提高球磨機產(chǎn)質量的技術途徑
1提高磨機產(chǎn)量的現(xiàn)實意義
水泥粉磨過程的高效率、低能耗運行，一直是生產(chǎn)企業(yè)追求的目標?！疤岣吣C產(chǎn)量”，也是一個永恒的話題。十多年來，國內外為之進行了大量的研究，立式磨、擠壓磨等新型粉磨設備的應用，使這一進程大為加快。但從我國的國情看，水泥生產(chǎn)仍以中小型規(guī)模為主，粉磨設備也以結構相對簡單、操作和維護管理方便的球磨機占主導地位，并且不可能在短時間內得到根本改變。因此，提高球磨機的粉磨效率，最大幅度地達到高細、高產(chǎn)和低能耗運行，仍是一項長期工作。尤其是立窯水泥企業(yè)，隨著全面管理的技術進步使立窯熟料臺時產(chǎn)量不斷提高和水泥新標準的實施對水泥的細度、比表面積和顆粒組成都提出了更高的要求，因此目前提出“提高磨機產(chǎn)量”的課題，具有更重要的現(xiàn)實意義。
1.1熟料臺時產(chǎn)量的提高對生料需求量的增加
近年來，許多立窯水泥企業(yè)由于采用了新的配料方案、入窯生料合格率的提高、應用小料球煅燒技術、采用節(jié)能型配套耐火材料、選擇新型卸料篦子等，熟料臺時產(chǎn)量明顯提高。原先配套的生料磨機，已開始顯得生產(chǎn)能力不足，有些企業(yè)出現(xiàn)了“現(xiàn)磨現(xiàn)燒”的現(xiàn)象。這樣不僅限制了立窯熟料臺時產(chǎn)量的提高，而且因生料儲存量不足，無法搭配使用，嚴重地影響了立窯熱工制度的穩(wěn)定，進而導致熟料質量的下降。
1.2水泥新標準實施要求水泥粉磨質量提高
水泥新標準實施后，水泥企業(yè)往往以降低混合材摻加量或提高水泥比表面積來提高水泥的強度。而要獲得較高比表面積最簡單的辦法是降低磨機的產(chǎn)量和增加研磨時間，但帶來的結果是出現(xiàn)“過粉磨現(xiàn)象”，使＜3μｍ的微粉增多且顆粒組成狀況不佳，強度提高不多，而粉磨電耗卻大幅度上升。這種采用提高水泥成品細度或增加熟料含量來提高水泥強度的作法，勢必會造成生產(chǎn)成本的上升。
1.3提高磨機產(chǎn)量是降低水泥綜合電耗的有效手段
生料粉磨和水泥粉磨是水泥生產(chǎn)過程中的兩個重要環(huán)節(jié)。每生產(chǎn)一噸水泥大約需要粉磨2.7噸的物料，用于粉磨作業(yè)的電耗也占水泥綜合電耗的三分之二以上。盡管目前水泥綜合電耗的數(shù)值與前二、三十年相比已經(jīng)下降了30%左右，但不斷提高粉磨效率，降低粉磨電耗和生產(chǎn)成本仍然是我們不懈追求的重要目標。
1.4立窯水泥企業(yè)技術進步中不可忽視的環(huán)節(jié)
不少立窯水泥企業(yè)對水泥粉磨過程的控制與檢驗尚不完善，對粉磨后的成品只測(細度)篩余量而不測比表面積。企業(yè)在技術和產(chǎn)品質量管理方面，片面強調“以窯為中心”、“煅燒決定一切”，技改的投入亦往往集中在立窯的燒成系統(tǒng)。片面認為只要熟料質量好，水泥質量必然會好。從而有不少廠將水泥粉磨過程中產(chǎn)生的質量問題，卻要求從煅燒熟料方面去解決?？傊?，重視煅燒工藝，忽視粉磨工藝；重視配料，忽視磨機配球等等，這樣的指導思想和管理方法，都十分不利于水泥企業(yè)的技術進步，應予澄清和扭轉。
2粉磨工藝落后是水泥企業(yè)的突出問題
2.1粉磨能耗太高
立窯水泥企業(yè)的生料磨和水泥磨，主要采用的是球磨機。球磨機是依靠沖擊和研磨作用對物料實現(xiàn)粉碎和研磨的，這種作用通過研磨體表面?zhèn)鬟f給物料顆粒使其粉碎和研磨，單一顆粒的受力是偶然性的，而大量能量消耗在研磨體之間以及研磨體與襯板之間的碰撞與磨損，因此粉磨效率很低。一般來說，軸承、齒輪等純機械損失占12.3%，隨產(chǎn)品散失熱量占47.6%，從磨機筒體表面散失的輻射熱量占6.4%，空氣帶走的熱量占31.4%，而用于粉碎和研磨的理論能量不足3% 。一般來說，水泥的綜合電耗中有60-70%用于生料和水泥粉磨，而其中的97%又作了無用功。因此，粉磨環(huán)節(jié)的節(jié)能依然是當前和今后相當長的時期內水泥企業(yè)的基本任務。
2.2水泥細度太粗
