CN116375371A - 一种粒度分布可调的水泥粉磨系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粒度分布可调的水泥粉磨系统和方法，系统包括固废处理子系统，包括固体废料存储和输送装置，用以分选物料的第一分选机，用以分选含尘气流的第一选粉机；添加料处理子系统，包括添加料存储和输送装置，用以分选添加料的第二分选机，用以对第二分选机的含尘气流进行分选的第二选粉机；粉料调配子系统，包括若干用以存储成品料的粉料库，用以存储固废成品料和添加成品料的成品粉料库，用以存储固废一级料的固废粉料库，用以存储添加一级料的添加粉料库。本发明能够将固体废弃物和添加料分别进行加工处理，得到不同粒级原料，并进行单独存储备用，在进行水泥生产加工的过程中进行合理级配，从而提高水泥生产的质量。

Description

一种粒度分布可调的水泥粉磨系统和方法

技术领域

本发明涉及水泥生产技术领域，具体涉及固体废弃物粉磨处理并用以调节原料配比，具体涉及一种粒度分布可调的水泥粉磨系统和方法。

背景技术

众所周知，水泥是一种微米级粉体材料。从物质成分角度来说，水泥主要是由水泥熟料，多种辅助胶凝材料(矿渣、钢渣和粉煤灰等固废)和少量石膏组成的水硬性胶凝材料。从颗粒大小尺寸角度来说，水泥是由不同尺寸颗粒组成的粉体材料，分布范围为0μm～100μm左右。

粒度分布对材料的性能有较大的影响，大量研究指出粒径在10μm～45μm之间的水泥熟料颗粒对28d强度贡献最大，小于10μm的水泥熟料含量过多会增加水泥的标准稠度需水量，不利于其配制的混凝土的工作性能。随着矿渣粉和钢渣粉粒径的减小，小于10μm的矿渣粉和钢渣粉其胶凝特性大大提高，对强度有较大贡献。由此可见，水泥的0μm～100μm的粒度区间应该根据水泥熟料、辅助胶凝材料的不同特性来进行填充，例如，0μm～10μm填充矿渣粉和钢渣粉，10μm～45μm填充水泥熟料以充分发挥材料的胶凝特性。

可以通过调整水泥粉体各个粒度区间的比例，来使水泥的整体粒度分布趋向于Fuller分布，从而使有较高的堆积密度，提高强度，增加矿渣和钢渣等固体废弃物的利用率，减少熟料用量。

对于水泥颗粒形貌，水泥颗粒的球形度越高，水泥颗粒间的摩擦作用越小，在相同条件下，对应的水泥浆体的流动性越好，水泥颗粒越容易堆积密实，提高强度。

在水泥生产最后的粉磨工序，不同的粉磨工艺系统生产出的水泥粒度分布也有较大的差别，从而导致水泥的标准稠度需水量、强度和外加剂相容性等性能差别较大。例如，开路磨系统生产的水泥，其粒度分布大致为<3μm颗粒占15％，3～32μm颗粒占62％；辊压机闭路磨联合粉磨系统生产的水泥，其粒度分布大致为<3μm颗粒占11％，3～32μm颗粒占67％；同时开路磨系统生产的水泥相比于辊压机闭路磨联合粉磨系统生产的水泥有更低的标准稠度需水量和更优越的外加剂相容性，但是开路磨系统存在能耗高，产量低的缺点。

以上说明传统的粉磨工艺系统不能对产品水泥的整体粒度分布进行有效的精确控制，水泥的整体粒度分布偏离Fuller分布较大，不利于颗粒的紧密堆积，标准稠度需水量较大；水泥各个组分的粒度分布是按照其组分材料的易磨性来分布的，其胶凝性得不到充分的发挥，水泥中熟料用量偏大，固体废弃物利用率不高；水泥的颗粒形貌的球形度还有待提高。

