半終粉磨系統(tǒng)中脫硫石膏由入立磨改球磨的改進措施

  1 概況

  冀東水泥公司水泥粉磨系統(tǒng)是冀東發(fā)展集團自主研發(fā)設計的第一條立磨加球磨的半終粉磨系統(tǒng)，于2010年10月順利達產達標投產，主機配置為CKP240立磨和Φ4.8 m×9.5 m球磨，系統(tǒng)設計臺時產量175 t/h，經過一系列改造現(xiàn)綜合臺時產量達到220 t/h以上，3條水泥系統(tǒng)年產水泥270萬噸。石膏摻量按5%計算，年需石膏約13.5萬噸，而脫硫石膏比天然石膏的價格低130元/t（煙威地區(qū)天然石膏資源短缺），若使用檸檬酸渣、脫硫石膏等工業(yè)廢渣來代替天然石膏作為水泥緩凝劑可大幅度降低生產成本。

  在設計時冀東水泥石膏類物料是入立磨系統(tǒng)的，使用脫硫石膏或檸檬酸渣代替天然石膏后，由于其水分較大，加之配料時使用礦渣、石灰石等含水物料，使入磨物料綜合水分大幅度增加，造成立磨系統(tǒng)收塵管道、下料溜子、循環(huán)斗式提升機結壁嚴重且除塵器經常糊袋，不僅在很大程度上影響了現(xiàn)場環(huán)境，而且刮卡堵現(xiàn)象頻繁發(fā)生，大大降低了系統(tǒng)的可靠性。對此，公司領導及車間技術人員通過理論分析及現(xiàn)場勘查，決定將脫硫石膏加入到球磨系統(tǒng)，通過技改很快實現(xiàn)了這一目標。雖然在調試過程中依次出現(xiàn)了投料口不下料、溜子堵塞、磨頭返料、糊袋和飽磨、立磨電流高等諸多問題，后通過不斷改進優(yōu)化，不僅使以上問題得到了解決，而且臺時產量也相應提高了。

  2 存在問題及改進措施

  2.1 投料口不下料

  現(xiàn)象：由于脫硫石膏黏性較大，從投料口下料特別困難，基本上是邊敲邊下料。

  原因分析：通過仔細觀察發(fā)現(xiàn)原有投料口存在較大縮口，在此處物料容易堵塞，導致下料不暢；此外，對于脫硫石膏這樣的黏性物料即使是直溜子也會存在堵料現(xiàn)象，要使其下料正常必須增加振打裝置。

  改進措施：將原有溜子的縮口取消，盡可能地增大溜子角度，并在溜子前方安裝振打電動機。為了避免振打電動機將溜子振裂，在安裝時需制作如圖1所示的穿袖結構，溜子的四個角用鋼絲繩吊著，上面的溜子穿進下面溜子里約100 mm左右。為了充分實現(xiàn)自動化和智能化，設計時還在皮帶秤上安裝了物料檢測裝置，形成無料自動振打控制回路，具體安裝方式見圖2。測料板通過上方的合頁固定在支架上，支架側面裝有接近開關，當皮帶秤上有料時，測料板就會被抬起，離開接近開關；當皮帶秤上料少或者沒有料時，測料板就會回位到垂直位置，接近開關探測到測料板回位便通過電氣控制回路實現(xiàn)自動振打。經過這一改造徹底解決了投料口下料困難的問題。

圖1 投料口改造前后對比

圖2 自動振打回路安裝示意

  2.2 各溜子頻繁堵塞

  現(xiàn)象：在脫硫石膏使用中，各下料溜子均出現(xiàn)頻繁堵塞現(xiàn)象，嚴重影響了生產的正常運行。

  原因分析：由于設計時未能充分考慮脫硫石膏黏性大的問題，下料溜子存在傾斜、縮口或拐點，導致物料堆積堵塞。

  改進措施：將所有具備改造條件的下料溜子均改為直溜子。值得注意的是，溜子改直后，下游皮帶落料點需適當增加托輥，以防物料沖擊力過大造成漏料或皮帶托輥架損壞；對于皮帶機機頭的縮口，在迎料面加一塊垂直或向里傾斜的鐵板，可解決脫硫石膏在縮口處堆積的問題；由于受土建的影響，我公司磨頭溜子不具備改為直溜子的條件，采取了對回粉進行改造的方法，一方面使回粉入在脫硫石膏溜子里面，另一方面將脫硫石膏溜子加粗，并由方形溜子改為圓管溜子，徹底解決了溜子堵塞問題。

  2.3 磨頭返料

  現(xiàn)象：脫硫石膏入球磨一段時間后（約2 h），磨頭開始出現(xiàn)返料現(xiàn)象，且入球磨的皮帶機機頭也出現(xiàn)正壓現(xiàn)象，隨著生產的繼續(xù)進行，此現(xiàn)象越來越厲害，不得不被迫停磨。

  原因分析：通過檢查發(fā)現(xiàn)，造成磨頭返料的原因主要有以下兩點，首先是由于脫硫石膏濕度大、黏性大，造成入磨溜子積料，有時厚達300 mm多，導致物料從入磨溜子兩側溢出，造成磨頭返料；其次混有脫硫石膏的回粉物料流動性變差，與滴在磨頭喇叭口處的助磨劑黏結，在此處形成一圈150 mm左右的結圈，阻擋了物料入磨，進一步造成磨頭返料。

