Ранее в нашей публикации мы рассматривали, смесь каких материалов используется при производства цемента. Основой данной смеси является клинкер. В данной статье рассмотрим состав клинкера и его влияние на износ помольных шаров (мелющих шаров стальных) в процессе измельчения.
Кли́нкер (в цементной промышленности) — промежуточный продукт при производстве цемента. При нагревании смеси, полученной из известняка (около 75%) и глины (около 25%) или других материалов сходного валового состава и достаточной активности до температуры 1450°С происходит частичное плавление и образуются гранулы клинкера. Для получения цемента клинкер перемешивают с несколькими процентами гипса (около 5%, что зависит от марки гипса и содержания SO3 в клинкере) и тонко перемалывают. Гипс управляет скоростью схватывания; его можно частично заменить другими формами сульфата кальция. Некоторые технические условия разрешают добавлять другие материалы при помоле. Типичный клинкер имеет примерный состав 67 % СаО, 22 % SiO2, 5 % Аl2О3, 3 % Fе2O3 и 3 % других компонентов.
Основные минералы, содержащиеся в клинкере:
–Алит (C3S = 3CaO*SiO2 )- достаточно мягкий материал, твердость по Моосу составляет 3,2–3,4, минерал очень хрупкий и легко повреждаемый.
–Белит (C2S = 2CaO*SiO2) – второй основной минерал портландцементного клинкера, отличается медленным твердением, но обеспечивает достижение высокой прочности при длительном твердении портландцемента. Твердость минерала по Моосу колеблется в пределах 5-6.
Чем больше белита, тем труднее размалывать клинкер. Обычно добиваются содержания Алита 60%, ниже – трудно и среднеразмалываемый клинкер.
Коэффициент насыщения клинкера (KSK) – характеризует неполноту насыщения кремнезема оксидом кальция в процессе клинкерообразования, вычисляемую из отношения разности общего содержания СаО без суммы Al203+Fe203 и S03 к концентрации Si02 с соответствующими цифровыми коэффициентами — мольными отношениями каждого оксида к СаО.
Коэффициент насыщения клинкера (KSK) определяется на основе формулы Кинда, определяет насыщение известью.
Значение 92 – среднеразмалываемый клинкер, выше легкоразмалываемый, ниже – трудноразмалываемый. Чем ниже KSK, тем крупнее клинкер. Обычно значения KSK колеблется в пределах 80-98. Обычный портландцемент – 90-95, высокопрочный – 95-98. Чем выше коэффициент или KSK, тем ниже размалываемость.
Помимо физико-химических характеристик клинкера, на износ помольных шаров влияет и необходимая степень измельчения (тонина помола). За рубежом, в основном, используют показатель удельной поверхности по Блейну (см2/г). В Украине и странах СНГ используется показатель процент остатка на сите 009. В современных условиях лаборатории многих цементных заводов используют оба показателя, зависимость между которыми отображена ниже на графике.
Чем больше требуемая тонина помола, тем больше износ мелющих тел.
Помимо всего вышесказанного, есть еще множество факторов, которые напрямую влияют на удельный расход помольных тел. Наиболее весомые факторы мы перечислим ниже:
- При росте силикатного модуля, SiO2 / (Al2O3+Fe2O3) размалываемость уменьшается
- При росте Al2O3 размалываемость увеличивается
- При росте Fe2O3 размалываемость увеличивается
- При увеличении плотности клинкера размалываемость увеличивается
- Чем выше плотность сырьевой смеси, тем хуже размалываемость
- Чем выше C3S (алит), тем лучше размалываемость
- Чем выше C2S (белит), тем хуже размалываемость
- Чем больше жидкой фазы, тем хуже размалываемость
Размалываемость клинкера определяется по количеству затраченной электроэнергии на помол (кВт/тн) при других равных условиях. На процесс дробления и помола, при производстве цемента, расходуется порядка 85% электроэнергии, затраченной на весь производственный процесс. При этом 75% – на помол, а из них только 2-20% на полезную работу – измельчение. По некоторым гипотезам, только тысячный удар шара расходуется на измельчение материала. Поэтому, одними из самых требовательных клиентов компании Энергостил к качеству помольных шаров являются именно цементные заводы. На протяжении более десяти лет, мы поставляем нашим партнерам исключительно высококачественный шар, который обеспечивает необходимую тонину при минимальном удельном расходе.