助磨剂应用过程中常见问题分析

百科 2024-12-08 08:01 湖南

摘要：助磨剂的使用过程中，或多或少地存在着一定的不足，影响助磨剂效能的充分发挥。笔者对影响助磨剂功效发挥的主要原因进行了汇总，并结合实际案例，对助磨剂在使用过程中常遇到的问题进行了分析。

关键词：助磨剂；粉磨工艺；开路粉磨；闭路粉磨；粉磨效率

0 前言

助磨剂是水泥工业的好帮手，据统计，水泥行业使用助磨剂后，台产平均提高提产8%以上，工序电耗下降2.5kWh/t以上，32.5和42.5水泥熟料消耗比分别下降超过4.0%、3.0%，水泥平均生产成本每吨降低5元以上。助磨剂的使用虽然都取得了一定的成效，具有显著的经济和社会效果。但不可否认的是，在助磨剂的使用过程中，或多或少地存在着一定的不足，影响助磨剂效能的充分发挥。笔者对影响助磨剂功效发挥的主要原因进行了汇总，并结合实际案例，对助磨剂在使用过程中常遇到的问题进行了分析。

1 影响助磨剂功效发挥的问题概述

1.1 影响助磨剂使用效果的因素

(1)助磨剂本身的性质：助磨剂都是表面活性物质，组成基团的类型和分子量影响其吸附、分散的效能，从而影响助磨效果。

(2)助磨剂的用量：关于助磨剂作用机理的几个学说均指出，要达到良好的助磨效果，使用助磨剂时有一最佳掺量，过少则影响助磨效果的发挥，过多则不但增加成本而且会对水泥性能带来不利影响。

(3)被粉磨物料的性质：被粉磨物料的粒径、硬度、化学成分、形成方式等物理化学性质，以及水泥的混合材，均导致物料对助磨剂具有适配性、选择性。

(4)粉磨设备的工艺条件：水泥生产工艺，各公司之间不尽相同，设备配置和规格差异非常大，有闭路粉磨，有开路粉磨，有的配置辊压机、有的不配置辊压机，闭路系统有单循环、有双循环，有大磨配小辊压机、有小磨配大辊压机，凡此种种，不一而足，不同工艺条件下，助磨剂对各个单元及系统相互间的影响不同。

1.2 助磨剂使用过程中存在的问题分析

(1)使用助磨剂后，粉磨工艺参数调整不到位影响粉磨效率：助磨剂加入后对物料流速有较大影响，部分企业使用助磨剂后对研磨体级配、装载量、仓间研磨体高度差等调整不当，导致物料流速快，在磨内停留时间短、磨不细。因此减少用风量、闷风操作，进而造成细粉不能及时排出、磨温升高、篦板糊堵等现象，形成恶性循环，影响粉磨效率。

(2)对原材料及过程产品把控不严，影响助磨剂功效发挥：入磨物料的易磨性、粒度、水分、温度等直接影响磨机台时产量和产品质量，有的公司不能根据原材料变化及时进行相应的调整，造成水泥产质量随之产生波动或下降，影响粉磨系统综合效率消弱助磨剂功效发挥。

2 常见市场反馈问题分析

2.1 皮带输送过程中出现垮料或倒流

因水路运输经济划算，一些沿江、沿河水泥公司一般采用皮带输送水泥到码头，然后装船运输，输送皮带会有一定的爬坡坡度，使用助磨剂后，会出现皮带输送发运过程中，水泥出现倒流、垮料现象，影响水泥装船发运速度。这是因为水泥使用助磨剂后颗粒表面会形成一层气膜，且吸附在颗粒表面的助磨剂起到“润滑”作用，并且水泥的容重变小，会导致粉体的自然倾斜角变小。当输送皮带坡度较大时就会出现垮料或倒流现象。

解决方案：(1)在皮带下料点加一个缓冲装置降低水泥下流的冲击力；(2)在下料点安装一个导流槽，将水泥按一定方向输送；(3)尽可能的将下料点皮带置平，在皮带下合理范围内加振动滚轮；(4)适当增加皮带的带速，多库出料时，主出料库要远离皮带尾轮；(5)调整皮带角度，在条件允许的情况下，尽可能的使皮带角度小于4°；(6)调整助磨剂配方，适当降低水泥的流动性。

