劉子河：水泥立磨終粉磨技術(shù)研究及應(yīng)用

　　2013年6月16日，由中國(guó)水泥網(wǎng)主辦、芬蘭鋼鐵羅奇中國(guó)協(xié)辦的"2013第六屆國(guó)際粉磨峰會(huì)"在江蘇南京國(guó)際會(huì)議大酒店隆重開幕。近300位領(lǐng)導(dǎo)、專家及企業(yè)代表近出席了本屆峰會(huì)，并針對(duì)“提升系統(tǒng)節(jié)能”問題展開深度討論。會(huì)上，中材（天津）粉體技術(shù)裝備有限公司（下簡(jiǎn)稱中材裝備）副總經(jīng)理劉子河做了《水泥立磨終粉磨技術(shù)研究及應(yīng)用》的主題報(bào)告，在報(bào)告中，劉子河根據(jù)立磨在水泥生產(chǎn)中作為終粉磨所取得效果，證明立磨用于水泥終粉磨已經(jīng)成為不可爭(zhēng)議的事實(shí)。

中材（天津）粉體技術(shù)裝備有限公司副總經(jīng)理劉子河

　　眾所周知，水泥粉磨系統(tǒng)的電耗占了水泥廠總電耗的68%，所以降低粉磨體統(tǒng)電耗是水泥廠降低總電耗、降低成本、節(jié)能減排的一個(gè)最重要方面，同時(shí)還可以直接或間接的降低二氧化碳排放量。傳統(tǒng)球磨機(jī)做為水泥終粉磨，其電耗可能達(dá)到100-110度，料床粉磨可以達(dá)到80-85度電，根據(jù)測(cè)試，目前最先進(jìn)的電耗水平是75度電。而現(xiàn)在最典型的料床粉磨是立磨和輥壓機(jī)，這兩種產(chǎn)品不論是在生料粉磨還是熟料粉磨都是競(jìng)爭(zhēng)比較激烈的產(chǎn)品。

　　一、水泥粉磨技術(shù)發(fā)展概況

　　目前粉磨設(shè)備系統(tǒng)大型化問題已被提出來(lái)，大型化是粉磨設(shè)備的水平標(biāo)志，代表行業(yè)的最高水平。所以國(guó)外的立磨供應(yīng)商，例如Loesche、Pfeiffer均是把立磨磨盤做的很大。萊西福公司做的立磨磨盤最大直徑更是達(dá)到6.9米，產(chǎn)能最高1200t/h。但是粉磨技術(shù)裝備發(fā)展依舊面臨一些關(guān)鍵問題，例如：高水分原料怎么磨？礦渣，礦石等高磨蝕性怎么解決穩(wěn)定生產(chǎn)的問題？粉煤灰等高流動(dòng)性物料如何磨得更細(xì)？

水泥粉磨技術(shù)發(fā)展過程

　　劉子河表示，水泥粉磨技術(shù)發(fā)展過程的主要技術(shù)有球磨機(jī)、輥壓機(jī)+球磨機(jī)和立式輥磨三種，單就電耗來(lái)說，球磨機(jī)最高為40-45kWh/t，輥壓機(jī)+球磨機(jī)為30-35kWh/t，立式輥磨可以控制在25~30kWh/t。

立磨粉磨水泥在世界上所占的比例變化

　　隨著立磨技術(shù)的發(fā)展，立磨粉磨水泥在世界上所占的比例也發(fā)生了很大的變化：在2004~2005年，立磨粉磨水泥在世界上所占的比例為26%，2008~2009年為61%，2011~2012年達(dá)到了83%。2009年的德國(guó)杜爾塞夫國(guó)際會(huì)議上專家對(duì)立磨粉磨水泥的肯定也佐證了這一變化的合理性。

　　二、水泥立磨技術(shù)試驗(yàn)研究

　　早期水泥立磨面對(duì)的主要問題是料床不穩(wěn)，粉磨部件磨損嚴(yán)重、壽命短，水泥顆粒級(jí)配窄、微細(xì)顆粒少、需水量大等。例如世界上第一的水泥立磨供應(yīng)商德國(guó)Pfeiffer公司，便是由于當(dāng)時(shí)水泥立磨的需水量偏高，不受當(dāng)時(shí)球磨機(jī)為主的時(shí)代的歡迎。但是后來(lái)隨著工藝研究、改善粉磨特性和粉磨機(jī)理以及耐磨件發(fā)展，這些問題已經(jīng)得到解決。

