淺析影響閉路水泥粉磨產(chǎn)能的主要因素

劉仁德

（銅陵上峰水泥股份有限公司，安徽 銅陵 244171）

閉路循環(huán)水泥粉磨系統(tǒng)由選粉機(jī)與磨機(jī)共同組成。選粉機(jī)的作用是將在磨內(nèi)粉磨到一定粒度的合格細(xì)粉分離出去，把粗粉送回磨機(jī)重新粉磨。以調(diào)節(jié)水泥的顆粒組成，改善粗細(xì)粉不均勻現(xiàn)象，并能防止細(xì)粉對磨內(nèi)研磨體的粘附，使磨機(jī)的粉磨效率得到提高。

1 影響粉磨系統(tǒng)產(chǎn)能的主要因素

對閉路循環(huán)粉磨系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量造成影響的主要因素，包括以下幾個方面：

（1）物料性質(zhì)：包括入磨物料粒度、水分、易磨性、混合材性質(zhì)、成品的粒度等；

（2）工藝參數(shù)：包括磨內(nèi)研磨體級配、裝載量；物料溫度、冷卻、通風(fēng)、流速等；

（3）設(shè)備配置：包括磨機(jī)規(guī)格、轉(zhuǎn)速、長徑比、倉位、襯板及篦板形式、篦孔大小與空隙率等；

（4）系統(tǒng)設(shè)備：包括選粉機(jī)性能、收塵器配置等；

（5）外加劑： 所使用外加劑的性質(zhì)及對粉磨系統(tǒng)的影響。

采用閉路循環(huán)的水泥粉磨系統(tǒng)，對產(chǎn)質(zhì)量造成影響的因素固然很多，但影響最大的，還是粉磨和選粉兩個環(huán)節(jié)。企業(yè)的生產(chǎn)組織，在系統(tǒng)設(shè)備配置已經(jīng)確定的前提下，只有保證入磨物料的品質(zhì)得到有效控制，合理調(diào)節(jié)磨內(nèi)各項(xiàng)工藝參數(shù)，使選粉機(jī)的選粉能力和磨機(jī)的研磨能力密切配合，才能夠保證水泥成品粒度滿足質(zhì)量要求，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗。

2 主要影響因素剖析

2.1 物料性質(zhì)的影響

2.1.1 入磨物料粒度

入磨物料粒度是制約水泥粉磨效率的重要工藝參數(shù)。由于所磨物料的理化性能和顯微硬度不同，用于水泥生產(chǎn)的物料，易磨性指標(biāo)均差于生料組成中的物料。所以必須采取合理的技術(shù)手段，實(shí)施磨前物料預(yù)處理，縮小入磨粒度，“多破少磨”，把磨機(jī)一倉的破碎功能部分或全部移至磨外完成，才能提高粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量、降低粉磨電耗。

磨機(jī)產(chǎn)量與入磨物料粒度之間的關(guān)系，可由下式表述：

式中：Kd——磨機(jī)的相對生產(chǎn)率或稱粒度系數(shù)；

G1、G2——分別代表入磨粒度為d1、d2時的磨機(jī)產(chǎn)量（t/h）；

X——指數(shù)，與物料特性、成品粒度、粉磨條件有關(guān)。

現(xiàn)以一般生產(chǎn)條件X=0.20為例，計算不同入磨粒度時，磨機(jī)的相對生產(chǎn)率Kd，見表1。

表1 不同入磨粒度時磨機(jī)的相對生產(chǎn)率

由表1可以看出，將入磨物料粒度由25mm縮小至2mm以下，至少可使磨機(jī)增產(chǎn)幅度提高60%以上，這與實(shí)際生產(chǎn)情況相對比較吻合。

目前采用的物料預(yù)處理方式主要有兩種：一是預(yù)破碎；二是預(yù)粉磨。預(yù)破碎是指在磨前采用破碎機(jī)對入磨物料進(jìn)行集中或單獨(dú)處理，粒度縮小至5～8mm以下。預(yù)粉磨多采用輥壓機(jī)+V型選粉機(jī)（或打散分級機(jī)）+管磨機(jī)（開路或閉路）的粉磨系統(tǒng)。物料經(jīng)循環(huán)擠壓、打散分級，可保證入磨物料成為2mm以下的粉體；如采用V型選粉機(jī)，入磨物料應(yīng)能全部通過0.9mm篩。這樣，就能使磨機(jī)產(chǎn)能增加50%～100%，相應(yīng)降低電耗20%～30%。經(jīng)過預(yù)粉磨的物料，符合入磨要求的顆粒含量比，是衡量預(yù)粉磨設(shè)備效率的關(guān)鍵值。采取物料預(yù)處理工藝后，可以將水泥磨一倉長度適當(dāng)縮短，二倉長度加長，增強(qiáng)研磨體對物料的研磨功能。適應(yīng)細(xì)磨粉狀物料的要求。

