水泥助磨劑的選擇和使用問題 |
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2018-02-11 12:03:55 |
1?使用助磨劑不盡理想的原因
??助磨劑已成為水泥粉磨過程中有效的節(jié)能降耗措施之一,作為一項有利于水泥企業(yè)提質(zhì)增效、減排利廢的技術(shù),工業(yè)發(fā)達國家的水泥企業(yè)幾乎都在使用助磨劑,但助磨劑在我國的使用還不盡理想。究其原因,與以下幾點不無關(guān)系:
??1)由于各水泥企業(yè)的工藝條件千差萬別,加入助磨劑后,助磨劑不能充分發(fā)揮自身的作用,因而使用效果達不到客戶的預(yù)期目標(biāo),致使企業(yè)的經(jīng)濟效益不明顯。
??助磨劑具有十分敏感的適配性,其組分和含量、摻量的多少均會影響使用效果。助磨劑對不同企業(yè)的水泥、不同品種的水泥其適配性是不同的,對不同熟料、不同混合材及不同物料水分的適配性是不同的,對不同規(guī)格的磨機其適配性也是不同的,應(yīng)根據(jù)不同客戶的實際條件調(diào)整水泥助磨劑的組分及用量。
??2)一些中小水泥企業(yè),特別是粉磨站,由于其熟料都是外購的,購進的熟料內(nèi)在質(zhì)量不穩(wěn)定,且又不能較好均化,加之進廠的礦渣水分很大,又不具備烘干條件,這些都直接影響到助磨劑的使用效果。
??使用助磨劑后,在物料的使用上要保持均衡穩(wěn)定,工藝設(shè)備應(yīng)保持在良好狀態(tài),能適時、適當(dāng)調(diào)整工藝技術(shù)參數(shù),同時要控制好混合材的水分,把握好混合材的摻量與臺時產(chǎn)量的合理平衡,才能充分發(fā)揮助磨劑的功效。
??3)使用助磨劑后,可能使磨機的臺時產(chǎn)量提高,但部分水泥企業(yè)的某些設(shè)備運行能力明顯不足,如選粉機電流超高、出磨提升機能力不足、配料秤下料量達到極限等等,這些因素都可能會制約助磨劑的使用效果。
??使用助磨劑后,要求物料的配比、計量、喂料量要準(zhǔn)確穩(wěn)定,附屬設(shè)備要有一定的富余能力,系統(tǒng)的通風(fēng)及密封狀況要保持良好。磨內(nèi)的物料流速通常會加快,可適當(dāng)調(diào)整磨機通風(fēng)量和各倉研磨體級配、裝載量等,將物料流速控制在合理的水平。
??4)使用助磨劑后,出磨水泥的細度(篩余或比表面積)指標(biāo)不合理,對這些控制指標(biāo)未作及時調(diào)整。
??使用助磨劑后,磨機內(nèi)的粉磨工況將發(fā)生變化,出磨水泥的細度與顆粒級配的相關(guān)性、與水泥物理性能的相關(guān)性將發(fā)生變化,細度的控制指標(biāo)需要根據(jù)物理性能的變化重新確定。
??5)在使用前對助磨劑的選配、小磨試驗、大磨試用、助磨劑調(diào)整等工作不夠認(rèn)真;在使用中對這些重要的工作,甚至在工藝、物料發(fā)生變化的情況下,都很少做、甚至干脆不做。
