淺談聯合粉磨技術的應用經驗

王慶福，張博，趙華魯，張泗強

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淺談聯合粉磨技術的應用經驗

王慶福，張博，趙華魯，張泗強

本文針對聯合粉磨系統中存在的“輥壓機選型大、球磨機選型小”產能不匹配的問題，通過采取在輥壓機系統增設動態選粉機、加強預破碎能力、磨機發揮細磨整形作用等措施進行了一些改進，對輥壓機聯合粉磨和半終粉磨工藝進行了不同嘗試，取得了系統產能提升50%以上的較好效果。

大輥壓；小球磨；動態選粉機；半終粉磨；聯合粉磨

1問題的提出

我公司水泥磨系統之一采用了輥壓機+球磨機組成的“一拖二”聯合粉磨工藝，即1臺輥壓機（CLM150-90）和2臺球磨機（分別為1號磨?3m 11m、2號磨?2.6m 13m）組成聯合粉磨系統，該系統磨機總體產能在100t/h左右。該系統的兩臺水泥磨原為礦渣微粉磨，因公司應用礦渣輥磨技術使得兩臺磨閑置，后通過公司生產要素的整合優化，為兩臺磨機配備了1套輥壓機系統，用于粉磨熟料粉，與輥磨礦渣微粉配制水泥。因輥壓機與磨機之間設有緩沖倉，故有別于傳統的在線聯合粉磨方式，為生產的靈活控制、用電避峰填谷創造了條件。

后來，根據國家產業政策的要求，2號磨機被淘汰拆除，原輥壓機和1號磨產能不匹配，即正常情況下輥壓機的產能高于1號磨機產能的兩倍之多。為緩解因淘汰2號磨造成的產能降低問題，我們采取了一系列改進措施，并對不同的粉磨工藝進行了嘗試和應用，取得了良好的改造效果。

2輥壓機系統的選擇與優化

2.1生產工藝

結合我廠現場情況，最初制定了兩種方案：

方案一：由現有一臺?1500-900輥壓機+現有V型選粉機+新增側進風高效選粉機+異地建設安裝原有旋風收塵器+異地建設安裝更換后的循環風機+原有尾排收塵器及風機+原有中間半成品庫+原有一臺?3m 11m開流球磨機組成擠壓聯合粉磨系統（見圖1）。

圖1　方案一：保留循環風機和旋風分離器　

圖2　方案二：去掉循環風系統

方案二：由現有一臺?1500-900輥壓機+現有V型選粉機+新增側進風高效選粉機+異地新增大收塵器+異地新增大尾排風機+原有中間半成品庫+原有一臺?3m 11m開流球磨機組成擠壓聯合粉磨系統（見圖2）。

2.2設備選型

兩套聯合粉磨系統主機設備見表1。

2.3技術經濟指標

技術經濟指標比較見表2。

2.4方案選擇

經綜合比較：方案二工藝布置相對簡單、易于生產控制，新建工程宜采取此方案，但技改工程受條件限制較難實現。從我公司改造情況看，方案一系統投資比方案二低100萬元以上，達到相同效果且改造相對簡單。因現有空間所限，采用現有框架外部分設備異地建設，主要指旋風筒和循環風機落地。系統改造技術成熟可靠，具有可操作性，可解決? 2.6m磨機淘汰后產能不足問題，故選擇方案一進行改造。

3粉磨工藝的選擇與探索

3.1半終粉磨試生產

3.1.1生產工藝

在輥壓機預粉磨方案一基礎上，為了探索半終粉磨工藝生產的效果，結合現場2號線的部分設施，在投資不大的前提下我們對輥壓機半終粉磨工藝進行了實踐嘗試。即，將輥壓機系統來自旋風筒、除塵器約15%～20%細粉作為成品不再入磨而是先入緩沖倉，之后與出磨物料按比例搭配入成品庫（見圖3）。

