風選磨半終粉磨在水泥粉磨工藝上的應用

  1 技術開發(fā)背景

  目前，水泥（熟料）大多采用輥壓機作預粉磨，由于輥壓后的物料大小不一致，必須采取分級處理。先進工藝采用V型選粉機分級，分級后的物料細度符合成品要求的很多，但由于輥壓機出來的物料顆粒形貌球形化少，片狀和針齒狀居多，不能當成品使用，這樣細粉物料仍然需通過管磨粉磨才能成為成品。管磨粉磨若采用開流粉磨，那么很容易產(chǎn)生大量過粉磨現(xiàn)象，不僅電耗浪費而且造成熟料浪費。為解決此問題，再上選粉機圈流粉磨，這樣造成工藝路線復雜，投資成本大，操作困難，無功損耗大。

  水泥半終粉磨技術的發(fā)展，最近又取得了新的突破。半終粉磨設備除輥壓機外，南京蘇材重機公司最新研發(fā)了風選磨半終粉磨工藝及裝備，拓展了水泥半終粉磨技術內(nèi)涵，滿足了不同層次用戶需求，豐富水泥技術產(chǎn)品市場。該系統(tǒng)具有結構簡單、操作方便、工作穩(wěn)定可靠、工況適應性強、調(diào)整簡單、投資運行費用低等特點。采用風選磨半終粉磨工藝，可大幅度提高磨機產(chǎn)量和質(zhì)量，尤其是增加水泥混合材摻加量，降低生產(chǎn)成本，是和輥壓機相媲美的先進水泥粉磨工藝。

  2 風選磨半終粉磨工藝簡介

  2.1風選磨半終粉磨工藝見圖1所示

  2.2風選磨工作原理及出機物料粒徑分析

  該工藝采用風選磨作預粉磨，風選磨結構設計為中空軸進料，筒體邊緣排料，出料采用粗、細篩分裝置。工作原理采用大鋼球破碎，在破碎過程中產(chǎn)生的大量細粉聚集在筒體周邊，利用大風量通過擴散帶走筒體周邊細粉，從而克服細粉墊層影響，大幅度提高沖擊破碎效率。由于出磨物料采用粗細篩分裝置，出磨物料顆粒受嚴格限制，大于1mm顆粒不得出磨，留在風選磨內(nèi)繼續(xù)破碎直徑合格后出料，風選磨出磨物料細度控制50%左右，粒徑分布見表1。

  2.3風選磨半終粉磨工藝分析

  預粉磨出來的物料通過提升機進入SX型新型選粉機。選粉機采用平面渦流選粉原理，通過籠形轉(zhuǎn)子把細粉選出，細粉用氣箱脈中除塵器收集，該部分收集的細粉成品占總量的30%左右，并且45微米篩余小于2%，除塵器收集的細粉直接進入成品；選粉機選出的粗粉進入后道磨，實現(xiàn)半終粉磨。由于嚴格控制入磨物料粒度，同時把容易產(chǎn)生過粉磨部分物料已選走，進入后道物料粒徑分布均勻，后道磨采取開路磨工藝即可。

  3 風選磨半終粉磨工藝特點

  ● 系統(tǒng)投資低 設備投資僅為同產(chǎn)量輥壓機投資的 1/3～1/2。

  ● 系統(tǒng)電耗低  工藝流程簡單，系統(tǒng)電耗同比輥壓機低5%～10%。

  ● 系統(tǒng)產(chǎn)量高  采用風選磨半終粉磨工藝，預收成品 30%，后道磨解決過粉磨，大幅度提高粉磨效率，系統(tǒng)產(chǎn)量高。

  ● 水泥強度高  采用前閉后開粉磨工藝，入后道磨顆粒粒徑分布均勻，出磨平均粒徑小，同配比熟料水泥強度提高 2MPa～3MPa。

  ● 出磨水泥溫度低  預粉磨氣流設計開路，產(chǎn)生的大量熱量及時排走，后道磨過粉磨現(xiàn)象少，出磨水泥溫度低。

  ● 工藝流程簡單  調(diào)節(jié)方便，設備可靠性好，無機械故障，運轉(zhuǎn)率高。

  ● 易損件通用  不影響生產(chǎn)情況下更換方便，使用成本低。

  ● 適應性強  鐵塊入機無影響，無需專用除鐵設備，入機物料水份可適當放寬，預粉磨過程中產(chǎn)生的熱量可起烘干物料作用。

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  4 風選磨半終粉磨工藝實際應用情況

  4.1 風選磨半終粉磨系統(tǒng)改造前工藝情況

  江蘇揚中大地水泥有限公司水泥粉磨生產(chǎn)線配套φ3.5×13m磨機1臺，采用開路磨工藝，配套收塵器PPC96-6。磨機分為三倉，Ⅰ倉為階梯襯板，倉長4.0m；Ⅱ倉位為中波紋襯板，倉長2.75m；Ⅲ倉位為小波紋襯板，倉長5.5m。采用高鉻研磨體，最大鋼球為φ90mm，最小鋼段為φ8×8mm；前隔倉采用雙層隔倉，后隔倉為單層隔倉，臺時產(chǎn)量65噸/時，粉磨電耗為36kWh/t。工藝流程見圖2所示。

