技术生料分别粉磨技术在生产低碱硅酸盐

摘要

在制备硅酸盐水泥生料时，对现有生产线的粉磨、输送、均化系统进行局部改造，通过球磨机将磨蚀性较差的硅石单独粉磨，再将磨制的硅石粉与石灰石等原料进行配料后，利用辊式立磨生产生料，在干法回转窑上生产出碱含量小于0.50%的硅酸盐水泥熟料。

引言

兰新铁路复线在建设中为解决高速铁路通过严寒、戈壁及大风地区的工程技术难题，大量采用低碱硅酸盐水泥，以消除碱集料对混凝土基础的破坏。工程要求低碱普通水泥中f-CaO＜1.0%，R2O＜0.6%，C3A＜8.0%，比面积～m2/kg。而地处西北的河西地区属于高盐碱地区，生产水泥的原料中碱含量普遍较高，尤其是硅铝质原料粘土中碱含量高达3.0%以上。

早在年公司2#回转窑（￠3.5×54.2m）投产初期，我公司采用￠30mm以下的粒状硅石配料，难磨的硅石对生料立磨的磨辊、磨盘衬板等磨损较大而被迫停用硅石。年3月前，公司为生产低碱硅酸盐水泥，除了采用经过高温煅烧后碱含量大量挥发的冶炼废渣外，继续采用粒状硅石配料，利用球磨机粉磨生料，在1#回转窑（￠3.3×48.6m）生产低碱熟料。同时，硅石配料时生料质量波动大、电耗高，产量低，熟料无法满足大规模生产低碱水泥的要求。

1生产基本思路

西北地区由于受地域限制，熟料生产所用原料R2O含量较高，而生产低碱硅酸盐水泥熟料硅质校正原料基本为硅质板岩或硅石，而硅质校正原料与石灰石等其它原料相比，易磨性差异较大，虽然出磨生料细度达到了工艺要求，但其中较为难磨的硅质原料细度并没有达到理想的指标，根据生产实践和相关文献得知，硅质原料难磨难烧，生料易烧性差，影响熟料的煅烧质量，且煤耗会升高。因此，我们提出了生料采取分别粉磨技术，将难磨难烧的硅质原料与其它原料分开，将硅石单独粉磨，把石灰石和其它原料一起粉磨，然后根据质量和生料三率值要求，按比例计量、混合、均化成生料粉。

年底，经过对技术方案论证和经济性分析，我们对现有的1#、2#回转窑工艺进行综合评价和分析，将1号窑生料粉磨、输送系统进行了部分改造，采用碱含量较低的硅石配料。

我们通过分析知道水泥窑窑灰的KH明显高于生料。如果生料粉磨采用混合粉磨，则生料中的组分细度就会有较大差别。生料粉会在预热器内发生离析分选现象，导致窑灰与生料的成分差别较大，给窑灰的使用带来不便，最终导致入窑成分及窑系统热工不稳定。另外较大的硅石颗粒制约了固相反应的发生，影响生料的易烧性，对立磨在粉磨过程中磨辊、磨盘衬板磨损较大，台时产量较低。针对以上问题我们提出了生料分别粉磨的技术方案。

为了满足市场需求，后改用2号窑（t/d）生产低碱熟料近三个月时间。由于生产原料中硅石易磨性差，生料立磨粉磨过程中磨辊、磨盘衬板磨损大，半年需要更换修复一次，每修复一次费用约60万元，而正常使用情况下只需二年更换修复一次磨辊、磨盘衬板。而且生料立磨台时产量相比生产普通生料台时产量也大大降低，生料粉磨电耗由原先的21kwh/t升高到30kwh/t，这样立磨检修时间被大大占用，也为生产组织工作带来了难度。

针对以上所述生产低碱熟料过程中所遇到的磨辊、磨盘衬板磨损较大，修理费用高、磨机台时降低的问题。我们根据物料的易磨性差异，利用原有设备对硅石采取单独粉磨，然后根据工艺要求配比进行混合，以此来降低生产和维修费用的方案。

2实施方案

采用1#窑生料系统的1#或2#球磨机粉磨纯硅石粉。粉磨后的成品，通过现有的输送设备送入西侧三座生料库的其中一座，在库下安装一台单管计量秤，将计量的成品喂入现有库底刮板机，再进入西侧倒库提升机，提升机上部的下料溜子南北方向新安装一台18m的空气斜槽到2号～4号库中间位置，从此位置到生料立磨入料溜子安装钢结构通廊（长度约25m），通廊上部安装空气斜槽，成品通过斜槽直接入磨。

此方案投资约60万元。采购了一台X×25m的空气斜槽和一台单管计量秤。制作了一条宽2m、长25m、高约18m的钢质通廊。收尘设备仍然采用现有的生料库顶收尘器，只延长了风管。

此方案的另一特点是，可以根据生产实际，将1#线生料磨粉磨后的硅石成品，用散装车送入3#窑（￠4.8×72m）生料立磨粉煤灰库，经计量后入生料立磨粉磨，为实现3#窑单独粉磨生产低碱生料提供了条件。

3实施效果

该方案投入运行后，经过近3个月的工业生产，经济效果十分明显，不仅生料立磨台时产量提高10t/h（从t/h提高到t/h），而且熟料质量稳定，碱含量稳定在0.55%以下。采用硅石单独粉磨生产低碱生料期间，经过对设备的反复观察和严格测量，没有发现磨辊、磨盘衬板明显的磨损。

3.1设备维修费用大幅度下降

按每6个月维修更换一次磨辊、磨盘衬板，每套磨辊、磨盘衬板的设备费用和维修费用为60万元计算，则每年可节省设备配件及修理费用约万元。

3.2吨生料粉磨电耗明显下降

在立磨上采用粒状硅石混合配料时，生料粉磨电耗为25kWh/t。采用单独粉磨硅石再混合的工艺后，立磨粉磨电耗降为20kWh/t；球磨机粉磨硅石时粉磨电耗为39kWh/t，由于硅石粉在生料配料中占10%的比例，每吨生料节约电费：

（25-20×90%-39×10%）×0.5=1.55元/t，每年可以节约电费:

600t/a×1.55元/t=99.2万元。

每年节约总费用为：设备维修费用+电费=万元+99.2万元=.2万元，投资回收期1个月。这样不仅节约了各项费用，还降低了设备故障率。经过对窑系统煅烧进行跟踪后发现，采用硅石单独粉磨后，熟料的强度提高了3MPa以上，而且窑系统的稳定性较混合粉磨也大大提高。

3.3生料易烧性大大提高

由于采取生料分别粉磨技术，原料中硅石细度提高，有效改善了生料易烧性，水泥窑熟料煅烧质量明显提高，熟料f-CaO平均合格率较年提高8.50%。

4结束语

在辊式立磨上采用粒状硅石配料时，磨辊、磨盘衬板磨损严重、磨机台时产量低是行业内普遍存在的现象。同时，由于生料中硅石细度的不同会有较大差别，也将给回转窑回灰的使用带来较大问题，最终导致入窑成分的不稳定，造成窑系统热工制度的波动，这些都是影响西北地区低碱熟料成本较高和生产难度较大的主要原因。在大型回转窑的生料粉磨工艺上，采用将难磨的硅石单独粉磨再混合的技术，将为西北高碱地区生产低碱水泥熟料、降低设备维修费用提供了可以借鉴的经验。

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