我國水泥細度太粗是同國外水泥質量差別的突出問題。上世紀八十年代初，對美、英、德、法、日、泰以及香港等國家和地區(qū)的實物水泥的質量進行了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)它們的水泥細度基本上都＜1%，但未引起高度重視。八十年代末期，我國水泥大量出口，其質量引起強烈反映，其中一個很重要的原因在于水泥細度太粗，當時大多R0.08=3-5%。
1997-1999年，中國建材科學研究院在研究GB強度與ISO強度關系中發(fā)現(xiàn)，國外水泥和國內合資企業(yè)的水泥由GB強度過渡到ISO強度時下降很少，只有1-3MPa，而我國水泥則普遍下降10MPa，有的下降高達17 MPa。究其原因，細度太粗。若將合資企業(yè)的水泥熟料磨至比面積為300m2/kg，ISO強度與GB強度之差也要在6.5-11.4MPa之間，同我國水泥的兩者之差接近；而合資企業(yè)和外國的水泥產(chǎn)品，比面積在361-396m2/kg時，ISO強度與GB強度之差大大縮小，只有2.2-5.7 MPa，與外國水泥的兩者之差一樣。因此可以說，提高水泥細度是縮小ISO強度與GB強度的差距、提高水泥ISO強度的有效途徑。
2.3我國水泥粉磨技術落后的具體表現(xiàn)
我國水泥企業(yè)除少量新型干法生產(chǎn)線外，在粉磨技術方面大多還是相當落后的，主要體現(xiàn)在：
① 磨機規(guī)格太小。如Φ1.83×6.5m、Φ2.2×7.0m、Φ2.4×11m等都是普遍用的小型磨機，其粉磨效率比大磨低。
② 磨機內部結構落后，大多采用20世紀70年代以前的技術。
③ 粉磨工藝系統(tǒng)不完善，工藝條件不合理。
④ 從事粉磨工藝的技術力量薄弱。
3影響磨機產(chǎn)質量的主要因素
影響磨機產(chǎn)質量的因素很多，一般可分為工藝因素和機械因素兩大類。
3.1影響磨機產(chǎn)質量的工藝因素
3.1.1入磨物料粒度
由于磨機干法粉磨時的能量利用率僅為2~3%，國內外工程技術人員經(jīng)過多年的科學研究和生產(chǎn)實踐，提出了“多破少磨、以破代磨”的預粉碎工藝，使磨機的產(chǎn)量大幅度提高，粉磨電耗也明顯降低，增產(chǎn)節(jié)能效果很好。
所謂“預粉碎工藝”，就是將入磨物料的粒度由原來的20-25mm縮小到3-5mm，將球磨機Ⅰ倉的工作內容轉移到破碎機中完成，從而實現(xiàn)提高磨機產(chǎn)量的目的。按產(chǎn)品粒度來分，一般將產(chǎn)品粒度小于3-5mm的破碎機稱之為細碎破碎機（簡稱為細碎機）。
磨機設計制造的銘牌產(chǎn)量（生產(chǎn)能力），是按入磨物料平均粒度為25mm時確定的，在其小于25mm的條件下，磨機產(chǎn)量可按
面的經(jīng)驗公式換算：
Qb=Qa（Da/Db）x
式中Qa為入磨物料粒度在Da、（mm）時的球磨機產(chǎn)量，t／h；
Qb為入磨物料粒度為Db （mm）時的球磨機產(chǎn)量，t／h；
X為產(chǎn)量變化系數(shù)0.1~0.145。
生產(chǎn)實踐表明，當入磨物料平均粒度從25mm分別降至5、3和2mm時，則磨機產(chǎn)量可分別提高38%、53%和66%。
3.1.2入磨物料水分與溫度
物料的水分直接影響著配料的準確性和磨機的產(chǎn)量與電耗。其原因有二：首先，由于物料水分大而影響喂料的均勻性，并使喂料時間延長。實踐證明，干料與濕料（水分≥2.5%）相比，喂料時間相差20-30秒。其次，由于濕物料喂入過多，就有可能造成飽磨或將磨內襯板粘上厚厚一層濕料，只好被迫停磨處理。其次，由于濕物料喂入過多，就有可能造成磨內糊球、糊襯板的現(xiàn)象發(fā)生，甚至出現(xiàn)“飽磨”而被迫停磨處理。一般來說，入磨物料綜合水分每增加1%，磨機產(chǎn)量會降低8-10%；當水分大于5%時，干法磨機基本上無法進行粉磨作業(yè)了。
需要指出的是并不是入磨物料越干越好，尤其是水泥磨。磨內研磨體對物料的沖擊和摩擦過程中產(chǎn)生靜電，使細小的顆粒帶有電荷，水泥粉中的最小顆粒粘附在研磨體和襯板表面，溫度越高、顆粒越小、研磨體越小，產(chǎn)生的靜電量就越大，吸附作用也就越強。入磨物料溫度超過80℃，磨內溫度就有可能超過120℃，過高的磨內溫度，較大的顆粒物料也會產(chǎn)生靜電吸附作用。由于靜電吸附作用，細磨倉中許多微小的顆粒會產(chǎn)生集聚現(xiàn)象，在研磨體的沖擊作用下，細小的物料顆粒會被撞擊在一起并壓實在不平整的研磨體或襯板表面上，形成細小的顆粒層，實際上是一個襯墊，對研磨體的沖擊和研磨