輥壓機(jī)的粉碎機(jī)理為高效率的高壓料床粉碎，物料受到擠壓后，礦物晶格缺陷增加，內(nèi)部裂紋增多、邦德功指數(shù)降低、易磨性顯著提高，輥壓機(jī)處理物料的電耗一般在4～6kWh/t。

2.1.2 關(guān)于水泥粒度

2.1.2.1 水泥粒度的特征

水泥顆粒是一種人工顆粒，水泥的群體顆粒具有高比表面積與多分散性兩大特征。水泥的粉狀狀態(tài)一般表達(dá)為：磨細(xì)程度、顆粒分布和顆粒形狀。在粉磨過程中對水泥的粉體狀態(tài)進(jìn)行控制，主要就是控制水泥的磨細(xì)程度，即：水泥細(xì)度和比表面積，顆粒分布和顆粒形貌。

顆粒分布和顆粒形貌對水泥性能都有很大影響。研究證明，采用閉路循環(huán)粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)，水泥顆粒的形貌優(yōu)于開路粉磨。對于顆粒的分布，0～3μm 顆粒對于早強(qiáng)是必不可少的，對后期強(qiáng)度則不起作用。3～32μm的顆粒對強(qiáng)度的增長起主要作用，粒度分布以連續(xù)為好，16～24μm 的顆粒對水泥性能的發(fā)揮尤為重要，含量愈多愈好；而超過30μm的顆粒只是部分水化，對強(qiáng)度所起作用有限；大于64μm的顆粒對強(qiáng)度的發(fā)展幾乎沒有影響。此外，水泥的粒度分布不當(dāng)，還會影響到水泥水化時的需水量（和易性），最終會降低硬化后的水泥或混凝土的強(qiáng)度。

合理的水泥顆粒組成，是指該組成能最大限度地發(fā)揮水泥熟料的膠凝性和具有最緊密的體積堆積密度。熟料的膠凝性與熟料顆粒的水化速度和水化程度有關(guān)，而堆積密度則是由顆粒大小含量比例所決定的。比表面積的數(shù)值主要是反映5μm 以下的顆粒含量，它的變化也主要是與5μm 以下的顆粒含量有關(guān)。

2.1.2.2 細(xì)度對產(chǎn)量的影響

水泥細(xì)度直接影響著水泥的凝結(jié)、水化、硬化和強(qiáng)度等一系列物理性能。水泥磨得細(xì)，其水化性能就會提高。在一定的粉磨工藝條件下，水泥細(xì)度對強(qiáng)度也有著一定影響。因此，對水泥細(xì)度的要求是水泥粉磨控制的主要工藝參數(shù)之一。

在熟料礦物、水泥組成固定的情況下，為了達(dá)到水泥質(zhì)量的穩(wěn)定，對于水泥粉磨來講，只有在一定范圍內(nèi)對水泥細(xì)度進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)水泥細(xì)度的變化來調(diào)整進(jìn)料量、風(fēng)量等磨機(jī)工藝參數(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，雖然水泥磨得越細(xì)，水化速度越快，強(qiáng)度越高，但與此相對應(yīng)的是造成水泥需水量增大、干縮增大、施工性能變差等負(fù)面影響。因此，通過對水泥細(xì)度的設(shè)計和控制，實(shí)現(xiàn)粉磨效果與粉磨成本之間的平衡，不但能夠穩(wěn)定和提高水泥質(zhì)量，而且對節(jié)能降耗也具有現(xiàn)實(shí)意義。

對水泥粒度特征的研究表明：水泥細(xì)度最好采用45μm篩余和比表面積雙重控制，比表面積在370km2/kg以上；水泥顆粒組成以3～30μm含量≥65%；水泥顆粒形狀以球形顆粒為好。這就不僅對球磨機(jī)的粉磨能力，同時也對選粉機(jī)的選粉能力提出了更高要求。出磨細(xì)度過細(xì)，循環(huán)負(fù)荷低，會直接降低磨機(jī)產(chǎn)量；出磨細(xì)度過粗，將加大磨內(nèi)循環(huán)量，沒有研磨好的粗粉又回到磨內(nèi)，占據(jù)了本應(yīng)該多喂料的位置，也會影響磨機(jī)產(chǎn)量。由此可見，出磨細(xì)度、回粉細(xì)度與磨機(jī)產(chǎn)量密切關(guān)聯(lián)。

水泥粉磨是電耗和研磨體消耗最大、最有節(jié)電潛力的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。粉磨電耗約占水泥生產(chǎn)綜合電耗的30%以上。因此，合理控制細(xì)度，優(yōu)化水泥質(zhì)量，對降低粉磨電耗就顯得十分重要。

