提高節(jié)能球磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的技術(shù)途徑
　　水泥粉磨過程的高效率、低能耗運(yùn)行，一直是生產(chǎn)企業(yè)追求的目標(biāo)?！疤岣咔蚰C(jī)設(shè)備產(chǎn)量”，也是一個永恒的話題。十多年來，國內(nèi)外為之進(jìn)行了大量的研究，立式磨、擠壓磨等新型粉磨設(shè)備的應(yīng)用，使這一進(jìn)程大為加快。但從我國的國情看，水泥生產(chǎn)仍以中小型規(guī)模為主，粉磨設(shè)備也以結(jié)構(gòu)相對簡單、操作和維護(hù)管理方便的球磨機(jī)占主導(dǎo)地位，并且不可能在短時間內(nèi)得到根本改變。因此，提高球磨機(jī)的粉磨效率，最大幅度地達(dá)到高細(xì)、高產(chǎn)和低能耗運(yùn)行，仍是一項長期工作。尤其是立窯水泥企業(yè)，隨著全面管理的技術(shù)進(jìn)步使立窯熟料臺時產(chǎn)量不斷提高和水泥新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對水泥的細(xì)度、比表面積和顆粒組成都提出了更高的要求，因此目前提出“提高磨機(jī)產(chǎn)量”的課題，具有更重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1.1熟料臺時產(chǎn)量的提高對生料需求量的增加
　　近年來，許多立窯水泥企業(yè)由于采用了新的配料方案、入窯生料合格率的提高、應(yīng)用小料球煅燒技術(shù)、采用節(jié)能型配套耐火材料、選擇新型卸料篦子等，熟料臺時產(chǎn)量明顯提高。原先配套的生料磨機(jī)，已開始顯得生產(chǎn)能力不足，有些企業(yè)出現(xiàn)了“現(xiàn)磨現(xiàn)燒”的現(xiàn)象。這樣不僅限制了立窯熟料臺時產(chǎn)量的提高，而且因生料儲存量不足，無法搭配使用，嚴(yán)重地影響了立窯熱工制度的穩(wěn)定，進(jìn)而導(dǎo)致熟料質(zhì)量的下降。
1.2水泥新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施要求水泥粉磨質(zhì)量提高
　　水泥新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，水泥企業(yè)往往以降低混合材摻加量或提高水泥比表面積來提高水泥的強(qiáng)度。而要獲得較高比表面積最簡單的辦法是降低磨機(jī)的產(chǎn)量和增加研磨時間，但帶來的結(jié)果是出現(xiàn)“過粉磨現(xiàn)象”，使＜3μｍ的微粉增多且顆粒組成狀況不佳，強(qiáng)度提高不多，而粉磨電耗卻大幅度上升。這種采用提高水泥成品細(xì)度或增加熟料含量來提高水泥強(qiáng)度的作法，勢必會造成生產(chǎn)成本的上升。
1.3提高磨機(jī)產(chǎn)量是降低水泥綜合電耗的有效手段
　　生料粉磨和水泥粉磨是水泥生產(chǎn)過程中的兩個重要環(huán)節(jié)。每生產(chǎn)一噸水泥大約需要粉磨2.7噸的物料，用于粉磨作業(yè)的電耗也占水泥綜合電耗的三分之二以上。盡管目前水泥綜合電耗的數(shù)值與前二、三十年相比已經(jīng)下降了30%左右，但不斷提高粉磨效率，降低粉磨電耗和生產(chǎn)成本仍然是我們不懈追求的重要目標(biāo)。
1.4立窯水泥企業(yè)技術(shù)進(jìn)步中不可忽視的環(huán)節(jié)
　　不少立窯水泥企業(yè)對水泥粉磨過程的控制與檢驗尚不完善，對粉磨后的成品只測(細(xì)度)篩余量而不測比表面積。企業(yè)在技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量管理方面，片面強(qiáng)調(diào)“以窯為中心”、“煅燒決定一切”，技改的投入亦往往集中在立窯的燒成系統(tǒng)。片面認(rèn)為只要熟料質(zhì)量好，水泥質(zhì)量必然會好。從而有不少廠將水泥粉磨過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題，卻要求從煅燒熟料方面去解決?？傊?，重視煅燒工藝，忽視粉磨工藝；重視配料，忽視磨機(jī)配球等等，這樣的指導(dǎo)思想和管理方法，都十分不利于水泥企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，應(yīng)予澄清和扭轉(zhuǎn)。
2粉磨工藝落后是水泥企業(yè)的突出問題 2.1粉磨能耗太高
　　立窯水泥企業(yè)的生料磨和水泥磨，主要采用的是球磨機(jī)。球磨機(jī)是依靠沖擊和研磨作用對物料實(shí)現(xiàn)粉碎和研磨的，這種作用通過研磨體表面?zhèn)鬟f給物料顆粒使其粉碎和研磨，單一顆粒的受力是偶然性的，而大量能量消耗在研磨體之間以及研磨體與襯板之間的碰撞與磨損，因此粉磨效率很低。一般來說，軸承、齒輪等純機(jī)械損失占12.3%，隨產(chǎn)品散失熱量占47.6%，從磨機(jī)筒體表面散失的輻射熱量占6.4%，空氣帶走的熱量占31.4%，而用于粉碎和研磨的理論能量不足3%。一般來說，水泥的綜合電耗中有60-70%用于生料和水泥粉磨，而其中的97%又作了無用功。因此，粉磨環(huán)節(jié)的節(jié)能依然是當(dāng)前和今后相當(dāng)長的時期內(nèi)水泥企業(yè)的基本任務(wù)。
2.2水泥細(xì)度太粗
　　我國水泥細(xì)度太粗是同國外水泥質(zhì)量差別的突出問題。上世紀(jì)八十年代初，對美、英、德、法、日、泰以及香港等國家和地區(qū)的實(shí)物水泥的質(zhì)量進(jìn)行了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)它們的水泥細(xì)度基本上都＜1%，但未引起高度重視。八十年代末期，我國水泥大量出口，其質(zhì)量引起強(qiáng)烈反映，其中一個很重要的原因在于水泥細(xì)度太粗，當(dāng)時大多R0.08=3-5%。
1997-1999年，中國建材科學(xué)研究院在研究GB強(qiáng)度與ISO強(qiáng)度關(guān)系中發(fā)現(xiàn)，國外水泥和國內(nèi)合資企業(yè)的水泥由GB強(qiáng)度過渡到ISO強(qiáng)度時下降很少，只有1-3MPa，而我國水泥則普遍下降10MPa，有的下降高達(dá)17 MPa。究其原因，細(xì)度太粗。若將合資企業(yè)的水泥熟料磨至比面積為300m2/kg，ISO強(qiáng)度與GB強(qiáng)度之差也要在6.5-11.4MPa之間，同我國水泥的兩者之差接近；而合資企業(yè)和外國的水泥產(chǎn)品，比面積在361-396m2/kg時，ISO強(qiáng)度與GB強(qiáng)度之差大大縮小，只有2.2-5.7 MPa，與外國水泥的兩者之差一樣。因此可以說，提高水泥細(xì)度是縮小ISO強(qiáng)度與GB強(qiáng)度的差距、提高水泥ISO強(qiáng)度的有效途徑。
2.3我國水泥粉磨技術(shù)落后的具體表現(xiàn)
我國水泥企業(yè)除少量新型干法生產(chǎn)線外，在粉磨技術(shù)方面大多還是相當(dāng)落后的，主要體現(xiàn)在：
① 磨機(jī)規(guī)格太小。如Φ1.83×6.5m、Φ2.2×7.0m、Φ2.4×11m等都是普遍用的小型磨機(jī)，其粉磨效率比大磨低。
② 磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)落后，大多采用20世紀(jì)70年代以前的技術(shù)。
③ 粉磨工藝系統(tǒng)不完善，工藝條件不合理。
④ 從事粉磨工藝的技術(shù)力量薄弱。
3影響磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的主要因素
影響磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的因素很多，一般可分為工藝因素和機(jī)械因素兩大類。
3.1影響磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的工藝因素
3.1.1入磨物料粒度
　　由于磨機(jī)干法粉磨時的能量利用率僅為2~3%，國內(nèi)外工程技術(shù)人員經(jīng)過多年的科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐，提出了“多破少磨、以破代磨”的預(yù)粉碎工藝，使磨機(jī)的產(chǎn)量大幅度提高，粉磨電耗也明顯降低，增產(chǎn)節(jié)能效果很好。
所謂“預(yù)粉碎工藝”，就是將入磨物料的粒度由原來的20-25mm縮小到3-5mm，將球磨機(jī)Ⅰ倉的工作內(nèi)容轉(zhuǎn)移到破碎機(jī)中完成，從而實(shí)現(xiàn)提高磨機(jī)產(chǎn)量的目的。按產(chǎn)品粒度來分，一般將產(chǎn)品粒度小于3-5mm的破碎機(jī)稱之為細(xì)碎破碎機(jī)（簡稱為細(xì)碎機(jī)）。
磨機(jī)設(shè)計制造的銘牌產(chǎn)量（生產(chǎn)能力），是按入磨物料平均粒度為25mm時確定的，在其小于25mm的條件下，磨機(jī)產(chǎn)量可按
面的經(jīng)驗公式換算：
Qb=Qa（Da/Db）x
式中Qa為入磨物料粒度在Da、（mm）時的球磨機(jī)產(chǎn)量，t／h；
Qb為入磨物料粒度為Db （mm）時的球磨機(jī)產(chǎn)量，t／h；
X為產(chǎn)量變化系數(shù)0.1~0.145。
生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)入磨物料平均粒度從25mm分別降至5、3和2mm時，則磨機(jī)產(chǎn)量可分別提高38%、53%和66%。
