水泥廠立磨技術(shù)及設(shè)備運(yùn)用研究

李宇鵬

(山西天鎮(zhèn)大同煤礦集團(tuán)建材有限責(zé)任公司，山西大同 038200)

水泥廠立磨技術(shù)及設(shè)備運(yùn)用研究

李宇鵬

(山西天鎮(zhèn)大同煤礦集團(tuán)建材有限責(zé)任公司，山西大同 038200)

水泥廠立磨技術(shù)也成為輥磨技術(shù)，在1925年現(xiàn)世，發(fā)展到如今，已經(jīng)有超過(guò)90年的歷史了。在1960年后，立磨技術(shù)主機(jī)應(yīng)用在水泥工業(yè)的生料粉磨上，且由于立磨技術(shù)自身所具有的顯著地節(jié)能效果，使得這項(xiàng)技術(shù)被人們高度重視。而在現(xiàn)今，我國(guó)的水泥廠立磨技術(shù)水平與世界發(fā)展逐漸趨于一致，技術(shù)水平有了很大的提高，且相關(guān)設(shè)施設(shè)備也更加大型化，進(jìn)入了料床粉磨化的發(fā)展中。立磨技術(shù)采用了現(xiàn)代化的料床粉磨機(jī)理，所需的流程更為簡(jiǎn)單、效率也更高、耗電量更低，因此與輥壓機(jī)等新型料床粉磨設(shè)備一起成為我國(guó)水泥生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。

立磨技術(shù)；設(shè)備；運(yùn)用研究

引言：隨著70年立磨液壓加載技術(shù)的出現(xiàn)，水泥磨機(jī)單機(jī)能力成長(zhǎng)加快，預(yù)分解窯以及懸浮預(yù)熱器窖的產(chǎn)生和發(fā)展，更使得立磨技術(shù)在水泥生產(chǎn)工業(yè)中快速發(fā)展。在上世紀(jì)90年代末以及21世紀(jì)初期，水泥終粉磨和高細(xì)礦渣的立磨技術(shù)得到逐步推廣和應(yīng)用，因此立磨技術(shù)在水泥廠中應(yīng)用的越加頻繁。同時(shí)加上筒輥磨以及輥壓機(jī)等新型粉磨設(shè)備的運(yùn)用，在一定程度上使得料床粉磨設(shè)備在水泥生產(chǎn)工業(yè)的使用更加有效和興旺。

然而，水泥生產(chǎn)工業(yè)較為依賴資源和能源，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)在水泥生產(chǎn)工業(yè)方面的節(jié)能環(huán)保任務(wù)更加急迫，節(jié)能減排是水泥工業(yè)發(fā)展中亟需解決的問(wèn)題。在水泥生產(chǎn)行業(yè)中，成本一般包含兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是電力成本，二是燃料成本，并且水泥生產(chǎn)行業(yè)中粉磨作業(yè)是消耗電力的主要因素。一般粉磨作業(yè)消耗電力在總電力消耗的65%以上，而在以往水泥生產(chǎn)電力總體消耗在105kwh/t左右，且由于時(shí)代的發(fā)展和粉磨技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，使得如今電力消耗指標(biāo)降低在80kwh/t以下。而傳統(tǒng)的球磨機(jī)粉磨技術(shù)生產(chǎn)效率較低，能源利用率也達(dá)不到技術(shù)指標(biāo)，因此立磨技術(shù)在現(xiàn)代水泥生產(chǎn)中的重要性被逐漸體現(xiàn)出來(lái)，對(duì)今后水泥工業(yè)有著重要意義。

1.立磨技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用現(xiàn)狀

立磨技術(shù)在現(xiàn)代化工、電力、煤炭以及水泥等工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為普遍的一種研磨機(jī)械技術(shù)，由于其占地面積較小，還具有粉磨作業(yè)可以與烘干作業(yè)一起進(jìn)行、電力消耗比球磨低、同時(shí)對(duì)鋼材磨耗較小等優(yōu)點(diǎn)，使得立磨技術(shù)在現(xiàn)代水泥等生產(chǎn)活動(dòng)中運(yùn)用更加頻繁，人們對(duì)其的關(guān)注和重視也更高。

