風(fēng)選磨半終粉磨在水泥粉磨工藝上的應(yīng)用

  1 技術(shù)開發(fā)背景

  目前，水泥（熟料）大多采用輥壓機(jī)作預(yù)粉磨，由于輥壓后的物料大小不一致，必須采取分級(jí)處理。先進(jìn)工藝采用V型選粉機(jī)分級(jí)，分級(jí)后的物料細(xì)度符合成品要求的很多，但由于輥壓機(jī)出來的物料顆粒形貌球形化少，片狀和針齒狀居多，不能當(dāng)成品使用，這樣細(xì)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(fèi)而且造成熟料浪費(fèi)。為解決此問題，再上選粉機(jī)圈流粉磨，這樣造成工藝路線復(fù)雜，投資成本大，操作困難，無(wú)功損耗大。

  水泥半終粉磨技術(shù)的發(fā)展，最近又取得了新的突破。半終粉磨設(shè)備除輥壓機(jī)外，南京蘇材重機(jī)公司最新研發(fā)了風(fēng)選磨半終粉磨工藝及裝備，拓展了水泥半終粉磨技術(shù)內(nèi)涵，滿足了不同層次用戶需求，豐富水泥技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、工作穩(wěn)定可靠、工況適應(yīng)性強(qiáng)、調(diào)整簡(jiǎn)單、投資運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。采用風(fēng)選磨半終粉磨工藝，可大幅度提高磨機(jī)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(jī)相媲美的先進(jìn)水泥粉磨工藝。

  2 風(fēng)選磨半終粉磨工藝簡(jiǎn)介

  2.1風(fēng)選磨半終粉磨工藝見圖1所示

  2.2風(fēng)選磨工作原理及出機(jī)物料粒徑分析

  該工藝采用風(fēng)選磨作預(yù)粉磨，風(fēng)選磨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為中空軸進(jìn)料，筒體邊緣排料，出料采用粗、細(xì)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(xì)粉聚集在筒體周邊，利用大風(fēng)量通過擴(kuò)散帶走筒體周邊細(xì)粉，從而克服細(xì)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(xì)篩分裝置，出磨物料顆粒受嚴(yán)格限制，大于1mm顆粒不得出磨，留在風(fēng)選磨內(nèi)繼續(xù)破碎直徑合格后出料，風(fēng)選磨出磨物料細(xì)度控制50%左右，粒徑分布見表1。

  2.3風(fēng)選磨半終粉磨工藝分析

  預(yù)粉磨出來的物料通過提升機(jī)進(jìn)入SX型新型選粉機(jī)。選粉機(jī)采用平面渦流選粉原理，通過籠形轉(zhuǎn)子把細(xì)粉選出，細(xì)粉用氣箱脈中除塵器收集，該部分收集的細(xì)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(xì)粉直接進(jìn)入成品；選粉機(jī)選出的粗粉進(jìn)入后道磨，實(shí)現(xiàn)半終粉磨。由于嚴(yán)格控制入磨物料粒度，同時(shí)把容易產(chǎn)生過粉磨部分物料已選走，進(jìn)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(fēng)選磨半終粉磨工藝特點(diǎn)

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

  ● 系統(tǒng)電耗低  工藝流程簡(jiǎn)單，系統(tǒng)電耗同比輥壓機(jī)低5%～10%。

  ● 系統(tǒng)產(chǎn)量高  采用風(fēng)選磨半終粉磨工藝，預(yù)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(qiáng)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(qiáng)度提高 2MPa～3MPa。

  ● 出磨水泥溫度低  預(yù)粉磨氣流設(shè)計(jì)開路，產(chǎn)生的大量熱量及時(shí)排走，后道磨過粉磨現(xiàn)象少，出磨水泥溫度低。

  ● 工藝流程簡(jiǎn)單  調(diào)節(jié)方便，設(shè)備可靠性好，無(wú)機(jī)械故障，運(yùn)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(yīng)性強(qiáng)  鐵塊入機(jī)無(wú)影響，無(wú)需專用除鐵設(shè)備，入機(jī)物料水份可適當(dāng)放寬，預(yù)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(fēng)選磨半終粉磨工藝實(shí)際應(yīng)用情況

  4.1 風(fēng)選磨半終粉磨系統(tǒng)改造前工藝情況

  江蘇揚(yáng)中大地水泥有限公司水泥粉磨生產(chǎn)線配套φ3.5×13m磨機(jī)1臺(tái)，采用開路磨工藝，配套收塵器PPC96-6。磨機(jī)分為三倉(cāng)，Ⅰ倉(cāng)為階梯襯板，倉(cāng)長(zhǎng)4.0m；Ⅱ倉(cāng)位為中波紋襯板，倉(cāng)長(zhǎng)2.75m；Ⅲ倉(cāng)位為小波紋襯板，倉(cāng)長(zhǎng)5.5m。采用高鉻研磨體，最大鋼球?yàn)棣?0mm，最小鋼段為φ8×8mm；前隔倉(cāng)采用雙層隔倉(cāng)，后隔倉(cāng)為單層隔倉(cāng)，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量65噸/時(shí)，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(jiǎn)圖

