2016-10-25 15:32:26 来源:陈绍龙

助磨剂与陶瓷球在水泥球磨机节能中相辅相成

2015年5月27日,《中国建材报》头版报道了济南大学两位中年教师在山水集团球磨机水泥粉磨系统中,应用陶瓷球替代钢球、钢锻节电效果明显的消息。我正在中国建材总院参加行业协会的学术会议,一位资深的水泥专家半开玩笑地对我说,你们水泥助磨剂行业遇到“奇袭”,“非金属研磨体减少了静电吸附,有利于提高粉磨效率”,这意味着:“有人开始怀疑助磨剂是多余的了”?会场活跃起来,在座的同行们也随之议论纷纷……

陶瓷球在水泥行业应用并不是什么新鲜事,几十年前在白水泥和彩色水泥生产中早有实例,但在通用硅酸盐水泥生产中倒并不多见。应用陶瓷球使球磨机装载量减少、整体负荷下降,因此节电效果明显。要不是这几年水泥行情不好、利润太低,可能也没人想到,节省这几元钱的吨水泥生产成本(电费)。“言者无意、听者有心”,这突如其来的“挑战”课题,还真就引起了我的关注:是应该安排几个试验,来求证一下这“陶瓷球”对目前并不景气的助磨剂行业到底是祸?还是福?

我的试验从认识陶瓷球与钢球的差异性开始。

钢球是金属材料、导体,而陶瓷球是无机非金属材料、绝缘体;目前使用的陶瓷球常见Al2O3含量≥70%的耐磨氧化铝球,最高含量达到99%,其体积密度:2.95~3.85g/cm3,氧化铝含量越高,体积密度越高。按成型方法分为:压制球和滚制球两种。通过多次工业性试验,我们发现:相同材质、相同规格的陶瓷球,压制球破损率低于滚制球。

材料抵抗冲击载荷的能力称之为:冲击韧性;计量单位:焦耳/平方厘米(J/cm2)。高铬合金钢球冲击韧性≥4J/cm2,而陶瓷球的冲击韧性≤1.5J/cm2;因此,在入磨物料平均粒径≥5mm时,陶瓷球使用在球磨机的冲击粉碎仓(一仓),会引起过高的破损率;所以,要选对位置,尽其所能,陶瓷球适用于多仓磨的尾仓(研磨仓);或辊压机-球磨机联合粉磨系统流程中,入磨物料平均粒径小于1mm的球磨机研磨仓(尾仓)。

水泥企业常用的高铬铸球的莫氏硬度一般为4.5~6.0、粉磨P·O 42.5水泥时,球耗一般在40g/t左右,而陶瓷球的莫氏硬度一般为8.0~9.0,粉磨P·O 42.5水泥时,球耗仅≤15g/t。

利用实验室小磨粉磨P·O 42.5水泥,陶瓷球与钢球实验数据对比如下:

(1)相同装载量、相同粉磨时间、钢球与陶瓷球的差异
 

研磨体 填充率(%) 粉磨时间(min) 比表面积(m2/kg) 抗压强度(MPa)
3d 28d
陶瓷球 44.00 24 503 33.4 55.6
钢球 24.20 24 477 34.5 55.6

研磨体填充率(%)粉磨时间(min)比表面积(m2/kg)抗压强度(MPa)

3d28d

陶瓷球44.002450333.455.6

钢球24.202447734.555.6

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