隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和進步以及高層建筑、高速公路、高速鐵路、機場、地鐵等重點工程的建設使得建筑工程對質(zhì)量的要求越來越高，混凝土工程設計標號的提高，同時也促進了水泥質(zhì)量的提高，近年來 P.O52.5R 強度等級水泥市場需求旺盛。由于 P.O52.5R 以上水泥基本用于重點工程中混凝土設計標號 C55 或 C60 以上的混凝土工程中，對水泥的實物質(zhì)量、富裕強度、均勻性、外加劑適應性等要求較高，目前陜西省能夠批量生產(chǎn)和供應 P.O52.5R 以上級別水泥的企業(yè)只有個別的幾個大型水泥企業(yè)，筆者所在的聲威公司在 2005 年即預感到市場的需求，將 P.O52.5R 水泥生產(chǎn)作為 2005 年的 QC 項目進行，并于 2005 年底實現(xiàn)了批量生產(chǎn)。現(xiàn)在聲威公司 P.O52.5R 水泥的市場供應量已占到該等級別水泥的一半以上�，F(xiàn)將 QC 項目試驗過程及、試生產(chǎn)和生產(chǎn)情況作 一總結(jié)與大家共同探討。
1.工藝裝備及原材料 1.1 工藝裝備
生料系統(tǒng)：Φ 4.6×10m ﹢ 3.5m 中卸烘干磨— TLS3100 選粉機
燒成系統(tǒng)：雙列五級懸浮預熱器— TDF 爐—Φ 4.0×60m 窯— TC-1164 蓖冷機
制成系統(tǒng)： RPV120-80 輥壓機—Φ 4.2× 13.0m 磨— Osepa-N3000 選粉機
1.2 熟料及混合材 試驗期間熟料物理性能 表 1
熟料及混合材化學成分 表 2
2. 試驗方法 2. 1 、試驗 1 （前期試驗）
前期試驗是根據(jù)生產(chǎn) P.O42.5R 水泥生產(chǎn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗所進行試生產(chǎn)，從表 1 及統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出我公司熟料抗壓強度基本穩(wěn)定在 3d ： 31 — 35Mpa ， 28d ： 52 — 55 Mpa ，在 6 月份在試生產(chǎn)（前期試驗） PO52.5R 水泥時，正常生產(chǎn) P.O42.5R 水泥時加入 8% 的混合材，石灰石 3%+ 粉煤灰 5% ，比表面積控制 350 ± 10 ㎡ / ㎏，出磨水泥抗壓強度： 3d ： 29 — 32MPa ， 28d ： 50 — 53MPa ，以此為基礎(chǔ)，確定試生產(chǎn)（前期試驗） PO52.5R 水泥的控制指標：比表面積 380 ± 10 ㎡ / ㎏，混合材 0 — 6% ，試生產(chǎn)的數(shù)據(jù)見表 3 �？梢钥闯霭创酥笜嗽嚿a(chǎn)的水泥， 3d 、 28d 各項指標均達到 PO52.5R 水泥國家標準要求， 28d 富裕強度也能達到要求，但離企業(yè)標準（見表 3 ）尚有不小差距，為穩(wěn)定達到企標要求就必須減少混合材摻量或者再提高粉磨的比表面積，這是十分困難的，在比表面積到達 370 ㎡ / ㎏以上時，磨機臺時產(chǎn)量明顯下降，最低時只有 62t （ PO42.5R 臺時 120t ），為了提高比表面積中控操作時選粉機轉(zhuǎn)速提高到 1050 — 1100r/min ，風量減少 10% ，磨尾負壓減至 4500pa, 循環(huán)負荷率達到 300 — 330% ，此時磨頭冒灰嚴重，磨機瓦溫升高達到 75 ℃以上，并因此造成磨機跳停，因此如按上述控制指標進行生產(chǎn)，必然會嚴重影響企業(yè)經(jīng)濟效益和設備的安全運行，為此必須另辟蹊徑。
