济南大学研发水泥球磨机技术在山水水泥生产线成功应用

  近日，由济南大学材料学院研发的一项水泥粉磨新型材料及其应用技术——基于特种非金属研磨体的水泥磨机新型粉磨技术，在山水集团山东水泥厂有限公司联合粉磨系统上得到成功应用。该成果是对水泥球磨机研磨材料和粉磨技术的一次革命性创新，改变了长期以来水泥球磨机依靠金属研磨材料的现状，能有效降低水泥粉磨系统电耗，节约水泥生产成本，同时减少水泥中的铬含量。

  该成果是济南大学在水泥制造方面的最新科研进展之一，由济南大学材料学院副院长叶正茂教授带领侯宪钦副教授、朱晖工程师等人组成的科研团队，通过近两年的研究开发取得成功。

  众所周知，水泥球磨机是将水泥熟料、石膏、混合材等进行粉碎制备水泥的关键设备。当球磨机筒体转动时，研磨体由于惯性和离心力作用、摩擦力作用，被带到一定的高度，依靠重力作用而抛落，将筒体内的物料击碎，从而实现水泥粉磨。研磨体一般为钢球或钢锻，并按不同直径和一定比例装入各仓中。

  该科研团队结合水泥球磨机的特点，通过对磨机内研磨体的运动轨迹和能量变化规律，运用高等算法，计算出研磨体的受力临界阈值，对研磨体求出受力边界条件。本技术的核心之一是新型特种非金属研磨体材料，通过改变非金属研磨体的材料配比、元素调控、成型制备工艺等改性技术，制备出了适合水泥磨机条件的新型特种非金属研磨体材料。与传统金属研磨材料相比，其优点是比重小，约为钢球的1/2；磨耗低，为钢球的1/3左右。

  针对这种新型非金属研磨体，该科研团队还结合磨机内部构造情况以及“球、料、风”的运动规律，通过对磨内结构进行适应性设计调整，并配合辊压机和选粉机，制定精准的改造方案和与调控措施，实现水泥粉磨系统降低电耗、节约生产成本的目的。

  其诸多优势还包括：由于非金属研磨体不含铬离子，减少了水泥中的铬含量，比含铬的钢球或钢锻更加绿色环保。同时由于粉磨做功方式的差别，改善了水泥过粉磨现象，调整优化了水泥粒径中3~32μm的分布，改善了水泥水化质量；非金属研磨体还能减少静电吸附，有利于提高粉磨效率；由于新型特种非金属研磨体较钢球比重小，装载量大大降低了磨机负荷，轴承轴瓦温度也随之降低，可对电机系统起到保护作用，维修率和故障率也大大降低。

  目前，该科研成果已经申报了国家发明专利。同时该科研团队还针对性开展了相关不同研磨介质形态和研磨部件的研发，并已经完成了实验室检测，正在进行工业中试。