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        開流粉煤灰管磨機效率低的原因及其應對措施

        • 分類:學術講座
        • 作者:
        • 來源:
        • 發布時間:2007-04-17 13:44
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        開流粉煤灰管磨機效率低的原因及其應對措施

        【概要描述】楊春保朱春啟  粉煤灰原灰或粗灰經管磨機高細粉磨至一定細度后,制成粉煤灰摻合料摻入混凝土后,不僅可以取代部分水泥,減少生產水泥的煤、電、石灰石等消耗,降低混凝土的成本,保護環境,而且可以提高混凝土的后期強度、改善新拌混凝土的工作性、改善混凝土的耐久性,生產高性能水泥。因此,粉煤灰的高細粉磨作為粉煤灰的綜合利用的一條良好的途徑,必然會越來越受到相關企業的高度重視。但目前國內粉煤灰的粉磨普遍存在效率低

        • 分類:學術講座
        • 作者:
        • 來源:
        • 發布時間:2007-04-17 13:44
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        楊春保 朱春啟

          粉煤灰原灰或粗灰經管磨機高細粉磨至一定細度后,制成粉煤灰摻合料摻入混凝土后,不僅可以取代部分水泥,減少生產水泥的煤、電、石灰石等消耗,降低混凝土的成本,保護環境,而且可以提高混凝土的后期強度、改善新拌混凝土的工作性、改善混凝土的耐久性,生產高性能水泥。因此,粉煤灰的高細粉磨作為粉煤灰的綜合利用的一條良好的途徑,必然會越來越受到相關企業的高度重視。但目前國內粉煤灰的粉磨普遍存在效率低、消耗高,產品細度難以控制、需水量超標等問題。例如,當前國內技術條件下,采用管磨機粉磨Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰的平均電耗分別為30~35kwh/t和25~30kwh/t,僅耗電一項成本就高達15 ~21 元/噸,造成國內粉煤灰粉磨利潤空間縮小,經濟效益不理想。粉煤灰管磨機效率普遍低下的原因是多方面的,現分析如下:

          1 磨內物料流速過快

          入磨粉煤灰粒度一般在1mm以下,比表面積130㎡/㎏以上,粉煤灰進入第二倉細度更細,比表面積在300㎡/㎏以上,加上粉煤灰表面光滑,含有大量球形玻璃體,流動性能好。(圖一)是粉煤灰的SEM照片,它是廣州恒運電廠排放的粉煤灰經分選后得到的粗灰,經測試其比表面積為138.0㎡/㎏,45μm篩余為63.6%。它含有大量的球形物料,發揮“滾珠”效應,經實測,在Ф2.4×8m普通開流粉煤灰管磨機內的停留時間僅4分鐘,即在管磨機內的前進速度平均為2m/min。

          

        開流粉煤灰管磨機效率低的原因及其應對措施

         

          圖1 入磨粉煤灰SEM電鏡照片

          粉煤灰流動速度快,容易造成:

         ?、欧勖夯以诠苣C內停留時間過短,一般只有幾分鐘,研磨時間不足,產品細度容易跑粗;

         ?、颇攘锨虮葒乐仄?,研磨體粉磨能力難以發揮。在正常生產時停磨打開磨門檢查,常常只見研磨體而看不到粉煤灰,在實際生產時球砸球,球砸襯板現象嚴重,造成能量的損失,也增大了襯板、研磨體等金屬材料的消耗。

          為了控制粉煤灰的流動速度,達到合理的料球比和一定的研磨時間,可在粉煤灰管磨機內使用減慢物料流速的技術裝置,如可控流速型隔倉板、溢流型出口篦板、溢流圈等。廣州運宏粉煤灰公司、河南洛拓建材公司、杭州電廠等單位的粉煤灰管磨機使用這些技術措施后,粉煤灰流速都降到了0.7m/min以下,有效改善了磨內工況,提高了磨機產、質量,減少了研磨體消耗,并大幅降低了生產噪音,改善了工作環境。

          2 嚴重的過粉磨

          在普通粉煤灰管磨機內還存在嚴重的過粉磨問題,導致產品產、質量下降。從粉磨工藝來考察,在粉磨過程中,物料在磨內沿著磨機從磨頭到磨尾的縱長方向上的細度發展,由粗到細,直至出磨細度為合格料,似乎形成一個合理的細度梯度。若進一步深入分析,從縱向的每一點的橫截面上來看,物料顆粒粗細懸殊,細度極不均勻。在粉煤灰管磨機后倉內的每一個橫截面上,45μm以下的合格料都占大多數,但同時也存在一定量的不合乎細度要求的粗物料。為了達到出磨細度的要求,只好用過長的粉磨時間來完成。這樣,在磨內沿著磨機縱向的粉磨物料,在細度發展過程中,由磨頭到磨尾合格料的百分含量越集越大,但必須要等待全部物料達到細度指標合格后,方可排出磨外。(圖二)是杭州電廠Ф1.5×5.7m普通粉煤灰管磨機磨內篩余曲線,清楚可見的是第二倉各個橫截面上45μm以下的物料都占大多數,但必須等到整體細度在45μm篩余小于25%時才可排出磨外,否則就達不到Ⅱ級粉煤灰的細度要求。