案例1：某水泥厂水泥发运皮带宽1.4m，皮带长890m，爬坡仰角4.0°，带速2.0m/s，使用助磨剂前水泥输送量950t/h，使用助磨剂后水泥输送量350t/h水泥输送量大幅下降，不能满足水泥发运需要，严重制约了水泥助磨剂的使用。

原因分析：助磨剂为表面活性物质，在有效分散水泥颗粒的同时，使水泥颗粒表面吸附一层或多层气膜，导致水泥松散容重降低，在同样输送量的情况下，料层厚度增加，且吸附在粉体表面的助磨剂起到“润滑”作用，使水泥流动性变好，水泥颗粒间摩擦力降低，导致水泥在皮带爬坡输送过程中，水泥下滑力大于摩擦力，从而造成水泥垮料和倒流现象，使水泥的输送量大幅度降低，影响发运效率。

解决方式：一是在发运水平皮带拖轮加装频率振动装置，利用振动增加水泥密实性；二是减少均化用风量，在确保出厂水泥均质和装运下料正常的前提下，减少风量和风压，减少水泥颗粒间相互运动增加其密实性。三是在较长下料溜槽加装棒闸阀减缓物料冲击力，稳定物料层，减缓皮带尾部冲料。助磨剂企业对助磨剂组份和配比进行优化调整，减少分散组分和引气组分，进而使助磨剂应用时改善水泥的颗粒级配，提高水泥松散容重，增加水泥颗粒间摩擦力，增大水泥休止角，有效降低水泥的流动性，通过水泥流动性指数休止角的反复试验，找出不影响水泥流动性的配合比。

通过水泥厂技改和助磨剂配方调整后，使用新配方助磨剂在台时产量和强度增长与原先持平的情况下，皮带输送量达到920t/h，满足水泥生产发运需求。

2.2 提产效果不理想

经常有客户反应，某一时间段磨机台时产量突降，台时出现大幅度波动等现象，怀疑是助磨剂质量波动引起，其实不然，该类问题几乎都与助磨剂品质没有关系。经总结分析，台产降低原因有如下几点：

(1)原材料易磨性发生变化。水泥是相对粗放式生产，原材料品质很难控制到一个精准的数值，尤其是需要外购熟料的水泥粉磨企业，熟料来源复杂不同熟料之间质量、易磨性差异较大，即使同一窑生产出的熟料，因为原料配比变动、烧成与冷却制度变化，生产控制与管理不同等多种原因，其强度发展规律和易磨性也有很大差别，容易引起台时产量的波动。

(2)入磨熟料温度过高。有些企业采用分解炉扩容等方式对烧成系统进行了改造升级，使窑的台时产量大幅提高。但回转窑的冷却系统却没有得到相应的升级，致使入磨熟料温度较高，特别是夏季有的企业熟料温度可达200℃以上。熟料温度过高一方面会引起助磨剂组份的挥发和分解，影响效果发挥；另一方面会增加粉体颗粒间的静电吸附，造成粉体颗粒间的黏附聚集，糊堵研磨体形成垫层，降低粉磨效率。

(3)入磨物料水分变大。有的水泥厂阶段性使用湿排灰、有的水泥厂原料露天堆放，物料中水分不可控。这些都会引起入磨物料水分偏高，进而导致磨机出现包球糊磨现象，目前水泥助磨剂还无法解决水分高引起的糊球问题。

(4)粉磨工艺发生变化。更换研磨体、更换风机等，会导致研磨效率及磨内物料流速的变化，进而引起台产变化。有的企业为降低粉磨电耗，降低了磨机填充率，物料流速变大，助磨剂的使用使物料在磨内停留时间缩短，成品率低。有的企业更换大风机后，磨内风速变大，物料流速变快，出磨物料变粗导致循环负荷增大，磨机粉磨能力受到影响。

(5)助磨剂掺加量发生变化，泵老化或者堵塞。计量泵长时间使用后容易造成泵体磨损或腐蚀，导致管接头或泵体密封性不好，造成助磨剂流量不稳定，助磨剂加入量不准确，影响台时产量。应定时对助磨剂用量进行校准，保证助磨剂用量与磨机产量相匹配。

