輥壓聯(lián)合粉磨水泥磨系統(tǒng)過程管理及操作參數(shù)優(yōu)化實(shí)踐

王志紅（張掖祁連山水泥有限公司，甘肅 張掖 734000）

0 引言

公司擁有兩臺(tái)Φ3.8m×13m水泥磨+14080輥壓機(jī)水泥磨閉路粉磨系統(tǒng)，生產(chǎn)P·O42.5水泥時(shí)，磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為100t/h，工序電耗40kWh/t，磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量低，水泥工序電耗高。為實(shí)現(xiàn)提產(chǎn)降耗、節(jié)能減排的目的，公司組織專業(yè)技術(shù)人員成立QC攻關(guān)小組，從技術(shù)改造，工藝參數(shù)優(yōu)化等方面進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，水泥磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高，解決了水泥磨履溫度高，磨機(jī)頻繁跳停的問題，水泥磨穩(wěn)定運(yùn)行后水泥工序電耗下降，提升了公司水泥磨專業(yè)管理水平。

1 系統(tǒng)存在問題

我公司水泥磨系統(tǒng)配置見表1，生產(chǎn)M32.5級(jí)水泥時(shí)，熟料配比58%，混合材分別為石灰石、濕排灰、干粉煤灰、脫硫石膏、硅錳渣，其中脫硫石膏、濕排灰、硅錳渣水分大，物料水分大，容易造成高效選粉機(jī)葉片、循環(huán)風(fēng)機(jī)葉輪粘料，粘料引起設(shè)備振動(dòng)，進(jìn)行停磨處理，對(duì)水泥系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響很大。磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量偏低，粉磨P·O42.5級(jí)水泥，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量只有100t/h，水泥工序電耗達(dá)到40kWh/t，已屬于高能耗設(shè)備。

表1 水泥磨系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備配置

2 問題分析及解決措施

2.1 磨內(nèi)隔倉板通風(fēng)差、襯板研磨能力差

改造前磨內(nèi)通風(fēng)不足，過粉磨現(xiàn)象嚴(yán)重，小球鍛易卡在隔倉板、出磨篦板篦縫內(nèi),出磨水泥溫度高，影響出磨水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量，影響磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。磨內(nèi)襯板使用周期過長，磨機(jī)筒體襯板、端面襯板、隔倉板、出磨篦板磨損嚴(yán)重，部分發(fā)生斷裂，已超使用壽命，嚴(yán)重影響磨機(jī)安全運(yùn)行。磨內(nèi)研磨體一直使用，雖也在日常生產(chǎn)中補(bǔ)充，研磨體變形、碎球較多，研磨效果差，影響磨機(jī)臺(tái)時(shí)。磨機(jī)滑履溫度過高，正常運(yùn)行時(shí)75℃左右，存在運(yùn)行隱患。改造前一倉隔倉板、二倉出料篦板見圖1，2。

圖1 技改前磨一倉結(jié)構(gòu)

圖2 磨二倉出料端結(jié)構(gòu)

磨機(jī)內(nèi)部改造措施：

（1）拆除一倉階梯襯板，更換為新型帶凹槽襯板，增加鋼球和襯板接觸面，提升破碎及研磨能力。

（2）拆除二倉波紋襯板，更換為材質(zhì)改良、厚度由60mm減小為40mm的新型襯板，減輕磨機(jī)本體重量并增加研磨面積，降低運(yùn)行電流。

（3）更換隔倉板、出料篦板為防堵型出料篦板。

（4）清倉篩分一、二倉研磨體，按新級(jí)配方案填充研磨體，以提高一倉的破碎能力與二倉的研磨效率，從而提升磨機(jī)功效。改造后一二倉隔倉板、二倉出料裝置如圖3，4。

圖3 技改后一倉結(jié)構(gòu)

圖4 技改后二倉出料端結(jié)構(gòu)

2.2 入輥壓機(jī)石灰石粒度大，輥壓機(jī)頻繁跳停

根據(jù)工藝管理要求，輥壓機(jī)對(duì)物料的入料粒度進(jìn)行了規(guī)定，如果入料的粒度超出使用范圍，將造成輥壓機(jī)的兩輥間輥縫不可控制，在輥壓機(jī)運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生偏輥、電流波動(dòng)大、振動(dòng)大等情況，輥壓機(jī)振動(dòng)加大、減速機(jī)和主軸承的壽命縮短，嚴(yán)重時(shí)造成輥壓機(jī)頻繁跳停。甚至液壓缸沖破密封漏油情況。對(duì)輥壓機(jī)的壽命、使用和維護(hù)帶來極大的危害。

