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陶瓷球應用中的關鍵技術問題解答

文章來源:www.aloceram.com 上傳時間:2017-11-14 瀏覽次數(shù):
文章摘要:1.在通用硅酸鹽水泥生產中,應用陶瓷球替代鋼球(鋼鍛)的優(yōu)勢有哪些?  應用陶瓷研磨體的主要優(yōu)勢表現(xiàn)在: ?。?)節(jié)電:降低磨機研磨體裝載量20%,磨機主機電流降低20%以上,噸水泥節(jié)電15%以上;  (2)提質:改善水泥產品性能,顆粒組成更加合理,3~32μm顆粒含量提高2%以上,球形顆粒增多,標準稠度用水量下降1%~2%,水泥產品與混凝土外加劑的相容性改善;  (3)降溫減噪:磨內溫度降低15...

1.在通用硅酸鹽水泥生產中,應用陶瓷球替代鋼球(鋼鍛)的優(yōu)勢有哪些?

  應用陶瓷研磨體的主要優(yōu)勢表現(xiàn)在:

 ?。?)節(jié)電:降低磨機研磨體裝載量20%,磨機主機電流降低20%以上,噸水泥節(jié)電15%以上;

 ?。?)提質:改善水泥產品性能,顆粒組成更加合理,3~32μm顆粒含量提高2%以上,球形顆粒增多,標準稠度用水量下降1%~2%,水泥產品與混凝土外加劑的相容性改善;

  (3)降溫減噪:磨內溫度降低15℃以上,磨機噪聲降低15dB以上;

 ?。?)耐磨:陶瓷球的球耗一般是鋼球的50%,如生產42.5級普通硅酸鹽水泥,高鉻鋼球的球耗為30~40g/t,而微晶**氧化鋁球則≤15g/t;

  (5)**:減少重金屬污染,有利于實現(xiàn)國家標準對水泥產品中水溶性六價鉻含量的限值(≤10mg/kg)。


2.常用的氧化鋁陶瓷球主要結構組成有何特點?

  氧化鋁陶瓷球主要化學成分為Al2O3,約占92%,另外有8%的氧化鋯等改性增韌材料。其成型工藝主要分為兩類:壓制成型和滾制成型,各種規(guī)格都有,直徑20mm以下的采用滾制成型,直徑20mm以上的采用壓制成型。

 

3.氧化鋁陶瓷球的物理性能指標有哪些?

  氧化鋁陶瓷球的莫氏硬度為9.0,洛氏硬度為80~83;密度為3.6g/cm3,容重為2.2t/m3。它是專門針對干法水泥粉磨而開發(fā)的陶瓷球產品,通過加入氧化鋯改性增韌,保證了陶瓷球不*具有很高的強度,還具有很好的韌性。

 

4.陶瓷球適合應用于水泥粉磨系統(tǒng)的哪些工藝流程?

   陶瓷球適用于干法水泥終粉磨球磨機系統(tǒng)的各種工藝流程,尤其是輥壓機-球磨機聯(lián)合粉磨系統(tǒng),要求入磨物料平均粒徑小于1mm;其他水泥粉磨開路或閉路流程的球磨機的研磨倉(尾倉),都可以用陶瓷球替代鋼球(鋼鍛)。

 

5.干法水泥生產中要求研磨體在球磨機各倉起什么作用?

  干法水泥生產中,球磨機的入磨物料粒度要求≤25mm。因此,當物料平均粒徑較大時(≥1mm),***倉研磨體必須是拋落狀態(tài),具有沖擊粉碎作用;***一倉必須是傾瀉狀態(tài),具有研磨作用,并保證出磨物料達到粉磨工藝指標要求(≤0.08mm)。

 

6.球磨機哪些工藝參數(shù)會影響陶瓷球的功能發(fā)揮?

 ?。?)入磨物料粒度。當入磨物料平均粒徑較大時(≥1mm),需要***倉研磨體具有沖擊粉碎作用;常用的高鉻合金鋼球沖擊韌性≥4J/cm2,而陶瓷球的沖擊韌性≤1.5J/cm2;因此,陶瓷球使用在沖擊粉碎倉(一倉),撞擊鋼襯板,會引起過高的破損率。

 ?。?)裝載量和填充率。干法水泥生產線的球磨機工作時,各倉研磨體不能超過額定的裝載量和填充率。由于陶瓷球容重輕,如果滿足磨機裝載量的要求,其填充率會超過極限值(50%);如果裝載量不足,又會直接影響球磨機臺時產量。如何實現(xiàn)二者皆宜,是陶瓷球應用技術的關鍵之一。

 ?。?)物料在磨內的停留時間。干法水泥生產球磨機是一個“加料-粉磨-出料”連續(xù)工作的機械設備,入磨物料和出磨物料都有一定的技術指標要求。而物料在磨內被粉磨的停留時間*有15~20分鐘,經過研磨倉的時間會更短,因此,由于時間有限,陶瓷球往往不能把物料研磨得更細,微細粉含量偏少,出磨物料比表面積不會超高。

 

7.應用陶瓷球對水泥粉磨系統(tǒng)其他設備有何影響?