  4.2 風(fēng)選磨半終粉磨系統(tǒng)改造后工藝情況

  揚(yáng)中大地水泥有限公司粉磨生產(chǎn)線配套φ3.5×13m磨機(jī)1臺(tái)，采用前閉路后開路工藝見圖示1；即FM40（有效長(zhǎng)度5.0m）風(fēng)選磨作為水泥預(yù)粉磨設(shè)備，熟料、明礬石、石膏等進(jìn)入風(fēng)選磨進(jìn)行預(yù)粉磨（生產(chǎn)42.5級(jí)水泥時(shí)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(jī)，合格成品直接通過收塵器入庫(kù)，選粉機(jī)粗粉進(jìn)入φ3.5×13m磨機(jī)，磨機(jī)分為三倉(cāng)，采用帶篩分的雙層隔倉(cāng)裝置，增加通風(fēng)面積，磨尾采用線切割熱處理出料篦板；風(fēng)選磨鋼球采用φ60mm～φ100mm，高細(xì)磨機(jī)采用φ30mm～φ60mm鋼球和φ10mm～φ25mm的鋼鍛。粉磨系統(tǒng)設(shè)備配置見表2。

  4.3  設(shè)備運(yùn)行及調(diào)試情況

  設(shè)備開始運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)風(fēng)選磨進(jìn)風(fēng)負(fù)壓偏小，出料口時(shí)有溢料現(xiàn)象，進(jìn)入選粉機(jī)出來的粗粉含有部分成品。因此我們通過改進(jìn)風(fēng)選磨磨尾鎖風(fēng)裝置，真正將風(fēng)選磨內(nèi)風(fēng)有效利用；調(diào)高高效收塵器風(fēng)機(jī)頻率，增加收塵風(fēng)量；降低SX選粉機(jī)主軸頻率，調(diào)節(jié)二次進(jìn)風(fēng)比例，有效提高選粉效率。通過此措施后風(fēng)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(xì)磨機(jī)開始運(yùn)行時(shí)，Ⅰ、Ⅱ倉(cāng)聲音響亮、清脆；Ⅲ倉(cāng)聲音發(fā)悶。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)Ⅲ倉(cāng)利用原有微鋼鍛，阻止物料在磨機(jī)流速；同時(shí)高細(xì)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(cāng)研磨體比較多，加上成本因素，更換部分研磨體改善研磨級(jí)配；同時(shí)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(shè)備再次運(yùn)行時(shí)，高細(xì)磨機(jī)磨內(nèi)通風(fēng)加強(qiáng)，Ⅲ倉(cāng)狀況有所改善，產(chǎn)量和指標(biāo)比較穩(wěn)定。磨機(jī)產(chǎn)量大幅度提高，磨尾提升機(jī)能力受限制，原有NE100提升機(jī)更換NE150提升機(jī)增加提升能力，滿足工藝要求。

  5 風(fēng)選磨半終粉磨技術(shù)改造注意要點(diǎn)

  5.1 對(duì)進(jìn)廠物料嚴(yán)格把關(guān)，控制入磨粒度及水分。

  在生產(chǎn)過程中，需要嚴(yán)格控制入磨粒度及水分。在生產(chǎn)運(yùn)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(jí)水泥過程中發(fā)現(xiàn)水分大時(shí)，磨機(jī)磨音發(fā)悶。

  5.2 綜合考慮，最大限度發(fā)揮各設(shè)備效能。

  在整個(gè)粉磨工藝過程中，我們需要發(fā)揮設(shè)備的特點(diǎn)，調(diào)整參數(shù)滿足整個(gè)系統(tǒng)的要求。在設(shè)備運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)風(fēng)選磨預(yù)粉磨能力還有提升空間，但高細(xì)磨由于Ⅲ倉(cāng)研磨體及收塵器風(fēng)量的限制，以后還有進(jìn)一步提升空間。在此次調(diào)試過程中我們盡量讓風(fēng)選磨多產(chǎn)生細(xì)粉，通過SX型選粉機(jī)選出。

  5.3優(yōu)化管理，充分調(diào)動(dòng)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(duì)水泥質(zhì)量和產(chǎn)量進(jìn)行協(xié)調(diào)，進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)，找出最佳技術(shù)解決方案。同時(shí)，中控人員及時(shí)與磨機(jī)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(jié)論

  風(fēng)選磨半終粉磨工藝，關(guān)鍵是控制風(fēng)選磨內(nèi)大顆粒出不來，風(fēng)選磨產(chǎn)生的細(xì)粉通過選粉機(jī)直接選出，粗粉進(jìn)入后道高細(xì)磨機(jī)。其核心就是破磨分離，預(yù)粉磨產(chǎn)量的細(xì)粉不再進(jìn)后道磨機(jī)，不但提高系統(tǒng)產(chǎn)量，而且有效降低過粉磨現(xiàn)象。揚(yáng)中大地水泥有限公司通過粉磨改造臺(tái)時(shí)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(jì)效益，是一種可以和輥壓機(jī)相媲美的新型預(yù)粉磨設(shè)備。

  作者簡(jiǎn)介

  孫銘海，男，1967年生，鹽城工學(xué)院本科畢業(yè)，高級(jí)工程師。長(zhǎng)期從事水泥技術(shù)產(chǎn)品的研究開發(fā)，曾在國(guó)家級(jí)刊物上發(fā)表論文多篇，獲得專利8項(xiàng)，現(xiàn)任南京蘇材重型機(jī)械有限公司總工。