在生產(chǎn)中，石灰石粒度大（＞80mm，還有些粒度150mm）,輥壓機(jī)跳停頻繁，跳停后處理時(shí)間長，磨機(jī)運(yùn)行受到影響。入輥壓機(jī)石灰石粒度過大，輥?zhàn)釉陂L度方向的受力不均勻，長期使用造成輥面非正常損壞，成品質(zhì)量下降。公司2020年曾發(fā)生輥壓機(jī)振動(dòng)大造成輥壓機(jī)減速機(jī)振傷停機(jī)設(shè)備事故。

優(yōu)化改進(jìn)措施:進(jìn)廠石灰石粒度控制在50mm以內(nèi)方可允許卸貨，為了降低入輥壓機(jī)石灰石粒度（＜40 mm），購置石膏破碎機(jī)錘頭，調(diào)整破碎機(jī)篩子，恢復(fù)石膏破碎機(jī)運(yùn)行。石灰石粒度下降后，輥壓機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行,沒有出現(xiàn)由于粒度過大造成輥壓機(jī)跳停故障。

2.3 進(jìn)入輥壓機(jī)金屬雜物影響輥壓機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行

輥壓機(jī)入料中不可避免的存在各種各樣的金屬雜質(zhì)，這對(duì)輥壓機(jī)的使用造成極大的威脅，過大的金屬雜質(zhì)將直接損壞輥壓機(jī)的輥面，同時(shí)也會(huì)引起輥壓機(jī)跳停。混合皮帶拉運(yùn)石灰石、熟料等物料時(shí)，由于除鐵器未投入使用，含金屬雜物的物料進(jìn)入輥壓機(jī)后，輥壓機(jī)輥面受損，影響輥壓機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。水泥磨輥壓機(jī)輥面磨損大，輥壓機(jī)做功電流20A左右，額定電流39.2A，做功功率只有50%左右，嚴(yán)重影響輥壓機(jī)做功能力。

優(yōu)化改進(jìn)措施：為解決混合皮帶拉運(yùn)的物料中的金屬物，購買損壞的除鐵器電機(jī)，恢復(fù)混合皮帶電子除鐵器運(yùn)行。從除鐵器除鐵情況看，物料中金屬雜物多，除鐵器修復(fù)投入使用后，避免了物料中金屬物質(zhì)對(duì)輥壓機(jī)的擠壓破壞，輥壓機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，做功效率更高。

2.4 入輥壓機(jī)穩(wěn)流倉物料產(chǎn)生離析、輥壓機(jī)輥縫波動(dòng)大

入輥壓機(jī)穩(wěn)流倉溜子為600mm×1500mm的長方形卸料口。卸料口過大，物料從溜子中間進(jìn)入撒料板后，分布不均勻，進(jìn)入穩(wěn)流倉后產(chǎn)生離析。

輥壓機(jī)穩(wěn)流倉倉位控制太低，控制在7～8t，基本處于空倉。穩(wěn)流倉料位過低，使稱重倉不能形成穩(wěn)定的料柱，失去靠物料重力強(qiáng)制喂料的功能，容易出現(xiàn)偏輥現(xiàn)象，從而引起輥壓機(jī)振動(dòng)；輥壓機(jī)輥縫波動(dòng)大，未形成良好的輥縫，輥壓機(jī)運(yùn)行電流20A左右，只有額定電流39.5A的53.8%，做功不良。外循環(huán)斗提電流高，物料循環(huán)量大，磨機(jī)產(chǎn)量偏低。輥壓機(jī)做功效率差，對(duì)物料擠壓效果差。另外，倉位過低，物料會(huì)直接沖擊稱重倉，容易造成揚(yáng)塵現(xiàn)象，影響輥壓機(jī)周邊的環(huán)境。