2.2 工藝參數(shù)的影響

2.2.1 合理的研磨體級配

提高水泥粉磨效率，研磨體級配的選擇至關(guān)重要。確定合理的研磨體級配，首先就要認(rèn)真分析影響研磨體級配的各種因素，除磨機(jī)性能、物料性質(zhì)外，帶閉路循環(huán)的水泥粉磨系統(tǒng)，還要綜合考慮系統(tǒng)工藝及設(shè)備配置因素。

研磨體尺寸基于粉磨能力和喂料粒度，因?yàn)槟?nèi)研磨體和物料運(yùn)動情況比較復(fù)雜，并且，由于各廠實(shí)際情況不同，物料性能的差異較大，很難確定普遍適用的級配規(guī)律。只有通過長期生產(chǎn)實(shí)踐摸索才能獲得合適的級配方案。研磨體的級配在磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是不斷變化的，不同尺寸的研磨體，磨損規(guī)律也不同。因此，補(bǔ)充研磨體，只能保持裝載量相對平衡，但不能保持級配始終如一。穩(wěn)定的粉磨工藝條件在很大程度上取決于研磨體的材質(zhì)。研磨體的材質(zhì)不同，磨損消耗不同。如果研磨體的硬度和耐磨性能差，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中易發(fā)生變形和碎裂，不僅影響粉磨效率，堵塞篦板篦縫，還會造成隔倉裝置排料困難，導(dǎo)致磨內(nèi)運(yùn)行狀況惡化。因此，提高研磨體的質(zhì)量，才是保證磨機(jī)長期穩(wěn)定運(yùn)行的有效途徑，否則，再合理的級配方案也難以保證始終都能達(dá)到預(yù)期的粉磨效果。

企業(yè)啟動生產(chǎn)，粉磨系統(tǒng)的設(shè)備配置已經(jīng)確定，入磨物料品質(zhì)也得到了有效控制；這樣，就具備了依據(jù)入磨物料粒度選擇球徑的條件，可以根據(jù)入磨物料粒度確定級配。

但再合理的級配方案，也只能是相對的。

以物料95%通過的篩孔孔徑表示的入磨物料平均最大粒度D95，確定最大球徑。

以物料80%通過的篩孔孔徑表示的入磨物料平均粒度D80，確定平均球徑。

保證合理的研磨體級配，需要堅(jiān)持的級配原則：

（1）堅(jiān)持一倉大球不可缺原則；

（2）堅(jiān)持研磨倉小球不能少原則；

（3）一倉必須具有足夠的細(xì)碎能力；研磨倉必須具有足夠的研磨能力。

2.2.2 確定一倉球徑

磨機(jī)的規(guī)格直徑與轉(zhuǎn)速不同，帶球高度不同。磨機(jī)的規(guī)格相同，襯板形式不同，帶球高度也不相同。相同的襯板形式，新舊襯板帶球高度亦不相同，都要區(qū)別對待。不同的帶球高度，所產(chǎn)生的勢能也完全不同。因此，合理的一倉球徑，不僅要和磨機(jī)的規(guī)格尺寸相匹配，還要和襯板形式相適應(yīng)。大規(guī)格磨機(jī)、提升襯板，帶球高、沖擊力大，球徑可小些。磨內(nèi)襯板的新、舊程度不同，球徑也要有所區(qū)別；新襯板帶球高，可以適當(dāng)減小球徑。由試驗(yàn)可知，當(dāng)把一個Φ70mm的球從40cm的高度自由落下，其所具有的勢能完全可以將一個直徑為25mm的熟料顆粒擊碎。因此，對球徑的選配，應(yīng)該在沖擊能量足夠的前提下，選擇最小球徑，以增加鋼球的個數(shù)，使鋼球?qū)ξ锪系臎_擊次數(shù)增多，提高粉磨效率。

表2、表3為物料粒徑與球徑的關(guān)系，僅作參考：確定球徑時，還要結(jié)合企業(yè)自身情況，適當(dāng)調(diào)整。

表2 入磨物料粒度與最大鋼球直徑經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3 物料平均粒度D80與平均球徑的關(guān)系

在確定級配方案時應(yīng)該注意，針對物料性質(zhì)不同和粉磨系統(tǒng)工藝參數(shù)的不同，級配方案設(shè)計時不僅要考慮研磨體裝截量、填充率，還要結(jié)合磨內(nèi)通風(fēng)量及出磨成品水泥的細(xì)度等參數(shù)聯(lián)動設(shè)計。