3.1.2入磨物料水分與溫度
　　物料的水分直接影響著配料的準(zhǔn)確性和磨機(jī)的產(chǎn)量與電耗。其原因有二：首先，由于物料水分大而影響喂料的均勻性，并使喂料時間延長。實(shí)踐證明，干料與濕料（水分≥2.5%）相比，喂料時間相差20-30秒。其次，由于濕物料喂入過多，就有可能造成飽磨或?qū)⒛?nèi)襯板粘上厚厚一層濕料，只好被迫停磨處理。其次，由于濕物料喂入過多，就有可能造成磨內(nèi)糊球、糊襯板的現(xiàn)象發(fā)生，甚至出現(xiàn)“飽磨”而被迫停磨處理。一般來說，入磨物料綜合水分每增加1%，磨機(jī)產(chǎn)量會降低8-10%；當(dāng)水分大于5%時，干法磨機(jī)基本上無法進(jìn)行粉磨作業(yè)了。
　　需要指出的是并不是入磨物料越干越好，尤其是水泥磨。磨內(nèi)研磨體對物料的沖擊和摩擦過程中產(chǎn)生靜電，使細(xì)小的顆粒帶有電荷，水泥粉中的最小顆粒粘附在研磨體和襯板表面，溫度越高、顆粒越小、研磨體越小，產(chǎn)生的靜電量就越大，吸附作用也就越強(qiáng)。入磨物料溫度超過80℃，磨內(nèi)溫度就有可能超過120℃，過高的磨內(nèi)溫度，較大的顆粒物料也會產(chǎn)生靜電吸附作用。由于靜電吸附作用，細(xì)磨倉中許多微小的顆粒會產(chǎn)生集聚現(xiàn)象，在研磨體的沖擊作用下，細(xì)小的物料顆粒會被撞擊在一起并壓實(shí)在不平整的研磨體或襯板表面上，形成細(xì)小的顆粒層，實(shí)際上是一個襯墊，對研磨體的沖擊和研磨起緩沖作用，這種現(xiàn)象很容易被誤認(rèn)為是由于物料潮濕引起的，實(shí)際上愈干燥的物料糊球現(xiàn)象愈嚴(yán)重。另一方面，當(dāng)入磨物料水分過小時，粉磨過程中產(chǎn)生的熱量無法通過水蒸氣帶出磨外，磨內(nèi)溫度升高，相對濕度降低，空氣的導(dǎo)電性變差，靜電吸附作用加強(qiáng)。正常情況下，入磨熟料溫度≤60℃，入磨物料綜合水分以控制在1.0-1.5%比較合適。
3.1.3入磨物料的特征與易磨性
　　入磨物料的品種及其配比，直接關(guān)系到磨機(jī)的產(chǎn)、質(zhì)量和單產(chǎn)電耗。目前水泥使用的任何混合材都會降低水泥的強(qiáng)度，只是混合材的活性不同，其降低的程度不同而已。在常用混合材中，礦渣的活性最好，但礦渣的比表面積在300m2/kg以下時，其對水泥強(qiáng)度的影響并沒有反映出它的優(yōu)勢。
　　物料的易磨性對磨機(jī)產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量的影響是顯而易見的。這一點(diǎn)在立窯水泥企業(yè)，以往沒有得到重視。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，物料的易磨性系數(shù)以粉碎功指數(shù)表示。由于大多數(shù)企業(yè)沒有專業(yè)檢測設(shè)備，一般以試驗小磨測物料與標(biāo)準(zhǔn)砂的相對易磨性系數(shù)，也能夠作為確定粉磨工藝參數(shù)的參考。我們使用的原、燃材料的相對易磨性系數(shù)測得后，球磨機(jī)研磨體的裝載量和級配設(shè)計計算及調(diào)整，就有了依據(jù)，提高磨機(jī)的產(chǎn)質(zhì)量也就可以采用科學(xué)的手段和方法來調(diào)控。
　　相對易磨性的測定與計算方法：先取3kg老的標(biāo)準(zhǔn)砂(平潭砂)置于化驗室試驗小磨(Φ500×500mm)中粉磨至比表面積為300±10m2/kg，如耗時為t分鐘。再取3kg被測物料（如系大塊的物料，則必須預(yù)先破碎至≤7mm）置于上述試驗小磨中粉磨t分鐘，測定其比表面積并以其除以標(biāo)準(zhǔn)砂的比表面積所得的商即為該物料的相對易磨性系數(shù)。
　　易磨性系數(shù)與物料的結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，即使是同一種物料，它們的易磨性系數(shù)也不盡相同。如結(jié)構(gòu)致密、結(jié)晶好的石灰石，其易磨性系數(shù)就小，難磨。熟料的易磨性與其各礦物組成的含量、冷卻環(huán)境有關(guān)。實(shí)踐表明，熟料中KH和P值高、C3S量多、C4AF少、冷卻得快，其質(zhì)地較脆，則易磨性系數(shù)就大；如KH和P值較低、C2S和C4AF含量、經(jīng)冷卻緩慢或因還原氣氛而結(jié)成大塊的熟料必然致密，韌性大，易磨性系數(shù)小，很難磨。礦渣的易磨性系數(shù)相差也很大，剛出爐經(jīng)水淬急冷處理的礦渣，疏松多孔，顆粒細(xì)小，其易磨性系數(shù)就大，約為1.2-1.3；如出爐礦渣明顯降溫后再水淬，則結(jié)晶顆粒致密，比重大，其易磨性系數(shù)就小，約為0.7-0.9，很難磨。
3.1.4粉磨工藝流程
　　不考慮磨前的預(yù)粉碎，粉磨工藝流程可分為開路流程和閉路流程（簡稱開流和圈流）。在相同條件下，后者的產(chǎn)量比前者約高20~30%；實(shí)行新標(biāo)準(zhǔn)后，要求水泥出磨的篩余大大降低，圈流粉磨的水泥也要求較高的比表面積和合理的顆粒級配，因此，開流粉磨的水泥早期強(qiáng)度高的優(yōu)勢已經(jīng)不很明顯了，所以，建議有條件的水泥廠，盡量采用圈流粉磨的工藝流程，這樣既可以避免開流粉磨的過粉磨現(xiàn)象，又能保證磨機(jī)的節(jié)能高產(chǎn)。
　　過去對圈流粉磨的工藝控制，常采用“循環(huán)負(fù)荷率”和“選粉效率”兩個技術(shù)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐證明，在出磨細(xì)度和成品細(xì)度基本不變的情況下，采用出磨細(xì)度和回粉細(xì)度來調(diào)控圈流粉磨系統(tǒng)，更為快捷、方便。
3.1.5對粉磨成品的比表面積要求
　　不論是生料粉磨，還是水泥粉磨，成品的細(xì)度不同，對粉磨過程的產(chǎn)質(zhì)量影響都很大。我們通過生產(chǎn)實(shí)踐統(tǒng)計、試驗、歸納和計算，得到了粉磨產(chǎn)品比表面積與磨機(jī)產(chǎn)量的經(jīng)驗計算公式：
QB=QA（FA／FB）X
式中QA 球磨機(jī)原來的產(chǎn)量，t／h
FA 原來粉磨產(chǎn)品的比表面積，m2／kg
QB 球磨機(jī)改變比表面積后的產(chǎn)量，t／h
FB 后來粉磨產(chǎn)品的比表面積m2／kg
X 產(chǎn)量變化系數(shù)1.1－1.6（平均1.35）
按此公式計算，磨機(jī)產(chǎn)品比表面積為300m2/kg時產(chǎn)量若為10 t／h，如果將產(chǎn)品比表面積提高到350m2/kg，則磨機(jī)產(chǎn)量將降低至8.1 t／h。
3.2影響磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的機(jī)械因素
3.2.1磨機(jī)筒體內(nèi)的通風(fēng)
　　磨機(jī)內(nèi)部通風(fēng)狀況的好壞，直接影響到粉磨效率的發(fā)揮，這是開流磨及采取自然拔風(fēng)的磨機(jī)比較普遍存在的問題。當(dāng)物料水分偏大而磨機(jī)通風(fēng)不良時，磨內(nèi)水蒸汽排放困難，不僅潮濕細(xì)粉粘附堵篦縫，降低了單位時間內(nèi)物料的通過量及流速。同時，這些研磨體在研磨物料時由于靜電原因還會在襯板工作表面附著形成“緩沖墊層”，從而導(dǎo)致研磨體對物料的沖擊破碎功能大大減弱。當(dāng)襯板表層粘附細(xì)粉厚度達(dá)1mm時，能使研磨體對物料的沖擊力減至無料時的三分之一，進(jìn)而導(dǎo)致磨機(jī)產(chǎn)量下降，粉磨電耗上升。比較簡捷的解決辦法是在 磨尾拔氣筒上部增設(shè)軸流風(fēng)機(jī)，同時對磨機(jī)回轉(zhuǎn)篩、出料溜槽等部位進(jìn)行密閉堵漏，防止因漏風(fēng)而造成磨機(jī)通風(fēng)短路。這樣磨機(jī)內(nèi)部通風(fēng)順暢，也徹底解決了磨頭冒灰的問題。
磨內(nèi)通風(fēng)良好有利于降低磨內(nèi)溫度、排出水分、減少過粉磨現(xiàn)象和提高粉磨效率。經(jīng)驗證明，圈流粉磨的球磨機(jī)，磨內(nèi)風(fēng)速應(yīng)保持在0.8-1.0m／s左右，而開流粉磨時應(yīng)控制在1.0-1.2m／s左右，這樣才能適應(yīng)磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的要求。我們也可以按磨機(jī)實(shí)際產(chǎn)量來進(jìn)行通風(fēng)機(jī)的選型，經(jīng)驗公式如下：
Q=400G
式中Q為球磨機(jī)通風(fēng)量，m３／h
G為球磨機(jī)產(chǎn)量， t／h
400為經(jīng)驗系數(shù)。
3.2.2磨內(nèi)結(jié)構(gòu)
磨內(nèi)結(jié)構(gòu)是指磨機(jī)筒體內(nèi)的襯板、篦板、隔倉板和進(jìn)、出料裝置等。
　　磨機(jī)襯板主要是用來保護(hù)筒體，避免研磨體和物料對筒體的直接沖擊和摩擦的，其次是可以用不同型式的襯板來調(diào)整各倉內(nèi)研磨體的運(yùn)動狀態(tài)。物料在被粉磨過程中，由于第一倉物料粒度較大，要求研磨體以沖擊作用為主，研磨體應(yīng)呈拋落狀態(tài)；而細(xì)磨倉物料較小，為使產(chǎn)品達(dá)到要求的粉磨細(xì)度，要求研磨體以研磨為主，研磨體應(yīng)呈傾瀉狀態(tài)。研磨體的拋落狀態(tài)或傾瀉狀態(tài)取決于磨機(jī)不同的轉(zhuǎn)速，但磨機(jī)只有一個固定轉(zhuǎn)速，這就與研磨體要求的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了矛盾，為解決這個矛盾，就可以利用不同表面形狀的襯板（如平襯板、壓條板、突棱波形襯板、階梯襯板、螺旋襯板、溝糟襯板等），使與研磨體具有不同的摩擦系數(shù)來改變研磨體的運(yùn)動形態(tài)，以適應(yīng)物料粉磨過程的要求，從而提高粉磨效率。
