摘要：近年来，随着水泥化的进程及生产工艺、过程控制技术的不断升级，水泥粉磨工艺和装备由以球磨机为主，为高效率的立式磨、辊压机等多种新型粉磨设备并用，几种设备的工艺组合，并朝着粉磨设备大型化、提升机工艺控制技术智能化方面发展，以满足水泥生产大型化、化的要求。辊压机料床粉磨技术是一项先进而成熟的粉磨技术，在辊压机的各种粉磨流程中，由V型静态选粉机和辊压机组成的联合粉磨系统尤其具有优质、高产、低消耗等综合优势。
一、联合粉磨生产优势
1.节能、环保、确保水泥质量
粉磨在制造水泥工程中占有非常重要的地位，无论是生料(半成品)还是水泥(成品)需要通过粉磨来获得，每生产1吨水泥，需要粉磨各种物料3、5吨左右，电耗约为100～110kW.h，其中60％～70％的电耗消耗在粉磨中。尤其是水泥粉磨系统比生料粉磨系统耗电量更大，这是因为水泥熟料质量差时，熟料中的硅酸二钙含量高时难磨，粉磨效率就会明显降低，电耗明显增加。从水泥的水化和硬化反应、胶凝性有效利用率、强度尤其是早期强度来考虑，水泥磨的越细越好，这样还能改善其泌水性和易性等，水泥还要考虑产品的颗粒分布，力争做到节能、环保、确保水泥质量。
2.实现宏伟目标
节能是促进社会可持续发展、实现全面建设小康社会宏伟目标的关键之一。工业是能源和原材料的主要消耗大户，水泥工业又是大量耗能的工业，因此节能降耗成为我国水泥工业长期而重要的任务，实现这一目标的关键在于提高粉磨效率，降低粉磨作业电耗。实际生产中，以辊压机为代表的料床预粉磨系统是料床粉磨的主导。预粉磨分为循环预粉磨、混合粉磨、联合粉磨和半终粉磨。相对球磨机一级闭路粉磨工艺，联合粉磨和半终粉磨流程具有明显的系统优势。虽然半终粉磨在系统增产方面具有更好的效果，但其节能幅度却略低于联合粉磨，且设备选型时受到一定限制，因此在实际工程设计中，联合粉磨流程得到了更加广泛的应用。尤其在生产改造项目中，由于受到原有设备能力限制(尤其是原有选粉机的能力不足)，选用半终粉磨流程局限性较大，而循环预粉磨、联合粉磨流程则具有较大的可行性，这其中又以联合粉磨流程更能取得良好的节能增产效果。
二、联合粉磨提高产量，降低能耗的主要措施
1.水泥平均粒度
在水泥粉磨过程中，不是均匀的单颗粒，而是包含不同粒径的颗粒体一粒群，所以在评述水泥细度时若只用筛余这一简单的表示方法，差不多有90％多的水泥颗粒都通过筛孔成了筛下物，然而这些筛下物的颗粒大小并不清楚，故筛余量相同时比表面积也会出现很悬殊的现象。水泥颗粒的平均粒度是表征水泥颗粒体系的重要几何参数，但所能提供的粒度特性信息则非常有限，因为两个平均粒度相同的粒群，完全可能有不一样的粒度组成(颗粒级配)。
2.水泥比表面积
国外水泥标准大多规定比表面积指标，一般都采用勃氏比表面积仪测定水泥比表面积，我国的硅酸盐水泥和熟料的国家标准规定已与国外标准一致。水泥比表面积与水泥性能已存在着较好的关系。水泥成品的比表面积与其物理力学强度之间具有良好的相关性，由于闭路粉磨工艺的特殊性及选粉机自身的分级精度，研磨体级配等方面的原因，其成品比表面积一般都不很高，制约了水化活性的发挥。实际生产过程中，可采取以下技术措施，将水泥比表面积提高至350m2／kg以上。
3.水泥颗粒级配
国内外长期试验研究证明，水泥颗粒级配是水泥性能的决定因素，目前比较公认的水泥最佳颗粒级配为3—32μm，而3—32μm颗粒对强度的增长起主要作用，其粒度分布是连续的，总量应不低于65％；16—24μm的颗粒对水泥性能尤为重要，含量愈多愈好；小于3μm的细颗粒，易结团，不要超过10％；大于64μm的颗粒活性很小。水泥粒度分布(颗粒级配)不当还会影响水泥水化时的需水量(和易性)，若为了达到水泥砂浆的标准稠度而提高了用水量，则最终会降低硬化后的水泥或表混凝土的强度。因此掌握水泥颗粒级配的指标是很重要的。国外水泥的圆度系数，大多在0.67左右。建材研究院测定的我国部分大、中型水泥水泥的圆度系数平均值为0.63，波动在0.51—0.73之间。试验研究表明，将水泥颗粒的圆度系数由0.67提高到0.85时，水泥砂浆28d抗压强度可提高20—30％。
