Schwelgern水泥厂有两个独立的粉磨车间和一个混合车间用于生产矿渣水泥。一个粉磨车间是由一台球磨机和选粉机组成的圈流粉磨系统，用来粉磨兼烘干以及粉磨经过预烘干的原料。另一个粉磨车间是由高压辊压机和球磨机组成的联合粉磨系统，而且辊压机和球磨机分别与选粉机组成独立的圈流系统。在Schwelgern水泥厂可以通过以下不同的工艺过程生产矿渣水泥：
—粒化高炉矿渣在立式烘干机里预烘干之后，与水泥组分在球磨机内共同粉磨。—粒化高炉矿渣与水泥组分在球磨机里同步烘干粉磨。
—将部分预烘干后的粒化高炉矿渣与水泥组分在辊压机内共同预粉磨，然后在球磨机内完成水泥终粉磨。
—单独粉磨粒化高炉矿渣和熟料、矿渣、硫酸盐调凝剂混合料，然后在混合设备内将这些细粉状的中间产品进行混合。
在粉磨兼烘干的过程中会出现预水化引起强度损失，这种问题可以通过细磨或增加熟料含量加以克服，这样这些不同的生产工艺均能生产出优质矿渣水泥。如果高炉矿渣水分不超过6％～8％，用粉磨兼烘干比预烘干矿渣后再粉磨生产矿渣水泥电耗要低。当粒化高炉矿渣水分超过10％时，所生产水泥的新拌混凝土的和易性会恶化，这意味着在此情况下不可省去预烘干过程。
的和易性会恶化，这意味着在此情况下不可省去预烘干过程。
1．引　言
Schwelgern水泥厂属于Wülfrather水泥股份有限公司，座落在Duisbu
rg的ThyssnStahl股份公司所在地。自1974年以来该厂生产三种类型的
矿渣水泥—CEMⅢA32．5、CEMⅢB
32．5NW／HS和CEMⅢA42．5。主要产品是CEMⅢA32．5，大约占总产量
的60％。Schwelgern水泥厂生产的矿渣水泥与德国其他同样强度的矿渣水泥相比，矿渣含量高，这就意味着粉磨得也比较细。
图1　Schwelgern水泥厂的空中俯视图
　　生产过程所需的粒化高炉矿渣通过皮带传送系统直接从邻近的Thy
ssenStahl股份公司大型高炉粒化车间运来。所用
的熟料通过铁路、船和公路运输进厂，通常来自多达五种不同的熟料生产厂。所用的硫酸盐调凝剂是天然硬石膏，也由船或公路运输供应。图1为工厂俯视图，示出粒化高炉矿渣库与熟料库和石膏库相连的卸料通道、磨房、混合室库、水泥库和大型车辆及铁路运输系统的装料设备。

2．粉磨和混合车间
生产水泥可用大不相同的生产工艺—两套完全独立的粉磨系统和一个混合车间。图2所示为1号粉磨车间的流程图。这个粉磨兼烘干车间1974年投入运行，基本上由一台Φ4．8×17．5m的大型球磨机和一台选粉机构成闭路粉磨系统。热气体直接喂入磨机以烘干潮湿的粒化高炉矿渣。所用燃料为来自ThyssenStahl公司的焦炉煤气。与磨机直接相连的立式烘干机是1988年作为改善水泥产品质量的几个措施之一而安装的。这台烘干机可使初始水分较高的潮湿粒化高炉矿渣在进入管磨之前先被烘干。ThyssenStahl公司另一台大型高炉的建成以及随之而来的粒化高炉矿渣产量的增加为1993年以联合粉磨系统操作运行的第二个粉磨车间的投产创造了必要的条件。图3所示为该粉磨车间流程图，它基本上由辊压机和一台球磨机组成。辊压机与球磨机分别与各自的选粉机组成闭路系统，需要的时候也可独立运转。所用的部分粒化高炉矿渣在立式快速烘干机内预烘干，而其余部分以潮湿状态喂入辊压机以便使喂入辊压机辊隙间的物料总残余水分保持在1％。为了避免震动并确保良好的喂入条件，残余水分应不低于这个值。
