半終擠壓粉磨系統(tǒng)工藝分析及改進(jìn)措施

　　摘要：對(duì)水泥粉磨系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)標(biāo)定和工藝現(xiàn)狀分析評(píng)價(jià)，可以定性地判斷粉磨系統(tǒng)存在的問(wèn)題，指導(dǎo)系統(tǒng)技術(shù)改進(jìn)。該半終端擠壓粉磨系統(tǒng)主機(jī)系引進(jìn)裝備，但該系統(tǒng)的電耗不算低，同樣需要認(rèn)真剖析，并實(shí)施合理的改造技術(shù)。

　　0 引 言

　　筆者公司的水泥磨系統(tǒng)是七十年代未從加拿大引進(jìn)的半終端擠壓粉磨系統(tǒng)，主要配置Φ4.2×10m水泥磨，Φ1220×760mm輥壓機(jī)以及O-SEPAX375選粉機(jī)等組成的閉路循環(huán)粉磨系統(tǒng)。主機(jī)設(shè)備配置見(jiàn)表1所示。

　　但隨著近年來(lái)粉磨新工藝及技術(shù)的發(fā)展，該套粉磨系統(tǒng)已不再具有優(yōu)越性。故對(duì)Φ4.2×10m粉磨系統(tǒng)的工藝運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并“對(duì)癥下藥”的進(jìn)行技術(shù)改造，以更好地發(fā)揮磨機(jī)效能，實(shí)現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗”。

　　1 工藝現(xiàn)狀分析及存在的問(wèn)題

　　目前，我公司水泥磨系統(tǒng)整體表現(xiàn)為產(chǎn)量偏低，臺(tái)產(chǎn)產(chǎn)量平均為115t/h左右，低于設(shè)計(jì)臺(tái)產(chǎn)120t/h。而且粉磨能耗偏高，經(jīng)濟(jì)性較差。其粉磨工序電耗見(jiàn)表2。

　　從目前設(shè)備運(yùn)行及工藝現(xiàn)狀來(lái)看，主要表現(xiàn)為循環(huán)負(fù)荷量偏大，選粉機(jī)、打散機(jī)效率偏低。一方面造成磨機(jī)前循環(huán)量增大，導(dǎo)致投料量降低；另一方面造成入磨量偏低，成品輸出量下降。這樣就出現(xiàn)了“磨前系統(tǒng)負(fù)荷較重，而磨系統(tǒng)較輕”的不正常現(xiàn)象，不能很好的發(fā)揮磨機(jī)的粉磨作用，導(dǎo)致系統(tǒng)整體產(chǎn)量下降，能耗增加。其主要存在的問(wèn)題如下：

　　1）取樣目測(cè)：輥壓機(jī)輥壓后的物料“料餅”形成不好。可能存在如輥壓機(jī)輥面磨損剝落嚴(yán)重；液壓系統(tǒng)操作壓力偏低；輥壓機(jī)喂料側(cè)擋板磨損造后成物料短路；回粉物料中細(xì)面料較多、喂入輥壓機(jī)的物料粒度不符合工藝要求等問(wèn)題，具體需逐項(xiàng)排查。

　　首先，對(duì)中控的操作參數(shù)進(jìn)行查看，發(fā)現(xiàn)輥壓機(jī)的操作壓力設(shè)計(jì)為1450psi，但現(xiàn)場(chǎng)為保護(hù)輥面一直設(shè)定在1200psi左右，操作壓力偏低。

　　其次，對(duì)回輥壓機(jī)的物料進(jìn)行篩析試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看：30μm、45μm、80μm三種規(guī)格的篩余細(xì)度都在96%以上，相差不大。這就說(shuō)明回輥壓機(jī)的物料中細(xì)粉含量較少，96%以上小于80um的細(xì)粉已被作為成品選粉收集。具體篩析結(jié)果見(jiàn)表3。

　　最后，利用停磨時(shí)間進(jìn)行混壓機(jī)輥面的檢查，發(fā)現(xiàn)兩輥的縫隙為20mm,符合設(shè)計(jì)15～35 mm的技術(shù)要求。但輥面有磨損剝落的小凹坑，需在檢修過(guò)程中修復(fù)處理。

