減少庫內(nèi)水泥結(jié)塊的措施

郭琳

1 引言

我公司共有6座水泥儲存均化庫，為圓筒形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，庫規(guī)格為φ18m×45m，單庫儲量為10 000t，根據(jù)市場需要儲存不同品種水泥。水泥粉磨系統(tǒng)為“輥壓機+球磨機”聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，采用袋裝和散裝系統(tǒng)發(fā)運。

在水泥發(fā)運和清庫過程中發(fā)現(xiàn)，水泥庫有不同程度的庫壁水泥板結(jié)和水泥結(jié)塊現(xiàn)象，水泥庫壁曾出現(xiàn)過＞0.5m 以上的板結(jié)層。在水泥正常出庫的過程中，水泥結(jié)塊呈片狀集中掉落，堵塞出料口，造成出庫中斷，需進(jìn)行碎塊清理才能正常發(fā)運。特別是在水泥發(fā)運旺季，水泥結(jié)塊不僅影響發(fā)運裝車效率，還會影響客戶對水泥質(zhì)量的滿意度。同時，水泥庫空間狹小、庫情復(fù)雜、進(jìn)出通道狹窄，存在高空墜物、高粉塵、缺氧、機械傷害、用電安全等危險因素，清庫工作對操作工人的健康影響較大且安全風(fēng)險高。近年來，水泥行業(yè)已發(fā)生多次清庫作業(yè)重大安全事故，造成人員傷亡。有的水泥廠雖然采用了機械清庫代替人工清庫，但是作業(yè)成本也大幅上升。為了減少庫壁水泥板結(jié)、出庫水泥結(jié)塊，減少清庫頻次、提高發(fā)運效率，保持水泥在市場的競爭地位，我公司對庫壁水泥板結(jié)及水泥結(jié)塊原因進(jìn)行了分析，并對水泥混合材存儲、輸送、水泥粉磨操作、水泥儲存管理及出庫控制等環(huán)節(jié)采取了針對性措施，取得了較好的效果。

2 水泥結(jié)塊原因

水泥是一種加入適量水后可形成塑性漿體的材料，在空氣中和水中均可硬化，是一種能將砂、石等材料牢固膠結(jié)在一起的細(xì)粉狀水硬性膠凝材料。水泥在庫內(nèi)結(jié)塊，主要是由水泥本身具有的水化特性造成的。成品水泥理論上含水量越少越好。在生產(chǎn)過程中，水泥水分偏高是由水泥混合材含水率高和生產(chǎn)、輸送過程中導(dǎo)入了水分造成的。因此，控制水泥生產(chǎn)過程、輸送過程中的水分，合理控制水泥的儲存時間，對水泥庫壁進(jìn)行防粘結(jié)處理，是解決水泥庫水泥結(jié)塊的針對性措施。

一般而言，對于“輥壓機+球磨機”聯(lián)合水泥粉磨系統(tǒng)，未采用熱源烘干時，入磨熟料、混合材加石膏物料的綜合水分應(yīng)≯1.0%（冬天）或≯2.0%（夏天），才能確保水泥成品水分＜0.5%。具體數(shù)據(jù)需通過水泥粉磨系統(tǒng)熱平衡計算得出。因此，混合材（礦渣、火山灰）、石膏的進(jìn)廠水分需＜10%，在制備時應(yīng)考慮增加物料烘干或晾曬環(huán)節(jié)，以減少入磨物料水分。

水泥中的水分在各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格控制。依據(jù)生產(chǎn)要求，各環(huán)節(jié)均需采取措施以達(dá)到降低水泥水分的目的。

3 常見問題及生產(chǎn)措施

水泥生產(chǎn)工序流程如圖1 所示，按照物料儲存、配料輸送、粉磨系統(tǒng)、成品輸送、水泥庫頂、水泥庫內(nèi)、水泥庫底及水泥出庫8個方面常見問題及采取的生產(chǎn)措施，作如下闡述。

