管磨機(jī)粉磨物料適宜水份含量及相關(guān)因素

　　目前管磨機(jī)粉磨系統(tǒng)基本上都是干法磨，磨內(nèi)物料水份含量對(duì)粉內(nèi)工況和粉磨效率都有很大影響。如何正確處理入磨物料的水份問(wèn)題，是各粉體制造公司經(jīng)常碰到的難題。我們?cè)趯?shí)際工作中積累的一些經(jīng)驗(yàn)，或許對(duì)解決該問(wèn)題有所裨益。

　　1 水份含量與糊磨的關(guān)系

　　津巴布韋Pacstar水泥公司有一臺(tái)Φ2.2×7.0m開(kāi)流水泥磨，它第一倉(cāng)經(jīng)常飽磨，打開(kāi)磨門(mén)觀察，我們發(fā)現(xiàn)物料在隔倉(cāng)板篦孔內(nèi)結(jié)塊，篦孔堵塞，鋼球、襯板表面包裹嚴(yán)重。進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，入磨物料平均水份含量高達(dá)5～6%，我們它是磨機(jī)糊磨的主要原因。為了探求物料水份含量與糊磨的關(guān)系，該公司一起用Φ500×500mm球磨機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)用研磨體級(jí)配為： 球: Φ50 30kg; Φ40 25kg; Φ30 16.5kg 段: Φ20 15kg; Φ16 13kg; Φ12 10.5kg 試驗(yàn)物料及其配比與實(shí)際生產(chǎn)相同，熟料為津巴布韋華津水泥廠濕法窯熟料，礦渣取自津巴布韋鋼鐵公司，物料配比為：熟料：礦渣：石膏=61.7 : 36.2 : 2.1。粉磨30分鐘后，得到如下結(jié)果：

　　2 　水份含量過(guò)低的影響

　　Pacstar公司在生產(chǎn)中還發(fā)現(xiàn)，入磨水份小于1.5%時(shí)，產(chǎn)品比表面積由350㎡/㎏降至310㎡/㎏，其7天、28天齡期的抗壓、抗折強(qiáng)度也有所下降。我們?cè)趪?guó)內(nèi)的一些粉體公司，也經(jīng)常碰到類(lèi)似的情況。如天津環(huán)津建材公司，有一臺(tái)Φ3.0×13m開(kāi)流管磨機(jī)，粉磨100%礦渣粉，入磨礦渣水份一般控制在1.5～1.8%，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量達(dá)到21t/h，比表面積420㎡/㎏，但當(dāng)入磨物料水份降到1.0%以下時(shí)，比表面積會(huì)降到380㎡/㎏以下。還有江蘇某礦粉公司，有時(shí)因?yàn)榈V渣烘得太干，產(chǎn)品比表面積難以達(dá)到400㎡/㎏以上的要求，但此時(shí)只要在入磨物料上噴灑適量水份，問(wèn)題就迎刃而解?？傊梢蕴岣吖苣C(jī)粉磨效率，這是什么緣故呢？原來(lái)，一般SiO2或其它硅酸鹽材料，其表面斷裂的Si－O－Si鍵和未斷裂的Si－O－Si鍵都可以和水蒸氣實(shí)現(xiàn)化學(xué)吸附，形成帶OH-基團(tuán)的表面吸附層，隨后再通過(guò)OH-層上的氫鍵吸附水分子。吸附膜的形成降低了粉體的表面自由焓，使之較難結(jié)團(tuán)成球，較難粘附于襯板和研磨體上。其次吸附膜還顯著降低材料的機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)Griffith的玻璃斷裂理論，材料實(shí)際斷裂強(qiáng)度R與表面自由焓α的關(guān)系： 

　　式中E為彈性模量，C為微裂紋長(zhǎng)度。
　　由于吸附膜使固體表面微裂紋內(nèi)壁的表面能降低，其斷裂強(qiáng)度大隔下降。例如普通鈉鈣硅酸鹽玻璃在真空中的強(qiáng)度為25000磅/英寸2，而在飽和水蒸氣中僅為12000磅/英寸2。所以水可以提高粉磨效率。

　　3 影響最佳水分含量的相關(guān)因素

　　入磨物料水份無(wú)論過(guò)高或偏低，都會(huì)對(duì)管磨機(jī)的生產(chǎn)帶來(lái)不良影響，即存在一個(gè)最佳的水份含量。它的范圍與具體的磨機(jī)、物料、粉磨工藝等密切相關(guān)，在長(zhǎng)期的工作中，我們總結(jié)了如下一些規(guī)律：

　　⑴ 物料流動(dòng)性越好，越不易糊磨。例如在礦渣中摻5%的粉煤灰，物料流動(dòng)性大大提高，其入磨物料適宜水份也可相對(duì)提高；

　?、?存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的物料特別易于糊磨。我們?cè)诮虬筒柬f遇到一種礦渣，存放時(shí)間達(dá)10年之久，即使物料經(jīng)強(qiáng)力烘干，達(dá)到0.8%以下，也容易糊磨；

　　⑶ 隔倉(cāng)板篦孔越小，越易堵塞，從而導(dǎo)致糊磨。擴(kuò)大篦孔可以提高入磨物料適宜水份含量； ⑷ 磨內(nèi)風(fēng)量越大，風(fēng)速越高，入磨物料適宜水份可越高；

　?、?磨內(nèi)溫度越高，入磨物料水份含量也可越高；

　?、射摱屋^之于鋼球、細(xì)磨倉(cāng)較之于粗磨倉(cāng)，難以糊磨。

　　 總之，入磨物料的適宜水份含量并非一成不變的，可以通過(guò)對(duì)以上各項(xiàng)的優(yōu)化而加以提高，從而提高烘干設(shè)備和粉磨設(shè)備的效率。

　　4 結(jié)論

　　水份含量過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致磨機(jī)糊磨，水份含量過(guò)低，不但降低烘干機(jī)產(chǎn)量，增加煤耗，而且降低管磨機(jī)產(chǎn)、質(zhì)量。水份含量存在一個(gè)最佳的范圍，這個(gè)范圍與管磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工藝條件，與實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的外部環(huán)境密切相關(guān)。各個(gè)工廠應(yīng)根據(jù)具體條件，尋找最佳值，并在磨機(jī)工藝設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮物料流動(dòng)、通風(fēng)、研磨體等對(duì)水份要求的影響。