          

        開流粉煤灰管磨機效率低的原因及其應對措施

         

          由于合格料不能及時排出磨外,它們對較粗的物料的進一步粉磨起緩沖和阻磨作用,耗費過多的粉磨時間,而使粉磨效率無法提高。同時,由于部分粉煤灰被過度粉磨,產品比表面積過高,需水量超標,粉煤灰產品的性能及經濟價值下降。

          減少粉煤灰過粉磨的關鍵:一是研磨體級配要恰當,避免將粉煤灰中大量的玻璃微珠過度粉碎。二是要采取有效的技術措施,及時排出磨內合格細粉。

          我院開發的“開流粉煤灰微粉管磨機”技術,較好地解決了粉煤灰過粉磨的問題,粉磨粉煤灰的產、質量都有大幅度的提高。

          3 各項技術參數不合理

          粉煤灰管磨機的重要技術參數包括: 前后倉倉長比、研磨體級配和填充率、磨內風速等。普通粉煤灰管磨機常見的問題是:

         ?、徘昂髠}倉長比不合理,粗磨能力有余而細磨能力不足;

         ?、频谝粋}研磨體級配有誤,最常見的是使用的球徑偏大,粉磨能量過多地消耗在球砸球,球砸襯板上;

         ?、悄蕊L速過高,細度跑粗,產品質量難以保證。 根據我們的試驗結果和實際生產經驗,通過制定合理的各項技術參數,完全可以解決上述各種問題,大幅節能降耗,提高產品質量。例如上海海笠建材公司、廣州運宏粉煤灰公司、杭州電廠等粉煤灰微粉公司,各項技術參數在作了合理的調整后,粉煤灰管磨機臺時產、質量都有明顯的提高。

          4 水泥管磨機的技術桎梏有待突破

          經過多年的研究,我們發現粉煤灰與水泥的粉磨在多個方面都有各自不同的特點和規律。

          首先,從粉磨的物料來看,水泥熟料中占70%以上的阿利特、貝利特是離子晶體結構,對它們的粉磨需要破壞高強度的離子鍵;而粉煤灰中占50~80%的是相互粘連在一起的玻璃微珠,物料的粉碎主要是打斷細小球形玻璃體之間的粘連。

          其次,從產品性能要求來看,水泥最看重的是粉磨對提高早期強度的效果,對比表面積、水泥顆粒分布有特別的要求,而粉煤灰作為混凝土摻合料,被看重的是對混凝土工作性及耐久性的改善和提高,對需水性有特別的要求,因此二者在細度、顆粒級配上的要求是不同的。

          最后,從粉磨機理來看,粉煤灰的粉磨只有體積粉碎與表面粉碎兩種模型,粉磨對于45μm以下細粉煤灰(玻璃微珠)幾乎不起作用,這與水泥的粉磨又是不同的。水泥與粉煤灰粉磨的這些特點,決定了它們在粉磨工藝過程、研磨體級配、倉位布置等等方面各有其規律。把握和恰當運用這些規律,才能達到高產、優質、低消耗的目的。

          然而,由于粉煤灰粉磨在國內還剛剛起步,人們對其特點與規律的認識還比較膚淺,加上粉煤灰管磨機大多是由水泥管磨機轉變而來,因此,目前國內粉煤灰管磨機,無論是磨內結構還是各項技術參數,與水泥磨比較都沒有大的改變,缺乏針對性。粉煤灰管磨機完全套用水泥管磨技術,在理論上是不科學的,實踐上不可能達到應有的效率。比如,磨內篩分技術應用于水泥粉磨能取得良好的效果,但一些企業用之于生產粉煤灰效果并不理想。這是因為粉煤灰入磨物料粒度基本小于1mm,經過第一倉的粗磨后,細度更細,一般能達到0.5mm以下,篩分裝置根本起不到篩分的作用,反而會加快粉煤灰的流動速度,惡化磨內工況。又比如,粉煤灰管磨機第一倉研磨體對物料的粉磨,要求既要有較強的沖擊力,又要有較強的研磨能力,這樣才能與粉煤灰的粉磨機理相適應,才能有較好的效果,套用水泥磨的階梯襯板、溝槽襯板或小波襯板等,都無法滿足要求。我們專為粉煤灰管磨機研制的襯板,由于能適應粉煤灰粉磨過程的特點,就取得了良好的提高粉磨效率的結果。

          5  結語

          綜上所述,目前國內粉煤灰管磨機普遍存在的問題是:磨內物料流速過快,料球比偏低、嚴重的“過粉磨”、各項技術參數不合理以及研磨體級配、襯板、隔倉板、出口篦板結構缺乏針對性,它們是粉煤灰管磨機效率低、電耗高的主要原因。針對這些問題,我院成功開發了“開流粉煤灰微粉管磨機技術”,對粉煤灰管磨機粉磨過程進行系統的改造,取得了良好的社會經濟效益,已在國內數十家企業得到應用,證明一般能提高粉煤灰管磨機臺時產量35~40%,節電25%以上,并能提高粉煤灰的質量等級,應用前景廣闊。我們愿與致力于粉煤灰加工領域的同仁一道,為我國的資源再利用,生態環境保護和國民經濟可持續發展盡綿薄之力。

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