TRMKS43.4立磨分別粉磨礦渣和水泥在武漢陽邏的應(yīng)用

　　摘 要：本文介紹利用一臺TRMKS43.4水泥/礦渣立磨在武漢陽邏水泥有限公司分別粉磨礦渣和水泥的調(diào)試和運行情況。利用單臺立磨兼顧礦渣粉磨和水泥粉磨，通過合理的工藝設(shè)計和操作優(yōu)化，分別達到了設(shè)計指標(biāo)，并實現(xiàn)了單獨粉磨不同物料的快速切換；特別是在粉磨PC32.5水泥時不需要噴水和添加助磨劑，磨機運行穩(wěn)定，產(chǎn)量達到預(yù)期，操作維護簡單，系統(tǒng)電耗低于30kWh/t，水泥性能指標(biāo)優(yōu)良，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量和顆粒分布于球磨機相當(dāng)，混凝土工作性能良好，與傳統(tǒng)粉磨系統(tǒng)相比具有節(jié)能、環(huán)保、便捷、高效的特點。

　　關(guān)鍵詞：水泥/礦渣立磨；礦渣粉磨；水泥粉磨；快速切換；水泥性能指標(biāo)。

　　1 前言

　　近年來，國內(nèi)水泥和礦渣行業(yè)快速發(fā)展，地區(qū)間競爭激烈，通過采用先進的粉磨技術(shù)裝備來降低生產(chǎn)成本成為新建水泥生產(chǎn)線和礦渣微粉生產(chǎn)線的不二選擇。目前新建的礦渣粉磨系統(tǒng)基本上都是立磨系統(tǒng)，水泥粉磨主要是球磨機或者球磨機+輥壓機的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，隨著中材裝備集團有限公司2008年開發(fā)出國內(nèi)第一臺水泥立磨并成功應(yīng)用于越南福山，使用立磨粉磨水泥在國內(nèi)也獲得了行業(yè)的認可并逐步在國內(nèi)市場得到了應(yīng)用。

　　中材裝備集團有限公司一直致力于研發(fā)高效節(jié)能環(huán)保型粉磨設(shè)備，在礦渣粉磨和水泥粉磨的設(shè)備研究和制造能力上處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，于2005年成功推出了國內(nèi)首臺年產(chǎn)30萬噸礦渣立磨，并得到廣泛應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，相繼開發(fā)了配套年產(chǎn)60萬噸、90萬噸、120萬噸、150萬噸水泥/礦渣立磨。2012年中材裝備集團有限公司與武漢陽邏水泥有限公司簽訂供應(yīng)一臺TRMKS43.4水泥/礦渣立磨，由天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司提供工藝設(shè)計，粉磨系統(tǒng)于當(dāng)年10月份投產(chǎn)，經(jīng)過不到一個月的調(diào)試，分別單獨粉磨礦渣和水泥均達到了設(shè)計指標(biāo)。

　　2 系統(tǒng)簡介

　　武漢陽邏水泥有限公司粉磨系統(tǒng)在工藝設(shè)計時就考慮到了粉磨不同物料的需求，實現(xiàn)了粉磨礦渣和水泥的無縫切換，系統(tǒng)流程詳見圖1。

　　粉磨礦渣時，礦渣由入磨皮帶通過四通閥、振動篩和喂料裝置進入磨內(nèi)，粉磨后成品通過袋式收塵器收集后送入空氣斜槽經(jīng)提升機入礦渣成品庫，外排料通過外循環(huán)系統(tǒng)重新入磨粉磨。在這個過程中，振動篩保證了礦渣的喂料粒度；從中殼體喂料保證了礦渣均勻的進入磨盤中心位置，避免了因礦渣水分大出現(xiàn)喂料溜管堵料的情況；在外循環(huán)皮帶和喂料皮帶設(shè)置除鐵器有效延長了磨內(nèi)易磨件的壽命。

　　粉磨水泥時，熟料和其它混合材經(jīng)入磨皮帶由喂料裝置經(jīng)選粉機殼體進入磨內(nèi)，粉磨后成品通過袋式收塵器收集后送入空氣斜槽經(jīng)提升機入水泥成品庫，外排料通過外循環(huán)系統(tǒng)重新入磨粉磨。

　　由于礦渣和水泥中所摻濕粉煤灰含水量較高，為保證出磨物料水分≤0.5%，使用熱風(fēng)爐來提供烘干物料所需的熱量。整個系統(tǒng)采用單風(fēng)機系統(tǒng)，運行時主要使用循環(huán)風(fēng)和熱風(fēng)來保證風(fēng)量，通過各閥門的開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量和溫度。

