降低開(kāi)路磨出磨水泥溫度的技術(shù)措施

賈月彩，劉振華，夏珍珍，馮富寧

實(shí)際生產(chǎn)中，開(kāi)路磨所磨制的水泥顆粒級(jí)配合理，但受工藝條件的限制，開(kāi)路磨出磨水泥溫度普遍偏高。出磨水泥溫度過(guò)高可引起水泥中所摻加的二水石膏脫水成半水石膏，甚至部分脫水成無(wú)水石膏，使水泥產(chǎn)生假凝，影響混凝土的施工性能，產(chǎn)生快凝，混凝土坍落度損失大，甚至易使水泥混凝土產(chǎn)生溫差應(yīng)力，造成混凝土開(kāi)裂等危害。另外，出磨水泥溫度過(guò)高對(duì)磨機(jī)本身也不利，如會(huì)產(chǎn)生軸承溫度升高的問(wèn)題，會(huì)降低潤(rùn)滑作用，使筒體產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力，引起襯板螺栓折斷，甚至?xí)斐赡C(jī)無(wú)法連續(xù)運(yùn)行的問(wèn)題，危及設(shè)備安全。

1 現(xiàn)狀分析

某水泥生產(chǎn)線配置φ3.8m×13m的開(kāi)路磨，出磨水泥溫度高達(dá)140℃以上，對(duì)水泥性能造成了一定的影響。出磨水泥溫度過(guò)高的主要原因是磨機(jī)內(nèi)大量的研磨體之間、研磨體與襯板之間相互沖擊、摩擦，產(chǎn)生大量熱量，且熱量不能及時(shí)帶走。如何降低開(kāi)路磨出磨水泥溫度，提高產(chǎn)品適應(yīng)性，是首要解決的問(wèn)題。

圖1 詳細(xì)開(kāi)口位置的流程工藝圖

圖2 磨頭、磨頭下料口、磨尾及出磨水泥斜槽技改后的效果圖

2 主要技改措施

針對(duì)該水泥生產(chǎn)線開(kāi)路磨溫度過(guò)高的問(wèn)題，經(jīng)初步分析，提出了以下解決措施：

2.1 加大冷風(fēng)閥開(kāi)度

冷風(fēng)閥的主要作用是增大冷風(fēng)的加入量，未調(diào)整前，冷風(fēng)閥一直處于關(guān)閉狀態(tài)，為降低水泥出磨溫度，生產(chǎn)P·S·A32.5R水泥時(shí)，將冷風(fēng)閥開(kāi)度由0%調(diào)整到85%～90%，生產(chǎn)P·O42.5水泥時(shí)，將冷風(fēng)閥開(kāi)度由0%調(diào)整到95%～100%，加大冷風(fēng)閥的開(kāi)度可提高入磨冷風(fēng)比例，降低水泥溫度。

2.2 提高磨內(nèi)通風(fēng)量及冷風(fēng)比例

磨內(nèi)及輸送管道內(nèi)的氣體溫度高于外界空氣的溫度，為了降低磨內(nèi)溫度，主要通過(guò)在磨頭、磨頭下料管、磨尾及出磨水泥斜槽增開(kāi)開(kāi)口（見(jiàn)圖1），使外界低溫空氣進(jìn)入磨內(nèi)及輸送管道內(nèi)，以降低水泥溫度。增開(kāi)開(kāi)口使風(fēng)量增大的同時(shí)又帶入了更多的冷風(fēng)進(jìn)入磨內(nèi)，有利于降低磨內(nèi)物料溫度。為了保證系統(tǒng)負(fù)壓，還需要加大尾排風(fēng)機(jī)的拉風(fēng)量。圖2為磨頭、磨頭下料口、磨尾及出磨水泥斜槽技改后的效果圖。其中，出磨水泥斜槽處的開(kāi)度可以根據(jù)負(fù)壓變化進(jìn)行調(diào)整，若斜槽內(nèi)負(fù)壓允許，盡量將開(kāi)口開(kāi)到最大，以達(dá)到更好的降溫作用。

3 改造效果

3.1 出磨水泥溫度和水泥凝結(jié)時(shí)間的變化

技術(shù)改造后，磨內(nèi)總風(fēng)量及冷風(fēng)比例加大，出磨水泥溫度有明顯的降低，初凝時(shí)間和終凝時(shí)間有不同程度的延長(zhǎng)。水泥磨調(diào)整前后水泥溫度及凝結(jié)時(shí)間對(duì)比見(jiàn)表1。