故需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中存在的技术问题。

发明内容

至少为克服其中一种上述内容提到的缺陷，本发明提出一种粒度分布可调的水泥粉磨系统和方法，按照熟料、钢渣和矿渣等水泥组分材料的高效胶凝水化的粒度分布，通过使用不同的粉磨设备和选粉设备制备不同粒度区间的物料，通过计量后进入混合整形设备，进行均匀混合和颗粒形貌的整形，最后得到高品质的固废高效利用的水泥成品。

为了实现上述目的，本发明公开的粉磨系统可采用如下技术方案：

一种粒度分布可调的水泥粉磨系统，包括：

固废处理子系统，包括固体废料存储和输送装置，用以进行物料分选的第一分选机，用以对第一分选机的含尘气流进行分选的第一选粉机，所述的第一选粉机将固体废料由细到粗分选并输出为固废成品料、固废一级料和固废二级料，其中固废成品料由第一收尘器进行接收和传送处理；

添加料处理子系统，包括添加料存储和输送装置，用以进行添加料分选的第二分选机，用以对第二分选机的含尘气流进行分选的第二选粉机，所述的第二选粉机将添加料由细到粗分选并输出为添加成品料和添加一级料，其中添加成品料由第二收尘器进行接收和传送处理；

粉料调配子系统，包括若干用以存储成品料的粉料库，包括与第一收尘器和第二收尘器连通配合并用以存储固废成品料和添加成品料的成品粉料库，包括与第一选粉机连通并用以存储固废一级料的固废粉料库，包括与第二选粉机联通版并用以存储添加一级料的添加粉料库，多个粉料库向调制管磨机输送物料用以生产水泥。

上述公开的水泥粉磨系统，通过利用固体废弃物和添加料进行前期加工处理，分选出达到制备粒级需求的固体废弃物料和添加料，作为后续水泥的生产原料，其中固体废弃物料包括钢渣、矿渣等，添加料包括熟料和石膏等。在进行分选时，只选择含尘气流中的细颗粒物料，而颗粒较大的物料则通过辊压机或粉磨机进行加工处理直到形成含尘气流再行分选；在选粉时则将物料划分成多种物料级别，不同粒径的颗粒物在水泥制备过程中的需求不同，因此将达到制备水泥要求的成品级物料和一级料进行分别存储，可送往后续的水泥制备，而未达到制备要求的二级料甚至三级料则需要经过反复的处理直到达到制备需求。

进一步的，在本发明中，固废处理子系统在进行物料的再次处理时，可通过多种设备实现，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的固废处理子系统还包括辊压机，经过辊压机处理后输出的物料通过固体废料存储和输送装置进入第一分选机。采用如此方案时，辊压机可将钢渣、矿渣等颗粒度较大，硬度较高的物料进行破碎处理，尽快达到制备水泥的成品料和一级料。

再进一步，未达到制备需求的固体废弃物，在第一分选机处被筛分并回送处理，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的第一分选机与辊压机连通并用以向辊压机输送分选出的固体颗粒物料；所述的第一选粉机还将固体废料分选并输出固废三级料，第一选粉机与辊压机连通并将固废三级料送往辊压机。采用如此方案时，固废三级料属于未达到水泥制备需求的物料，经过辊压机再次处理甚至多次处理后，达到制备水泥的成品级或一级料则可向后输送。

进一步的，对于部分未达到制备水泥的固体废弃物，可无需回送处理，与添加料混合调配处理也能够达到制备的需求，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的添加料存储和输送装置包括中间仓，所述的第一选粉机与中间仓连通并将固废二级料输送至中间仓。采用如此方案时，中间仓的二级料与添加料按照设定的比例进行混合添加，后续进行再次分选或粉磨处理，最终达到制备水泥的需求。

进一步的，第一收尘器与第二收尘器的筛分的部分物料还可直接送往分选出，具体并不唯一限定，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的第一收尘器和第二收尘器还分别设置有回输线路，其中第一收尘器的回输线路用以将物料回输至第一分选机，第二收尘器的回输线路用以将物料回输至第二分选机。采用如此方案时，能够将部分未彻底分离的物料送回分选机后进行打散，从而可实现快速的分选，能够提高效率，降低能耗。

