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(lián)水泥有限公司，內(nèi)蒙古 烏蘭察布市 012400）

0 引 言

2012年8月份，正是內(nèi)蒙古地區(qū)水泥銷售的黃金季節(jié)，但某水泥有限公司（以下簡稱：該公司）卻面臨嚴(yán)峻的市場考驗，其主要問題是該公司生產(chǎn)的散裝水泥在出廠到達(dá)施工工地（或攪拌站）后無法順暢卸灰，存在嚴(yán)重的“打灰”不暢現(xiàn)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(shù)人員及時組織討論分析，一致認(rèn)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(dǎo)致水泥在散罐中卸出的速度慢，卸凈程度差。

據(jù)有關(guān)資料[1]顯示：水泥粉體的流動度通常用流動性指數(shù)表示，一般與水泥粉體的“壓縮度和凝聚度”相關(guān)性較大。一方面如果水泥在散罐車內(nèi)靜置太久，就會由于容重不同（密實容重和松散容重不同）導(dǎo)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(xì)顆粒間相互“吸引”而發(fā)生“團(tuán)聚”現(xiàn)象，也會導(dǎo)致水泥粉體的凝聚度增大，流動度變差。

后經(jīng)技術(shù)人員調(diào)查發(fā)現(xiàn)，從該公司出廠后的散裝水泥到達(dá)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(fā)現(xiàn)只有該公司生產(chǎn)的普通水泥出廠后存在此種現(xiàn)象，而復(fù)合水泥則基本上不存在此種現(xiàn)象。通過對比分析，發(fā)現(xiàn)粉磨普通水泥與粉磨復(fù)合水泥有以下三點明顯不同：

（1）為了有效地激發(fā)水泥強(qiáng)度，普通水泥比復(fù)合水泥磨得更細(xì)，一般普通水泥0.08mm的篩余細(xì)度控制比復(fù)合水泥細(xì)0.5%。

（2）普通水泥比復(fù)合水泥混合材摻加量少，所以由此而導(dǎo)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(fù)合水泥熟料用量大，所以由此而導(dǎo)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(fù)合水泥的細(xì)度細(xì)、溫度高，由此而引發(fā)的粉磨“靜電效應(yīng)”更加嚴(yán)重，水泥粉體“團(tuán)聚現(xiàn)象”加劇，導(dǎo)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(fù)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(fù)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(dǎo)致普通水泥的物料入磨溫度比復(fù)合水泥高約24℃左右；從出磨水泥的溫度來看（現(xiàn)場用溫度計測試），復(fù)合水泥出磨溫度高達(dá)150～170℃，嚴(yán)重超出《水泥質(zhì)量管理規(guī)程》和粉磨工藝的有關(guān)技術(shù)要求（因使用脫硫石膏，因此沒有造成石膏脫水現(xiàn)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(chǎn)生的水泥粉體“團(tuán)聚”現(xiàn)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(shù)措施：

（1）適當(dāng)?shù)丶哟笠后w助磨劑的使用比例，提高水泥的分散度，消除靜電團(tuán)聚現(xiàn)象，但同時應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)性，使用比例不宜過大（從0.015%增加至0.018%）。

（2）在保證水泥強(qiáng)度的前提下可適當(dāng)放粗一點細(xì)度，以減少過粉磨現(xiàn)象，具體細(xì)度控制見表2。

表2 水泥細(xì)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(yán)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(xiàn)，具體實施情況如下。

為嚴(yán)格控制磨內(nèi)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(shè)計院引進(jìn)了先進(jìn)的電器控制系統(tǒng)一套。該系統(tǒng)采用中國專利ZL2005201286229有級可調(diào)的數(shù)字式噴水控制原理。即：通過并聯(lián)兩組電磁閥和調(diào)節(jié)閥，預(yù)先根據(jù)噴頭尺寸設(shè)定調(diào)節(jié)閥的流量，通過出磨水泥溫度（連鎖）控制電磁閥的開關(guān)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(shù)人員對噴頭進(jìn)行了技術(shù)改造，在溫度恒定的時間段內(nèi)停止向磨機(jī)內(nèi)噴水，改向磨機(jī)內(nèi)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(nèi)噴水系統(tǒng)由“加壓水站、混合通道（水和壓縮空氣混合）、磨內(nèi)組件（噴頭等）、壓力和溫度測量系統(tǒng)、自動控制電控柜”等部分組成。其主要工作原理是：用計算機(jī)設(shè)定好出磨水泥所需要控制的溫度（一般設(shè)定在100℃），當(dāng)熱電偶探測到的出磨溫度低于此設(shè)定值時聯(lián)鎖啟動，停止向磨機(jī)內(nèi)噴水，開始噴壓縮空氣；當(dāng)熱電偶探測到的出磨溫度高于此設(shè)定值時聯(lián)鎖啟動，開始向磨機(jī)內(nèi)噴霧化水，具體水量由一套電子控制器在線通過調(diào)節(jié)閥門（電磁閥）來實現(xiàn)。

