混凝土生產粉磨系統選用“多點給料、多點揉捻、循環粉磨”最新工藝技術

我國是混凝土生產大國，而混凝土粉磨技術又直接影響到混凝土工業的振興和發展，據有關資料闡明，在混凝土廠中每生產一噸混凝土還要粉磨的各類物料就有三四種之多，粉磨能耗占車間總能耗的65%～70%，粉磨費用占混凝土生產總費用的35%左右，而粉磨系統的修理量占全廠設備修理量的60%。顯而易見混凝土粉磨工藝的好壞對混凝土生產效益影響極大。現在混凝土的粉磨生產工藝技巧較差，也比較紛亂，各持己見，規范性差，較差混凝土企業存在著工藝設備不健全，窯磨銷量不均衡的現象，有些廠商選用了少量先進技術，對其他幾項先進技術欠缺了解，找不到實用先例，不了解生產設備廠商，不熟悉先進工藝設備的原理和起到的作用，還有些混凝土企業只重視球磨機外部的輔助配套設備的建立，不考慮球磨機原本的水平高低。也有的企業只重視球磨機原本的能力，不考慮配套設備的實用性和先進性，所以國外粉磨工藝整體水平有待提升。

一、現有混凝土粉磨工藝存在的不足

第一種辦法是：開流粉磨工藝。主要粉磨設備是運用一臺長筒管球磨機，將不同強度、不同塊度的混凝土混和物料同時踏入球磨機內進行粉磨。這些方案的劣勢是：①混合材過粉磨。在混凝土產品中0～15μm的微細顆粒濃度高，且主要成份都是混和材，比表面積即使高，但這是混和材的超細粉磨形成的，稱為假性比表面積。混和材在混凝土產品中似乎具備一定的縮聚調節作用，其主要是起到化學載體作用，活性度低，顆粒形狀相對來講是小一點好，而且過細以后會造成形成靜電、包球、吸水性大、石膏脫水、水泥混凝土懸浮物增多。更主要的是因為混和材的過粉磨花費了大量的能耗和時間，作了許多無用功。②在混凝土產品中較大的顆粒都是混凝土熟料。30～100μm的較粗顆粒混凝土熟料約占80%，這種混凝土熟料在混凝土混凝土中有較大一部份不能水化產生膠凝作用，所以就不能達到盡或許地發揮混凝土熟料的凝結硬度作用，噸混凝土的混凝土熟料的消耗量大，生產費用高。③磨機臺時銷量低。為了符合混凝土產品粒度要求，80μm的篩余不少于3%時，球磨機的臺時銷量還要壓得很低，粉磨能耗高，粉磨效率差。因而,開流粉磨混凝土還是有一定自身缺陷的。（見圖1-1）

第二種方式是：采取了圈流粉磨工藝方案，經管球磨機排出的混凝土粉體被輸送至選粉機后被分離成一種混凝土成品和另一種粗粉被送回球磨機再粉磨。這些步驟擺脫了后者的窘境，但也帶給新的問題。其劣勢：①水泥硬度較低。混凝土產品中25～45μm的平均粒徑顯著增多，混凝土熟料被磨成20μm以下的濃度很少，混凝土顆粒土體不合理，熟料硬度沒有最大限度地發揮下來。在施工混配混凝土時和易性差，同樣的熟料添加量、同樣的篩余粒度，混凝土硬度略低，混凝土熟料消耗量大，生產費用高。②循環負荷降低。因為選粉機的大量回粉再送回磨頭，給球磨機帶給物料量的增多、料層厚實、流速加速、研磨時間降低、粉磨效率下滑、循環負荷的性能增多。③投資大。設備多、施工量大、工藝復雜、維修量大及操作人員多。圈流粉磨工藝因為對混和材不形成過粉磨，球磨機的臺時銷量較高，當混凝土產品比表面積少于370m2/kg時，臺時銷量的增加升幅顯著增長。（見圖1-2）