　　2）選粉機(jī)分級(jí)、選粉效率較低。從選粉機(jī)下入磨物料的篩余可以看出：80um的篩余細(xì)度大約在32%左右，這就說(shuō)明從選粉機(jī)下入磨的物料中至少有68%左右的細(xì)粉未能被選粉機(jī)作為成品收集，導(dǎo)致入磨物料中細(xì)粉含量偏大，磨內(nèi)無(wú)功循環(huán)加劇，產(chǎn)量降低，粉磨能耗增加。其原因可能是選粉機(jī)本身的選粉效率不高，如選粉機(jī)轉(zhuǎn)速偏低、葉輪磨損、系統(tǒng)漏風(fēng)等，需在檢修過(guò)程中排查處理；也有可能是由于除塵系統(tǒng)風(fēng)壓不夠所致。為此，我們用德圖testo-521壓力計(jì)對(duì)成品收塵器的風(fēng)機(jī)風(fēng)壓進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果顯示風(fēng)壓為5300Pa,這和風(fēng)機(jī)銘牌壓力7800 Pa相差甚遠(yuǎn)。

　　同時(shí)，對(duì)選粉機(jī)入輥壓機(jī)的回粉物料和出輥壓機(jī)的物料進(jìn)行取樣篩析試驗(yàn)，結(jié)果顯示入輥壓機(jī)的回粉物料中大于2mm顆粒的占比為14.7%，這就說(shuō)明打散機(jī)能夠?qū)⑤亯簷C(jī)形成的“料餅”打散，基本符合打散機(jī)出料粒度小于2mm的占比70～80%的技術(shù)要求。但從表4的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：選粉機(jī)入輥壓機(jī)的回粉和輥壓機(jī)出料中1mm、 2mm的篩余非常接近，這就說(shuō)明1～2mm以下的顆粒在輥壓機(jī)中循環(huán)實(shí)際上起不到任何擠壓、粉碎效果。理論上2mm以下的顆粒應(yīng)該入磨，卻在輥壓機(jī)中無(wú)功循環(huán)，這就說(shuō)明選粉機(jī)的分級(jí)效率不理想，具體篩分結(jié)果見(jiàn)表4所示。

　　3）球磨機(jī)研磨能力較差，存在過(guò)粉磨現(xiàn)象。磨機(jī)為單倉(cāng)10米短磨，研磨體為鋼球Φ30、Φ25 mm、Φ20mm、Φ15mm四級(jí)配，襯板均為小波紋襯板。本身一倉(cāng)磨大小球混在一起，無(wú)法滿足鋼球從進(jìn)料端沿磨機(jī)軸向方向由大到小自動(dòng)分級(jí)，物料流速也難以控制。同時(shí)由于長(zhǎng)時(shí)間未對(duì)鋼球進(jìn)行徹底分選和級(jí)配，只是臨停補(bǔ)球，級(jí)配不合理也是造成球磨機(jī)研磨能力下降的重要原因。這一點(diǎn)從出磨水泥的細(xì)度可以看出：80um的篩余細(xì)度大約在7～8%之間，出磨水泥細(xì)度偏粗，研磨能力不足。具體篩析試驗(yàn)見(jiàn)表5所示。

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　　為了更好的研究出磨水泥的性能，技術(shù)人員用歐美克LS-C(ⅡA)激光粒度分析儀對(duì)P.O42.5水泥取樣進(jìn)行分析，結(jié)果顯示小于1um以下的微粉占比為3.15%，數(shù)據(jù)偏大。理論上1um以下的微粉在水泥中屬于“無(wú)效組分”，它在拌水過(guò)程中就完全水化、放熱，對(duì)水泥的強(qiáng)度發(fā)揮基本沒(méi)有貢獻(xiàn)。這也就說(shuō)明了在粉磨過(guò)程中存在一定的“過(guò)粉磨”現(xiàn)象，增加了粉磨電耗和工時(shí)消耗。具體水泥粒度分布表6所示。

　　從以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出：我公司水泥的顆粒分布特征是“中間小、兩頭大”，也就是說(shuō)對(duì)28天強(qiáng)度貢獻(xiàn)較大的顆粒含量偏少，整體細(xì)度還是偏粗，不利用水泥強(qiáng)度的發(fā)揮。具體粒度分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比評(píng)價(jià)及結(jié)論見(jiàn)表7。

