1.在通用硅酸鹽水泥生產(chǎn)中,應(yīng)用陶瓷球替代鋼球(鋼鍛)的優(yōu)勢有哪些?
應(yīng)用陶瓷研磨體的主要優(yōu)勢表現(xiàn)在:
(1)節(jié)電:降低磨機研磨體裝載量20%,磨機主機電流降低20%以上,噸水泥節(jié)電15%以上;
(2)提質(zhì):改善水泥產(chǎn)品性能,顆粒組成更加合理,3~32μm顆粒含量提高2%以上,球形顆粒增多,標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量下降1%~2%,水泥產(chǎn)品與混凝土外加劑的相容性改善;
?。?)降溫減噪:磨內(nèi)溫度降低15℃以上,磨機噪聲降低15dB以上;
?。?)耐磨:陶瓷球的球耗一般是鋼球的50%,如生產(chǎn)42.5級普通硅酸鹽水泥,高鉻鋼球的球耗為30~40g/t,而微晶**氧化鋁球則≤15g/t;
?。?)**:減少重金屬污染,有利于實現(xiàn)國家標(biāo)準(zhǔn)對水泥產(chǎn)品中水溶性六價鉻含量的限值(≤10mg/kg)。
2.常用的氧化鋁陶瓷球主要結(jié)構(gòu)組成有何特點?
氧化鋁陶瓷球主要化學(xué)成分為Al2O3,約占92%,另外有8%的氧化鋯等改性增韌材料。其成型工藝主要分為兩類:壓制成型和滾制成型,各種規(guī)格都有,直徑20mm以下的采用滾制成型,直徑20mm以上的采用壓制成型。
3.氧化鋁陶瓷球的物理性能指標(biāo)有哪些?
氧化鋁陶瓷球的莫氏硬度為9.0,洛氏硬度為80~83;密度為3.6g/cm3,容重為2.2t/m3。它是專門針對干法水泥粉磨而開發(fā)的陶瓷球產(chǎn)品,通過加入氧化鋯改性增韌,保證了陶瓷球不*具有很高的強度,還具有很好的韌性。
4.陶瓷球適合應(yīng)用于水泥粉磨系統(tǒng)的哪些工藝流程?
陶瓷球適用于干法水泥終粉磨球磨機系統(tǒng)的各種工藝流程,尤其是輥壓機-球磨機聯(lián)合粉磨系統(tǒng),要求入磨物料平均粒徑小于1mm;其他水泥粉磨開路或閉路流程的球磨機的研磨倉(尾倉),都可以用陶瓷球替代鋼球(鋼鍛)。
5.干法水泥生產(chǎn)中要求研磨體在球磨機各倉起什么作用?
干法水泥生產(chǎn)中,球磨機的入磨物料粒度要求≤25mm。因此,當(dāng)物料平均粒徑較大時(≥1mm),***倉研磨體必須是拋落狀態(tài),具有沖擊粉碎作用;***一倉必須是傾瀉狀態(tài),具有研磨作用,并保證出磨物料達到粉磨工藝指標(biāo)要求(≤0.08mm)。
6.球磨機哪些工藝參數(shù)會影響陶瓷球的功能發(fā)揮?
(1)入磨物料粒度。當(dāng)入磨物料平均粒徑較大時(≥1mm),需要***倉研磨體具有沖擊粉碎作用;常用的高鉻合金鋼球沖擊韌性≥4J/cm2,而陶瓷球的沖擊韌性≤1.5J/cm2;因此,陶瓷球使用在沖擊粉碎倉(一倉),撞擊鋼襯板,會引起過高的破損率。
(2)裝載量和填充率。干法水泥生產(chǎn)線的球磨機工作時,各倉研磨體不能超過額定的裝載量和填充率。由于陶瓷球容重輕,如果滿足磨機裝載量的要求,其填充率會超過極限值(50%);如果裝載量不足,又會直接影響球磨機臺時產(chǎn)量。如何實現(xiàn)二者皆宜,是陶瓷球應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵之一。
?。?)物料在磨內(nèi)的停留時間。干法水泥生產(chǎn)球磨機是一個“加料-粉磨-出料”連續(xù)工作的機械設(shè)備,入磨物料和出磨物料都有一定的技術(shù)指標(biāo)要求。而物料在磨內(nèi)被粉磨的停留時間*有15~20分鐘,經(jīng)過研磨倉的時間會更短,因此,由于時間有限,陶瓷球往往不能把物料研磨得更細,微細粉含量偏少,出磨物料比表面積不會超高。
7.應(yīng)用陶瓷球?qū)λ喾勰ハ到y(tǒng)其他設(shè)備有何影響?
