如图3所示，立式磨水泥粉磨一级闭路流程，主要分为粉磨功能区和混合功能区两大部分。粉磨功能区主要实现水泥熟料和混合材的分别粉磨；混合功能区主要实现按不同的产品标准进行各品种水泥的合成配置。立式磨在磨体内自成闭路粉磨系统。
2000年7月，我国国内第一条应用于水泥粉磨的立式磨终粉磨系统在安徽朱家桥水泥公司建成投产。采用德国制造的莱歇磨LM46，年产矿渣水泥70万吨，工艺流程如图3，实质上是一条熟料、矿渣分别粉磨、然后再合成水泥的工艺线；这样避免了气流分级过程中，水泥多组份颗粒分布不易控制的难题，对于确保水泥质量提供了方便条件。 （四）立式磨与球磨机分别粉磨合成水泥工艺流程
采用立式磨单独粉磨矿渣，可以利用立磨热风炉提供的热气，实现矿渣的烘干兼粉磨过程，合格的矿渣微粉进入矿渣粉库。省掉矿渣烘干机，简化生产流程。 熟料、石膏或其它混合材用球磨机一级闭路系统粉磨，合格细粉进入熟料、石膏粉库。在水泥合成车间，根据市场需求和国家质量标准要求，将矿渣微粉和熟料、石膏粉，按比例计量、混合、均化、配制成不同强度等级的矿渣水泥或复合水泥。
目前国内大型钢铁集团一般都采用这种工艺流程，一次性投资都在3000～5000万元以上，但经济效益的回报也是十分可观的。 （五）卧辊磨及其一级闭路流程
卧辊磨是在消化吸收国外辊筒磨（HORO磨）技术的基础上，新近开发研制的第四代高细粉磨设备，目前正处于样机调试运行的工业性试验阶段，作为矿渣微粉的终粉磨设备，它具有如下特点：
1.工艺流程简单，主机设备少，控制操作灵活、方便，占地面积小，土建工程费用较低。 2.主机故障率低，运转率高；检修维护方便，劳动强度小。 3.整个系统处于负压操作，无粉尘污染；设备运转平稳，噪音小。
4.系统节电效果明显，单位产品的电耗低，相同产量的高细球磨机综合电耗一般在45～55kWh/t，而辊筒磨综合电耗约26～32kWh/t，节电可达35%～40%。
5.自动化水平高，设备操作方便、快捷，整个系统在中控室集中控制，操作人员少，生产成本较低。
6.磨机对物料的适应性强，产品质量稳定，成品颗粒球化效果好，细度易于调整，颗粒级配合理。
卧辊磨制造成本低于立式磨，略高于球磨机，有望2007年投放市场，逐步成为矿渣微粉生产最经济适用的主机设备。
七、矿渣水泥 “分别粉磨”工艺
在当前的工业固体废弃物的物理再循环利用中，水泥企业一般是将矿渣与熟料及其它组份物料，按配比一起加到球磨机中共同混合粉磨。由于各种物料易磨性的差异较大，当出磨物料达到工艺要求时，其中某些工业废渣（混合材）组份的细度并没有达到理想的指标。 如：粉磨矿渣水泥时，矿渣比水泥熟料难磨得多，水泥比表面积达到了300 m/kg以上，水泥中的矿渣粉的比表面积只有200～250 m/kg，其水化活性不能在水泥构件或建筑工程中正常发挥。因此，专家们建议：有条件的水泥企业应该将矿渣与熟料等其他组份物料分开，将矿渣单独粉磨、熟料与石膏及其他混合材一起粉磨，然后再根据市场需求，提供各种具有不同特殊性能和用途的水泥产品，实现水泥产品性能的个性化发展，配制合成不同强度等级的矿渣水泥或复合水泥，更好地满足客户的不同使用要求。这就是 “分别粉磨”工艺。 高炉粒化矿渣粉磨到一定细度（比表面积≥380 m2/kg）后，其玻璃体晶体结构被破坏，促使矿渣中的CaO、SiO2、Al2O3活性发挥出来，这些活性组份水化时，在碱性溶液的激发下，进一步生成水化硅酸钙等水硬性物质，有利于矿渣水泥后期强度增进率的提高。实践证明，分别粉磨后均化合成的矿渣水泥， 28天抗压强度一般可以提高5MPa以上（见表5）。 表5 矿渣分别粉磨对水泥质量的影响 水泥粉磨 工艺流程 混合粉磨 分别粉磨
物料配比% 熟 料 70 70 矿 渣 30 30 比表面积（m/kg） 熟 料 矿 渣 22
2
抗压强度（MPa） 3d 21.9 25.1 28d 57.4 65.5 351(矿渣水泥) 350 390 八、矿渣粉磨工艺主要注意事项
