目前管磨機粉磨系統(tǒng)基本上都是干法磨，磨內(nèi)物料水份含量對粉內(nèi)工況和粉磨效率都有很大影響。如何正確處理入磨物料的水份問題，是各粉體制造公司經(jīng)常碰到的難題。我們在實際工作中積累的一些經(jīng)驗，或許對解決該問題有所裨益。
1 水份含量與糊磨的關(guān)系
津巴布韋Pacstar水泥公司有一臺Φ2.2×7.0m開流水泥磨，它第一倉經(jīng)常飽磨，打開磨門觀察，我們發(fā)現(xiàn)物料在隔倉板篦孔內(nèi)結(jié)塊，篦孔堵塞，鋼球、襯板表面包裹嚴重。進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，入磨物料平均水份含量高達5～6%，我們它是磨機糊磨的主要原因。為了探求物料水份含量與糊磨的關(guān)系，該公司一起用Φ500×500mm球磨機進行了試驗，試驗用研磨體級配為： 球: Φ50 30kg; Φ40 25kg; Φ30 16.5kg 段: Φ20 15kg; Φ16 13kg; Φ12 10.5kg 試驗物料及其配比與實際生產(chǎn)相同，熟料為津巴布韋華津水泥廠濕法窯熟料，礦渣取自津巴布韋鋼鐵公司，物料配比為：熟料：礦渣：石膏=61.7 : 36.2 : 2.1。粉磨30分鐘后，得到如下結(jié)果：
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綜合水份 |
結(jié)果 |
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1.0% |
球、段、襯板皆不糊，磨內(nèi)光潔如洗 |
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2.0% |
球、襯板輕度糊、段不糊 |
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2.5% |
球、襯板嚴重糊、段輕度糊 |
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3.0% |
球、襯板、段嚴重糊 |
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5.0% |
球、襯板、段嚴重糊，結(jié)塊嚴重可見 |
隨著物料水份含量提高，糊磨現(xiàn)象越來越嚴重，同時可見鋼段較之于球與襯板，有較好的抗糊性。 Pacstar公司在實際生產(chǎn)時發(fā)現(xiàn)，如果物料水份超過2.8%，會發(fā)生糊球、糊襯板和隔倉板篦孔堵塞現(xiàn)象。但水份在2.5%時，磨機并未發(fā)生這些糊磨現(xiàn)象。這與上述小磨試驗結(jié)果有所不同，可能是因為實際生產(chǎn)時磨機有良好的通風，并且物料在磨內(nèi)停留時間較短，使得糊磨難以發(fā)生。
2 水份含量過低的影響
Pacstar公司在生產(chǎn)中還發(fā)現(xiàn)，入磨水份小于1.5%時，產(chǎn)品比表面積由350㎡/㎏降至310㎡/㎏，其7天、28天齡期的抗壓、抗折強度也有所下降。我們在國內(nèi)的一些粉體公司，也經(jīng)常碰到類似的情況。如天津環(huán)津建材公司，有一臺Φ3.0×13m開流管磨機，粉磨100%礦渣粉，入磨礦渣水份一般控制在1.5～1.8%，臺時產(chǎn)量達到21t/h，比表面積420㎡/㎏，但當入磨物料水份降到1.0%以下時，比表面積會降到380㎡/㎏以下。還有江蘇某礦粉公司，有時因為礦渣烘得太干，產(chǎn)品比表面積難以達到400㎡/㎏以上的要求，但此時只要在入磨物料上噴灑適量水份，問題就迎刃而解�？傊梢蕴岣吖苣C粉磨效率，這是什么緣故呢？原來，一般SiO2或其它硅酸鹽材料，其表面斷裂的Si－O－Si鍵和未斷裂的Si－O－Si鍵都可以和水蒸氣實現(xiàn)化學吸附，形成帶OH-基團的表面吸附層，隨后再通過OH-層上的氫鍵吸附水分子。吸附膜的形成降低了粉體的表面自由焓，使之較難結(jié)團成球，較難粘附于襯板和研磨體上。其次吸附膜還顯著降低材料的機械強度。根據(jù)Griffith的玻璃斷裂理論，材料實際斷裂強度R與表面自由焓α的關(guān)系：
式中E為彈性模量，C為微裂紋長度。
由于吸附膜使固體表面微裂紋內(nèi)壁的表面能降低，其斷裂強度大隔下降。例如普通鈉鈣硅酸鹽玻璃在真空中的強度為25000磅/英寸2，而在飽和水蒸氣中僅為12000磅/英寸2。所以水可以提高粉磨效率。
3 影響最佳水分含量的相關(guān)因素
入磨物料水份無論過高或偏低，都會對管磨機的生產(chǎn)帶來不良影響，即存在一個最佳的水份含量。它的范圍與具體的磨機、物料、粉磨工藝等密切相關(guān)，在長期的工作中，我們總結(jié)了如下一些規(guī)律：
⑴ 物料流動性越好，越不易糊磨。例如在礦渣中摻5%的粉煤灰，物料流動性大大提高，其入磨物料適宜水份也可相對提高；
�、� 存放時間過長的物料特別易于糊磨。我們在津巴布韋遇到一種礦渣，存放時間達10年之久，即使物料經(jīng)強力烘干，達到0.8%以下，也容易糊磨；
�、� 隔倉板篦孔越小，越易堵塞，從而導致糊磨。擴大篦孔可以提高入磨物料適宜水份含量； ⑷ 磨內(nèi)風量越大，風速越高，入磨物料適宜水份可越高；
⑷ 磨內(nèi)溫度越高，入磨物料水份含量也可越高；
⑸鋼段較之于鋼球、細磨倉較之于粗磨倉，難以糊磨。
總之，入磨物料的適宜水份含量并非一成不變的，可以通過對以上各項的優(yōu)化而加以提高，從而提高烘干設備和粉磨設備的效率。
4 結(jié)論
水份含量過高，會導致磨機糊磨，水份含量過低，不但降低烘干機產(chǎn)量，增加煤耗，而且降低管磨機產(chǎn)、質(zhì)量。水份含量存在一個最佳的范圍，這個范圍與管磨機內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工藝條件，與實際生產(chǎn)時的外部環(huán)境密切相關(guān)。各個工廠應根據(jù)具體條件，尋找最佳值，并在磨機工藝設計時，充分考慮物料流動、通風、研磨體等對水份要求的影響。
R=（2Eα/πC）0.５