　　磨機(jī)隔倉板的作用是：⑴將研磨體分隔開。在粉磨過程中，物料的粒徑向磨尾的方向減少，對研磨體的運(yùn)動狀態(tài)的要求也由開始的以沖擊作用為主而逐漸變?yōu)橐匝心プ饔脼橹?，使用隔倉板就可以將沖擊作用為主的研磨體（如較大的鋼球）和以研磨為主的研磨體（如鋼段和小鋼球）進(jìn)行分級。同時也可以將以沖擊作用為主的研磨體根據(jù)其沖擊作用的大小而進(jìn)行粗略的分級（如三倉磨的一、二倉）；⑵防止大顆粒物料竄向出料端，隔倉板對物料有篩分作用，只允許小于篩孔的物料通過，防止過大顆粒進(jìn)入沖擊力較弱的區(qū)域；⑶控制磨內(nèi)物料的流速，隔倉板上篩孔的數(shù)量、大小、排列方式都可以影響物料的通過能力；⑷能控制和改善磨機(jī)通風(fēng)狀況，因此也就決定了磨內(nèi)物料的充填程度，控制了物料在磨內(nèi)經(jīng)受的粉磨時間，可起到統(tǒng)一產(chǎn)量和質(zhì)量、穩(wěn)定磨機(jī)正常生產(chǎn)的作用。
　　目前立窯水泥企業(yè)使用規(guī)格為φ2.2m及其以下的球磨機(jī)，盡管磨機(jī)是新購置的，但制造磨機(jī)所使用的圖紙，還在沿用二十世紀(jì)五、六十年代的設(shè)計資料。如：進(jìn)料口為90°的直角進(jìn)料、磨頭進(jìn)料螺旋葉片角度為37°、隔倉板位置和襯板形式等一律照舊。因此，出現(xiàn)進(jìn)料口有物料滯留區(qū)、進(jìn)料速度慢、影響通風(fēng)面積、對預(yù)粉碎后的物料各倉位產(chǎn)生粉磨不均衡、粉磨效率低等現(xiàn)象，限制了球磨機(jī)的優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)。進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪C(jī)結(jié)構(gòu)調(diào)整，無疑是十分必要的。
3.2.3合理調(diào)整研磨體裝載量與級配
　　由于粉磨工藝條件的變化，傳統(tǒng)的填充率設(shè)計和配球方法已很難適應(yīng)目前磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的需要。必須根據(jù)實(shí)際的入磨物料粒度、易磨性系數(shù)（或相對易磨性系數(shù)）、襯板及隔倉板的形式、安裝位置、磨機(jī)功率、轉(zhuǎn)速等，進(jìn)行必要的各倉位研磨體動態(tài)試驗、計算確定。
①研磨體裝載量
　　磨機(jī)內(nèi)研磨體（鋼球、鋼段）的裝載量一般根據(jù)磨機(jī)的有效直徑、有效長度、填充系數(shù)和研磨體的比重等計算確定，較麻煩?，F(xiàn)特推薦一個由黃有豐教授提出并經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐檢驗可使用的筒易公式：
研磨體裝載量G=D2L t
式中：D為磨機(jī)的有效直徑 m；
L為磨機(jī)的有效長度 m。
另還可根據(jù)研磨體裝載量的噸數(shù)大致確定應(yīng)配多大功率的電機(jī)。即1噸研磨體量要求配備約10-12kW的電機(jī)功率。
研磨體的級配與入磨物料的粒度有著直接的關(guān)系，入磨物料的粒度一旦有變化，研磨體的級配則應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。
磨機(jī)填充率（系數(shù)）
　　裝入磨內(nèi)研磨體之容積占磨機(jī)有效容積的百分比稱為磨機(jī)的填充系數(shù)，又稱填充率。它是反映磨內(nèi)研磨體裝載量多少的一種常用表示方法。其值與磨機(jī)的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、粉磨形式、粗或細(xì)粉磨以及研磨體材質(zhì)等因素有關(guān)。管磨機(jī)和球磨機(jī)較低，一般為0.40以下。
　　關(guān)于磨機(jī)各倉的填充率（系數(shù)）對磨機(jī)產(chǎn)量的影響己有許多文章、專著介紹，恕不在此贅述。但對每一臺磨機(jī)而言，在工藝條件相對穩(wěn)定的情況下，都存在有一個最佳的填充率，此時產(chǎn)量最高而電耗又最低。我國設(shè)計的中小型磨機(jī)，產(chǎn)品說明書中給定的填充率取值偏低，包括研磨體級配基本不適用，而配套的電機(jī)又有較多的富余。
　　在粉磨容積不變的情況下，適當(dāng)提高填充率（研磨體裝載量），增大研磨體對物料的粉磨概率，不失為磨機(jī)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的有效方法。但相同規(guī)格的磨機(jī)因采用不同的粉磨工藝流程，其填充率也不同。如開流磨，為必須達(dá)到和穩(wěn)定出磨產(chǎn)品的細(xì)度指標(biāo)，故Ⅱ倉（細(xì)磨倉）的填充率應(yīng)大于Ⅰ倉（粗磨倉）1-4%，以使物料在磨內(nèi)流速不致太快；而圈流粉磨工藝則為發(fā)揮選粉設(shè)備對出磨物料的分級作用而要求物料在磨內(nèi)流速必須加快，此時Ⅱ倉（細(xì)磨倉）的填充率應(yīng)小于Ⅰ倉（粗磨倉）。如為了提高水泥粉的比表面積，有意識地加大Ⅱ倉（細(xì)磨倉）的填充率，則是例外。
③研磨體級配
　　為了使磨機(jī)的粉磨效率提高，不僅要考慮研磨體的裝載量，而且還必須確定用那幾種規(guī)格的研磨體及它們的用量，即研磨體的級配。
　　磨機(jī)在進(jìn)行粉磨時，物料一方面受到研磨體的沖擊作用，另一方面也受到研磨體的研磨作用。顯然，在單位時間內(nèi)，研磨體與物料接觸點(diǎn)越多，粉磨越容易完成。當(dāng)磨機(jī)裝載量一定時，要增加物料與研磨體的接觸，則研磨體的尺寸越小越好。但另一方面，要想將較大物料塊擊碎，則研磨體必須有足夠的沖擊能力才行。磨機(jī)的任務(wù)是既要保證對較大的料塊進(jìn)行破碎，而又要將物料研磨到一定的細(xì)度，因此，在其它條件一定的情況下（如磨機(jī)各倉長度、入磨物料粒度等），這個任務(wù)只有通過選擇大小適合的研磨體和將它們合理配比才能完成。
4球磨機(jī)優(yōu)質(zhì)節(jié)能高產(chǎn)的主要途徑
　　實(shí)踐證明：“磨前增加預(yù)粉碎工藝、磨內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)、磨后選擇高效選粉機(jī)”是實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)的主要途徑。其中磨前細(xì)碎是“前提”，磨內(nèi)改造是“根本”，磨后優(yōu)選是“保證”。
4.1預(yù)粉碎工藝
4.1.1預(yù)粉碎設(shè)備
球磨機(jī)是一種能量利用率較低的粉磨設(shè)備，尤其是研磨體以拋落狀態(tài)為主的Ⅰ倉。用能量利用率較高的其它粉碎設(shè)備，來代替球磨機(jī)Ⅰ倉的工作，對磨機(jī)的優(yōu)質(zhì)節(jié)能高產(chǎn)是非常有效的。近十幾年來，國外許多先進(jìn)的裝備技術(shù)被國內(nèi)引進(jìn)、消化、吸收，國產(chǎn)預(yù)粉碎設(shè)備出現(xiàn)一個新的制造高潮。先后用于立窯水泥企業(yè)的有：細(xì)碎顎式破碎機(jī)（PEX）、立軸反擊式破碎機(jī)（PCXL）、高細(xì)錘式破碎機(jī)（PCX）、立式?jīng)_擊式破碎機(jī)（PLJ）、篩分滾壓破碎機(jī)（SCP）、噴射式破碎機(jī)（PSL）等等。選擇細(xì)碎破碎機(jī)時，首先要看它的結(jié)構(gòu)、工作原理是否先進(jìn)？物料進(jìn)入破碎機(jī)后，運(yùn)動軌跡是否合理？能否在破碎腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)多功能復(fù)合粉碎？然后，還必須考慮其單產(chǎn)電耗是否經(jīng)濟(jì)？金屬消耗量是否較低？環(huán)保指標(biāo)能否達(dá)標(biāo)？總之一句話，要使生產(chǎn)可靠性與技術(shù)先進(jìn)性較好地統(tǒng)一起來。此外，擠壓機(jī)（輥壓機(jī)）、立式磨、棒磨機(jī)也都可以作為預(yù)粉碎設(shè)備，效果都很好。
4.1.2預(yù)粉碎工藝流程
　　根據(jù)預(yù)粉碎物料的情況來分，工藝流程可分為：單物料預(yù)粉碎和配合料預(yù)粉碎。前者是單一的減小某種物料的粒度；而后者不僅減小了物料粒度，而且使配合料的各組分進(jìn)一步混合均化，有利于粉磨產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
