《水泥熟料立磨易磨性试验方法》编制说明

《水泥熟料立磨易磨性试验方法》

团体标准编制说明

一、工作简况

（一）前言

水泥作为建筑领域一种重要的基础原材料，是我国国民经济的重要组成部

分之一。据国家统计局数据显示，2022年我国水泥产量为21.3亿吨，占世界水

泥产量的50%以上。随着社会的不断进步，水泥生产中的高能耗、高排放问题日

益受到关注。在能耗方面，每生产一吨水泥需要消耗70-80度电，其中粉磨工序

耗电量占60-70%，而粉磨工序中水泥粉磨电耗占比最大，因此，水泥粉磨系统

的节能降耗对水泥行业至关重要。

众所周知，“碳达峰”是我国第十四个五年规划中的重点工作之一，我国承

诺在2030年之前中国二氧化碳排放达到峰值。对于水泥行业而言，降低碳排放

的措施有源头减碳、过程降碳（降低电耗/煤耗）和碳捕集，其中，水泥粉磨系

统的节电是过程降碳的主要措施之一，因此，探索更加节能高效的粉磨技术，进

一步降低水泥粉磨系统的电耗，可有效降低二氧化碳排放量，对水泥及建筑行业

的可持续发展具有重要意义。

对水泥粉磨而言，纯球磨机系统电耗最高，这是由于球磨机对物料进行粉磨

时，研磨体的作用力只在一定概率上对某个颗粒起到破碎或粉磨作用，大部分能

量转化为热损失和系统噪音，粉磨效率较低，目前这种系统基本不再使用。不同

于球磨机单体颗粒破碎的粉磨原理，料床粉磨则是将被碎颗粒聚合在一起，在一

定压力下形成料床，由颗粒本身传递应力完成粉碎，是目前能量利用率最高的粉

磨方式，典型装备有辊压机、立磨和筒辊磨。

针对水泥粉磨系统，目前，国际上立磨终粉磨系统应用较为广泛，系统电耗

26~27kWh/t，相比传统球磨机节电超过30%，节能效果显著，工艺流程简单，系

统占地面积小，国内水泥立磨终粉磨系统也在逐步被接受。从生产规模上看，水

泥立磨产能也越来越大，国外最大水泥立磨磨盘直径8m，年产水泥300万吨。

在现有的水泥立磨选型设计时，通常采用“GB/T26567水泥原料易磨性试

验方法（邦德法）”来评价熟料易磨性的好坏，该方法采用ф305×305mm的球

1

磨机为试验装置，主要通过控制80μm筛余来表征物料的易磨性，测试结果Wi

数值越大，表示物料越难磨。但是现在立磨粉磨技术与传统球磨机在粉磨原理上

有根本性区别，Wi和实际粉磨电耗相差很大，在选型设计和现场问题处理时，

必须对邦德功指数加以修正，才能使用，且修正时存在一定的偏差。

因此，为了保证投资的经济性、系统选型的精准性，需要统一的试验方法、

评价和掌握水泥熟料立磨的易磨性差异，推动水泥立磨终粉磨工艺的进步和应

用推广，助力水泥行业向高端化、绿色化、大型化、低碳化的方向发展。为此，

制定《水泥熟料立磨易磨性试验方法》标准十分必要。

（二）任务来源

2021年12月，天津水泥工业设计研究院有限公司获得了中国建材集团有限公司

揭榜挂帅项目《水泥工业高效粉磨关键技术装备及示范应用》，项目编号为

2021HX0405。依托该项目的支持，项目组提出了编制水泥熟料立磨易磨性试验方法的

标准需求。

2022年6月21日，中国材料与试验团体标准委员会下发了团体标准计划：CSTM

LX031900965—2022水泥熟料立磨易磨性试验方法。项目由天津水泥工业设计研究

院有限公司、中材（天津）粉体技术装备有限公司等行业内骨干优势企业参与编制。

（三）主要工作过程

天津水泥工业设计研究院有限公司确定标准制订任务后，组织我国境内大型装

备企业天津水泥工业设计研究院有限公司、中材（天津）粉体技术装备有限公司等单

位成立了项目组，按照团体标准制修订有关要求展开标准制定工作。

1.调查研究，收集资料,形成标准草案

在技术规程的编写过程中，项目组查阅了水泥行业、建材机械行业大量相关标

准，包括GB/T38064-2019球磨粉磨系统矿物物料易磨性试验方法、GB/T33938-

2017立磨试验台应用试验方法、GB/T26567-2011水泥原料易磨性试验方法(邦德

法)、YB/T4186-2009冶炼渣易磨性试验方法、JB/T6117-2002MLS粉磨系统原料易

磨性试验方法、GB/T35167-2017水泥立式辊磨机、JC/T2713-2022无机非金属材

料超细粉体立式辊磨机、JB/T10997-2018矿渣水泥立磨、JB/T10733-2017脱硫

