改造水泥粉磨工艺 提高产品实物质量 

水泥新标准正式实施后，通过调查发现，要适应ＩＳＯ检验方法及新标准的要求，必须提高水泥的磨细程度，水泥的比表面积应不小于３５０平方
米／千克。众多试验研究证实，超细混合材掺入水泥中不仅未降低强度，反而显著
提高抗折、抗压强度。

      目前，我国水泥企业粉磨设备普遍使用长径比较小（Ｌ／Ｄ＜４．０）的管（球
）磨机，由于采用共同粉磨工艺，加之入磨物料粒度偏大，同时又追求高产量，滥
掺多掺混合材降低成本，被磨物料在磨内停留时间短，导致成品细度偏粗、比表面
积较小、颗粒级配不合理，水泥水化硬化速度慢、早期强度低。华南理工大学科研
人员曾用相同窑型熟料、不同直径与长度的磨机磨制水泥，通过对比测试发现：采
用直径3.2×13米长磨粉磨的水泥不仅比表面积大（＞４８０平方米／千克）
，而且成品中＜３０微米的颗粒含量高、颗粒级配合理，水泥凝结硬化快、早后期
强度显著提高。而用直径3×9米短磨磨制的水泥物理力学性能明显低于
长磨的产品。

    目前，部分企业为了降低水泥细度（８０微米筛余）、维持粉磨系统产量，以
求成品力学性能达到新标准，在原有开流工艺增设高效选粉机（如ＮＨＸ高效转子
式选粉机），组成一级围绕系统，但相关技术措施未配套完善，磨内粉磨状况较差
，未能给磨外的选粉机创造条件，出磨水泥粗粉偏多，其效果事倍功半。

    一、水泥粉磨工艺改造的技术路线

    生产实践证明，未经预处理的大粒度熟料直接入磨，磨机的粉磨能力下降，从
磨尾吐出的不规则颗粒，大部分都是强度高的优质熟料。好的熟料得不到细磨，不
仅强度发挥不正常，而且造成材料浪费。由于资金方面的原因，一时难以更换长磨
的立窑企业，只能立足实际对现有粉磨工艺进行技术改造。

    设置水泥磨前物料预处理工艺，部分或全部替代了磨机粗磨仓功能，以弥补水
泥磨长度的不足，可相应缩短粗磨仓，延长细磨仓长度，相对增加被磨物料在磨内
停留及与研磨体接触、粉磨时间，得到较高磨细程度及水化活性的产品。山东建材
学院科研人员曾对某厂直径3×9米圈流水泥粉磨系统进行改造：首先，
在磨前设置预处理工艺，将入磨物料平均粒度由９．７毫米缩小至５．３毫米，并
依此优化设计磨内研磨体级配；其次，改造原有选粉机内部结构，提高选粉机分级
效率，适当降低循环负荷率，在增产节电的同时，出磨成品比表面积提高７０％、
３天抗压强度提高６５％，取得了显著的效果。

    二、关于磨前物料预处理工艺及设备

    采用预破碎工艺，一次性投资少、流程简单。但现阶段国内推出的细破机型，
大都以国外２０世纪７０年代前后破碎机为蓝本制造，破碎石灰石可以较长时间保
持较小粒度，而用于处理水泥熟料时，因锤头、护板材质、熟料温度等方面的原因
，短期内出机物料保持５毫米以下效果较好，长期效果差。若要得到长期稳定的效
果，必须选用生产能力较大的机型，并配备闭路筛分。破碎机单位物料预处理电耗
４～５千瓦时／吨，运转率不高，尚需在机前设置除铁器。

    利用料床破碎原理对物料进行挤压预粉碎的辊压机诞生于２０世纪８０年代中
期，现阶段虽已完善了许多技术细节，但固有的“边缘效应”及辊面磨损快的缺陷
仍未得到完全解决，维护费用高、运转率较低、工艺流程复杂，单位物料预处理电
耗在３．５～５．０千瓦小时／吨之间。使用辊压机预处理物料，一次性投入太多
，一般企业难以承受。

    水泥磨前物料预处理宜采用短粗型棒磨机预粉磨工艺。该工艺最显著的特点是
磨内研磨体不使用钢球，而是采用优质耐磨钢棒，棒荷对物料具有“选择性粉碎”
的特殊功能。棒群间呈紧密的“线接触”状态，入磨物料经钢棒辗压辊轧后，出磨
最大粒度均在２毫米以下，并且其中尚含有３０％以上的成品，预粉磨电耗＜３千
瓦小时／吨。与破碎机和辊压机相比，棒磨机处理物料效率高、投资中等、长期运
行安全可靠、维护保养方便、费用低。经过棒磨预处理后的物料粒度小（细砂状）
且均匀，易磨性大大改善，实现了磨机高产、高细，显著降低了粉磨系统电耗。棒
磨机设置后，既可单独预磨熟料，又能集中处理所有被磨物料。

