基于鋼渣作混合材料的管磨機(jī)調(diào)整

何江平常 青王云天

1. 成都建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610051；2. 中技國際工程有限公司，湖北 武漢 430071

基于鋼渣作混合材料的管磨機(jī)調(diào)整

何江平1常 青1王云天2

1. 成都建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610051；2. 中技國際工程有限公司，湖北 武漢 430071

Y公司采用輥壓機(jī)雙閉路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，采用鋼渣等量替代價(jià)格較高的粉煤灰作混合材時(shí)，由于鋼渣易磨性較差，加之其中尚含有未能去除干凈的鐵粒與鐵末，導(dǎo)致生產(chǎn)P·O42.5級(jí)水泥時(shí)，出磨細(xì)度變粗、系統(tǒng)產(chǎn)量降低、粉磨電耗增加。一方面通過改進(jìn)管磨機(jī)結(jié)構(gòu)挖掘潛力，一方面根據(jù)鋼渣性質(zhì)采取了相應(yīng)措施。效果是：系統(tǒng)產(chǎn)量提高至185 t/h以上，粉磨電耗略有下降。

管磨機(jī) 進(jìn)料 活化環(huán)改進(jìn) 研磨體級(jí)配

0 引言

Y公司水泥制成采用170-100輥壓機(jī)+V選+Φ4.2 m×13 m雙倉管磨機(jī)+O-Sepa N-3500選粉機(jī)組成的雙閉路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)（設(shè)備配置見表1），生產(chǎn)P·O42.5級(jí)水泥產(chǎn)量在183～185 t/h、粉磨電耗34kWh/t左右；當(dāng)采用當(dāng)?shù)劁撛攘刻娲鷥r(jià)格較高的粉煤灰作混合材，在摻入量8%時(shí)，產(chǎn)量降至170 t/h，粉磨電耗上升至36 kWh/t左右。通過調(diào)整與改進(jìn)管磨機(jī)子系統(tǒng)，系統(tǒng)產(chǎn)量提高至188 t/h，粉磨電耗降至33.66 kW/h。本文就改進(jìn)管磨機(jī)結(jié)構(gòu)挖掘潛力等優(yōu)化措施進(jìn)行總結(jié)，以資參考。

表1 雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)設(shè)備配置

1 采用鋼渣代替粉煤灰的原因及面臨的問題

應(yīng)用鋼渣前P·O42.5水泥物料配比見表2。

表2 應(yīng)用鋼渣前的物料配比

由于粉煤灰價(jià)格已超過100元/t，而當(dāng)?shù)劁撹F廠鋼渣價(jià)格只有40元/t，為降低生產(chǎn)成本，該公司決定選用轉(zhuǎn)爐鋼渣等量替代粉煤灰，可降低材料成本4元/t。按年產(chǎn)量200萬t計(jì)，采用鋼渣等量代替粉煤灰，每年可降低材料總成本800萬元。

應(yīng)用鋼渣后P·O42.5水泥物料配比見表3。

表3 應(yīng)用鋼渣后的物料配比

以粉煤灰作混合材生產(chǎn)P·O42.5級(jí)水泥產(chǎn)量在183～185t/h，粉磨電耗34 kWh/t左右；當(dāng)采用當(dāng)?shù)劁撛攘刻娲鷥r(jià)格較高的粉煤灰作混合材，在摻入量8%時(shí)，產(chǎn)量降至170 t/h，粉磨電耗上升至3 6 kWh/t左右。

2 原因分析

雖然進(jìn)廠顆粒狀鋼渣的水分只有1.5%左右、粒度＜8 mm，但其易磨性較差，顯微硬度高達(dá)HV850左右，比水泥熟料（顯微硬度HV450左右）更難磨細(xì)，是工業(yè)廢渣中易磨性差的材料之一，鋼渣中尚含有一定數(shù)量殘留的金屬鐵粒與鐵末，在應(yīng)用過程中必須做好除鐵工作，安裝多道除鐵裝置，以減少或消除對(duì)粉磨系統(tǒng)的不利影響。