??6)應(yīng)該特別強調(diào)的是,助磨劑產(chǎn)品的質(zhì)量好壞,不僅僅在產(chǎn)品本身,其技術(shù)服務(wù)水平也是產(chǎn)品質(zhì)量的重要組成部分。優(yōu)質(zhì)的服務(wù)水平、良好的服務(wù)態(tài)度、友好的溝通環(huán)境,是用戶用好助磨劑的前提,而這恰恰也是助磨劑行業(yè)最需要完善的地方。
??助磨劑的使用質(zhì)量=物質(zhì)產(chǎn)品的實體質(zhì)量+技術(shù)服務(wù)的虛擬質(zhì)量
??對于水泥助磨劑的質(zhì)量來講,技術(shù)服務(wù)所占的比重很大。助磨劑商家只有根據(jù)水泥企業(yè)各自的工藝特點為其提供“適時適配的助磨劑產(chǎn)品+全面完善的技術(shù)服務(wù)”,并根據(jù)其變化作出及時的調(diào)整,才能真正達到理想的使用效果。
??7)必須指出的是,助磨劑不是“懶人”的技術(shù),只有更多的試驗優(yōu)選才能保證其適配性,才能取得最佳的效果。要想獲得較大的助磨劑效益,使用者必須積極主動地與助磨劑商家搞好配合和協(xié)助,因為助磨劑對適配性有很高的要求,對適配目標(biāo)的了解,服務(wù)者不都是粉磨專家、不會全天候盯在現(xiàn)場,服務(wù)者不可能超過使用者。
??助磨劑的使用效益=助磨劑質(zhì)量效益+助磨劑服務(wù)效益+使用者配合效益
??8)在水泥市場嚴(yán)重供過于求的今天,用戶真的成了我們的上帝,使用助磨劑必須考慮用戶的利益。
??助磨劑的平衡效益=降低熟料消耗收益+粉磨節(jié)電收益+提高產(chǎn)能收益-助磨劑使用成本-對水泥銷量的影響-對水泥售價的影響
??需要注意的是,大部分水泥用戶不歡迎在水泥中使用助磨劑,更不歡迎使用高有害成分的助磨劑。
??多數(shù)小摻量助磨劑(≤0.1%):醇胺類化合物+減水劑+增強劑+其他
??多數(shù)大摻量助磨劑(0.1%~0.3%):醇胺類化合物+堿性激發(fā)劑+其他
??多數(shù)堿性激發(fā)劑采用有工業(yè)鹽(NaCl、Na2SO4)、片堿(NaOH)、氯化鋇等廢料或廢礦,K、Na、Cl-等有害成分明顯偏高,對水泥的需水量、混凝土的和易性、以及混凝土外加劑的相容性有較大影響,這些問題將影響用戶的切身利益。
??因此,當(dāng)水泥企業(yè)將使用助磨劑作為一種增效措施時,必須有所克制、必須顧及用戶的利益。
??2?如何選好用好助磨劑
??水泥企業(yè)一般將助磨劑粗略地分為“增強型”和“增產(chǎn)型”兩大類,應(yīng)該如何選擇呢?一般認(rèn)為,想提高強度就選擇“增強型”的助磨劑,想增產(chǎn)或節(jié)電就選擇“增產(chǎn)型”的助磨劑。這好像是無可厚非,但有時結(jié)果并不理想。
??實際上,就一個粉磨系統(tǒng)來講,在強度、產(chǎn)量、電耗之間,它們是可以相互轉(zhuǎn)化的,將水泥磨細點,就可以將產(chǎn)量和電耗轉(zhuǎn)化為強度。相反,將水泥磨粗點,就可以將強度轉(zhuǎn)化為產(chǎn)量和電耗。
??助磨劑又可分為“高流速型”和“低流速型”兩大類。應(yīng)該首先找到這個粉磨系統(tǒng)的弱點,然后對癥下藥地選擇適合自己的助磨劑,才能獲得較好的結(jié)果。比如,如果出磨提升機能力本來就沒有富余,而又選擇了高流速型的助磨劑,由于系統(tǒng)還存在提產(chǎn)瓶頸,結(jié)果是不但不能增產(chǎn)節(jié)電,而且強度也得不到保證。