　　無論是單物料還是配合料的預(yù)粉碎，都可以分為開路和閉路兩種流程。與普通粉磨工藝一樣，開路流程簡單，一次性投資省，但產(chǎn)品粒度波動大，對球磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)幅度有一定限制，使隔倉板的位置及研磨體的級配不可能始終處于十分合理的狀態(tài)；而閉路流程較復(fù)雜，設(shè)備投資較多，但產(chǎn)品粒度均齊，細(xì)度容易調(diào)節(jié)、控制，更有利于研磨體的級配優(yōu)化和球磨機(jī)的優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)。采用擠壓機(jī)（輥壓機(jī)）作預(yù)粉碎設(shè)備時，選擇閉路流程更為重要。因為，國產(chǎn)擠壓機(jī)出料中未被真正擠壓的漏料，約占總量的15%左右。這些漏料與擠壓機(jī)真正產(chǎn)品料餅的物理性能（粒度、易磨性等）差異很大，對球磨機(jī)的產(chǎn)、質(zhì)量有明顯影響。所以，選用打散分級機(jī)與擠壓機(jī)組成預(yù)粉碎閉路流程十分必要。打散分級機(jī)可以將擠壓機(jī)的漏料和粒度不合格的粗料選出，待其返回擠壓機(jī)喂料倉后，既解決了擠壓機(jī)的邊緣效應(yīng)（漏料）的負(fù)面影響，又緩解了擠壓機(jī)過飽和喂料的需求；同時，依靠打散分級機(jī)對預(yù)粉碎產(chǎn)品的把關(guān)，擠壓機(jī)可以采用“低壓大循環(huán)”的運(yùn)行機(jī)制，以減輕輥面磨損、提高安全運(yùn)轉(zhuǎn)率、延長設(shè)備使用壽命。
4.1.3球磨機(jī)工藝參數(shù)調(diào)整
當(dāng)球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)增加預(yù)粉碎工藝后，必須及時調(diào)節(jié)粉磨工藝參數(shù)。
　?、黉撉蚣壟洌涸诰S持裝載量不變的情況下，要降低各倉的平均球徑。Ⅰ倉以60±5mm為宜。如果入磨物料粒度均齊，則應(yīng)將大規(guī)格的鋼球揀出；如果入磨物料粒度不均齊，則也應(yīng)減少大球，增補(bǔ)相同裝載量的小球。
　?、诟魝}板位置：入磨物料粒度減小后，粉磨所需要的破碎能力與空間相應(yīng)減小，因此根據(jù)磨內(nèi)篩析曲線，適當(dāng)向磨頭方向移動隔倉板位置，有利于保持粉磨速度的均衡和倉位的匹配。
　?、廴α髂コ瞿ノ锪霞?xì)度：入磨物料經(jīng)過預(yù)粉碎后，不僅粒度減小，而且易磨性也不同程度地得到了改善，導(dǎo)致出磨物料中的細(xì)粉更細(xì)且含量更多。為此，應(yīng)將出磨物料細(xì)度指標(biāo)（篩余），由原來的R0.08=40±3%調(diào)整到R0.08=30±3%。
　?、芟到y(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率：增加預(yù)粉碎工藝的圈流粉磨系統(tǒng)，應(yīng)選擇高效選粉機(jī)來完成產(chǎn)品分級任務(wù)，盡量減少粗粉回料量，增加成品細(xì)粉量。系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率應(yīng)控制在100%以下，以較高的選粉效率實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)的優(yōu)質(zhì)節(jié)能高產(chǎn)。
4.2磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
　　球磨機(jī)的機(jī)型、直徑、長度、轉(zhuǎn)速、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和研磨體選擇都應(yīng)根據(jù)物料特性來確定，最好事先通過模擬試驗找出最佳參數(shù)。對現(xiàn)有設(shè)備，由于機(jī)型、規(guī)格已經(jīng)確定，可供優(yōu)化選擇的除改變物料品種、粒度、水分外，主要是內(nèi)部結(jié)構(gòu)和研磨體等的優(yōu)化，控制合適的物料流速。
4.2.1加強(qiáng)磨內(nèi)通風(fēng)
　　磨內(nèi)通風(fēng)對產(chǎn)質(zhì)量都有明顯影響，通風(fēng)好，不僅可將細(xì)粉及時排出磨機(jī)，以免形成過粉磨，而且還可以帶走粉磨熱量，降低磨內(nèi)溫度，減少石膏脫水和尾倉糊球堵篦。一般圈流磨內(nèi)風(fēng)速為0.8-1.0m/s，而開流磨由于磨內(nèi)溫度高，風(fēng)速要比圈流磨的高些。有些廠采用的是90年代以前設(shè)計的球磨機(jī)，在結(jié)構(gòu)上一般都存在風(fēng)路不暢的問題，可以通過在進(jìn)料口處開通風(fēng)口、進(jìn)料口螺旋的改進(jìn)、下料溜子作成階梯形、放大隔倉板和出料篦板的中心孔以及卸料口加強(qiáng)鎖風(fēng)等措施加以改進(jìn)，不僅解決了堵料現(xiàn)象，而且加大了通風(fēng)面積。
4.2.2隔倉板和出料篦板
早期設(shè)計的隔倉板及出料篦板，只是為了按功能劃分倉室、隔離大小鋼球和阻擋研磨體不被排出，而今則具有控制物料流速、平衡首尾倉的粉磨能力、提高料球比和防止反分級的作用，由此增大了研磨體動能的有效利用，從而提高了產(chǎn)量。對老式球磨機(jī)便可按物料特性選擇帶篩分功能的隔倉板和出料篦板。篩分隔倉板是一種能對通過隔倉板的物料進(jìn)行粗細(xì)分級的新型隔倉板，其主要作用是對進(jìn)入細(xì)磨倉的物料進(jìn)行篩分，阻止粗顆粒進(jìn)入細(xì)磨倉，為細(xì)磨倉使用比表面積大、粉磨效率高的微型研磨體創(chuàng)造了條件，即新型隔倉板不僅增加了控制料流及平衡各倉粉碎能力的功能，而且可以實(shí)現(xiàn)粗細(xì)顆粒的分級和強(qiáng)制提升物料的作用，使較細(xì)的物料及早進(jìn)入細(xì)磨倉進(jìn)行粉磨。
4.2.3活化裝置
　　為充分發(fā)揮磨機(jī)的粉磨潛力，磨內(nèi)還可增設(shè)活化裝置，為微介質(zhì)創(chuàng)造三維的運(yùn)動條件，強(qiáng)化研磨能力，使研磨體的動能得以更充分利用，從而使粉磨效率大幅度地提高?；罨b置的主要結(jié)構(gòu)是在磨機(jī)襯板上安裝與磨機(jī)軸向成一定角度的梯形裝置，其高度約為磨機(jī)筒體直徑的20-30%，厚度為40mm左右，寬度同襯板寬度。視產(chǎn)品的不同要求，沿磨機(jī)軸向安裝2-5道，縱向與磨機(jī)襯板每隔一塊安裝一塊。由于活化裝置的作用，研磨體在磨內(nèi)除沿著磨機(jī)襯板作圓周運(yùn)動外，還作軸向運(yùn)動。與此同時，離筒體襯板較遠(yuǎn)的研磨體因磨機(jī)襯板不能有效帶動而運(yùn)動程度減弱的滯留區(qū)因活化裝置的作用可得到消除。
4.2.4襯板
　　襯板除起防護(hù)作用外主要是用來調(diào)節(jié)研磨體的動態(tài)分布和運(yùn)動軌跡，它的形式要與磨機(jī)轉(zhuǎn)速、物料特性相匹配。各種新型襯板的使用，對研磨體運(yùn)動狀態(tài)的調(diào)節(jié)以及對物料的適應(yīng)性都有了較大的改善。磨機(jī)尾倉選用雙曲面襯板，在軸向和圓周方向均有傾斜曲面，不僅能夠增加鋼球的橫向分級，還能提高鋼段、鋼球的研磨效率。
分級襯板可使磨機(jī)內(nèi)研磨體實(shí)現(xiàn)分級，形成大球打大料、小球打小料的理想狀態(tài)。
　 球磨機(jī)工況的最佳化，即是指磨內(nèi)對物料的破碎能力與研磨能力相匹配與平衡。其關(guān)鍵在于磨內(nèi)研磨體的填充率與級配。傳統(tǒng)的球磨機(jī)工藝參數(shù)，都是以當(dāng)時的機(jī)、電條件和粉磨理論為依據(jù)而確定的。如今進(jìn)相機(jī)、變頻調(diào)速器的使用和大型滾動軸承代替軸瓦，生產(chǎn)實(shí)踐早已突破了傳統(tǒng)的工藝規(guī)范：磨內(nèi)填充率由29-31%提高到36-40%，磨機(jī)轉(zhuǎn)速也提高了5-10%，有的甚至接近臨界轉(zhuǎn)速，研磨體裝載量也相應(yīng)增加等等，磨機(jī)優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)十分明顯。
4.2.5適當(dāng)加快磨機(jī)轉(zhuǎn)速
　　適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速對直徑較小的磨機(jī)比較有效，因為這些磨機(jī)由于直徑小，鋼球的沖擊力不強(qiáng)，加快轉(zhuǎn)速后可強(qiáng)化磨機(jī)的粉碎能力，這是因為：①加快轉(zhuǎn)速就是增加了磨內(nèi)每個研磨介質(zhì)的沖擊次數(shù)。②使磨內(nèi)研磨介質(zhì)之間、研磨介質(zhì)與襯板之間的摩擦、研磨作用加強(qiáng)。

4.3圈流粉磨與高效選粉機(jī)
　　圈流粉磨工藝是球磨機(jī)優(yōu)質(zhì)、節(jié)高產(chǎn)的重要途徑。與之配套的選粉機(jī)也因技術(shù)進(jìn)步的需要，由傳統(tǒng)的第一代離心式選粉機(jī)、第二代旋風(fēng)式選粉機(jī)發(fā)展到第三代籠式高效選粉機(jī)。
通過對粉磨方法及粉磨工藝的研究可知，調(diào)節(jié)選粉機(jī)產(chǎn)品的粒度分布可以提高水泥的強(qiáng)度，而不一定要由提高粉磨細(xì)度來實(shí)現(xiàn)這個目的。因此通過對水泥細(xì)度與產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系的研究及選擇性能更為優(yōu)越的選粉機(jī)，可以探索更節(jié)能的粉磨方法。
4.3.1圈流粉磨工藝
　　圈流粉磨系統(tǒng)是利用選粉機(jī)將粉磨后的合格細(xì)粉分選出來，不合格的粗粉返回磨機(jī)重新粉磨，來進(jìn)行粉磨作業(yè)的。在我國常用“循環(huán)負(fù)荷率”和“選粉效率”這兩個技術(shù)參數(shù)來調(diào)控圈流粉磨系統(tǒng)的工況?！把h(huán)負(fù)荷率”是指選粉機(jī)的回料量（粗粉）與成品量（細(xì)粉）之比；“選粉效率”是指選粉機(jī)選取的成品量與選粉機(jī)喂料中的細(xì)粉量之比；它們都可以用出磨物料細(xì)度、回料細(xì)度、成品細(xì)度的篩余檢測值，計算而得：