3 解決措施

針對(duì)產(chǎn)量下降電耗上升的問題，我們一方面通過改進(jìn)管磨機(jī)結(jié)構(gòu)挖掘潛力，一方面根據(jù)鋼渣性質(zhì)采取了相應(yīng)措施。

3.1 消除一倉研磨盲區(qū)

由于聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的物料從V型選粉機(jī)—雙旋風(fēng)收塵器收集進(jìn)入管磨機(jī)時(shí)的落差較大，帶有一定傾角的磨頭進(jìn)料裝置因折射作用，會(huì)導(dǎo)致一倉產(chǎn)生一定范圍的研磨盲區(qū)（不同高差造成的研磨盲區(qū)長度一般在0.5 m～1.8 m甚至再多些），相對(duì)縮短了一倉的有效粉磨長度，物料在一倉內(nèi)粗磨時(shí)間變短。當(dāng)細(xì)磨倉研磨能力一定時(shí)，最終導(dǎo)致出磨物料細(xì)度粗，所含成品比例降低。

針對(duì)上述情況，采取部分遮擋下料簸箕前端出料口（簸箕兩側(cè)板高度180 mm，出料下口只留80 mm高度，減緩沖料），并在簸箕兩側(cè)面開設(shè)寬度100 mm的下料口，同時(shí)在簸箕底部切割、均布四個(gè)長方形下料口，實(shí)現(xiàn)入磨物料分流。該措施簡單、易行、實(shí)用，有效降低了折射、沖料機(jī)率，基本上消除了一倉研磨盲區(qū)。

3.2 級(jí)配調(diào)整

（1）一倉（有效長度3.25 m，倉長比例26%），改進(jìn)前的研磨體級(jí)配見表4。

表4 改進(jìn)前的一倉研磨體級(jí)配

原一倉采用四級(jí)配球，平均球徑為25.5 mm，球徑較小，在同一高度下落時(shí)，單個(gè)鋼球產(chǎn)生的沖擊能量（勢(shì)能）小，對(duì)于易磨性較好的物料而言，可充分發(fā)揮其較好的研磨作用，完全能夠滿足粗處理要求。但對(duì)于粉磨顯微硬度高、易磨性較差的鋼渣而言，該球徑明顯偏小，不能適應(yīng)磨機(jī)一倉的沖擊、粉碎作業(yè)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)量下降。為此，必須提高一倉粗磨功能，將易磨性差的物料卡在頭倉處理，破壞其結(jié)構(gòu)，為實(shí)現(xiàn)細(xì)磨倉進(jìn)一步磨細(xì)、提高出磨成品含量奠定基礎(chǔ)。[1]

為了提高管磨機(jī)一倉粗處理能力，同時(shí)兼顧部分研磨功能，調(diào)整級(jí)配過程中，在原四級(jí)配球的前提下，引入Ф60 mm、Ф50 mm兩級(jí)大規(guī)格鋼球，有意識(shí)地放大了一倉平均球徑，相對(duì)于原四級(jí)配而言，改進(jìn)后的一倉采用了六級(jí)配球，且平均球徑在原級(jí)配基礎(chǔ)上增大了7.5 mm，從而提高了研磨體對(duì)物料的沖擊、粉碎能力。改進(jìn)后的一倉研磨體級(jí)配見表5。

為適應(yīng)一倉粗磨后的物料粒徑，同時(shí)對(duì)磨機(jī)二倉（細(xì)磨倉）研磨體級(jí)配亦進(jìn)行了調(diào)整，平均球徑由17.65 mm降至16.25 mm，以增大研磨體與物料的接觸面積，提高細(xì)磨倉粉磨效率與出磨成品比例，為選粉機(jī)有效分級(jí)創(chuàng)造良好條件。

