如何，磨削SCM的方式，以及为什么

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近几十年来，水泥行业在减少碳排放方面取得了巨大进展。但是，尽管替代燃料的使用在增加，新技术正在提高水泥制造过程的效率，一个症结仍然存在:石灰石的煅烧是该行业最大的排放源。为了解决这一问题，水泥制造商必须减少混合料中的熟料数量，并用补充胶凝材料(scm)代替。

什么、在哪里和在多大程度上–SCM在全球的采用

SCMs的采用情况因您在世界上的位置而异。例如，在印度和巴西，通常使用飞灰和矿渣将熟料系数降低到65%。在美国，熟料率仍高达95%左右。根据气候技术中心和网络，全球范围内的平均熟料/水泥比约为0.81，剩余部分包括石膏和添加剂，如高炉矿渣、粉煤灰和天然火山灰₁ 联合国环境规划署赞助的白皮书《生态高效水泥：低二氧化碳排放的潜在经济可行解决方案》₂ 水泥基材料行业的数据显示，到2050年，全球平均值可以达到0.60。₂亚搏登录网

SCM的可用性肯定是一个因素，以及标准和法规，在某些国家比其他国家更具限制性。但行业也有很多不确定性：哪种材料是“最好”的？什么是SCM最合适的研磨技术？将新材料集成到现有植物中有多容易？

随着数十年的经验，在垂直滚筒厂，球磨机和液压滚筒压力机中研磨各种不同的材料，Flsmidth可以分享我们的知识，帮助工业在降低其碳足迹方面取得进步。yobo体育app官网

SCM的类型

SCM可以是天然存在的材料，或者作为其他工业过程的副产物出现。全球水泥和混凝土协会（GCCA）根据它们的硬化方式组合SCMS：液压SCMS在水（如波特兰水泥）存在下硬化，包括颗粒状高炉炉渣（GBFS）和烧焦的油页岩。Pozzolanic材料需要溶解溶解氢氧化钙（Ca（OH）2）的额外存在 - Portland水泥的水合的副产物 - 为了硬化。这些包括粉煤灰，二氧化硅烟，煅烧粘土，烧焦的稻壳和天然波佐。液压水泥具有更高的休龄龄强度，而Pozzolans继续获得更长的时间，具有更高的长期混凝土强度。两者都已被证明在施工申请中。石灰石没有被归类为液压或波兹洛替裔，而且还有助于混凝土的硬化，将其放在SCM类别中。表1提供了一般性概述和今天水泥制造中使用的不同SCM的一些背景信息。

表1. SCM的常见类型

	供应链管理类型	来源	可用性	可磨性	注释
液压SCM	GBFS.	副产品钢铁生产	在工业化国家可以使用，但随着钢铁生产效率的提高，GBF的可用性将减少	高,，之间的不同120 -200％的熟料	最多可替换为100％（70%是常见的）。
火山灰超临界流体力学	粉煤灰	副产品煤燃烧的动力	大约9亿tpy可用，但只有大约三分之一是足够高的质量，用于水泥和混凝土。	低至中度， 3.0％熟料	作为C.OAL.预计大幅减少那粉煤灰不是长期解决方案。
	煅烧粘土	自然发生的全球	广泛可用，有时甚至储存为陶瓷制造业的废物	容易,熟料< 30%	以前，色彩控制是一个问题，但这已经解决了从flsmith的新技术的发展yobo体育app官网
	天然火山灰	自然发生的全球	可用性和适用性不同	不同，30% -100%熟料	可以非常磨蚀，可能需要更精细的粒度
	石灰石	自然发生的全球	广泛使用	低，占熟料的30%	用作填料的用量以5-35％的不同量调节，并且已经以适当的研磨以更大的数量证明。

当前采用SCM的例子

印度亚洲无限期

印度是SCMs的成功采用者，2017年的平均熟料系数为0.71。这在很大程度上要归功于2015年复合水泥标准的引入，这鼓励了市场的采用，以及火电厂飞灰的广泛可用性。

2017年波特兰火山岛水泥（PPC）产量约为65％的市场，2017年2010年PPC的熟料因子也从0.68提高到0.65.波特兰渣水泥（PSC）占市场的10％左右并且还减少了熟料含量从0.55到0.40减少到0.40.2同时，通过使用从发电厂和钢制生产炉渣的粉煤灰使用粉煤灰实现了熟料因子低至44％的熟料因子。