改進后的動態選粉機選下的粗粉經原有空氣斜槽輸送、提升機提入?10m磨頭倉，與粉煤灰按比例計量后入磨粉磨。雙旋風筒和除塵器選下的細粉經新增加的空氣斜槽、NE30提升機提入?6m緩沖倉。磨機生產時，?6m緩沖倉內的成品細粉按既定的量經新增設的空氣斜槽（磨房北側）輸送，同時出磨成品經磨尾提升機提升也入該空氣斜槽，二者混合后經斜槽輸送、鋼絲膠帶提升機提升入熟料粉庫，以此保證成品熟料粉質量穩定性。

表1　兩套聯合粉磨系統主機設備表

表2　技術經濟指標比較表

3.1.2試生產情況

按照適當增加輥壓、降低出輥壓機成品細度、提升循環負荷量的思路我們進行了試生產。有關參數見表3、表4。

從試生產情況看：

（1）輥壓機系統運行相對平穩，在提高輥壓0.5MPa、喂料量較之前降低5～10t/h條件下，出輥壓機細度有所降低，比表面積由改造前160～180 m2/kg提高至200m2/kg左右。

（2）輥壓機選出的成品細粉總量在10～25t/h，細度能夠滿足水泥指標要求，但是由于顆粒分布比較窄、細度偏細，同比需水量由改造前26.5%上升到28%，提高了1.5個百分點，其中SO3含量明顯偏高，應該是采用脫硫石膏在輥壓機系統提前被選出。因此，從早期強度看，此部分細粉強度同比出磨成品略高，可能是由于硫酸鹽的激發對早強起到了一定作用。

（3）由于細粉被選出，造成入磨物料粒度較之前有所上升、粗顆粒所占比例增多。為保證生產質量穩定，對選出的部分細粉仍按入磨控制。作為成品部分與入磨之間的比例，通過調整，基本穩定在3：1的比例。

（4）因細粉被選出較大部分，而輥壓機成品細度雖有所降低但幅度有限，造成入磨物料細度仍相對偏粗，并沒有達到入磨粒度大幅降低的改造目的。而球磨機內部結構調整是按照三倉改為二倉、加快物料流速、為大幅度提產創造條件的思路進行的，使得磨機內部優化改造與輥壓機半終粉磨調整效果相左，致使出磨成品中粗顆粒偏多，水泥整體顆粒級配不盡合理，磨機產能提升空間受限，使得試生產工作無法繼續進行，最終在保持質量相對穩定前提下，綜合產能僅維持在75～78t/h的水平上。從試生產經驗看，如果想進一步提產，除非對球磨機進行內部結構改造，恢復至三倉，延緩物料流速，否則質量很難保證。

圖3　聯合粉磨和改進后的半終粉磨工藝比較

3.2聯合粉磨試生產

3.2.1試生產情況

結合半終粉磨試生產情況，若想在現有條件下達到90t/h目標，必須重新調整磨內結構。鑒于磨內大幅調整的時機不宜，權衡利弊后我們轉向嘗試聯合粉磨，即將選粉機的下料溜子直接連接到稱重倉頂部，動態選粉機選出的物料返回稱重倉，旋風筒及收塵器的物料入磨粉磨，控制入磨物料細度80μm篩篩余量。工藝流程見圖3。

從試生產情況看：

（1）由于半終粉磨時需要選出部分成品，從用風操作上采取了適當控制低風速的措施，循環風機閥門開度在10%～12%。而采取聯合粉磨時，采取了大風大料的操作思路，循環風機閥門開度在70%以上。

表3　輥壓機半終粉磨試生產部分參數統計表

表4　球磨機試生產部分參數統計

圖4　出磨成品粒度分析表

（2）在初期調整約1個月的時間內，輥壓機成品細度大大降低，即入磨物料細度基本控制在80um篩篩余≯12%。此時通過適當調整球磨機研磨體級配，磨機產量一度穩定在85～90t/h的水平，說明降低入磨物料細度后，磨內物料流速加快，磨機研磨作用減弱，但起到了對物料的整形作用，磨機產能目標的實現近在咫尺。

（3）磨機產能雖得以提升，但對應輥壓機系統產能僅維持在70～75t/ h之間，此時又出現了輥壓機與磨機產能不匹配的問題，因有中間倉的存在，生產上采取輥壓機系統24h連續運轉、磨機8～12h運轉的局面。