優(yōu)化改進(jìn)措施：為了解決物料入穩(wěn)流倉均勻穩(wěn)定，不產(chǎn)生離析，將入穩(wěn)流倉溜子由500 mm×1 500 mm改造成500 mm×500 mm正方形從穩(wěn)流倉中間進(jìn)入，物料進(jìn)入穩(wěn)流倉后通過撒料盤均勻進(jìn)入穩(wěn)流倉。

新增安裝提升機(jī)，在水泥磨旋風(fēng)筒與O-Sepa選粉機(jī)之間安裝一臺(tái)提升機(jī)，將從旋風(fēng)筒入磨的物料，經(jīng)空氣斜槽、提升機(jī)輸送進(jìn)入選粉機(jī)，通過O-Sepa選粉機(jī)將入磨物料中一部分細(xì)粉選出為成品，減少細(xì)粉入水泥磨，降低磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷率，從而提高水泥磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。

入輥壓機(jī)穩(wěn)流倉倉位在70%～85%左右，穩(wěn)流倉物料保持在20～25t左右，在打開稱重倉氣動(dòng)閘板前將喂料系統(tǒng)開啟，將稱重倉灌滿，再打開插板，同時(shí)給定喂料量，逐漸加大給料量，讓新喂入的物料壓住稱重倉，從而保證稱重倉穩(wěn)定。物料在輥壓機(jī)上方形成密實(shí)的料柱，保持輥壓機(jī)輥縫穩(wěn)定，輥壓機(jī)運(yùn)行電流達(dá)到25～28A（額定電流39.2A），因輥壓機(jī)液壓系統(tǒng)漏油較嚴(yán)重，做功效率只能達(dá)到64%，沒有達(dá)到85%以上。

2.5 輥壓機(jī)輥面磨損大

輥壓機(jī)輥面磨損大，輥壓機(jī)運(yùn)行不平穩(wěn)，會(huì)造成輥壓機(jī)輥面嚴(yán)重?fù)p壞，導(dǎo)致輥?zhàn)硬坏貌浑x線修復(fù)。

優(yōu)化改進(jìn)措施：輥壓機(jī)高效穩(wěn)定運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)水泥粉磨系統(tǒng)高產(chǎn)低耗的關(guān)鍵，輥壓機(jī)及其相關(guān)保護(hù)設(shè)備定檢。每班檢查液壓系統(tǒng)；專業(yè)巡檢人員每周檢查輥壓機(jī)輥面、端面、側(cè)擋板、進(jìn)料裝置等磨損情況和傳動(dòng)部分進(jìn)行檢查，每次將檢查視頻或照片發(fā)微信群。定期對(duì)輥壓機(jī)輥面花紋進(jìn)行修復(fù)，以保證輥壓機(jī)輥面完好，實(shí)現(xiàn)輥壓機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。

針對(duì)輥壓機(jī)輥面磨損過大問題，為了提高輥壓機(jī)輥面的耐磨性，降低維修成本，聯(lián)系輥壓機(jī)堆焊維修人員，利用新材料合金進(jìn)行堆焊輥面。輥面補(bǔ)焊后，輥壓機(jī)做功效率進(jìn)一步提高。輥壓機(jī)做功電流提高4A左右，輥壓機(jī)壓力提高2MPa，輥壓機(jī)做功能力進(jìn)一步提高。

2.6 混合材等物料水分大

進(jìn)入輥壓機(jī)的物料水分，必須要滿足要求，否則會(huì)引起料餅打散困難、臺(tái)產(chǎn)下降和產(chǎn)品中水分超出標(biāo)準(zhǔn)等問題。當(dāng)物料含水量大時(shí)，容易產(chǎn)生糊磨現(xiàn)象，磨內(nèi)細(xì)粉粘附在研磨體和襯板上，使粉磨效率降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使隔倉板篦孔堵塞造成磨機(jī)通風(fēng)不良，物料難以通過，產(chǎn)量急劇下降，質(zhì)量也引起較大的波動(dòng)。另外還會(huì)造成循環(huán)風(fēng)機(jī)葉片粘料，引起循環(huán)風(fēng)機(jī)振動(dòng)過大而造成頻繁停磨。

優(yōu)化改進(jìn)措施：為了保證磨機(jī)正常操作、配料的準(zhǔn)確和提高磨機(jī)的產(chǎn)、質(zhì)量?？刂埔韵虏牧纤郑菏沂?%，黏土＜2%，混合材＜2%，脫硫石膏＜6%，熟料＜0.5%，綜合水分控制在1.5%以內(nèi)。水泥水分控制在＜0.6%以下?？刂扑趾螅鉀Q了循環(huán)風(fēng)機(jī)葉輪粘料問題。