将中间产品细粉混合制成水泥的混合车间于1994年投产。图4为车间示
意图，具有中间产品细粉库，两个喂料称重仓及容积为6m3的间歇式拌
和机。
3．矿渣水泥生产过程
这里给出了Schwelgern水泥厂生产矿渣水泥的四种不同生产工艺：
—矿渣与水泥组分一起在球磨机内同步烘干粉磨。—矿渣在立式烘干机预烘干之后，与水泥组分一起在球磨机内粉磨。
图2　1号粉磨车间的流程图1．粒化高炉矿渣库　　2．磨头喂料仓　　
3．球磨机4．选粉机5．热风炉6．立式烘干机7．水泥冷却器
图3　2号粉磨车间（联合粉磨车间）流程图
　　1．粒化高炉矿渣库　　2．熟料库　　　　3．石膏库
4．石膏喂料仓5．熟料喂料仓6．矿渣喂料仓7．矿渣烘干机8．旋风式
分离器9．高压辊压机10．打散机11．选粉机12．收尘器
13．喂料仓14．球磨机15．旋风式再循环空气选粉机16．成品冷却器1
7．到储存库或发送系统的输送设备
—将部分矿渣在立式快速烘干机内预烘干之后，与水泥组分一起在辊压机内预粉磨，然后在后面的球磨机内完成终粉磨。
前两种工艺流程在1号粉磨车间完成，而第三种在2号粉磨车间即联粉磨车间完成。也可以在1号或2号粉磨车间单独生产中间产品细粉，然后再将这些细粉在混合车间混合（制成成品）。选择下面的中间产品用来比较上述三种用于粉磨的工艺方案：
—矿渣被部分预烘干后在联合粉磨车间磨至勃氏表面积为4，000cm2／g。—在球磨机内粉磨兼烘干生产的硫酸盐组分含量偏高的波特兰矿渣水泥。要得到相近质量的水泥，不同的生产过程用于烘干和粉磨的单位能耗有很大差别。尽管有足够的操作经验告知我们哪种产品应该用哪套设备，通过哪种方法去生产以得到最佳成本效益，但实际上还经常需要去发现一些折衷方案。当在短时间内要提供大量水泥时，就不仅要考虑各系统的适用性，而且要考虑不同的产量能力。
4．运转试验和结果
在德国水泥协会研究院的密切协作下，对Schwelgern水泥厂用不同工艺生产高炉矿渣水泥时，用于烘干和粉磨的单位能耗进行了测定并对相应水泥成品的性能，进行了相互比较。
粉磨兼烘干系统，也就是热气直接进入磨机的系统，就烘干高炉矿渣的能耗而言，被证明是最好的。粉磨兼烘干系统所需气体量仅为立式烘干机预烘干矿渣所需气体量的65％。然而用这种方法时，必须考虑到湿矿渣喂入磨机会引起部分被磨物料预水化。因此，要避免预水化引起的强度损失，水泥要磨得更细或者增加熟料含量。表1列出了用预烘干矿渣和潮
图4　混合车间示意图
　　　　1．中间细粉储存库　　2．计量设备　　3．混合设备
4．集料仓5．取样点6．到水泥库或装运系统的输送设备
湿矿渣生产矿渣水泥时1号粉磨设备能达到的产量。
CEMⅢA42．5，CEMⅢA32．5，CEMⅢB32．5NW／HS水泥品种均采用预烘
干高炉矿渣和粉磨兼烘干两种过程生产，从表可明显看出，产品细度相
同时，粉磨潮湿矿渣比粉磨预烘干矿渣磨机产量高。潮湿矿渣带入的水
显然起到了助磨作用。
表1　1号粉磨设备产量（t／h）
矿渣水泥CEMⅢ
A42．5
CEMⅢA32．5
CEMⅢB32．5NW／HS
预烘干73．5＊）77＊）70．5＊）
产品细度相同778174
＋2％熟料78＊）83＊）－
＋200～300cm2／g70＊）77＊）68＊）
　　＊）在每种情况下都具有相同强度的水泥
表2　生产过程的单位能耗（kWh／t）
生产过程形式球磨