??只要助磨劑有利于彌補粉磨系統(tǒng)的不足,就能獲得較好的增強或節(jié)電效果,至于想要增強還是想要增產(chǎn)節(jié)電,完全可以通過細度的粗細進行轉(zhuǎn)化。要想使助磨劑在水泥生產(chǎn)中達到預(yù)期的使用效果,就必須考慮助磨劑的適配性、針對性,就離不開小磨試驗和大磨試驗。
??2.1?選擇助磨劑要考慮的因素
??1)助磨劑對不同熟料、不同混合材、以及它們各自的不同水分,其適配性是不同的。
??2)助磨劑對不同工藝的粉磨系統(tǒng)、不同規(guī)格的磨機、甚至系統(tǒng)所配輔機有沒有富余能力,其適配性是不同的。
??3)助磨劑的組分和含量直接影響助磨劑的使用效果,過多、過少的使用量也會影響其使用效果。
??4)影響助磨劑適配性的因素眾多,不可能考慮的如此周全,所以必須強調(diào)使用前和使用中的試驗、試用、及時調(diào)整。
??5)部分粉磨系統(tǒng)在使用部分助磨劑后,有可能影響到水泥的某些性能,主要表現(xiàn)有:膠砂流動度差、28d強度增進率低、凝結(jié)時間延長或縮短等,個別助磨劑還會導(dǎo)致水泥與混凝土外加劑的相容性變差,影響混凝土的質(zhì)量。
??使用助磨劑雖然可以起到提產(chǎn)、節(jié)能的效果,但毋庸諱言,助磨劑的過量加入會導(dǎo)致水泥顆粒更加集中,使顆粒堆積的孔隙率增大,這對混凝土結(jié)構(gòu)是不利的,已經(jīng)引起了混凝土行業(yè)的反感,不得不引起水泥行業(yè)和助磨劑行業(yè)的重視,我們有責(zé)任找到有效的解決措施。
??若要減小顆粒分布的集中度,簡單的就是要適當(dāng)降低助磨劑摻量,在發(fā)揮助磨劑的節(jié)電效果上做到適可而止,而我們又不甘心。而國外的混凝土行業(yè)為了調(diào)節(jié)水泥對混凝土的適配性,在混凝土的配制中,經(jīng)常添加一些輔助性膠凝材料,即所謂礦物摻合料。其原理之一,就是增加粉料中<10μm特別是<3μm顆粒的微細集料,使粉料級配更接近于Fuller級配,從而達到減水、致密化的目的,即所謂的“微細集料效應(yīng)”。
??也就是說,無論水泥顆粒組成如何,只要有相應(yīng)的摻合料及其配套技術(shù),就可以彌補水泥顆粒組成的不適應(yīng),配制出好的混凝土;也就是說,只要有相應(yīng)的摻合料及其配套技術(shù),水泥粉磨工藝的技術(shù)進步,包括使用助磨劑,可以不受水泥顆粒組成的制約。這也就是“分別粉磨工藝”和“摻合料校正工藝”分別在水泥行業(yè)和混凝土行業(yè)的基本原理和發(fā)展前景。
??遺憾的是,水泥行業(yè)的“分別粉磨工藝”和混凝土行業(yè)的“摻合料校正工藝”,目前在我國還沒有引起兩個行業(yè)的足夠重視?;炷恋倪m配性尚依賴于水泥的原有級配,這是我們面對的現(xiàn)實。
??遺憾的是,我們的水泥行業(yè)只知道對混凝土行業(yè)的“挑剔”怨聲載道,為什么就不能摻加一定的礦物摻合料,利用“微細集料效應(yīng)”改善我們的水泥性能呢?為什么就不能為我們摻加理想的助磨劑量創(chuàng)造條件呢?