在1925年，由德國(guó)Loesche公司首先研發(fā)出立磨技術(shù)。在70年代中后期，立磨的應(yīng)用和制造獲得了突破性的發(fā)展，相關(guān)設(shè)備規(guī)格更加大型化，80年代初期，相關(guān)設(shè)備臺(tái)時(shí)產(chǎn)量就已經(jīng)超過(guò)了500t的立磨。而90年代更有超過(guò)了臺(tái)時(shí)產(chǎn)量1000t的超大型立磨。如今，日本、北美以及西歐已經(jīng)新建了大規(guī)模水泥廠，大多采用立磨技術(shù)來(lái)進(jìn)行原料粉磨。

在我國(guó)，1960年左右，有不少白水泥廠開(kāi)始使用小型立磨粉磨白生料，也有個(gè)別水泥廠使用立磨粉磨煤粉，一般電力部門使用立磨較多，然而由于產(chǎn)量小以及研磨件材質(zhì)等原因，使得立磨在我國(guó)水泥生產(chǎn)中應(yīng)用不大好。在1970年后我國(guó)才真正開(kāi)始研究使用立磨研磨水泥生料。且在1980年，我國(guó)江蘇省昊江水泥廠所使用的PAM1600/1380立磨系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)了國(guó)家技術(shù)鑒定，在1994年，又開(kāi)始運(yùn)用在1000t/d的熟料水泥廠的生料立磨中。根據(jù)統(tǒng)計(jì)調(diào)查，我國(guó)在1982-1994年之間，已經(jīng)有將近20多家水泥廠使用了立磨。在如今，隨著國(guó)家節(jié)能減排的任務(wù)，國(guó)家鼓勵(lì)水泥生產(chǎn)多使用粉磨系統(tǒng)改造、利用廢棄物等節(jié)能減排技術(shù)，從而降低資源消耗。在2014年，我國(guó)水泥生產(chǎn)行業(yè)中，有規(guī)模的企業(yè)大概有9800多家，粉磨企業(yè)有3200多家，伴隨著我國(guó)重點(diǎn)支持粉磨系統(tǒng)來(lái)完成節(jié)能減排的任務(wù)，使得粉磨系統(tǒng)節(jié)能在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。而?010年6月大同煤礦集團(tuán)建材有限責(zé)任公司便已經(jīng)建設(shè)完成日產(chǎn)4500T/d熟料生產(chǎn)基地。其中在生料粉磨系統(tǒng)環(huán)節(jié)中，采用了UM56.4立式磨機(jī)，為我公司提高了經(jīng)濟(jì)效益。

2.立磨粉磨作業(yè)

2.1 粉磨作業(yè)的含義

在現(xiàn)代化粉體技術(shù)發(fā)展中，所謂的粉磨作業(yè)一般是指通過(guò)對(duì)外力的沖擊、擠壓和研磨的工作來(lái)克服物質(zhì)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)以及晶體物質(zhì)之間的內(nèi)聚力，從而使得塊狀物質(zhì)變?yōu)榉哿畹墓ぷ鬟^(guò)程。水泥生產(chǎn)工業(yè)主要工作內(nèi)容是將土石質(zhì)原料進(jìn)行相應(yīng)的加工工作，是重化學(xué)工業(yè)的一種。同時(shí)也是從原料的開(kāi)采到制作成水泥所必須經(jīng)過(guò)的一個(gè)生料和水泥熟料的粉磨、原料的破碎的過(guò)程。

而水泥生產(chǎn)作業(yè)一般還分為粉體工作以及熱工工作，其中粉磨工作是進(jìn)行粉體工作的一個(gè)主要內(nèi)容，而水泥廠生產(chǎn)過(guò)程中被粉碎的物料有：熟料、生料、煤、礦渣混合物以及石膏等等，因而水泥廠生產(chǎn)作業(yè)需要運(yùn)用到生料磨、煤磨以及水泥磨等各種粉磨設(shè)備。同時(shí)我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始向無(wú)球化粉磨的方向發(fā)展，有別于過(guò)去單一性的用球磨機(jī)進(jìn)行粉磨作業(yè)。