（2）二倉（有效長度9.25 m、倉長比例74%），改進(jìn)前后研磨體級(jí)配見表6。

3.3 篩分隔倉板過料速度的控制

表5 改進(jìn)后的一倉研磨體級(jí)配

表6 二倉改進(jìn)前后研磨體級(jí)配

針對(duì)一倉至二倉之間篩分隔倉板中心過料快的現(xiàn)象（粗篩板縫寬度10 mm，內(nèi)篩分板縫寬度3.5 mm偏大），將中心卸料錐上均布的卸料口間隔封堵其寬度的1/3，有效抑制磨內(nèi)物料流速，充分發(fā)揮一倉粗處理功能。

3.4 細(xì)磨倉活化環(huán)的改進(jìn)

二倉（細(xì)磨倉）原安裝有五圈高度h=800 mm活化環(huán)，相對(duì)于直徑Φ4.2 m管磨機(jī)，該活化環(huán)高度偏低，活化區(qū)域偏?。荒C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，尚有一部分研磨體產(chǎn)生的“滯留帶”（研磨死區(qū)）難以消除。針對(duì)這一狀況，在原活化環(huán)上部采用螺栓與耐磨鋼板聯(lián)接方式直接加高了450 mm（為降低聯(lián)接螺栓、螺帽的磨損，將兩端用耐磨焊條堆焊防磨，延長其使用壽命），有效增大了活化區(qū)域，提高了對(duì)細(xì)磨倉研磨體的活化功能。同時(shí)，采用厚度15 mm復(fù)合耐磨鋼板，將中間三圈活化環(huán)外圓高度300 mm段封堵為盲板，從而使細(xì)磨倉實(shí)現(xiàn)了良好的分段，為鋼渣的進(jìn)一步磨細(xì)創(chuàng)造條件。[2]

3.5 安裝去除鐵、渣裝置

為了有效減少（或去除）金屬鐵在粉磨系統(tǒng)中的循環(huán)，降低成品選粉機(jī)籠型轉(zhuǎn)子與導(dǎo)風(fēng)葉片及輸送設(shè)備的磨損，在出磨提升機(jī)至成品選粉機(jī)之間的風(fēng)送斜槽上安裝了一臺(tái)山西龍舟有限輸送機(jī)械有限公司研制的除鐵、除渣裝置（氣化沉淀式專利除渣器），只需定期清理收集的鐵質(zhì)材料即可。投入運(yùn)行后，除渣、除鐵效果良好，成品選粉機(jī)系統(tǒng)回料中基本不存在鐵質(zhì)循環(huán)，降低了輸送設(shè)備與選粉機(jī)的磨損，提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

3.6 磨尾拉風(fēng)量過大及其改進(jìn)

原生產(chǎn)過程中，物料易磨性相對(duì)較好，磨尾拉風(fēng)量大，負(fù)壓偏大，在-1 100 Pa左右。采用顯微硬度高的鋼渣配料后，研磨體會(huì)對(duì)不同易磨性的物料產(chǎn)生“選擇性磨細(xì)”現(xiàn)象。為充分發(fā)揮鋼渣的膠凝活性，必須縮小成品水泥中鋼渣的顆粒粒徑，則需要采取控制物料流速的措施。為此，在磨尾中心圓板部位安裝使用了“料、風(fēng)分離”裝置，減少因磨尾篦板中部風(fēng)速高而導(dǎo)致的出磨物料跑粗現(xiàn)象。

中控操作過程中，根據(jù)輥壓機(jī)子系統(tǒng)的循環(huán)提升機(jī)電流、管磨機(jī)主電機(jī)運(yùn)行電流（進(jìn)相后）及出磨與成品入庫提升機(jī)電流，調(diào)節(jié)磨尾拉風(fēng)量，將磨尾負(fù)壓控制在-780 Pa～-850 Pa之間，磨頭保持微負(fù)壓（-40 Pa～-50 Pa）狀態(tài)，以滿足粉磨系統(tǒng)成品質(zhì)量指標(biāo)為原則。

