摘要在“輥壓機+V型選粉機+球磨機+高效選粉機”聯合粉磨系統中，輥壓機系統産生的微粉（3~32μm）可達到35%~40%，爲此，通過(guò)分流閥將(jiāng)輥壓機系統産生的微粉按不同比例加入成(chéng)品形成(chéng)半終粉磨。對(duì)原材料細度、成(chéng)品顆粒級配和物理性能(néng)進(jìn)行分析驗證，通過(guò)試驗調整細度指标，可找出輥壓機系統産生的微粉最佳摻入量，在保持水泥強度和與外加劑相容性基本不改變前提下，實現提高産量和降低電耗的目的。
目前，水泥企業普遍應用的帶輥壓機雙閉路聯合粉磨工藝存在着産量偏低的情況，將(jiāng)聯合粉磨工藝改造爲半終粉磨工藝可提升15%~30%的産量，但在生産P·O42.5及其以上等級水泥時會由于水泥中片狀和不規則狀物料顆粒增多，造成(chéng)成(chéng)品水泥的需水量增大，與外加劑相容性變差。
本文總結的是我公司通過(guò)分流閥將(jiāng)輥壓機系統産生的微粉按不同比例加入成(chéng)品形成(chéng)半終粉磨的試驗情況，供同行參考。
1　試驗粉磨系統基本情況主要設備配置及性能(néng)見表1，物料配比及細度指标見表2。
表1　主要設備配置及性能(néng) 表2　P·O42.5水泥物料配比及細度指标 注：粉煤灰直接喂入選粉機。
2　粉磨流程改進(jìn)我們在出V型選粉機與入磨溜子之間安裝可調節翻闆式分料閥（以下簡稱分料閥），該分料閥可將(jiāng)物料分爲兩(liǎng)路，一路入磨機，另一路經(jīng)空氣輸送斜槽入高效選粉機，同時，該分料閥還(hái)可進(jìn)行10格調節（0%~100%）。試驗前後(hòu)工藝流程簡圖及照片分别見圖1~圖3。 圖1　改造前聯合粉磨工藝流程 圖2　改造後(hòu)半終粉磨工藝流程 圖3　兩(liǎng)路分料閥3　試驗步驟（1）在設備運行穩定、産質量正常情況下，出V型選粉機微粉全部入磨機，即以聯合粉磨方式爲基準，簡稱爲試驗1；
（2）將(jiāng)分料閥閥杆調至2格，出V型選粉機微粉約有80%入磨機，簡稱爲試驗2；
（3）將(jiāng)分料閥閥杆調至4格，出V型選粉機微粉約有60%入磨機，簡稱爲試驗3；
（4）將(jiāng)分料閥閥杆調至5格，出V型選粉機微粉約有50%入磨機，簡稱爲試驗4；
（5） 質量指标的調整爲試驗5。

生産P·O42.5水泥時開(kāi)始試驗，在設備運行穩定、産質量正常（試驗1）情況下將(jiāng)分料閥調至5格（試驗4），通過(guò)中控調整，磨機産量雖然提高15%，但出磨提升機電流由正常的82~85 A上升至報警狀态（92~95 A），出磨水泥比表面(miàn)積也下降15~20 m2/kg，分析認爲由于提升機入料中含有較多未經(jīng)過(guò)粉磨的粗顆粒，造成(chéng)選粉機回粉（粗粉）含量增多，球磨機破碎和研磨效率降低，循環負荷增大，因此未進(jìn)行開(kāi)啓分料閥5格以上的試驗。爲此，將(jiāng)分料閥降至4格進(jìn)行試驗（試驗3），經(jīng)中控調整，出磨提升機電流處于穩定安全運行範圍，出磨水泥比表面(miàn)積也符合質量指标要求，可將(jiāng)分料閥降至2格進(jìn)行試驗（試驗2）。
 
關閉和開(kāi)啓不同格數的分料閥進(jìn)行生産，分别标定磨機産量，并對(duì)粉磨過(guò)程中各點物料進(jìn)行取樣，測定物料顆粒組成(chéng)及物理性能(néng)、與外加劑相容性。然後(hòu)對(duì)加工過(guò)程中各點物料粒度變化情況進(jìn)行比較後(hòu)進(jìn)行質量指标的調整（試驗5）。
4　試驗數據的比較和說明4.1　試驗過(guò)程中輥壓機物料顆粒組成(chéng)變化
入輥壓機熟料篩分粒度組成(chéng)變化見表3，出V型選粉機微粉顆粒組成(chéng)變化見表4。其中，出V型選粉機微粉是指物料經(jīng)輥壓機擠壓，由V型選粉機進(jìn)行分選後(hòu)的細料，也就是輥壓機加工後(hòu)的産品。
表4　出V型選粉機微粉顆粒組成(chéng)變化情況 從表3和表4比較可知，四種(zhǒng)試驗運行情況下，試驗原始物料配比不變，熟料粒度差别不大的情況下，随着投料量的增加，出V型選粉機微粉總體變粗。
4.2　成(chéng)品水泥顆粒組成(chéng)變化
成(chéng)品水泥顆粒組成(chéng)變化分析見表5，成(chéng)品水泥物理性能(néng)變化見表6。其中，（1）水泥淨漿流動度和混凝土坍落度試驗中減水劑均使用JY公司生産的PS-1型聚羧酸減水劑；（2）水泥淨漿流動度試驗依照GB/T 8077—2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》進(jìn)行，減水劑摻入量爲水泥質量的0.8%；（3）混凝土強度等級爲C30，依照JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設計規程》進(jìn)行的相同配合比設計，減水劑摻入量爲膠凝材料質量（水泥、粉煤灰和礦粉）的2.0%，膠凝材料和骨料均爲同一進(jìn)廠批次，坍落度試驗依照GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能(néng)試驗方法标準》進(jìn)行。


