散裝水泥卸灰不暢的原因分析及解決措施

李樹成 劉國棟 崔海兵

（烏蘭察布中聯水泥有限公司，內蒙古 烏蘭察布市 012400）

0 引 言

2012年8月份，正是內蒙古地區水泥銷售的黃金季節，但某水泥有限公司（以下簡稱：該公司）卻面臨嚴峻的市場考驗，其主要問題是該公司生產的散裝水泥在出廠到達施工工地（或攪拌站）后無法順暢卸灰，存在嚴重的“打灰”不暢現象。

1 散裝水泥卸灰不暢的原因分析

為挽回市場和損失，該公司技術人員及時組織討論分析，一致認為：水泥在散罐中卸灰困難的主要原因是：水泥粉體的流動性較差，導致水泥在散罐中卸出的速度慢，卸凈程度差。

據有關資料[1]顯示：水泥粉體的流動度通常用流動性指數表示，一般與水泥粉體的“壓縮度和凝聚度”相關性較大。一方面如果水泥在散罐車內靜置太久，就會由于容重不同（密實容重和松散容重不同）導致水泥的壓縮度增大，流動度降低；另一方面如果水泥粉體在某種力的作用下超細顆粒間相互“吸引”而發生“團聚”現象，也會導致水泥粉體的凝聚度增大，流動度變差。

后經技術人員調查發現，從該公司出廠后的散裝水泥到達施工工地一般不超過6個小時，不會對水泥粉體的壓縮度造成影響。但同時發現只有該公司生產的普通水泥出廠后存在此種現象，而復合水泥則基本上不存在此種現象。通過對比分析，發現粉磨普通水泥與粉磨復合水泥有以下三點明顯不同：

（1）為了有效地激發水泥強度，普通水泥比復合水泥磨得更細，一般普通水泥0.08mm的篩余細度控制比復合水泥細0.5%。

（2）普通水泥比復合水泥混合材摻加量少，所以由此而導致入磨物料的水分減小（入磨物料的水分主要是由混合材帶入）。

（3）普通水泥比復合水泥熟料用量大，所以由此而導致入磨物料的溫度偏高（溫度高主要是由熟料引起的）。

可見，由于普通水泥比復合水泥的細度細、溫度高，由此而引發的粉磨“靜電效應”更加嚴重，水泥粉體“團聚現象”加劇，導致水泥粉體的凝聚度增加，流動度變差。這也就是同樣的粉磨工藝為什么復合水泥比普通水泥流動性好的原因所在。

通過試驗測試、計算可知：復合水泥比普通水泥的入磨物料水分高約1.8%，由于不同品種水泥的配比不同導致普通水泥的物料入磨溫度比復合水泥高約24℃左右；從出磨水泥的溫度來看（現場用溫度計測試），復合水泥出磨溫度高達150～170℃，嚴重超出《水泥質量管理規程》和粉磨工藝的有關技術要求（因使用脫硫石膏，因此沒有造成石膏脫水現象）。具體水泥配比和入磨物料的水分、溫度測算見表1。

表1 水泥配比及入磨物料溫度和水分測算

2 解決措施及其技改思路

為了有效地抑制粉磨靜電所產生的水泥粉體“團聚”現象，降低出磨水泥的溫度，改善水泥的性能，提高水泥粉體的流動性，特采取如下技術措施：

（1）適當地加大液體助磨劑的使用比例，提高水泥的分散度，消除靜電團聚現象，但同時應考慮其經濟性，使用比例不宜過大（從0.015%增加至0.018%）。

（2）在保證水泥強度的前提下可適當放粗一點細度，以減少過粉磨現象，具體細度控制見表2。

表2 水泥細度控制表

（1）盡可能保證出窯熟料的急冷效果，尤其在夏季一定要避免使用剛出窯的熟料粉磨水泥，以降低入磨物料的溫度。

（2）嚴格控制出磨水泥的溫度≤100℃，具體采取“水泥磨尾加裝噴水裝置”的技改措施予以實現，具體實施情況如下。

為嚴格控制磨內的噴水量，避免水量過少起不到降溫的作用或水量過大、霧化效果不好，影響粉磨工況，特從合肥水泥設計院引進了先進的電器控制系統一套。該系統采用中國專利ZL2005201286229有級可調的數字式噴水控制原理。即：通過并聯兩組電磁閥和調節閥，預先根據噴頭尺寸設定調節閥的流量，通過出磨水泥溫度（連鎖）控制電磁閥的開關組合，同步控制噴水量的大小。同時為了保證噴頭的使用壽命，該公司技術人員對噴頭進行了技術改造，在溫度恒定的時間段內停止向磨機內噴水，改向磨機內吹壓縮空氣，從而避免噴頭堵塞，保證了噴頭的正常工作。

