[中国铁建]2024世界隧道大会深圳开幕：中国铁建展现智能建造技术风采
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陶瓷研磨体与助磨剂两者间节能方式有何不同
2017/08/16 10:57
来源：中国建材报网
“水泥粉磨节能”是一个永恒的话题，除了采用结构先进、能耗低、产量高的粉磨设备之外，在生产工艺条件上改进，也可以达到一定的节能效果。......
“水泥粉磨节能”是一个永恒的话题，除了采用结构先进、能耗低、产量高的粉磨设备之外，在生产工艺条件上改进，也可以达到一定的节能效果。比如：在干法粉磨水泥时，添加助磨剂，可以改善水泥熟料和混合材料的易磨性，能耗可以降低10%～15%；水泥球磨机在应用陶瓷研磨体后，吨水泥生产电耗也可以降低10%左右。这两种节能方式有什么不同呢？简单地说，一个是通过物理化学变化来节能，另一个是单纯的物理作用节能；一个是对被粉磨的水泥物料起作用，另一个是对粉磨物料的研磨体材质采取措施。
助磨剂的“助”是“帮助”的意思。它能帮助什么呢？简单地说：它能帮助水泥生产过程加快粉磨速度、节约电能消耗、减少熟料用量、降低生产成本；它能帮助水泥产品提高质量、改善性能、调节品种、方便输送。助磨剂的“磨”是“粉磨”的意思，它不是水泥物料简单的“由粗变细”的普通粉磨，它是“高细粉磨”和“超细粉磨”。用《机械力化学》中的学说诠释，即固体物质受到机械力作用后被激活，其性能将会发生一系列的物理变化和化学变化。所以，这个过程又称之为机械力化学活化。
从助磨机理来看，助磨剂可以降低物料表面能、减弱分子引力所产生的集聚作用、帮助外力作功时颗粒裂纹的加速扩展，从而提高粉磨效率，实现球磨机优质、节能、高产的目的。助磨剂还利用化学物质特有的功能，激发潜在水硬性材料的水化活性，提高水泥早期强度、改善水泥流动性、缩短凝结时间、减少需水量等。在水泥粉磨过程中，加入少量的助磨剂，可以消除细粉结团或“糊磨”现象、加快物料的粉磨速度、提高粉磨效率、减少小于3μｍ的颗粒含量，有时会出现比表面积减小的表观现象。然而，3～30μｍ含量一般可以提高10%～20%，使水泥的颗粒组成更加合理，有利于后期强度增进率的提高。
使用助磨剂后，物料在磨内的流速会加快，使其在磨内停留时间缩短，减少了过粉磨现象，会引起出磨物料细度（筛余和比表面积）的变化。对于开流粉磨来说，必须调节磨内工况，适应粉磨产品的细度要求；对于圈流粉磨则要控制出磨细度（筛余）在正常范围之内，绝不允许有筛余值逐渐增大的现象发生。否则，不仅磨机产量会降低，而且，还会引起循环负荷率增加，磨尾提升机过载、堵塞，以致造成停产事故。因此，使用助磨剂后的粉磨工艺参数，应进行必要的调整。
目前在水泥企业广泛选用的陶瓷研磨体，是以优质高岭土、长石材质或氧化铝、氧化锆、氮化硅、碳化硅等材料为主，经加工、成型、烧结而成的一种厘米级球形陶瓷物体。普通陶瓷球按其用途可分为填料陶瓷球、湿法研磨陶瓷球和干法研磨陶瓷球3种。2015年我国在世界上首创的“水泥粉磨用陶瓷研磨体”属于干法研磨陶瓷球，简称：陶瓷研磨体。有一些在外形上与普通陶瓷球没有什么不同，但另外一些有明显的外形差异，如段型（短圆柱体）、球段型（段的两端为球形）、椭球形或其他异型等。
从化学成分上看，除氧化铝含量超过90%之外，还添加了一部分改性增韧的微量元素：锆、锰、铜等，使陶瓷研磨体的抗冲击韧性能力大幅度提高；从生产工艺方面看，加强了计算机技术和数字化控制技术的发展，实现了烧成工艺自动化，合理调控热工制度（如烧结温度、升温速率、保温时间、烧成气氛等），降低烧成温度，加速烧结过程，阻止晶型转变，抑制晶体长大，制造出玻璃相含量低、微小晶粒结合、刚玉为主的结构态陶瓷，从微观结构上解决了陶瓷研磨体的质量问题，在干法粉磨系统中的使用性能指标（碎球率、磨耗）远远优于普通陶瓷球。
陶瓷研磨体是近年来用于粉磨水泥、替代铬合金铸球的新型材料，不仅使水泥工业生产节能降耗、出磨产品温度降低，而且避免了六价铬的重金属污染，是我国为世界水泥工业首创的先进技术产品。应用陶瓷球使球磨机装载量减少、整体负荷下降，因此，在主电机不更换的条件下，球磨机节电效果明显是必然的结果。有人担心陶瓷研磨体的应用会与助磨剂发生干扰和影响，但从上述节能机理分析可以看出，这种顾虑大可不必。通过笔者近几年来的推广应用实践证明：在球磨机水泥粉磨系统，适量添加水泥助磨剂可以改善物料易磨性，对陶瓷研磨体的应用十分有利，节能效果更好。
编辑：俞垚伊
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