圖1 立磨系統(tǒng)工藝流程

　　整個粉磨系統(tǒng)的核心設(shè)備為粉體公司供貨的TRMKS43.4型水泥/礦渣立磨，該規(guī)格立磨已在國內(nèi)外累計銷售近30臺，針對本項目粉磨水泥時部分混合材水分比較大的特點重新設(shè)計了喂料方式，采用干濕料分離，避免出現(xiàn)堵料的情況。磨機配備了四個磨輥，通過兩套分別獨立的液壓系統(tǒng)進行控制，既能實現(xiàn)四輥同時粉磨，也能使用對稱兩個磨輥粉磨，還能實現(xiàn)兩個磨輥為主輥，兩個磨輥為輔輥的粉磨方式。采用了新型高效籠型選粉機，能夠方便快捷的調(diào)節(jié)成品比表面積和細度。

　　系統(tǒng)配備了風(fēng)量為410000m3/h的風(fēng)機，通過變頻器進行控制，既為磨機提供足夠的風(fēng)量，又節(jié)省能源。系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)詳見表1:

　　表1 主要設(shè)備參數(shù)

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　　3 系統(tǒng)調(diào)試和運行情況

　　整條生產(chǎn)線于2012年10月份投產(chǎn)，剛開始粉磨礦渣，經(jīng)過幾天的調(diào)試就達到了設(shè)計產(chǎn)量，隨后開始了水泥熟料的粉磨。由于每個工廠水泥配比不一樣，對成品質(zhì)量要求也不一樣，在保證水泥性能合格和磨機穩(wěn)定的前提下對各參數(shù)進行了摸索，最終使粉磨PC32.5水泥時熟料比例降低到60%以下，干基產(chǎn)量可穩(wěn)定在130-145t/h。下面分別介紹粉磨礦渣和水泥時的情況。

　　3.1礦渣粉磨

　　由于礦渣粉磨屬于單一物料粉磨，因此料層容易穩(wěn)定。為了增加早期強度，粉磨礦渣時摻入了少量的脫硫石膏，具體配料情況見表2。

　　表2 粉磨礦渣的物料配料情況

　　該廠礦渣來自武鋼，易磨性中等，活性較好，滿足S95級的要求。在粉磨礦渣時不噴水，比表面積控制在420m2/kg以上，為了保證成品水分控制在0.5%以下，磨機出口溫度控制在90℃左右，磨機粉磨壓力控制在12MPa左右，選粉機轉(zhuǎn)速在26Hz左右。圖2是粉磨礦渣時的操作畫面。

　　圖2 粉磨礦渣中控畫面

　　粉磨礦渣時磨機運轉(zhuǎn)十分平穩(wěn)，投料量在110t/h以上，礦渣的綜合水分在5~7%，折合成干基產(chǎn)量超過100t/h，超出設(shè)計值10%以上。立磨操作簡單、調(diào)節(jié)方便，通過調(diào)節(jié)壓力和選粉機轉(zhuǎn)速就能快速調(diào)節(jié)成品質(zhì)量。在保證產(chǎn)量的同時也對系統(tǒng)能耗進行了優(yōu)化，通過調(diào)整擋料圈高度允許有一部分外排量，盡可能使用循環(huán)風(fēng)，降低了主電機電流和熱風(fēng)爐煤量。

　　礦渣中含有的單質(zhì)鐵是影響磨機磨損特別是磨輥輥套和磨盤襯板的重要因素，因此在設(shè)計之初就充分考慮到了除鐵的問題，在礦渣上料皮帶和外排吐渣皮帶處均設(shè)置了除鐵器，上料處的除鐵器用于除掉礦渣中大顆粒的鐵塊，吐渣皮帶處的除鐵器用于除掉礦渣破碎后經(jīng)外排吐出的細小鐵顆粒。因此適量的外排不但可以降低主電機電流，也有利于延長磨內(nèi)粉磨部件的壽命。

　　磨機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)后，對礦渣喂料、礦粉成品質(zhì)量等進行了檢測，同時對系統(tǒng)電耗、煤耗等也進行了統(tǒng)計，參見表3：

　　表3 粉磨礦渣性能數(shù)據(jù)

