TRM系列輥磨的研發與應用

2014-03-10 09:17:42劉高爾王奇楊天喜王宏濤王慶利梁盛澎

水泥技術 2014年5期

劉高爾，王奇，楊天喜，王宏濤，王慶利，梁盛澎

TRM系列輥磨的研發與應用

Development and Application of TRM Series Roller Mills

劉高爾1，王奇2，楊天喜2，王宏濤2，王慶利2，梁盛澎2

本文介紹了中材裝備集團有限公司輥磨的研發與應用情況，展示了我國水泥粉磨裝備技術制造業在完成水泥生產無球化方面的技術進步情況。

水泥工業；輥磨；生料輥磨；水泥輥磨

1 前言

水泥生產需要完成大量的物料粉磨，包括原料粉磨，煤或者石油焦等固體燃料粉磨，還有熟料粉磨等。據統計，粉磨作業的電耗占水泥生產電耗的近70%，如何提高粉磨功效是近年來水泥技術發展的重點。在國家政策的引導之下，經過近年對水泥工藝技術和裝備研發的大力投入，水泥工業已經基本完成了落后產能的淘汰和技術的升級換代，成功達到“十一五”初制定的工作目標。

將原材料破碎到一定細度是幾乎所有材料工業必經的工藝階段，而粉磨工序，即將物料粉磨到粒度在80μm的工作，是為了充分發揮物料的原料特性，一方面可以根據原材料及目標材料特性進行燒制、冶煉等工藝深加工，另一方面可以充分發揮物料的物理化學特性，例如將熟料粉磨成水泥而發揮其膠凝特性。對物料的破碎、粉磨是一種將物料內能釋放的過程，這其中所消耗的能量非常大，有統計每年全世界所消耗的所有能量中，有30%都用在了對物料的破碎和粉磨工作中。

表1 越南福山二線5500t/h（2009年）輥磨應用情況

立式輥磨誕生已過百年了，近些年來隨著材料工業、機械工業及控制工程工業的進步與發展，輥磨設備基于粉磨工藝原理上的多方面優勢逐漸體現出來，投資費用低、工藝系統簡單、操作便捷、運行穩定、成品質量易調節等特點已得到業內人士充分認可，而最大的特點就是相對于傳統球磨機能耗大幅降低。國際市場上，在水泥行業中，生料粉磨已有逾八成的生產線采用了輥磨機；煤粉制備更是占到九成；熟料粉磨在新興市場中得到了大量應用，大量國外新設計的大型生產線基本都實現了無球化生產。國內市場方面，輥磨制備煤粉基本上已經獲得了客戶的認可；在生料粉磨上，立式輥磨機系統與輥壓機系統不相上下；而在熟料粉磨上，已經有開始采用輥磨粉磨熟料的生產企業，市場對輥磨的認知度也在逐漸增強，相信輥磨的熟料終粉磨工藝將逐漸成為主流工藝。

表2 馬來西亞HUME項目5500t/h（2012年）輥磨應用情況

中材裝備集團有限公司，在十余年間已經迅速形成了自主的輥磨技術的研發與應用風格，并在多個技術關鍵點上實現了突破，已經能在某些特定輥磨產品上代替國外產品，提高了國產裝備的國際競爭力。另外還拓展了水泥行業外的業務，例如礦渣、磷渣、粉煤灰、鋼渣、金屬尾礦、鐵礦石粉磨及其他工業廢渣類型等物料粉磨工作。

隨著水泥燒成工藝技術、水泥設備制造技術、自動控制技術等方面的進步，進一步提高了水泥生產線的運轉率，降低日常操作設備損耗及材料消耗、降低人工操作成本、降低操作人員勞動負荷并提高設備自動運行比例逐漸成為水泥生產廠家考慮的重點。而輥磨生產工藝上的特點特別符合上述要求，截至目前，中材裝備集團已經成功實現了兩條完整生產線的配套供貨，現場運行情況良好，其綜合能耗水平均已經達到了國際先進水平。設備及生產情況見表1、表2。

