闭路粉磨水泥能达到开路粉磨水泥的品质 
摘要：不同开路粉磨水泥，其特征粒径与均匀性系数略有差别。总之要使闭路磨水泥颗粒级配接近开路磨，主要应增加细颗粒以及较少的大颗粒。
粒度分布对水泥的性能，特别是水泥需水量有强烈的影响，探讨水泥的最佳粒度分布，对提高水泥、混凝土性能，降低水泥工业的能源、资源消耗和环境污染都具有重要意义。在水泥水化早期，水泥各种颗粒的水化程度都较小，影响水泥性能的因素主要是粉体的堆积状态，而粉体的堆积状态主要是由水泥粉体的粒度分布决定的，只要水泥的粒度分布合理，在某一程度上可以获得较好的水泥性能。
1 均匀性系数和特征粒径对RRSB曲线的影响
为探究均匀性系数和特征粒径对RRSB曲线的影响，本文选择0.55≤n≤1.2，特征粒径De取16、18、20、22，分别绘制了RRSB曲线和微分分布曲线（见图1-1和图1-2），并计算了对应的比表面积（见表1-1）。
RRSB表达式为：
R=100e- （1-1）
式中： R——粉末产品中某一粒径x（μm）的筛余（%）；
e——自然对数的底，e=2.718；
De——特征粒径（μm）；
n——均匀性系数；
利用特征粒径De和均匀性系数n，还可计算粉磨产品的比表面积，计算公式如下：
S=36.8×104/（De·n·γ） （1-2）
式中 S——比表面积（cm2/g）；
γ——颗粒密度（g/cm3），水泥一般为3～3.2，本文统一取3 g/cm3。
表1-1 均匀性系数和特征粒径对比表面积的影响
|
n
|
0.55
|
0.95
|
1.2
|
|||||||||
|
De（μm）
|
16
|
18
|
20
|
22
|
16
|
18
|
20
|
22
|
16
|
18
|
20
|
22
|
|
S （m2/kg）
|
1394
|
1239
|
1115
|
1014
|
807
|
717
|
646
|
587
|
639
|
568
|
511
|
465
|
图1-2 不同n和De粒径微分分布图
从图1-2可以看出，不同特征粒径与均匀性系数在小粒径部分（3-6μm）、大粒径（>40μm）有交点。均匀性系数越小，细粉与粗粉均多。特征粒径越小，峰顶位置偏向小粒径。
D≤3μm时，n=0.55时细粉最多，n=0.95次之，n=1.2最少；.
3μm-40μm时， n=1.2所含的粉体最多，n=0.55最少；.
D≥40μm时与D≤3μm时的变化趋势相同，n=0.55所含的粗粉最多，n=1.2最少。
图1-3 De=22μm时n对粒径微分分布的影响
图1-3可以看出，三条曲线在6μm，40μm有两个交点。
<6μm时，均匀性系数越小所含细分越多。
6μm<粒径<40μm, 均匀性系数越大，分体含量越多；
>40μm,均匀性系数越小，该部分粉体含量越多。
n=0.95时相当于开路粉磨系统的粒径分布，n=1.2相当于闭路粉磨系统的粒径分布，所以从理论上说，为使闭路粉磨的粉体接近开路粉磨的必须增加≤6μm和≥40μm的颗粒，减少尺寸在6-40μm的颗粒。
2 实际水泥需水量的调节
表2-1为某水泥厂开路粉磨和闭路粉磨水泥的粒度分布。一般来说，闭路粉磨系统的粒径分布较开路粉磨的窄，本文比较二者的粒度分布，并提出找出调节闭路粉磨系统粒径的方法。
图2-1 各水泥累计筛余分布的区别
图2-2 各水泥微分分布的区别
表2-1 开路粉磨系统与闭路粉磨系统粒度分布的比较
|
粒径（μm）
|
≤3
|
3-10
|
10-20
|
20-30
|
30-45
|
45-60
|
60-80
|
＞80
|
n
|
De
|
|
闭路1
|
9.41
|
27.88
|
23.82
|
16.83
|
10.87
|
8.04
|
3.14
|
0
|
1.15
|
23.23
|
|
闭路2
|
8.97
|
16.15
|
22.41
|
20.70