??當(dāng)然,“礦物摻合料”最好是由混凝土行業(yè)摻加,因為最佳的礦物摻合料不僅取決于水泥,還與混凝土所配其他物料的性能和顆粒級配有關(guān)。但是,在混凝土行業(yè)還不愿意做這項工作的時候,水泥行業(yè)可以先嘗試做,因為想摻加助磨劑的是水泥行業(yè),而不是混凝土行業(yè)。
??生產(chǎn)和摻加“礦物摻合料”,雖然水泥行業(yè)沒有混凝土行業(yè)發(fā)揮的作用徹底,水泥行業(yè)的摻加并不能取代混凝土行業(yè)的摻加,但水泥行業(yè)比混凝土行業(yè)具有無可比擬的生產(chǎn)和摻加條件,助磨劑的受益者主要是水泥行業(yè),水泥行業(yè)可以先主動承擔(dān)起這個責(zé)任來。
??2.2?使用助磨劑的注意事項
??1)保持助磨劑摻入量及入磨物料穩(wěn)定。必須經(jīng)常檢查助磨劑流量,保證摻入量準(zhǔn)確;避免大幅度調(diào)整助磨劑摻入量及大幅度提產(chǎn),應(yīng)在穩(wěn)定生產(chǎn)中逐步調(diào)整,以免破壞磨況。
??2)跑粗或飽磨的處理。如出現(xiàn)產(chǎn)品細度、出磨細度(閉路磨)變粗,或循環(huán)負荷過高并產(chǎn)生飽磨現(xiàn)象,應(yīng)適當(dāng)降低助磨劑摻入量,或需通過降低產(chǎn)量來調(diào)整飽倉、跑粗等現(xiàn)象。
??3)入磨物料顆粒的大小與穩(wěn)定。入磨物料的顆粒大小應(yīng)該控制合適并保持穩(wěn)定,顆粒尺寸的頻繁變動易導(dǎo)致磨內(nèi)粉磨情況不穩(wěn)定,影響助磨劑使用效果。
??4)如出現(xiàn)粗倉容易飽磨而細倉偏空的狀況,一般是因為提產(chǎn)幅度過大,導(dǎo)致粗倉破碎能力不足、粗細倉能力不平衡所致,應(yīng)適當(dāng)調(diào)整磨機研磨體的級配,適當(dāng)增加粗磨倉的破碎能力。
??5)要適時適當(dāng)?shù)卣{(diào)整磨機系統(tǒng)的各工況參數(shù),如磨內(nèi)的風(fēng)速和風(fēng)量、選粉機的風(fēng)量和轉(zhuǎn)速、磨機各倉填充率和研磨體級配等。
??6)對于增強型助磨劑,在入磨物料調(diào)整后(混合材適當(dāng)增加,產(chǎn)量不變時)磨音可能會格外響亮,應(yīng)降低磨內(nèi)通風(fēng)以降低物料流速,調(diào)整選粉機以增加回粉量,使物料得到充分的研磨,而不要以增加產(chǎn)量的方法降低磨音。
??2.3?把好助磨劑的進廠關(guān)
??助磨劑一般采用散裝罐車或桶裝運輸及儲存,對每批次進廠的助磨劑(罐車每車為一個批次;桶裝按品種每進廠一批為一個批次),首先由使用單位的質(zhì)控人員和生產(chǎn)人員、以及助磨劑供貨商代表(也可委托助磨劑送貨人員代表)三方聯(lián)合取樣。取樣要求:
??①罐車:卸料過程中隨機抽2~3次,總量至少??1?000mL;
??②桶裝:每批次抽查3~5桶,總量至少1?000mL。
??將樣品抽取到塑料或玻璃容器中混合均勻,一分為二。其中一份樣品貼上留樣條和封樣條,作為封存樣保存90d。留樣條注明樣品名稱、編號(或批次)、取樣時間、取樣人等內(nèi)容,封樣條注明封存時間、共同封樣人的簽名。
??另一份填寫留樣條后,進行密度、pH值檢測和小磨試驗,留樣保存40d。一般檢測結(jié)果與產(chǎn)品合格報告檢驗結(jié)果相比,密度誤差在0.03g/cm3范圍內(nèi)判為合格。
??2.4?提高小摻量助磨劑摻加量的穩(wěn)定性
??毋庸置疑,助磨劑摻加量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,對其使用效果和使用成本都有較大影響。由于水泥大工業(yè)生產(chǎn)與助磨劑小劑量添加對管理要求的差異,特別對小摻量的助磨劑尤其明顯,導(dǎo)致?lián)搅康牟▌颖M管絕對值不大,但相對值不小,控制波動的難度也大一些。
