白水泥熟料漂白機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用

盧華武，龐英，錢偉，楊愛龍，韓翼剛

白水泥熟料漂白機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用

Research and Application of Bleaching Machine for White Cement

盧華武，龐英，錢偉，楊愛龍，韓翼剛

1 前言

白水泥出窯熟料在高溫狀態(tài)下及時(shí)水淬急冷，是提高熟料白度的重要措施[1]，熟料的漂白冷卻方法，直接影響到熟料的白度和質(zhì)量。白水泥熟料的漂白冷卻，國內(nèi)大都采用水浸漂白的工藝，白水泥熟料的淋水漂白一般在窯內(nèi)或單冷機(jī)內(nèi)進(jìn)行，熟料出窯后在水中一淋到底，直到熟料溫度＜100℃。熟料中的顯熱變成水蒸氣全部損失掉，不能回收利用，這極大提高了熟料的燒成熱耗，而且過多淋水已無漂白作用，反而會使白水泥熟料變韌難磨[2]。國內(nèi)的白水泥生產(chǎn)大都產(chǎn)量低，能耗高，技術(shù)裝備落后，沒有適合大型白水泥生產(chǎn)線的專用白水泥熟料漂白設(shè)備，為配合阿爾博波特蘭（安慶）有限公司年產(chǎn)40萬噸白水泥熟料生產(chǎn)線的建設(shè)，我公司研發(fā)設(shè)計(jì)了國內(nèi)規(guī)格最大的白水泥熟料漂白機(jī)。

圖1 漂白機(jī)工作原理圖

2 工作原理

針對白水泥熟料漂白冷卻過程的特點(diǎn)，采用漂白機(jī)+冷卻機(jī)的組合式漂白冷卻方式（圖1）。白水泥出窯高溫熟料通過喂料室直接進(jìn)入漂白機(jī)內(nèi)，在漂白機(jī)進(jìn)料端處水淬漂白。漂白機(jī)出料罩上設(shè)有冷風(fēng)閥，控制進(jìn)入漂白機(jī)的冷風(fēng)量。出漂白機(jī)熟料溫度控制在550～600℃，然后進(jìn)入冷卻機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，出冷卻機(jī)余風(fēng)用作回轉(zhuǎn)窯窯頭二次風(fēng)和分解爐三次風(fēng)。在漂白機(jī)內(nèi)熟料淋水后生成了大量水蒸氣，這部分水蒸氣被抽走后，經(jīng)過一臺熱管熱交換器將冷空氣預(yù)熱到200℃以上，用于煤磨（輥磨）烘干。這種漂白冷卻方式保證了出窯熟料在高溫狀態(tài)下及時(shí)水淬漂白，有利于提高熟料的白度，保證熟料質(zhì)量，同時(shí)嚴(yán)格控制出漂白機(jī)熟料溫度，最大限度利用熟料中的顯熱，對降低白水泥熟料燒成熱耗有重要作用。

3 漂白機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

漂白機(jī)主要用來對出窯的高溫熟料進(jìn)行水淬漂白，并控制出漂白熟料機(jī)溫度在一定范圍內(nèi)，熟料水淬漂白時(shí)產(chǎn)生的大量水蒸氣要及時(shí)抽走，避免水蒸氣入窯。漂白機(jī)整體結(jié)構(gòu)類似于兩檔短窯，因熟料不需在漂白機(jī)內(nèi)進(jìn)行冷卻，因而漂白機(jī)兩檔間的跨距很短，在結(jié)構(gòu)上具有如下特點(diǎn)。

3.1 漂白機(jī)內(nèi)的噴水裝置和抽氣風(fēng)管

出窯熟料在漂白機(jī)內(nèi)水淬漂白，漂白機(jī)內(nèi)噴水必須充分霧化，并限制噴在一定范圍內(nèi)，即只能噴在出窯熟料上，不能噴在漂白機(jī)內(nèi)襯火磚上。噴水要保證熟料漂白的需要，同時(shí)要控制出漂白機(jī)水汽溫度和出漂白機(jī)熟料溫度。為滿足上述要求，對漂白機(jī)內(nèi)的抽氣風(fēng)管及噴水裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定了漂白機(jī)抽氣風(fēng)管的結(jié)構(gòu)形式和開孔方式，以及噴水裝置的規(guī)格參數(shù)。