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　　3.2水泥粉磨

　　該廠主要使用立磨生產(chǎn)PC32.5水泥，在混合材中摻入接近20%的濕粉煤灰，有利于提高水泥的強度和流動性，使熟料的比例可以降低到60%以下，有效的降低了成本，具體的物料配比參見表4。

　　表4 粉磨水泥的物料配料情況

　　對于粉磨水泥，由于各廠混合材的配比和熟料的易磨性以及物料的水分、粒度千差萬別，要求控制的成品指標(biāo)也不一樣，因此操作參數(shù)也會存在較大的差別。在調(diào)試之前對混合材進行了分析，混合材具有較大的綜合水分，粉磨時需要引入熱風(fēng)進行烘干，考慮到隨時切換粉磨礦渣，沒有對擋料圈高度進行調(diào)整，通過調(diào)整風(fēng)量和粉磨壓力、選粉機轉(zhuǎn)速來滿足產(chǎn)量和成品質(zhì)量性能。圖3為粉磨水泥時的中控畫面。

　　圖3 粉磨水泥中控畫面

　　粉磨水泥時不噴水，為了保證水泥的綜合性能，比表面積控制在390m2/kg，R45μm控制在9±1%，成品水分控制在0.5%以下，根據(jù)物料水分的波動磨機出口溫度控制在80-90°左右，根據(jù)化驗室數(shù)據(jù)來調(diào)整磨機粉磨壓力和選粉機轉(zhuǎn)速，磨機粉磨壓力控制在12.5MPa左右，選粉機轉(zhuǎn)速在24Hz左右。

　　粉磨水泥時磨機運轉(zhuǎn)十分平穩(wěn)，投料量可達150t/h以上，折合成干基產(chǎn)量超過140t/h，超過設(shè)計產(chǎn)量。經(jīng)過測試，水泥的性能十分優(yōu)良，水泥成品粒度分布較寬，n值小于1，需水量與開流球磨相當(dāng)，強度優(yōu)于開流磨，成品中3-32μm顆粒含量高于65%，滿足了客戶對水泥強度的要求。表5和表6分別是對成品質(zhì)量和顆粒分布的檢測結(jié)果。

　　表5 PC32.5水泥性能數(shù)據(jù)

　　表6 PC32.5水泥的粒度分布

　　對于立磨粉磨水泥，最關(guān)鍵的是形成穩(wěn)定的料床，中控操作員要根據(jù)物料情況、化驗室的數(shù)據(jù)和磨機運行的情況及時調(diào)整操作參數(shù)，保證磨機始終處在穩(wěn)定的狀態(tài)，例如濕粉煤灰水分波動比較大，操作時就要注意及時調(diào)整熱風(fēng)，另外石灰石的粒度也很重要，均勻的顆粒有利于保持料層的穩(wěn)定。

　　與傳統(tǒng)球磨和輥壓機+球磨的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)相比，立磨粉磨水泥具有適應(yīng)性廣、操作簡單、調(diào)節(jié)迅速、使用維護成本低、節(jié)能等優(yōu)點，代表了水泥粉磨設(shè)備發(fā)展的方向。

　　4.3 小結(jié)

　　TRMKS43.4水泥/礦渣立磨在武漢陽邏水泥有限公司的應(yīng)用，具有以下幾個主要特點：

　　1、工藝系統(tǒng)簡單，一套系統(tǒng)實現(xiàn)了礦渣和水泥的分別粉磨，降低了土建和設(shè)備投資；

　　2、設(shè)備操作簡單，運行維護成本低，粉磨礦渣系統(tǒng)電耗低于42kwh/t，粉磨水泥系統(tǒng)電耗低于30kwh/t。

　　3、立磨切換簡單，工作量小，從粉磨礦渣切換到粉磨水泥時間短，不需要洗磨。

　　4、跟球磨相比，立磨噪音低，粉塵少，符合國家對環(huán)保和節(jié)能減排的要求。

　　利用單臺立磨系統(tǒng)分別粉磨礦渣和水泥具有巨大的經(jīng)濟和社會效益，立磨節(jié)能環(huán)保，單臺立磨系統(tǒng)無論從土建設(shè)備投資還是運行維護成本都大大低于使用兩套系統(tǒng)分別粉磨礦渣和水泥，特別適合新建粉磨站和傳統(tǒng)球磨的改造，隨著中材裝備集團有限公司水泥/礦渣立磨在國內(nèi)的逐步使用，相信會有更多的客戶選擇立磨作為礦渣和水泥的粉磨設(shè)備。