K=T/Q=（A－C）/（B－A）
E=[（100－C）/（100－A）][1/（1+K）]
式中 K 循環(huán)負(fù)荷率，%
T 選粉機(jī)回料量，t／h
Q 選粉機(jī)成品量，t／h
E 選粉效率，%
A 選粉機(jī)喂料（出磨物料）細(xì)度，R0.08%
B 選粉機(jī)回料細(xì)度，R0.08%
C 選粉機(jī)成品細(xì)度，R0.08%
從以上公式分析可得：
①當(dāng)出磨物料細(xì)度A和選粉機(jī)成品細(xì)度C基本不變時，循環(huán)負(fù)荷率K越高，則選粉效率E越低；
②當(dāng)出磨物料細(xì)度A和選粉機(jī)成品細(xì)度C基本不變時，選粉機(jī)回料細(xì)度B越大，則循環(huán)負(fù)荷率K越小，選粉效率E越高。
因此，在圈流粉磨工藝中，可以利用此結(jié)論，來調(diào)控系統(tǒng)工況和評價選粉機(jī)工作性能的優(yōu)劣。即：維持出磨物料細(xì)度A和選粉機(jī)成品細(xì)度C基本不變，如果回料細(xì)度（篩余）越大，說明選粉機(jī)選粉效率越高，分級性能越好；反之如回料細(xì)度越小，則選粉效率越低。
4.3.2選粉機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
選粉機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是“分散”、“分級”和“收集”?！胺稚ⅰ笔侵高M(jìn)入選粉機(jī)的物料要盡可能地拋撒開來，物料顆粒之間要形成一定的空間距離。因此，撒料盤的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、撒料空間大小、物料水分及物料流量都直接影響著布料的分散率；“分級”是指物料分散后，在選粉室停留的有限時間內(nèi)，要充分利用氣流各種形式的分選功能，把物料的粗、細(xì)顆粒盡可能地分開，并送至各自的出口。因此，氣體流量、氣流速度、氣流方式、氣固交匯點(diǎn)和流場分布以及選粉室數(shù)量、結(jié)構(gòu)等對分級效率影響很大；“收集”是捕捉粗粉和細(xì)粉的能力，這與收集方式和收集部件的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。
　　1979年日本小野田公司開發(fā)了O-Sepa選粉機(jī)，它不僅保留了旋風(fēng)選粉機(jī)外循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，而且采用籠型轉(zhuǎn)子平面螺旋氣流選粉原理，從而大幅度提高了選粉效率。以它為代表的籠式選粉機(jī)稱之為高效選粉機(jī)，也被稱為繼離心式選粉機(jī)、旋風(fēng)式選粉機(jī)之后的第三代選粉機(jī)。它的選粉效率一般在80%以上，但它不帶細(xì)粉收集裝置，需要配備處理風(fēng)量較大的袋收塵器或電收塵器，這增加了設(shè)備投資和工藝布置復(fù)雜的程度，在一定程度上限制了它的推廣和應(yīng)用。轉(zhuǎn)子式旋風(fēng)選粉機(jī)也簡稱為轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)。它是上世紀(jì)90年代，將籠型轉(zhuǎn)子選粉原理嫁接于旋風(fēng)選粉機(jī)而形成的一種實(shí)用于立窯水泥廠的中、小型高效選粉機(jī)。針對“分散”、“分級”和“收集”三個關(guān)鍵技術(shù)，它在結(jié)構(gòu)上比旋風(fēng)式選粉機(jī)有了突破性的改進(jìn)。
①采用高拋撒能力的撒料盤，使物料分散均勻、充分。主軸傳動選用了調(diào)速電機(jī)，可改變?nèi)隽媳P轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)產(chǎn)品細(xì)度更加方便。
　?、谠谌隽媳P上方增加了一個籠形轉(zhuǎn)子，其倒錐形的表面旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋流及切向剪力，強(qiáng)化和穩(wěn)定了離心力分級力場，增大了分散能力和提高了分級效率。
　?、鄄捎酶咝У妥璧男L(fēng)筒收集細(xì)粉，增大了進(jìn)風(fēng)渦旋角，延長了含塵氣流在旋風(fēng)筒內(nèi)的停留時間，從而提高了各級細(xì)粉和超細(xì)粉的收集量。
　　轉(zhuǎn)子式旋風(fēng)選粉機(jī)在一臺設(shè)備中，串聯(lián)上、中、下三個選粉室，根據(jù)物料在選粉過程中的粗、細(xì)粉比例變化，合理安排分級氣流的方向、速度和流量，將渦流分級、慣性分級、離心分級等科學(xué)地組合于一體，更加適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)下的粉磨工藝要求，給球磨機(jī)優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)提供了有效手段。
　　鹽城科行建材環(huán)保有限公司在選粉機(jī)進(jìn)風(fēng)管道上增設(shè)一旁路支鳳管作為二次風(fēng)管，并設(shè)置一機(jī)外調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)風(fēng)閥，二次風(fēng)氣流切向進(jìn)入選粉室內(nèi)，再次進(jìn)行分級，在風(fēng)機(jī)風(fēng)量不變的情況下，對產(chǎn)品細(xì)度的控制更加靈活方便，相同細(xì)度時，比表面積可提高30-40m2/kg，成品的顆粒組成得到改善，水泥早期強(qiáng)度也有所提高。
4.3.3新型圈流粉磨系統(tǒng)
　　借鑒圈流粉磨工藝特點(diǎn)，合肥水泥研究設(shè)計院于前年開始研究用開流高細(xì)高產(chǎn)磨和高效選粉機(jī)組成新型的圈流粉磨系統(tǒng)，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐表明，效果十分顯著，其增產(chǎn)節(jié)能可比開流粉磨系統(tǒng)和普通圈流粉磨系統(tǒng)提高30-80%，為水泥廠的粉磨增產(chǎn)節(jié)能提供了新的技術(shù)途徑
4.3.4開流改圈流粉磨后的工藝調(diào)整
開流改為圈流粉磨后應(yīng)作必要的工藝調(diào)整，主要有：
①鋼球級配。一倉鋼球平均球徑要適當(dāng)增大。
②隔倉板的篦孔孔隙尺寸應(yīng)適當(dāng)?shù)胤糯?，以增加物料在磨?nèi)的流動速度。
③加大磨頭中空軸的喂料絞刀，以增加喂料量。
　④細(xì)度控制，生料磨可適當(dāng)放寬，80μｍ孔篩余可控制在10%以下。水泥磨細(xì)度要提高，比原開流粉磨時要細(xì)2-3%左右，以確保水泥的強(qiáng)度。

4.4合理調(diào)整研磨體級配
4.4.1研磨體合理調(diào)整的依據(jù)
研磨體的合理調(diào)整，主要根據(jù)被粉磨物料的物理化學(xué)性能、粉磨方式以及要求的產(chǎn)品細(xì)度等因素來確定。篩余曲線分析又是判斷研磨體級配是否合理的有效手段。研磨體合理調(diào)整的依據(jù)：
①入磨物料粒度
　 在鋼球裝載量一定時，小鋼球比大鋼球的總表面積大，與物料接觸的機(jī)會多，而單個大鋼球的能量大，沖擊粉碎大。被粉磨的物料平均粒度大、硬度大時，選用鋼球的平均球徑應(yīng)當(dāng)大些，反之應(yīng)小些。磨機(jī)直徑小的，鋼球平均球徑也小些。另外生料磨比水泥磨的鋼球平均球徑要大些。
②入磨物料的易磨性
入磨物料的易磨性好，可選用小鋼球；易磨性差，則必須選用大鋼球。
③磨內(nèi)單位容積物料通過量
　　選用鋼球直徑大小還與磨內(nèi)單位容積物料通過量有一定的關(guān)系。閉路粉磨時，選粉機(jī)的回磨粗粉使磨內(nèi)單位容積物料通過量增加，使鋼球在沖擊時受到一定的緩沖作用，循環(huán)回料量多，因此鋼球的直徑要選用得大些，反之則小。
④出磨物料的細(xì)度要求
對出磨物料的細(xì)度要求較細(xì)時，應(yīng)適當(dāng)選用小鋼球，反之則大。
⑤單倉磨一般都用鋼球而不用鋼段；二倉磨一般前倉用鋼球，后倉用鋼段。
⑥研磨體必須大小搭配，鋼球的規(guī)格通常用3-5級，鋼段一般用2-5級。
⑦各級鋼球的比例可按兩頭小，中間大的原則配合，用兩種鋼段時，各占一半即可。
⑧在滿足物料粒度要求的前提下，平均粒徑應(yīng)竟盡可能小些，以增加接觸面積和單位時間的沖擊次數(shù)，鋼段的直徑與長度比要小些，因為徑向磨損快，鋼段長度與直徑之差以5mm為宜。
4.4.3合理調(diào)整回粉率和鋼段級配
　　一般在閉路粉磨中，為了減少過粉磨現(xiàn)象，往往填充率I倉高于Ⅱ倉，使物料在磨內(nèi)流速加快，適當(dāng)提高回粉率?；胤勐蕿?00-150％時，往往臺時產(chǎn)量最高?；胤勐蔬^高，雖然細(xì)度合格，但比表面積降低。這次改動時將Ⅱ倉的填充率高于Ⅰ倉，并適當(dāng)降低鋼球平均球徑和鋼段直徑，減慢磨內(nèi)流速，同時調(diào)整選粉機(jī)大、小風(fēng)葉數(shù)量，從而降低了回粉率。仍以上述的水泥磨為例，在臺時產(chǎn)量和篩余值不變的情況下，僅僅調(diào)整鋼段級配和選粉機(jī)的回粉率，即能明顯提高了水泥比表面積和早期強(qiáng)度。
生產(chǎn)過程中，隨著鋼球、鋼段的磨損，填充率降低，首先觀察到的不是臺時產(chǎn)量的下降，而是回粉率的提高、水泥比表面積的減小、水泥3d抗壓強(qiáng)度的下降。當(dāng)回粉率太高以后，會引起飽磨，此時才導(dǎo)致臺時產(chǎn)量的下降。所以，必須根據(jù)回粉率的多少、比表面積的大小來確定是否補(bǔ)充研磨體。一旦臺時產(chǎn)量下降很多，則應(yīng)倒倉重新進(jìn)行研磨體級配。