工作時(shí)，冷卻水自水箱經(jīng)過濾器過濾后，由變頻水泵升壓并調(diào)節(jié)到一定的壓力和流量，經(jīng)出口管路送到噴淋桿噴嘴處，產(chǎn)生覆蓋均勻、顆粒合適的水霧，水霧和高溫物料進(jìn)行熱接觸、熱交換并吸收。

物料的大量熱量，使物料溫度迅速降低并維持在一定溫度范圍內(nèi)。當(dāng)物料出口測溫元件檢測到物料溫度超過溫度設(shè)定值范圍時(shí)，在控制器的控制下，變頻水泵自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，增大或減少供水壓力和流量，從而控制出漂白機(jī)物料溫度在指定范圍內(nèi)。

圖2 漂白機(jī)噴水效果示意圖

圖3 漂白機(jī)傳動裝置布置圖

圖4 漂白機(jī)支撐裝置結(jié)構(gòu)圖

3.2 全新的傳動布置方式

漂白機(jī)由于布置空間限制，采用了全新的傳動布置方式。主電機(jī)選用變頻電機(jī)，與主減速機(jī)的聯(lián)軸器上帶液壓制動器，并設(shè)有連接保安電源，緊急情況可實(shí)現(xiàn)主電機(jī)停轉(zhuǎn)；取消了小齒輪支撐裝置，小齒輪安裝在主減速機(jī)輸出軸上，帶動漂白機(jī)筒體上的大齒圈轉(zhuǎn)動；輔助傳動電機(jī)與減速機(jī)做成一體，與主減速機(jī)輸出軸成90°布置，用超越離合器聯(lián)接到主減速機(jī)上。

當(dāng)主電機(jī)正常工作時(shí)，輔助傳動系統(tǒng)通過超越離合器實(shí)現(xiàn)超越，與主減速機(jī)斷開；當(dāng)主電機(jī)斷電時(shí)，啟動輔助傳動，此時(shí)超越離合器相當(dāng)于聯(lián)軸器，保證主電源中斷時(shí)漂白機(jī)仍能慢轉(zhuǎn)，防止筒體彎曲并便利檢修。這種傳動布置方式布局緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠，轉(zhuǎn)速可依據(jù)漂白效果和產(chǎn)量進(jìn)行靈活調(diào)整。

3.3 支撐裝置選用了調(diào)心滾子軸承結(jié)構(gòu)

因漂白機(jī)空間布局受限，支撐裝置無法采用回轉(zhuǎn)窯軸瓦式結(jié)構(gòu)，選用了調(diào)心球面滾子軸承的支撐方式。綜合考慮了潤滑、密封、受熱膨脹、托輪調(diào)整、安裝維護(hù)等實(shí)際工況，開發(fā)設(shè)計(jì)了新的支撐結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)布局更加緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，安裝維護(hù)方便，保證了漂白機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.4 漂白機(jī)內(nèi)襯的布置

漂白機(jī)內(nèi)筒體的溫度很高，在筒體內(nèi)需設(shè)置內(nèi)襯。在漂白機(jī)進(jìn)料端，內(nèi)襯選用具有不同厚度的火磚，以便在進(jìn)料端形成一凹槽，用來維持一定的水位，使不同粒徑的熟料都能進(jìn)行充分的水淬漂白，保證熟料噴水急冷所需的時(shí)間，以確保出窯熟料的漂白效果。內(nèi)襯耐火材料應(yīng)盡量避免或減少Fe2O3、MnO、Cr2O3含量，以避免對熟料白度造成影響。漂白機(jī)不對物料進(jìn)行冷卻，因而在漂白機(jī)內(nèi)不需設(shè)置揚(yáng)料板。

