?4. 2m×13m水泥磨的技術(shù)改造

尚義華

洛陽中聯(lián)水泥有限公司（以下簡稱“我公司”）水泥粉磨系統(tǒng)為輥壓機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，輥壓機型號為CLF170-100；水泥磨為?4.2m×13m雙倉磨，第一倉有效長度3.5m，第二倉有效長度8.5m，一、二倉之間篩分雙層隔倉，一倉采用溝槽階梯襯板，二倉采用小波紋襯板，同時二倉設(shè)4圈活化環(huán)。

在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，由于雙層隔倉板的制約，球磨機二倉存在有效研磨空間浪費情況；同時水泥磨先后發(fā)生多次竄倉事故，每次竄倉均需進(jìn)行倒倉篩球，不僅影響工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定，而且嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行；建設(shè)時期設(shè)備選型大，磨機二倉使用鋼段，磨機運行電流高達(dá)220A，粉磨系統(tǒng)電耗偏高。

根據(jù)實際生產(chǎn)情況，為了提高磨機臺時產(chǎn)量，降低系統(tǒng)電耗，我公司組織技術(shù)人員對各項數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行了分析，同時邀請某高校粉磨專家進(jìn)行會診，最終確定了水泥磨綜合技術(shù)改造升級方案，技改后的磨機工況及產(chǎn)質(zhì)量均得到較大幅度的改善和提高，P·C32.5R水泥電耗降低3.9kWh/t，P·O42.5水泥電耗降低 4.3kWh/t。

1 水泥磨系統(tǒng)工藝流程及配置

水泥粉磨系統(tǒng)為輥壓機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，詳細(xì)工藝流程見圖1。水泥磨系統(tǒng)配置見表1。

2 水泥磨綜合技術(shù)改造升級

2.1 解決二倉有效研磨空間浪費的技改方案

2.1.1 球磨機二倉有限研磨空間浪費的原因分析

在球磨機前倉，物料進(jìn)入雙層隔倉板，被揚料板提升到一定高度，形成高度差后，從中心卸入后倉。物料在揚料板和導(dǎo)料錐的作用下，具有一定的沖擊力，同時由于中心通風(fēng)，使物料與風(fēng)混合，物料在下落過程中被中心風(fēng)帶落到二倉隔倉板后的一段距離，從而減少了球（段）料的有效研磨空間（見圖2）。

2.1.2 解決二倉有效研磨空間浪費的技改方案

表1 水泥磨系統(tǒng)主機配置情況

圖1 水泥粉磨系統(tǒng)工藝流程圖

圖2 磨機二倉研磨空間浪費情況

為提高球磨機二倉研磨空間，在雙層隔倉板二倉側(cè)增加導(dǎo)料錐，導(dǎo)料錐由一塊 ?1 400mm、厚300mm圓形鋼板，一塊?1 030mm、厚200mm圓形鋼板及一塊厚370mm環(huán)形封堵鋼板組成。在第二道厚300mm圓形鋼板及370mm環(huán)形鋼板上分別開12個140mm×150mm的孔洞，用于物料通過（見圖3）。風(fēng)從中心通過，物料從鋼板孔洞通過，物料和氣流不再相互混合，物料可直接到達(dá)隔倉板后的鋼球側(cè)，確保研磨倉的長度被優(yōu)化使用，并取得最有效的研磨效果。

2.1.3 技改效果分析

技改前后P·O42.5水泥比表面積及電耗情況見表2。通過表2可以看出，技改前，出、入磨物料比表面積差96m2/g，技改后，出、入磨物料比表面積相差130m2/g，改造后的出、入磨物料比表面積差比改造前提高了34m2/g，磨機臺時產(chǎn)量提高了 5t，電耗降低了 0.7kWh/t，噸水泥成本降低了0.42元。

通過對水泥磨雙層隔倉板二倉側(cè)安裝導(dǎo)料錐，解決了球磨機二倉有效研磨空間浪費的問題，風(fēng)、料從各自的通道通過，研磨倉的長度被優(yōu)化使用，取得了最有效的研磨效果。

表2 技改前后P·O42.5水泥比表面積及電耗情況

圖3 二倉新增導(dǎo)料錐

2.2 解決球磨機鋼球竄倉技改方案

2.2.1 水泥磨竄倉原因分析

我公司水泥磨（?4.2m×13m）一倉裝球，規(guī)格分別為?20mm、?25mm、?30mm、?40mm；二倉原裝鋼段為 ?16mm×18mm、?14mm×16mm、?12mm×14mm、?10mm×12mm。水泥磨由雙層隔倉板之間的篩網(wǎng)板來確保不竄倉，但因雙層隔倉板一倉側(cè)篦板與篩網(wǎng)板之間有8mm的間距，鋼球能夠進(jìn)入其中，鋼球一旦進(jìn)入，不僅磨損篩網(wǎng)板，而且會卡進(jìn)兩塊篩網(wǎng)板交接處，使篩網(wǎng)板翹起，造成鋼球或陶瓷球從篩網(wǎng)板磨損處及翹起處竄倉。