制粉用立式辊磨机、JC/T844-2007水泥工业用立式辊磨机等方面的标准规范，并未

查到其它与本标准完全一致的国内外标准。

其中，GB/T33938-2017立磨试验台应用试验方法、JB/T6117-2002MLS粉磨系

统原料易磨性试验方法等标准的颁布为立磨粉磨方法的建立、立磨的应用起到了推

2

动作用，但是对于立磨粉磨熟料的方法缺乏可操作性。

结合调研收集的资料和数据，项目组完成了草案的编写。

2.启动标准项目，研讨草案形成征求意见稿

2022年9月13日，由天津水泥工业设计研究院有限公司在天津组织召开了《水

泥熟料立磨易磨性试验方法》团体标准项目起草工作组成立暨标准草案研讨会。会议

上成立了天津水泥工业设计研究院有限公司、中材（天津）粉体技术装备有限公司等

单位的起草工作组，并确定了本标准的具体工作内容、工作分工及工作进度时间节点

等相关事宜。

会上起草工作组对标准草案进行了认真的讨论，工作组成员单位本着科学认真

的态度对标准草案提出了修改意见和增补内容。

2022年9月至2023年4月，起草工作组走访和电话调研了相关协会、科研院

所、大专院校、行业重点骨干企业、用户等单位，听取相关单位和专家的意见，组织

行业企业和专家对该标准进行了交流和讨论，经修改后形成了本标准征求意见稿，

2023年10月8日提交协会秘书处。

3.征求意见

XXX

（四）标准起草单位、主要起草人及其所做的工作

1.起草单位

起草单位：中国建材机械工业协会、天津水泥工业设计研究有限公司、中材（天

津）粉体技术装备有限公司、北京工业大学。

2.主要起草人及其所做的工作

表1标准起草人及工作分工情况

起草人单位工作内容

天津水泥工业设计负责标准工作总体内容、时间规划，对外协调

聂文海

研究有限公司与沟通

天津水泥工业设计负责编写标准正文及编制说明，具体落实推进

杜鑫

研究有限公司标准编写、资料整理

天津水泥工业设计负责TRM5.6试验立磨试验参数总结、试验数

刘迪

研究有限公司据统计与分析

秦中华天津水泥工业设计负责TRM5.6试验立磨试验参数总结、试验数

3

研究有限公司据统计与分析

中材（天津）粉体负责水泥立磨应用情况调研、试验立磨机械技

赵剑波

技术装备有限公司术支持

天津水泥工业设计负责水泥立磨应用情况报告调研、试验控制参

刘畅

研究有限公司数调研

负责立磨试验方法、立磨装备等相关标准的调

王亚丽北京工业大学

研

二、团体标准编制原则和确定团体标准主要内容

（一）本标准编制原则

本标准编制过程中遵循以下原则：

1）本标准是根据GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编

写规则》、GB/T20001.4-2015《标准编写规则第4部分：试验方法标准》的规定

以及结合国外先进的产品技术理念和国内产品技术的基本要求、试验程序进行编制

的。

2）本标准以国家发布的绿色节能低碳发展的相关产业政策为指导原则，按照

2022年7月《工业和信息化部国家发展改革委生态环境部关于印发工业领域碳达

峰实施方案的通知》、2022年6月《科技部等九部门关于印发“科技支撑碳达峰碳

中和实施方案（2022—2030年）”的通知》、2022年11月《建材行业碳达峰实施方

案》等相关文件精神要求编制。

3）本标准的编制重点为当前水泥行业节能降耗、结构调整、转型升级等问提供

技术指导，并为我国建材行业绿色低碳高质量发展提供支持。

4）本编制规定的试验程序方法等便于实际生产实施，具有很强的可操作性。

（二）确定标准主要内容的论据

标准规定了水泥熟料立磨易磨性试验方法的术语、定义、方法原理、控制参数、

试验系统及器具、试样制备、试验步骤、结果计算。

1、名称

本标准所规定的主要对象是水泥熟料立磨易磨性试验方法，主要为立磨评价熟

料易磨性提供了统一的方法标准，为立磨粉磨系统提供可操作的装备选型依据，推动

4

行业技术进步。所以标准的名称定为《水泥熟料立磨易磨性试验方法》。

2、范围

本试验方法适用于水泥熟料的立磨易磨性评价和磨蚀性评价。

3、规范性引用文件

表2本标准共引用的相关标准

标准号标准名称

GB/T208水泥密度测定方法

GB/T1345水泥细度检验方法筛析法

GB/T8074水泥比表面积测定方法(勃氏法)

