淺談聯(lián)合粉磨技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)

王慶福，張博，趙華魯，張泗強(qiáng)

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淺談聯(lián)合粉磨技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)

王慶福，張博，趙華魯，張泗強(qiáng)

本文針對(duì)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中存在的“輥壓機(jī)選型大、球磨機(jī)選型小”產(chǎn)能不匹配的問題，通過采取在輥壓機(jī)系統(tǒng)增設(shè)動(dòng)態(tài)選粉機(jī)、加強(qiáng)預(yù)破碎能力、磨機(jī)發(fā)揮細(xì)磨整形作用等措施進(jìn)行了一些改進(jìn)，對(duì)輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨和半終粉磨工藝進(jìn)行了不同嘗試，取得了系統(tǒng)產(chǎn)能提升50%以上的較好效果。

大輥壓；小球磨；動(dòng)態(tài)選粉機(jī)；半終粉磨；聯(lián)合粉磨

1問題的提出

我公司水泥磨系統(tǒng)之一采用了輥壓機(jī)+球磨機(jī)組成的“一拖二”聯(lián)合粉磨工藝，即1臺(tái)輥壓機(jī)（CLM150-90）和2臺(tái)球磨機(jī)（分別為1號(hào)磨?3m 11m、2號(hào)磨?2.6m 13m）組成聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，該系統(tǒng)磨機(jī)總體產(chǎn)能在100t/h左右。該系統(tǒng)的兩臺(tái)水泥磨原為礦渣微粉磨，因公司應(yīng)用礦渣輥磨技術(shù)使得兩臺(tái)磨閑置，后通過公司生產(chǎn)要素的整合優(yōu)化，為兩臺(tái)磨機(jī)配備了1套輥壓機(jī)系統(tǒng)，用于粉磨熟料粉，與輥磨礦渣微粉配制水泥。因輥壓機(jī)與磨機(jī)之間設(shè)有緩沖倉(cāng)，故有別于傳統(tǒng)的在線聯(lián)合粉磨方式，為生產(chǎn)的靈活控制、用電避峰填谷創(chuàng)造了條件。

后來(lái)，根據(jù)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的要求，2號(hào)磨機(jī)被淘汰拆除，原輥壓機(jī)和1號(hào)磨產(chǎn)能不匹配，即正常情況下輥壓機(jī)的產(chǎn)能高于1號(hào)磨機(jī)產(chǎn)能的兩倍之多。為緩解因淘汰2號(hào)磨造成的產(chǎn)能降低問題，我們采取了一系列改進(jìn)措施，并對(duì)不同的粉磨工藝進(jìn)行了嘗試和應(yīng)用，取得了良好的改造效果。

2輥壓機(jī)系統(tǒng)的選擇與優(yōu)化

2.1生產(chǎn)工藝

結(jié)合我廠現(xiàn)場(chǎng)情況，最初制定了兩種方案：

方案一：由現(xiàn)有一臺(tái)?1500-900輥壓機(jī)+現(xiàn)有V型選粉機(jī)+新增側(cè)進(jìn)風(fēng)高效選粉機(jī)+異地建設(shè)安裝原有旋風(fēng)收塵器+異地建設(shè)安裝更換后的循環(huán)風(fēng)機(jī)+原有尾排收塵器及風(fēng)機(jī)+原有中間半成品庫(kù)+原有一臺(tái)?3m 11m開流球磨機(jī)組成擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)（見圖1）。

圖1　方案一：保留循環(huán)風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)分離器　

圖2　方案二：去掉循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)

方案二：由現(xiàn)有一臺(tái)?1500-900輥壓機(jī)+現(xiàn)有V型選粉機(jī)+新增側(cè)進(jìn)風(fēng)高效選粉機(jī)+異地新增大收塵器+異地新增大尾排風(fēng)機(jī)+原有中間半成品庫(kù)+原有一臺(tái)?3m 11m開流球磨機(jī)組成擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)（見圖2）。

2.2設(shè)備選型

兩套聯(lián)合粉磨系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備見表1。

2.3技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較見表2。

2.4方案選擇

經(jīng)綜合比較：方案二工藝布置相對(duì)簡(jiǎn)單、易于生產(chǎn)控制，新建工程宜采取此方案，但技改工程受條件限制較難實(shí)現(xiàn)。從我公司改造情況看，方案一系統(tǒng)投資比方案二低100萬(wàn)元以上，達(dá)到相同效果且改造相對(duì)簡(jiǎn)單。因現(xiàn)有空間所限，采用現(xiàn)有框架外部分設(shè)備異地建設(shè)，主要指旋風(fēng)筒和循環(huán)風(fēng)機(jī)落地。系統(tǒng)改造技術(shù)成熟可靠，具有可操作性，可解決? 2.6m磨機(jī)淘汰后產(chǎn)能不足問題，故選擇方案一進(jìn)行改造。