第三種方式：是在長筒管球磨機前提高了比較單純的預粉磨設備。30萬噸以下規模多選用細破碎機，30萬噸以上規模多選用滾壓機形式，其粉磨方式是將各類混凝土混和料同時踏入預粉磨設備再輸送到管球磨機細磨后為混凝土成品，一直是相似于開流粉磨工藝。其劣勢是：①混合材過粉磨現象存在。其實臺時銷量大降幅降低，等然后球磨機的加強規格或球磨機加長筒體形成的提產療效。由于混凝土混和物料經過球磨機前的預粉磨設備進行粉磨過后，有一部份的物料的粒徑已然很小，于是再經過下道粉磨設備管球磨機的自前向后的全過程的粉磨過后，混和材的過粉磨現象較為嚴重，也會形成靜電、包球、吸水性大、石膏脫水、水泥混凝土懸浮物增多。因為混和材的過粉磨花費了大量的能耗和時間，噸混凝土能耗略高。混凝土成品的比表面積雖大，但小于30μm的顆粒組成多數是混凝土熟料，該磨碎的也有一部份沒有磨制，早已較細的混和材磨得過細，還存在混凝土硬度沒有最大限度地發揮下來等眾多劣勢。②臺時銷量不穩定。當破碎設備的錘頭或篦條銹蝕、輥壓機的輥皮銹蝕后，球磨機的臺時銷量都會大降幅衰退。另外隨著管球磨機和滾壓機尺寸的逐步減小，其球磨機的臺時銷量有日益減少的趨勢，焦比增高。③輥壓機的設備和基礎建設投資較大，設備小型化后，適于預粉磨設備的投資都要少于管球磨機的投資。（見圖1-3）

現在較差的研究機構新推出了聯合粉磨工藝，在旋壓機、管球磨機設備的外部增設了選粉機設備，顯著地起到了提高混和材過粉磨現象，臺時銷量增加，焦比增長，而且還要再提高較差的設備和較大的投資。混凝土成品的比表面積過高，顆粒骨料不盡合理。

二、多點給料、多點揉捻、循環粉磨工藝是混凝土粉磨系統的核心技術

針對現有三種混凝土粉磨工藝存在的劣勢，北鎮理想粉磨研究所和粉磨試驗站的技術人員做了大量的研究和實踐，在環比半徑試驗球磨機上進行了一百多次的反復實踐；又將新工藝新設備安裝到混凝土企業進行實際應用，取得了新的成果。新粉磨工藝的中心技術內容是選用對物料進行多點給料、多點揉捻、循環粉磨工藝步驟，其技術方案是：

1.在管球磨機的后端設置了具備風選篩分技術和循環粉磨功能的預粉磨設備循環粗粉球磨機，對易磨性較好的如熟料等單獨步入到循環粗粉球磨機進行預粉磨。因為該球磨機自身的特殊粉磨特征（參看循環粗粉球磨機產品介紹），球磨機自身才能將粗粉返回到磨前進行循環粉磨，使熟料等較硬物料被粉磨后，出料細度均勻，粒度穩定，為第二段球磨機逐步細磨夯實了良好的基礎。

2.對易磨性較差的混和材料和循環粗粉球磨機出磨碎狀熟料，一起步入到第二段的雙位進料微粉管球磨機的一倉進行細粉磨。

3.混和材種類中的像粉爐渣、石膏粉、礦渣超細粉及粗粉球磨機除塵器收下的細粉因為不能完全達到混凝土成品的粒度，將其踏入第二段的雙位進料微粉球磨機的二倉繼續拋光，同時也起到混和、攪拌均勻之目的。

