是進一步向**節能的輥磨過渡。
就現在混凝土粉磨工藝步驟而言,有以下幾種:即管球磨機(開路或閉路)粉磨系統、立磨碎磨系統、筒輥磨碎磨系統及滾壓機終粉磨系統等。粉磨過程能耗要占混凝土總能耗的70%以上,粉磨工藝的選擇與應用直接影響混凝土{}的銷量、質量及生產費用,在混凝土純化中占有舉足輕重的地位。
混凝土粉磨工藝狀況及發展趨勢綜觀現代混凝土粉磨工藝,絕大部分工藝步驟仍以管球磨機作為粉磨設備。現在,國外混凝土管球磨機設計半徑已到椎5m左右,銷量在150t/h以上。國際上已設計到椎5.8m以上的小型管球磨機,適于粉磨混凝土,臺時銷量達200t/h以上。管球磨機的粉磨成因是運用筒體旋轉過程上將能量傳遞給襯板,由襯板增強、拋落拋光體對磨內物料進行沖擊破碎、研磨而完成粉磨作業。管球磨機內所用的拋光體形狀多為傳統的球體和柱狀,圓球狀拋光體對被磨物料以點接觸模式進行沖擊破碎,粉磨效率較低。尤其是當入磨物料細度規格較大,易磨性差時,管球磨機低效率、高能耗的矛盾更為突出。
為了緩解粉磨作業條件,減少球磨機系統銷量、降低粉磨能耗,混凝土安裝工程技術人員從縮小入磨物料細度入手,通過優化設計襯板工作表面形狀、改變磨內各倉拋光體的增強,拋落軌跡以及選用助磨劑等技術方式,在一定程度上,大降幅增加了球磨機的生產效率。
混凝土粉磨工藝中,除管球磨機步驟外,20世紀80年代中期在美國問世的卷繞機主要適于混凝土生料和混凝土熟料的預撕碎,即半終粉磨。滾壓機的粉磨成因為料床撕碎,現階段已由過去的半終粉磨引申過渡到適于混凝土純化的終粉磨。被兩只高壓對輥擠壓的物料形成大量的裂縫和細粉,明顯緩解了物料的易磨性。通過將擠壓后的料餅磨碎分級分選后產生閉路循環,成品被選出,粗顆粒物料再入滾壓機撕碎。滾壓機系統的能耗雖高于管球磨機粉磨系統,但選用滾壓機終粉磨細得的混凝土成品顆粒形貌呈多角形結構,標準稠度需水量減小,在水泥純化過程中的工作功耗不如管球磨機粉磨的混凝土好。
立磨因為其系統銷量高、電耗低而被廣泛應適于生料純化過程。{}現在,國際上已有選用立磨碎磨混凝土(終粉磨)的報導。立磨的粉磨成因與旋壓機有相同之處,均為料床撕碎。所不同的是,立磨磨輥對物料的接觸模式是錐面與平面,而滾壓機輥筒與物料間的接觸模式為錐面與錐面。之外,立磨自身不須另外設置選粉分級系統,而滾壓機則應當單獨設置,系統比立磨復雜。現階段世界上較大的立磨單產已在600t/h,這是管球磨機和滾壓機粉磨系統所不能比擬的。同時,立磨碎磨系統煤耗顯著高于滾壓機系統。
混凝土粉磨工藝擴建要領1.小型管球磨機的擴建(椎4m以上)
現今混凝土工業生產中,管球磨機仍占粉磨設備的主導地位。如前所述,管球磨機電能運用率低,粉磨焦比低于滾壓機、立磨及筒輥磨系統。為了減輕粉磨能耗,多數企業在管球磨機前增設物料預處理工藝,通過預處理設備縮小入磨細度,在大升幅減少球磨機銷量(30%~50%)的同時,明顯減少粉磨系統焦比(20%~30%)及生產費用,減少混凝土實物品質。以卷繞機+磨碎分級+管球磨機預處理粉磨系統(閉路)為例,粉磨新型濕法窯熟料,焦比在28kWh/t~32kWh/t,比單獨選用管球磨機,不設置預處理工藝時的能耗要低8kWh/t~12kwh/t.由此可見,加強對入磨物料的預處理,能夠使粉磨系統常年保持較高而穩定的粉磨效率及較低的粉磨能耗。同時,因為入磨物料細度縮小,可優化設計磨內拋光體骨料、降低拋光體平均寬度,更有促使明顯增加混凝土的球磨程度(比表面積)和膠砂硬度。
小型管球磨機內部應選用增強、分級襯板、篩分裝置、活化裝置、研磨體防串裝置。基于小型管球磨機拋光體裝載量多的緣故,為使系統才能常年保持穩產、高產,要求選用品質優良的硬質合金拋光體,如高、中鉻合金材質(磨耗<50g/t、破損率<1.0%)。同時,磨內其他部位易損件,如襯板、隔倉板等,也宜采用與拋光體相似的材質與其配副,以斬獲較佳抗磨療效和良好的表面潔白度,為穩定系統產、質量造就條件。