2.7 水泥磨系統(tǒng)漏風(fēng)點(diǎn)

主要漏風(fēng)點(diǎn)是輥壓機(jī)循環(huán)風(fēng)管法蘭、循環(huán)風(fēng)機(jī)檢查門、輥壓機(jī)旋風(fēng)筒檢查門、入V選溜子檢查門等，系統(tǒng)漏風(fēng)多，輥壓機(jī)V選平面積料，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

優(yōu)化改進(jìn)措施：專業(yè)檢查中把密封堵漏作為重點(diǎn)工作，通過檢查、整改、檢查，形成閉環(huán)管理，補(bǔ)焊循環(huán)風(fēng)機(jī)管道法蘭漏風(fēng)，解決漏風(fēng)問題。

2.8 配料秤計(jì)量偏差大

配料秤計(jì)量與實(shí)際誤差大，熟料實(shí)際配比與質(zhì)量部配比單相指標(biāo)比偏差太大，配料誤差較大，磨機(jī)喂料不穩(wěn)定，對(duì)磨機(jī)正常運(yùn)行影響大。

優(yōu)化改進(jìn)措施：配料計(jì)量秤不準(zhǔn)，計(jì)量波動(dòng)大，制定計(jì)量秤標(biāo)定管理制度，按照計(jì)量秤制度要求，加強(qiáng)配料秤管理。及時(shí)對(duì)計(jì)量秤進(jìn)行清掃，保持秤體干凈，計(jì)量配料秤每月標(biāo)定一次。當(dāng)配料秤計(jì)量顯示異常時(shí)，增加標(biāo)定頻次，確保計(jì)量準(zhǔn)確性，以利于指導(dǎo)生產(chǎn)。

2.9 干粉煤灰?guī)煨读喜环€(wěn)定

干粉煤灰?guī)斓淄ㄟ^轉(zhuǎn)子給料機(jī)＋計(jì)量秤進(jìn)行計(jì)量，粉煤灰在庫內(nèi)受壓縮空氣、庫內(nèi)外壁溫差大，在粉煤灰?guī)煨读峡谥車纬山Y(jié)塊。結(jié)塊后影響粉煤灰下料穩(wěn)定，對(duì)水泥磨產(chǎn)質(zhì)量影響大。

優(yōu)化改進(jìn)措施：對(duì)粉煤灰?guī)煨读峡诮Y(jié)塊進(jìn)行捅堵清理，保證粉煤灰正常下料。生產(chǎn)中加強(qiáng)進(jìn)廠粉煤灰管理，積極和綜合辦公室溝通，在開磨時(shí)粉煤灰?guī)鞄煳槐３衷?～10m左右，計(jì)劃停車或者庫滿停磨時(shí)，粉煤灰?guī)鞄煳槐仨毜臀换蛘呖諑?，不允許錯(cuò)峰原因等長時(shí)間停磨引起粉煤灰?guī)靸?nèi)結(jié)塊。做好粉煤灰?guī)旆浪?，避免水進(jìn)入粉煤灰?guī)煲鸱勖夯医Y(jié)塊。定時(shí)對(duì)粉煤灰?guī)烨鍘觳⑦M(jìn)行檢查，保證粉煤灰內(nèi)無結(jié)塊等，保證下料穩(wěn)定暢通。

2.10 水泥磨參數(shù)沒有達(dá)到最佳

水泥磨成品收塵風(fēng)機(jī)閥門開度僅為50%左右，系統(tǒng)帶料能力有限，造成水泥比表面積高，細(xì)度偏細(xì)，成品收成壓差高有糊袋現(xiàn)象。另外在開循環(huán)風(fēng)機(jī)冷風(fēng)閥時(shí)，輥壓機(jī)循環(huán)風(fēng)管道出現(xiàn)冒灰現(xiàn)象,磨機(jī)通風(fēng)不暢，水泥磨滑履溫度高，磨機(jī)頻繁調(diào)停。輥壓機(jī)系統(tǒng)入循環(huán)風(fēng)機(jī)閥門開度20%～25%左右，開度過小，循環(huán)風(fēng)量小，風(fēng)速快，循環(huán)負(fù)荷率極易造成循環(huán)風(fēng)機(jī)葉輪積料、葉片積料等。