表2.孟加拉国沙水泥的水泥生产

水泥型	OPC	PPC.	PSC	渣	PCC
饲料混合	95％熟料+ 5％石膏	65％熟料+ 5％石膏+ 30％飞灰	65%熟料+ 5%石膏+ 30%矿渣	100%熔渣	45%熟料+5%石膏+25%粉煤灰+ 25%矿渣
细度（布莱恩）	2800-3200布莱恩	3400 - 3800 Blaine	3600 - 4000布莱恩	4000 - 4200布莱恩	3600 - 4000布莱恩

在印度次大陆地区，flsmith提供了各种类型的磨机研磨系统。yobo体育app官网在过去10年里安装的最常见的磨矿系统是带有半精加工球磨机的vrm或HRP。由于更好的整体电力效率和更低的维护成本，安装用于水泥研磨的vrm数量呈上升趋势。一个例子是吉尼斯世界纪录最大的水泥研磨VRM在孟加拉国沙阿水泥。该工厂定期生产PPC和PSC水泥，如表2所示。

在整个亚洲，各种混纺水泥或波特兰复合水泥（PCC）包括许多不同的添加剂材料，包括扭曲，这是从采石场的难以磨损的覆盖层。即使用这种难以这种难以证实，在OK磨机中已经证明了稳定可靠的操作。表3显示了具有71％熟料因子的OK轧机研磨PCC的典型操作。

表3。使用OK磨机在亚洲生产波特兰复合水泥的示例

水泥	71%氯 2％GYP. 16％变形 7%LS 3%灰分
产品			PCC
生产	tph energy		253
轧机DP	曼巴里		37.
振动	毫米/秒		0．2
布莱恩	cm²/G		3650.
渣	45.m		5．4
特定功耗：
磨	kwh / t.	14.3
分隔符	kwh / t.	0．4
扇子	kwh / t.	7．0
全部的	kwh / t.	21.7

巴西

巴西水泥行业在生产混合水泥方面有着悠久的历史(超过70年)，全国平均熟料与水泥的比例低于70%。在巴西，₅目前最广泛使用的SCM是炼钢厂的高炉炉渣，₆，尽管混合中也有煅烧粘土和粉煤灰。然而，这种平衡很可能会改变，因为该国的目标是将水泥熟料数量从目前的水平显著减少到2030年的59%，2050年的52%考虑到矿渣和粉煤灰的可用性不太可能满足需求，行业正在寻找石灰石填料和煅烧粘土来满足这些目标。

在巴西，过去10多年来，VRM一直是新水泥研磨的标准，自2015年以来，OK Mills占了该国年度水泥总产量的30%。这是由于轧机的灵活性和效率。表4和表5中可以看到OK Mills在巴西运营的一些例子。

表4.巴西复合Pozzolan水泥生产实例（72％Cl 14％飞灰10％石灰石4％石膏）

OK磨机30-4	实际
生产能力（TPH）	142.
功耗（磨机，风扇和分离器）（kWh /吨）	22.6
细度（%R#325）	9．0
Blaine（M²/ kg）	390.

表5所示。巴西VRM和球磨机(75%熟料，5%石膏，15%矿渣，5%石灰石)复合矿渣水泥生产实例

	VRM. 好33-4 (3.000千瓦)	球磨机（CC） Ø 4,0 x 12米（2.720 kW） O-SEPA 2.000
生产能力（t / h）	114.	50.
轧机功耗（千瓦时/吨）	23.	47.
粉碎机和风机的联合功耗（千瓦时/吨）	36.	52.
Blaine（M²/ kg）	440	440

美国

在美国使用SCMs被美国地质协会视为混合水泥₈. 混合水泥是指在水泥厂或其终端生产的成品混合水泥产品。2020年，混合水泥仅占水泥总产量的3.2%。这种低水平的SCM使用主要是因为美国水泥厂通常遵循ASTM C-150标准（美国测试与材料协会），该标准规定石灰石的含量限制为5%（在实践中通常转化为3%）。

不过，3.2%的增幅不包括混凝土工厂生产的掺合水泥。事实上，预拌行业将其产品混合到一个更加多样化的标准，经常引入各种添加剂，甚至是再生混凝土，亚博2020最新版以适应当地市场和特定应用的需求。再加上砌筑水泥(每年水泥产量的1%，石灰石添加量高达70%)和III型水泥(95%熟料，5%石膏但产品细度+ 5000布莱恩₉VRMs)——适合生产——应该给行业和最终用户的信心,可以成功的,不同的“食谱”,处理一个广泛的产品特点是完全可能采用扩大水泥标准。

在未来，希望最终用户在购买水泥时会指定性能而不是配方。这将使水泥和混凝土公司在混合料方面具有更大的灵活性，并使其更容易降低熟料系数。同时，硅酸盐石灰石水泥₁₀ 作为OPC的低碳替代品，波特兰水泥协会倡导使用石灰石填料，以减少熟料含量，从而减少水泥对环境的影响10%。

