探討陶瓷研磨體生產工藝的節能降耗措施

金少平

廣西歐神諾陶瓷有限公司 廣西梧州 543000

1 試驗研究

1.1 試驗材料與設備

試驗采用的材料包括爐渣、粉煤灰、脫硫石膏、天然石膏、熟料，采用的儀器設備包括水泥閉路粉磨系統、Φ3．2×11m球 磨 機、POLYCOM15/8-5S輥 壓 機、SE-POLSVZ250-4選 粉 機、DESPOLGR．IV打 散 機， 以 及 Φ16mm×18mm、Φ14mm×16mm、Φ12mm×14mm的 高 鉻 鋼 段，Φ25mm、Φ20mm、Φ17mm、Φ15mm、Φ13mm的陶瓷球（高耐磨微晶陶瓷球），同時采用掃描電鏡、激光粒度儀、水泥凈漿攪拌機、水泥抗折強度試驗機、水泥抗壓強度試驗機。

1.2 工業化應用試驗

采用雙閉路粉磨系統，以此研究高耐磨微晶陶瓷球代替高鉻鋼段后，水泥粉磨臺時產量、粉磨能耗、粉磨工況、水泥各項性能指標變化。朝陽重型機械廠的球磨機規格為Φ3．2×11m，分為2Φ3．2×11m，正常生產時一倉、二倉分別為鋼球、鋼段，同時磨前配輥壓機。在物料經輥壓機預粉磨后，進入球磨機粉磨前由打散機分級，選粉機負責磨物料優選，以此最終獲得水泥成品。在具體試驗中，將球磨機二倉的全部高鉻鋼段倒出，選擇Φ25mm、Φ20mm、Φ15mm、Φ13mm規格的高耐磨微晶陶瓷球加入二倉，輔以針對性調整，二倉高耐磨微晶陶瓷球的最終裝載量為95t，各種球的配比為 Φ25mm:Φ20mm:Φ15mm:Φ13mm=20:31:30:19。在原有基礎上，一倉補加10tΦ30mm鋼球。在運行一段時間后，對磨機工況在應用前后的變化進行對比，開展針對性取樣，明確水泥性能的變化情況。

2 結果與討論

2.1 陶瓷球應用前后磨機工況

在其他條件不變的情況下，用第二倉型鋼代替高耐磨陶瓷球，試驗前第二倉型鋼的填充率為31%。根據初步設計，高耐磨微晶陶瓷球在第二倉的填充率為35%，第一倉鋼球的裝載量不變。從而確定球磨機的生產工藝參數。高耐磨微晶陶瓷球使用前，每小時和主機耗電量分別為145t/h和180A，初次使用時每小時和主機的功耗分別為120t/h和120a。深入分析發現，首次使用時更換第二倉高耐磨陶瓷球可降低70t磨煤機的總負荷，磨機主機電流顯著降低33．3%（60a），同時單位小時產量可降低17%（25t）。此時，電耗有非常明顯的下降，但單位小時出力會受到一定程度的影響。深入分析可以發現，產量下降的主要原因是，高耐磨陶瓷球的容重只有鋼球的一半，減重的研磨體可以降低電耗。在高耐磨微晶陶瓷球的磨削加工中，大孔隙率、小容重的球需要保證較長的研磨時間、較高的填充率和較細的進料粒度。在這種情況下，輸出自然會減少。為了充分發揮高耐磨陶瓷球的優點，需要對系統進行調整[1]。

從初步使用效果分析可以看出，為了達到預期的每小時產量目標，需要繼續提高第一倉和第二倉的粉磨能力，同時努力提高分離器的選粉能力。為此，采取了三項有針對性的措施。首先，在一個箱子里增加10噸鋼球。二是加入10tΦ15mm高耐磨微晶陶瓷球，提高第二倉的充填率。第三，檢查和微調分離器的使用，以提高粉末分離效率。調整后，第一倉和第二倉的裝載量分別為63T和95t，裝填率為30%和39%，每小時和主機的電耗分別為144t/h和130a。經進一步分析，調整后磨機總負荷降低24%（50t），小時出力基本相同，主機電流降低約27．8%（50a）。通過調整，初步實現了采用型鋼粉磨生產水泥的工藝指標。但經過一個月的試驗有針對性的統計表明，采用高耐磨微晶陶瓷球每噸可節約水泥電耗5．2kwh/t，節能效果良好。

2.2 水泥物理性能試驗對比

在水泥物理性能測試中，分別取高耐磨微晶陶瓷球使用前后生產的水泥，測試了標準稠度用水量、水泥粒徑分布、強度和比表面積，并對其物理性能進行了分析比較。通過分析，確定采用高耐磨微晶陶瓷球，并對系統進行調整，可生產出比表面積略有降低的水泥。同時，水泥28d抗壓強度略有提高，水泥3D抗壓強度基本不變，0．8%水泥標準稠度用水量降低。

2.3 水泥顆粒形態比較

對P·O42．5水泥進行了掃描電鏡分析。分別用鋼段和高耐磨微晶陶瓷球對水泥顆粒形貌進行了比較。通過比較發現，采用高耐磨微晶陶瓷球可以獲得球度較好的水泥顆粒。這是由于在高耐磨規則球微晶陶瓷球的應用中，水泥磨粒的點接觸和鋼坯的線接觸造成的。前者可獲得具有良好球形度的水泥顆粒，后者可獲得線性或針狀多角度形貌的水泥顆粒，其球形度不同差異明顯[2]。

2.4 水泥顆粒級配對比

采用激光粒度儀圍繞P·O42．5水泥展開分析，分別檢測使用鋼段和高耐磨微晶陶瓷球粉磨水泥的顆粒級配。開展針對性對比可以確定，在鋼段由高耐磨微晶陶瓷球代替后，存在基本持平的≤60μm顆粒含量，以及含量增加的3μm-32μm顆粒，含量減少的≤3μm顆粒。深入分析可以發現，高耐磨微晶陶瓷球使用后，水泥顆粒級配的合理性有所提升。

2.5 磨機噪音、水泥溫度和水泥中水溶性鉻（Ⅵ）含量對比

水泥產品中水溶性六價鉻含量采用二苯碳酰二肼分光光度法進行檢測，出磨水泥的溫度采用水銀溫度計進行檢測，在距離磨機1m遠處采用數字式聲級計進行檢測。結合檢測可以確定，采用高耐磨微晶陶瓷球后，水泥水溶性鉻（Ⅵ）含量、出磨水泥溫度、磨機噪音分別降低5．5mg/kg、21℃、15dB(A)，可見陶瓷球應用后能量損失得以減少，且外加劑與水泥適應性改善獲得較為積極影響，同時降低的磨機噪音和水溶性鉻（Ⅵ）含量對環境保護和工人健康也帶來了積極影響。

3 結語

陶瓷磨礦企業的節能降耗關系到生產過程的各個環節。加強原材料控制，降低粉鰭細度，提高濕式球磨機的粉磨效率，合理控制噴霧造粒工藝的操作參數，適當添加添加劑，采用低溫快燒技術，綜合利用窯內預熱，積極推進技術改造。節能降耗。各企業要根據自身實際情況大膽創新，進行技術改造，積極探索適合自己的節能降耗途徑。