圖1 水泥生產(chǎn)工序流程圖

3.1 物料儲存常見問題及生產(chǎn)措施

（1）物料露天堆放問題。目前有關(guān)環(huán)保的規(guī)定是不允許露天堆放物料的。依據(jù)生產(chǎn)要求，石膏、礦渣、火山灰等混合材進(jìn)堆棚存儲量應(yīng)達(dá)到一周以上的庫存量，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，儲存一周后，物料水分失去約2%。在雨雪季、環(huán)保預(yù)警等不利于物資進(jìn)廠的情況下，儲存時間應(yīng)進(jìn)一步延長。有條件的工廠可多儲存物料，使物料在棚內(nèi)自然風(fēng)干、晾曬以降低水分。

（2）物料存儲場所問題。因工廠建設(shè)時的設(shè)計缺陷，造成存儲場地小、儲量不足、儲期不夠時，應(yīng)掌握取料技巧，分區(qū)域堆放、先入先出，上料鏟車從表面鏟取，分出層次，下面的物料經(jīng)過自然晾干后再取。

（3）物料未按質(zhì)量要求進(jìn)廠及水分偏大問題。物料需嚴(yán)格按照生產(chǎn)質(zhì)量控制指標(biāo)要求進(jìn)廠，不可放松管理，不可使不符合要求的物料進(jìn)廠。嚴(yán)格把控進(jìn)廠物料質(zhì)量關(guān)，做好進(jìn)廠物料表觀驗收及后續(xù)化學(xué)指標(biāo)評價。若有少量不合格品出現(xiàn)，需將不合格品單獨存放，擇機搭配使用；若連續(xù)出現(xiàn)或大量出現(xiàn)不合格品時，應(yīng)拒收，更換合格渠道物料進(jìn)廠。生產(chǎn)經(jīng)驗表明，因進(jìn)廠材料把關(guān)不嚴(yán)對生產(chǎn)成本的影響遠(yuǎn)大于低質(zhì)低價進(jìn)料降低的成本，同時，還存在安全、環(huán)保風(fēng)險。

3.2 配料輸送常見問題及生產(chǎn)措施

（1）膠帶輸送機輸送走廊防雨水問題。整個廊道內(nèi)部，既要防揚塵外泄，又要防雨雪滲漏；同時，如遇密閉長廊或防雨罩等設(shè)施損壞，應(yīng)及時修補。

（2）露天收塵器防雨水問題。收塵壓蓋密封條、檢修門、收塵點、風(fēng)管膨脹節(jié)和溫度壓力測點等位置易漏風(fēng)、漏雨，在更換濾袋或檢修完畢后，應(yīng)仔細(xì)檢查這些位置并做好密封。

（3）壓縮空氣中水分問題。壓縮空氣中的水分大是水泥水分增加的原因之一。應(yīng)定期清理檢修系統(tǒng)中的油水過濾器及儲氣罐底部的排油水裝置等。

3.3 粉磨系統(tǒng)常見問題及生產(chǎn)措施

（1）冷風(fēng)閥設(shè)計欠合理問題。冷風(fēng)閥往往設(shè)置在室外，容易進(jìn)雨水，吸風(fēng)口應(yīng)增加防雨罩。

（2）入磨物料綜合水分問題。根據(jù)設(shè)計要求，應(yīng)控制水泥成品水分≤0.5%。在無熱源、僅靠球磨機鋼球產(chǎn)生的熱量和系統(tǒng)通風(fēng)（季節(jié)影響）來烘干物料水分，能力有限。因此，應(yīng)根據(jù)季節(jié)性氣候及旱季雨季等季節(jié)變化適當(dāng)調(diào)整混合材摻量。

（3）收塵系統(tǒng)漏風(fēng)問題。根據(jù)要求，收塵器出口溫度應(yīng)高于露點溫度25℃以上，因此，生產(chǎn)上應(yīng)嚴(yán)格控制收塵系統(tǒng)漏風(fēng)。生產(chǎn)人員通過眼看、耳聽，能夠檢查到漏風(fēng)點，應(yīng)對這些漏風(fēng)點逐個處理。