??這里有一個簡單有效的輔助辦法,就是將摻加量人為的“放大”。經(jīng)助磨劑供需雙方溝通,在使用方附近尋求一種對助磨劑和水泥生產(chǎn)均不構(gòu)成影響的、價廉物美的添加液,將其預(yù)先摻入到助磨劑中攪拌均勻,將原有助磨劑的計量放大后使用。如此,在原有波動絕對值不變的情況下,波動的相對值就減小了。
??3?關(guān)于助磨劑的試驗
??助磨劑的試驗包括小磨試驗和大磨試驗,是保證助磨劑適配性、降低優(yōu)選成本的重要措施,兩者的側(cè)重各有不同,彼此不能代之。
??小磨試驗的目的有:用物料(正在使用的物料或準(zhǔn)備使用的物料)初步優(yōu)選助磨劑的品種和摻量;用物料初步驗證助磨劑的適應(yīng)性(礦物組成、易磨性),以減少大磨試驗的盲目性;用標(biāo)準(zhǔn)物料(自配留用)驗證在用助磨劑的穩(wěn)定性。
??大磨試驗的目的有:在小磨試驗的基礎(chǔ)上,進一步驗證小磨初選助磨劑對粉磨工況的適應(yīng)性。影響助磨劑適應(yīng)性的工況因素諸如,物料的易磨性、黏結(jié)性、水分、溫度等,粉磨工況的通風(fēng)、出磨溫度、研磨體級配等,質(zhì)控指標(biāo)的細度、比表面積、顆粒級配、石膏摻量等,使用性能的需水量、保水性、與外加劑的相容性等。
??雖然用前試驗對助磨劑的使用很重要,但反復(fù)的試驗、特別是大磨試驗,不僅要耗費大量的人力,而且對生產(chǎn)影響較大、試驗成本也較高,這正是不少企業(yè)不情愿做大磨試驗的原因之一。
??大磨試驗對生產(chǎn)和試驗成本的影響主要在于有一個空白試驗,實際上除了特殊的需要以外,我們可以在大磨試驗初期,選擇一種適應(yīng)性強的助磨劑作為對比助磨劑,在后續(xù)的大磨試驗中用對比助磨劑試驗代替空白試驗,就可以減少助磨劑大磨試驗的影響。
??3.1?助磨劑的小磨對比試驗
??每批次助磨劑進廠后,都應(yīng)對助磨劑進行一次小磨對比試驗,如出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常須再做一次小磨試驗、或安排大磨試驗,同時與助磨劑商家聯(lián)系,共同解決問題并查明原因。
??1)原料準(zhǔn)備:試驗所需的熟料、天然石膏、各種混合材分別在水泥磨頭(或堆場)隨機取正常樣品,破碎至粒度<7mm,烘干、混合均勻。
??試驗水泥熟料要求:3d抗壓強度≥28MPa,28d抗壓強度≥56MPa,C3S≥55%, C3S+C2S≥75%,f-CaO≤1.5%,試驗小磨水泥物料綜合水分≤1.5%。
??為提高試驗結(jié)果的可比性,以及對大磨試驗、大磨使用的指導(dǎo)性,要求試驗所用熟料每月制備一次,混合材料每季度制備一次,石膏每半年制備一次,混合均勻備用,密封保存。
??2)標(biāo)準(zhǔn)水泥樣品的制備:按上月該品種水泥平均實際物料(干基)配比,在實驗小磨上摻加和實際生產(chǎn)相同的助磨劑比例(上批次助磨劑),粉磨達到本公司實際質(zhì)量控制指標(biāo),制取5kg標(biāo)準(zhǔn)水泥樣品。
??3)對比水泥樣品的制備:與標(biāo)準(zhǔn)試驗水泥物料配比相同,摻加本次進廠助磨劑,助磨劑用量、粉磨時間相同,制取5kg對比水泥樣品。
??4)檢驗與對比:兩種樣品可檢驗如下項目并進行對比:粉磨時間、氯離子、堿含量、三氧化硫、燒失量、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、80μm篩篩余、比表面積、安定性、3d強度、28d強度、流動度。對比水泥樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品相比,3d抗壓強度相差在±0.8MPa范圍內(nèi)、且其他項無明顯異常時,可認(rèn)為該批次助磨劑同上批次助磨劑質(zhì)量一致。