3.5 漂白機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

單筒漂白機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：

產(chǎn)量：設(shè)計(jì)1300t/d，最大1500t/ d；

規(guī)格：?4.2m×8m；

斜度：4%（正弦）；

圖5 漂白機(jī)工藝操作界面

支承檔數(shù)：2擋；

主電機(jī)功率：90kW；

筒體轉(zhuǎn)速：0.402～4.02r/min；出料溫度：～550℃；

噴水量：正常17.5t/h，最大29.5t/ h。

4 漂白機(jī)的應(yīng)用

白水泥熟料漂白機(jī)于2009年底在阿爾博波特蘭（安慶）有限公司年產(chǎn)40萬噸白水泥熟料生產(chǎn)線上投入使用。生產(chǎn)調(diào)試初期，對漂白機(jī)的擋輪裝置進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定可靠。對噴水裝置進(jìn)行了調(diào)節(jié)，摸索出了與產(chǎn)量相對應(yīng)的最佳噴水量。操作時(shí)在漂白機(jī)出料端容易出現(xiàn)正壓，設(shè)計(jì)時(shí)對這一工況考慮不足，容易從出料端密封處漏出粉塵，經(jīng)優(yōu)化整改后，至今設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，性能可靠。在廠方科學(xué)管理、生產(chǎn)監(jiān)控過程嚴(yán)格規(guī)范、精心操作下白水泥熟料產(chǎn)量已穩(wěn)定在1500t/d，熟料燒成熱耗4602kJ/kg熟料，水泥熟料白度89～90，均超過了設(shè)計(jì)值[3]。圖5是生產(chǎn)時(shí)漂白機(jī)的工藝操作界面。

5 結(jié)語

國內(nèi)規(guī)格最大的白水泥熟料漂白機(jī)的成功研發(fā)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了白水泥生產(chǎn)關(guān)鍵主機(jī)設(shè)備的國產(chǎn)化，大幅降低了設(shè)備投資，運(yùn)行維護(hù)成本低，生產(chǎn)出的白水泥熟料白度高，質(zhì)量好，系統(tǒng)熱耗低，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，為企業(yè)帶來了直接的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1]劉壽綿，趙李，劉保良.亞洲最大年產(chǎn)60萬噸白水泥生產(chǎn)線建成投產(chǎn)[J].中國水泥，2010，(8)

[2]杜繼平，楊廣瑞.白水泥生產(chǎn)中的技術(shù)創(chuàng)新[J].水泥技術(shù)，2012，(6)

[3]艾軍，肖全貴，李振興，劉壽綿.阿爾博安慶白水泥生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與回顧[J].中國水泥，2011，(10)■

公司APEC工商領(lǐng)導(dǎo)人峰會簽三條生產(chǎn)線EPS合同

11月9日，APEC工商領(lǐng)導(dǎo)人峰會期間，在中俄兩國元首的見證下，天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司與俄羅斯最大的水泥制造商——?dú)W洲水泥集團(tuán)簽訂了三個日產(chǎn)6200噸水泥生產(chǎn)線（卡夫卡斯、別爾哥羅德和奧斯卡爾水泥生產(chǎn)線）設(shè)計(jì)、設(shè)備供貨、技術(shù)培訓(xùn)和工程監(jiān)理合同。天津水泥院有限公司董事長徐培濤和歐洲水泥集團(tuán)總裁Skorohod分別代表雙方簽字。

此次三個合同的簽訂，是雙方繼5月20日在上海亞信峰會上簽訂米哈伊洛夫10000t/d生產(chǎn)線合同后的又一次合作。四個項(xiàng)目完全采用天津水泥院有限公司自有技術(shù)和裝備，再次證明了公司技術(shù)和裝備在國際市場上的品牌影響力，也為公司全面進(jìn)入俄羅斯市場奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

會議期間，在中材國際工程股份有限公司董事長宋壽順，天津水泥院有限公司董事長徐培濤、市場總監(jiān)曾年明的陪同下，中材集團(tuán)有限公司董事長劉志江會見了歐洲水泥集團(tuán)總裁Skorohod一行。劉志江感謝歐洲水泥集團(tuán)對Sinoma的信任，同時(shí)表示Sinoma有決心、有能力高質(zhì)量的完成歐洲水泥集團(tuán)4個項(xiàng)目的合同。雙方就兩公司全面戰(zhàn)略合作進(jìn)行了深入探討并達(dá)成共識。

（國際市場一部供稿）

TQ172.729.9

:A

：1001-6171（2014）06-0032-03

中材裝備集團(tuán)有限公司，天津300400；

2014-03-15；編輯：呂光