隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步以及高層建筑、高速公路、高速鐵路、機(jī)場、地鐵等重點(diǎn)工程的建設(shè)使得建筑工程對質(zhì)量的要求越來越高，混凝土工程設(shè)計(jì)標(biāo)號的提高，同時(shí)也促進(jìn)了水泥質(zhì)量的提高，近年來 P.O52.5R 強(qiáng)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(diǎn)工程中混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號 C55 或 C60 以上的混凝土工程中，對水泥的實(shí)物質(zhì)量、富裕強(qiáng)度、均勻性、外加劑適應(yīng)性等要求較高，目前陜西省能夠批量生產(chǎn)和供應(yīng) P.O52.5R 以上級別水泥的企業(yè)只有個(gè)別的幾個(gè)大型水泥企業(yè)，筆者所在的聲威公司在 2005 年即預(yù)感到市場的需求，將 P.O52.5R 水泥生產(chǎn)作為 2005 年的 QC 項(xiàng)目進(jìn)行，并于 2005 年底實(shí)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(yīng)量已占到該等級別水泥的一半以上�，F(xiàn)將 QC 項(xiàng)目試驗(yàn)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(jī)
燒成系統(tǒng)：雙列五級懸浮預(yù)熱器— TDF 爐—Φ 4.0×60m 窯— TC-1164 蓖冷機(jī)
制成系統(tǒng)： RPV120-80 輥壓機(jī)—Φ 4.2× 13.0m 磨— Osepa-N3000 選粉機(jī)
1.2 熟料及混合材 試驗(yàn)期間熟料物理性能 表 1
熟料及混合材化學(xué)成分 表 2
2. 試驗(yàn)方法 2. 1 、試驗(yàn) 1 （前期試驗(yàn)）
前期試驗(yàn)是根據(jù)生產(chǎn) P.O42.5R 水泥生產(chǎn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)所進(jìn)行試生產(chǎn)，從表 1 及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出我公司熟料抗壓強(qiáng)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(yàn)） PO52.5R 水泥時(shí)，正常生產(chǎn) P.O42.5R 水泥時(shí)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(qiáng)度： 3d ： 29 — 32MPa ， 28d ： 50 — 53MPa ，以此為基礎(chǔ)，確定試生產(chǎn)（前期試驗(yàn)） PO52.5R 水泥的控制指標(biāo)：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�(biāo)試生產(chǎn)的水泥， 3d 、 28d 各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到 PO52.5R 水泥國家標(biāo)準(zhǔn)要求， 28d 富裕強(qiáng)度也能達(dá)到要求，但離企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（見表 3 ）尚有不小差距，為穩(wěn)定達(dá)到企標(biāo)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(dá) 370 ㎡ / ㎏以上時(shí)，磨機(jī)臺時(shí)產(chǎn)量明顯下降，最低時(shí)只有 62t （ PO42.5R 臺時(shí) 120t ），為了提高比表面積中控操作時(shí)選粉機(jī)轉(zhuǎn)速提高到 1050 — 1100r/min ，風(fēng)量減少 10% ，磨尾負(fù)壓減至 4500pa, 循環(huán)負(fù)荷率達(dá)到 300 — 330% ，此時(shí)磨頭冒灰嚴(yán)重，磨機(jī)瓦溫升高達(dá)到 75 ℃以上，并因此造成磨機(jī)跳停，因此如按上述控制指標(biāo)進(jìn)行生產(chǎn)，必然會嚴(yán)重影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和設(shè)備的安全運(yùn)行，為此必須另辟蹊徑。
試驗(yàn) 1 （前期試驗(yàn)）結(jié)果 表 3
2.2 、試驗(yàn) 2 （助磨劑小磨試驗(yàn)及后續(xù)試驗(yàn)） 2.2.1 、助磨劑小磨試驗(yàn)
為了解決試驗(yàn) 1 （前期試驗(yàn)）中的問題，我們考慮在粉磨作業(yè)中選擇摻加適當(dāng)?shù)闹�，根�?jù)調(diào)查選擇了兩個(gè)公司的產(chǎn)品進(jìn)行了小磨試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 4 。
助磨劑小磨試驗(yàn)結(jié)果 表 4
小磨試驗(yàn)結(jié)果分析 （ 1 ）強(qiáng)度及強(qiáng)度增長率變化：根據(jù)表 1 可以看出我公司熟料前期強(qiáng)度高后期強(qiáng)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(yàn)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(qiáng)度雖高于摻加 G 公司 CBA 產(chǎn)品的水泥，但 28d 抗壓強(qiáng)度卻遠(yuǎn)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(qiáng)度增長不高甚至?xí)兴档�，�?28 天強(qiáng)度值和增長率都較高，正好彌補(bǔ)了這種缺點(diǎn)。
（ 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(jià)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(jìn)行了后續(xù)的強(qiáng)度試驗(yàn)。