4 粉磨系統(tǒng)改進(jìn)前后技術(shù)參數(shù)與指標(biāo)對(duì)比

實(shí)施上述針對(duì)性的技術(shù)改進(jìn)措施后，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期效果：在經(jīng)過輥壓機(jī)擠壓后，由V型選粉機(jī)分級(jí)的入磨物料比表面積170 m2/kg的前提下，通過管磨機(jī)粉磨后的出磨物料比表面積由改進(jìn)前的205 m2/kg提高至250 m2/kg（即平均每米研磨體創(chuàng)造比表面積由2.8 m2/kg/m增至6.4 m2/kg/m，增加了2.29倍），出磨物料平均粒徑由120μm左右降至71.5μm左右（粉體粒徑縮小1.68倍），出磨物料中的成品率顯著增加，足以證明管磨機(jī)磨細(xì)能力得到大幅度提高。具體技術(shù)參數(shù)與指標(biāo)對(duì)比見表7。

表7 改進(jìn)前后技術(shù)參數(shù)與指標(biāo)對(duì)比（P·O42.5水泥）

由表7可以看出：生產(chǎn)P·O42.5級(jí)水泥時(shí)，采用鋼渣等量替代粉煤灰作混合材料時(shí)，因入磨物料易磨性變化（顯著變差）導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)量下降幅度較大，由此引起的連鎖反應(yīng)是粉磨電耗上升。在入磨比表面積相對(duì)穩(wěn)定前提下，對(duì)管磨機(jī)子系統(tǒng)采取相應(yīng)的、行之有效的技術(shù)改進(jìn)措施之后，水泥粉磨系統(tǒng)運(yùn)行狀況明顯改善，在原基礎(chǔ)上提產(chǎn)幅度達(dá)10.59%，節(jié)電幅度達(dá)6.5%，整個(gè)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)。

5 結(jié)束語

（1）水泥生產(chǎn)過程中，當(dāng)采用易磨性差的工業(yè)廢渣作混合材料時(shí)，在入磨粒度變化不大的前提下，一定要考慮該材料易磨性對(duì)于成品質(zhì)量、系統(tǒng)產(chǎn)量及粉磨電耗指標(biāo)的影響，并對(duì)子系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題實(shí)施針對(duì)性改進(jìn)措施。

（2）在水泥配料中摻入鋼渣的同時(shí)，應(yīng)重視其中金屬對(duì)輥壓機(jī)輥面磨損，鋼渣顯微硬度大并含有一定比例的鐵粒或鐵末，須安裝多道除鐵裝置，最大限度地保護(hù)輥面、降低磨損。

（3）入磨物料易磨性變差時(shí)，為保證物料磨細(xì)，必須提高管磨機(jī)一倉平均球徑，增大粗粉磨能力；同時(shí)，應(yīng)縮小細(xì)磨倉研磨體直徑，提高細(xì)磨能力及出磨物料中的成品比例，為成品選粉機(jī)有效分選創(chuàng)造良好的先決條件。

（4）對(duì)隔倉板及活化環(huán)進(jìn)行處理的同時(shí)，應(yīng)針對(duì)磨尾中部風(fēng)速過快導(dǎo)致拉風(fēng)跑粗現(xiàn)象，安裝使用“料、風(fēng)分離”裝置，并在中控操作時(shí)根據(jù)出磨細(xì)度及磨機(jī)運(yùn)行狀況，采用適宜的磨尾拉風(fēng)量參數(shù)，適當(dāng)降低磨內(nèi)物料流速，提高出磨物料磨細(xì)程度，達(dá)到增產(chǎn)、降耗的目的。

[1] 鄒偉斌.雙閉路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的節(jié)電改造[J].新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào),2015(3):20-24.

[2] 鄒偉斌.水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)故障原因與解決措施[J].新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào),2012(2):2-12.

2015-09-22)

TQ172.632.1

B

1008-0473(2015)06-0052-04

10.16008/j.cnki.1008-0473.2015.06.012