|
20.36
|
9.12
|
2.29
|
0
|
1.20
|
25.84
|
|
闭路3
|
12.13
|
28.01
|
25.72
|
17.04
|
12.53
|
4.11
|
0.46
|
0
|
1.19
|
17.33
|
|
开路A
|
12.65
|
24.39
|
19.21
|
14.68
|
16.22
|
8.96
|
3.81
|
0.07
|
0.98
|
22.46
|
|
开路B
|
12.63
|
23.98
|
22.49
|
16.46
|
10.85
|
8.71
|
4.88
|
0
|
1.01
|
24.44
|
表2-2 开路粉磨系统与闭路粉磨系统粒度分布的差异
|
开路与闭路差值
|
≤3
|
3-10
|
10-20
|
20-30
|
30-45
|
45-60
|
60-80
|
＞80
|
n
|
De
|
|
闭路1与开路A的差值
|
-3.24
|
3.49
|
4.61
|
2.15
|
-5.53
|
-0.92
|
-0.67
|
-0.07
|
0.17
|
0.77
|
|
闭路2与开路A
|
-3.68
|
-8.24
|
3.20
|
6.02
|
4.14
|
0.16
|
-1.52
|
-0.07
|
0.22
|
3.38
|
|
闭路3与开路A
|
-0.34
|
3.62
|
6.51
|
3.36
|
-3.69
|
-4.85
|
-3.35
|
-0.07
|
0.21
|
-5.13
|
|
闭路1与开路B
|
-3.22
|
3.90
|
1.33
|
0.37
|
0.02
|
-0.67
|
-1.74
|
0
|
0.14
|
-1.21
|
|
闭路2与开路B
|
-3.66
|
-7.83
|
-0.08
|
4.24
|
9.51
|
0.41
|
-2.59
|
0
|
0.19
|
1.40
|
|
闭路3与开路B
|
-0.32
|
4.03
|
3.32
|
0.58
|
1.68
|
-4.6
|
-4.42
|
0
|
0.18
|
-7.11
|
从表2-1和2-2可以看出，闭路粉磨系统颗粒的均匀性系数比开路的高0.14-0.22，说明后者的粒径分布的确更宽；从特征粒径的差值中，如果为正值，说明闭路粉磨系统的粒径偏粗，为负值则偏细，那么在生产中可将差值相反的水泥混合，从而提高其粒度的分布范围。
从图2-1到2-3可以看出，为了得到与开路（或者接近开路）一致的颗粒分布，应增加<3μm颗粒3.5%左右，3-10μm颗粒降低4%左右，45-80μm的颗粒增加3%左右。
不同开路粉磨水泥，其特征粒径与均匀性系数略有差别。总之要使闭路磨水泥颗粒级配接近开路磨，主要应增加细颗粒以及较少的大颗粒。
实际水泥中，开路粉磨与闭路粉磨的微分分布的区别与理论上是比较相符的，图2-3中蓝色的线条为闭路粉磨颗粒的微分分布，红色和黑色的为开路粉磨的，从图中可以看出小于3μm和大于40μm的颗粒前者所占的百分比后者的少，3-40μm的更多。所以在实际水泥中也应增加≤3μm和≥40μm的颗粒，减少尺寸在3-40μm的颗粒，以使闭路粉磨的粒度分布接近开路粉磨的。
3 设想
现有水泥厂为降低粉磨能耗，大部分水泥厂均采用辊压机带O-SEPA选粉机的闭路球磨系统。改善水泥颗粒级配是否可以：
(1) 增加一台选粉机，选出以3μm左右为主的粉体，加入到成品中，基本不增加粉磨电耗的情况下，改善了闭路水泥的颗粒级配，降低闭路粉磨水泥的需水量，可大大提高水泥的品质。
(2) 对于配置2-3台闭路线的水泥厂，可以考虑其中一条线专门粉磨易磨的石灰石、或者加入某种粒度小的粉体。既不增加早期水化放热，又起到降低需水量的作用。
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