4.4.4水泥細(xì)磨倉的研磨體
　　研磨體是磨機(jī)優(yōu)化的主要措施之一。目前國外水泥磨機(jī)在細(xì)磨倉趨向于使用小鋼球代替鋼段，因為使用鋼段的能耗較高，一般約高20-30%。優(yōu)質(zhì)小鋼球的磨耗比鋼段小得多，鋼球磨出的水泥顆粒形貌多呈球形，又比鋼段磨出的要好。但使用鋼段也有好的方面，如物料流速較快、能防止水泥在磨內(nèi)結(jié)團(tuán)。
　　 近年來，對于水泥細(xì)磨倉的研磨體究竟采用鋼段還是采用鋼球好，已有不少文章發(fā)表。有的主張用鋼段，有的主張用鋼球。對此不能一概而論，應(yīng)從粉磨角度進(jìn)行具體分析。
　　磨機(jī)的粉磨功能總體上包括破碎與研磨兩個部分，磨機(jī)工況的最優(yōu)化即是使破碎與研磨能力達(dá)到平衡，從而提高粉磨效率，此時產(chǎn)量與成品細(xì)度均在較好水平，這也是解決粉磨問題的最基本原則。正確分析不同工況下破碎與研磨能力的匹配情況，才是決定細(xì)磨倉的研磨體采用鋼段還是采用鋼球的判斷依據(jù)。
①球與段的研磨功能差異
　　磨機(jī)各倉實(shí)際上都具有破碎及研磨功能，只是主次及程度不同而已。細(xì)磨倉的主要功能是研磨，而小鋼球與小鋼段的研磨能力是不同的。物料填充在研磨介質(zhì)之間，研磨效率的高低主要取決于研磨介質(zhì)與物料之間的接觸表面積。若接觸表面積大，則研磨機(jī)會多，單位時間內(nèi)的成品生成率就高。等質(zhì)量的球與段相比，由于段的線接觸方式，從而明顯比球具有更高的接觸表面積。對于單倉而言，同樣的研磨體裝載量和同樣的喂入細(xì)料量，單位時間內(nèi)鋼段倉的成品生成量比鋼球倉要高，這是粉磨理論及應(yīng)用實(shí)踐所證明了的。需要指出的是，目前細(xì)磨倉的研磨介質(zhì)尺寸相對物料而言都太大，這里有篦縫寬度限制等原因。丹麥的康必登磨和我國開發(fā)的高細(xì)磨都較好地解決了這一問題，在細(xì)磨倉成功地應(yīng)用了微細(xì)鋼段，顯著地提高了研磨效率。當(dāng)然采用高效能的篩分隔倉板及磨尾回段裝置是成功的關(guān)鍵。因此應(yīng)當(dāng)明確，對于細(xì)磨和超細(xì)磨，段比球的研磨效率要高。

②細(xì)磨倉選用小鋼球的必要充分條件
a.圈流粉磨
　　開流粉磨，磨機(jī)內(nèi)物料一次性通過，出磨料即為成品，因此對研磨的能力要求較高。圈流粉磨則需保證一定的物料循環(huán)量，無論采用離心或高效選粉機(jī)，磨尾卸料的細(xì)度篩余（80μm）一般控制在30-40%，所以對研磨能力的要求相對低于開流磨。為保證成品細(xì)度，開流磨的細(xì)磨倉一般應(yīng)采用鋼段。圈流磨的細(xì)磨倉可采用小鋼球，一方面可加快物料流速，增加通過量；另一方面入細(xì)磨倉的物料篩余（200μm）要比開流磨高，對保證有一定的小鋼球沖擊有好處。但這是總的選擇原則，還視具體工況而定。
b.預(yù)粉碎
　　磨前的預(yù)粉碎有一級或多級和開流或圈流，它決定了入磨物料的粒度。目前高效細(xì)碎機(jī)、輥壓機(jī)等可明顯降低入磨粒度，甚至80%左右的物料在2mm以下，這實(shí)際上已完成了磨機(jī)Ⅰ倉的大部分功能，緩解了磨機(jī)的負(fù)擔(dān)。預(yù)破碎效果好，則鋼球的平均球徑可下降，研磨功能增強(qiáng)，進(jìn)入細(xì)磨倉的物料篩余降低，從而細(xì)磨倉的研磨負(fù)擔(dān)減輕。若入料粒度穩(wěn)定在很好的水平上，則開流磨的細(xì)磨倉也可采用小鋼球，既能保證細(xì)度，又提高了產(chǎn)量。相反，若預(yù)粉碎環(huán)節(jié)很差，磨機(jī)Ⅰ倉完全成了破碎倉，則細(xì)磨倉的研磨負(fù)擔(dān)加重，即使圈流磨也不能輕易使用小鋼球。盡管調(diào)節(jié)選粉機(jī)能控制細(xì)度，但可能因研磨能力不足而無形中犧牲了產(chǎn)量。
c.磨機(jī)長度
　　這主要針對開流磨而言。目前水泥廠使用十幾米開流長磨的為數(shù)不少，一般分三至四倉。磨機(jī)長度決定了物料的粉磨路徑即粉磨時間的長短，長磨機(jī)內(nèi)物料的有效粉磨時間自然要長。況且較雙倉短磨，長磨機(jī)的合理多倉使粉磨功能更加明確，研磨體級配易于合理，粉磨效率大為提高。由于細(xì)磨倉的負(fù)擔(dān)減輕，對研磨要求降低。若預(yù)破碎好，則采用小鋼球為宜。如此時再使用鋼段，一方面會減緩物料流速，降低產(chǎn)量；另一方面容易造成過粉磨現(xiàn)象，產(chǎn)生糊段及逆粉碎效應(yīng)，反而降低研磨效率。而開流短磨一般首選鋼段。
d.倉長比例
　　這主要針對圈流磨而言。目前雙倉圈流磨的Ⅰ、Ⅱ倉長度各廠并非完全相同。有比例為1:2的，也有接近1:1的。1:2的比例為正常范圍，此時Ⅱ倉選用小鋼球比較合適。若兩倉長度相近，則易造成Ⅰ倉粗磨能力過剩而Ⅱ倉細(xì)磨能力不足。Ⅰ倉的鋼球級配不可能過多，這就制約了其研磨能力，此時Ⅱ倉的研磨負(fù)擔(dān)加重。若再使用小鋼球，則Ⅱ倉在相對減少的粉磨容積中難以完成所需的研磨任務(wù)，最后導(dǎo)致產(chǎn)量下降。出現(xiàn)這種情況，應(yīng)在Ⅱ倉中換上鋼段，同時加強(qiáng)預(yù)粉碎，盡可能降低Ⅰ倉的鋼球直徑。必要時根據(jù)磨內(nèi)篩余曲線分析，調(diào)整隔倉板的位置，挪動一塊或半塊襯板的距離，加強(qiáng)Ⅱ倉的研磨。對細(xì)度要求高的水泥，應(yīng)多選用小鋼段。
e.粉磨水泥的品種
　　這主要針對水泥而言。水泥的品種不同，則對粉磨的細(xì)度要求也不同。茲舉兩種：快硬（或超細(xì)）水泥和多混合材摻量水泥。前者要求水泥水化快、早強(qiáng)高。除礦物組成有要求外，對水泥的細(xì)度控制也很嚴(yán)格。這也對磨機(jī)的粉磨提出了更高要求。此時無論開流長磨還是圈流磨都應(yīng)考慮在細(xì)磨倉使用小鋼段，而對鋼球的使用一定要慎重。從目前的應(yīng)用實(shí)踐看，用鋼段磨制的超細(xì)水泥效果較好。對于第二種水泥，為降低生產(chǎn)成本，工廠盡可能地多摻混合材，礦渣甚至達(dá)到40-50%的比例。礦渣的易磨性差，因此已有采用單獨(dú)粉磨的工藝。對于共同粉磨時，磨機(jī)的研磨功能必須很強(qiáng)。若摻量很高，則喂料中細(xì)礦渣及循環(huán)回磨的細(xì)料之和比例很高，而粗磨倉對這些料的研磨作用有限，主要在細(xì)磨倉中完成。很明顯細(xì)磨倉應(yīng)優(yōu)先使用小鋼段，否則即使高效選粉機(jī)也難以提高產(chǎn)量，因為磨機(jī)研磨能力不足，磨尾卸料中成品量有限，若再提高磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷，則磨機(jī)更適應(yīng)不了。
f.水泥顆粒的球形化
如前所述，水泥顆粒的球形化程度越高，則水泥的強(qiáng)度越高。隨著水泥新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對強(qiáng)度尤其是早期強(qiáng)度的要求更高。為此應(yīng)創(chuàng)造條件，在水泥磨的細(xì)磨倉提倡使用小鋼球。
4.4.5研磨體的合理補(bǔ)充
確定研磨體補(bǔ)充量的方法一般為：
①用單位產(chǎn)品的研磨體磨損量（同類研磨體年耗量/磨機(jī)年產(chǎn)量）乘以磨機(jī)階段產(chǎn)量；
②用單位時間的研磨體磨損量（同類研磨體年耗量/磨機(jī)年運(yùn)轉(zhuǎn)時間）乘以磨機(jī)階段運(yùn)轉(zhuǎn)時間；
　?、墼诒匾目漳ズ笸Ｄィ瑴y量磨內(nèi)球（段）面距磨機(jī)中心線的高度除以磨機(jī)有效內(nèi)徑可簡易算得當(dāng)時的填充率，與原配球時填充率對比，計算補(bǔ)球量。
　　此外還有根據(jù)空磨時的主電動機(jī)電流表值與經(jīng)驗值比較確定研磨體補(bǔ)充量等多種方法。以上的各種方法事實(shí)上都有一定的局限性，這是因為磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程是一個不斷變化的復(fù)雜過程，影響因素很多，容易出現(xiàn)判斷失誤而造成盲目補(bǔ)球，反而影響磨機(jī)的產(chǎn)量。因此，管理較好的水泥企業(yè)是采用定期清倉的傳統(tǒng)辦法。
4.4.6研磨體填充率和級配合理與否的判斷依據(jù)和方法
　　研磨體裝載量和級配雖有些公式可以參考，但一般還是靠經(jīng)驗調(diào)配。鋼球級配還是以多級配球較多，在使用分級襯板時，磨倉長度各點(diǎn)處的物料平均粒徑是逐漸降低的，鋼球在各點(diǎn)處的平均球徑也應(yīng)該是逐漸降低，兩條曲線的走勢應(yīng)該是一致的。調(diào)整鋼球級配時要考慮到鋼球尺寸的減小并不是一致的。例如有文獻(xiàn)介紹，通過試驗和計算得出，當(dāng)90mm的鋼球磨損至80mm時，80mm的鋼球變?yōu)?1.11mm，70mm的鋼球變?yōu)?3.20mm，60mm的鋼球變?yōu)?6.20mm。顯然，若只補(bǔ)大球，則平均球徑必然有變大的趨勢。
研磨體裝載量和級配是否合理，可通過下述四種方法在生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行檢驗和調(diào)整。
a.當(dāng)磨機(jī)出現(xiàn)產(chǎn)量低、產(chǎn)品細(xì)度粗時，說明研磨體裝載量不足或研磨體磨耗太大，此時應(yīng)添加研磨體。
