近日，由濟南大學材料學院研發(fā)的一項水泥粉磨新型材料及其應用技術——基于特種非金屬研磨體的水泥磨機新型粉磨技術，在山水集團山東水泥廠有限公司聯(lián)合粉磨系統(tǒng)上得到成功應用。該成果是對水泥球磨機研磨材料和粉磨技術的一次革命性創(chuàng)新，改變了長期以來水泥球磨機依靠金屬研磨材料的現(xiàn)狀，能有效降低水泥粉磨系統(tǒng)電耗，節(jié)約水泥生產成本，同時減少水泥中的鉻含量。

  該成果是濟南大學在水泥制造方面的最新科研進展之一，由濟南大學材料學院副院長葉正茂教授帶領侯憲欽副教授、朱暉工程師等人組成的科研團隊，通過近兩年的研究開發(fā)取得成功。

  眾所周知，水泥球磨機是將水泥熟料、石膏、混合材等進行粉碎制備水泥的關鍵設備。當球磨機筒體轉動時，研磨體由于慣性和離心力作用、摩擦力作用，被帶到一定的高度，依靠重力作用而拋落，將筒體內的物料擊碎，從而實現(xiàn)水泥粉磨。研磨體一般為鋼球或鋼鍛，并按不同直徑和一定比例裝入各倉中。

  該科研團隊結合水泥球磨機的特點，通過對磨機內研磨體的運動軌跡和能量變化規(guī)律，運用高等算法，計算出研磨體的受力臨界閾值，對研磨體求出受力邊界條件。本技術的核心之一是新型特種非金屬研磨體材料，通過改變非金屬研磨體的材料配比、元素調控、成型制備工藝等改性技術，制備出了適合水泥磨機條件的新型特種非金屬研磨體材料。與傳統(tǒng)金屬研磨材料相比，其優(yōu)點是比重小，約為鋼球的1/2；磨耗低，為鋼球的1/3左右。

  針對這種新型非金屬研磨體，該科研團隊還結合磨機內部構造情況以及“球、料、風”的運動規(guī)律，通過對磨內結構進行適應性設計調整，并配合輥壓機和選粉機，制定精準的改造方案和與調控措施，實現(xiàn)水泥粉磨系統(tǒng)降低電耗、節(jié)約生產成本的目的。

  其諸多優(yōu)勢還包括：由于非金屬研磨體不含鉻離子，減少了水泥中的鉻含量，比含鉻的鋼球或鋼鍛更加綠色環(huán)保。同時由于粉磨做功方式的差別，改善了水泥過粉磨現(xiàn)象，調整優(yōu)化了水泥粒徑中3~32μm的分布，改善了水泥水化質量；非金屬研磨體還能減少靜電吸附，有利于提高粉磨效率；由于新型特種非金屬研磨體較鋼球比重小，裝載量大大降低了磨機負荷，軸承軸瓦溫度也隨之降低，可對電機系統(tǒng)起到保護作用，維修率和故障率也大大降低。

  目前，該科研成果已經(jīng)申報了國家發(fā)明專利。同時該科研團隊還針對性開展了相關不同研磨介質形態(tài)和研磨部件的研發(fā)，并已經(jīng)完成了實驗室檢測，正在進行工業(yè)中試。