試驗 1 （前期試驗）結(jié)果 表 3
2.2 、試驗 2 （助磨劑小磨試驗及后續(xù)試驗） 2.2.1 、助磨劑小磨試驗
為了解決試驗 1 （前期試驗）中的問題，我們考慮在粉磨作業(yè)中選擇摻加適當?shù)闹�，根�?jù)調(diào)查選擇了兩個公司的產(chǎn)品進行了小磨試驗數(shù)據(jù)見表 4 。
助磨劑小磨試驗結(jié)果 表 4
小磨試驗結(jié)果分析 （ 1 ）強度及強度增長率變化：根據(jù)表 1 可以看出我公司熟料前期強度高后期強度增長率低（ 65 — 70% ），生產(chǎn) PO52.5R 水泥提高比表面積后這種趨勢更加明顯，但在摻加助磨劑后情況發(fā)生了變化，根據(jù)表 4 的試驗結(jié)果，對兩公司的產(chǎn)品作一比較，摻加 S 公司的產(chǎn)品的水泥 3d 抗壓強度雖高于摻加 G 公司 CBA 產(chǎn)品的水泥，但 28d 抗壓強度卻遠低于摻加 G 公司產(chǎn)品的水泥，因此摻加 G 公司產(chǎn)品的水泥雖然 3 天強度增長不高甚至會有所降低，但 28 天強度值和增長率都較高，正好彌補了這種缺點。
（ 2 ）成本分析，兩種助磨劑的使用成本分析見表 5 ， G 公司的 CBA 雖然單價較高但噸水泥成本要低的多，因此，我們選擇了 G 公司的 CBA 進行了后續(xù)的強度試驗。
表 5 ：助磨劑成本比較
2.2. 2 、后續(xù)強度試驗 后續(xù)的強度試驗的目的是為了確定 CBA1104 的合理摻入量。
試驗方法：助磨劑按比例兌入試驗用水中，按 ISO 法成型檢驗。試驗結(jié)果見表 6 。
后續(xù)試驗結(jié)果 表 6
從表 6 的實驗結(jié)果，我們選擇了增長率較好成本較低的 CBA1104 按 0.018% 的摻量進行
大磨試驗。
2. 3 、試驗 3 （大磨試驗） 2.3.1 、大磨試驗的方法：在水泥粉磨系統(tǒng)（ RPV120-80 琨輥壓機—Φ 4.2× 13.0m 磨— Osepa-N3000 選粉機）進行粉磨作業(yè)時，同時摻入適量 CBA1104 作為助磨劑與熟料、混合材、石膏進行共同粉磨。助磨劑加入方法為： CBA1104 顏色清亮，呈淡黃色，無毒無味。常溫下密度為 1.03g /cm3; 不含有 CL- 離子和堿金屬離子。加入采用精密計量泵計量，由于熟料溫度比較高，直接滴在熟料皮帶上會揮發(fā)，影響助磨劑的效果，我們采用在粗粉皮帶上加入助磨劑，效果非常好。
2.3.2 、大磨試驗結(jié)果及分析
2.3.2 .1 、大磨試驗結(jié)果見表 7
大磨試驗結(jié)果 表 7
2.3.2 .2 、大磨試驗結(jié)果分析 （ 1 ）質(zhì)量 ：試驗表明，生產(chǎn) PO52.5R 水泥時按 0.018% 的量加入 CBA 1104 ，水泥的 3 天抗壓強度可穩(wěn)定在 30MPa 以上， 28 天抗壓強度可穩(wěn)定在 59MPa 以上，抗壓、抗折強度全部達到企標要求。
（ 2 ） 2.3.2 、成本：從表 6 可以看到加入 0.018%CBA 1104 的直接成本是 3.24 元 / 噸，加入 CBA 1104 后產(chǎn)量可提高 12 — 15% ，產(chǎn)量提高節(jié)約電量 6.9 — 8.625KW/h ，節(jié)省成本 3.17 — 3.96 元 / 噸，平均 3.59 元 / 噸，減去加入 0.018%CBA 1104 的直接成本還能節(jié)省成本約 0.35 元 / 噸。
