水泥原料易磨性试验及其方法的讨论

水泥原料易磨性试验及其方法的讨论

王升平马传杰周斌

山东山水水泥集团有限公司

摘要：水泥助磨剂能提高水泥磨机粉磨效率，改善水泥颗粒级配组成和水泥品质指标，降低水泥生产成本，是水泥科技界和生产企业的重要研究课题。本文概述了原料易磨性试验的方法的基本过程。比较了其应用效果。

关键词：水泥原料；易磨性试验；方法

1、前言

自1952年邦德(F?C?Bond)提出第三粉磨学说以来,邦德功指数即作为一种预测和评价物料易磨性的方法,迅速在世界范围内得到了广泛应用。继欧美许多发达国家先后制定本国的粉磨功指数试验标准方法之后,日本也于1976年发布了相应的标准(JISM4002)。我国基于邦德方法制定的水泥行业标准于1986年开始实施,至1989年正式实施GB9964-88《水泥原料易磨性试验方法》,迄今的应用已十分普遍。虽然各国标准对试验的具体规定有所不同,但都是以邦德方法为基础,其原则并未根本改变,用邦德功指数测定和表征物料易磨性的方法,在国际粉体工程界仍具有不可替代的作用。然而,围绕邦德方法展开的讨论却始终没有停止过,各国研究者对其复杂的试验过程提出了许多不同的观点或改进方法。这些观点及方法为进一步研究和完善我国水泥原料易磨性试验,提供了丰富的参考、借鉴内容。本文集众家之言,简述了各种方法的基本过程,并对其应用效果作了简要比较与评价。

2、邦德功指数试验的基准方法

粉磨功指数按邦德裂缝学说即所谓的第三粉碎理论可描述为:磨机所需的粉磨功与物料颗粒的新生裂缝长度成正比,且等于由产品表示的功减去给料所表示的功,即(1/P-1/F)。对于相同形状的颗粒,裂缝长度相当于1/2表面积的平方根,而新生裂缝的长度正比于(1/P-1/F)。其数学表达式为:

3.3卡莱(Karra)的方法

卡莱针对邦德方法中由于入磨物料细粉量较多给筛析增大的难度,提出在第一个粉磨周期之前即筛出过细的部分,直接以粗粒料入磨,使筛分只限于每一粉磨周期的新增量,从而减少筛分量,缩短试验的时间。他于1981年提出计算功指数的统计方程式中,还同时考虑到这样一个事实,即第一粉磨周期的成品被筛出后,循环于以后各周期的物料大多由较硬颗粒组成,因此,其粉磨效率实际偏低,应在试验中有所区别。其采用多次回归方法确定的计算式为:

3.4N.M.M的数学估算法

荷兰N.M.Magdalinovie研究了邦德方法中P、G和Wi三者之间的变化关系,提出利用已知的某一P1筛的试验结果,求得其它细度的功指数计算方法。他认为,与P1相对应的各成品量G呈一直线分布,G正比于P1值的平方根,表示为G=K1P1;K1=G/P1.而P1与80%通过的成品粒径P则为线性关系,即P1=K2?P;K2=P1/P。用最小二乘法处理式中的可磨性系数K1和比例系数K2,即可得到不同细度的G和P，并直接用于粉磨功指数的计算而无须进行专门试验。

3.5天津水泥工业设计研究院的方法

我国天津水泥工业设计研究院在邦德试验的基础上于1978年提出的改进方法,旨在缩小试验与工业值间的差距并舍弃其繁琐的修正过程。认为邦德方法设定的选粉效率100%比国内工业生产中的选粉效率偏高,应按实际生产水平设定为75%。这样,邦德方法达到平衡状态的成品量G=Q/(2.5+1),在该方法中即改为:G=0.75Q/(2.5+1),其中Q为入磨物料量。所得G连续三磨达到平衡状态的平均值即作为物料的易磨性(g/r)直接用于生产。这一方法在过去的较长时间内,一直用于国内水泥生料易磨性的测定。

3.6合肥水泥研究设计院的修正方法

在邦德方法中,包括功指数Wi的试验和修正两个过程。合肥水泥研究设计院提出的方法即是对其修正过程中一些系数的取值进行了改进。一是认为邦德修正方法对磨机的修正只限于有效内径D,即G=(2.44/D)0.2，而试验和修正过程均未涉及磨机长度,这与产量随磨机长度的增大而提高的实际情况不符;二是认为由成品细度筛余决定的开流粉磨修正系数取值偏高。其成品筛余为5%和8%的开流磨产量,按邦德系数修正,二者分别低于闭路磨46%和57%，而我国的普遍生产水平仅低30%左右。因此,在这一方法中,功指数Wi的应用对标准工业磨机的长度作了界定,其开流粉磨修正系数则取值为1.30。经各项修正系数C1～C6修正后的粉磨功指数,即由试验值Wi转化为相当于实际生产的工业值WS。表示为该方法同时认为,对功指数Wi的修正是邦德方法的组成部分,应在标准中予以体现和规范,我国现行标准在此方面尚存在不足。

4、结束语

不难看出,这些方法虽然均以原理为基础,但其论点分歧较大。正如研究者所说,一些参数与磨矿动力学之间的关系尚不明确，服从于试验的条件并不具备邦德方法的普遍性等等。因此,其结果仅具近似的效果。然而，却足以说明邦德功指数试验及其方法在近半个世纪的应用中,有待于不断发展、完善和更新。在我国应加强这一技术研究。

参考文献

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