摘 要：通过对出立磨和出辊压机水泥性能对比分析，结果显示：立磨直接磨制的水泥性能与球磨机磨制的水泥接近，辊压机直接磨制的水泥与球磨机磨制的水泥性能(特别是需水性)存在差别，立磨终粉磨系统磨制水泥的可行性再次得以验证，辊压机终粉磨系统与半终粉磨系统的提产降耗因需水性问题会受到限制。

关键词：立磨；辊压机；水泥性能；对比

0 引言

立磨或辊压机与球磨机组成的水泥半终粉磨系统已成为目前水泥粉磨技术发展的主流，该技术充分发挥高效的料床粉磨功能，大部分水泥成品由球磨机加工而成，其节能性比辊压机联合粉磨系统要优越。尽管立磨与辊压机两种设备均属于料床粉磨，但粉磨原理存在区别，立磨是通过磨辊与磨盘的挤压与剪切将物料磨细，辊压机是通过两个磨辊之间的挤压将物料磨细，水泥原料磨到一定的细度后，出立磨的细粉体以不规则带棱角的块状和棱柱状颗粒居多，出辊压机的细粉体以不规则带棱角的片状和条状颗粒居多，从颗粒形貌看，出立磨的细粉与球磨机磨制的细粉更接近些，出立磨的细粉比出辊压机的细粉更适于做水泥成品。本文从立磨与辊压机碾磨后的物料直接选出水泥成品，对两种设备直接磨制的水泥性能进行对比分析。

01 工艺流程与试验方法

立磨系统采取南京凯盛自主研发的外循环立磨终粉磨工艺系统，工艺流程见图1，采取熟料、脱硫石膏、石灰石、矿渣、电厂炉渣、粉煤灰配料进行水泥生产，水泥配比见表1，直接将立磨终粉磨系统生产的水泥作性能分析。辊压机系统采取辊压机与球磨机组成的半终粉磨工艺系统，工艺流程见图2，采取熟料、石膏、石灰石、粉煤灰、铬渣配料进行水泥生产，水泥配比见表2，选取从辊压机挤压后物料中直接选出的水泥成品作性能分析。由于外循环立磨终粉磨系统与辊压机半终粉磨系统在两个厂应用，所用水泥配比与原料不同，但两个厂均有球磨机系统；本文利用外循环立磨终粉磨系统与辊压机半终粉磨系统分别生产水泥，直接从立磨与辊压机磨制的物料中选出水泥，并与相同配料的球磨机生产的水泥作性能对比、分析。本文主要从水泥的凝结时间、需水性、强度等方面进行性能分析(系统生产控制原则：对比的立磨或辊压机直接磨制的水泥与球磨机磨制的水泥细度基本接近，水泥配料相同)。

图1所示的外循环立磨终粉磨系统由外循环立磨、V型选粉机、精细选粉机、收尘器、风机等主机设备组成，水泥成品全部由外循环立磨磨制而成，该水泥与厂里另外一套球磨机闭路系统生产的水泥进行性能分析对比；辊压机半终粉磨系统由辊压机、V型选粉机、立磨系统的精细选粉机、收尘器、风机、球磨机、球磨机系统的精细选粉机、收尘器、风机等主机设备组成，水泥成品由两路组成：一路由辊压机直接磨制经精细选粉机选出，另一路由球磨机磨制经另一台精细选粉机选出，将两路水泥成品取样进行性能分析对比。

图1 水泥外循环立磨终粉磨系统工艺流程图

表1 外循环立磨终粉磨系统水泥配料（P·O42.5）

表2 辊压机半终粉磨系统水泥配料（P·O42.5）

02 水泥性能对比分析

2.1 外循环立磨直接生产的水泥性能

按照表1中的水泥配料，用外循环立磨终粉磨系统与球磨机闭路系统分别生产P·O42.5水泥，细度控制指标：45μm筛余6%，比表面积360m²/kg，生产出的两种水泥及熟料的性能指标见表3、表4。在水泥原料与配比相同的情况下，用外循环立磨终粉磨系统磨制的水泥性能与球磨机闭路磨系统磨制的水泥差别较小，在45μm筛余与比表面积接近的情况下，凝结时间、强度基本接近，两种水泥3d、28d抗折与抗压强度均达到同龄期熟料强度的84%以上；外循环立磨直接磨制的水泥，其标准稠度用水量比球磨机闭路系统生产的水泥还要小些，较球磨机闭路系统稍具优越性，说明立磨终粉磨直接生产的水泥性能与传统球磨机系统接近，具备推广应用的潜力。值得注意的是，立磨终粉磨系统在节能方面明显优越于球磨机系统，内循环立磨已经在国内外推广应用许多台，如莱歇公司、非凡公司、天津院、华新公司等生产的立磨已经被广泛应用于水泥粉磨系统；南京凯盛自主研发的外循环立磨及水泥外循环立磨终粉磨系统也投入应用，电耗指标明显优于内循环立磨系统，水泥粉磨电耗在24kWh/t以下，开创了水泥粉磨系统电耗的新低。

图2 辊压机半终粉磨系统工艺流程图

表3 外循环立磨终粉磨系统与球磨机系统生产水泥部分性能对比

表4 外循环立磨终粉磨系统与球磨机系统生产水泥力学性能对比

2.2 辊压机直接生产的水泥性能

按照表2水泥配料，用辊压机半终粉磨系统磨制P·O42.5水泥，分别取辊压机磨制后直接选出的一路水泥成品(取两次)与球磨机生产的另一路水泥成品，作水泥性能对比分析，细度控制指标：45μm筛余10%，比表面积320m²/kg，两路水泥成品的性能指标对比情况见表5、表6。