    三、水泥粉磨工艺改造

    水泥粉磨是利用机械力对被磨物料进行细碎、细磨的物理活化过程，管磨机在
运转过程中将能量通过衬板传递给研磨体对水泥颗粒实施有效粉磨，显著提高反应
总表面积，使其成为具有较高水化胶凝活性的微米级粉体。

    采用磨前物料预处理工艺后，无论是开流还是圈流系统，必须注重对磨内进行
改造。通过对比试验发现：相同粉磨条件下，不同磨细程度（比表面积）的水泥具
有不同的胶砂强度，材料磨得越细，反应总表面积越大，水化硬化速率越快，胶砂
强度越高。

    磨前预处理工艺的设置，入磨粒度显著缩小，磨机粗磨仓功能被部分或全部取
代，可相应缩短粗磨仓、延长细磨仓长度，同时优化设计研磨体级配及装载量，一
仓填充率宜低于二仓。降低研磨体平均尺寸，以增大研磨体总表面积及其与物料之
间的接触、粉磨机率，提高研磨效率，使被磨物料得到充分磨细，确保水泥成品有
较高的比表面积（＞３５０平方米／千克）。开流工艺时，可将磨内普通隔仓板换
成具有粗、细分离（过滤）功能的选粉式“筛分隔仓板”，充分发挥微型研磨体在
细磨仓的特殊粉磨功能。如无条件使用“筛分隔仓板”，则应进一步缩小现有隔仓
板缝隙（≤６毫米），或将其铸造成盲板与篦板组合成隔仓板，以严格控制粗颗粒
进入细磨仓，从而使磨机长期保持高细、高效。围绕粉磨工艺使用普通型隔仓板时
，其篦缝应不大于８毫米，比控制物料流速，提高磨细程度。同时，适当降低循环
负荷（≤１００％）及出磨细度（８０微米筛余），为高效选粉机创造条件，促进
粉磨系统的良性循环。

    计算结果表明，每吨直径１０×１０毫米微锻的表面积是直径２５×３０毫米
锻表面积的２６５倍。单位重量研磨体的个数越多，总表面积越大，与物料接触
粉磨效率越高。在细磨仓内采用小规格球形或段形研磨体，必须注意衬板表面形状
对研磨体提升能力的影响。生产实践证实，衬板磨损后工作表面过于光滑时，虽磨
机有效内径略有增加，但粉磨效率显著降低，出磨成品细度变粗。针对这种现象，
笔者研究推出“细磨仓衬板活化技术”。采用该技术，可以有效地增大衬板的提升
摩擦系数及对研磨体的牵制能力，克服最外层研磨体产生的切向滑动，消除传统的
衬板排列方法造成的研磨体打滑现象，充分激活并强化细磨仓内微型研磨体对物料
的粉磨能力，从而稳定提高磨机的生产效率，获得较高磨细程度的产品，增加水泥
中３０微米以下颗粒数量，进一步提高产品实物质量。笔者曾在甲厂对直径2.4
×8米开流水泥磨上采用该技术，在未设磨前预处理工艺的条件下，控制水化细
度＜８.０％，磨机台时产量由18吨提高至22.5吨；乙厂直径2.2
×6.5米圈流水泥磨未设预处理，采用该技术改造后，严格控制成品细度＜２.５０
％，磨机台时产量由９吨稳定提高至１１.５吨以上，水泥ＩＳＯ强度达标，技术
经济效果良好。

    当磨内研磨体表面产生静电吸附而降低粉磨功效时，可引入对水泥性能无害的
高效助磨剂，消除静电效应的危害，提高物料的分散度和磨细程度。

    另据资料介绍，椭圆形研磨体能够显著提高粉磨效率和物料磨细程度，增大产
品比表面积及３０微米以下颗粒含量与水化活性，有利于提高水泥的ＩＳＯ强度，
条件具备的企业应积极采用。

    针对立窑企业水泥磨机长径比小的普遍状况，若要提高产品粉磨比表面积（≥
３５０平方米／千克），应积极采取磨前物料预处理工艺，宜选用棒磨机预粉磨流
程，既可单位处理熟料又能集中预磨全部物料，确保出棒磨物料粒度均＜２毫米，
并以此优化设计研磨体级配。

    磨内改造时，应采用“筛分隔仓板”、微型研磨体（≤１５毫米），同时运用
“细磨仓衬板活化技术”，消除研磨体切向滑动，提高磨机粉磨效率及研磨体对物
料的磨细程度。

    条件具备的企业可使用椭圆球及助磨剂，提高物料分散度及比表面积与粉磨效
率。

    以上改造方案无论对于开流、圈流或分别粉磨工艺都是行之有效的，均能达到
提高成品中３０微米以下颗粒含量及水化胶凝活性，以适应水泥新标准的要求。