（4）磨內(nèi)噴水及筒體表面淋水問題。因水泥溫度高，一般采用磨內(nèi)噴水或磨機筒體表面淋水的方式降溫。這些措施都是應(yīng)急措施，雖然對降低出磨水泥溫度有效果，但同時也造成了水泥水分大。為降低水泥水分，應(yīng)從增加磨內(nèi)通風(fēng)、減少磨內(nèi)過粉磨、減少“包球”、合理配球等方面采取有效措施，加強磨機系統(tǒng)工藝管理，不再采用磨內(nèi)噴水或磨機筒體表面淋水工藝。

3.4 成品輸送常見問題及生產(chǎn)措施

（1）輸送斜槽密閉不嚴(yán)，容易進(jìn)水漏氣等問題。水泥成品輸送通常采取的是空氣斜槽輸送，首先要保證斜槽設(shè)備本體沒有漏點，同時，對露天空氣斜槽輸送系統(tǒng)加裝防雨棚或廊道全密閉。環(huán)境溫度較低時，需對空氣斜槽采取保溫措施。

（2）轉(zhuǎn)運點收塵系統(tǒng)和入庫斗式提升機的密閉保溫問題。除做好日常密封檢查外，生產(chǎn)操作時應(yīng)注意進(jìn)氣排氣的匹配和系統(tǒng)保溫。

3.5 水泥庫頂常見問題及生產(chǎn)措施

（1）水泥庫頂防水沒有做好或年久失修問題。全面檢查水泥庫頂本身的防水，包括庫頂量庫孔、檢修門以及庫沿，做好修復(fù)處理。

（2）庫頂收塵設(shè)備及風(fēng)機排風(fēng)管問題。檢查收塵設(shè)備密封，加裝排氣風(fēng)管防雨罩。

（3）水泥庫頂?shù)呢?fù)壓控制問題。水泥庫頂?shù)氖諌m器，主要起到庫內(nèi)排潮氣和使輸送斜槽在微負(fù)壓狀態(tài)下流態(tài)化輸送水泥的作用。如果負(fù)壓控制過大，庫體本身存在漏風(fēng)點，會加重水泥結(jié)塊的產(chǎn)生。針對這一情況，可以采取在收塵管道增加閥門及壓力表的措施，既方便操作工操作，又能控制水泥庫頂處于微負(fù)壓狀態(tài)下。如果多庫共用一臺收塵器，每個庫的收塵管道上都要增加閥門和壓力表。

3.6 水泥庫內(nèi)常見問題及生產(chǎn)措施

（1）水泥儲存時間不合理問題。冬季屬于施工淡季，水泥需求量不多。應(yīng)合理控制水泥存儲量及儲存期，儲存期不能太長，有條件的情況下，可以采取機械倒庫。

（2）水泥庫“死區(qū)”問題。水泥庫庫型采用卸空率高的、帶均化的儲庫，庫底均化裝置應(yīng)能正常使用，不能出現(xiàn)“死區(qū)”。

（3）水泥庫壁粘結(jié)問題。水泥庫壁粘結(jié)有兩種形式：一是從斜坡形成“死區(qū)”，往上堆積；二是水泥庫壁粘結(jié)。采用納米陶瓷防腐卷材、低表面能涂料（庫內(nèi)專用）等新技術(shù)，均可減少水泥在庫壁的粘結(jié)；考慮生產(chǎn)成本，在庫底斜坡往上2~5m 位置使用，能夠有效減少水泥在庫壁的粘結(jié)，如果條件允許，也可考慮在直段范圍使用。同時，在水泥庫頂增加聲波清灰器設(shè)備定期清灰，也可以防止粘結(jié)。

我公司于2020 年4 月正式投入使用納米陶瓷防腐卷材，使用過程中下料平穩(wěn)，未出現(xiàn)過大塊堵塞現(xiàn)象，庫容量較穩(wěn)定。2021年6月對庫內(nèi)壁進(jìn)行了檢查，庫壁沒有明顯掛灰現(xiàn)象。據(jù)現(xiàn)場使用情況分析，清庫周期預(yù)計可由之前的2~3 年延長到5~6年，不僅節(jié)省了清庫費用，而且降低了清庫風(fēng)險。施工主要采用“納米陶瓷防腐卷材+底漆+毛氈+面漆”組合方式作業(yè)，實現(xiàn)了防粘附、易清潔效果。