圖3、圖4分別為調(diào)整前后出磨溫度及凝結(jié)時(shí)間的箱線圖。圖中顯示數(shù)字為組數(shù)據(jù)的中位值，矩形邊框?yàn)榻M數(shù)據(jù)的四分位間距框。從圖3、圖4中可以看出，調(diào)整后出磨水泥溫度有明顯的降低，由之前的148℃降低到118℃。初凝時(shí)間和終凝時(shí)間有相應(yīng)的延長(zhǎng)，初凝時(shí)間由之前的171min提高到194min，初凝時(shí)間延長(zhǎng)了23min；終凝時(shí)間由之前的217min延長(zhǎng)到248min，終凝時(shí)間延長(zhǎng)了31min。凝結(jié)時(shí)間的四分位間距框有減小的趨勢(shì)，說(shuō)明質(zhì)量數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定，產(chǎn)品性能有較大的提高。

表1 水泥磨工藝調(diào)整前后水泥溫度及凝結(jié)時(shí)間對(duì)比表（P·O 42.5水泥）*

3.2 差熱實(shí)驗(yàn)

針對(duì)公司所用脫硫石膏及調(diào)整前后的出磨水泥進(jìn)行了差熱分析。圖5為公司所用脫硫石膏的差熱曲線。從圖5中可以看出，附著水失水溫度為91.68℃，失水吸收熱量為81.231 4J/g；二水石膏的兩個(gè)結(jié)晶水脫水分兩步進(jìn)行，首先隨著溫度升高至132.05℃，失去3/2個(gè)結(jié)晶水，吸收熱量為370.133J/g，然后溫度繼續(xù)升高，當(dāng)溫度達(dá)到181.94℃時(shí)，失去最后1/2個(gè)結(jié)晶水，吸收熱量為128.086 3J/g，兩者吸收熱量比例約為3：1，公司所用石膏為含有附著水的脫硫二水石膏。

圖6、圖7分別為調(diào)整前后出磨水泥P·O42.5的差熱曲線，此水泥均為不含礦粉的出磨水泥。從圖6中可以看出，調(diào)整前出磨水泥的差熱曲線只有一個(gè)半水峰，脫水峰點(diǎn)溫度為182.94℃，脫水吸收熱量只有8.324 7J/g，所用石膏中3/2個(gè)結(jié)晶水均已失去，只有少量1/2個(gè)結(jié)晶水存在，說(shuō)明此出磨水泥中不含二水石膏，水泥中的石膏已完全轉(zhuǎn)化為半水石膏和無(wú)水石膏，水泥中石膏脫水比較嚴(yán)重。從圖7中可以看出，工藝調(diào)整后，差熱曲線出現(xiàn)兩個(gè)吸熱峰，峰點(diǎn)溫度分別為143.65℃和163.04℃時(shí)，其脫水吸收熱量分別為120.986 9J/g和102.681 0J/g，兩者熱量比例約為1：1，出磨水泥中石膏存在二水石膏和半水石膏共存，可見(jiàn)磨內(nèi)溫度降低，水泥中石膏脫水情況有較大的改善。

圖3 調(diào)整前后出磨溫度變化箱線圖

圖4 調(diào)整前后凝結(jié)時(shí)間變化的箱線圖

圖5 脫硫石膏的差熱曲線

圖6 調(diào)整前P·O42.5的差熱曲線

圖7 調(diào)整后P·O42.5的的差熱曲線

3.3 磨機(jī)系統(tǒng)工藝參數(shù)的變化

表2 調(diào)整前后滑履軸承溫度的變化和磨尾收塵器入口負(fù)壓的變化

圖8 調(diào)整前后滑履軸承溫度的變化

圖9 調(diào)整前后窯尾收塵器入口負(fù)壓的變化

通過(guò)以上調(diào)整，出磨水泥溫度降低的同時(shí)，滑履軸承溫度（靠近磨尾端的兩個(gè)滑履軸承）有明顯的降低。由于通風(fēng)面積提高，為了保證磨內(nèi)物料的合理走向和磨機(jī)產(chǎn)量，需要加大尾排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，加大磨尾拉風(fēng)量，因此磨尾收塵器入口負(fù)壓有增大的趨勢(shì)。表2為調(diào)整前后滑履軸承溫度的變化和磨尾收塵器入口負(fù)壓的變化。圖8、圖9為調(diào)整前后滑履軸承溫度的變化和磨尾收塵器入口負(fù)壓的變化圖。

從圖8、圖9中可以看出，磨尾滑履軸承溫度由之前的58℃～60℃降低至50℃～53℃，磨尾收塵器入口負(fù)壓提高了150Pa左右，由之前的-300Pa提高到-450Pa左右，電耗相應(yīng)增加約0.5kWh/t水泥。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)加大冷風(fēng)閥的開(kāi)度及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行工藝改造，出磨水泥溫度降低了30℃以上，石膏脫水情況改善，水泥性能大幅提升，水泥磨滑履軸承（尤其是靠近磨尾端的兩個(gè)滑履軸承）溫度降低，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率提高。