  在現(xiàn)有干法水泥粉磨系統(tǒng)使用陶瓷球,主要是調整球磨機內的研磨體及其工藝參數(shù),如研磨體種類、裝載量、級配、填充率等。在保證研磨倉入料粒度要求的前提下,原水泥粉磨系統(tǒng)其他配套設備基本不動。無論是閉路系統(tǒng),還是開路系統(tǒng),調整球磨機工藝參數(shù)的目的,都是為了確保出磨物料的細度維持在未使用陶瓷球之前的數(shù)值不變。這樣,有利于崗位操作工盡快適應新的粉磨工況,在穩(wěn)定水泥粉磨系統(tǒng)產、質量的前提下,節(jié)電降耗。

 

8.舉例說明應用陶瓷球后磨前輥壓機的工藝參數(shù)調整。

  輥壓機-球磨機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的預粉碎能力,直接影響入磨物料粒度大小。不同廠家匹配輥壓機大小不同,因此應控制輥壓機輥縫間距在允許情況下盡量偏小一些,輥縫開度應達到設計開度的85%以上,壓力和電流應保持在相當佳狀態(tài)。若使用陶瓷球后,輥壓機做功不正常,應調整到正常狀態(tài),即要達到沒有使用陶瓷球之前的狀態(tài)或更好。輥壓機在使用過程中,如發(fā)現(xiàn)輥面有破損,應及時進行維修,以保證輥壓機做功。

  以浮來水泥所用輥壓機170-100型工況較好時為例:輥壓機過飽和喂料,輥縫間距18~25mm,兩側壓力為8.0~9.0MPa,輥壓機電流為60~70A。

 

9.舉例說明使用陶瓷球后磨內通風量的調整。

  使用陶瓷球后,由于填充率的增加,磨內阻力變化,所以應適當提高磨內通風量,但具體調整還應根據(jù)具體生產情況而定。以浮來水泥為例,使用陶瓷球后,磨尾負壓較原來增大,由原來的250~350MPa調整為350~450MPa。

 

10.使用陶瓷球后對磨機襯板、隔倉板、活化環(huán)等有何影響?

  陶瓷球密度為3.6g/cm3,比鋼球重量輕接近一半,因此其對磨機襯板,隔倉板、活化環(huán)等撞擊、磨損小,磨機襯板,隔倉板、活化環(huán)等使用壽命延長。

 

11.球磨機鋼球級配遵循的原則有哪些?

   在球磨機鋼球(鋼鍛)級配方案中,經常遵循的原則有:

 ?。?)按入磨物料相當大粒徑確定鋼球相當大球徑;

  (2)按磨內物料平均粒徑確定鋼球平均球徑;

 ?。?)按倉位要求的功能(沖擊、研磨)確定研磨體的填充率;

  (4)按粉磨系統(tǒng)流程(開路、閉路)確定多倉磨的各倉研磨體裝填形式(前倉高、后倉低,前倉低、后倉高,或前后倉持平等);

  (5)鋼球級配按“兩頭小、中間大”的原則,鋼鍛按“平均分配”的原則;

  (6)多倉磨鋼球級配遵循相鄰兩倉交叉一級的原則。

 

12.陶瓷球級配與鋼球級配有何區(qū)別?

  目前陶瓷球*用于球磨機的研磨倉,一般采用四級配球,由于要盡量延長物料在倉內的停留時間,把出磨物料研磨到足夠的細度,因此要考慮陶瓷球緊密堆積、空隙率相當小的要求,不采用鋼球平均分配的原則。經過多次工業(yè)性試驗,我們發(fā)現(xiàn)采用“大少小多”的分配辦法效果較好。即:大球所占比例略低于小球的份額,如四級陶瓷球由大到小的比例為20%:20%:30%:30%。

 

13.使用陶瓷球后球磨機內研磨體應如何調整?

  在目前的工藝條件下,陶瓷球應用于水泥粉磨中,主要用在磨機起研磨作用的尾倉,代替鋼球或鋼段。更換陶瓷球后,尾倉填充率應提高10%左右,裝載量為原鋼球或鋼鍛裝載量的60%左右。陶瓷球之前的鋼球倉裝載量要適當增加,一般提高20%左右。

 

14.水泥粉磨閉路系統(tǒng)的循環(huán)負荷率和選粉效率如何計算?

