Efek alat bantu gerinda pada komominasi semen didasarkan pada dispersi partikel halus. Ini adalah kesalahpahaman bahwa alat bantu gerinda untuk pabrik roller vertikal (VRMs) harus menstabilkan tempat tidur material antara rol dan meja dengan kekuatan perekat antara partikel. Alat bantu penggilingan mengurangi polaritas permukaan belahan dada dan kekuatan atraksi antara partikel.
Ini berarti bahwa aglomerat partikel halus dan pengepakan partikel halus di sekitar partikel yang lebih besar menghilang, menghasilkan peningkatan efisiensi pemisah. Sirkulasi internal partikel halus berkurang dan klinker pada trek penggilingan menjadi kasar. Gesekan interpartikel dan dengan demikian efektivitas proses komponisasi meningkat. Dengan cara ini, alat bantu penggilingan menstabilkan tempat tidur material di meja gerinda, memfasilitasi pemadatan dan de-aerasi, meningkatkan tingkat produksi dan mengurangi getaran pabrik roller vertikal (Lihat Gambar 1).
Kekuatan adhesi antara partikel secara tegas mempengaruhi aliran bubuk. Mereka sebanding dengan ukuran partikel: semakin kecil partikel, semakin rendah aliran bubuk. Alat bantu penggilingan mengurangi kekuatan adhesi antara partikel tanpa dampak negatif pada stabilitas tempat tidur material dan fluidisasi. Di pabrik bola, di mana waktu penggilingan lebih lama daripada di VRM, aliran bubuk yang berlebihan dapat menyebabkan penggilingan yang tidak mencukupi atau tidak efisien karena bahan mengalir terlalu cepat melalui pabrik. Berbeda dengan pabrik bola, VRM memiliki sirkulasi internal yang sangat tinggi, waktu retensi pabrik yang singkat dan sejumlah besar langkah-langkah klasifikasi yang membawa denda yang didisperi dengan baik dari sistem pabrik.
Kesimpulannya? Alat bantu gerinda untuk VRM meningkatkan aliran bubuk semen jadi tanpa pengurangan stabilitas tempat tidur material. Dampak alat bantu gerinda sangat tergantung pada kehalusan semen: Semakin tinggi area permukaan, semakin besar gaya atraksi dan oleh karena itu semakin besar manfaat dari bantuan penggilingan yang sesuai.
Bantuan penggilingan optimal masih, sebagian besar, dipilih secara empiris. Namun, Sika telah menemukan bahwa pemahaman yang lebih dalam tentang mekanisme menggiling bantuan dari tes di laboratorium atau pabrik percontohan1, sangat membantu untuk seleksi.
Pengujian di Loesche
Loesche GmbH adalah produsen VRM terkemuka untuk sektor semen. Ini mengoperasikan pusat teknis untuk pengembangan teknologi baru, bahan baru dan untuk pengoptimalan pengaturan pabrik. Sika telah menggunakan fasilitas yang sangat baik ini untuk meningkatkan pengetahuan tentang mekanisme dan untuk menguji bantuan penggilingan lanjutan2. Selama pengujian ini, pabrik percontohan bekerja dengan parameter dan dimensi berikut:
- Diameter tabel: 36 cm
- Jumlah rol: Dua
- Pakan segar, klinker saja: 130kg / jam
- Kecepatan tabel: 21:00
- Tekanan kerja: 150bar
- Kecepatan pemisah: 18:00
- Udara segar: 480m3/jam
- Suhu (setelah pemisah): 90 ° C
- ΔP21mBar
- Target kehalusan (Blaine), 4200cm2/g
Tekanan diferensial antara saluran masuk dan outlet pabrik (ΔPmill)adalah variabel proses penting untuk pengujian alat bantu gerinda. ΔPini mencerminkan beban dan tingkat pengisian pabrik. Pada pengaturan pemisah yang tidak berubah, peningkatan ΔPmenunjukkan lebih banyak sirkulasi internal dan lebih banyak denda. Sebagai hasil dari pabrik ΔPyang lebihtinggi, getaran pabrik meningkat (8-10mm / s), yang menghasilkan peluang yang baik untuk menguji efek bantuan penggilingan. Berbeda dengan tes dengan pabrik bola, efek alat bantu gerinda dalam VRM sudah terlihat dan terdengar setelah 10-20 menit.
Sebelum penambahan bantuan penggilingan, tes kosong dijalankan untuk mengkonfirmasi reproduksi (Lihat Gambar 2).
Mulai dari baseline ini, alat bantu gerinda baru ditambahkan ke sabuk pengangkut klinker, tepat di depan pabrik. Sayangnya, pada saat itu tidak mungkin untuk menyemprotkan atau menaburkan bantuan penggilingan ke pabrik dekat dengan rol. Setiap bantuan penggilingan ditambahkan sampai parameter pabrik konstan tercapai, dalam maksimum 20 menit. Untuk membersihkan pabrik dari sisa bantuan penggilingan, pabrik dijalankan kosong di antaranya. Butuh waktu hingga 90 menit untuk kembali ke garis dasar. Struktur kimia dari alat bantu penggilingan tambahan sebelumnya dipilih dengan hati-hati, berdasarkan pengalaman praktis dalam VRM industri, dalam kombinasi dengan molekul baru. Kelas bahan kimia tertentu dengan kelompok fungsional yang sama menunjukkan hasil pengujian yang sangat menjanjikan (Lihat Gambar 3 dan Tabel 1).