2.3.3 、工況調(diào)整：品種轉(zhuǎn)換后剛加入助磨劑時會出現(xiàn)產(chǎn)量和水泥比表面積的波動，應盡量穩(wěn)定磨機工況，選粉機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定到 1000 — 1050r/min ，磨尾負壓穩(wěn)定至 5000pa, 循環(huán)負荷率控制到 280 — 300% ，這樣磨機瓦溫基本低于 70 ℃ （我們設定磨機 瓦溫保護溫度 75 ℃ ），可保障磨機的正常運轉(zhuǎn)， 磨機產(chǎn)量能達到 80 — 85t/h 。 3.實際生產(chǎn)效果 在實際生產(chǎn)中我們采用了 S168 的配比，即 CBA 1104 加入量 0.018% ， 3% 石灰石 + 粉煤灰
3% 。經(jīng)過幾年的生產(chǎn)， PO52.5R 水泥質(zhì)量穩(wěn)定，得到廣大用戶的認可和信賴，即滿足了市場對高標號水泥的需求又為公司創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟效益。
表 8 ： PO52.5R 出廠水泥質(zhì)量匯總
4.討論
一般來說通過提高粉磨水泥的比表面積來提高水泥的強度是比較有效的方式，在生產(chǎn) PO52.5R 水泥比表面積達到 380 ㎡ / ㎏以上時， 80um 細度小于 0.2% ， 45um 細度小于 2% ，這時磨機循環(huán)負荷率高，磨內(nèi)通風不良，糊球，糊磨現(xiàn)象嚴重，磨機工況惡化。而助磨劑是一種表面活性劑，對細微顆粒表面電荷的平衡作用，可以明顯減小顆粒間的黏附和凝聚，消除磨機內(nèi)部由于高溫、細度過細所造成的糊球，糊磨等現(xiàn)象，具有分散解聚，提高研磨和選粉效率的作用，改善水泥干粉的流動性，具有改善磨機工況提高產(chǎn)量的功能，同時好的助磨劑還有化學和物理增強的作用。
● 化學增強：眾所周知，水泥熟料在燒成冷卻過程中，中間相包裹在硅酸鹽礦物表面，在水泥粉磨過程中，其中間相特別是 C 4 AF 很難通過粉磨完全從硅酸鹽礦物表面剝離開來，因而在水泥水化時，硅酸鹽礦物的水化速度比較慢、水化深度不夠，造成水泥熟料沒有完全發(fā)揮其強度。加入 CBA1104 后，其中所含 CBA1104 首先和水泥顆粒表面的 C 4 AF 反應形成可溶性絡合物，然后 CBA1104 與 C 4 AF 分離， C 4 AF 繼續(xù)與水進行水化反應， CBA1104 則繼續(xù)返回硅酸鹽水泥顆粒表面，與其表面的 C4AF 反應，直到完全把 C4AF 從硅酸鹽水泥顆粒表面剝離掉，從而使硅酸鹽礦物完全暴露在水化溶液中，一方面加速 C4AF 的水化速度，另外一方面促使硅酸鹽礦物與水充分結(jié)合從而加速水化反應，提高水化深度。從而可以提高水泥的抗壓強度。
● 物理增強： CBA1104 的助磨效果體現(xiàn)在降低水泥的細度值，具體表現(xiàn)就是成品 45 μ m 篩余下降明顯，而水泥的比表面積卻沒有大幅度提高，有的還會略有下降，這是由于消除了磨內(nèi)過粉磨現(xiàn)象，小于 10µm 顆粒含量降低所致，對水泥后期強度發(fā)揮有利的水泥顆粒含量增多。從而使水泥平均粒徑降低，加深其水化深度，從而提高水泥的抗壓強度。
5.注意事項
5.1 、 CBA1104 助磨劑遇高溫易揮發(fā)在加入時應小于 10 0 ℃ ，熟料溫度大于 10 0 ℃ 時 應避免直接滴加在熟料上，可以采用在粗粉皮帶上加入并盡量靠近磨頭。
5.2 、剛加入時有時會出現(xiàn)比表面積下降現(xiàn)象，這時應及時調(diào)整操作參數(shù)穩(wěn)定比表面積。
5.3 、準確的計量和穩(wěn)定的加入至關(guān)重要，我們使用計量精度較高的計量泵并由崗位工每班進行計量檢查化驗室予以抽檢，確保了穩(wěn)定、準確的加入。 |
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