2016-10-26 09:41:49 来源:济南大学 陈绍龙

解决陶瓷球应用的两大难题之我见

【编者按】近年来,部分院校和企业出于节能降耗的目的,在通用硅酸盐水泥粉磨系统,进行了利用陶瓷球代替钢球、钢锻的系列研究与开发,取得了明显效果。但由于各种原因,陶瓷球应用技术还没有被大多数水泥企业认可;由此带来的一些问题,在认识上仍显不足。一些陶瓷球供应商对水泥生产工艺缺乏了解,盲目地一哄而上,夸大其词;过多的“破球”和“减产”,不仅给水泥企业带来经济损失,而且使其对陶瓷球应用的可行性产生质疑。为了进一步创新驱动、规范市场,推进供给侧结构性改革、指导水泥企业正确使用陶瓷球,实现节能降耗目的,本报特邀济南大学陈绍龙教授以其亲临现场指导的经验总结,来解析当前陶瓷球应用的技术难题,以飨读者。

“破球”和“减产”是陶瓷球在通用硅酸盐水泥应用中最常见的两大难题。尽管陶瓷球容重轻、运行节电、磨内发热少、磨温低,有利于提高粉磨效率和水泥产品对混凝土外加剂的适应性,倍受许多水泥企业集团青睐;但这两大难题,又使许多有心人望而止步、心有余悸,成为陶瓷球推广应用中的潜在障碍。“减少陶瓷球的破损,是推广陶瓷球的必备前提;遏制球磨机减产,是水泥企业的必然要求”;当前急需大家齐心协力,规范市场,推进供给侧结构性改革,为水泥企业用好陶瓷球,实现节能降耗,献计献策。

1.降低陶瓷球“破损率”的途径

根据一年来“陶瓷球应用技术”研发工作的体会,简介如下:

(1)配料方案中添加“增韧”元素:陶瓷球属无机非金属材料,当它的硬度、耐磨性达到一定程度后,韧性不足的弱点就显现无疑了。球磨机内部的衬板和构件,目前都是铸钢材质;球磨机内部研磨体和粉磨物料的运动状态,也是在滚动、滑动、冲击、碰撞等错综复杂、变换交替地进行着;因此,陶瓷球在粉磨物料的同时,本身也受到了不同形式、不同方向、不同大小的反作用力。此时除耐磨、抗蚀之外,抗冲击的韧性,就显得十分重要。专门针对干法水泥粉磨而开发的陶瓷球产品,必须加入微量元素(如:氧化锆等)改性增韧,才能保证它不仅强度高,而且还具备较好的韧性。

(2)优选成型方法:陶瓷球成型方法常见压制球和滚制球两种。由于工艺过程的差异,导致成型、焙烧后的球石内部晶体结构不同,密实程度和抗冲击的能力也不一样,通过多次、反复的破坏性试验,我们发现:在研磨水泥物料的过程中,相同材质、相同规格的陶瓷球,压制球破损率低于滚制球。

(3)陶瓷球不宜用在球磨机的冲击粉碎仓:在水泥粉磨过程中,当入磨物料粒度≥5mm时,球磨机的第一仓,需要研磨体处于抛落状态,以冲击粉碎作用为主、将大块物料粉碎成细颗粒;此时,研磨体不仅受到强大的“反作用力”,而且也难免碰撞到磨内密布的铸钢衬板、隔仓板及其它构件上;所以,这样的工况,不适合韧性有限的陶瓷球工作;否则,会出现较高的破损率。

(4)空仓装磨时,先加料、后加球:我国水泥行业已经强制性地淘汰了φ3米以下的球磨机;各企业在研磨体装磨时,都采用电动葫芦吊装卸球,此时的落差都在3米以上,陶瓷球卸落到铸钢衬板上,会使球体内部产生不同程度的微裂纹,影响陶瓷球的使用寿命。所以,空仓装磨时应先加进2~3吨物料(或散装水泥),缓解冲撞力,保护陶瓷球。

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