GB/T33938立磨试验台应用试验方法

4、术语和定义

本标准界定的术语和定义有：

可比试验立磨单产电耗thecomparablepowerconsumptionoftestverticalroller

mill，是由试验立磨单产电耗折算到比表面积320m2/kg时的功耗，主要为了统一比

表面积的基准来评价熟料易磨性的差异。

5、原理和试验条件

试验依据立磨装备料床粉磨原理，按适当的控制参数，对试样进行粉磨，以一定

比表面积的单位成品磨机功耗表示试样的易磨性，以磨辊的实测磨耗表示试样的磨

蚀性。

试验条件主要从磨盘转速、投影压力、选粉机转子线速度、出磨风量、扭矩仪荷

载功率、扭矩仪空载功率、试验时间等7个方面进行了规定。

对应本文件4.2中，

a）磨盘转速69r/min，与工业磨机边缘线速度一致；

b）磨辊投影压力1000±100kN/m²，根据现有工业TRM立磨运行压力一致；

c）选粉机转子线速度18±1m/s，根据现有工业TRM立磨选粉机转子速度一致；

d）出磨风量（5300±200）m3/h，磨盘名义风速6.0m/s，与实际运行工况一致。

6、试验设备及器具

根据水泥熟料立磨易磨性试验方法系统的构成，对试验设备及器具做出如下规

定，对应本文件5中：

5

a）TRM5.6水泥立磨或其他规格立磨，用于熟料粉磨试验；

b）SP-100mm×100mm颚式破碎机，用于破碎熟料，满足喂料粒度要求；

c）φ200标准筛振筛机，用于分析喂料粒度；

d)磅秤，计量范围0kg～150kg，精度±0.1kg，用于称量粉磨后的产品重量；

e)天平（0~20）kg，分度值700mg，用于称量辊套磨蚀片重量；

g）天平，精度为0.01g，用于比表面积测定时的样品称重；

h）勃氏比表面积分析仪，用于测定产品比表面积。

7、材料样品

从熟料易磨性粉体制备的角度出发，规定了试验样品要符合水泥熟料组份要求，

且符合入料粒径及水份要求。

8、试验程序

根据水泥熟料立磨易磨性试验方法系统的构成，通过对工业立磨的操作运行特

点进行充分调研，要充分体现标准的统一性、普适性、可操作性，对立磨试验操作程

序做出如下规定：

a）打开中控操作系统，设定试验名称；

b）开机顺序按按照设备工艺安全、现场生产清洁卫生需要设定；

c）试验时，控制功率恒定在13kW左右，以此来试验期间系统运行的稳定性，

并根据扭矩仪功率调整喂料量；

d）试验过程中每隔8min记录控制参数，参考附录A；

e）根据扭矩仪记录，统计试验时间t、计算平均功率kW；

f）先停圆盘喂料机，20s后抬辊，再按顺序依次停机；

g）取出辊套磨蚀片，用毛刷去除粘附颗粒，称重，采集耐磨件的磨损重量；

h）将成品搅拌后采集成品样，测定密度、细度、比表面积；

i）装袋并称重。

9、试验数据及处理

9.1比表面积检测

根据GB/T8074-2008水泥比表面积测定方法(勃氏法)测试。

9.2试验立磨产量

通过对工业立磨磨机产量的记录方式调研，以成品质量与时间的比进行表征，试

验立磨产量按式（1）计算：

6

Q

Q=……………（1）

0T

式中：

Q0——磨机产量，t/h；

Q——成品质量，t；

T——试验时间，h。

9.2试验立磨单产电耗