3粉磨工藝的選擇與探索

3.1半終粉磨試生產(chǎn)

3.1.1生產(chǎn)工藝

在輥壓機(jī)預(yù)粉磨方案一基礎(chǔ)上，為了探索半終粉磨工藝生產(chǎn)的效果，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)2號(hào)線的部分設(shè)施，在投資不大的前提下我們對(duì)輥壓機(jī)半終粉磨工藝進(jìn)行了實(shí)踐嘗試。即，將輥壓機(jī)系統(tǒng)來(lái)自旋風(fēng)筒、除塵器約15%～20%細(xì)粉作為成品不再入磨而是先入緩沖倉(cāng)，之后與出磨物料按比例搭配入成品庫(kù)（見圖3）。

改進(jìn)后的動(dòng)態(tài)選粉機(jī)選下的粗粉經(jīng)原有空氣斜槽輸送、提升機(jī)提入?10m磨頭倉(cāng)，與粉煤灰按比例計(jì)量后入磨粉磨。雙旋風(fēng)筒和除塵器選下的細(xì)粉經(jīng)新增加的空氣斜槽、NE30提升機(jī)提入?6m緩沖倉(cāng)。磨機(jī)生產(chǎn)時(shí)，?6m緩沖倉(cāng)內(nèi)的成品細(xì)粉按既定的量經(jīng)新增設(shè)的空氣斜槽（磨房北側(cè)）輸送，同時(shí)出磨成品經(jīng)磨尾提升機(jī)提升也入該空氣斜槽，二者混合后經(jīng)斜槽輸送、鋼絲膠帶提升機(jī)提升入熟料粉庫(kù)，以此保證成品熟料粉質(zhì)量穩(wěn)定性。

表1　兩套聯(lián)合粉磨系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備表

表2　技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表

3.1.2試生產(chǎn)情況

按照適當(dāng)增加輥壓、降低出輥壓機(jī)成品細(xì)度、提升循環(huán)負(fù)荷量的思路我們進(jìn)行了試生產(chǎn)。有關(guān)參數(shù)見表3、表4。

從試生產(chǎn)情況看：

（1）輥壓機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行相對(duì)平穩(wěn)，在提高輥壓0.5MPa、喂料量較之前降低5～10t/h條件下，出輥壓機(jī)細(xì)度有所降低，比表面積由改造前160～180 m2/kg提高至200m2/kg左右。

（2）輥壓機(jī)選出的成品細(xì)粉總量在10～25t/h，細(xì)度能夠滿足水泥指標(biāo)要求，但是由于顆粒分布比較窄、細(xì)度偏細(xì)，同比需水量由改造前26.5%上升到28%，提高了1.5個(gè)百分點(diǎn)，其中SO3含量明顯偏高，應(yīng)該是采用脫硫石膏在輥壓機(jī)系統(tǒng)提前被選出。因此，從早期強(qiáng)度看，此部分細(xì)粉強(qiáng)度同比出磨成品略高，可能是由于硫酸鹽的激發(fā)對(duì)早強(qiáng)起到了一定作用。

（3）由于細(xì)粉被選出，造成入磨物料粒度較之前有所上升、粗顆粒所占比例增多。為保證生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)選出的部分細(xì)粉仍按入磨控制。作為成品部分與入磨之間的比例，通過調(diào)整，基本穩(wěn)定在3：1的比例。

（4）因細(xì)粉被選出較大部分，而輥壓機(jī)成品細(xì)度雖有所降低但幅度有限，造成入磨物料細(xì)度仍相對(duì)偏粗，并沒有達(dá)到入磨粒度大幅降低的改造目的。而球磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整是按照三倉(cāng)改為二倉(cāng)、加快物料流速、為大幅度提產(chǎn)創(chuàng)造條件的思路進(jìn)行的，使得磨機(jī)內(nèi)部?jī)?yōu)化改造與輥壓機(jī)半終粉磨調(diào)整效果相左，致使出磨成品中粗顆粒偏多，水泥整體顆粒級(jí)配不盡合理，磨機(jī)產(chǎn)能提升空間受限，使得試生產(chǎn)工作無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行，最終在保持質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定前提下，綜合產(chǎn)能僅維持在75～78t/h的水平上。從試生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)看，如果想進(jìn)一步提產(chǎn)，除非對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造，恢復(fù)至三倉(cāng)，延緩物料流速，否則質(zhì)量很難保證。

圖3　聯(lián)合粉磨和改進(jìn)后的半終粉磨工藝比較

3.2聯(lián)合粉磨試生產(chǎn)