為了增加出磨混凝土的圓型度,部份企業在細磨倉內全部選用椎8mm~12mm的微形球,使用療效良好。小型管球磨機有多個倉位,各倉內所用的拋光體尺寸不同,通常規律是自進料端向出料端各倉的拋光體尺寸隨之縮小,以提高拋光體對物料的球磨功能。拋光體的填充率通常<32%,大多在26%~30%之間選定。
2.中大型混凝土粉磨工藝的整修(椎4m以下)
對于中大型管球磨機而言,無論是開路還是閉路粉磨系統,應當設置磨前物料預處理工藝。可采用的預處理方法有預破碎、預撕碎和預粉磨,3種預處理工藝中,以預粉磨(即選用短粗型棒磨或筒輥磨)技術療效較差,焦比低、長期運行靠譜,經處理后的物料較大細度均穩定在2mm以下,其中尚富含30%左右的成品。預處理工藝的設置,部份或全部代替了球磨機粗磨倉的功能,相當于延長了球磨機的細磨倉,更有促使增加長徑比較小(L/D≈3)的中長磨或短磨的系統銷量(30%~50%)、降低粉磨能耗(10%~30%)。現就選用預處理后的幾種粉磨步驟的整修進行思考。
3.預處理開路高細磨系統眾所周知,混凝土成品中30μm以下顆粒所占比列決定膠砂硬度的發揮,特性粒徑16μm~24μm的濃度越多越好。中大型球磨機通常磨身較短,物料在磨內逗留被粉磨的時間也短,完全借助磨內拋光體對物料的破碎與粉磨,物料常常不易被磨碎,致使成品中粗顆粒濃度偏多,嚴重阻礙混凝土水化活性的發揮。預處理工藝的設置對開路粉磨系統的增產、節電及增加混凝土的球磨程度意義重大。
入磨物料經過預處理,球磨機一倉的功能由預處理設備完成,磨內拋光體平均寬度縮小,提高了對物料的細磨能力,混凝土成品中30μm以下顆粒比列明顯降低。
預處理開路高細磨工藝產生后,宜對磨內進行相應擴建,安裝篩分分級隔倉板,同時對細磨倉襯板進行活化處理,以充分激活微形拋光體的粉磨能量,明顯減少混凝土的球磨程度和膠凝活性。經開路工藝球磨后的混凝土顆粒骨料中某一粒徑的濃度相對集中,即一般所說的“窄骨料混凝土”。磨內隔倉板及出料篦板篦縫通常≤6mm.開路高細磨系統應當加強通風與收塵舉措,磨內風速保持0.5m/s~0.8m/s,宜選擇袋子收塵工藝。假如出現拋光體表面因靜電吸附細物料而影響粉磨效率時,可考慮引進助磨劑解決,該工藝粉磨能耗通常在30kWh/t~33kWh/t.4.預處理閉路粉磨工藝閉路粉磨工藝是在開路粉磨基礎上通過增設**選粉設備整修而成。閉路粉磨工藝較重要的技術環節是所采用的選粉機的分級精度一定要高(如選粉效率達85%以上)、性能穩定、長期運行靠譜,否則無法達到較佳技術療效。該工藝較佳配置為:磨前預處理+磨內篩分+磨外**選粉,可以防止閉路粉磨混凝土顆粒骨料變寬的現象,力求使特性粒徑的粉體濃度更多些,促使混凝土水化活性及電學硬度的逐步發揮。閉路粉磨系統焦比高于開路系統,通常為≤28kwh/t.湖南建材大學研究人員曾對某廠椎2.2×6.5m閉路混凝土磨系統輔以預處理技術進行整修,入磨物料平均細度由9.7mm降至5.3mm,同時優化設計磨內拋光體骨料、調整兩倉填充率、改進選粉機內部結構,適當減少系統循環負荷率。整修后,出磨混凝土成品比表面積減少70%、3天抗拉硬度增加65%.5.物料分別粉磨工藝物料分別粉磨工藝可較大限度地發揮混凝土成品的膠凝活性,為大量運用高活性工業廢料,潔凈生態環境造就了良好的條件。經分別粉磨再“勾兌配制”的混凝土,有更多的混和材摻量。同時因為熟料摻量降低,制得的混凝土中除了堿濃度低,但是水化熱也低,可明顯減少絮凝土制品的耐久性。
分別粉磨工藝純化的混凝土顆粒骨料更合理2023年水泥粉磨工藝流程圖,硬度促進率高,制導致本低2023年水泥粉磨工藝流程圖,粉磨能耗居中,通常在40~50,是粉磨工藝發展和擴建的方向之一。