表3 中材裝備集團生料輥磨型譜

表4 中材裝備集團煤輥磨型譜

表5 中材裝備集團水泥輥磨型譜

2 生料輥磨的技術開發與應用

中材裝備集團在生料輥磨研發上有著悠久的歷史，最初作為天津水泥工業設計研究院機械所的一部分，在1985年江蘇吳江即完成了第一次輥磨工業試驗；1993年河南新鄉1000t/d生產線輥磨TRMR25.2配套投產；2004年華新陽新水泥5500t/d生產線上成功應用兩臺TRMR38.4輥磨；2009年單臺TRMR53.4磨機配套5000t/d生產線；直至2012年為6000～7000t/d生產線單臺配套的TRMR60.4輥磨的安裝，中材裝備集團在生料粉磨領域一直走在國內同行的最前頭，到目前為止可以完成最大10000t/d水泥生產線的單機配套工作，并已經形成了完整的產品系列。現有運行的生料輥磨裝機功率最大可達5000kW，磨機運行的穩定性以及各項考核指標也處于行業領先地位，產品型譜見表3。從銷售情況來看，目前中材裝備集團銷售的生料輥磨已經超過130臺，其中為5000t/d生產線配套的TRM53規格以上輥磨銷售總量為36臺。

TRMR60.4生料輥磨于2013年5月26日，在由中國建筑材料聯合會組織的“TRMR60.4生料立式輥磨開發及應用鑒定會”的會議上得到了鑒定委員會的高度評價，專家們一致認為：“由中材裝備集團有限公司研制的大型輥磨，是目前國產臺時產量最高的生料立式輥磨，可適應不同易磨性原料的生產要求，填補了國內6000～7000t/d級水泥熟料生產線配套單臺生料輥磨的空白。該立式輥磨的成功開發，對大型水泥熟料生產線簡化原料制備工藝流程、裝備的大型化、替代進口具有重要意義，社會、經濟效益顯著，市場前景廣闊。”

3 燃料煤輥磨的技術開發與應用

水泥熟料燒成系統需要穩定的燃料供應，中材裝備集團的燃料輥磨無論是在常規的煙煤，還是易磨性很差的無煙煤、石油焦，還是熱帶地區高揮發分的原煤物料上，都有成功的應用，實際案例有出口到俄羅斯圖拉項目高寒地帶的煤磨、應用在安慶白水泥項目的石油焦輥磨、供貨給拉法基三岔項目的無煙煤煤磨，以及在越南福山的TRMC36.4目前最大規格的無煙煤煤磨等。已經投產的項目都已經實現了長期穩定安全運行，為燒成工序保證了穩定的燃料供給。目前中材裝備集團的煤磨型譜也非常完整，可以為各種規模的水泥生產線配套，見表4。

表6 中材裝備集團水泥輥磨業績

4 水泥輥磨的技術開發與應用

熟料輥磨終粉磨是近年的技術進步之一，在國際市場上已經得到了很高的認可度，但在國內的接受度尚不高。中材裝備集團供貨的水泥輥磨在2010年越南福山現場已經實現了成功生產，出產的水泥成品完全符合技術指標，并且也得到了混凝土生產廠家的認可，在國內同行業中也走到了最前端。越南福山的成功經驗進一步促進了我公司在技術上的進步與設備升級，之后隨著更大型的TRMK50.4水泥輥磨在喀什天山項目的成功運行投產，水泥輥磨在國內已經逐漸得以推廣，更有陜西堯柏集團在2011年一次性購買9臺水泥輥磨的案例，目前堯柏集團項目已經有部分輥磨投入生產，運行良好。

而作為中材裝備集團一款重要產品的礦渣水泥磨，TRMKS43在哈薩克南方石油項目和武漢陽邏項目上成功實現了水泥和礦渣的切換粉磨，即在一臺輥磨上實現礦渣和水泥兩種物料的粉磨工作，產品的切換時間可以控制在半小時之內，這一類型的產品在未來市場上必將占有重要地位。

而需要強調的是，之前對于輥磨熟料粉磨主要存在著這樣一種看法，認為輥磨的水泥產品需水性高、顆粒級配不合理、粒型差、強度差，混凝土成品也不適應當今施工要求，而且在粉磨過程中還需要增加助磨劑等。但是通過對其他進口輥磨生產的水泥產品的性能分析，以及對中材裝備集團水泥輥磨在越南、新疆、陜西、馬來西亞等地區的產品跟蹤試驗數據進行綜合分析，輥磨的水泥產品主要體現了以下幾個特點：

（1）顆粒分布介于圈流球磨和開流球磨之間；

（2）水泥的標準稠度需水量多數在25%～27%之間；

（3）水泥的凝結時間合理；

（4）水泥的強度與球磨機相當；

（5）混凝土的塌落度較高，有良好的工作性能。

由此可見，輥磨系統生產的水泥與聯合粉磨系統以及圈流球磨系統生產的水泥并沒有本質上的差別，甚至在某些特性方面要優于其他兩種系統的產品，輥磨系統在系統投資、運行維護成本、節能減排、噪音控制、水泥品種切換等方面的優勢也必將逐漸體現出來，預計未來會成為市場上的主流產品。

中材裝備集團的水泥輥磨產品型譜見表5，業績見表6。