噴頭的大小規(guī)格可進(jìn)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(jīng)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(jīng)過生產(chǎn)試驗驗證，當(dāng)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(yīng)保持光滑圓整。具體合適水量的概念是：系統(tǒng)能夠長時間穩(wěn)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(yīng)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(tǒng)越穩(wěn)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(nèi)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(shè)備的噴頭安裝在磨機(jī)磨尾的出料篦板上，其安裝方法是：將磨內(nèi)耐磨護(hù)套支架環(huán)焊接在磨機(jī)回轉(zhuǎn)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(huán)焊接嚴(yán)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(tǒng)安裝圖

圖3 水泥磨尾噴水裝置系統(tǒng)布置圖

磨機(jī)收塵器出口風(fēng)溫控制要點：噴入磨內(nèi)的霧化水需要通過磨內(nèi)通風(fēng)帶出磨外并通過收塵器排入大氣。而避免收塵器結(jié)露則是保證水泥磨系統(tǒng)正常運行的必須條件。故而，除保證必須的通風(fēng)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(fēng)中的含濕量密切關(guān)聯(lián)，含濕量越多，露點溫度也越高，要求排氣的風(fēng)溫也越高。當(dāng)在噴水量一定的前提下，較高的通風(fēng)量能降低結(jié)露的可能性，一般應(yīng)控制出口風(fēng)溫不得低于65℃。所以，設(shè)計了用收塵器出口風(fēng)溫控制磨內(nèi)噴水的控制程序，用以避免收塵器內(nèi)結(jié)露。程序要求設(shè)置的排風(fēng)最低溫度不得低于55℃，實際設(shè)定溫度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際工況和氣候溫度適當(dāng)調(diào)整，初始應(yīng)設(shè)置在較高溫度下工作，逐步降低設(shè)限溫度，并觀察收塵器的工作狀態(tài)，及時微調(diào)。只有當(dāng)收塵器排氣溫度高于設(shè)定的溫度后，系統(tǒng)才啟動聯(lián)鎖，允許向磨機(jī)內(nèi)噴水。

3 實際應(yīng)用效果及推廣情況

（1）該磨機(jī)噴水裝置（使用5毫米的噴頭）經(jīng)安裝調(diào)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(wěn)定控制在95～100℃之間，磨機(jī)系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

（2）通過采取以上技術(shù)措施后，徹底消除了散裝車打灰不暢，流動性較差的技術(shù)瓶頸問題。同時，由于粉磨溫度的下降，粉磨靜電效應(yīng)消除，極大地避免了細(xì)粉的“團(tuán)聚”現(xiàn)象，磨機(jī)臺時產(chǎn)量明顯提高，經(jīng)生產(chǎn)統(tǒng)計驗證，技術(shù)改造前后平均臺時產(chǎn)量提高了約2.8噸/小時，經(jīng)濟(jì)效益也較為顯著。

（3）經(jīng)過半年的穩(wěn)定運行，該噴水系統(tǒng)控制穩(wěn)定，操作簡單，經(jīng)推廣后在該公司的另一臺磨機(jī)上安裝使用。目前，已成功安裝使用兩套該磨機(jī)噴水系統(tǒng)，并向區(qū)域同行業(yè)推廣使用。

5 結(jié)束語

本文主要通過加裝水泥磨磨尾噴水系統(tǒng)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(yīng)所產(chǎn)生的粉體“團(tuán)聚”現(xiàn)象，降低凝聚度，提高水泥粉體的流動性。進(jìn)而解決了散裝水泥在罐車中卸灰不暢的現(xiàn)象。其技術(shù)措施可行，操控簡單，值得同行業(yè)借鑒或推廣使用。