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水泥配料系统 技术 | 水泥粉磨配料调整矿粉掺入比例的研究

发布时间:2025-01-14 03:02:09 人气:

我公司拥有一台辊压机和Φ3.8 m×13 m球磨机组成的双闭路联合粉磨系统,主要生产P·O42.5水泥。矿粉作为一种优质活性混合材,从磨尾掺加矿粉等于直接增加水泥产量。矿粉的掺加比例根据水泥质量要求确定,并兼顾水泥价格成本。由于近几年每吨矿粉价格有近百元的波动,直接造成水泥成本大幅度增加,因此我公司根据不同混合材对水泥性能的影响,通过大量试验制定了P·O42.5水泥三种不同的配比方案,确定保持石膏掺入量不变,调整熟料、石灰石、粉煤灰、矿粉掺加比例,在确保质量的前提下增加产量,取得了较好的效果。

1粉磨系统主机配置

粉磨系统主机配置见表1。

表1粉磨系统主机配置及性能

配料水泥系统设计_水泥配料机图片_水泥配料系统

2所用原材料基本情况

原材料性能指标分别见表2~表5。另外脱硫石膏含水量12.5%,CaSO4含量92.77%。

表2熟料主要质量指标

表3石灰石主要质量指标%

表4矿粉主要质量指标

水泥配料机图片_水泥配料系统_配料水泥系统设计

注:LOI测定没有进行硫化物校正。

表5粉煤灰(F类)材料主要质量指标%

从表2~表5可以看出,我公司拥有质量优良稳定的原材料,有利于生产P·O42.5优等品水泥,具有配比调整的条件,经小磨配比试验,采用石膏掺量不变,通过调整其他材料掺入量及细度指标,达到确保质量提高产量的目的。

3配比调整及水泥理化指标的变化

3.1配比调整

根据P·O42.5水泥销售价格和生产成本的关系,当我们选择配比1方案时,各项质量指标如下,混合材掺加量(15.0±2.0)%,比表面积(345±15)m2/kg,三氧化硫(2.4±0.2)%;当我们选择配比2方案时,熟料增加2.5%,石灰石增加0.7%,粉煤灰降低3.5%,质量指标混合材掺加量调整为(16.0±2.0)%,比表面积调整为(355±15)m2/kg;当我们选择配比3方案时,相比配比1方案熟料增加4.5%,石灰石增加2.0%,粉煤灰不再使用,质量指标混合材掺加量调整为(18.0±2.0)%,比表面积调整为(365±15)m2/kg。这样三组配比方案,既保障了P·O42.5水泥的质量要求和较高利润,同时又增加了产量。具体实际生产配比及质量控制指标见表6。

表6实际生产配比及质量控制指标

水泥配料机图片_配料水泥系统设计_水泥配料系统

3.2水泥产量的变化

根据试验可知,各种物料相对易磨性:熟料1.03、石灰石1.76、粉煤灰2.65。

水泥外掺矿粉量就是水泥增加的产量,从表6中可以看出,随着熟料掺量从83.5%提高到88.0%,石灰石掺量3.5%提高到5.5%,外掺矿粉从5%提高到15%,水泥磨台时产量也从130 t/h提高到147 t/h,增加17 t/h,虽然比表面积指标调高20 m2/kg,但高比表面积矿粉掺入量的增加以及混合物料相对易磨性的提高[1],弥补了调高细度指标对台时产量影响。

3.3化学指标的变化

矿粉中MgO含量8.9%,LOI含量-0.56%,随着外掺矿粉量的增加,水泥MgO含量逐渐增加,但数值变化幅度不大,明显低于国家标准限制的要求。

3.4物理性能的变化

3.4.1凝结时间、标准稠度用水量和净浆流动度的变化

出厂水泥凝结时间、标准稠度用水量和净浆流动度的变化见表7。

从表7可以看出,随着矿粉和石灰石掺量的增加,水泥标准稠度用水量变化不明显,微呈递增趋势,凝结时间延长,净浆流动度经时损失有减小的趋势。聚羧酸减水剂和石灰石粉均能促进水泥中早期C3A水化,在石灰石粉的促进下,C3A向更加稳定的AFm转化,降低了C3A对减水剂的吸附,从而使浆体中的减水剂有效组分保持更长时间[2]。水泥中矿粉提供的

表7出厂水泥物理性能变化

水泥配料系统_水泥配料机图片_配料水泥系统设计

注:净浆流动度测定依照GB/T 8077—2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行,使用JY公司生产的PS-1型聚羧酸减水剂,掺入量为水泥质量的0.8%。

3.4.2水泥强度变化

水泥快速强度和实物水泥强度的变化见表8。从表8可知,增加矿粉掺量,水泥的快速强度呈略降低趋势。矿粉的活性和细度有很大的关系,其潜在活性必须在磨细以后才能得到很好的发挥。试验研究表明,矿粉必须粉磨至

表8水泥快速强度和实物水泥强度的关系

水泥配料机图片_配料水泥系统设计_水泥配料系统

注:R快表示依照JC/T 738—2004《水泥强度快速检验方法》得到的水泥抗压强度,用于推算水泥标准养护强度。

由表8可看出,R快与R3实和R28实强度之间存在很好的对应关系,相关性系数都比较高,用R快完全可以作为判断出厂水泥强度的依据,但应注意配比调整后相关关系式有所变化,因此要及时做好对比试验,采用不同的关系式进行判断。

4根据销售利润和水泥成本选择配比方案

近几年,熟料、脱硫石膏、石灰石、粉煤灰价格比较稳定,只有矿粉价格最高且波动较大,其配比的多少直接影响水泥的成本。我们依据配比1方案生产成本和销售价格之间的差值来确定采用何种配比,按目前矿粉到厂价格282元/t(不含税)计算,不同配比水泥成本变化见表9。

表9不同配比水泥成本变化

配料水泥系统设计_水泥配料系统_水泥配料机图片

假设配比1方案生产出水泥利润为10元/t,根据销售价格变化,只有当水泥利润超过15.91元/t时我们使用配比2方案生产,此时每多掺加1 t矿粉,就等于多生产1 t水泥,多增加利润10元/t;同理只有当水泥利润超过22.73元/t时,我们才使用配比3方案生产,这样可以在保持企业利润不受影响的前提下满足市场的需求。

5结论

生产P·O42.5优等品水泥,对水泥质量控制指标要求比较严。实施不同配比方案虽然可以解决一些销售矛盾,但也存在强度不稳定、变异系数较大的质量风险。我企业通过多次小磨试验和生产实践,较好地解决了上述矛盾,不同配比生产的优等品水泥强度的极差控制在3.6 MPa,变异系数小于2.5%,对外加剂的相容性变化较小。

通过调整矿粉掺入比例,实施不同配比生产要注意几下几点:

(1) 水泥生产配比的变动,本身就是熟料、石膏、石灰石、矿粉等物料百分比的变动,在决定配比变动前,必须做好物料易磨性、物料配比等基础试验,结合质量要求、生产工艺、材料价格、销售价格等因素,找出适合本企业的最佳物料配比和质量控制指标。

(2)实施不同配比,物料的质量稳定是前提,尤其是熟料强度、矿粉活性,脱硫石膏的凝结时间也很关键,它们的波动将直接影响水泥的稳定性和性能。

(3)在2年的实际生产中,发现矿粉掺量对P·O42.5水泥快速强度和实物强度的相关性有较大影响,从而直接影响水泥出厂确认,需要及时做好对比试验,采用不同的相关关系式进行判断。

作者单位:邯郸金隅太行水泥有限责任公司

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