2.2.2 解決球磨機鋼球竄倉的技改方案

（1）確保鋼球不進(jìn)入一倉篦板與篩網(wǎng)板之間，避免鋼球磨損篩網(wǎng)板或造成篩網(wǎng)板翹起。

（2）為保證鋼球不進(jìn)入一倉篦板與篩網(wǎng)板之間，且不影響雙層隔倉板的通風(fēng)、過料能力，在一倉側(cè)篦板與固定中心篩網(wǎng)板最外側(cè)固定環(huán)之間，加焊?10mm的圓鋼，防止鋼球進(jìn)入，同時因一倉最小鋼球?20mm，要使兩根圓鋼之間的縫隙在17mm左右，以確保鋼球不進(jìn)入篦板與篩網(wǎng)板之間，避免磨損篩網(wǎng)板造成竄倉。

改造后的雙層隔倉板工藝布置見圖4。

圖4 改造后的雙層隔倉板工藝布置圖

2.2.3 技改效果分析

改造后，避免了鋼球磨損篩網(wǎng)板或卡進(jìn)兩塊篩網(wǎng)板之間的情況，避免了竄倉事故的發(fā)生，同時延長了篩網(wǎng)板的使用壽命，改善了生產(chǎn)環(huán)境，避免了頻繁倒倉篩球，降低了工作強度，減少了備件損耗，降低了生產(chǎn)成本，確保了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2.3 解決球磨機運行電耗高的技改方案

2.3.1 球磨機電耗高的原因分析

我公司水泥粉磨系統(tǒng)因建設(shè)初期設(shè)備選型偏大，同時原水泥磨中裝載鋼球、鋼段共計244t，雖然P·C32.5R水泥產(chǎn)量達(dá)到255t/h，但粉磨系統(tǒng)電耗為28.5kWh/t，電耗成本較高。

2.3.2 解決球磨機電耗高的技改方案

為降低電耗成本，經(jīng)詳細(xì)論證，最終以利潤分成方式引入陶瓷球?？紤]到陶瓷球質(zhì)量小、脆性大、韌性強，因水泥磨一倉以破碎為主，最終確定一倉仍然延續(xù)使用鋼球，二倉以研磨為主，符合陶瓷球特性，決定將二倉鋼段更換為陶瓷球。

經(jīng)我公司技術(shù)人員詳細(xì)論證，結(jié)合水泥磨配球原則，確定二倉使用的陶瓷球選用四級配球方案，分別選用?13mm、?15mm、?17mm、?20mm的陶瓷球。因陶瓷球質(zhì)量輕，為保證水泥臺時產(chǎn)量，決定使用高填充率裝載方法，分別按32%、35%、37%、40%的填充率添加陶瓷球，直至達(dá)到最佳運行狀態(tài)。此外，二倉在更換為陶瓷球之前，應(yīng)對隔倉板進(jìn)行詳細(xì)檢查，避免更換陶瓷球后，一倉鋼球竄入二倉陶瓷球內(nèi)，造成陶瓷球破損。

更換陶瓷球前后的磨機運行情況對比見表3。通過表3可以看出，水泥磨電流降低58A左右，水泥磨系統(tǒng)產(chǎn)量雖然降低了5t/d左右，但系統(tǒng)整體電耗有所降低，P·C32.5R水泥系統(tǒng)電耗降為24.6kWh/t。

更換陶瓷球前后水泥配料對比情況見表4。通過表4可以看出，更換陶瓷球前后配料方案無變化。

更換陶瓷球前后成品水泥性能對比情況見表5。通過表5可以看出，更換陶瓷球后成品水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量降低1.8%，水泥性能略有改善。

更換陶瓷球前后磨機做功情況（入、出磨物料分析）對比見表6。通過表6可以看出，更換陶瓷球前，入、出磨比表面積增加138m2/kg，更換陶瓷球后，入、出磨比表面積增加42m2/kg，說明磨機做功變差，主要原因是陶瓷球質(zhì)量輕，研磨能力不足。

因陶瓷球研磨能力不足，起初我公司粉磨系統(tǒng)臺時產(chǎn)量降低25t（P·C32.5R），為提高產(chǎn)量，適應(yīng)陶瓷球特性，我公司分別從降低入磨物料粒度、確定最佳裝載量和延長物料磨內(nèi)停留時間等方面進(jìn)行改進(jìn)，通過努力，更換為陶瓷球后，粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量最終只降低了5t/h左右。