本文前面提到的unep赞助的白皮书“生态高效水泥:低co₂水泥基材料行业的潜在经济可行解决方案”也包括了在世界各地不同市场的硅酸盐水泥中添加石灰石的参考资料。亚搏登录网图2显示了2000年至2015年各国家灰水泥中石灰石替代率。包括美国在内的替代水平较高的国家与替代水平最低的国家之间的差异很大，这表明进一步采用石灰石硅酸盐水泥可能会有所改善。

如何 - 哪种磨坊最适合SCM？

为了获得成功使用scm所需的粒度分布，研磨操作是至关重要的。一些材料可以和其他水泥混合料一起研磨(所谓的“相互研磨”)，而另一些材料可以从单独的研磨操作中受益。同样，水需求(增加可加工性)可能会带来另一个可持续性问题，需要额外的工艺处理(如化学添加剂)来解决。亚博电竞提快

在轧机类型方面，答案几乎总是垂直滚筒磨机（VRMS）。在过去的几十年中，该行业一直逐渐向使用VRMS进行RAW和水泥研磨，这主要是由于与球磨机相比降低的能耗：节省了30％和50％。随着SCM的采用增加，这一转变将证明至关重要，从实际和经济和环境的角度来看。VRMS提供更大的灵活性来研磨许多不同的材料，在不同的水泥混合物之间切换，并调整到改变材料特性 - 所有在保护质量。

例如，我们有一个客户使用OK磨粉机将含有20%以上水分的原料的100%矿渣磨成低于1%的产品水分水平。如果球磨机或带球磨机电路的辊压机不添加额外的闪光干燥设备，这是不可能的，因为它们没有VRM的干燥能力。这个级别的灵活性对于SCM的采用是必需的。

图3：安装了用于混纺水泥生产的OK磨机。在轧机的前面看到用于喂养粉煤灰的气动输送系统。

最终，水泥的强度发展和凝结时间决定了产品质量。为了达到最佳效果，需要水泥中石膏的最佳粒径分布和脱水。因此，与其他磨机类型相比，VRM的精确操作控制是一个明显的优势，使您能够优化系统的温度剖面、磨机气流、分离器速度和磨压，以获得最佳效率和生产率。

为什么要使用vrms？

通过对操作变量的更大控制，可以更容易适应不同的材料类型。
由于停留时间短，与球磨机相比，从一种产品组合转换到另一种产品组合是一个相对快速和简单的过程。
掺入干燥并有效。

坦率地说，如果水泥行业真的希望到2050年实现净零碳，那么VRM是实现水泥粉磨的唯一途径。

数字化使它更容易

数字技术简化了SCM的采用，并增加了未来更大的熟料更换潜力。数字技术的能力在不断提升——这让我们更有理由对SCM的未来感到乐观——但即使是现在，仍有许多数字工具可以优化性能和生产率：

过程专家控制解决方案，使操作人员更好地控制他们亚搏登录网的轧机操作参数。先进的自动化，实时调整，优化性能，确保最大的效率。
传感器连续监控磨机操作，使您能够在发生并迅速反应时看到任何稳定性的下降。这有助于避免从一种材料转移到另一个材料时性能下降。
自动化实验室可以在整个过程中实现最佳质量控制，让您有机会实时调整轧机饲料。
条件监控服务和远程服务支持为您提供24/7的专家帮助，因此如果有任何问题，他们没有机会升级。

预测维护持续性能

更广泛的材料的使用通常对磨损率和轧机稳定性产生负面影响，这可能导致更高的维护负担。但是，这不一定是这种情况。使用诸如在线状态监控等工具，在维护方面可以更轻松地积极地维护，以便您可以消除意外停机，并且大大降低维护预算。

例如，通过监测设备性能，可以开发基于实时运行数据的预测性维护程序。您可以确定磨损发生的原因和原因，准备必要的响应(例如订购备件，在高峰运行时间计划维修工作)，并在正确的时间进行正确的维修，以最小的生产力损失。最终，预测性的维护方法是防止机械故障和维护成本上升的最好方法，否则采用这些新的、更难研磨的材料将固有的成本上升。

结论

随着水泥行业的努力减少碳足迹，必须在未来的技术上进行投资，能够适应改变水泥混合和监管要求。在研磨过程中，水泥制造商需要以最佳方式操作和维护的灵活，高效的系统。通过最新的VRM技术，先进的数字产品和状态监控服务，Flsmidth认为该行业已准备好实现更多广泛使用SCM并实现其碳减少目标。yobo体育app官网

本文首次出版世界水泥，5月2021。