在現(xiàn)有干法水泥粉磨系統(tǒng)使用陶瓷球,主要是調(diào)整球磨機內(nèi)的研磨體及其工藝參數(shù),如研磨體種類、裝載量、級配、填充率等。在保證研磨倉入料粒度要求的前提下,原水泥粉磨系統(tǒng)其他配套設(shè)備基本不動。無論是閉路系統(tǒng),還是開路系統(tǒng),調(diào)整球磨機工藝參數(shù)的目的,都是為了確保出磨物料的細度維持在未使用陶瓷球之前的數(shù)值不變。這樣,有利于崗位操作工盡快適應(yīng)新的粉磨工況,在穩(wěn)定水泥粉磨系統(tǒng)產(chǎn)、質(zhì)量的前提下,節(jié)電降耗。
8.舉例說明應(yīng)用陶瓷球后磨前輥壓機的工藝參數(shù)調(diào)整。
輥壓機-球磨機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的預(yù)粉碎能力,直接影響入磨物料粒度大小。不同廠家匹配輥壓機大小不同,因此應(yīng)控制輥壓機輥縫間距在允許情況下盡量偏小一些,輥縫開度應(yīng)達到設(shè)計開度的85%以上,壓力和電流應(yīng)保持在相當(dāng)佳狀態(tài)。若使用陶瓷球后,輥壓機做功不正常,應(yīng)調(diào)整到正常狀態(tài),即要達到?jīng)]有使用陶瓷球之前的狀態(tài)或更好。輥壓機在使用過程中,如發(fā)現(xiàn)輥面有破損,應(yīng)及時進行維修,以保證輥壓機做功。
以浮來水泥所用輥壓機170-100型工況較好時為例:輥壓機過飽和喂料,輥縫間距18~25mm,兩側(cè)壓力為8.0~9.0MPa,輥壓機電流為60~70A。
9.舉例說明使用陶瓷球后磨內(nèi)通風(fēng)量的調(diào)整。
使用陶瓷球后,由于填充率的增加,磨內(nèi)阻力變化,所以應(yīng)適當(dāng)提高磨內(nèi)通風(fēng)量,但具體調(diào)整還應(yīng)根據(jù)具體生產(chǎn)情況而定。以浮來水泥為例,使用陶瓷球后,磨尾負壓較原來增大,由原來的250~350MPa調(diào)整為350~450MPa。
10.使用陶瓷球后對磨機襯板、隔倉板、活化環(huán)等有何影響?
陶瓷球密度為3.6g/cm3,比鋼球重量輕接近一半,因此其對磨機襯板,隔倉板、活化環(huán)等撞擊、磨損小,磨機襯板,隔倉板、活化環(huán)等使用壽命延長。
11.球磨機鋼球級配遵循的原則有哪些?
在球磨機鋼球(鋼鍛)級配方案中,經(jīng)常遵循的原則有:
?。?)按入磨物料相當(dāng)大粒徑確定鋼球相當(dāng)大球徑;
?。?)按磨內(nèi)物料平均粒徑確定鋼球平均球徑;
?。?)按倉位要求的功能(沖擊、研磨)確定研磨體的填充率;
?。?)按粉磨系統(tǒng)流程(開路、閉路)確定多倉磨的各倉研磨體裝填形式(前倉高、后倉低,前倉低、后倉高,或前后倉持平等);
(5)鋼球級配按“兩頭小、中間大”的原則,鋼鍛按“平均分配”的原則;
(6)多倉磨鋼球級配遵循相鄰兩倉交叉一級的原則。
12.陶瓷球級配與鋼球級配有何區(qū)別?
目前陶瓷球*用于球磨機的研磨倉,一般采用四級配球,由于要盡量延長物料在倉內(nèi)的停留時間,把出磨物料研磨到足夠的細度,因此要考慮陶瓷球緊密堆積、空隙率相當(dāng)小的要求,不采用鋼球平均分配的原則。經(jīng)過多次工業(yè)性試驗,我們發(fā)現(xiàn)采用“大少小多”的分配辦法效果較好。即:大球所占比例略低于小球的份額,如四級陶瓷球由大到小的比例為20%:20%:30%:30%。
13.使用陶瓷球后球磨機內(nèi)研磨體應(yīng)如何調(diào)整?
在目前的工藝條件下,陶瓷球應(yīng)用于水泥粉磨中,主要用在磨機起研磨作用的尾倉,代替鋼球或鋼段。更換陶瓷球后,尾倉填充率應(yīng)提高10%左右,裝載量為原鋼球或鋼鍛裝載量的60%左右。陶瓷球之前的鋼球倉裝載量要適當(dāng)增加,一般提高20%左右。
14.水泥粉磨閉路系統(tǒng)的循環(huán)負荷率和選粉效率如何計算?
