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2018年05月24日 10:22:10
管磨机粉磨物料适宜水份含量及其影响因素

杨春保   朱春启
(合肥水泥研究设计院,合肥市230051)

    目前管磨机粉磨系统基本上都是干法磨,磨内物料水份含量对磨内工况和粉磨效率都有很大影响。如何正确处理入磨物料的水份问题,是各粉体制造公司经常碰到的难题。我们在实际工作中积累的一些经验,或许对解决该问题有所裨益。

1 水份含量与糊磨的关系
    津巴布韦Pacsatr水泥公司有一台中Ф2.2×7.0m开流水泥磨,它第一仓经常饱磨,打开磨门观察,我们发现物料在隔仓板篦孔内结块,篦孔堵塞,钢球、衬板表面包裹严重。进一步调查发现,入磨物料平均水份含量高达5%一6%,这是磨机糊磨的主要原因。为了探求物料水份含量与糊磨的关系,我们与该公司一起用Ф500×5OOmm球磨机进行了试验,试验用研磨体级配见表l。

    试验物料及其配比与实际生产相同,熟料为津巴布韦华津水泥厂湿法窑熟料,矿渣取自津巴布韦钢铁公司,物料配比为:熟料:矿渣:石膏=61.7:36.2:2.1。粉磨3Omin后的结果见表2。

    由表2可见,随着物料水份含量提高,糊磨现象越来越严重,同时可见钢段较之于球与衬板,有较好的抗糊性。

    Pacsatr公司在实际生产时发现,如果物料水份超过2.8%,会发生糊球、糊衬板和隔仓板篦孔堵塞现象。但水份在2.5%时,磨机并未发生这些糊磨现象。这与上述小磨试验结果有所不同,这是因为实际生产时磨机有良好的通风,并且物料在磨内停留时间较短,使得糊磨难以发生。

2 水份含量过低的影响
    Pacsatr公司在生产中还发现,入磨水份小于1.5%时,产品比表面积由350m2/kg降至31Om2/kg,其7天、28天龄期的抗压、抗折强度也有所下降。我们在国内的一些粉体公司,也经常碰到类似的情况。如天津环津建材公司,有一台中Ф3.O×13m开流管磨机,粉磨100%矿渣粉,入磨矿渣水份一般控制在1.5%一1.8%,台时产量达到21t/h,比表面积420m2/kg,但当入磨物料水份降到1.0%以下时,比表面积会降到380m2/kg以下。还有江苏某矿粉公司,有时因为矿渣烘得太干,产品比表面积难以达到400m2/kg以上的要求,但此时只要在入磨物料上喷洒适量水份,问题就迎刃而解。

    总之,水可以提高管磨机粉磨效率,这是什么缘故呢?原来一般SiO2或其它硅酸盐材料,其表面断裂的Si一O一Si键和未断裂的Si一0一Si键都可以和水蒸气实现化学吸附,形成带OH-基团的表面吸附层,随后再通过OH-层上的氢键吸附水分子。吸附膜的形成降低了粉体的表面自由焓,使之较难结团成球,较难粘附于衬板和研磨体上。其次吸附膜还显著降低材料的机械强度。根据Griffith的玻璃断裂理论,材料实际断裂强度R与表面自由焓a的关系:

 

    由于吸附膜使固体表面微裂纹内壁的表面能降低,其断裂强度大幅下降。例如普通钠钙硅酸盐玻璃在真空中的强度为25000磅/英寸2,而在饱和水蒸气中仅为12000磅/英寸2。所以水可以提高粉磨效率。

3 影响最佳水分含量的相关因素
    入磨物料水份无论过高或偏低,都会对管磨机的生产带来不良影响,即存在一个最佳的水份含量。它的范围与具体的磨机、物料、粉磨工艺等密切相关,在长期的工作中,我们总结了如下一些规律:

    (l)物料流动性越好,越不易糊磨。例如在矿渣中掺5%的粉煤灰,物料流动性大大提高,其入磨物料适宜水份也可相对提高;

    (2)存放时间过长的物料特别易于糊磨。我们在津巴布韦遇到一种矿渣,存放时间达10年之久,即使物料经强力烘干,水份达到0.8%以下,也容易糊磨;

    (3)隔仓板篦孔越小,越易堵塞,从而导致糊磨。扩大篦孔可以提高入磨物料适宜水份含量;

    (4)磨内风量越大,风速越高,入磨物料适宜水份可越高;

    (5)磨内温度越高,入磨物料水份含量也可越高;

    (6)钢段较之于钢球、细磨仓较之于粗磨仓,难以糊磨。

    总之,入磨物料的适宜水份含量并非一成不变的,可以通过对以上各项的优化而加以提高,从而提高烘干设备和粉磨设备的效率。

4 结论
    水份含量过高,会导致磨机糊磨,水份含量过低,不但降低烘干机产量,增加煤耗,而且降低管磨机产、质量。水份含量存在一个最佳的范围,这个范围与管磨机内部结构及工艺条件,与实际生产时的外部环境密切相关。各个工厂应根据具体条件,寻找最佳值,并在磨机工艺设计时,充分考虑物料流动、通风、研磨体等对水份要求的影响。


 

作者:杨春保,朱春启  出处:四川水泥  
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