案例2：某水泥厂反应台时产量下降，P·O42.5水泥台产较前期下降约15%，水泥细度仍不受控，为保证水泥强度，熟料掺入比上升约7%左右，厂家怀疑是由助磨剂质量存在波动引起。经对留样助磨剂进行匀质性及水泥胶砂强度检测，均满足合同指标要求，排除助磨剂原因。

经现场调研查看，存在以下问题：

(1)熟料温度高，从现场看，入熟料库斜拉链机上存在红料，实测最高温度265.8℃，平均210℃，出磨水泥温度中控记录150℃，现场了解测温仪已达峰值，实际可能更高，入磨、入库熟料均存在淋水现象。现场查看堆棚熟料黄心料、飞砂料较多。

(2)助磨剂从磨头加入，管道布置不合理，助磨剂与粉尘在磨头入料扬料板处形成积块，影响使用效果；

(3)隔仓板篦缝存在堵料现象，影响通风及物料流速；

(4)二仓活化衬板已起不到作用，出磨水泥质量控制基本靠降低磨内风量和降低台产。

解决方案：

(1)调整助磨剂管道加入位置，从入磨溜槽正上方布管道，同时增加气化装置，使助磨剂从目前的流入改为喷射状加入，落点控制在距端衬板15cm左右，避免入磨溜槽积料，影响助磨剂使用效果；

(2)针对二仓隔仓板堵塞、活化衬板失效，起不到控制二仓物料流速作用的问题，建议对活化衬板进行更换，对堵隔仓板进行改造，合理控制物料流速，改变现在不敢用风、闷磨操作的现状，使合格细粉及时拉出；

(3)针对入磨熟料温度高，飞沙料、黄心料多的问题，建议熟料烧成阶段适当提高熟料烧成质量，提高篦冷机冷却效果，降低入磨熟料温度，减少淋水对熟料强度的影响：粉磨工段从磨头、打散机加大冷风用量，降低物料温度。

调整后效果：在对建议措施第1条和第2条进行整改后，开展了水泥助磨剂大磨试验验证，台时产量提高了10.5%，熟料降低9个百分点，混合材增加9个百分点。

2.3 增强效果不理想

原因分析：

(1)粉磨工艺存在缺陷，引起水泥颗粒级配分布不合理，易磨性好的物质过粉磨形成超细粉，而易磨性差的熟料未被磨细，水泥比表高而45μm细度也高，导致水泥强度偏低；对水泥质量控制指标，特别是低标号水泥，尽量以45um细度作为控制质量的主要指标，合理调整选粉机用风，充分发挥助剂优化颗粒级配的作用；

(2)入磨物料发生变化，不同物料的活性、易磨性均差异较大，频繁变换时，磨机运行参数变化较大，容易引起强度的波动；

(3)水泥熟料碱含量较高，水泥初期水化较快助磨剂的使用造成了早期水化速度过快，导致水泥强度增加不如预期，一般高碱水泥后期强度偏低，应使用与高碱水泥匹配的助磨剂重点提高后期强度。

案例3：某水泥厂反应使用助磨剂后，强度的增长幅度没有达到预期，使用助磨剂后，降低熟料掺比3%～5%，希望能有进一步的降低熟料用量。原因分析：

(1)原材料方面问题。该水泥厂使用的熟料来自A、B、C三家公司，不同公司熟料性能差异比较大，性能见表1，各公司熟料状态见图1。

混合材主要以碎石、高硅砂岩和粉煤灰为主，后掺6%的矿粉，脱硫石膏和磷石膏按1：1的比例搭配使用。粉煤灰原配比按16%掺入，因供应紧张，其掺入比已下调至6%，空出的10%由碎石或砂岩替代，对磨机的产量和产品的细度影响很大。碎石主要来自铜陵、池州和广德，铜陵、池州碎石较纯，杂质较少，其钙含量在92%～93%左右，广德碎石含有较多的风化页岩和土质杂质，钙含量不到80%，且水分较高。脱硫石膏水分较高，磷石膏成分不稳定，有效组分波动较大，主要原材料化学组成见表2。