對一倉研磨體級配的確定，目前尚存在各種不同認(rèn)識。有些企業(yè)對一倉采用多級配球，達(dá)到4級以上甚至6級之多。理由是大塊物料大球破，小塊物料用小球，各司其職，能夠提高粉磨效率；還有觀點(diǎn)認(rèn)為：采用多級配球，可以提高研磨體堆積密度，減少研磨體間的空隙，控制一倉物料的流速。但長期實(shí)踐證明，用多級配球法提高研磨效果，使進(jìn)入研磨倉的物料粒度達(dá)到預(yù)控要求的目標(biāo)很少有見實(shí)現(xiàn)。目前，水泥粉磨系統(tǒng)大都采用了“以破代磨”，縮小入磨物料粒度的磨前預(yù)處理工藝，把磨機(jī)一倉的部分破碎功能移到了磨外。一倉的功能已由過去的破碎為主，演變?yōu)榧?xì)碎為主、研磨為輔，因此，必須保證一倉具有足夠的細(xì)碎能力；研磨體級配以精減為好，在保證合理的平均球徑前提下，控制一倉研磨體級配在3～4級即可。

2.2.3 細(xì)磨倉研磨體的選取

二倉（細(xì)磨倉）用球好還是用段好，值得探討。在粉磨過程中，細(xì)磨倉的主要功能是研磨，而小球與小段的研磨能力是不同的。物料填充在研磨體之間，研磨效率主要取決于研磨體與物料接觸的表面積。表面積大，研磨機(jī)會多，單位時間內(nèi)成品生成率就會提高。段是線接觸而球是點(diǎn)接觸。等質(zhì)量的球與段相比，由于段的線接觸方式，明顯比球具有更大的接觸面。對于單個倉而言，同樣的研磨體裝載量和同樣的細(xì)料喂入量，單位時間內(nèi)采用鋼段生成的成品量比用球高，用段比用球好；這是粉磨理論及應(yīng)用實(shí)踐都能夠證明的?？墒牵壳皣馑嗄C(jī)在細(xì)磨倉卻趨向于使用小球代替鋼段。有95%的水泥磨二倉或細(xì)磨倉是用球?？赡艿脑蚴牵?/p>

（1）使用小鋼球的能耗比小鋼段低；特別是質(zhì)量較差的段，輪角的易損度大，會使段與段之間的空隙率發(fā)生較大變化，影響研磨效率。

（2）優(yōu)質(zhì)小鋼球的磨損變化較小，調(diào)整到最佳狀態(tài)后能夠保持較長時間，即使磨損之后，研磨體之間的空隙率變化也不大，對物料的適應(yīng)范圍較寬。

（3）小鋼球磨出的水泥顆粒形貌呈球形的比鋼段磨出的要多，顆粒形貌相對較好。

當(dāng)然，具體采用研磨體的類型，企業(yè)還應(yīng)根據(jù)自身情況，對各種影響因素進(jìn)行綜合分析之后才能確定。磨機(jī)的粉磨功能總體上包括破碎與研磨兩個部分，采用了“以破代磨”，縮小入磨物料粒度的磨前預(yù)處理工藝后，磨機(jī)工況的最優(yōu)化就是實(shí)現(xiàn)磨機(jī)的細(xì)碎與研磨能力的平衡，此時產(chǎn)量與成品細(xì)度均在較好水平。因此，正確分析不同工況下細(xì)碎與研磨能力的匹配情況，才是決定細(xì)磨倉的研磨體采用鋼段還是鋼球的判斷依據(jù)。這是解決問題的基本原則。

此外，要達(dá)到提高粉磨效率的目的，還應(yīng)盡可能使二倉研磨體的表面積最大化，使每噸研磨體的表面積達(dá)到50m2以上；研磨體的級配應(yīng)盡量精減。級配過多，造成研磨體調(diào)整困難；并且，小的研磨體級配太多，磨內(nèi)流速也難以掌控，影響粉磨效率。二倉研磨體的級配，可以控制在三級左右。眾所周知，合理的磨內(nèi)流速決定合理的出磨物料細(xì)度，合理的出磨物料細(xì)度決定選粉機(jī)合理的循環(huán)負(fù)荷，合理的循環(huán)負(fù)荷決定合理的水泥顆粒構(gòu)成，同時也決定了磨機(jī)的臺時產(chǎn)量。因此，二倉研磨體級配方案的選取，是決定磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的重要工作。

2.2.4 研磨體的裝載量

在粉磨過程中，適當(dāng)提高研磨體裝載量，在一定程度上可提高磨機(jī)的粉磨效率，有助于磨機(jī)產(chǎn)能的發(fā)揮，提高磨機(jī)產(chǎn)量。但是，研磨體的填充率并不是越高越好，特別對于直徑較小的磨機(jī)來說，若一倉的填充率過大，勢必降低倉內(nèi)研磨體的勢能。研磨體的裝載量的增多有時不一定是好事。同時，裝載量的多少與磨機(jī)襯板工作面的實(shí)際狀況關(guān)系很大，隨著工作面的不斷磨損，磨機(jī)筒體有效內(nèi)徑逐漸加大，帶球高度降低，對物料的沖擊力減小，雖然研磨體的裝載量逐漸增加，但粉磨效率不一定能夠提高。

