中國粉體網(wǎng)訊  近年來，部分院校和企業(yè)出于節(jié)能降耗的目的，在通用硅酸鹽水泥粉磨系統(tǒng)，進行了利用陶瓷球代替鋼球、鋼鍛的系列研究與開發(fā)，取得了明顯效果。但目前陶瓷球應用技術還沒有被大多數(shù)水泥企業(yè)認可，主要是因為在陶瓷球的認識上仍顯不足。一些陶瓷球供應商對水泥生產(chǎn)工藝缺乏了解，盲目地一哄而上，夸大其詞。然而，過多的“破球”和“減產(chǎn)”問題，不僅給水泥企業(yè)帶來經(jīng)濟損失，而且使其對陶瓷球應用的可行性產(chǎn)生質(zhì)疑。對此，濟南大學教授陳紹龍以其親臨現(xiàn)場指導的經(jīng)驗總結，解析了兩大難題的相應對策。

■陳紹龍

“破球”和“減產(chǎn)”是陶瓷球在通用硅酸鹽水泥應用中最常見的兩大難題。盡管陶瓷球容重輕、運行節(jié)電、磨內(nèi)發(fā)熱少、磨溫低，有利于提高粉磨效率和水泥產(chǎn)品對混凝土外加劑的適應性，備受許多水泥企業(yè)集團青睞，但這兩大難題又使許多有心人望而卻步、心有余悸，成為陶瓷球推廣應用中的潛在障礙�！皽p少陶瓷球的破損，是推廣陶瓷球的必備前提；遏制球磨機減產(chǎn)，是水泥企業(yè)的必然要求�！碑斍�，急需大家齊心協(xié)力、規(guī)范市場，推進供給側結構性改革，為水泥企業(yè)用好陶瓷球、實現(xiàn)節(jié)能降耗，獻計獻策。

1.降低陶瓷球“破損率”的途徑

根據(jù)一年來陶瓷球應用技術研發(fā)工作的體會，簡介如下：

（1）配料方案中添加“增韌”元素：陶瓷球?qū)贌o機非金屬材料，當它的硬度、耐磨性達到一定程度后，韌性不足的弱點就顯現(xiàn)無疑了。球磨機內(nèi)部的襯板和構件，目前都是鑄鋼材質(zhì)，其研磨體和粉磨物料的運動狀態(tài)，也是在滾動、滑動、沖擊、碰撞等錯綜復雜、變換交替的環(huán)境下進行著。因此，陶瓷球在粉磨物料的同時，本身也受到了不同形式、不同方向、不同大小的反作用力。此時，除耐磨、抗蝕之外，抗沖擊的韌性，就顯得十分重要。而專門針對干法水泥粉磨而開發(fā)的陶瓷球產(chǎn)品，必須加入微量元素（如氧化鋯等）改性增韌，才能保證它不僅強度高，而且還具備較好的韌性。

（2）優(yōu)選成型方法：陶瓷球成型方法常見壓制球和滾制球兩種。由于工藝過程的差異，導致成型、焙燒后的球石內(nèi)部晶體結構不同，密實程度和抗沖擊的能力也不一樣。通過多次、反復地破壞性試驗，我們發(fā)現(xiàn)：在研磨水泥物料的過程中，相同材質(zhì)、相同規(guī)格的陶瓷球，壓制球破損率低于滾制球。

（3）陶瓷球不宜用在球磨機的沖擊粉碎倉：在水泥粉磨過程中，當入磨物料粒度≥5mm時，球磨機的第一倉需要研磨體處于拋落狀態(tài)，以沖擊粉碎作用為主，將大塊物料粉碎成細顆粒；此時，研磨體不僅受到強大的反作用力，而且也難免碰撞到磨內(nèi)密布的鑄鋼襯板、隔倉板及其他構件上；所以，這樣的工況，不適合韌性有限的陶瓷球工作，否則會出現(xiàn)較高的破損率。

（4）空倉裝磨時，先加料、后加球：我國水泥行業(yè)已經(jīng)強制性地淘汰了Φ3米以下的球磨機，各企業(yè)在研磨體裝磨時，都采用電動葫蘆吊裝卸球，此時的落差都在3米以上，陶瓷球卸落到鑄鋼襯板上，會使球體內(nèi)部產(chǎn)生不同程度的微裂紋，影響陶瓷球的使用壽命。所以，空倉裝磨時應先加進2～3噸物料（或散裝水泥），以緩解沖撞力、保護陶瓷球。