表3 更換陶瓷球前后各主機參數(shù)對比表（P·C32.5R）

表4 更換陶瓷球前后水泥配料對比表（P·C32.5R），%

表5 更換陶瓷球前后水泥性能對比表（P·C32.5R）

表6 更換陶瓷球前后磨機做功情況對比表（P·C32.5R）

表7 更換陶瓷球前后輥壓機做功調(diào)整表

（1）調(diào)整輥壓機做功

為降低入磨物料粒度，我公司對輥壓機運行參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整（見表7），通過提高輥壓機做功，產(chǎn)生更細(xì)的細(xì)粉，以適用于陶瓷球。

（2）調(diào)整V型選粉機，提高選粉效率

我公司V型選粉機型號為VX8820V，帶有6組調(diào)風(fēng)葉片。使用鋼段時，為保證入磨物料量，增加打散距離，6組調(diào)風(fēng)葉片上部三塊全部關(guān)閉，同時V型選粉機補風(fēng)風(fēng)門開度60%。改用陶瓷球后，為適應(yīng)陶瓷球研磨能力不足的特點，將6組調(diào)風(fēng)葉片全部打開，V型選粉機補風(fēng)風(fēng)門開到100%，以便選出更細(xì)的細(xì)粉，降低入磨物料粒度。

另外，我公司還對入V型選粉機的溜子進(jìn)行了改造，將溜子分為三部分，使V型選粉機內(nèi)形成了均勻的料幕，提高了V型選粉機的選粉效率，使V型選粉機能夠盡可能地將合格的細(xì)粉全部選出。

（3）確定最佳裝載量

我公司使用陶瓷球的經(jīng)驗較少，為確定最佳裝載量，分別按32%、35%、37%、40%的填充率添加陶瓷球，通過對比4種填充率發(fā)現(xiàn)，在填充率為37%時，系統(tǒng)臺時電耗處于最佳狀態(tài)。填充率過低，研磨能力不足，臺時產(chǎn)量偏低；填充率超過37%后，臺時產(chǎn)量變化不大，但系統(tǒng)電耗有所提升，這主要是由于磨機填充率較正常生產(chǎn)偏高時，研磨體在磨內(nèi)的滯留效應(yīng)加大，陶瓷球的研磨能力弱化，系統(tǒng)臺時產(chǎn)量變化不大，但電耗卻有所回升。

（4）延長物料在磨內(nèi)的停留時間

水泥磨物料從磨頭走向磨尾，若要延長物料磨內(nèi)停留時間，磨尾通風(fēng)是一方面，另一方面在于物料在鋼球或陶瓷球之間的擴(kuò)散。磨內(nèi)通風(fēng)需帶走磨內(nèi)熱量，因此不能一味地降低磨內(nèi)通風(fēng)量。為延長物料磨內(nèi)停留時間，提高二倉研磨效果，我公司在磨內(nèi)靠近磨尾兩道活化環(huán)下部空隙處，焊補了一塊高15cm的鋼板，以降低物料從磨頭向磨尾擴(kuò)散的速度，達(dá)到延長物料在磨內(nèi)停留時間的目的，提高磨機研磨效果。改造后，出、入磨比表面積差比改造前增加了15m2/kg。2.3.3 技改效果分析

（1）由于陶瓷球自身體積密度小于鋼球，粉磨能力低于鋼球，磨機臺時產(chǎn)量有所下降；閉路生產(chǎn)P·C32.5R水泥產(chǎn)量降低約5t/h（1.9%）左右，生產(chǎn)P·O42.5水泥產(chǎn)量下降約7t/h（3.8%）左右。

（2）因陶瓷球質(zhì)量輕，雖然臺時產(chǎn)量有所降低，但系統(tǒng)電耗同時也有所下降；閉路生產(chǎn)P·C32.5R水泥電耗降低約3.9kWh/t左右，生產(chǎn)P·O42.5水泥電耗下降約4.3kWh/t左右。

（3）陶瓷球密度小，在磨內(nèi)傳遞的能量也小，粉磨易磨性好的水泥（P·C32.5）效果較好，臺時產(chǎn)量降低不是太大，但生產(chǎn)P·O42.5及以上水泥時，由于物料易磨性變差，臺時產(chǎn)量降低較多。

（4）使用陶瓷球后要適量提高水泥磨二倉填充率，以提高陶瓷球與物料的接觸面積，但填充率也不可一味提高，因為隨著研磨體的增加，磨機運行中，研磨體形成的滯留區(qū)會越來越大，做功少和不做功的研磨體也會越來越多，反而會導(dǎo)致磨機效率降低。根據(jù)我公司實際生產(chǎn)情況觀察，填充率保持在37%左右最佳。

3 結(jié)語

通過水泥磨綜合技術(shù)升級改造，我公司成功解決了球磨機二倉有效研磨空間浪費、球磨機鋼球竄倉、因設(shè)備選型大造成電耗高等問題，磨機工況及產(chǎn)質(zhì)量均得到較大幅度改善和提高。■