烘干粉磨
球磨预烘干
联合粉磨预烘干混合
CEMⅢA32．57272．649．765．2
CEMⅢB32．5NW／HS82．780．562
CEMⅢA42．580．276．1
EPZ－ST77．9
高炉矿渣粉50．7
　　然而，湿矿渣引入的水由于预水化同时也会使2、7、和28天强度降低约10％，除非通过增加细度和熟料含量来抵消这种影响。假如稍稍提高熟料含量2％来补偿预水化的影响，
就会使水泥产量进一步增加。假如增加细度来抵消预水化影响，就可能使产量低于粉磨干矿渣时的产量。
当把生产具有给定强度性能的矿渣水泥的总能量进行比较时，可看出粉磨兼烘干有显著优点，因为它除了粉磨能耗较低外，烘干能耗也较低。

然而，这只适用于象Schwelgern所用高炉矿渣含有相对较低水分6％～
8％时的情况。矿渣水分大于10％时，早年已导致了1号粉磨系统中立式烘干机的改进，在这里是个例外。尽管这样，它仍是我们对上述实验作重要补充的原因。因为我们发现假如矿渣水分含量超过一定值，通过粉磨兼烘干流程生产的矿渣水泥会引起混凝土工艺问题。例如，在生产CEMⅢA32．5水泥期间，额外的水被加入到粒化高炉矿渣中使其入磨水分达到10．5％。同时在粉磨预烘干的矿渣时，将细度勃氏比面积增加300cm2／g。在上述实验中，这种措施导致产量降低但却抵消了水泥抗压强度的损失。然而，混凝土工艺方面需要加以注意，这将在以后述及。

表2比较了四种生产工艺的单位能耗，事实上通过上述四种粉磨过程均
可生产同样性能的水泥。正如所料，当采用联合粉磨时，所测得的单位能耗在粉磨CEMⅢA32．5时最低。但是，为保证辊压磨系统最佳运转所需的残余水分不可避免地会引起预水化，以致使这种粉磨设备所生产的水泥不得不磨得更细一些。如今Schwelgern厂联合粉磨系统的主要作用是为生产混合水泥提供足够量的矿渣细粉。与在球磨机内共同粉磨相比，采用矿渣细粉与含有较高硫酸盐的特种波特兰矿渣水泥混合的工艺生产水泥可大量节能。目前在Schwel－gern厂生产CEMⅢA32．5和CEMⅢB32．5NW／HS水泥均采用混合法。
混合物中矿渣粉比例越高，节能效果越显著。这是因为矿渣细粉是在低能耗的联合粉磨设备中粉磨的，而波特兰矿渣水泥（混合物中第二组分）是在高能耗的球磨机中产生的。
采用四种生产工艺生产的水泥除了按照DIN1164测试外，还做了详尽的
混凝土试验。所有生产工艺生产的水泥标准强度与其混凝土抗压强度成正比。通过测定新拌混凝土流动度得到的和易性，在所用粒化高炉矿渣水分小于10％时，无一例外都是好的。对于CEMⅢA32．5水泥，当矿渣水分超过10％时，混凝土和易性变差。这与Schwelgern厂先前的实践相吻合。即以立式烘干机烘干来代替同步烘干粉磨，以确保矿渣水分超过10％时水泥混凝土的性能。
5．结　论
在Schwelgern水泥厂采用四种不同工艺均可生产高度均匀且符合标准的水泥。在各水泥品种中，均可通过细磨或增加熟料含量来补偿预水化引起的强度损失达到同样强度性能。所用矿渣水分的最大值是在保证新拌混凝土的和易性的前提下确定的。在Schwelgern厂，假如水分超过10％，矿渣要预烘干。其他矿渣水泥生产厂可改变这个范围，可视生产工艺、混合物中矿渣含量以及所用基础原料的品质而定。

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