进一步的，对添加料进行再次处理的方法并不唯一限定，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的添加料处理子系统还包括立磨，经过立磨处理后输出的物料通过添加料存储和输送装置进入第二分选机。采用如此方案时，立磨能够对添加料进行粉磨并减小物料的颗粒度，使物料满足水泥制备的需求。

进一步的，未达到水泥制备需求的添加料，在第二分选机处送回并进行再次粉磨处理，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：所述的第二分选机与立磨连通并用以向立磨输送分选出的固体颗粒物料；所述的第二分选机还将添加料分选并输出添加二级料，第二分选机与立磨连通并将添加二级料输送至立磨。采用如此方案时，立磨对添加料进行处理后再次输送分选处理，直至达到水泥制备的要求。

上述内容对粉磨系统进行了说明，本发明还公开了粉磨的方法，以下进行说明。

一种粒度分布可调的水泥粉磨方法，包括如下过程：

分选出固体废料中的含尘气流，并将含尘气流中的颗粒物由细到粗分级，其中达到成品级的固体废料经过收集后输送并进行存储，达到一级料的固体废料单独进行输送和存储；

分选出添加料中的含尘气流，并将含尘气流中的颗粒物由细到粗分级，其中达到成品级的添加料经过收集后输送并进行存储，达到一级料的添加料单独进行输送和存储；

将成品料、固废一级料和添加一级料按照设定比例调配并用于水泥制备。

上述公开的水泥粉磨方法，旨在对固体废弃物和添加料进行破碎、粉磨等处理并达到水泥制备的粒度要求，对不同粒度范围内的物料进行单独存储，便于进行水泥制备的物料调配，提高水泥生产的质量。

进一步的，部分物料达到水泥制备的粒度需求后可直接进行选用并存储，而部分未达到粒度需求的则需要进行在处理，具体的，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：分选出的固体废料中的颗粒物质，以及分选出的添加料中的颗粒物质，均进行再次破碎或粉磨处理。采用如此方案时，破碎或粉磨的次数并不唯一限定，只要粒度未达到要求的物料便进行破碎或粉磨处理，直至达到粒度要求。

再进一步，对含尘气流中未达到粒度要求的物料也同样进行再处理，此处进行优化并提出其中一种可行的选择：含尘气流中分选出的未达到成品级或一级料的固体废料及添加均进行再次破碎或粉磨处理。采用如此方案时，固体废料或添加料直接由对应的辊压机或粉磨机进行再处理。

再进一步，对部分未达到水泥制备需求的固体废料，可与添加料进行混合后再共同处理，具体可采用如下一种可行的选择：含尘气流中分选出的固体二级料可与添加料混合后进行后续分选处理，含尘气流中分选出的固体三级料则直接进行破碎或粉磨处理。

与现有技术相比，本发明公开技术方案的部分有益效果包括：

本发明所公开的系统能够将固体废弃物和添加料分别进行加工处理，得到符合水泥生产加工所需的不同粒级原料，并对不同的原材料进行单独存储备用，在进行水泥生产加工的过程中进行合理级配，从而提高水泥生产的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为水泥粉磨的整体组成示意图。

图2为粉磨方法的过程示意图。

上述附图中，各个标号的含义为：

1、钢渣存储装置；2、矿渣存储装置；3、第一分选机；4、辊压机；5、第一选粉机；6、第一收尘器；7、熟料存储装置；8、石膏存储装置；9、中间仓；10、立磨；11、第二分选机；12、第二选粉机；13、第二收尘器；14、固废粉料库；15、添加粉料库；16、成品粉料库；17、计量秤；20、调质管磨机。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

针对现有的水泥生产粉磨系统难以把控物料的粒度，不能精确进行级配的问题，下列实施例进行优化并解决现有技术中存在的问题。

实施例1

如图1所示，一种粒度分布可调的水泥粉磨系统，包括：

固废处理子系统，包括固体废料存储和输送装置，用以进行物料分选的第一分选机3，用以对第一分选机3的含尘气流进行分选的第一选粉机5，所述的第一选粉机5将固体废料由细到粗分选并输出为固废成品料、固废一级料和固废二级料，其中固废成品料由第一收尘器6进行接收和传送处理。