2.2 立磨的結(jié)構(gòu)和工作原理

立磨主要是由磨盤和磨輥組合而成，在水泥廠中運(yùn)用的大型生料立磨，是集合碎、粉磨和烘干等工作流程為一體的。這個(gè)工作流程較為簡(jiǎn)單、耗電量也較低、粉磨效率相對(duì)較高，因而是現(xiàn)今水泥廠中進(jìn)行生料粉磨的主導(dǎo)系統(tǒng)，在我國(guó)水泥廠粉磨作業(yè)中，立磨運(yùn)用的越來(lái)越廣泛。立磨是利用料床粉磨的工作原理從而對(duì)物料進(jìn)行相關(guān)粉磨，并且由于磨盤以及磨輥之間所存在的速度差，使得在進(jìn)行輥磨的同時(shí)可以進(jìn)行碾磨。物料從磨殼一側(cè)或者是磨機(jī)上部通過(guò)喂料裝置來(lái)進(jìn)入磨盤中心，在磨盤水平運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，會(huì)使得物料從中心甩到粉磨區(qū)域。且由于磨盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得磨輥會(huì)對(duì)物料產(chǎn)生豎向垂直力，與物料之間產(chǎn)生摩擦力。磨輥的轉(zhuǎn)動(dòng)一般是從動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，一般工作原理是從磨盤周圍的擋料圈溢出的物料再被磨盤氣流帶入到磨盤上部的選粉機(jī)中，經(jīng)過(guò)選粉機(jī)將物料分級(jí)之后，較粗的顆粒返回磨盤進(jìn)行重磨，而細(xì)粉便跟著氣流排出磨機(jī)作為產(chǎn)成品，一般也可以用電收塵器以及旋風(fēng)收塵器來(lái)進(jìn)行分離收集。UM56.4立式磨機(jī)工藝流程圖如下：

3.立磨以及立磨技術(shù)在現(xiàn)代的發(fā)展

發(fā)展更為系列化。這標(biāo)志著立磨技術(shù)更加趨于成熟，比如說(shuō)日本宇部興產(chǎn)公司便引進(jìn)了德國(guó)萊歇公司的相關(guān)技術(shù)，使得生產(chǎn)UBELM系列立磨便有了20多個(gè)型號(hào)。

采用了外循環(huán)系統(tǒng)，在以往的立磨內(nèi)部物料基本都是磨內(nèi)氣力循環(huán)，然而實(shí)際上機(jī)械循環(huán)是比氣力循環(huán)更加節(jié)約電力的方式，因此，在1960年德國(guó)便開(kāi)發(fā)出了磨內(nèi)物料磨外機(jī)械循環(huán)的系統(tǒng)。

粉磨熟料在使用立磨粉磨熟料時(shí)，由于水泥的顆粒級(jí)分配范圍較為狹窄，使得水泥在凝固時(shí)多余的水分會(huì)產(chǎn)生泌水的現(xiàn)象，但在后來(lái)經(jīng)過(guò)研究改造，在進(jìn)行分別粉磨或者混合粉磨時(shí)，已經(jīng)形成不同的顆粒級(jí)配。

立磨結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)立磨的設(shè)計(jì)中，更加注重對(duì)磨機(jī)規(guī)格和結(jié)構(gòu)的要求，以減少一次性投資，但隨著時(shí)代的發(fā)展進(jìn)步，出現(xiàn)了大磨盤多磨輥的新發(fā)展方向。使得立磨技術(shù)在保障風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上考慮了投資的效益。如大同煤礦集團(tuán)建材有限責(zé)任公司采用的UM56.4立式磨機(jī)中生料粉磨系統(tǒng)綜合能耗為28.3 kWh／t，同時(shí)在2012年進(jìn)入正常生產(chǎn)后，生料粉磨系統(tǒng)綜合能耗為23.97kWh／t。并且每年能夠節(jié)約生產(chǎn)成本大約2000萬(wàn)元人民幣。

4.立磨技術(shù)和設(shè)備在我國(guó)水泥工業(yè)中的應(yīng)用前景

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國(guó)水泥工業(yè)中立磨技術(shù)比球磨所產(chǎn)生的噪音更少、粉塵污染也更少，所消耗的資源也更低，符合我國(guó)節(jié)能省排的要求。同時(shí)國(guó)內(nèi)所能夠擁有日產(chǎn)4500T/d水泥熟料生產(chǎn)線生料粉磨系統(tǒng)且配置UM56.4立式磨機(jī)的水泥工業(yè)廠家并沒(méi)有幾家，而基于立磨技術(shù)和設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，在水泥行業(yè)推廣應(yīng)用的前景非常廣闊。

[1]韓仲琦. 水泥廠立磨技術(shù)及設(shè)備[J]. 水泥,1996,05:11-14.

[2]韓仲琦. 立磨技術(shù)在水泥工業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 中國(guó)水泥,2009,12:53-56.

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1007-6344（2016）02-0013-01