（一）粉磨平衡
一般来说，物料粉磨时间越长，出磨粒度越细。但是，随着粉磨时间的延长，物料比表面积逐渐增大，其比表面能也增大，因而，微细颗粒相互聚集、结团的趋势也逐渐增强。经过一段时间后，磨内会处于一个“粉磨?团聚”的动态平衡过程，达到所谓的“粉磨极限”。在这种状态下，即使再延长粉磨时间，物料也难粉磨得更细，有时甚至使粒度变粗。同时，粉磨能耗成倍增加、粉磨效率降低。这种现象在普通粉磨时并不明显，但在高细粉磨和超细粉磨中经常出现。解决办法是：添加助磨剂。它能形成物料颗粒表面的包裹薄膜，使表面达到饱和状态，不再互相吸引粘结成团，并通过裂纹形成和扩展过程中的防“闭合”和吸附，
降低颗粒硬度、减弱强度，改善其易磨性。助磨剂通过保持颗粒的分散，来阻止颗粒之间的聚结或团聚。粉磨粒度越细，使用助磨剂的效果越显著。
（二）矿渣质量检验与分选
不同钢铁企业由于自己钢铁产品生产的需要，使其排放的高炉粒化矿渣化学成分不尽相同，加上冶炼环境、水淬条件不一样，同一工厂不同时段排放的矿渣，质量的差异有时也波动相当大。如：质量系数的变化对矿渣微粉的活性指数影响十分明显；水淬条件的不同，使矿渣的易磨性系数在20～26KWh/t波动，以及矿渣中的大颗粒、氧化铁和碎铁块含量对微粉生产的节能高产都有敏感的反应。因此，有条件的地方应按国家标准选择性地订购矿渣资源，对于进厂的矿渣必须按每一批次进行检验，以便生产线对工艺参数实施控制与调整；矿渣入磨之前一定要经过筛选或篦条筛分流、并在供料输送过程中安装除铁器仔细处理。
（三）粉磨工艺参数调整
矿渣比水泥熟料难磨，易磨性系数一般高出5 kwh/t以上，矿渣微粉产品的比表面积又比水泥要求高，因此，用球磨机生产矿渣微粉，在相同工艺装备条件下，比水泥磨的产量约下降40～50%。在单独粉磨矿渣时，关键技术是严格控制物料在磨内的停留时间。原球磨机水泥粉磨系统应作如下调整：
1、研磨体级配。由于经筛分处理后的入磨矿渣粒度减小，球磨机磨内研磨体的平均球径应随之减小。一般来说，最大球的球径不要超过φ60，平均球径一般不超过45mm。根据磨机的仓位，减大球、换小球。
2、研磨体装载量。由于矿渣难磨，研磨体的装载量应适当高于磨机设计装载量，约增加5～10%，不要超过15%，正规的设备制造厂家已给球磨机预留了这部分电机功率。开路磨的研磨体装填形式应保持后仓高于前仓，闭路磨则保持后仓略低或前后仓基本持平。
3、隔仓板形式。单层隔仓板应适当缩小篦缝宽度，一般为5～7mm；双层隔仓板篦缝宽度控制在10mm左右；双仓磨，还应该将隔仓板前移，增加细磨仓长度。
4、衬板形式。由于矿渣的流动性好、磨琢性强，磨机采用环沟衬板较好，尤其是细磨仓。粉磨作业时，环沟衬板的沟槽内，不同程度的存有一部分物料，所形成的料垫既增加了物料的研磨机会，又减少了磨内金属的空撞消耗，延长了衬板使用寿命。
5、出磨回转筛篦缝。经过磨前筛分和有效控制（延长）物料粉磨时间后，为保证出磨矿渣微粉的质量，应将磨尾回转筛的篦缝缩小到3mm以下，以便及时清除出磨物料中的金属杂物。
6、优选轴承磨和高细磨。根据目前统计数据表明，采用球磨机粉磨系统生产矿渣微粉
的单产电耗一般在60～80 kwh/t范围内。其中轴承磨和高细磨节能高产效果较为明显，其磨内结构形式对矿渣微粉生产的适应性比普通球磨机强，经济效益明显。
山东LB水泥制造有限公司将一台φ2.2×7米闭路球磨机改为开路筛分高细磨单独粉磨矿渣微粉，产品比表面积≥400 m/kg，磨机台时产量达到6t/h，当加入5%左右的粉煤灰后，磨机台时产量提高到7t/h。综合电耗为65～70kwh/t。球磨机由双仓磨改为三仓磨，各仓比例为：L1:L2:L3=1:1:2.8；研磨体总装载量为33.5吨，级配与填充率见表6。
表6 φ2.2×7m三仓开路高细磨研磨体级配与填充率
仓位 一 仓 二 仓 三 仓