國(guó)外公司水泥立磨公司采取料床穩(wěn)定性的措施

國(guó)外公司水泥立磨系列

　　針對(duì)料床不穩(wěn)的問題，國(guó)內(nèi)外不同的水泥立磨供應(yīng)商采用不同的措施，例如萊歇公司采用副輥的方式，OK磨采用中間帶槽的方式，Raymond公司采用斜襯板的方式，Pfeiffer公司采用外圈鋪料的方式，而中材裝備集團(tuán)采用則是破碎的方式。

　　三、水泥立磨技術(shù)工業(yè)實(shí)踐

　　3.1 中材裝備水泥立磨技術(shù)在各企業(yè)的應(yīng)用

TRM型水泥立磨技術(shù)的發(fā)展

　　劉子河表示，中材裝備通過前期的大量調(diào)研，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，再進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，最終推廣到生產(chǎn)當(dāng)中；希望能夠促進(jìn)水泥粉磨的節(jié)能減排，降低生產(chǎn)成本，減少土地使用面積，減少二氧化碳排放。

立磨試驗(yàn)研究平臺(tái)

經(jīng)過改進(jìn)，該系統(tǒng)現(xiàn)為直徑5.6米立磨系統(tǒng)，該生產(chǎn)線可以粉磨鋼渣水泥。

本系統(tǒng)于專門用來(lái)粉磨水泥，水泥顆粒需水性（標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量）為25.6%，

武漢陽(yáng)邏TRMKS43.4水泥磨操作小結(jié)

　　武漢陽(yáng)邏水泥的立磨可以同時(shí)粉磨礦渣和水泥，在工藝設(shè)計(jì)的時(shí)候也特意把水泥粉磨的參數(shù)在礦渣粉磨的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。因?yàn)樵摴局簧a(chǎn)32.5強(qiáng)度水泥，所以平均電耗29kWh/t，礦渣、石灰、石膏平均電耗是34 kWh/t，比表面積在450㎡/kg以上，目前該公司正在計(jì)劃設(shè)計(jì)第二條線。

　　在調(diào)試期間，還測(cè)定了該系統(tǒng)礦渣與水泥在切換時(shí)間段內(nèi)不同時(shí)間點(diǎn)CaO成分。數(shù)據(jù)顯示：水泥轉(zhuǎn)磨礦渣一般需要5-10分鐘后開始，成品倒送至礦粉庫(kù)；礦渣轉(zhuǎn)磨熟料一般需要30分鐘后開始，成品倒送至熟料庫(kù)。

　　另外，有中材裝備建設(shè)并且已經(jīng)投產(chǎn)的立磨粉磨項(xiàng)目還有天山喀什水泥、馬來(lái)西亞HUME水泥、越南福山水泥、堯柏商洛、堯柏安康，堯柏和田等。

　　3.2 TRM型水泥/礦渣立磨的技術(shù)特點(diǎn)

TRM型水泥/礦渣立磨的技術(shù)特點(diǎn)

　　中材裝備水泥礦渣輥磨沒有采用萊歇的主輔輥模式，而是采用兩輥或三輥模式，取消了輔輥設(shè)計(jì)。采用更高的研磨壓力，相同產(chǎn)量的磨機(jī)規(guī)格比萊歇的要小。但是一些參數(shù)看，中材裝備的操作、成本、備品備件比萊歇更有優(yōu)勢(shì)。2011年12月9日，中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)在北京組織召開 “水泥立式輥磨終粉磨技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用”科技成果鑒定會(huì)，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平！

　　四、水泥立磨產(chǎn)品性能研究

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：n值越低，需水量越少。

水泥顆粒分布：介于期末和開流磨之間，是合理的。

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量

　　立磨：水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量多數(shù)在25~27%。圈流聯(lián)合粉磨：水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量多數(shù)在26~29.3%。相比較而言，立磨的需水量更少。

水泥的凝結(jié)時(shí)間在合理的范圍內(nèi)。

水泥強(qiáng)度與球磨機(jī)相當(dāng)

混凝土的工作性：混凝土的塌落度較高，有良好的工作性能

不同粉磨工藝水泥性能比較研究

　　以上數(shù)據(jù)為中國(guó)技術(shù)檢測(cè)中心天津第十一監(jiān)測(cè)站近期對(duì)天山水泥喀什工廠的三種生產(chǎn)工藝的檢測(cè)，該水泥廠同時(shí)擁有立磨、球磨、輥壓機(jī)+球磨機(jī)三種粉磨工藝，所以在同樣的生產(chǎn)環(huán)境、技術(shù)操作、管理體系、生產(chǎn)配比的情況下進(jìn)行比較而得出的這些數(shù)據(jù)，更具有說服力。