 ?。?)循環(huán)負荷率(K)是指選粉機的回粉量(即粗粉)(T)與成品量(Q)之比,它是一項直接關系到閉路粉磨系統(tǒng)產、質量的重要工藝參數(shù)。循環(huán)負荷率用下式計算:


  式中:K-循環(huán)負荷率(%)

  a-出磨物料(即入選粉機物料)通過**篩孔篩的物料量的百分數(shù)

  b-回料(指選粉機粗粉)通過**篩孔篩的物料量的百分數(shù)

  c-產品(指選粉機細粉)通過**篩孔篩的物料量的百分數(shù)

  A-出磨物料(即入選粉機物料)細度篩余百分數(shù)(%)

  B-回料(指選粉機粗粉)細度篩余百分數(shù)(%)

  C-產品(選粉機細粉)細度篩余百分數(shù)(%)

 

 ?。?)選粉效率的定義及計算

  選粉機的選粉效率是指選粉后的成品中所含的通過規(guī)定孔徑篩網(wǎng)的細粉量與進選粉機物料中通過規(guī)定孔徑篩網(wǎng)的細粉量之比,它也是一項直接關系到閉路粉磨系統(tǒng)產、質量的重要工藝參數(shù)。用下式計算:

  式中:η-選粉效率(%)

  a-出磨物料(入選粉機物料)通過**篩孔篩的物料量(%)

  b-回料(選粉機粗粉)通過**篩孔篩的物料量(%)

  c-產品(選粉機細粉)通過**篩孔篩的物料量(%)

  A-出磨物料(即入選粉機物料)細度篩余百分數(shù)(%)

  B-回料(指選粉機粗粉)細度篩余百分數(shù)(%)

  C-產品(選粉機細粉)細度篩余百分數(shù)(%)

 

15.使用陶瓷球后對磨內溫度有何影響?

  陶瓷球為無機非金屬材料,其分子是由共價鍵組成,不像金屬材料表面有自由運動電子。在撞擊粉磨過程中,無機非金屬材料產生內能小于金屬材料產生內能,且無機非金屬材料導熱系數(shù)小,所以,使用陶瓷球后,磨內溫度會降低。經工業(yè)化應用實踐證明,使用陶瓷球后磨內溫度可降低20℃。

 

16.使用陶瓷球后,對主機電流及單產電耗有何影響?

  陶瓷球應用后,磨內裝載量會有較大幅度降低,一般可降低25%左右。因此,磨機主機電流可下降25%以上,Φ4.2×13m磨機一般情況下主機電流可降低50A以上,水泥電耗可降低4kWh/t以上。

 

17.使用陶瓷球后對水泥產品質量有何影響?

  陶瓷球粉磨的水泥產品顆粒組成更加合理,過粉磨的微細粉含量減少,3~32μm含量可增加一兩個百分點。水泥3d抗壓強度基本不變,28d抗壓強度會略有提高;水泥產品顆粒形貌以球形顆粒為主,有利于后期強度的增進率提高、與混凝土外加劑的相容性以及使用性能(和易性、需水性等)的改善。

 

18.應用陶瓷球對水泥產品中重金屬污染有何影響?

  陶瓷球是以化學成分Al2O3為主的無機非金屬材料,而目前干法水泥生產線大多數(shù)依靠高鉻鋼球作為球磨機的研磨體,因此,陶瓷球應用后會大幅度降低水泥產品中的重金屬(鉻)含量。

 

19.陶瓷球裝磨、停磨應注意哪些事項?

  球磨機各倉襯板基本上都是金屬材質,在空磨裝球時,應該注意先裝入一定量的物料(或散裝水泥)起緩沖作用,再裝陶瓷球,以免3m以上的高度落差,會引起陶瓷球撞擊鋼襯板,造成微裂紋損傷,增大生產過程中陶瓷球的破損率。另外,水泥生產過程中,如因為生產、檢修等原因停磨,應避免長時間無料空磨運轉,以免陶瓷球損傷、縮短補球周期(使用壽命)。

 

20.舉例說明應用陶瓷球后經濟效益計算的方法。

  (1)節(jié)能經濟效益分析:

  按單臺Φ4.2×13m磨機每天生產42.5水泥16小時,臺時200噸計算日產水泥:

  16×200=3200噸

  按使用節(jié)能研磨體后噸水泥節(jié)電5度、電價每度0.6元計算,每天的節(jié)能效益為:

  5×3200×0.6=9600元

 

 ?。?)投資回報分析:

  陶瓷研磨體市場價為12000元/噸,去稅單價為12000/1.17即10256元/噸,新購置100噸新型研磨體總計需投入去稅總成本為:

  100×10256=1025600元

  按新增總投入計算投資回收期:

  1025600/9600=107天,即3.6個月;

  按購置高鉻鋼球、鍛增加投入對比,計算投資回收期:

  按同等需170噸高鉻鋼球、鍛市場價7000元含稅單價計算,去稅總投入為:170×7000/1.17=1017094元

  使用陶瓷球后,同比增加投入:1025600-1017094=8506元

  回報期:8506/9600=0.88天

  按該種情況計算,使用陶瓷球,試用1天后就有回報。