優(yōu)化改進(jìn)措施：為了增加系統(tǒng)物料通過量能力，對(duì)水泥磨參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，成品收塵器閥門開度由50%提高到75%左右，對(duì)輥壓機(jī)循環(huán)風(fēng)機(jī)冷風(fēng)閥開度進(jìn)行了調(diào)整，將開度由25%降低到10%左右，通過參數(shù)優(yōu)化調(diào)整，磨機(jī)粉磨P·O42.5級(jí)水泥臺(tái)時(shí)產(chǎn)量由100t/h提高到118t/h，水泥成品比表面積350g/cm2。達(dá)到控制要求。通過做顆粒粒徑分析可看出，水泥磨參數(shù)調(diào)整后工況穩(wěn)定，達(dá)到新平衡穩(wěn)定。磨機(jī)參數(shù)優(yōu)化后，磨內(nèi)通風(fēng)增加，磨機(jī)滑履溫度正常，再?zèng)]有發(fā)生由于滑履溫度過高造成磨機(jī)跳停問題。

為了增加循環(huán)風(fēng)通過量，減少物料在循環(huán)風(fēng)機(jī)葉片大喇叭口處堆積，避免物料水分大時(shí)在葉輪粘料，循環(huán)風(fēng)機(jī)閥門開度增加到40%～55%，提高輥壓機(jī)系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率，循環(huán)風(fēng)量增加后風(fēng)速穩(wěn)定，循環(huán)風(fēng)機(jī)葉輪積料明顯減少，入循環(huán)風(fēng)機(jī)喇叭口積料現(xiàn)象明顯減少，避免了由于循環(huán)風(fēng)機(jī)振動(dòng)引起的停磨、循環(huán)風(fēng)機(jī)磨損情況明顯減少。

完善《水泥磨工藝管理規(guī)范》，推進(jìn)精細(xì)化管理，優(yōu)化中控操作方法，加強(qiáng)與質(zhì)量管理部門溝通；制定規(guī)范輥壓機(jī)輥面、邊側(cè)板檢查和維護(hù)頻次，規(guī)范工藝參數(shù)（包括出輥壓機(jī)物料粒度、入磨物料粒度、V型選粉機(jī)分選效率，出磨物料細(xì)度、回粉細(xì)度、成品細(xì)度、磨機(jī)選粉機(jī)效率、循環(huán)負(fù)荷等）、主機(jī)設(shè)備負(fù)荷（輥壓機(jī)負(fù)荷、磨機(jī)負(fù)荷、風(fēng)機(jī)負(fù)荷等）等檢測(cè)（采集）頻次，規(guī)范磨內(nèi)檢查、篩余曲線制作頻次。

3 改進(jìn)效果

水泥磨系統(tǒng)優(yōu)化后，水泥磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，工序電耗下降明顯，公司水泥磨系統(tǒng)在不斷優(yōu)化過程中解決了由于石灰石粒度過大造成輥壓機(jī)頻繁跳停和磨尾滑履溫度過高跳停的問題，水泥磨運(yùn)行得到進(jìn)一步保證。通過參數(shù)優(yōu)化，磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量有較大幅度提高，產(chǎn)品質(zhì)量、工序電耗下降6.8kWh/t，能耗下降明顯，超出了預(yù)期參數(shù)優(yōu)化目標(biāo)，取得了較好的效果，參數(shù)變化見表2。

表2 水泥磨生產(chǎn)P·O42.5級(jí)水泥時(shí)參數(shù)

水泥磨系統(tǒng)輥壓機(jī)配置為14080輥壓機(jī)，輥壓機(jī)配置小，運(yùn)行中輥壓機(jī)做功效率不高，影響輥壓機(jī)擠壓效果，磨機(jī)產(chǎn)能仍沒有達(dá)到最佳效果。下一步工作中，采用雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)降耗措施等繼續(xù)對(duì)水泥磨進(jìn)行優(yōu)化改造，通過提產(chǎn)降耗，降低水泥工序電耗，提高水泥磨運(yùn)行質(zhì)量。