在正常情況下，為使磨機(jī)研磨體的裝載量盡量實(shí)現(xiàn)最大化，在生產(chǎn)管理中要做到以下幾點(diǎn)：

（1）采用優(yōu)質(zhì)耐磨材料，盡量減薄磨機(jī)襯板厚度，使每一塊襯板的重量最輕；

（2）磨機(jī)中空軸與滑動軸承接觸面的接觸合理勻潤，摩擦阻力能夠有效降低；

（3）設(shè)備潤滑管理制度嚴(yán)格，設(shè)備潤滑良好，起動和運(yùn)行阻力??；

（4）供電線路壓損小，供電電壓得到保證，確保驅(qū)動電機(jī)在正常供電電壓下工作。

雖然這些都是日常生產(chǎn)管理問題，但與提高磨機(jī)研磨體裝載量關(guān)系密切。關(guān)注這些問題的主要目的，就是為了降低磨機(jī)主電機(jī)的起動電流，提高研磨體裝載量。

2.2.5 研磨體補(bǔ)充

在生產(chǎn)過程中，研磨體的補(bǔ)充，對于磨機(jī)工藝管理是非常關(guān)鍵的工作，什么時候補(bǔ)充研磨體要有依據(jù)，不能盲目補(bǔ)充。當(dāng)磨機(jī)電流不正常時，要根據(jù)感覺添加研磨體。在添加時如果對準(zhǔn)確度把握不夠，最好的方法是大小研磨體不要同時添加?？梢韵忍砑有⊙心ンw；當(dāng)小球或小段加進(jìn)去之后，運(yùn)轉(zhuǎn)一到二個班，看電流和三個細(xì)度的變化情況，根據(jù)需要，可以從磨頭加入大研磨體。

如果磨機(jī)電流正常，或變化不大，但磨內(nèi)物料流速過快，可能有以下幾個方面的原因：

（1）一倉研磨體裝載量偏多；

（2）二倉研磨體裝載量偏少；

（3）二倉研磨體級配不合理，造成研磨體間的空隙率過大；

（4）磨內(nèi)風(fēng)速過大；

（5）助磨劑的用量過多。

同理，如果磨機(jī)的電流變化不大，但磨機(jī)的流速慢、產(chǎn)量低，有可能是二倉裝載量偏多、一倉裝載量偏少，磨內(nèi)風(fēng)速過小，助磨劑的用量偏少。應(yīng)在生產(chǎn)過程中注意觀察，及時調(diào)整。

2.2.6 磨機(jī)的通風(fēng)與收塵

在閉路循環(huán)粉磨系統(tǒng)中，磨機(jī)的通風(fēng)與收塵是重要的工藝環(huán)節(jié)。除了環(huán)保作用之外，通風(fēng)與收塵的另一個更重要的作用就是確定合理的風(fēng)速對物料進(jìn)行風(fēng)選。通過收塵器風(fēng)機(jī)將磨內(nèi)的微粉拉到循環(huán)系統(tǒng)之外，在收塵器內(nèi)回收。生產(chǎn)過程中，如果磨內(nèi)的微粉不能及時排出，細(xì)物料在磨內(nèi)停留時間將相對持續(xù)較長；在細(xì)物料中，特別是小于3μm的水泥顆粒塑性很強(qiáng)，這種塑性顆粒就像橡皮泥一樣粘附在研磨體上，并且還能攜帶有很高的電荷。日本石川島公司的測定結(jié)果表明，電荷的最高電壓甚至可以達(dá)到2000V。這些顆粒如果不能及時排出，將會越聚越多，在研磨體之間、研磨體與襯板之間形成緩沖墊層，影響粉磨效率。

同時，磨內(nèi)通風(fēng)的加強(qiáng)，能夠?qū)⒛?nèi)熱量及時排出。磨機(jī)在正常運(yùn)行情況下，磨內(nèi)溫度不超過50℃，溫度對磨機(jī)的臺時產(chǎn)量不會產(chǎn)生明顯影響；但當(dāng)溫度在50～80℃范圍內(nèi)，臺時產(chǎn)量將要下降15%；溫度超過80℃時，臺時產(chǎn)量會下降20%以上。原因就是隨著溫度的升高，可塑性顆粒進(jìn)一步聚集增多。為了將這些微小顆粒及時排至循環(huán)系統(tǒng)之外，通風(fēng)與收塵至關(guān)重要。