水泥細(xì)度和比表面積（TK代表立磨，TP代表球磨+輥壓機(jī)，BA代表球磨機(jī)）

水泥顆粒分布

　　眾所周知，需水性和強(qiáng)度是水泥性能兩大指標(biāo)，所以從上圖可以看出，立磨水泥顆粒分布的n值介于輥壓機(jī)和球磨機(jī)之間，已經(jīng)很好的達(dá)到了指標(biāo)的要求。

水泥流動(dòng)性能

　　三種粉磨工藝磨出來(lái)的水泥的凝結(jié)時(shí)間相當(dāng)，流動(dòng)度相當(dāng)，但是立磨水泥需水量最低。

水泥強(qiáng)度性能：立磨水泥的3天強(qiáng)度略低，但是28天強(qiáng)度與其他兩種大致相當(dāng)

混凝土流動(dòng)性能

　　同樣施工環(huán)境（環(huán)境溫度20~22 度，相對(duì)濕度50%）調(diào)制C30混凝土，初始坍落度立磨水泥和其他兩種基本一樣，但是90分鐘之后，立磨水泥配制的混凝土流動(dòng)度略好于其他兩種工藝水泥混凝土的性能。

　　所以，綜合以上各點(diǎn)可知，立磨水泥產(chǎn)品的性能特點(diǎn)是：

　　1）顆粒分布介于圈流球磨和開流球磨之間；

　　2）水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量多數(shù)在25-26.5%之間。

　　3）水泥的凝結(jié)時(shí)間在合理的范圍內(nèi)。

　　4）水泥的強(qiáng)度與球磨機(jī)相當(dāng)或略高于球磨機(jī)。

　　5）混凝土的塌落度較高，有良好的工作性能。

　　五、水泥立磨系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

水泥粉磨系統(tǒng)對(duì)比（年產(chǎn)100萬(wàn)噸）

　　從兩種水泥粉磨系統(tǒng)的對(duì)比來(lái)看，輥壓機(jī)+球磨機(jī)系統(tǒng)電耗30～35kWh/t,輥磨終粉磨系統(tǒng)為25～30 kWh/t，以年產(chǎn)100萬(wàn)噸水泥來(lái)算，立磨系統(tǒng)每年可節(jié)約電耗400萬(wàn)度。

　　從系統(tǒng)投資來(lái)看，輥磨終粉磨系統(tǒng)要略高于輥壓機(jī)+球磨機(jī)系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)是結(jié)合預(yù)算和生產(chǎn)廠家實(shí)際投資二做出的結(jié)論。另外，立磨對(duì)水分和力度的適應(yīng)性都要優(yōu)于輥壓機(jī)+球磨機(jī)。而且立磨不用修建廠房，所以噪音也要小于輥壓機(jī)+球磨系統(tǒng)。

　　立磨的工藝流程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，切換品種可在15～30分鐘內(nèi)完成，也比輥壓機(jī)+球磨機(jī)快捷。

立磨、輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)工藝系統(tǒng)對(duì)比

立磨、輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)率對(duì)比

立磨、輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)系統(tǒng)操作性對(duì)比

立磨、輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)能耗及維護(hù)費(fèi)用對(duì)比

立磨、輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益分析

　　立磨日常維護(hù)成本（以TRMK45水泥立磨為例）主要包括：磨耗費(fèi)用的計(jì)算包括更換輥套及襯板費(fèi)用的攤銷。耐磨鑲嵌陶瓷材質(zhì)保證壽命期間內(nèi)不需停機(jī)補(bǔ)焊，根據(jù)物料情況，壽命可達(dá)12000hr；堆焊材料壽命，根據(jù)物料情況，需要每6000hr左右補(bǔ)焊一次。

水泥熟料粉磨方式技術(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

　　六、中材裝備集團(tuán)生產(chǎn)國(guó)內(nèi)最大原料立磨通過專家鑒定

　　2012年5月4日，中材裝備集團(tuán)生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)最大的原料立磨TRMR60.4在河北礦峰水泥有限公司投產(chǎn)，并于2013年5月26日通過中國(guó)建材協(xié)會(huì)組織的專家鑒定。

TRMR60.4磨機(jī)工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)（主要工藝參數(shù)）

考核結(jié)果

　　鑒定專家認(rèn)為TRMR60.4生料立式輥磨運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)小，磨耗低，經(jīng)中國(guó)水泥發(fā)展中心物化檢測(cè)所監(jiān)測(cè)表明：當(dāng)wi=13.3kWh/t、細(xì)度R80μm=183.%時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)量591.7t/h，墨跡點(diǎn)好7.79 kWh/t、系統(tǒng)電耗15.62 kWh/t。磨機(jī)設(shè)計(jì)合理，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。