在水泥企業(yè)，許多人都錯誤的認(rèn)為：“陶瓷球應(yīng)用沒什么技術(shù)，不就是把球磨機(jī)尾倉的鋼鍛倒出來、換上陶瓷球嗎?”實際上，這么做的后果，就只能把粉磨系統(tǒng)的臺時產(chǎn)量一降再降。原因很簡單，不降低產(chǎn)量，出磨物料中合格的水泥成品含量太少，要保證水泥產(chǎn)品質(zhì)量(細(xì)度、比表面積)達(dá)到內(nèi)控指標(biāo)，就得降低產(chǎn)量。好多在水泥粉磨車間工作十幾年或幾十年的員工，開始都不相信這個現(xiàn)實，按使用鋼球、鋼鍛的“經(jīng)驗”，對待陶瓷球的應(yīng)用，球磨機(jī)臺時產(chǎn)量一下子就降了20%～30%;再多加陶瓷球，問題也得不到解決。只有此時，各位才不得不承認(rèn)：“應(yīng)用陶瓷球，既要粉磨系統(tǒng)節(jié)電、又不能降低水泥的產(chǎn)、質(zhì)量，同志還需努力!”這正是陶瓷球應(yīng)用技術(shù)的科技含量所在。
陶瓷球的硬度、耐磨性能，都不亞于鋼球，我們通過多次小磨試驗，都證實了這一點：“在相同規(guī)格、相同裝載量、相同粉磨時間”的條件下，陶瓷球與鋼球粉磨水泥的產(chǎn)、質(zhì)量，基本持平。為什么進(jìn)了大磨，差異就顯現(xiàn)出來呢?究其原因主要有兩點：
(1)陶瓷球容重為2.2t/m3,而鋼球容重為4.5t/m3;在球磨機(jī)同一倉位內(nèi)，陶瓷球一般做不到與鋼球、鋼鍛有“相同裝載量”;如果裝載量相同，陶瓷球的體積(或填充率)就得是鋼球、鋼鍛的2倍。然而，球磨機(jī)磨內(nèi)填充率的限值：必須小于50%;所以，容重輕，是陶瓷球節(jié)電的“本錢”，同時又是“不可超限”的弊端。
(2)干法粉磨水泥的球磨機(jī)，是磨頭加料、磨尾出料的連續(xù)性工作設(shè)備;物料從進(jìn)口到出口，一般在磨內(nèi)停留時間只有18～20分鐘;大型球磨機(jī)的尾倉長度為8～9米，物料最長的停留時間都在10～15分鐘之內(nèi);陶瓷球受填充率所限、裝載量無法增加，粉磨時間又不可能延長，要想把物料磨細(xì)、符合企業(yè)內(nèi)控指標(biāo)要求，這就是難題：陶瓷球的研磨能力與鋼球、鋼鍛不在一個數(shù)量級上;換句話說，陶瓷球不能與鋼球、鋼鍛在“同一起跑線上”比賽，必須要向前倉的鋼球、甚至延伸到磨前的預(yù)粉碎(輥壓機(jī))系統(tǒng)“借力”，讓進(jìn)入尾倉的物料比裝鋼球、鋼鍛時更細(xì);沒有前面的幫助，它在尾倉必然“掉鏈子”。應(yīng)用陶瓷球之前，如果這兩點沒看清、沒想通，球磨機(jī)“減產(chǎn)”，那就在意料之中。
在陶瓷球應(yīng)用之前，我們一定要打開磨門，進(jìn)入球磨機(jī)內(nèi)，測量一下各倉研磨體的實際填充率(計算實際裝載量)，做到心中有數(shù);經(jīng)過多次大磨試驗，在入磨粒度≤5mm的水泥粉磨系統(tǒng)，我們摸索出一套簡單的解決辦法：“空高操作法”;即：在使用陶瓷球的前一倉(鋼球倉)內(nèi)、按平均球徑基本不變的原則補(bǔ)球，直至倉內(nèi)的高徑比H/Di(研磨體表面的空間高度H與有效內(nèi)徑Di之比)達(dá)到適宜的目標(biāo)范圍：0.55(上限)～0.60(下限)，它所對應(yīng)的填充率上限約為43%，下限約為37%;過低無力，過高無益。這樣之后，只要尾倉陶瓷球的裝載量，達(dá)到原來尾倉鋼鍛(或小鋼球)裝載量的60%～70%，預(yù)期目標(biāo)就會實現(xiàn)，水泥粉磨系統(tǒng)的臺時產(chǎn)量就不會降低或僅僅略有降低(≤5%原產(chǎn)量)。
有些水泥企業(yè)反映，他們的球磨機(jī)鋼球填充率超過30%后，球加不進(jìn)去。那怎么辦呢?原因在于：部分國產(chǎn)球磨機(jī)和大型的滑履磨的設(shè)計參數(shù)中，都是以金屬研磨體(鋼球、鋼鍛)為參照物，一倉裝載量要服從沖擊粉碎的需要，填充率一般都不超過30%，否則，鋼球形不成拋落狀態(tài)，沖擊力達(dá)不到工藝要求。因此，沒有考慮今后填充率提高的需要，磨頭進(jìn)料口設(shè)計尺寸偏大。如果是這樣的磨機(jī)，那么就應(yīng)該在使用陶瓷球之前，對進(jìn)料口適當(dāng)進(jìn)行改造，增加一段進(jìn)料螺旋、縮小進(jìn)料口尺寸，就可以加進(jìn)鋼球了。
對水泥企業(yè)來說，目前陶瓷球應(yīng)用技術(shù)闖出了一條水泥粉磨節(jié)能的新途徑;在創(chuàng)新驅(qū)動的新形勢下，遇到一點小波折，也是難免的。只要我們精心操作、認(rèn)真總結(jié)，一定能在最短的時間內(nèi)，把這項經(jīng)濟(jì)實惠的技術(shù)學(xué)會、弄懂、掌握好，為企業(yè)節(jié)支降耗、增光添彩。
作者簡介：陳紹龍 教授，原山東建材學(xué)院材料系副主任、水泥研究所所長、濟(jì)南大學(xué)設(shè)計研究院院長。中國建材工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究會資深粉體工程專家、中國水泥協(xié)會水泥助磨劑分會專家委員會副主任委員，山東宏藝科技股份有限公司高級顧問。