2.解決粉磨系統(tǒng)臺時產(chǎn)量降低的途徑

在水泥企業(yè)，許多人都錯誤地認為：“陶瓷球應用沒什么技術，不就是把球磨機尾倉的鋼鍛倒出來換上陶瓷球嗎？”實際上，這么做的后果，就是只能把粉磨系統(tǒng)的臺時產(chǎn)量一降再降。原因很簡單，不降低產(chǎn)量，出磨物料中合格的水泥成品含量太少，要保證水泥產(chǎn)品質(zhì)量（細度、比表面積）達到內(nèi)控指標，就得降低產(chǎn)量。好多在水泥粉磨車間工作十幾年或幾十年的員工，開始都不相信這個現(xiàn)實，按使用鋼球、鋼鍛的經(jīng)驗對待陶瓷球的應用，球磨機臺時產(chǎn)量一下子就降了20%～30%，再多加陶瓷球，問題也得不到解決。只有此時，各位才不得不承認：應用陶瓷球，既要粉磨系統(tǒng)節(jié)電，又不能降低水泥的產(chǎn)、質(zhì)量，同志還需努力！而這也正是陶瓷球應用技術的科技含量所在。

陶瓷球的硬度、耐磨性能，都不亞于鋼球。我們通過多次小磨試驗，都證實了這一點：在相同規(guī)格、相同裝載量、相同粉磨時間的條件下，陶瓷球與鋼球粉磨水泥的產(chǎn)、質(zhì)量，基本持平。為什么進了大磨，差異就顯現(xiàn)出來了呢？究其原因，主要有以下兩點：

（1）陶瓷球容重為2.2t/m3，而鋼球容重為4.5t/m3，在球磨機同一倉位內(nèi)，陶瓷球一般做不到與鋼球、鋼鍛有相同裝載量，如果裝載量相同，陶瓷球的體積（或填充率）就得是鋼球、鋼鍛的2倍。然而，球磨機磨內(nèi)填充率的限值要求是，必須小于50%。所以，容重輕，是陶瓷球節(jié)電的本錢，同時又是“不可超限”的弊端。

（2）干法粉磨水泥的球磨機，是磨頭加料、磨尾出料的連續(xù)性工作設備。物料從進口到出口，一般在磨內(nèi)停留時間只有18～20分鐘，大型球磨機的尾倉長度為8～9米，物料最長的停留時間都在10～15分鐘之內(nèi)。陶瓷球受填充率所限，裝載量無法增加，粉磨時間又不可能延長，要想把物料磨細、符合企業(yè)內(nèi)控指標要求，這就是難題。即，陶瓷球的研磨能力與鋼球、鋼鍛不在一個數(shù)量級上。換句話說，陶瓷球不能與鋼球、鋼鍛在同一起跑線上比賽，必須要向前倉的鋼球、甚至延伸到磨前的預粉碎（輥壓機）系統(tǒng)借力，讓進入尾倉的物料比裝鋼球、鋼鍛時更細，沒有前面的幫助，它在尾倉必然“掉鏈子”。應用陶瓷球之前，如果這兩點沒看清、沒想通，球磨機“減產(chǎn)”，那就在意料之中了。

在陶瓷球應用之前，我們一定要打開磨門，進入球磨機內(nèi)，測量一下各倉研磨體的實際填充率（計算實際裝載量），做到心中有數(shù)。經(jīng)過多次大磨試驗，在入磨粒度≤5mm的水泥粉磨系統(tǒng)，我們摸索出一套簡單的解決辦法——空高操作法。即，在使用陶瓷球的前一倉（鋼球倉）內(nèi)補球，直至倉內(nèi)的高徑比H/Di（研磨體表面的空間高度H與有效內(nèi)徑Di之比）達到適宜的目標范圍：0.55（上限）～0.60（下限）。它所對應的填充率上限約為43%，下限約為37%；過低無力，過高無益。這樣之后，只要尾倉陶瓷球的裝載量達到原來尾倉鋼鍛（或小鋼球）裝載量的60%～70%，預期目標就會實現(xiàn)，水泥粉磨系統(tǒng)的臺時產(chǎn)量就不會降低或僅僅略有降低（≤5%原產(chǎn)量）。

有些水泥企業(yè)反映，他們的球磨機鋼球填充率超過30%后，球加不進去。那怎么辦呢？原因在于：部分國產(chǎn)球磨機和大型的滑履磨的設計參數(shù)中，都是以金屬研磨體（鋼球、鋼鍛）為參照物，一倉裝載量要服從沖擊粉碎的需要，填充率一般都不超過30%，否則鋼球形不成拋落狀態(tài)，沖擊力達不到工藝要求。因此，沒有考慮今后填充率提高的需要，磨頭進料口設計尺寸偏大。如果是這樣的磨機，那么就應該在使用陶瓷球之前，對進料口適當進行改造，增加一段進料螺旋，縮小進料口尺寸，就可以加進鋼球了。

對水泥企業(yè)來說，目前陶瓷球應用技術闖出了一條水泥粉磨節(jié)能的新途徑。在創(chuàng)新驅(qū)動的新形勢下，遇到一點小波折，也是難免的。只要我們精心操作、認真總結，一定能在最短的時間內(nèi)，把這項經(jīng)濟實惠的技術學會、弄懂、掌握好，為企業(yè)節(jié)支降耗貢獻力量。