| Air | Kosong | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Produktivitas (kg/jam) | 132 | 123 | 149 | 139 | 150 | 148 | 151 | 147 | 126 |
| Getaran (mm/s) | 9.2 | 8.6 | 9 | 8 | 4.5 | 3.6 | 2.6 | 2.9 | 9.1 |
| Area tertentu (Laser) (m2/kg) | 345 | 340 | 367 | 364 | 368 | 384 | 388 | 392 | 370 |
| Set paket (-) | 28 | 23 | 17 | 13 | 11 | 2 | 1 | 2 | 16 |
| Kemiringan n (RRSB) x 20 (-) | 29.6 | 30.2 | 27.6 | 27 | 27.2 | 25.8 | 25 | 25.2 | 27.4 |
Tabel 1: Data yang digunakan untuk menghasilkan Gambar 3.
Hasil yang paling menjanjikan dicapai dengan Grinding Aids N° 4, 5 dan 6. Struktur kimia mereka sangat mirip. Pencapaian Produk N° 5, dibandingkan dengan blank adalah:
Produktivitas: +14%
Kehalusan: +12%
Getaran: -72%
Set paket semen jadi, diukur dua hari setelah penggilingan, berkurang dari 28 menjadi 1 revolusi. Tidak boleh diabaikan bahwa set paket diukur dengan semen jadi, bukan dengan bahan di trek penggilingan! Selain itu, pack-set adalah istilah standar yang mengacu pada kondisi dalam semen massal, yang menghambat 'awal aliran'. Ini dapat dipandang sebanding dengan gesekan statis dan bukan sebagai 'flowability'3.
Distribusi ukuran partikel (PSD) juga mendapat manfaat dari bantuan penggilingan baru. PSD menjadi lebih luas seperti yang ditunjukkan pada kemiringan 'n' menurut RRSB (Lihat Gambar 5). Potensi pengembangan kekuatan menurun karena PSD semen menjadi lebih luas tetapi kemampuan kerja mortir dan beton ditingkatkan.
Uji Coba Industri dengan Molekul N° 5
Salah satu molekul baru (N° 5 - SikaGrind VRM-40) diuji dalam VRM industri dibandingkan dengan bantuan penggilingan umum (Lihat Tabel 2). OPC (CEM I) dibuat, dengan luas permukaan 4100cm2/ g Blaine, memiliki kualitas dan kuantitas yang lebih tinggi. Pengurangan yang terlihat dalam kebutuhan injeksi air dan pengurangan getaran luar biasa.
Industri konstruksi menuntut perbaikan kinerja dan meratanya properti semen. Kecepatan pengembangan kekuatan menentukan, kemampuan kerja yang baik dan panjang serta daya tahan diperlukan. Sehubungan dengan sifat khusus semen yang digiling dengan VRM, alat bantu gerinda inovatif memberikan kontribusi untuk memenuhi persyaratan ini.
| Kosong | SikaGrind-455 | Δ (%) | SikaGrind VRM-40 | Δ (%) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Semen | OPC (CEM I) | OPC (CEM I) | - | OPC (CEM I) | - |
| Dosis (%) | 0.00 | 0.05 | - | 0.05 | - |
| Penambahan air (%) | 3.8 | 2.4 | -37 | 1.8 | -53 |
| Getaran (mm/s) | 5.1 | 4.7 | -8 | 3.9 | -24 |
| Produksi (t/hr) | 143 | 156 | +9 | 159 | +11 |
| Energi spesifik (kWh/t) | 38.0 | 34.9 | -8 | 34.2 | -10 |
| Luas permukaan (Blaine) (cm2/g) | 4110 | 4140 | +1 | 4390 | +7 |
| Kemiringan n (RRSB) | - | 0.97 | - | 0.93 | - |
Tabel 2: Perbandingan sifat semen dan parameter operasi VRM untuk kosong, SikaGrind-455 dan SikaGrind VRM-40.
Manfaat Grinding Aids untuk Roller Mills Vertikal
Pengaruh pada pemisah
- Efisiensi, resirkulasi yang lebih tinggi
Efek pada tempat tidur material
- Denda lebih sedikit
Konsekuensi pada penggilingan
- Peningkatan gesekan internal
- Kemudahan de-aerasi
- Mengurangi getaran, lebih sedikit keausan
- Penambahan air lebih rendah
Berpengaruh pada produktivitas
- Mengurangi ΔPpabrik
- Peningkatan produksi
- Mengurangi permintaan energi spesifik
Efek pada semen
- Distribusi ukuran partikel yang lebih luas
- Peningkatan aliran daya
- Pengurangan pra-hidrasi
- Pengaturan intial yang lebih cepat
Konsekuensi untuk beton
- Peningkatan kemampuan kerja
- Pengembangan kekuatan yang cepat
Referensi
- Mishra, R.K.; Weibel, M.; Müller, T.; Heinz, H.; & Flatt, R.J. 'Penggilingan padatan Anorganik yang hemat energi menggunakan aditif organik,' Chimia, 2017, 71, No. 7/8.
- Paten WO 2016/055376 A1.
- 'Inovasi dalam Manufaktur Semen Portland,' PCA, 2011, pp. 744.
Unduh Artikel
Penulis
Matthias Dietrich
Insinyur Produk Korporat: Aditif Semen
Target Pasar Beton
Layanan Sika AG