4.微粉球磨機的多點揉捻的技術原理：微粉管球磨機筒體的軸向設置為二至四個粉磨倉，物料在筒體內拋光體的沖擊和拋光作用下自筒體的后端向前端聯通，物料每經過一個倉的粉磨后，都有一部份物料的顆粒粒度已然達到了成品的指標，為了使這一部份的物料不踏入到下一個倉形成過粉磨，影響球磨機的產品銷量，在微粉球磨機的倉與倉之間的單層隔倉部位設置了提取成品物料的隔倉裝置，經過前倉粉磨后的成品物料在這兒被提取。通過外部設置的除塵器，將成品搜集后送到磨尾的成品提高機，連同磨尾的成品一齊提高到成品儲料罐中。

通過對不同強度、不同細度的物料在粉磨時采取了多點給料模式和多點排料模式，使難磨的物料磨得時間長，容易磨制的物料在球磨機里粉磨得時間短，使其達到各式物料經過粉磨過后達到粒徑比較接近,混凝土成品粒徑分布愈發合理,混凝土成品中30～80μm的顆粒中混凝土熟料的濃度顯著降低，混凝土硬度增高，熟料摻加量降低5%～10%以上。此工藝步驟設計獨特合理，擺脫了現有粉磨生產工藝存在的多種物料一齊直接步入球磨機前倉共同粉磨時出現的過粉磨現象。多點給料、多點揉捻、循環粉磨的新型粉磨工藝，其突出特征是代替了選用選粉機的圈流粉磨工藝，降低了循環負荷所用能耗，具備工藝布置簡略，土建施工費用低，節約安裝工程投資，電網配套功率小，噸混凝土電網消耗低2023年水泥粉磨工藝流程圖，混凝土臺時銷量高，混凝土熟料消耗小，混凝土產品費用低，混凝土比表面積高，顆粒分布合理，增加設備運轉率，降低設備修理量等眾多特點。

三、節省投資

可以節約訂購滾壓機那樣的大投資設備，或選用圈流粉磨工藝還要訂購選粉機等設備。過去選用選粉機的圈流粉磨工藝，主要是提高混和物料的過粉磨現象，當選用多點給料、多點揉捻、循環粉磨的新型粉磨工藝設備以后，粉磨設備原本早已解決了過粉磨現象，所以設備工藝布置上完全可以取消選粉機及其輔助設備。工藝布置簡略，土建施工成本低；循環粗粉球磨機2023年水泥粉磨工藝流程圖，因為配套的馬達功率小，產品單位價格低。

選用多點給料、多點揉捻、循環粉磨工藝可以設計為一條生產線，具備設備少、工藝簡略、操作人員少的特點，但投資略低于雙線設計方案。易可施行兩條生產線并聯作業的生產系統，其特點是32.5級和42.5級兩等級混凝土可以同時生產，一種等級混凝土藥量大時可以兩條線同時生產。在投資上除比其他粉磨工藝節約大量投資外，還比選用一條生產線的投資要低。

四、電力配套功率小、噸混凝土電量消耗低

第一方面是：在工藝布置上取消選粉機及其輔助設備后來，既減輕了許多設備,同時也降低了設備原本所用的馬達功率消耗。眾所周知，選粉機及其輔助設備的原本不會對物料起到撕碎粉磨作用，當微粉管球磨機設備原本早已解決了過粉磨現象后來，不須要降低馬達功率，就可以達到降低混和物料的過粉磨現象，所以在混凝土粉磨生產過程中馬達功率也會大升幅減少。第二方面是：因為預粉磨系統選用了循環型粗粉球磨機，代替了卷繞機的設備配置，或球磨機后面的熟料破碎設備，配套馬達功率降低了許多。第三方面是：循環粉磨粗粉球磨機和雙位進料、多點揉捻微粉管球磨機，都選用了滾動聯軸器技術，球磨機內部結構都選用了雙“U”型拋光結構，增加了對物料的拋光效率，大降幅增加了球磨機臺時銷量。通過上述多方面技術舉措后來，在混凝土產品噸能耗上可由35度降至26～30度，每桶混凝土可節約5～10度電，年產60萬噸混凝土生產線，全年可節約水費400余億元。