??3.2?助磨劑的大磨對比試驗
??使用助磨劑的水泥企業(yè),原則上每季度至少進行一次大磨對比試驗,當(dāng)對助磨劑的質(zhì)量有異議時,可根據(jù)自己的實際情況及需要隨時進行大磨試驗??瞻自囼灪痛竽ピ囼炆a(chǎn)的水泥質(zhì)量,必須符合水泥企業(yè)的水泥質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)要求。
??大磨試驗的程序相對復(fù)雜、需要水泥企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的密切配合,一定要重視試驗的組織工作。建議由水泥企業(yè)質(zhì)控處牽頭、并制訂詳細的試驗方案,報生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后,召集水泥企業(yè)相關(guān)單位和助磨劑商家共同開會、詳細布置,做好試驗前的各項準(zhǔn)備工作。
??1)空白試驗
??大磨試驗須選在物料質(zhì)量和粉磨工況正常且穩(wěn)定的情況下進行。對于已經(jīng)使用助磨劑的系統(tǒng),為確??瞻自囼炈鄻悠犯黜椯|(zhì)量指標(biāo)達到內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)的要求,在停用助磨劑前需先調(diào)整混合材配比,原則上下調(diào)混合材總量不少于6%,下調(diào)混合材的品種為最大摻量的混合材,臺時產(chǎn)量需下調(diào)5%~10%,要求分步調(diào)整到位,在物料調(diào)整完成30min后停用助磨劑。
??待磨機工況穩(wěn)定、水泥各項質(zhì)控指標(biāo)檢驗合格2h后,對出磨水泥連續(xù)取樣4h以上,取樣量不少于10kg。將所取樣品混合均勻并通過0.9mm篩,作為大磨試驗空白樣品,留樣一分為三份封存,使用單位、助磨劑商家各一份進行檢驗,留一份備仲裁使用。
??2)使用助磨劑試驗
??在空白試驗取樣結(jié)束后,保持磨機配比和喂料量不變的前提下,加入試驗助磨劑。按供需雙方商定的型號和摻加量加入,要求每30min對加入量校準(zhǔn)一次,如誤差超過5.0%時,應(yīng)及時調(diào)整,并作好記錄。
??待磨機工況穩(wěn)定,水泥各項質(zhì)控指標(biāo)檢驗合格1h后,原則上逐步上調(diào)混合材總量不少于6%,上調(diào)混合材的品種為做空白試驗時所下調(diào)過的混合材品種,臺時產(chǎn)量上調(diào)5%~10%,要求分步調(diào)整到位,此過程需要3~4h。
??待磨機工況穩(wěn)定后連續(xù)取樣4h,取樣量不少于10kg。將所取樣品混合均勻并通過0.9mm篩,作為大磨試驗使用助磨劑的樣品,將對比樣品進行混合后留樣。留樣一分為三份封存,使用單位、助磨劑商家各一份進行檢驗,留一份備仲裁使用。
??3)檢驗與對比
??試驗結(jié)束后,助磨劑用戶和商家應(yīng)及時進行樣品檢驗,空白試驗與使用助磨劑試驗兩種樣品的檢驗內(nèi)容可參考小磨試驗樣品的檢驗項目進行,完成試驗報告并互換確認(rèn)。如使用單位與助磨劑商家對試驗結(jié)果有分歧,可商定重新試驗、或以雙方認(rèn)可的第三方仲裁為準(zhǔn)。
??4)大磨試驗的注意事項
??要加強對大磨試驗水泥的監(jiān)控與管理,所產(chǎn)水泥必須符合企業(yè)的水泥質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)要求。大磨試驗期間生產(chǎn)的水泥,必須進入使用者質(zhì)控處指定的水泥庫,質(zhì)控處要加強對該批水泥的監(jiān)控力度和頻次,待1d強度及其余各項質(zhì)控指標(biāo)檢驗合格后方可搭配均化出廠。