矿渣微粉的应用及其生产工艺

2017-04-24

四川水泥 2017年4期

关键词：微粉球磨机磨机

(合肥水泥研究设计院安徽合肥 230051)

矿渣微粉的应用及其生产工艺

张惠平

(合肥水泥研究设计院安徽合肥 230051)

细磨矿渣概念，不同于颗粒较粗的矿渣混合材，它是将超细矿渣微粉作为混凝土的掺合料直接使用或参入水泥中作为复合水泥的混合材。由于超细矿渣微粉的细度很高，其活性在碱性条件下得到充分激发，使混凝土和水泥的多项性能得到了极大的提高和改善。

矿渣微粉；矿渣微粉掺量；矿渣微粉生产工艺

1.矿渣微粉对水泥及混泥土性能的影响

1.1矿渣微粉对水泥性能的影响

掺入矿渣微粉与不掺矿渣微粉的水泥的性能对比试验结果表1

在水泥中掺入矿渣微粉与不掺矿渣微粉的水泥的性能对比试验结果如下：

从表1中可看到2#、3#两个编号的水泥样中，在矿渣掺量较大的情况下，水泥标号已分别达到72.5R型硅酸盐水泥及62.5型普通水泥强度指标。其28d抗压强度分别比相应的熟料强度提高18.6MPa和5.9MPa。说明超细矿渣微粉对水泥的强度提高有较明显的作用，且相同条件下细度越细，强度提高越大。

从表1中可看到5#、6#两个编号的水泥样中，矿渣掺量为55～60%，且比表面积

仅为380m2/kg的情况下，水泥标号仍能达到42.5号矿渣水泥的强度指标，且有很大的富余标号。尤其是水泥的28d抗折强度仍能高于熟料强度10 MPa左右。可见，磨细矿渣微粉的掺量大，对降低水泥的成本有较大的优势。

1.2矿渣微粉对混凝土性能的影响

在混凝土中掺入矿渣微粉对其强度的影响见表2。表2中所用矿渣比表面积为420m2/kg，水泥为42.5普通水泥。其它的配比为：水190kg/m3,砂770kg/m3,石子1020kg/m3，外加剂16.8kg/m3。

从表2中可以看出，矿渣微粉掺量在20%以内时，混凝土的3d、7d、28d强度没有明显的改变，随着矿渣微粉掺量的进一步增加，3d、7d强度开始降低，28d强度在矿渣微粉掺到40%时达到最高强度，然后开始下降。较合适的掺量在35%左右。通过掺入适量的矿渣微粉可以减少混凝土中水泥的用量，从而降低成本。

混凝土中掺入矿渣微粉对其强度的影响表2

一系列的试验数据还表明，利用矿渣微粉配置混凝土不仅具有较高的强度，而且具有耐浸蚀性能、较好的抗碳化性能、抗渗性及抗冻融性能。

2.矿渣微粉生产工艺的选择

矿渣微粉的工艺方案随着生产条件、生产规模等不同可有不同选择。目前常采用的生产方式有球磨机及立磨工艺。

2.1球磨机生产工艺

在本方案中，磨机不同于普通水泥磨，须对现有磨机进行磨内改造。改造方法为采用微细研磨体，或直接选用高细、高产的筛分磨。其主要工艺流程为：烘干后的矿渣经计量喂料设备送入磨机，在磨内碾磨成细磨微粉，必要时可在磨房内增设细磨分级机，以提高产品的细度，成品再经气力输送至成品库。本方案特别适宜于老厂的改造、转产或新建粉磨站。具有投资省、见效快、产量高、易于生产管理等优点。岗位工人均可利用原有人员即可进行正常生产，且适用于不同的生产规模。

实验研究及实际使用表明，在水泥比表面积和中位粒径基本相同的情况下，矿渣与熟料分别粉磨对比混合粉磨，由于水泥颗粒级配的不同，细磨矿渣微粉自身性能得以充分发挥，其3d及28d抗压强度分别可提高10～15%左右。因此在选择球磨机方案时，可优先选用分别粉磨方案。

为生产高比表面积的产品，可在系统中配置超细分级机。球磨机配超细分级机后生产出的产品比表面积可达1000m2/kg以上。

2.2立磨生产工艺

对于规模较大的新建厂，可采用立式磨，目前既有进口设备，也有国产设备，其工艺流程与粉磨水泥时大致相同。采用该方案时可实现高投入、高产出，并形成规模效益，工艺流程较简单，磨机的运转维护要求较高，投资也较高。该方案主要适用于为提高产品档次及规模的新建生产线。合肥院年产30万吨、60万吨及90万吨立磨规格如下：HRM2800S矿渣立式磨，磨盘中径 ø2800mm，外径ø3760mm，产量≥45～50t/h (S95级矿渣微粉)；HRM3700S矿渣立式磨，磨盘中径ø3700mm，外径ø4500mm，产量≥90t/h (S95级矿渣微粉)；HRM4200S矿渣立式磨，磨盘中径 ø4200mm，外径ø5000mm，产量≥135t/h (S95级矿渣微粉) 。粉磨综合电耗根据矿渣水分及易磨性不同：45～50kWh/t。

综上所述，通过对球磨机改造后进行生产具有投资省、操作维护简单、易于生产管理等优点，适合于老厂改造、转产或新建粉磨站。如果不受投资所限，立式磨方案是较为理想生产工艺。