納米陶瓷防腐卷材由多種特殊耐腐抗?jié)B陶瓷材料復(fù)合而成，是一種多功能纖維增強陶瓷復(fù)合類材料。產(chǎn)品采取上下雙層塑料薄膜承載材料、成卷包裝，質(zhì)地柔軟可塑性強，固化前可根據(jù)工件形狀和基材狀況任意剪切、組合搭接、粘貼、纏繞、包裹在需要防腐、防護(hù)或增強修復(fù)的區(qū)域。固化形式為光固化，陽光或紫外燈下20min可迅速固化。材料采用自動化設(shè)備批次生產(chǎn)，質(zhì)地均勻一致。

低表面能涂料是成膜型材料涂敷在被保護(hù)基材表面，能夠形成一層連續(xù)的涂膜。該涂膜具有較低的表面張力，能夠起到防粘附易清理的作用，同時具有一定的防腐蝕、抗老化的特點。單組分無溶劑濕氣固化硅樹脂涂料是一種更環(huán)保的涂料，采用最新的技術(shù)，合成了低粘度硅樹脂，無需添加溶劑，就可達(dá)到較低的施工粘度。單組分無溶劑濕氣固化硅樹脂涂料氣味更淡，VOC 含量更低，VOC 含量可小于60g/L。單組分無溶劑濕氣固化硅樹脂涂料由100%的硅樹脂組成，高密度的甲基能定向排列在涂層表面，所以具有特別低的表面能。

（4）清庫問題。應(yīng)定期清庫，建議設(shè)計上考慮“清空—排放”循環(huán)回收系統(tǒng)。

3.7 水泥庫底常見問題及生產(chǎn)措施

水泥庫底及出庫流程見圖2。

圖2 水泥庫底及出庫流程

（1）庫底分區(qū)電動球閥故障問題。不能實現(xiàn)分區(qū)下料，庫內(nèi)出現(xiàn)“死料區(qū)”。庫底分區(qū)應(yīng)保持正常使用。

（2）庫內(nèi)斜槽問題。斜槽帆布出現(xiàn)漏點后，水泥會進(jìn)入內(nèi)部，填充、堵塞管道，造成分區(qū)工作失效。在清庫時應(yīng)認(rèn)真檢查庫內(nèi)斜槽，更換破損帆布，清理管路，確保各處斜槽帆布鼓風(fēng)正常。斜槽檢修完畢后，應(yīng)認(rèn)真檢查斜槽帆布接口部位，不能出現(xiàn)漏點，可采取刷“肥皂水”方法檢查。

3.8 水泥出庫常見問題及生產(chǎn)措施

水泥出庫為最后一個環(huán)節(jié)，水泥庫中有結(jié)塊會造成斜槽堵塞、裝車延遲。采取的主要措施如下：

（1）在出庫底部閥門下的位置增加破碎閥，這種裝置能將水泥結(jié)塊破碎成10mm以下的小塊，不會影響正常輸送。

（2）在輸送斜槽合適位置加氣化沉淀式除渣器，這種裝置能使輸送過程中的小塊沉落到設(shè)備底部，正常物料在設(shè)備上部輸送至下游斜槽，實現(xiàn)正常發(fā)運。

（3）定期清理沉積的結(jié)塊，重新進(jìn)行粉磨即可。

4 結(jié)語

水泥庫內(nèi)結(jié)塊主要是由于水泥生產(chǎn)、輸送儲存過程中帶入了水分造成，采取的措施主要是對水泥混合材和石膏水分進(jìn)行烘干，以及防止雨水及濕空氣將水分帶入生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)施。設(shè)計時，應(yīng)采用高卸空率的水泥庫，部分直段和斜坡采用納米材料及新工藝技術(shù)等，保證水泥正常出庫。我公司通過嚴(yán)格控制各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，近幾年水泥結(jié)塊現(xiàn)象發(fā)生頻次大幅降低，未再發(fā)生過因結(jié)塊影響水泥發(fā)運的問題，保障了生產(chǎn)的高效運行。