通过对工业立磨运行电耗的记录方式调研，以单位产品消耗的电能来表征，试验

立磨单产电耗按式（2）计算：

W

P=………………（2）

Q0

式中：

P——试验立磨单产电耗，kWh/t；

W——平均功率，kW。

9.3可比试验立磨单产电耗

为了评价立磨粉磨熟料的易磨性差异，需要熟料的比表面积统一折算到320m2/kg

进行比较。根据王仲春《水泥工业粉磨工艺技术（修订版）》（中国建材工业出版社

2000年第1版）P143-P144数据统计和计算方程可以看到：在250~400m2/kg的范围

内，比表面积与电耗呈1.3次方正相关性。

编制组采用天津水泥工业设计研究院有限公司TRM5.6试验系统对不同现场的

熟料进行实验室研究，绘制了比表面积和主电机电耗回归公式，其中比表面积对主电

机单位电耗的指数为1.3014，如图1所示。

26.0

24.0

y=0.0005x1.3014

R2=0.8793

22.0

kWh/t

20.0

试验电耗，

18.0

16.0

14.0

2800290030003100320033003400350036003700380039004000410042004300

比表面积，m2/kg

图1TRM5.6熟料粉磨比表面积与电耗的相关性

因此，对于比表面积的校正系数取1.3。

7

9.4磨耗

立磨耐磨件的磨损状态，直接影响生产运行经济性，试验过程中如果将辊套全部

拆卸后称重，不仅工作量很大，而且短时间的粉磨试验，难以体现磨损的状态。因此，

标准创新性提出，将立磨辊套设计为部分拆卸结构，如图2所示。

图2立磨辊套磨蚀片结构实例

对立磨粉磨熟料的磨耗按式（4）计算：

m−m

T=n12………………

WFAQ

（4）

式中：

TWF——磨耗，g/t；

n——磨辊个数,个；

A——磨蚀片工作面面积占辊面面积的比例,%；

m1——试验前磨蚀片质量，g；

m2——试验后磨蚀片质量，g。

10、试验报告

试验报告包括以下内容：

a)一般性数据：样品名称、实验室名称、地址和试验日期、试验人员、试验设

备规格、控制参数等全部资料。

b)试样本身必要的详细说明，如入料粒度尺寸、样品含水率等。

c)试验结果及评价等。

d)测定过程中存在的任何异常现象和在本标准中没有规定的可能对试验测定

结果产生影响的任何操作。

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三、预期的经济效果

通过本标准明确规范水泥熟料立磨易磨性试验方法，指导水泥立磨粉磨系统精

准选型设计，促进企业、行业向资源节约型及环境友好型方向发展。

通过对国外标准的调研，目前没有发现国外关于水泥熟料立磨易磨性试验方法

方面的标准，Loeshce、FLSmidth等公司也只是有各自内部的企业设计要求，与这些

企业设计要求相比，本标准明确规范水泥熟料立磨易磨性试验方法的方法原理、控制

参数、试验系统及器具、试样制备、试验步骤、结果计算，指导立磨评价熟料易磨性、

水泥立磨粉磨系统设计。本标准具有普适性、可操作性及可靠性。

通过对国外、国内设备应用情况的考察，国际上水泥粉磨系统的发展方向，制定

了符合国内外用户使用需求的标准，做好了中国标准在国外广泛应用的铺垫。