  改進措施：

  1）對于入磨溜子積料，一方面適當增加了溜子角度，另一方面采取了增加空氣炮的措施，具體安裝位置見圖3，并且安裝時間繼電器，通過自動振打，徹底解決了這一問題。

  圖3 磨頭改造前后對比

  2）對于磨頭結圈，首先將助磨劑由滴入式改為了噴入式，使其具有一定的速度直接噴入磨內，防止形成結圈；其次將入磨溜子加長，使物料直接流入磨內，避免在喇叭口處積料，同時入磨溜子延長后還可對結圈形成自動清理的功能，值得注意的是溜子加長后必須保證其與一倉距離不能小于150 mm，否則球磨機在運轉時鋼球會砸到溜子。

  3）為了預防因急停或操作不當造成磨頭返料，我們還在磨頭設計了迷宮密封結構，見圖3，將擋料板1和擋料板3焊接在磨頭喇叭口上，擋料板2焊接在入磨溜子下方，防止物料反向溢出。通過這一改造徹底解決了磨頭返料問題。

  2.4 飽磨

  現(xiàn)象：脫硫石膏入球磨機運轉一個班后，球磨機電流降低4 A左右，且磨音發(fā)悶，磨頭負壓變小，磨尾除塵器進口負壓降低300 Pa左右后處于平穩(wěn)狀態(tài)（正常情況下飽磨時磨尾除塵器進口負壓應該變大，但這里又牽涉到糊袋問題），收塵風機電流降低6 A之多，進磨檢查發(fā)現(xiàn)有糊球、糊篦縫情況，之前篦縫因磨內有碎球已堵塞50%之多（半個月需清理一次）。

  原因分析：由于脫硫石膏水分較大，物料潮濕導致磨尾除塵器糊袋嚴重，造成磨內通風不暢，加之本身出料篦板就存在堵塞的情況，最終出現(xiàn)了飽磨現(xiàn)象，出料篦板篦縫塞球主要是由于原有篦縫結構為雙喇叭口，如圖4改造前所示，最窄尺寸為8 mm，而磨內鋼球最小直徑為15 mm，碎裂后很容易卡在篦縫里，而且越塞越緊。  

  改進措施：對于糊袋問題，通過分析可知，雖然除塵器進口負壓降低300 Pa，但之后不再繼續(xù)降低惡化，說明此時濾袋黏料量與噴吹清料量達到了平衡，對此我們一方面更換部分濾袋，減小除塵器的阻力；另一方面調整除塵器噴吹間隔時間，由原來45 s改為30 s。通過采取以上兩種措施，保證了除塵器的良好效果。但由于出料篦板經常堵塞，飽磨現(xiàn)象仍得不到徹底解決，對此，又對出料篦板篦縫結構進行了改進，由雙喇叭口改為單喇叭口（如圖4改造后所示），最小尺寸改為5 mm，并保證原有通孔率不變，且材質由高錳鋼改為中合金，因為高錳鋼硬度小容易出現(xiàn)延展，使篦縫變小。改造后篦縫塞球現(xiàn)象明顯改善，即便是塞球，此篦縫結構也有一定的自清理功能。改造后運轉了半年多，篦縫一直不需要清理。

圖4 出料篦板篦縫改造前后對比

  2.5 立磨電流高

  現(xiàn)象：脫硫石膏入球磨后，在相同研磨壓力下立磨電流增加約25 A左右，且立磨振動值也隨著稍有增大，電流波動范圍明顯減小，見圖5立磨電流2。

  圖5 脫硫石膏加入方式不同立磨電流變化對比

  立磨電流1：脫硫石膏入立磨時的立磨電流變化；

  立磨電流2：脫硫石膏入球磨、未降擋料圈高度時的立磨電流變化；

  立磨電流3：脫硫石膏入球磨、降低擋料圈高度時的立磨電流變化

  原因分析：脫硫石膏改入球磨后，立磨系統(tǒng)的粉狀物料相應減少，導致立磨系統(tǒng)料層過厚且穩(wěn)定性增強，使立磨電流及振動隨之增大，料層穩(wěn)定后立磨電流的波動范圍減小。

  改進措施：結合物料實際情況適當降低擋料圈高度，調整后見圖5立磨電流3，不僅立磨工作電流明顯穩(wěn)定，且振動值也大幅度降低。

  3 總結

  改進和完善后，不僅使脫硫石膏順利加入了球磨系統(tǒng)，而且還使立磨的穩(wěn)定性大大提高，系統(tǒng)臺時產量增加了近10 t/h，同時環(huán)保問題也得到了改善，徹底杜絕了收塵管道、下料溜子及循環(huán)斗式提升機殼體結壁的發(fā)生，為清潔式生產打下了堅實的基礎。因此說，對于生產中出現(xiàn)的問題首先要找準方向，然后通過不斷地改進和優(yōu)化，本著企業(yè)生產環(huán)保先行的理念，結合生產的實際情況盡可能地實現(xiàn)自動化、智能化、無人化，只有這樣才能使運行質量和環(huán)保質量提升到一個更高的層次。