表5 辊压机半终粉磨系统与球磨机系统生产水泥部分性能对比

表6 辊压机半终粉磨系统与球磨机系统选出的两路水泥力学性能对比

在水泥原料与配比相同的情况下，用辊压机半终粉磨系统磨制P·O42.5水泥，直接从辊压机选出的水泥与从球磨机闭路磨系统选出的水泥性能略有差别，在80μm筛余与比表面积接近的情况下，球磨机磨制的水泥凝结时间稍短，水泥强度略高于辊压机直接选出的水泥产品；从辊压机直接选出的水泥产品，其标准稠度用水量比球磨机闭路系统选出的水泥要高不少(该指标比球磨机闭路系统差)，且比表面积越高，标准稠度用水量越大，当比表面积大于340m²/kg时，该厂生产P·O42.5水泥时，这一路水泥的标准稠度用水量均在30%以上。

辊压机半终粉磨系统在提产降耗方面比辊压机联合粉磨系统更具有优越性，是目前国内较为流行的水泥粉磨系统，但辊压机直接选出的水泥成品标准稠度用水量一般较大，即使与球磨机生产的水泥相混合，混合水泥的标准稠度用水量也会增大。赵晓平研究了出辊压机水泥成品(＜45μm)与球磨机生产的水泥相混合，从0%到25%的比例进行混合掺入，结果表明：出辊压机水泥成品占的比例越大，混合水泥的标准稠度用水量也逐步增大，从27.8%增大到29%。

以上数据说明辊压机挤压后直接选出的水泥，其性能与传统使用的球磨机系统生产的水泥还是有些差距的。因此在辊压机半终粉磨系统实际生产中，有时为了控制标准稠度用水量，要控制混合水泥中直接从辊压机挤压后物料中选出的水泥的比例(一般控制在20%以下)。现在配置的“大辊压机+小球磨机”水泥半终粉磨系统比较流行，本来可以从辊压机挤压后的物料中选出更多量细粉作为水泥成品，但为了控制混合水泥的标准稠度用水量，要保留一些成品不选出或选出后分一部分再返回球磨机研磨，这样系统产量会略有降低，电耗相应提高一些。混合水泥需水性的控制是辊压机半终粉磨系统发展过程中遇到的一个重要阻碍之一。有些厂为了降低混合水泥的标准稠度用水量，甚至将辊压机半终粉磨系统又改回联合粉磨系统来操作生产。

2.3 立磨与辊压机碾磨后直接选出水泥成品的性能对比分析

尽管立磨与辊压机都属于料床粉磨，但两者的粉磨机理不同，从颗粒形貌上看，立磨磨制的水泥形貌与球磨机磨制的水泥更接近一些，辊压机挤压后的颗粒形貌不规则度更高些。现在的选粉技术已经能使从立磨粉磨后的物料中选出的细粉与辊压机挤压后的物料中选出的细粉在颗粒分布上很接近，但难以改变形貌上的差别；另外，通过将选出的细粉部分返回料床粉磨设备上的再加工，可以实现如下效果：从立磨粉磨后的物料中选出的细粉与辊压机挤压后的物料中选出的细粉，与球磨机生产的水泥细粉在粒度分布上也在逐步接近，但在球形度上还是存在不少差别。

立磨终粉磨技术生产的水泥已经实现与球磨机生产的水泥较为接近，水泥的各种性能都已经满足混凝土生产与应用的需要，立磨终粉磨系统已逐步经被广大水泥企业所接受，在国际上新上的水泥粉磨系统多是水泥立磨终粉磨系统。辊压机终粉磨系统在生料制备上已经被广大水泥企业接受，单位生料电耗降至13kWh/t以下，是目前较为理想的生料制备系统；但辊压机终粉磨磨制水泥却受到阻碍，主要是辊压机磨制的水泥性能与球磨机差别较大，辊压机磨制的水泥颗粒形貌球形度较低，导致水泥的需水性增大，从而影响水泥与混凝土性能，难以被水泥、混凝土行业接受。

笔者曾从颗粒形貌对立磨与辊压机直接磨制的水泥进行分析，本文又从水泥性能方面对立磨与辊压机直接磨制的水泥进行分析对比，旨在系统的分析立磨终粉磨系统制备水泥的可行性与辊压机终粉磨系统发展的阻碍原因，辊压机半终粉磨系统在节能降耗的发展过程中也会受到水泥性能的限制(要采取一些措施设法降低水泥需水性，如采取球磨机磨尾加入半终粉磨成品，实行球磨机局部再粉磨技术来进行水泥形貌修形，但也会带来新的投资增加、产量难以最大化、电耗增高等问题)。

03 小结

通过取立磨与辊压机直接磨制的水泥成品进行性能对比分析，发现：立磨直接磨制出的水泥性能与球磨机磨制的水泥差别较小，需水性甚至比球磨机闭路系统生产的水泥还小；而辊压机直接磨制的水泥性能与球磨机磨制的水泥差别较大，特别是水泥的标准稠度需水量要增大很多；立磨终粉磨系统磨制水泥的可行性再次得以验证，对辊压机终粉磨系统磨制水泥受到限制给予实践举证；外循环立磨终粉磨系统磨制水泥与内循环立磨终粉磨系统一样可行，而且电耗比内循环立磨终粉磨系统更低。

有关本文：
作者：康宇，钟根，王飞，钟永超，李安平
单位：南京凯盛国际工程有限公司
来源：中国水泥2017年第3期