2.3 選粉機(jī)對磨機(jī)的影響

2.3.1 要充分發(fā)揮選粉機(jī)的功能

隨著磨機(jī)規(guī)格增大和對水泥粉磨的節(jié)能、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)要求，采用閉路粉磨是水泥粉磨工藝的必然趨勢。閉路粉磨的必備設(shè)備是選粉機(jī)。選粉機(jī)的功能是將出磨物料中達(dá)到一定粒徑的顆粒及時選出。選粉機(jī)本身并不產(chǎn)生細(xì)粉，但由于能夠?qū)⒓?xì)顆粒物料及時選出，避免了磨內(nèi)發(fā)生物料凝聚、粘附研磨體和粘倉，可以減少磨內(nèi)物料過粉磨；就能夠及時方便地調(diào)整水泥生產(chǎn)的品種，生產(chǎn)高細(xì)度水泥，提高粉磨效率。

帶有預(yù)粉磨設(shè)備的閉路粉磨系統(tǒng)在粉磨過程中，由磨頭進(jìn)入磨機(jī)的物料，在一倉被擊碎，從球的空隙里很快穿過一倉，通過隔倉板進(jìn)入二倉。二倉內(nèi)的研磨體對物料的作用以研磨為主，破碎作用很小，小的研磨體在磨機(jī)筒體的帶動下，運(yùn)動狀態(tài)呈現(xiàn)為蹭動、滾動和滑動。研磨體在瀉落和蹭動過程中對物料顆粒進(jìn)行研磨和剝離。如果物料磨細(xì)后不能及時排至循環(huán)系統(tǒng)之外，在磨內(nèi)停留時間較長，將會越聚越多，研磨體繼續(xù)對這些過細(xì)的物料顆粒進(jìn)行研磨剝離，就導(dǎo)致物料過粉磨。因此，提高選粉機(jī)選取細(xì)粉的能力，有助于磨機(jī)粉磨能力的充分發(fā)揮。選粉機(jī)是粉磨系統(tǒng)的重要組成部分，選粉機(jī)的操作參數(shù)關(guān)系到整個機(jī)組的生產(chǎn)。選粉機(jī)的分選效率越高，成品量越多，磨機(jī)的產(chǎn)量也越高。在閉路循環(huán)系統(tǒng)中，水泥粉磨的工作重點(diǎn)，主要是對相對粗級別顆粒的作用。

選粉機(jī)的主要功能可概括為：“分散”、“分級”、“收集”。分散是指進(jìn)入選粉機(jī)的物料要盡可能地拋撒開來，物料顆粒之間要形成一定的空間距離。因此，撒料盤的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、撒料空間大小、物料水分及物料流量都直接影響著布料和分散效果。分級是指分散后的物料在選粉室有限的停留時間內(nèi)，利用各種形式的氣流進(jìn)行分選的功能，要充分利用氣流把粗、細(xì)顆粒盡可能地分開，并送至各自的出口。收集是捕捉粗粉和細(xì)粉的能力，這與收集方式和收集部件的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。因此，氣體流量、氣流速度、氣流方式、氣固交匯點(diǎn)和流場分布以及選粉室數(shù)量、結(jié)構(gòu)等對分級效率影響很大。

2.3.2 對選粉機(jī)綜合性能評價

選粉機(jī)對磨機(jī)工作狀況的影響，主要通過選粉效率、循環(huán)負(fù)荷率和磨機(jī)的粉磨效率來體現(xiàn)。 選粉效率（E）：是表示選粉機(jī)選取細(xì)粉能力的一個技術(shù)參數(shù)。指的是經(jīng)過選粉后成品中某一粒級的細(xì)粉量與選粉機(jī)喂料量中該粒級的含量之比。選粉效率高，說明選粉機(jī)能從出磨物料中選出更多的細(xì)粉，而閉路粉磨系統(tǒng)的磨機(jī)產(chǎn)量正是以選粉機(jī)所選出的細(xì)粉量來表示的，因此，選粉效率高，有利于提高磨機(jī)臺時產(chǎn)量。