3.2.1試生產(chǎn)情況

結(jié)合半終粉磨試生產(chǎn)情況，若想在現(xiàn)有條件下達(dá)到90t/h目標(biāo)，必須重新調(diào)整磨內(nèi)結(jié)構(gòu)。鑒于磨內(nèi)大幅調(diào)整的時(shí)機(jī)不宜，權(quán)衡利弊后我們轉(zhuǎn)向嘗試聯(lián)合粉磨，即將選粉機(jī)的下料溜子直接連接到稱重倉(cāng)頂部，動(dòng)態(tài)選粉機(jī)選出的物料返回稱重倉(cāng)，旋風(fēng)筒及收塵器的物料入磨粉磨，控制入磨物料細(xì)度80μm篩篩余量。工藝流程見圖3。

從試生產(chǎn)情況看：

（1）由于半終粉磨時(shí)需要選出部分成品，從用風(fēng)操作上采取了適當(dāng)控制低風(fēng)速的措施，循環(huán)風(fēng)機(jī)閥門開度在10%～12%。而采取聯(lián)合粉磨時(shí)，采取了大風(fēng)大料的操作思路，循環(huán)風(fēng)機(jī)閥門開度在70%以上。

表3　輥壓機(jī)半終粉磨試生產(chǎn)部分參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表4　球磨機(jī)試生產(chǎn)部分參數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖4　出磨成品粒度分析表

（2）在初期調(diào)整約1個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，輥壓機(jī)成品細(xì)度大大降低，即入磨物料細(xì)度基本控制在80um篩篩余≯12%。此時(shí)通過適當(dāng)調(diào)整球磨機(jī)研磨體級(jí)配，磨機(jī)產(chǎn)量一度穩(wěn)定在85～90t/h的水平，說明降低入磨物料細(xì)度后，磨內(nèi)物料流速加快，磨機(jī)研磨作用減弱，但起到了對(duì)物料的整形作用，磨機(jī)產(chǎn)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)近在咫尺。

（3）磨機(jī)產(chǎn)能雖得以提升，但對(duì)應(yīng)輥壓機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)能僅維持在70～75t/ h之間，此時(shí)又出現(xiàn)了輥壓機(jī)與磨機(jī)產(chǎn)能不匹配的問題，因有中間倉(cāng)的存在，生產(chǎn)上采取輥壓機(jī)系統(tǒng)24h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、磨機(jī)8～12h運(yùn)轉(zhuǎn)的局面。

（4）由于受改造空間的限制，在輥壓機(jī)系統(tǒng)新增設(shè)的動(dòng)態(tài)選粉機(jī)進(jìn)風(fēng)形式選擇上，我們選擇了單側(cè)側(cè)進(jìn)風(fēng)式動(dòng)態(tài)選粉機(jī)N2500，實(shí)踐證明該形式的動(dòng)態(tài)選粉機(jī)是制約輥壓機(jī)產(chǎn)能不能有效提升的關(guān)鍵因素。設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成了其側(cè)進(jìn)風(fēng)平風(fēng)道內(nèi)容易積料，隨著積料量的增多，造成風(fēng)道截面面積縮小、通風(fēng)風(fēng)速提高，并延伸影響到同向運(yùn)轉(zhuǎn)的選粉機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子，造成轉(zhuǎn)子受系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)風(fēng)被動(dòng)牽引加劇，選粉機(jī)轉(zhuǎn)子調(diào)速功能一定程度受限，無(wú)法發(fā)揮選粉功能。

（5）針對(duì)動(dòng)態(tài)選粉機(jī)設(shè)備自身缺陷問題，我們采取了兩步改進(jìn)的措施：第一步是將對(duì)應(yīng)半終粉磨時(shí)加密的鼠籠轉(zhuǎn)子葉片割去一半，以減弱循環(huán)風(fēng)對(duì)轉(zhuǎn)子的牽引作用；第二步是解決側(cè)進(jìn)風(fēng)平風(fēng)道積料問題，風(fēng)道下部增加密閉的卸灰溜槽，將積料引至動(dòng)態(tài)選粉機(jī)下部的灰斗，同時(shí)溜槽上增設(shè)了可控的自然風(fēng)進(jìn)風(fēng)管道。通過上述改進(jìn)，其一，解決了動(dòng)態(tài)選粉機(jī)轉(zhuǎn)子頻率下調(diào)到25Hz時(shí)受循環(huán)風(fēng)牽引自轉(zhuǎn)跳閘問題，使轉(zhuǎn)子調(diào)速趨于正常；其二，解決了風(fēng)道積灰問題，使動(dòng)態(tài)選粉機(jī)內(nèi)風(fēng)速降低，也減弱了循環(huán)風(fēng)對(duì)轉(zhuǎn)子的牽引力量；其三，自然風(fēng)的引入，降低了V型選粉機(jī)在系統(tǒng)大風(fēng)量操作下的通風(fēng)量，使V型選粉機(jī)內(nèi)風(fēng)速、風(fēng)量恢復(fù)到原有正常水平，使本應(yīng)在V型選粉機(jī)內(nèi)分選的粗顆粒避免因風(fēng)速過快被帶入動(dòng)態(tài)選粉機(jī)，造成動(dòng)態(tài)選粉機(jī)負(fù)荷加大而降低了選粉能力。