　　b.當(dāng)磨機(jī)出現(xiàn)產(chǎn)量高、產(chǎn)品細(xì)度粗時，說明磨內(nèi)研磨體的沖擊力太強(qiáng)，研磨能力不足，物料的流速過快所致。此時應(yīng)適當(dāng)減少大球，增加小球和鋼段以提高研磨能力，同時減少研磨體之間的空隙，使物料在磨內(nèi)的流速減慢，延長物料在磨內(nèi)的停留時間，以便得到充分的研磨。
　　c.如磨機(jī)出現(xiàn)產(chǎn)量低、產(chǎn)品細(xì)度細(xì)時，其原因可能是：小鋼球太多，大鋼球太少，致使磨內(nèi)沖擊破碎作用減弱，而相對研磨能力增強(qiáng)。
d.若磨機(jī)產(chǎn)量高、產(chǎn)品細(xì)度又細(xì)時，說明研磨體的裝載量和級配都是合理的。
②根據(jù)磨音判斷
　　在正常喂料的情況下，一倉鋼球的沖擊較強(qiáng)，有嘩嘩的聲音。若第一倉鋼球的沖擊聲音特別洪亮?xí)r，說明第一倉鋼球的平均球徑過大或填充率較大，若聲音發(fā)悶，說明第一倉鋼球的平均球徑過小或填充率過低了，此時應(yīng)提高鋼球的平均球徑和填充率，第二倉正常時應(yīng)能聽到研磨體的唰唰聲。
③檢查磨內(nèi)物料情況
　　在磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、正常喂料的情況下，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，球倉中的鋼球應(yīng)露出半個鋼球于料面上。如鋼球外露太多，說明裝載量偏多或鋼球平均球徑太大；反之，說明裝載量偏少或鋼球平均球徑太小。在細(xì)磨倉，研磨體應(yīng)以覆蓋著10-20mm的薄料層為宜。若蓋料過厚，說明研磨體裝載量不足或研磨體尺寸太小。
④根據(jù)篩析曲線判斷
　　研磨體級配合理、操作良好的磨機(jī)，其篩析曲線的變化應(yīng)當(dāng)是：在第一倉比較陡，靠近卸料端應(yīng)平滑下降。如曲線中出現(xiàn)斜度不大或有較長的一段接近水平線，則表明磨機(jī)的作業(yè)情況不良，物料在這一段較長距離過程中細(xì)度變化不大。其原因可能是研磨體的級配、裝載量和平均球徑大小等不合適，應(yīng)適當(dāng)改變研磨體級配或清倉剔除碎、小球段；如果隔倉板前后的篩余百分?jǐn)?shù)相差很大，說明兩倉能力不平衡，此時應(yīng)首先檢查隔倉板篦孔寬度是否符合要求，若過寬且超過規(guī)定數(shù)值2mm以上時，即應(yīng)更換或堵補(bǔ)；若有堵塞現(xiàn)象，應(yīng)剔除堵物。也可能由于磨機(jī)各倉的長度比例不當(dāng)，前后倉破碎與研磨能力不匹配。先調(diào)研磨體的級配、裝載量和平均球徑，若無效，則應(yīng)改變倉的長度、比例。
4.4.7出磨物料中的“粒子”現(xiàn)象
　　在磨機(jī)產(chǎn)量、質(zhì)量正常時出磨物料中含有少量顆粒，如每班有10kg以下，則是正?，F(xiàn)象。如粒子過多，則應(yīng)分析原因并采取相應(yīng)措施。其原因一般為：
　?、僖粋}沖擊能力不夠。解決的辦法是向一倉加部分直徑比較大的鋼球一加Φ80或Φ90mm的鋼球200-500kg即可，粒子多時加多些。
　　②一倉的填充系數(shù)較二倉大很多。一倉的填充系數(shù)較二倉大很多，使物料流速過快，料塊來不及被擊碎就進(jìn)入了第二倉，未被充分破碎的顆粒就很多，這時，應(yīng)考慮增加二倉的填充系數(shù)，如總裝載量有限，則應(yīng)適當(dāng)減少一倉的球裝載量，使一倉的填充系數(shù)降低，保持物料在磨內(nèi)的流速適當(dāng)。

③入磨物料水分太大。
④磨內(nèi)通風(fēng)不良。
⑤隔倉板篦縫太寬。
4.5助磨劑在水泥粉磨中的應(yīng)用
　　在粉磨過程中，加入少量的外加劑，以消除細(xì)粉粘附和聚集現(xiàn)象，加快物料的粉磨速度，提高粉磨效率，還能提高3-30μm含量10-20%，有利于球磨機(jī)優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)。這類外加劑統(tǒng)稱為“助磨劑”。使用助磨劑在大多數(shù)情況下能提高磨機(jī)產(chǎn)量，特別是水泥需要細(xì)磨的情況下更顯重要。在國外助磨劑的應(yīng)用十分普遍，95%的水泥磨機(jī)都使用助磨劑。在國內(nèi)有些水泥廠，以前也使用過助磨劑，如：三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、石油酸鈉皂等一類化工廠下腳料，但由于來源短缺、價格增漲，漸漸停用。
　　從外加劑作用機(jī)理看，我們可以把助磨劑分為兩類：工藝型助磨劑和功能型助磨劑。工藝型助磨劑是降低物料表面能、減弱分子引力所產(chǎn)生的聚合作用、幫助外力作功時顆粒裂紋的加速擴(kuò)展，從而提高粉磨效率和產(chǎn)品的比表面積，實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)；功能型助磨劑則是利用化學(xué)物質(zhì)特有的功能，激發(fā)材料活性、提高水泥強(qiáng)度、縮短凝結(jié)時間等實(shí)現(xiàn)磨機(jī)高產(chǎn)。因此，后者含有一部分堿性物質(zhì)。在建筑施工中，如果再使用混凝土外加劑，容易產(chǎn)生不兼容現(xiàn)象，造成水泥制品、水泥構(gòu)件質(zhì)量下降，特別在鋼筋銹蝕、混凝土開裂等方面，危害較為嚴(yán)重。
　　由此可見，在使用助磨劑時，盡量選擇工藝型助磨劑，如：HY-1高效水泥助磨劑等，該助磨劑是由石油精煉所得磺化芳烴的醇酸鹽、植物油等原材料，經(jīng)特殊工藝加工而成的中性物質(zhì)，不含Cl－、K+、Na+等對混凝土耐久性不利的成分，摻量0.6~0.8%，提高產(chǎn)量10~30%，增加比表面積20~80 m2/kg。如果粉磨工藝不得不添加功能型助磨劑時，那么，就在小磨試驗前、后，都應(yīng)該請權(quán)威部門嚴(yán)格檢驗認(rèn)定，方可投入批量使用。
使用助磨劑，可以獲得比表面積較高的粉磨產(chǎn)品，并減少過粉磨現(xiàn)象。同時，物料在磨內(nèi)的流速會加快，在磨內(nèi)停留時間縮短，引起出磨細(xì)度（篩余）的變化。對于開流粉磨來說，必須調(diào)節(jié)磨內(nèi)工況，適應(yīng)粉磨產(chǎn)品的細(xì)度要求；對于圈流粉磨則要控制出磨細(xì)度（篩余）在正常范圍之內(nèi)，決不允許有篩余值逐漸增大的現(xiàn)象發(fā)生。否則，不僅磨機(jī)產(chǎn)量會降低，而且，還會引起循環(huán)負(fù)荷率增加、磨尾提升機(jī)過載、堵塞，甚至造成停產(chǎn)事故?？傊?，選擇和使用助磨劑是一項科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)工作，必須認(rèn)真做到以下五點(diǎn)：
①考慮入磨物料性質(zhì)，進(jìn)行小磨比較試驗：由助磨機(jī)理所決定，助磨劑對物料的適應(yīng)性是各有差異的，要想得到最佳助磨效果，必須按要求的技術(shù)條件，先進(jìn)行小磨試驗，然后優(yōu)選方案到大磨實(shí)施。
　?、谧⒁夥勰スに嚄l件，選擇不同種類的助磨劑：助磨劑有氣、固、液三種狀態(tài)、幾十個品種；除了對物料適應(yīng)性、助磨功能不同之外，對干法磨、濕法磨、開流磨、圈流磨、烘干磨等使用的要求都不完全一樣，需要仔細(xì)試驗、使用。
　?、凼褂弥?，應(yīng)對下續(xù)作業(yè)無不良影響：在生料磨使用助磨劑時，要考慮對燒成工藝的影響；在水泥磨使用助磨劑時，要考慮對包裝、散裝工藝以及建筑施工、水泥制品構(gòu)件質(zhì)量的影響。
　　④要重視助磨劑來源和成本：助磨劑給用戶帶來的經(jīng)濟(jì)效益與其價位、市場供應(yīng)有著密切關(guān)系，企業(yè)可通過綜合評估、核算后，再進(jìn)行優(yōu)化選擇。
?、葜┍仨殱M足環(huán)保要求：許多外加劑都是利用化工廠的下腳料配制的，經(jīng)常殘留著一些不利于環(huán)境保護(hù)的物質(zhì)。在選用助磨劑時，不要被低價位所迷惑，必須保證使用的助磨劑不污染環(huán)境，不危害員工身體健康。
5水泥粉體狀態(tài)與控制方法
　　水泥顆粒是一種人工粒體，水泥的群體顆粒具有高比表面積（單位質(zhì)量物質(zhì)的二相界面面積）與多分散性（某一樣品中每一顆粒都不盡相同）的兩大特征。
水泥的粉體狀態(tài)包括：磨細(xì)程度（細(xì)度和比表面積）、顆粒分布和顆粒形貌。
5.1水泥細(xì)度
水泥的粒度就是水泥的細(xì)度，水泥細(xì)度直接影響著水泥的凝結(jié)、水化、硬化和強(qiáng)度等一系列物理性能。
　　我國水泥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水泥產(chǎn)品的細(xì)度80μm方孔篩篩余不得超過10%?？刂萍?xì)度的方法簡單易行，在一定的粉磨工藝條件下，水泥強(qiáng)度與其細(xì)度有著一定關(guān)系。水泥的篩余量越小表示水泥越細(xì)，強(qiáng)度越高。但用這一方法進(jìn)行水泥質(zhì)量控制還存在較大問題：
① 當(dāng)水泥磨得很細(xì)時，如小于1%，控制意義就不大了。國外水泥普遍磨得很細(xì)，所以在國外水泥標(biāo)準(zhǔn)中幾乎全部取消了這一指標(biāo)。
② 當(dāng)粉磨工藝發(fā)生變化時，細(xì)度值也隨之變化。如開流磨篩余值偏大，圈流磨篩余值偏小，有時很難根據(jù)細(xì)度來控制水泥強(qiáng)度。
③細(xì)度值是指0.08mm篩的篩余量，即水泥中80μm顆粒含量（%）。眾所周知，≥64μm的水泥顆粒的水化活性已很低了，
以用80μm顆粒含量多少進(jìn)行水泥質(zhì)量控制還不能全面反映水泥的真實(shí)活性。
建議與國外一樣，用45μm篩篩余進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量控制。