优选的，固体废料存储和输送装置包括钢渣存储装置1、矿渣存储装置2以及提升机。第一分选机3采用V型选粉机，第一选粉机5采用三梯级选粉机，第一收尘器6采用袋式收尘器。

添加料处理子系统，包括添加料存储和输送装置，用以进行添加料分选的第二分选机11，用以对第二分选机11的含尘气流进行分选的第二选粉机12，所述的第二选粉机12将添加料由细到粗分选并输出为添加成品料和添加一级料，其中添加成品料由第二收尘器13进行接收和传送处理。

优选的，添加料存储和输送装置包括熟料存储装置7、石膏存储装置8以及提升机。第二分选机11采用V型选粉机，第二选粉机12采用二梯级选粉机，第二收尘器13采用袋式收尘器。

粉料调配子系统，包括若干用以存储成品料的粉料库，包括与第一收尘器6和第二收尘器13连通配合并用以存储固废成品料和添加成品料的成品粉料库16，包括与第一选粉机5连通并用以存储固废一级料的固废粉料库14，包括与第二选粉机12联通版并用以存储添加一级料的添加粉料库15，多个粉料库向调制管磨机输送物料用以生产水泥。

优选的，所述的粉料库数量至少为三，即包括成品粉料库16，固废粉料库14和添加粉料库15。

本实施例公开的水泥粉磨系统，通过利用固体废弃物和添加料进行前期加工处理，分选出达到制备粒级需求的固体废弃物料和添加料，作为后续水泥的生产原料，其中固体废弃物料包括钢渣、矿渣等，添加料包括熟料和石膏等。在进行分选时，只选择含尘气流中的细颗粒物料，而颗粒较大的物料则通过辊压机4或粉磨机进行加工处理直到形成含尘气流再行分选；在选粉时则将物料划分成多种物料级别，不同粒径的颗粒物在水泥制备过程中的需求不同，因此将达到制备水泥要求的成品级物料和一级料进行分别存储，可送往后续的水泥制备，而未达到制备要求的二级料甚至三级料则需要经过反复的处理直到达到制备需求。

在本实施例中，固废处理子系统在进行物料的再次处理时，可通过多种设备实现，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的固废处理子系统还包括辊压机4，经过辊压机4处理后输出的物料通过固体废料存储和输送装置进入第一分选机3。采用如此方案时，辊压机4可将钢渣、矿渣等颗粒度较大，硬度较高的物料进行破碎处理，尽快达到制备水泥的成品料和一级料。

未达到制备需求的固体废弃物，在第一分选机3处被筛分并回送处理，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的第一分选机3与辊压机4连通并用以向辊压机4输送分选出的固体颗粒物料；所述的第一选粉机5还将固体废料分选并输出固废三级料，第一选粉机5与辊压机4连通并将固废三级料送往辊压机4。采用如此方案时，固废三级料属于未达到水泥制备需求的物料，经过辊压机4再次处理甚至多次处理后，达到制备水泥的成品级或一级料则可向后输送。

对于部分未达到制备水泥的固体废弃物，可无需回送处理，与添加料混合调配处理也能够达到制备的需求，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的添加料存储和输送装置包括中间仓9，所述的第一选粉机5与中间仓9连通并将固废二级料输送至中间仓9。采用如此方案时，中间仓9的二级料与添加料按照设定的比例进行混合添加，后续进行再次分选或粉磨处理，最终达到制备水泥的需求。

第一收尘器6与第二收尘器13的筛分的部分物料还可直接送往分选出，具体并不唯一限定，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的第一收尘器6和第二收尘器13还分别设置有回输线路，其中第一收尘器6的回输线路用以将物料回输至第一分选机3，第二收尘器13的回输线路用以将物料回输至第二分选机11。采用如此方案时，能够将部分未彻底分离的物料送回分选机后进行打散，从而可实现快速的分选，能够提高效率，降低能耗。