根据试验结果，装备及系统的匹配性达到90%以上，节约投资成本约10%。

四、采用国际标准和国外先进标准的程度，与国际、国外同类标准水平的对比情况

或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况

（一）概况

上世纪六、七十年代发展的立式辊磨、八十年代出现的辊压机和九十年代问世的

筒辊磨是粉磨装备技术进步的重要体现，这些以“受限料床高压粉碎”为原理的粉磨

设备的粉磨效率相当于球磨机的2倍左右，使粉磨电耗大幅度降低。在水泥行业，料

床粉磨系统制备原料、燃料和水泥被广泛应用，即实现了“水泥生产无球磨化”时代，

综合电耗降低到80kWh/t～85kWh/t，投入商业运行或在建的无球磨生产线越来越多。

对于水泥熟料立磨易磨性试验方法，国际上没有统一的标准，国外Loesche公

司、UB公司、pfeiffer公司等公司均设计了针对自有装备的企业标准，为自有装备

的技术提升、装备精准选型提供了依据。

表3国内外不同立磨装备公司的试验立磨系统

LoeschepfeifferFLSmidth天津水泥合肥水泥成都水泥

UM公司

公司公司公司院院院

TRM3.6/

LM3.6UM3.6PMS32ATOX3.5HRM32CRM3.6

TRM5.6

目前我国已经开发了30万吨/年、60万吨/年、90万吨/年、120万吨/年、150

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万吨/年、200万吨/年、260万吨/年、300万吨/年级的水泥立磨装备，满足了不同

规格生产线的需要，其性能已达到国际先进水平。

因此，国内急需统一的、可操作性的标准，指导水泥立磨选型设计，为中国建材

装备走出去夯实基础。

（二）水泥立磨制备系统国内外技术指标对比

从粉磨原理分析，因为立磨属于“受限”粉碎，粉磨效率高，系统工艺流程简单，

维护便捷，烘干能力强，因而被广泛接受，尤其是在国外的水泥粉磨系统中，立磨使

用率更高，国内市场辊压机球磨机组成的联合或半终粉磨系统应用较为普遍。假设原

料易磨性中等，相同细度，可以估算出不同系统的电耗情况：

表4不同系统的电耗比较

类别球磨机料床预粉磨联合/半终粉磨料床终粉磨

典型工艺

流程

电耗40~42kWh/t32~35kWh/t25~28kWh/t25~28kWh/t22~25kWh/t

水泥性能优秀中等中等良好中等

~

针对现有的水泥立磨粉磨系统，编制组开展了详细调研，下表是了解到的水泥粉

磨系统运行数据。从试验电耗和实际运行电耗的统计情况来看，试验电耗和生产电耗

对应性较好，试验结果能够很好的指导选型设计。

表5水泥粉磨系统调查数据

比表面积，立磨试验电立磨选型电立磨运行电

序号项目

cm2/g耗,kWh/t耗，kWh/t耗，kWh/t

1LW320018.622.118.3

2HL-1320017.819.717.3

3HL-2320017.220.116.5

4QJ320017.219.516.8

5TS320016.520.416.9

6SL320018.922.019.2

7AK320018.120.617.8

8LS320017.6