整體磨內噴水系統由“加壓水站、混合通道（水和壓縮空氣混合）、磨內組件（噴頭等）、壓力和溫度測量系統、自動控制電控柜”等部分組成。其主要工作原理是：用計算機設定好出磨水泥所需要控制的溫度（一般設定在100℃），當熱電偶探測到的出磨溫度低于此設定值時聯鎖啟動，停止向磨機內噴水，開始噴壓縮空氣；當熱電偶探測到的出磨溫度高于此設定值時聯鎖啟動，開始向磨機內噴霧化水，具體水量由一套電子控制器在線通過調節閥門（電磁閥）來實現。

噴頭的大小規格可進行選擇，一般夏季用5毫米的噴頭，冬季由于氣溫下降，可選用3毫米的噴頭（經過測試一般5毫米的噴頭噴水量在1.3立方米/小時，3毫米的在0.8立方米/小時）。經過生產試驗驗證，當噴孔大小尺寸不能滿足需要時，可塞焊后磨平重新鉆孔，噴孔應保持光滑圓整。具體合適水量的概念是：系統能夠長時間穩定運行，噴水后溫度能緩慢下降，停水后再緩慢上升，每次水泵的開停周期應在3分鐘以上，最好能控制在5分鐘以上，而且，時間越長系統越穩定，對于長時間降不下來溫度（水量已最大）和過快降溫（在最小水量下，小于2分鐘噴水就停止）的情況，則需要更換磨內噴頭。具體噴頭安裝位置見圖1。

圖1 水泥出料端篦板中心安裝的噴頭

該套設備的噴頭安裝在磨機磨尾的出料篦板上，其安裝方法是：將磨內耐磨護套支架環焊接在磨機回轉軸心處并與其同心同軸，其偏差不得大于2毫米，焊接牢靠。然后將噴頭和耐磨環焊接嚴密，垂直固定在改造后的出磨篦板中心即可，具體安裝和布置見圖2和圖3。

圖2 水泥磨尾噴水裝置系統安裝圖

圖3 水泥磨尾噴水裝置系統布置圖

磨機收塵器出口風溫控制要點：噴入磨內的霧化水需要通過磨內通風帶出磨外并通過收塵器排入大氣。而避免收塵器結露則是保證水泥磨系統正常運行的必須條件。故而，除保證必須的通風量外，還要保證收塵器的出口廢氣溫度不得低于露點溫度。通常情況下的露點溫度與通風中的含濕量密切關聯，含濕量越多，露點溫度也越高，要求排氣的風溫也越高。當在噴水量一定的前提下，較高的通風量能降低結露的可能性，一般應控制出口風溫不得低于65℃。所以，設計了用收塵器出口風溫控制磨內噴水的控制程序，用以避免收塵器內結露。程序要求設置的排風最低溫度不得低于55℃，實際設定溫度應根據現場實際工況和氣候溫度適當調整，初始應設置在較高溫度下工作，逐步降低設限溫度，并觀察收塵器的工作狀態，及時微調。只有當收塵器排氣溫度高于設定的溫度后，系統才啟動聯鎖，允許向磨機內噴水。

3 實際應用效果及推廣情況

（1）該磨機噴水裝置（使用5毫米的噴頭）經安裝調試后，使用效果良好。每次水泵的開啟周期大約在4～6分鐘左右，出磨水泥溫度可穩定控制在95～100℃之間，磨機系統運行穩定。

（2）通過采取以上技術措施后，徹底消除了散裝車打灰不暢，流動性較差的技術瓶頸問題。同時，由于粉磨溫度的下降，粉磨靜電效應消除，極大地避免了細粉的“團聚”現象，磨機臺時產量明顯提高，經生產統計驗證，技術改造前后平均臺時產量提高了約2.8噸/小時，經濟效益也較為顯著。

（3）經過半年的穩定運行，該噴水系統控制穩定，操作簡單，經推廣后在該公司的另一臺磨機上安裝使用。目前，已成功安裝使用兩套該磨機噴水系統，并向區域同行業推廣使用。

5 結束語

本文主要通過加裝水泥磨磨尾噴水系統等一系列措施，有效地控制出磨水泥的溫度，消除“粉磨靜電”效應所產生的粉體“團聚”現象，降低凝聚度，提高水泥粉體的流動性。進而解決了散裝水泥在罐車中卸灰不暢的現象。其技術措施可行，操控簡單，值得同行業借鑒或推廣使用。