(2)工艺设备方面问题。该水泥厂现有三台3.8m×13m磨机，一级闭路粉磨，无辊压机，磨内用风无单独的处理系统，磨内风作为一次风直接进入选粉机，出于磨内风量不足，考虑对磨机研磨体进行了调整，降低了装载量，捡出了直径较小的研磨体使填充率降低，平均球径增大(各磨机研磨体级配和装载量见表3)，希望内物料流速加快，而这样的调整不利于助磨剂功效的有效发挥。

该系统配备k-2000选粉机，能力偏小，主风机抽力亦不足，结合检测数据和实际生产情况分析，三条线的选粉效率都较高(65%以上)，但由于磨内风量太小，磨机始终处在“闷磨”的边缘状态，磨内物料不能及时合理的排出，出现比较明显的过粉磨现象。不能及时排出的物料在磨内形成一定的“缓冲”现象，降低了研磨体的粉磨效率，而无辊压机预破的粉磨工艺缺陷，更增加了这种现象的严重程度，造成了产品细度粗(45μm筛余大于12%)，同时超细微粉比例高(3um以下比例高达18.55%)(详见图2)，水泥标稠需水量大，强度(尤其3天强度)低。

调整优化方案：

(1)增加磨内风量。关闭选粉机三次风；尽可能的关闭选粉机二次风，以增加一次风量；在上述调整的基础上，尽可能关闭磨尾回转筛排料口闸板阀(以排料口不出粉料为准)，尽可能减少磨尾漏风以增加磨内风量。

(2)调整研磨体级配和填充率。三台磨机1、2仓粉磨能力基本平衡，随着磨内风量加大，磨内物料流速会加快，适当提高磨机尤其是二仓研磨体的填充率，适当降低2仓的平均球径，建议补充25mm或以下的小球。

(3)控制入磨物料的质量和水分，保证磨机工况稳定。对来自不同厂家的熟料尽可能搭配使用，减少熟料变化对磨机台时、产品质量的影响；条件允许的情况下，尽量选用易磨性好且有一定活性的混合材，少用或不用高硅砂岩；严格控制入磨物料的水分(特别是夏季梅雨季节，冬季长时间雨雪天气，控制好入磨物料的水分尤其重要)；保持合理的磨内温度，过高的磨内温度，会使助磨剂部分分解挥发，降低使用效果；磨温过低，不利于物料带入磨内水分的及时排出。

后期客户自行逐步调整，据反馈产质量改善明显，问题得到解决。

3 结论及建议

水泥助磨剂的本质属性是应用型产品，助磨剂的实际应用效果，不仅取决于助磨剂的配方组成，而且跟助磨剂与粉磨工艺以及物料的适应性有关。助磨剂企业人员应与水泥粉磨工艺管理人员深入配合，通过助磨剂配方和水粉磨工艺调整的互动式调配，增强助磨剂与粉磨系统的匹配性，实现水泥粉磨工序进一步节能降耗。

——作者：司宏振1，赵伟23，刘富星23，张辉23，冯恩娟23，周德泉23

——单位：1.安徽海螺材料科技股份有限公司；2.临沂海螺新材料科技有限公司；3.山东省水泥助剂重点实验室

——来源：《水泥工程》2023年5期

往期推荐：

水泥助磨剂产品知识问答

2023-08-21

水泥助磨剂大小磨试验方案

2023-08-15

水泥生产工艺因素对水泥助磨剂使用效果的影响

2023-07-29

水泥厂使用助磨剂后的常见问题

2023-07-22

使用水泥助磨剂后，如何调整水泥粉磨系统工艺参数

2023-07-14

水泥助磨剂作用机理及正确使用

2022-01-26

团体标准《T-CCAS 021-2021水泥生料助磨剂》

2024-05-17

从岩相观察分析熟料煅烧问题

2024-07-13

鱼骨图分析法解决水泥窑系统煤耗高问题

2024-07-09

一起水泥质量问题的分析及措施

2024-11-04

出磨水泥氯离子含量超标问题原因分析和处理

2024-09-13

水泥磨调试过程出现问题的原因及分析

2023-12-01

辊式磨控制与调整及常见问题分析处理

2023-01-12

水泥资料

致力于为水泥建材行业搭建技术交流平台，发布业内生产安全环保管理，精益运营，粉磨煅烧技术，各大专业培训资料。