控降標準稠度改善水泥適應性

肖永鋒，劉銀海，尚建旭，劉會來，賈龍星，李彥波

（滄州臨港金隅水泥有限公司，河北 滄州 061108）

本文從我公司大量分析和試驗基礎上，通過改良水泥粉磨工藝、優化配比、改變混合材摻加方式等措施，實現控降水泥標準稠度用水量的目的。

1 原因分析

1.1 粉磨工藝導致的級配不合理

球磨機鋼球級配的合理性、選粉機的選粉效率、磨內風速等工藝參數直接決定著水泥顆粒級配的分布[1]。大量數據表明，水泥中1μm以內的顆粒，對水化強度無貢獻，還會顯著增加水泥標準稠度用水量，且其含量增加說明存在過粉磨現象，應盡可能降低。3μm～32μm顆粒含量過高，會使水泥標準稠度用水量增加，過低會影響水泥早期強度，在滿足三天強度要求的前提下，應盡可能降低該組分顆粒含量[2]，從表1中可以看出我公司顆粒級配較為集中是造成水泥標準稠度用水量偏高的原因之一，見表2。

表1 2015年顆粒級配分布情況表

表2 2015年靜漿流動度情況表

1.2 混合材種類及摻加方式

混合材種類和摻量對水泥標準稠度用水量有很大的影響。通過大量實驗數據分析，水泥的標準稠度用水量與石灰石摻加量成反比，在石灰石由0增加到40%過程中，水泥標準稠度用水量降低0.3%。礦渣對水泥標準稠度用水量基本沒有影響。粉煤灰摻加量與水泥標準稠度用水量成正比，使用Ⅲ級粉煤灰由0增加到40%的過程中，水泥的標準稠度用水量增加2.2%，使用我公司分選I級粉煤灰由0增加到40%過程中，水泥標準稠度降低1.3%。

1.3 石膏的用量

石膏在水泥中的摻加量不足造成水泥的標準稠度用水量升高[3]。在水泥剛開始與水接觸時，石膏的形態以及摻加量不同都會直接影響到與硫酸根離子與C3A之間的平衡狀態，通過日常水泥與外加劑相容性試驗結果顯示，30min凈漿損失較大，60min到90min凈漿損失降低，可看出石膏用量與硫酸根離子與C3A之間的失衡，表2為2015年靜漿流動度情況表。

2 解決措施

2.1 優化顆粒級配

2.1.1 球磨機鋼球配制

合理的鋼球級配不僅影響水泥質量，同時還影響水泥產量，因此合理地調整鋼球級配是技術人員一直探討的課題。我公司水泥磨聯合粉磨系統為天津院設計系統，裝機配備1號系統磨機φ4.2m×13.0m、輥壓機160×140、TESU330高效雙分離選粉機；2號系統磨機φ4.0m×13.0m、輥壓機140×120、TESU290高效雙分離選粉機，研磨體為高鉻鋼球。技術人員通過小磨實驗數據，找到級配的調整方向（見表3），經過持續地對大磨球配調整，確定最佳調整方案（見表4），增加兩磨平均球徑及填充率，取得較好效果。

圖1、圖2為調整級配后篩余曲線的對比。

表3 小磨試驗鋼球調整表

2.1.2 優化中控操作

在中控操作思路上采用大風大轉操作思路，增加了水泥成品中的粗顆粒，0.045mm篩余較2015年提高0.5%。

2.1.3 磨尾收塵引入成品

針對雙分離系統，水泥顆粒級配集中的問題，通過對磨尾小收塵物料取樣分析，在確定不影響成品質量的前提下，將磨尾收塵灰直接引入成品斜槽內，有效拓寬了水泥顆粒分布。表5為磨尾收塵的全分析及物理指標。

圖1 1號磨篩余對比圖

圖2 2號磨篩余對比圖

表4 大磨鋼球調整表

表5 磨尾收塵的全分析及物理指標

2.2 水泥混合材摻加比例及方式

根據前期試驗結論對現有配料方案進行了調整，一是適當降低了礦渣摻量；二是保持粉煤灰使用比例不變，將粉煤灰由磨頭加入改為磨尾通過選粉機分選后直接進入成品，最大限度地保留了粉煤灰原有的顆粒形貌；三是提高配比中石灰石的用量。

2.3 提高水泥中三氧化硫控制指標

水泥中的SO3指標由原來的2.40±0.2%調整到2.80±0.2%，水泥初凝時間由原來的170min延長至186min，靜漿初始流動度平均值較原來增加了60mm。

3 調整后的效果分析

通過對水泥工藝進行調整，2016年與2015年水泥顆粒級配相比，兩臺磨＜3μm的顆粒含量分別升高4.54%和1.11%，3μm～32μm含量較2015年分別降低6.4%和4.91%；32μm～65μm含量較2015年分別增加1.86%和3.82%（見表6）。水泥標準稠度在熟料標準稠度升高0.54%的情況下，同比降低0.44%（見表7）。

通過調整水泥配比、改變粉煤灰的摻加方式、提高三氧化硫控制指標，水泥的凈漿流動度較2015年得到了較大改善。1號磨水泥的凈漿初始流動度較2015年增加60mm，2號磨增加70mm。水泥凈漿的經時損失也明顯降低，由2015年基本失去流動性到現在保持在270mm左右（見表8）。

表6 水泥試樣有效粒徑分布對比表

表7 標準稠度用水量對比表（%）

表8 2016年凈漿流動度情況表

4 結 論

（1）通過對球磨機磨機鋼球級配的調整、改善中控操作手法，將磨尾收塵引入成品等措施，可有效拓寬水泥顆粒分布，降低水泥標準稠度。

（2）根據需水特性優化混合材摻加比例，起到更好的填充效果，降低水泥標準稠度用水量。

（3）改變粉煤灰摻加方式，有效保留粉煤灰的滾珠效應，初始凈漿流動度明顯改善。

（4）提高水泥中SO3含量，適當延長水泥的凝結時間，可降低凈漿經時損失。

參考文獻：

[1]吳笑梅，樊粵明，郭文瑛.不同粉磨工藝水泥的顆粒、礦物組成分布及性能[J].華南理工大學學報（自然科學版），2004，32（8）：58-63.

[2]夏寶林，李思源，疏小明.談談水泥細度[J].四川水泥，2009（5）：5-9.

[3]于柏新.影響水泥標準稠度用水量的因素探討[J].水泥，2003（9）：18-21.