式中：g、a、b——分別為成品、出磨、回粉的細(xì)度（通過量）；

循環(huán)負(fù)荷率（L）：是指選粉機(jī)的回料量B與成品量（喂料量）G的比值 ：

選粉效率E與循環(huán)負(fù)荷率L之間存在著如下關(guān)系：

選粉機(jī)的循環(huán)負(fù)荷與系統(tǒng)設(shè)備的綜合性能、磨內(nèi)通風(fēng)、研磨體級配都有很大關(guān)系。

循環(huán)負(fù)荷過大，磨內(nèi)物料量過多，影響粉磨效率；循環(huán)負(fù)荷率反映了磨機(jī)和選粉機(jī)的配合情況。同時，循環(huán)負(fù)荷率的高低也顯示出物料在球磨機(jī)內(nèi)停留時間的長短。循環(huán)負(fù)荷率過高，說明物料在磨內(nèi)停留時間短、被粉磨的程度可能不足。出磨物料中細(xì)粉含量偏低，磨機(jī)臺時產(chǎn)量的提高就要受到限制。若循環(huán)負(fù)荷率過低，物料在磨內(nèi)停留時間過長，合格的細(xì)粉不能及時出磨，容易發(fā)生過粉磨現(xiàn)象，導(dǎo)致粉磨效率降低，影響磨機(jī)產(chǎn)量。因此，必須在適當(dāng)?shù)难h(huán)負(fù)荷率下操作，磨機(jī)的產(chǎn)質(zhì)量才能得到提高。

對于同一磨粉系統(tǒng)，磨機(jī)的粉磨效果隨著循環(huán)負(fù)荷增加而增加，隨選粉效率的提高而提高。而選粉機(jī)的選粉效率則隨著循環(huán)負(fù)荷的增加而降低。因此，在生產(chǎn)過程中，既不能片面地追求選粉效率，也不能過多地提高循環(huán)負(fù)荷。必須在合適的循環(huán)負(fù)荷下提高選粉效率，才能有效地提高粉磨效率。一般情況下，磨機(jī)越長，循環(huán)負(fù)荷率越低。成品細(xì)度越細(xì)，循環(huán)負(fù)荷率越大。循環(huán)負(fù)荷率增加，意味著通過磨機(jī)的物料量增加；喂入選粉機(jī)的物料量增加，分離越不容易；選粉機(jī)負(fù)荷增大，選粉效率必然降低。由式（4）可以看出，循環(huán)負(fù)荷率與選粉效率成反比。

評價選粉機(jī)的綜合性能：一是選粉效率；二是所分離出來的成品中3～30μm的顆粒所占的百分比例。因?yàn)檫@個區(qū)間段的顆粒，是發(fā)揮水泥強(qiáng)度的最佳部分。選粉效率的高低，直接影響到磨機(jī)產(chǎn)量。太低的選粉效率將遏制磨機(jī)產(chǎn)量；太高的選粉效率，30～80μm的顆粒在成品中占有較大的比例，水泥的比表面積降低，降低了水泥強(qiáng)度。因此，太高和太低的選粉效率都不是理想的指標(biāo)。在實(shí)際生產(chǎn)中評價選粉機(jī)性能，最簡單的檢測方法，就是測定回料中≤30μm顆粒的百分含量，回料中≤30μm含量越少，選粉機(jī)的性能也就越好。

2.3.3 選粉機(jī)對磨機(jī)的影響

2.3.3.1 粉磨效率與循環(huán)負(fù)荷率的關(guān)系

（1）磨機(jī)的生產(chǎn)能力隨循環(huán)負(fù)荷率增加而增大，因?yàn)榇诸w粒越多，粉磨效率越高。

（2）粉磨效率隨選粉效率增大而增加，但是選粉效率與循環(huán)負(fù)荷率成反比。

因此，磨機(jī)的粉磨效率與選粉機(jī)的循環(huán)負(fù)荷率、選粉效率三者之間的關(guān)系需要權(quán)衡。有關(guān)資料表明：對于離心式選粉機(jī)組成的圈流磨，循環(huán)負(fù)荷率為200%～300%，選粉效率為41%～51%時，粉磨效率最高；對于旋風(fēng)式選粉機(jī)組成的圈流磨，循環(huán)負(fù)荷率150%～200%，選粉效率為55%～65%時，粉磨效率最高；而對于O-Sepa選粉機(jī)組成的圈流磨，循環(huán)負(fù)荷率為100%～200%，選粉效率為63%～79%時，粉磨效率最高。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累，粉磨工藝?yán)碚摫蝗找娓?。目前，有的企業(yè)采用的新型高效選粉機(jī)，循環(huán)負(fù)荷率已經(jīng)降低到100%以下，選粉效率提高到70%以上，對磨機(jī)的高產(chǎn)、節(jié)能起到有力的促進(jìn)作用。

