金少平

广西欧神诺陶瓷有限公司 广西梧州 543000

1 试验研究

1.1 试验材料与设备

试验采用的材料包括炉渣、粉煤灰、脱硫石膏、天然石膏、熟料，采用的仪器设备包括水泥闭路粉磨系统、Φ3．2×11m球 磨 机、POLYCOM15/8-5S辊 压 机、SE-POLSVZ250-4选 粉 机、DESPOLGR．IV打 散 机， 以 及 Φ16mm×18mm、Φ14mm×16mm、Φ12mm×14mm的 高 铬 钢 段，Φ25mm、Φ20mm、Φ17mm、Φ15mm、Φ13mm的陶瓷球（高耐磨微晶陶瓷球），同时采用扫描电镜、激光粒度仪、水泥净浆搅拌机、水泥抗折强度试验机、水泥抗压强度试验机。

1.2 工业化应用试验

采用双闭路粉磨系统，以此研究高耐磨微晶陶瓷球代替高铬钢段后，水泥粉磨台时产量、粉磨能耗、粉磨工况、水泥各项性能指标变化。朝阳重型机械厂的球磨机规格为Φ3．2×11m，分为2Φ3．2×11m，正常生产时一仓、二仓分别为钢球、钢段，同时磨前配辊压机。在物料经辊压机预粉磨后，进入球磨机粉磨前由打散机分级，选粉机负责磨物料优选，以此最终获得水泥成品。在具体试验中，将球磨机二仓的全部高铬钢段倒出，选择Φ25mm、Φ20mm、Φ15mm、Φ13mm规格的高耐磨微晶陶瓷球加入二仓，辅以针对性调整，二仓高耐磨微晶陶瓷球的最终装载量为95t，各种球的配比为 Φ25mm:Φ20mm:Φ15mm:Φ13mm=20:31:30:19。在原有基础上，一仓补加10tΦ30mm钢球。在运行一段时间后，对磨机工况在应用前后的变化进行对比，开展针对性取样，明确水泥性能的变化情况。

2 结果与讨论

2.1 陶瓷球应用前后磨机工况

在其他条件不变的情况下，用第二仓型钢代替高耐磨陶瓷球，试验前第二仓型钢的填充率为31%。根据初步设计，高耐磨微晶陶瓷球在第二仓的填充率为35%，第一仓钢球的装载量不变。从而确定球磨机的生产工艺参数。高耐磨微晶陶瓷球使用前，每小时和主机耗电量分别为145t/h和180A，初次使用时每小时和主机的功耗分别为120t/h和120a。深入分析发现，首次使用时更换第二仓高耐磨陶瓷球可降低70t磨煤机的总负荷，磨机主机电流显著降低33．3%（60a），同时单位小时产量可降低17%（25t）。此时，电耗有非常明显的下降，但单位小时出力会受到一定程度的影响。深入分析可以发现，产量下降的主要原因是，高耐磨陶瓷球的容重只有钢球的一半，减重的研磨体可以降低电耗。在高耐磨微晶陶瓷球的磨削加工中，大孔隙率、小容重的球需要保证较长的研磨时间、较高的填充率和较细的进料粒度。在这种情况下，输出自然会减少。为了充分发挥高耐磨陶瓷球的优点，需要对系统进行调整[1]。

从初步使用效果分析可以看出，为了达到预期的每小时产量目标，需要继续提高第一仓和第二仓的粉磨能力，同时努力提高分离器的选粉能力。为此，采取了三项有针对性的措施。首先，在一个箱子里增加10吨钢球。二是加入10tΦ15mm高耐磨微晶陶瓷球，提高第二仓的充填率。第三，检查和微调分离器的使用，以提高粉末分离效率。调整后，第一仓和第二仓的装载量分别为63T和95t，装填率为30%和39%，每小时和主机的电耗分别为144t/h和130a。经进一步分析，调整后磨机总负荷降低24%（50t），小时出力基本相同，主机电流降低约27．8%（50a）。通过调整，初步实现了采用型钢粉磨生产水泥的工艺指标。但经过一个月的试验有针对性的统计表明，采用高耐磨微晶陶瓷球每吨可节约水泥电耗5．2kwh/t，节能效果良好。

2.2 水泥物理性能试验对比

在水泥物理性能测试中，分别取高耐磨微晶陶瓷球使用前后生产的水泥，测试了标准稠度用水量、水泥粒径分布、强度和比表面积，并对其物理性能进行了分析比较。通过分析，确定采用高耐磨微晶陶瓷球，并对系统进行调整，可生产出比表面积略有降低的水泥。同时，水泥28d抗压强度略有提高，水泥3D抗压强度基本不变，0．8%水泥标准稠度用水量降低。

2.3 水泥颗粒形态比较

对P·O42．5水泥进行了扫描电镜分析。分别用钢段和高耐磨微晶陶瓷球对水泥颗粒形貌进行了比较。通过比较发现，采用高耐磨微晶陶瓷球可以获得球度较好的水泥颗粒。这是由于在高耐磨规则球微晶陶瓷球的应用中，水泥磨粒的点接触和钢坯的线接触造成的。前者可获得具有良好球形度的水泥颗粒，后者可获得线性或针状多角度形貌的水泥颗粒，其球形度不同差异明显[2]。

2.4 水泥颗粒级配对比

采用激光粒度仪围绕P·O42．5水泥展开分析，分别检测使用钢段和高耐磨微晶陶瓷球粉磨水泥的颗粒级配。开展针对性对比可以确定，在钢段由高耐磨微晶陶瓷球代替后，存在基本持平的≤60μm颗粒含量，以及含量增加的3μm-32μm颗粒，含量减少的≤3μm颗粒。深入分析可以发现，高耐磨微晶陶瓷球使用后，水泥颗粒级配的合理性有所提升。

2.5 磨机噪音、水泥温度和水泥中水溶性铬（Ⅵ）含量对比

水泥产品中水溶性六价铬含量采用二苯碳酰二肼分光光度法进行检测，出磨水泥的温度采用水银温度计进行检测，在距离磨机1m远处采用数字式声级计进行检测。结合检测可以确定，采用高耐磨微晶陶瓷球后，水泥水溶性铬（Ⅵ）含量、出磨水泥温度、磨机噪音分别降低5．5mg/kg、21℃、15dB(A)，可见陶瓷球应用后能量损失得以减少，且外加剂与水泥适应性改善获得较为积极影响，同时降低的磨机噪音和水溶性铬（Ⅵ）含量对环境保护和工人健康也带来了积极影响。

3 结语

陶瓷磨矿企业的节能降耗关系到生产过程的各个环节。加强原材料控制，降低粉鳍细度，提高湿式球磨机的粉磨效率，合理控制喷雾造粒工艺的操作参数，适当添加添加剂，采用低温快烧技术，综合利用窑内预热，积极推进技术改造。节能降耗。各企业要根据自身实际情况大胆创新，进行技术改造，积极探索适合自己的节能降耗途径。