采用助磨剂后，必须使设备的工艺条件与之适应。物料在磨内的停留时间减少，因此必须改变研磨体与物料的比，即：料球比和循环负荷等。助磨剂在开流磨中使用，能增加细粉含量。在一般情况下，添加助磨剂使物料的流速加快，使物料细度相对流速的变化更加敏感。
所以在开流磨中要特别注意对助磨剂添加方法的合理控制：一方面，通过对添加量的调整使物料流速不至于失控(即跑粗料)，另一方面，还要注意添加的稳定性和均匀性。在不改变磨内结构的条件下，还可以适当降低通风量以降低物料流速。
在圈流粉磨系统，要使选粉机与之匹配，保持成品细度不变，则可提高产量。在某一特定闭路磨机中，成品细度不变的情况下，循环负荷的大小决定于出磨物料的细度，反应了物料在磨机中停留时间的长短。循环负荷大，表明物料在磨机内停留时间短，出磨物料粗。循环负荷小，表明物料在磨机内停留时间长，出磨物料细。使用助磨剂后物料流速的加快会使物料在磨内通过的时间缩短。如果原系统循环负荷较大，物料停留时间较短，添加助磨剂后不对磨机系统进行适当调整，就容易造成磨内物料流速失控，使助磨剂的助磨作用降低或消失。同时，由于流速过快，物料得不到“充分”研磨致使出磨物料细度跑粗，循环负荷逐
φ60 1.0 φ30 1.1 研 磨 体 级 配（t） φ50 1.9 φ25 2.2 φ40 2.8 φ20 2.7 φ30 1.2 φ15 1.2 平均球径（mm） 填充率（%） 43.9 22.2 / 33 34 36 2
φ14×16 φ12×14 φ10×12 φ8×10 3.2 7.2 6.2 2.8 渐增加．时间一长会造成出磨物料量的成倍增加，磨尾提升机容易过载而使生产受到影响。 添加助磨剂后，在控制成品细度及磨机产量不变的情况下，如果循环负荷逐渐减小，表明原系统运行在合理的循环负荷下；如果循环负荷不降反而逐渐升高，表明原系统在高于合理循环负荷下运行，这时，如果不进行适当的系统调整，使用助磨剂后不但不会增产反而会影响正常生产。
在一般情况下，只要磨机运行状况良好，助磨剂就可以达到预期的助磨效果。如果要更充分的发挥助磨剂的作用效果，可以根据系统特点进行适当的调整，调整的原则就是既要控制物料流速，又要使系统在合理的循环负荷下达到最佳产量。在闭路磨机中使用助磨剂主要可以实现以下几方面的效果。首先，在保持磨机产量不变的情况下，可以调节选粉机，使磨机循环负荷恢复或者稍高于原来水平，从而使磨机总的喂料量逐渐稳定，这时产品的筛余细度下降，比表面积增加。其次，在此基础上，不改变选粉运行参数，保持产品细度不变，就可以增加喂料量，提高磨机台时产量。
九、矿渣微粉生产工艺实例
北京市PG水泥二厂始建于1976年，经过技术改造，生产规模由投产时的一条8.8万吨机立窑生产线发展到现在三条机立窑生产线（3台Ф3×10米机立窑）和两条日产2000吨新型干法窑外分解生产线，生产能力达到200万吨。
通过不断优化工艺配置、技术改造，水泥产、质量取得了巨大的提高。同时，该厂积极寻求采用新工艺、新技术、新设备等技术节能改造，达到了提高效益、提高质量和环境治理的目的，挤身于北京市100家最佳经济效益工业企业和中国500家最大建材工业企业之一。 该厂离首钢、唐山较近，有大量的矿渣资源，铁路运输方便，价格便宜；同时，2008年在北京举办奥运会，许多基础设施工程正在施工兴建，需要大量的水泥材料，因此，水泥市场非常好，可以说是供不应求。
由于水泥厂在改造过程中，有意识地加大了粉磨能力，现有水泥磨10台，其中φ2.2×7米3台，φ2.2×6.5米2台，φ2.4×8米1台，φ3.0×12米4台，造成自己生产的熟料远远不够水泥磨供料要求，需要外购一部分熟料，不然就制约了水泥磨的正常运转，因此，厂领导一直在寻找一种能多用矿渣，增加产量降低成本的先进技术方法。
2005年～2006年该厂进行了工业性试验，目的是：为了验证HY-I型高效复合水泥助磨剂的效果是否能满足生产能力和产品质量的要求；并力争实现一吨熟料生产三吨水泥的目标。
1.试验步骤