由于閉路磨要求磨尾出來的物料可以粗細(xì)并存，不需要全部合格才出磨。因此，較大地提高了物料在磨內(nèi)循環(huán)量；細(xì)粉在磨內(nèi)粘附研磨體引起的緩沖作用減少，入磨物料量加大了，使磨機(jī)產(chǎn)量得到較大提高。由此看來，在磨機(jī)粉磨能力允許的情況下，循環(huán)負(fù)荷率與磨機(jī)產(chǎn)量是個正比關(guān)系，但它與選粉效率的關(guān)系卻又是反比。在等同情況下，如果增大磨機(jī)內(nèi)循環(huán)負(fù)荷量，磨機(jī)產(chǎn)量才會提高。但較大的循環(huán)負(fù)荷率又會使選粉效率下降，很多合格品選不出來，重新回到磨內(nèi)循環(huán)，限制磨機(jī)臺時產(chǎn)量的提高。這是一種矛盾狀態(tài)。解決這一矛盾的主要措施，只有是重視對選粉機(jī)性能的改善。

2.3.3.2 選粉能力和粉磨能力的匹配

提高閉路循環(huán)水泥粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)能，首先要解決的就是選粉機(jī)的選粉能力和磨機(jī)粉磨能力的匹配。根據(jù)對產(chǎn)品的質(zhì)量要求，出磨水泥細(xì)度應(yīng)控制在一定的范圍之內(nèi)。如果成品細(xì)度不變：當(dāng)喂料細(xì)度不變時，循環(huán)負(fù)荷率隨回料變粗而降低，選粉效率隨回料變粗而增加。當(dāng)回料細(xì)度不變時，循環(huán)負(fù)荷率隨選粉機(jī)喂料變粗而增加，選粉效率隨喂料變粗而降低?；亓霞?xì)度與出磨細(xì)度之差越大，選粉機(jī)的選粉能力越會提高，形成較低的循環(huán)負(fù)荷率和較高的選粉效率，磨機(jī)就可以加大喂料，提高產(chǎn)量。但是，也不能只把選粉效率高低作為衡量選粉機(jī)性能優(yōu)劣的指標(biāo)。一般的高效選粉機(jī)，選粉效率達(dá)到65%，性能已經(jīng)不錯。對于任何一臺選粉機(jī)組，都能夠?qū)⑦x粉效率調(diào)到90%以上，最簡單的方法就是把出磨細(xì)度調(diào)到成品細(xì)度，走到極端，這樣閉路粉磨就失去了意義。必須充分認(rèn)識到，粉磨效率的提高是一個系統(tǒng)工程。

在生產(chǎn)實(shí)際中，要保證粉磨能力與選粉能力的平衡。實(shí)現(xiàn)選粉能力與磨機(jī)粉磨能力的匹配，通常情況下，所配備選粉機(jī)的選粉能力要大于磨機(jī)的粉磨能力。決不能因選粉能力不足而影響粉磨能力的發(fā)揮。目前很多企業(yè)水泥磨的粉磨能力沒有得到很好發(fā)揮，其中重要原因之一，就是沒有實(shí)現(xiàn)粉磨能力與選粉能力的合理匹配。應(yīng)當(dāng)引以為戒！

3 結(jié) 論

（1）采用閉路循環(huán)的水泥粉磨系統(tǒng)，對產(chǎn)質(zhì)量影響最大的，是粉磨和選粉兩個環(huán)節(jié)。只有達(dá)到選粉機(jī)的選粉能力和磨機(jī)的研磨能力合理匹配，才能保證水泥成品粒度滿足質(zhì)量要求，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗。

（2）對水泥粒度特征的研究表明：水泥細(xì)度最好采用45μm篩余和比表面積雙重控制。以控制比表面積在370km2/kg左右；水泥顆粒組成以3～30μm含量≥65%；水泥顆粒形狀以球形顆粒為好。

（3）為保證合理的研磨體級配，應(yīng)以95%物料通過的篩孔孔徑確定最大球徑。80%物料通過的篩孔孔徑確定平均球徑。需要堅(jiān)持的級配原則是：一倉大球不可缺；研磨倉小球不能少；一倉必須具備足夠的細(xì)碎能力；研磨倉必須具備足夠的研磨能力。

（4）磨機(jī)的通風(fēng)與收塵是重要的工藝環(huán)節(jié)。除了具有環(huán)保作用之外，通風(fēng)與收塵另一個更重要的作用就是對合格物料的風(fēng)選。通過收塵器風(fēng)機(jī)將磨內(nèi)的微粉拉到循環(huán)系統(tǒng)之外，在收塵器內(nèi)回收。并將磨內(nèi)熱量及時排出，可以提高磨機(jī)的粉磨效率。

（5）在實(shí)際生產(chǎn)中評價選粉機(jī)性能，最簡單的檢測方法，就是測定回料中≤30μm顆粒的百分含量，回料中≤30μm含量越少，選粉機(jī)的性能也就越好。粉磨效率的提高是一個系統(tǒng)工程。通常情況下，所配備選粉機(jī)的選粉能力要大于磨機(jī)的粉磨能力。決不能因選粉能力不足而影響粉磨能力的發(fā)揮。