干法激光粒度儀在水泥檢測(cè)中的應(yīng)用

湯銀浩

（江蘇金峰水泥集團(tuán)有限公司，江蘇 溧陽(yáng) 213342）

0 引言

隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展，客戶對(duì)水泥性能的要求也越來(lái)越高。江蘇金峰水泥集團(tuán)有限公司，之前采用比表面積和細(xì)度篩余作為水泥細(xì)度的控制指標(biāo)，已不能滿足需要，需使用目前比較先進(jìn)的能反應(yīng)各顆粒級(jí)配比例的粒度分布作為水泥細(xì)度的控制指標(biāo)。

1 水泥顆粒分布的特點(diǎn)

水泥中3～32 um的顆粒對(duì)強(qiáng)度增進(jìn)率起主要作用，其間各粒級(jí)分布是連續(xù)的，其總量不能低于60%；16～24 um的顆粒對(duì)水泥的性能尤為重要，含量越多越好；大于65 um的顆粒越少越好，因?yàn)樗钚孕?，僅起填充料作用。一般情況下，特征粒徑值越大，粉磨產(chǎn)品越粗；特征粒徑值越小，粉磨產(chǎn)品越細(xì)。特征粒徑值較好的范圍為20～25 um。

江蘇金峰水泥集團(tuán)有限公司水泥由熟料、礦渣、石灰石、改性磷石膏、礦渣粉磨制而成。各組分在水泥中發(fā)揮的作用不同，它們的粒徑范圍也不一樣，從水泥水化速率和水化程度出發(fā)，首先應(yīng)要求熟料所需要的粒徑適當(dāng)粗點(diǎn)，以保持熟料持續(xù)水化，從而彌補(bǔ)混凝土因碳化而造成的強(qiáng)度下降，而石灰石、改性磷石膏、礦粉磨得更細(xì)點(diǎn)，填充熟料顆粒之間的空隙，進(jìn)而使水泥達(dá)到最緊密堆積的狀態(tài)。

2 檢測(cè)儀器

干法激光粒度儀：德國(guó)新帕泰克公司，HELOSRODOS型號(hào)。

3 干法激光粒度儀的工作原理和特點(diǎn)

（1）利用光的衍射現(xiàn)象，即大顆粒產(chǎn)生的衍射角小，小顆粒產(chǎn)生的衍射角大，通過(guò)計(jì)算探測(cè)器上收集到的不同衍射圖形的光強(qiáng)分布情況，確定顆粒的粒度大小和分布情況。

（2）通過(guò)分散管中物料不同速度梯度之間強(qiáng)大的摩擦剪切力實(shí)現(xiàn)團(tuán)聚顆粒的分布。

（3）通過(guò)大小不同顆粒之間的碰撞所產(chǎn)生的摩擦剪切力實(shí)現(xiàn)團(tuán)聚顆粒的分散。

（4）通過(guò)大小不同顆粒和分散壁之間的碰壁，實(shí)現(xiàn)團(tuán)聚顆粒的分布。

（5）干法干測(cè)，不需要任何分散溶劑或表面活性劑，操作簡(jiǎn)單。

（6）敞開式測(cè)量區(qū)域，瞬時(shí)分散，瞬時(shí)測(cè)量，有效避免分散好的顆粒流二次團(tuán)聚，和樣品交叉污染。

（7）直線型分散管，整體硬化鋼材質(zhì)，分散壓力可調(diào)，可完成分散至0.1 um的干粉。

（8）可測(cè)樣品量范圍廣：mg～kg。

（9）可測(cè)樣品顆粒范圍廣：0.1～3 500 um。

（10）檢測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確，減少了人為誤差。

4 干法激光粒度儀在水泥粉磨檢測(cè)中的作用及優(yōu)勢(shì)

國(guó)家水泥標(biāo)準(zhǔn)中水泥的細(xì)度用比表面積或0.045 um以及0.08 um篩余表示，比表面積反映的是一個(gè)綜合效果，在同樣比表面積情況下，粒度分布可能差異較大，水泥的性能差異亦比較明顯，而0.045 um以及0.08 um篩余，只能反映單一的粒度比例，不能反映水泥的性能。

干法激光粒度儀作為國(guó)外先進(jìn)的顆粒檢測(cè)設(shè)備，能檢測(cè)不同粒徑的比例以及特征粒徑等項(xiàng)目，根據(jù)水泥的粒度分布與水泥性能的對(duì)應(yīng)關(guān)系，調(diào)整水泥球磨機(jī)的球經(jīng)級(jí)配，改進(jìn)生產(chǎn)工藝和調(diào)整工藝參數(shù)，使水泥性能達(dá)到最佳，降低粉磨能耗。

5 干法激光粒度儀實(shí)際應(yīng)用

江蘇金峰水泥集團(tuán)有限公司于2021年4月份購(gòu)買三臺(tái)干法激光粒度分布儀，針對(duì)不合理的粒度分布進(jìn)行調(diào)整。

多破少磨也是使水泥粒度分布更合理，粉磨電耗降低的理論基礎(chǔ)，因此通過(guò)縮小輥壓機(jī)原始輥縫，調(diào)小輥壓機(jī)側(cè)檔板，在操作中控制合理的小倉(cāng)位，保持穩(wěn)定的料壓，同時(shí)加強(qiáng)輥壓機(jī)輥面的管理，使輥壓機(jī)的電流從原來(lái)的40～50 A提高至60～80 A，確保了輥壓機(jī)的做功，出輥壓機(jī)的細(xì)度明顯降低。在此基礎(chǔ)上對(duì)水泥磨工藝進(jìn)行改造，采用三分離選粉機(jī)，將輥壓機(jī)出來(lái)的物料中易磨的石灰石、調(diào)凝材料以及火山灰性質(zhì)的超細(xì)粉選出，直接進(jìn)入成品，擠出了間隙中的水份，水泥粒度分布符合連續(xù)級(jí)配的理論，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量下降0.6～1.0，改善了水泥與外加劑適應(yīng)性，由于部分易磨的物料已被分離，入磨物料比表面積基本在200～250㎡/㎏，水泥磨主機(jī)電流從原來(lái)的190 A降為160 A，水泥粉磨電耗進(jìn)一步降低，同時(shí)水泥的粒度分布更合理，混凝土強(qiáng)度有所提高。

使用粒度分布控制前后水泥粒度分布和物理性能對(duì)比見表1。

表1 使用粒度分布控制前后水泥粒度分布和物理性能對(duì)比

由表1可知，通過(guò)粒度分布控制水泥生產(chǎn)，水泥強(qiáng)度相當(dāng)，但水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度下降0.6%～1.0%，混凝土強(qiáng)度提高了一個(gè)標(biāo)號(hào)以上。水泥磨的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高20 t/h，電耗下降2 kwt/h。

6 結(jié)語(yǔ)

以干法激光粒度分布儀檢測(cè)的水泥粒度分布為依據(jù)，對(duì)水泥磨工藝進(jìn)行改造，同時(shí)對(duì)輥壓機(jī)的設(shè)施、球磨機(jī)級(jí)配、粉磨系統(tǒng)的工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，大幅改善了水泥的性能，提高了水泥磨的產(chǎn)量，同時(shí)降低了水泥磨的綜合電耗，產(chǎn)品質(zhì)量得到了客戶的一致好評(píng)。