  圖2  改造前工藝流程簡圖

  4.2 風選磨半終粉磨系統(tǒng)改造后工藝情況

  揚中大地水泥有限公司粉磨生產(chǎn)線配套φ3.5×13m磨機1臺，采用前閉路后開路工藝見圖示1；即FM40（有效長度5.0m）風選磨作為水泥預粉磨設備，熟料、明礬石、石膏等進入風選磨進行預粉磨（生產(chǎn)42.5級水泥時配比：熟料86%，磷石膏含煤渣12%，明礬石2%），配套新型SX1500型選粉機，合格成品直接通過收塵器入庫，選粉機粗粉進入φ3.5×13m磨機，磨機分為三倉，采用帶篩分的雙層隔倉裝置，增加通風面積，磨尾采用線切割熱處理出料篦板；風選磨鋼球采用φ60mm～φ100mm，高細磨機采用φ30mm～φ60mm鋼球和φ10mm～φ25mm的鋼鍛。粉磨系統(tǒng)設備配置見表2。

  4.3  設備運行及調(diào)試情況

  設備開始運行時，發(fā)現(xiàn)風選磨進風負壓偏小，出料口時有溢料現(xiàn)象，進入選粉機出來的粗粉含有部分成品。因此我們通過改進風選磨磨尾鎖風裝置，真正將風選磨內(nèi)風有效利用；調(diào)高高效收塵器風機頻率，增加收塵風量；降低SX選粉機主軸頻率，調(diào)節(jié)二次進風比例，有效提高選粉效率。通過此措施后風選磨沒有出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，磨音聲音清脆、響亮，電流下降。

  φ3.5×13m高細磨機開始運行時，Ⅰ、Ⅱ倉聲音響亮、清脆；Ⅲ倉聲音發(fā)悶。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)Ⅲ倉利用原有微鋼鍛，阻止物料在磨機流速；同時高細磨收塵器脈沖閥有3只發(fā)現(xiàn)異常，壓縮氣包中的壓力只有2公斤壓力。我們考慮到Ⅲ倉研磨體比較多，加上成本因素，更換部分研磨體改善研磨級配；同時更換收塵器脈沖閥線圈、排查漏氣等措施，有效提高收塵器工作效率。設備再次運行時，高細磨機磨內(nèi)通風加強，Ⅲ倉狀況有所改善，產(chǎn)量和指標比較穩(wěn)定。磨機產(chǎn)量大幅度提高，磨尾提升機能力受限制，原有NE100提升機更換NE150提升機增加提升能力，滿足工藝要求。

  5 風選磨半終粉磨技術改造注意要點

  5.1 對進廠物料嚴格把關，控制入磨粒度及水分。

  在生產(chǎn)過程中，需要嚴格控制入磨粒度及水分。在生產(chǎn)運行中發(fā)現(xiàn)該廠使用明礬石和建筑垃圾。明礬石中有一少部分粒度大且硬石頭，需要通過破碎或者篩子去除；建筑垃圾含一定的水分，在生產(chǎn)325級水泥過程中發(fā)現(xiàn)水分大時，磨機磨音發(fā)悶。

  5.2 綜合考慮，最大限度發(fā)揮各設備效能。

  在整個粉磨工藝過程中，我們需要發(fā)揮設備的特點，調(diào)整參數(shù)滿足整個系統(tǒng)的要求。在設備運行中發(fā)現(xiàn)風選磨預粉磨能力還有提升空間，但高細磨由于Ⅲ倉研磨體及收塵器風量的限制，以后還有進一步提升空間。在此次調(diào)試過程中我們盡量讓風選磨多產(chǎn)生細粉，通過SX型選粉機選出。

  5.3優(yōu)化管理，充分調(diào)動各崗位人員積極性。

  深化全面質(zhì)量管理體系，質(zhì)量管理人員要對水泥質(zhì)量和產(chǎn)量進行協(xié)調(diào)，進一步優(yōu)化工藝參數(shù)，找出最佳技術解決方案。同時，中控人員及時與磨機值班人員和質(zhì)量分析人員交流，確保水泥產(chǎn)量和質(zhì)量穩(wěn)定。

  6 結論

  風選磨半終粉磨工藝，關鍵是控制風選磨內(nèi)大顆粒出不來，風選磨產(chǎn)生的細粉通過選粉機直接選出，粗粉進入后道高細磨機。其核心就是破磨分離，預粉磨產(chǎn)量的細粉不再進后道磨機，不但提高系統(tǒng)產(chǎn)量，而且有效降低過粉磨現(xiàn)象。揚中大地水泥有限公司通過粉磨改造臺時產(chǎn)量由65t/h提高到120t/h；噸水泥粉磨電耗由原來的36kWh/t降低到28kWh/t；降低電耗8kWh/t；熟料利用率提高3％～5％，大大提高企業(yè)經(jīng)濟效益，是一種可以和輥壓機相媲美的新型預粉磨設備。

  作者簡介

  孫銘海，男，1967年生，鹽城工學院本科畢業(yè)，高級工程師。長期從事水泥技術產(chǎn)品的研究開發(fā)，曾在國家級刊物上發(fā)表論文多篇，獲得專利8項，現(xiàn)任南京蘇材重型機械有限公司總工。