表 5 ：助磨劑成本比較
2.2. 2 、后續(xù)強(qiáng)度試驗(yàn) 后續(xù)的強(qiáng)度試驗(yàn)的目的是為了確定 CBA1104 的合理摻入量。
試驗(yàn)方法：助磨劑按比例兌入試驗(yàn)用水中，按 ISO 法成型檢驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表 6 。
后續(xù)試驗(yàn)結(jié)果 表 6
從表 6 的實(shí)驗(yàn)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(jìn)行
大磨試驗(yàn)。
2. 3 、試驗(yàn) 3 （大磨試驗(yàn)） 2.3.1 、大磨試驗(yàn)的方法：在水泥粉磨系統(tǒng)（ RPV120-80 琨輥壓機(jī)—Φ 4.2× 13.0m 磨— Osepa-N3000 選粉機(jī)）進(jìn)行粉磨作業(yè)時(shí)，同時(shí)摻入適量 CBA1104 作為助磨劑與熟料、混合材、石膏進(jìn)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(jì)量泵計(jì)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(yàn)結(jié)果及分析
2.3.2 .1 、大磨試驗(yàn)結(jié)果見表 7
大磨試驗(yàn)結(jié)果 表 7
2.3.2 .2 、大磨試驗(yàn)結(jié)果分析 （ 1 ）質(zhì)量 ：試驗(yàn)表明，生產(chǎn) PO52.5R 水泥時(shí)按 0.018% 的量加入 CBA 1104 ，水泥的 3 天抗壓強(qiáng)度可穩(wěn)定在 30MPa 以上， 28 天抗壓強(qiáng)度可穩(wěn)定在 59MPa 以上，抗壓、抗折強(qiáng)度全部達(dá)到企標(biāo)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(shí)會出現(xiàn)產(chǎn)量和水泥比表面積的波動，應(yīng)盡量穩(wěn)定磨機(jī)工況，選粉機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定到 1000 — 1050r/min ，磨尾負(fù)壓穩(wěn)定至 5000pa, 循環(huán)負(fù)荷率控制到 280 — 300% ，這樣磨機(jī)瓦溫基本低于 70 ℃ （我們設(shè)定磨機(jī) 瓦溫保護(hù)溫度 75 ℃ ），可保障磨機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)， 磨機(jī)產(chǎn)量能達(dá)到 80 — 85t/h 。 3.實(shí)際生產(chǎn)效果 在實(shí)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(rèn)可和信賴，即滿足了市場對高標(biāo)號水泥的需求又為公司創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)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(qiáng)度是比較有效的方式，在生產(chǎn) PO52.5R 水泥比表面積達(dá)到 380 ㎡ / ㎏以上時(shí)， 80um 細(xì)度小于 0.2% ， 45um 細(xì)度小于 2% ，這時(shí)磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷率高，磨內(nèi)通風(fēng)不良，糊球，糊磨現(xiàn)象嚴(yán)重，磨機(jī)工況惡化。而助磨劑是一種表面活性劑，對細(xì)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(jī)內(nèi)部由于高溫、細(xì)度過細(xì)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(jī)工況提高產(chǎn)量的功能，同時(shí)好的助磨劑還有化學(xué)和物理增強(qiáng)的作用。
● 化學(xué)增強(qiáng)：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(shí)，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(qiáng)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(yīng)形成可溶性絡(luò)合物，然后 CBA1104 與 C 4 AF 分離， C 4 AF 繼續(xù)與水進(jìn)行水化反應(yīng)， CBA1104 則繼續(xù)返回硅酸鹽水泥顆粒表面，與其表面的 C4AF 反應(yīng)，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(yīng)，提高水化深度。從而可以提高水泥的抗壓強(qiáng)度。
● 物理增強(qiáng)： CBA1104 的助磨效果體現(xiàn)在降低水泥的細(xì)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(qiáng)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(qiáng)度。
5.注意事項(xiàng)
5.1 、 CBA1104 助磨劑遇高溫易揮發(fā)在加入時(shí)應(yīng)小于 10 0 ℃ ，熟料溫度大于 10 0 ℃ 時(shí) 應(yīng)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(shí)有時(shí)會出現(xiàn)比表面積下降現(xiàn)象，這時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整操作參數(shù)穩(wěn)定比表面積。
5.3 、準(zhǔn)確的計(jì)量和穩(wěn)定的加入至關(guān)重要，我們使用計(jì)量精度較高的計(jì)量泵并由崗位工每班進(jìn)行計(jì)量檢查化驗(yàn)室予以抽檢，確保了穩(wěn)定、準(zhǔn)確的加入。 |
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