由表5和表6可以看出，成(chéng)品水泥随着産量的增加，相對(duì)基準試驗1，試驗2和試驗3中<3 μm和3~32 μm顆粒含量增加，≥32 μm顆粒含量減少，特征粒徑X'和中位徑D50變小，均勻性系數n增大，顆粒分布更爲集中；在比表面(miàn)積基本相同情況下，成(chéng)品水泥的淨漿經(jīng)時損失和混凝土坍落度損失增大，說明成(chéng)品水泥與外加劑的相容性變差，但水泥和混凝土的抗壓強度有所提高。
由于部分V型選粉機微粉中達到成(chéng)品粒徑的細粉直接入成(chéng)品，成(chéng)品水泥顆粒分布變窄，顆粒堆積密度下降，空隙率增大；＜3 μm顆粒含量增加，水化速度加快。水泥顆粒形貌中片狀和不規則狀物料顆粒增多，球形度顆粒相對(duì)減少，球形度相對(duì)變差，顆粒間的内摩擦角增大，相同質量的顆粒表面(miàn)積相應增大，導緻顆粒表面(miàn)濕潤的吸附水增加，造成(chéng)成(chéng)品水泥的标準稠度用水量相應增加，水泥與外加劑的相容性變差。

在相同細度指标（比表面(miàn)積）的情況下，寬顆粒分布的水泥早期水化稍快些，窄顆粒分布的水泥後(hòu)期水化快些，28d齡期的水化程度也稍高些，根據成(chéng)品水泥強度和外加劑相容性的變化，我們進(jìn)行了試驗5，在試驗3的基礎上，將(jiāng)質量（比表面(miàn)積）指标下調10 m2/kg，擴大顆粒分布的寬度和減少＜3 μm顆粒含量，由表6可以看出，通過(guò)調整，試驗5成(chéng)品水泥強度和與外加劑相容性基本保持和基準試驗1相同。
4.3　對(duì)産量的影響及分析
SX3000型選粉機系統循環負荷率和選粉效率對(duì)比見表7。
 
由表7可知，基準試驗1中選粉效率較低，說明磨機存在過(guò)粉磨情況。部分V型選粉機微粉直接進(jìn)入高效選粉機，相對(duì)于基準試驗1，試驗2、試驗3和試驗5提供給選粉機的物料中合格細粉量增加，降低了回磨的循環料量，經(jīng)過(guò)高效選粉機分選後(hòu)，成(chéng)品率提高，磨内通過(guò)料量相應減少，降低了循環負荷率，減緩了對(duì)研磨體的襯墊作用，避免了過(guò)粉磨現象，使粉磨系統産量提高。

5　效益分析試驗過(guò)程中粉磨系統的電耗及産量變化見表8。
相對(duì)于基準試驗1，試驗5水泥産量提高10.9%，水泥單位電耗32.0 kWh/t，水泥每噸節電2.5 kWh/t，2017年此磨機生産P·O42.5水泥34.8萬t，電價按0.58元/kWh計算，同比創造經(jīng)濟效益50.5萬元，其中不包括增産水泥3.6萬t增加的銷售利潤。 注：總耗電量是指粉磨系統中密封變壓器、磨主電動機、動輥電動機、定輥電動機、系統風機、循環風機的耗電量總和。
6　結論在聯合粉磨系統中，出V型選粉機微粉經(jīng)分料閥按最佳比例直接喂入選粉機，形成(chéng)部分半終粉磨工藝，可有效減少球磨機内“軟墊”和“過(guò)粉磨”現象，能(néng)夠增加球磨機破碎和研磨效率，水泥産量提高10.9%，且噸水泥電耗降低2.5kWh/t。

進(jìn)入成(chéng)品的V型選粉機微粉中球形顆粒減少和<3 μm顆粒含量增多，使成(chéng)品水泥與外加劑相容性變差，可通過(guò)調整質量指标（比表面(miàn)積）方法，擴大水泥顆粒分布的寬度和減少<3 μm顆粒含量，使成(chéng)品水泥保持和聯合粉磨工藝基本一緻的強度和與外加劑相容性。

本試驗僅是通過(guò)分料閥用空氣輸送斜槽將(jiāng)部分出V型選粉機微粉輸送至高效選粉機進(jìn)行分選形成(chéng)半終粉磨工藝，未對(duì)其他設備進(jìn)行改造，此工藝改造簡單，實施方便。根據相關文獻報道(dào)，其他通過(guò)調整磨機級配、重新分配磨機倉長(cháng)、改造O-Sepa選粉機等措施也可有效提高半終粉磨工藝的磨機産量。