对添加料进行再次处理的方法并不唯一限定，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的添加料处理子系统还包括立磨10，经过立磨10处理后输出的物料通过添加料存储和输送装置进入第二分选机11。采用如此方案时，立磨10能够对添加料进行粉磨并减小物料的颗粒度，使物料满足水泥制备的需求。

未达到水泥制备需求的添加料，在第二分选机11处送回并进行再次粉磨处理，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的第二分选机11与立磨10连通并用以向立磨10输送分选出的固体颗粒物料；所述的第二分选机11还将添加料分选并输出添加二级料，第二分选机11与立磨10连通并将添加二级料输送至立磨10。采用如此方案时，立磨10对添加料进行处理后再次输送分选处理，直至达到水泥制备的要求。

实施例2

实施例1的内容对粉磨系统进行了说明，本实施例公开了粉磨的方法，以下进行说明。

如图2所示，一种粒度分布可调的水泥粉磨方法，包括如下过程：

分选出固体废料中的含尘气流，并将含尘气流中的颗粒物由细到粗分级，其中达到成品级的固体废料经过收集后输送并进行存储，达到一级料的固体废料单独进行输送和存储；

分选出添加料中的含尘气流，并将含尘气流中的颗粒物由细到粗分级，其中达到成品级的添加料经过收集后输送并进行存储，达到一级料的添加料单独进行输送和存储；

将成品料、固废一级料和添加一级料按照设定比例调配并用于水泥制备。

本实施例公开的水泥粉磨方法，旨在对固体废弃物和添加料进行破碎、粉磨等处理并达到水泥制备的粒度要求，对不同粒度范围内的物料进行单独存储，便于进行水泥制备的物料调配，提高水泥生产的质量。

部分物料达到水泥制备的粒度需求后可直接进行选用并存储，而部分未达到粒度需求的则需要进行在处理，具体的，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：分选出的固体废料中的颗粒物质，以及分选出的添加料中的颗粒物质，均进行再次破碎或粉磨处理。采用如此方案时，破碎或粉磨的次数并不唯一限定，只要粒度未达到要求的物料便进行破碎或粉磨处理，直至达到粒度要求。

对含尘气流中未达到粒度要求的物料也同样进行再处理，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：含尘气流中分选出的未达到成品级或一级料的固体废料及添加均进行再次破碎或粉磨处理。采用如此方案时，固体废料或添加料直接由对应的辊压机或粉磨机进行再处理。

对部分未达到水泥制备需求的固体废料，可与添加料进行混合后再共同处理，具体可采用如下一种可行的选择：含尘气流中分选出的固体二级料可与添加料混合后进行后续分选处理，含尘气流中分选出的固体三级料则直接进行破碎或粉磨处理。

按照上述方式进行处理，粉料库储存粉料情况如表1所示。经过库底计量后输送至调质管磨机进行混合和整形，之后进入水泥成品库，水泥的组成如表1所示。

表1粉料情况

项目	固废粉料库	添加粉料库	成品粉料库
				D10μm	3.6	4.7	0.7
D50μm	21.7	17.1	1.6
				D90μm	55.6	40.1	4.3
粉料种类	钢渣	熟料	钢渣或是矿渣+熟料粉
				配制水泥的质量分数％	37～23	45～65	18～12

三处粉料库内的物料可通过计量称进行称量并定量添加至调质管磨机中，用以进行水泥的生产。

以上即为本实施例列举的实施方式，但本实施例不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实施例的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实施例的保护范围的限制，本实施例的保护范围应当以权利要求书中界定的为准。

Claims (10)

1.一种粒度分布可调的水泥粉磨系统，其特征在于，包括：

固废处理子系统，包括固体废料存储和输送装置，用以进行物料分选的第一分选机(3)，用以对第一分选机(3)的含尘气流进行分选的第一选粉机(5)，所述的第一选粉机(5)将固体废料由细到粗分选并输出为固废成品料、固废一级料和固废二级料，其中固废成品料由第一收尘器(6)进行接收和传送处理；