　　2  改進(jìn)措施

　　通過(guò)對(duì)筆者公司粉磨系統(tǒng)的工藝現(xiàn)狀分析，主要采取了以下技術(shù)措施加以改進(jìn)。

　　1）利用檢修，對(duì)輥壓機(jī)輥面用高Cr型耐磨焊條進(jìn)行堆焊修復(fù)；并對(duì)輥壓機(jī)喂料側(cè)擋板的絲杠進(jìn)行調(diào)整，避免物料“短路”；同時(shí)提高操作壓力至1450pis。

　　2）對(duì)打散機(jī)的葉輪進(jìn)行檢查，徹底清理了葉輪上的結(jié)皮；并把打散機(jī)的葉輪加寬5厘米，以更好的提高打散效率。

　　3）對(duì)袋收塵器的檢修門、管道進(jìn)行密閉堵漏，治理漏風(fēng)；同時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)的激流腔間隙進(jìn)行測(cè)量，調(diào)整為10±1mm。

　　4）將原O-SEPAX375選粉機(jī)更換Sepax3500高效渦流組合式選粉機(jī),提高分級(jí)效果和選粉效率，降低循環(huán)負(fù)荷率。與之前的O-SEPAX375選粉機(jī)相比，Sepax3500高效渦流選粉機(jī)增加了分散、預(yù)分級(jí)裝置。有效地減小了大小顆粒間的干擾，為精確分級(jí)創(chuàng)造了更好的條件。

　　5）采用新型“閉路高細(xì)磨”專用的雙層篩分隔倉(cāng)板將原來(lái)的一倉(cāng)改造為二倉(cāng)磨。篩縫為2mm，篦縫為6～8mm，二倉(cāng)端采用帶通風(fēng)孔的護(hù)板，加強(qiáng)通風(fēng)，以保證物料在磨內(nèi)既有一定的流速，也能保證出磨物料中有足夠比例的成品量；同時(shí)將磨尾出料篦板改造為小篦縫專用出料裝置，具體安裝示意見(jiàn)圖1所示。

　　圖1 磨機(jī)隔倉(cāng)板改造示意圖

　　6）根據(jù)磨機(jī)的長(zhǎng)徑比L=10/4.2≈2.38＞2可確定該磨機(jī)可分為兩倉(cāng)，其中一倉(cāng)長(zhǎng)度比例約為40%為宜，故選取一倉(cāng)為4米，二倉(cāng)為6米。為了保證一倉(cāng)的粉磨能力，將一倉(cāng)原小波紋襯板全部更換為分級(jí)小波紋襯板。

　　7）優(yōu)化調(diào)整磨機(jī)的鋼球級(jí)配，其中二倉(cāng)的鋼球級(jí)配以φ10～20mm為宜，加大研磨能力。具體見(jiàn)表8所示。

　　3 效果評(píng)價(jià)

　　通過(guò)采取以上技術(shù)措施后，水泥磨系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量達(dá)到145噸/小時(shí)，粉磨工序電耗平均下降5度/噸，提產(chǎn)節(jié)能效果顯著。

　　同時(shí)，利用停磨時(shí)間進(jìn)磨觀察球料比，第一倉(cāng)的鋼球基本露出水泥半個(gè)球面，第二倉(cāng)的小球基本沒(méi)入水泥，實(shí)測(cè)球料比約為5.1，較為適宜，說(shuō)明研磨體級(jí)配合理。經(jīng)取樣檢驗(yàn)，水泥質(zhì)量合格、性能較好，具體檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9所示。

　　4  結(jié) 論

　　通過(guò)對(duì)水泥粉磨系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)標(biāo)定和工藝現(xiàn)狀分析評(píng)價(jià)，可以定性的判斷粉磨系統(tǒng)存在的問(wèn)題，指導(dǎo)系統(tǒng)技術(shù)改進(jìn)。并可以為優(yōu)化級(jí)配、改善水泥性能，提產(chǎn)降耗等提供必要的技術(shù)依據(jù)和支持。從改造后的質(zhì)量及技術(shù)指標(biāo)來(lái)看，本次技改措施成功可行。