水泥的合理颗粒组成是指该组成能最大限度地发挥水泥熟料的胶凝性和具有最紧密的体积堆积密度。熟料胶凝性与颗粒的水化速度和水化程度有关，而堆积密度则由颗粒大小含量比例所决定。采用45μm筛余可以使企业了解水泥中有效颗粒的含量，而使用比表面积可以及时掌握与水泥需水性等密切相关的微细颗粒的含量。二者相结合进行粉磨工艺参数控制，将使水泥性能达到最优化。
大于45μm的熟料颗粒全水化时间很长，对水泥强度贡献很小，熟料与水作用生成的水化产物是水泥产生胶凝性的根本原因。水泥颗粒的水化程度决定水泥胶凝性的发挥。熟料的水化程度与矿物种类和颗粒大小有关。
目前比较公认的水泥最佳性能的颗粒级配为：3—32μm颗粒总量不能低于65％，＜3μm细颗粒不要超过10％，＞65μm颗粒最好为0，＜1μm的颗粒最好没有。因为3.32μm颗粒对强度增长起主要作用，特别是16—24μm颗粒对水泥性能尤为重要，含量越多越好；＜3μm的细颗粒容易结团，＜1μm的小颗粒在加水搅拌中很快就水化，对混凝土强度作用很小，且影响水泥与外加剂的适应性，易影响水泥性能而导致混凝土开裂，严重影响混凝土的耐久性；＞65μm的颗粒水化很慢，对28d强度贡献很小。
在固定的工艺条件下，使水泥的45μm筛余量和比表面积控制在一个合理的水平上时，可限制3μm以下和45μm以上的颗粒，以此获得良好的水泥性能和较低的生产成本。这种细度控制方法与其它方法相比，具有操作简便、控制有效的优点。只要取样进行筛析试验和比表面积测定，就可以为磨机的操作提供依据。
提高水泥粉磨系统产量、降低电耗历来是人们关注的焦点，尤其是ISO标准实施后，对于多数水泥企业来说，都感到既要使产品适应新标准的质量要求，又不影响磨机产量、增加生产成本，对水泥粉磨系统进行优化改造无疑是首选措施。
4.粉磨方式
预粉碎是粉磨系统大幅度提高产量的主要措施，预粉碎一般是指在球磨机前设置一台细碎机，使人磨粒度降低，将原来球磨机粗磨仓担负的部分粗碎任务交由效率较高的细碎机来完成，增设预破碎后，球磨机内部结构也要进行相应调整，尤其是一仓应以提高研磨能力为目标。从理论上分析，加预破碎后人磨物料粒度降低，一仓的破碎作用与研磨作用已退居次要地位，采用预破碎系统进行提高磨机产量的改造，低投资是其最大优势，它主要适合于磨机辅助设备和输送设备富裕能力有限，以及大幅度升级成本效益不合理的厂家。
(1)磨前采用辊压机预碎
采用辊压机作为预粉磨设备。建议采用半终粉磨流程，即预粉磨球磨机与选粉机组成闭路系统，使进入后续球磨机的物料粒度更加均匀，一般＜2mm的占90％左右，最大粒度控制在＜5mm，可缩短物料在磨内的停留时间，避免出现“饱磨”现象。球磨机预粉磨工艺提高产量的幅度可达50％以上。
(2)采用高效选粉机
闭路粉磨的必要设备是选粉机。选粉机的功能是通过将出磨料中达到一定粒径的颗粒及时选出，减少磨内过粉磨量，从而提高磨机粉磨系统效率。但选粉机本身并不产生细粉，选粉机的选用和改造应与磨机的改造结合起来进行。当然，一般说来，选粉机的效率高，系统产量也高。选粉机的关键技术是“分散”、“分级”和“收集”。“分散”是指进入选粉机的物料要尽可能地抛撒开来，物料颗粒之间要形成一定的空间距离。日本O—Sepa选粉机笼形分离、转子选粉机旋风分离、旁路除尘分离和辅助进风分离为一体的五级分离的高效选粉机，其分散、分级及收集机理非常明确，尤其分级机理与离心式、旋风式包括转子式选粉机相比有突破性的改变，选粉机的各环节均达到了相当高的水平，因而分级效率高达85％。