5.2水泥的平均粒度
　　在水泥粉磨過程中，不是單顆粒的粉碎而是包含不同粒徑的顆粒體—粒群，所以在評述水泥細(xì)度時若只用篩余這一簡單的表示方法，差不多有90%多的水泥顆粒都通過篩孔成了篩下物，然而這些篩下物的顆粒大小并不清楚，故篩余量相同時比表面積也會出現(xiàn)很懸殊的現(xiàn)象，所以采用“平均粒徑”是另一種表示水泥細(xì)度的方法。它是描述水泥群體顆粒的一項指標(biāo)，可用統(tǒng)計數(shù)學(xué)的方法求得，即將粒群分為若干個窄級別，任意一粒級的粒度為d，設(shè)該粒級的個數(shù)為n或占總粒群的質(zhì)量比為w，再用加權(quán)平均法得總粒群的平均粒度。
　　平均粒度有幾種表示法，如算術(shù)平均直徑、幾何平均直徑、調(diào)和平均直徑等。水泥工業(yè)常用的是中位徑，即是對應(yīng)粒度函數(shù)曲線50%處顆粒直徑，用D50或Dmod表示。通常用篩分法求出各級粒徑的累積百分?jǐn)?shù)，然后在對數(shù)概率紙上用作圖法很容易求出平均粒度。
　　水泥顆粒的平均粒度是表征水泥顆粒體系的重要幾何參數(shù)，但所能提供的粒度特性信息則非常有限，因為兩個平均粒度相同的粒群，完全可能有不一樣的粒度組成（顆粒級配）。
5.3水泥比表面積
　　國外水泥標(biāo)準(zhǔn)大多規(guī)定比表面積指標(biāo)，一般都采用勃氏比表面積儀測定水泥比表面積，我國的硅酸鹽水泥和熟料的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定已與國外標(biāo)準(zhǔn)一致。其方法是根據(jù)一定量的空氣透過含有一定孔隙率和設(shè)定厚度試樣層時所受到的阻力，經(jīng)計算而得。粉料越細(xì)，比表面積值越大，空氣透過時的阻力也越大。水泥比表面積與水泥性能已存在著較好的關(guān)系。但用比表面積控制水泥質(zhì)量時，主要還有下述兩方面的不足：
①比表面積對水泥中細(xì)顆粒含量的多少反映很敏感，有時比表面積并不很高，但由于水泥顆粒級配合理，水泥強(qiáng)度卻很高。
②摻有混合材料的水泥比表面積不能真實(shí)反映水泥的總外表面積，如摻有火山灰質(zhì)混合材料，水泥比表面積往往會產(chǎn)生偏高現(xiàn)象。
5.4水泥的顆粒級配（粒度分布）
眾所周知，即使篩分細(xì)度相同或比表面積相近，水泥的性能有時也會表現(xiàn)出較大的差異，其原因是粒度分布可能不同（顆粒形狀的因素也很重要），因此研究水泥粒度的表征、探索與水泥強(qiáng)度更精確的定量關(guān)系，有著非常重要的意義。
國內(nèi)外長期試驗研究證明，水泥顆粒級配是水泥性能的決定因素，目前比較公認(rèn)的水泥最佳顆粒級配為：
　　3-32μm顆粒對強(qiáng)度的增長起主要作用，其粒度分布是連續(xù)的，總量應(yīng)不低于65%；16-24μm的顆粒對水泥性能尤為重要，含量愈多愈好；小于3μm的細(xì)顆粒，易結(jié)團(tuán)，不要超過10%；大于64μm的顆?；钚院苄?，最好沒有。
　　此外，水泥粒度分布（顆粒級配）不當(dāng)還會影響水泥水化時的需水量（和易性），若為了達(dá)到水泥砂漿的標(biāo)準(zhǔn)稠度而提高了用水量，則最終會降低硬化后的水泥或混凝土的強(qiáng)度。因此掌握水泥顆粒級配的指標(biāo)是很重要的。
水泥顆粒級配的測定方法，上世紀(jì)80年代以前大多采用沉降法，由于它的測定時間長，精度低，比重不同的混合料不適應(yīng)，所以80年代以后大多采用激光粒度分析儀測定水泥顆粒級配，這種方法測定時間短、精度高、適應(yīng)性強(qiáng)，已被廣泛采用。
表示水泥粒度分布，即水泥顆粒級配的方法有列表法、作圖法、矩陣法和函數(shù)法。
5.5水泥顆粒形貌
　　20世紀(jì)90年代，人們開始研究水泥顆粒形貌對水泥性能的影響。水泥顆粒如果放在電子顯微鏡下觀察，它的形貌并不是圓的，猶如破碎堆積的石灰石，有棱角小的，有棱角大的，有片狀的，有針狀的。水泥顆粒的形貌與粉磨工藝有關(guān)。
水泥顆粒形貌通常用圓度系數(shù)(f)表示，圓形顆粒的圓度系數(shù)等于1，其它形狀則都小于1。
　　國外水泥的圓度系數(shù)，大多在0.67左右。中國建材科學(xué)研究院測定的我國部分大、中型水泥企業(yè)水泥的圓度系數(shù)平均值0.63，波動在0.51-0.73之間。同時在對水泥顆粒形貌的研究中還發(fā)現(xiàn)：水泥磨機(jī)的研磨能力愈強(qiáng)，f值愈大；高細(xì)磨水泥f最大；帶輥壓機(jī)預(yù)粉碎的磨機(jī)磨制的水泥f值也較大。
　　日本北村昌彥等試驗研究表明，將水泥顆粒的圓度系數(shù)由0.67提高到0.85時，水泥砂漿28d抗壓強(qiáng)度可提高20-30%，配制砼的水灰比可降低6-8%，達(dá)到相同坍落度時的單位體積用水量可減少14-30%，減水劑摻量也減少三分之一，水泥早期水化熱約降低25%。
　　1999年黃有豐等將水泥圓度系數(shù)由0.47提高到0.73時，28d抗壓強(qiáng)度可由49.8MPa提高到66.4MPa；2001年王昕等將水泥圓度系數(shù)由0.65提高到0.73時，28d和60d抗壓強(qiáng)度提高值為6-10MPa。
6水泥粉體狀態(tài)與水泥性能的關(guān)系
6.1磨制細(xì)度與磨機(jī)產(chǎn)量和水泥強(qiáng)度的關(guān)系
當(dāng)篩余由8.5%降至2.4%時，28dISO強(qiáng)度由38.5MPa提高到58.2MPa，升了近兩個強(qiáng)度等級，而磨機(jī)產(chǎn)量則由30t/h降至20t/h。
6.2水泥顆粒級配與水泥性能的關(guān)系
水泥顆粒級配對水泥性能產(chǎn)生的各種影響，主要是因為不同大小顆粒的水化速度不同。
中國建材科學(xué)研究院施娟英的測定結(jié)果是：0-10μm 顆粒，1d水化達(dá)75%，28d接近完全；10-30μm顆粒，7d水化接近一半；30-60μm顆粒， 28d水化接近一半；大于60μm顆粒，3個月水化還不到一半。
學(xué)者M(jìn)eric認(rèn)為，1μm以內(nèi)的小顆粒，在加水拌和中就很快水化了，對強(qiáng)度作用影響很小，反而造成混凝土較大收縮。而一個 32μm的水泥顆粒加水拌和后一個月，只水化了 54%，水化深度才5.48μm，余留的熟料核只能起骨架作用，其潛在活性還沒有充分發(fā)揮。
　　對我國部分大、中、小型企業(yè)不同粉磨工藝情況下的實(shí)物水泥進(jìn)行了顆粒級配測定后發(fā)現(xiàn)3-32μm顆粒含量偏少，3264μm顆粒含量偏多，因此大多數(shù)水泥企業(yè)都有提高水泥活性即強(qiáng)度的很大潛力。
6.3水泥粉體狀態(tài)與混合材料摻加量的關(guān)系
　　混合材料在水泥中主要起三個作用：活化效應(yīng)，與混合材料的活性和細(xì)度有關(guān)；填料作用，與水泥水化產(chǎn)物結(jié)合在一起，起骨架作用；最緊密堆積效應(yīng)，當(dāng)混合材料的粒徑很小如＜5μm，可以明顯提高水泥石的密實(shí)度，改善水泥混凝土的性能和提高強(qiáng)度。
如何提高水泥中混合材料的摻加量，其關(guān)鍵技術(shù)即是大幅度地提高水泥熟料和所摻用混合材的細(xì)度。
①提高熟料粉磨細(xì)度
　　早在上世紀(jì)六十年代，中國建材科學(xué)研究院為了提高礦渣水泥的強(qiáng)度，將熟料比表面積磨制到450-550m2/kg，熟料顆粒＜30μm含量達(dá)到 80%以上，在礦渣摻加量為35%和45%的條件下，可以生產(chǎn)出早期和后期強(qiáng)度都很高的礦渣水泥。上世紀(jì)70-80年代，中國建材科學(xué)研究院在研究沸石—石灰石水泥和粉煤灰—石灰石水泥中，將熟料比表面積磨制到400m2/kg，粒徑＜20μm的含量達(dá)60-70%時，混合材摻量為30%時，仍能生產(chǎn)出早期和后期強(qiáng)度都較高的優(yōu)質(zhì)水泥，獲得了節(jié)能10%、增產(chǎn)水泥20%的效果。
②提高礦渣的細(xì)度
　　1999年中國建材科學(xué)研究院在制訂GB/T18046-2000“用于水泥和混凝土中的礦渣粉”國家標(biāo)準(zhǔn)的試驗研究中發(fā)現(xiàn)，將礦渣細(xì)磨到400-600 m2/kg比表面積后，大量摻入到水泥中時，不但不降低水泥強(qiáng)度，反而能大幅度提高水泥強(qiáng)度。
③提高鋼渣的細(xì)度
　 眾所周知，鋼渣是一種活性不太高的混合材料，用它生產(chǎn)的鋼渣水泥早期和后期強(qiáng)度都較低。近年來，中國建材科學(xué)研究院將鋼渣細(xì)磨成鋼渣粉，然后再與熟料粉制成水泥，試驗結(jié)果表明鋼渣粉磨得愈細(xì)，活性愈高；當(dāng)鋼渣的比表面積達(dá)到460-800m2/kg、摻量為30%時，水泥早期和后期強(qiáng)度基本達(dá)到了純水泥的強(qiáng)度，特別是3d強(qiáng)度，即使鋼渣粉摻量達(dá)到50%，鋼渣水泥的強(qiáng)度還超過了純水泥強(qiáng)度。

④提高粉煤灰細(xì)度
　　粉煤灰的特點(diǎn)是早期活性很低，后期活性很高，因此在通常水泥細(xì)度的情況下，限制了粉煤灰混合材料的摻入量。如果將粉煤灰細(xì)磨，也可以提高粉煤灰的早期活性，采用振動磨細(xì)磨粉煤灰后的試驗結(jié)果表明粉煤灰經(jīng)超細(xì)化后，其活性有顯著提高，并隨著比表面積的增加，早期活性也明顯提高。粉煤灰的比表面積提高到466-700m2/kg后，即使水泥中粉煤灰摻量高達(dá)30%，仍可獲得很高的早期和后期強(qiáng)度。
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