(1)循環(huán)負荷率(K)是指選粉機的回粉量(即粗粉)(T)與成品量(Q)之比,它是一項直接關(guān)系到閉路粉磨系統(tǒng)產(chǎn)、質(zhì)量的重要工藝參數(shù)。循環(huán)負荷率用下式計算:
式中:K-循環(huán)負荷率(%)
a-出磨物料(即入選粉機物料)通過**篩孔篩的物料量的百分數(shù)
b-回料(指選粉機粗粉)通過**篩孔篩的物料量的百分數(shù)
c-產(chǎn)品(指選粉機細粉)通過**篩孔篩的物料量的百分數(shù)
A-出磨物料(即入選粉機物料)細度篩余百分數(shù)(%)
B-回料(指選粉機粗粉)細度篩余百分數(shù)(%)
C-產(chǎn)品(選粉機細粉)細度篩余百分數(shù)(%)
?。?)選粉效率的定義及計算
選粉機的選粉效率是指選粉后的成品中所含的通過規(guī)定孔徑篩網(wǎng)的細粉量與進選粉機物料中通過規(guī)定孔徑篩網(wǎng)的細粉量之比,它也是一項直接關(guān)系到閉路粉磨系統(tǒng)產(chǎn)、質(zhì)量的重要工藝參數(shù)。用下式計算:
式中:η-選粉效率(%)
a-出磨物料(入選粉機物料)通過**篩孔篩的物料量(%)
b-回料(選粉機粗粉)通過**篩孔篩的物料量(%)
c-產(chǎn)品(選粉機細粉)通過**篩孔篩的物料量(%)
A-出磨物料(即入選粉機物料)細度篩余百分數(shù)(%)
B-回料(指選粉機粗粉)細度篩余百分數(shù)(%)
C-產(chǎn)品(選粉機細粉)細度篩余百分數(shù)(%)
15.使用陶瓷球后對磨內(nèi)溫度有何影響?
陶瓷球為無機非金屬材料,其分子是由共價鍵組成,不像金屬材料表面有自由運動電子。在撞擊粉磨過程中,無機非金屬材料產(chǎn)生內(nèi)能小于金屬材料產(chǎn)生內(nèi)能,且無機非金屬材料導(dǎo)熱系數(shù)小,所以,使用陶瓷球后,磨內(nèi)溫度會降低。經(jīng)工業(yè)化應(yīng)用實踐證明,使用陶瓷球后磨內(nèi)溫度可降低20℃。
16.使用陶瓷球后,對主機電流及單產(chǎn)電耗有何影響?
陶瓷球應(yīng)用后,磨內(nèi)裝載量會有較大幅度降低,一般可降低25%左右。因此,磨機主機電流可下降25%以上,Φ4.2×13m磨機一般情況下主機電流可降低50A以上,水泥電耗可降低4kWh/t以上。
17.使用陶瓷球后對水泥產(chǎn)品質(zhì)量有何影響?
陶瓷球粉磨的水泥產(chǎn)品顆粒組成更加合理,過粉磨的微細粉含量減少,3~32μm含量可增加一兩個百分點。水泥3d抗壓強度基本不變,28d抗壓強度會略有提高;水泥產(chǎn)品顆粒形貌以球形顆粒為主,有利于后期強度的增進率提高、與混凝土外加劑的相容性以及使用性能(和易性、需水性等)的改善。
18.應(yīng)用陶瓷球?qū)λ喈a(chǎn)品中重金屬污染有何影響?
陶瓷球是以化學(xué)成分Al2O3為主的無機非金屬材料,而目前干法水泥生產(chǎn)線大多數(shù)依靠高鉻鋼球作為球磨機的研磨體,因此,陶瓷球應(yīng)用后會大幅度降低水泥產(chǎn)品中的重金屬(鉻)含量。
19.陶瓷球裝磨、停磨應(yīng)注意哪些事項?
球磨機各倉襯板基本上都是金屬材質(zhì),在空磨裝球時,應(yīng)該注意先裝入一定量的物料(或散裝水泥)起緩沖作用,再裝陶瓷球,以免3m以上的高度落差,會引起陶瓷球撞擊鋼襯板,造成微裂紋損傷,增大生產(chǎn)過程中陶瓷球的破損率。另外,水泥生產(chǎn)過程中,如因為生產(chǎn)、檢修等原因停磨,應(yīng)避免長時間無料空磨運轉(zhuǎn),以免陶瓷球損傷、縮短補球周期(使用壽命)。
20.舉例說明應(yīng)用陶瓷球后經(jīng)濟效益計算的方法。
?。?)節(jié)能經(jīng)濟效益分析:
按單臺Φ4.2×13m磨機每天生產(chǎn)42.5水泥16小時,臺時200噸計算日產(chǎn)水泥:
16×200=3200噸
按使用節(jié)能研磨體后噸水泥節(jié)電5度、電價每度0.6元計算,每天的節(jié)能效益為:
5×3200×0.6=9600元
(2)投資回報分析:
陶瓷研磨體市場價為12000元/噸,去稅單價為12000/1.17即10256元/噸,新購置100噸新型研磨體總計需投入去稅總成本為:
100×10256=1025600元
按新增總投入計算投資回收期:
1025600/9600=107天,即3.6個月;
按購置高鉻鋼球、鍛增加投入對比,計算投資回收期:
按同等需170噸高鉻鋼球、鍛市場價7000元含稅單價計算,去稅總投入為:170×7000/1.17=1017094元
使用陶瓷球后,同比增加投入:1025600-1017094=8506元
回報期:8506/9600=0.88天
按該種情況計算,使用陶瓷球,試用1天后就有回報。