添加料处理子系统，包括添加料存储和输送装置，用以进行添加料分选的第二分选机(11)，用以对第二分选机(11)的含尘气流进行分选的第二选粉机(12)，所述的第二选粉机(12)将添加料由细到粗分选并输出为添加成品料和添加一级料，其中添加成品料由第二收尘器(13)进行接收和传送处理；

粉料调配子系统，包括若干用以存储成品料的粉料库，包括与第一收尘器(6)和第二收尘器(13)连通配合并用以存储固废成品料和添加成品料的成品粉料库(16)，包括与第一选粉机(5)连通并用以存储固废一级料的固废粉料库(14)，包括与第二选粉机(12)联通版并用以存储添加一级料的添加粉料库(15)，多个粉料库向调制管磨机输送物料用以生产水泥。

2.根据权利要求1所述的粒度分布可调的水泥粉磨系统，其特征在于：所述的固废处理子系统还包括辊压机(4)，经过辊压机(4)处理后输出的物料通过固体废料存储和输送装置进入第一分选机(3)。

3.根据权利要求2所述的粒度分布可调的水泥粉磨系统，其特征在于：所述的第一分选机(3)与辊压机(4)连通并用以向辊压机(4)输送分选出的固体颗粒物料；所述的第一选粉机(5)还将固体废料分选并输出固废三级料，第一选粉机(5)与辊压机(4)连通并将固废三级料送往辊压机(4)；

所述的添加料存储和输送装置包括中间仓(9)，所述的第一选粉机(5)与中间仓(9)连通并将固废二级料输送至中间仓(9)。

4.根据权利要求1所述的粒度分布可调的水泥粉磨系统，其特征在于：所述的第一收尘器(6)和第二收尘器(13)还分别设置有回输线路，其中第一收尘器(6)的回输线路用以将物料回输至第一分选机(3)，第二收尘器(13)的回输线路用以将物料回输至第二分选机(11)。

5.根据权利要求1所述的粒度分布可调的水泥粉磨系统，其特征在于：所述的添加料处理子系统还包括立磨(10)，经过立磨(10)处理后输出的物料通过添加料存储和输送装置进入第二分选机(11)。

6.根据权利要求5所述的粒度分布可调的水泥粉磨系统，其特征在于：所述的第二分选机(11)与立磨(10)连通并用以向立磨(10)输送分选出的固体颗粒物料；所述的第二分选机(11)还将添加料分选并输出添加二级料，第二分选机(11)与立磨(10)连通并将添加二级料输送至立磨(10)。

7.一种粒度分布可调的水泥粉磨方法，其特征在于，包括如下过程：

分选出固体废料中的含尘气流，并将含尘气流中的颗粒物由细到粗分级，其中达到成品级的固体废料经过收集后输送并进行存储，达到一级料的固体废料单独进行输送和存储；

分选出添加料中的含尘气流，并将含尘气流中的颗粒物由细到粗分级，其中达到成品级的添加料经过收集后输送并进行存储，达到一级料的添加料单独进行输送和存储；

将成品料、固废一级料和添加一级料按照设定比例调配并用于水泥制备。

8.根据权利要求7所述的粒度分布可调的水泥粉磨方法，其特征在于：分选出的固体废料中的颗粒物质，以及分选出的添加料中的颗粒物质，均进行再次破碎或粉磨处理。

9.根据权利要求7所述的粒度分布可调的水泥粉磨方法，其特征在于：含尘气流中分选出的未达到成品级或一级料的固体废料及添加均进行再次破碎或粉磨处理。

10.根据权利要求9所述的粒度分布可调的水泥粉磨方法，其特征在于：含尘气流中分选出的固体二级料可与添加料混合后进行后续分选处理，含尘气流中分选出的固体三级料则直接进行破碎或粉磨处理。

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