表5　磨內(nèi)結(jié)構(gòu)及級(jí)配情況

圖5　出磨物料顆粒分布圖

表6　主要粉磨指標(biāo)情況

3.2.2磨內(nèi)調(diào)整情況

（1）隔倉(cāng)板及活化襯板調(diào)整情況

改造前，該磨機(jī)原為三倉(cāng)磨，一、二倉(cāng)之間應(yīng)用高效復(fù)合式隔倉(cāng)裝置，利用弧形篩分與立形篩分的組合，實(shí)現(xiàn)兩次內(nèi)選粉，出料篦板為料段分離裝置；三倉(cāng)采用微形研磨體技術(shù)，進(jìn)行強(qiáng)化研磨。

為適應(yīng)改造提產(chǎn)需要、提高磨內(nèi)物料流速，由三倉(cāng)磨改為兩倉(cāng)磨。一倉(cāng)長(zhǎng)度由原來(lái)的2.5m延長(zhǎng)到2.75m，相應(yīng)調(diào)整原襯板排列，活化襯板向后順延一排。

（2）倉(cāng)位及級(jí)配調(diào)整情況

表7　熟料粉及配制水泥質(zhì)量統(tǒng)計(jì)情況

在調(diào)整輥壓機(jī)系統(tǒng)的同時(shí)，我們按照入磨粒度控制在80μm篩篩余≯15%的前提下，對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行了適當(dāng)級(jí)配調(diào)整（見表5）。

經(jīng)過級(jí)配調(diào)整后，磨機(jī)產(chǎn)能達(dá)到了90t/h左右，出磨質(zhì)量穩(wěn)定，比表面積、SO3合格率都能達(dá)到90%以上。采用激光粒度分析儀測(cè)定的出磨物料顆粒分布見圖5。

4改造效果

（1）產(chǎn)能情況：改造前后及嘗試不同工藝下的產(chǎn)能指標(biāo)情況見表6。

（2）質(zhì)量情況：改造后出磨熟料粉及配制水泥質(zhì)量良好見表7。

5結(jié)論與建議

（1）對(duì)于輥壓機(jī)能力大、磨機(jī)能力小的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，通過增設(shè)動(dòng)態(tài)選粉機(jī)的方式，充分發(fā)揮輥壓機(jī)預(yù)粉磨作用，將磨碎、初級(jí)粉磨置于磨外完成，磨機(jī)發(fā)揮細(xì)磨、顆粒整形作用，可大幅度提升系統(tǒng)的產(chǎn)能和效率。

（2）在動(dòng)態(tài)選粉機(jī)選擇上，特別針對(duì)改造項(xiàng)目，不能因?yàn)榭臻g條件的限制忽視進(jìn)風(fēng)方式。實(shí)踐證明，側(cè)進(jìn)風(fēng)式選粉機(jī)自身缺陷導(dǎo)致其在聯(lián)合粉磨中的應(yīng)用效果不理想，但最終通過改進(jìn)為類似下進(jìn)風(fēng)方式結(jié)構(gòu)緩解了此問題。

（3）半終粉磨工藝有利于粉磨效率的提升，成品的混勻在生產(chǎn)中很關(guān)鍵，該工藝形式對(duì)水泥需水量產(chǎn)生一定影響，主要是由選出的部分成品顆粒分布偏窄、形貌不佳造成的，但是仍值得嘗試。

（4）輥壓機(jī)系統(tǒng)增設(shè)動(dòng)態(tài)選粉機(jī)的目的是為了更好地將粗、細(xì)粉進(jìn)行分離，從而更好地提升輥壓機(jī)預(yù)粉磨效率，在其和V型選粉機(jī)如何平衡上，應(yīng)避免過分重視動(dòng)態(tài)選粉機(jī)而忽視V型選粉機(jī)初級(jí)分離作用。V型選粉機(jī)的功能發(fā)揮不好，容易造成動(dòng)態(tài)選粉機(jī)負(fù)荷增加，繼而影響選粉效率，生產(chǎn)中應(yīng)盡量保持V型選粉機(jī)內(nèi)風(fēng)量風(fēng)速變化不大。

Application Experience of Combined Grinding Technology

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