（4）由于受改造空間的限制，在輥壓機系統新增設的動態選粉機進風形式選擇上，我們選擇了單側側進風式動態選粉機N2500，實踐證明該形式的動態選粉機是制約輥壓機產能不能有效提升的關鍵因素。設備自身的結構特點造成了其側進風平風道內容易積料，隨著積料量的增多，造成風道截面面積縮小、通風風速提高，并延伸影響到同向運轉的選粉機鼠籠轉子，造成轉子受系統內部循環風被動牽引加劇，選粉機轉子調速功能一定程度受限，無法發揮選粉功能。

（5）針對動態選粉機設備自身缺陷問題，我們采取了兩步改進的措施：第一步是將對應半終粉磨時加密的鼠籠轉子葉片割去一半，以減弱循環風對轉子的牽引作用；第二步是解決側進風平風道積料問題，風道下部增加密閉的卸灰溜槽，將積料引至動態選粉機下部的灰斗，同時溜槽上增設了可控的自然風進風管道。通過上述改進，其一，解決了動態選粉機轉子頻率下調到25Hz時受循環風牽引自轉跳閘問題，使轉子調速趨于正常；其二，解決了風道積灰問題，使動態選粉機內風速降低，也減弱了循環風對轉子的牽引力量；其三，自然風的引入，降低了V型選粉機在系統大風量操作下的通風量，使V型選粉機內風速、風量恢復到原有正常水平，使本應在V型選粉機內分選的粗顆粒避免因風速過快被帶入動態選粉機，造成動態選粉機負荷加大而降低了選粉能力。

表5　磨內結構及級配情況

圖5　出磨物料顆粒分布圖

表6　主要粉磨指標情況

3.2.2磨內調整情況

（1）隔倉板及活化襯板調整情況

改造前，該磨機原為三倉磨，一、二倉之間應用高效復合式隔倉裝置，利用弧形篩分與立形篩分的組合，實現兩次內選粉，出料篦板為料段分離裝置；三倉采用微形研磨體技術，進行強化研磨。

為適應改造提產需要、提高磨內物料流速，由三倉磨改為兩倉磨。一倉長度由原來的2.5m延長到2.75m，相應調整原襯板排列，活化襯板向后順延一排。

（2）倉位及級配調整情況

表7　熟料粉及配制水泥質量統計情況

在調整輥壓機系統的同時，我們按照入磨粒度控制在80μm篩篩余≯15%的前提下，對球磨機進行了適當級配調整（見表5）。

經過級配調整后，磨機產能達到了90t/h左右，出磨質量穩定，比表面積、SO3合格率都能達到90%以上。采用激光粒度分析儀測定的出磨物料顆粒分布見圖5。

4改造效果

（1）產能情況：改造前后及嘗試不同工藝下的產能指標情況見表6。

（2）質量情況：改造后出磨熟料粉及配制水泥質量良好見表7。

5結論與建議

（1）對于輥壓機能力大、磨機能力小的聯合粉磨系統，通過增設動態選粉機的方式，充分發揮輥壓機預粉磨作用，將磨碎、初級粉磨置于磨外完成，磨機發揮細磨、顆粒整形作用，可大幅度提升系統的產能和效率。

（2）在動態選粉機選擇上，特別針對改造項目，不能因為空間條件的限制忽視進風方式。實踐證明，側進風式選粉機自身缺陷導致其在聯合粉磨中的應用效果不理想，但最終通過改進為類似下進風方式結構緩解了此問題。

（3）半終粉磨工藝有利于粉磨效率的提升，成品的混勻在生產中很關鍵，該工藝形式對水泥需水量產生一定影響，主要是由選出的部分成品顆粒分布偏窄、形貌不佳造成的，但是仍值得嘗試。

（4）輥壓機系統增設動態選粉機的目的是為了更好地將粗、細粉進行分離，從而更好地提升輥壓機預粉磨效率，在其和V型選粉機如何平衡上，應避免過分重視動態選粉機而忽視V型選粉機初級分離作用。V型選粉機的功能發揮不好，容易造成動態選粉機負荷增加，繼而影響選粉效率，生產中應盡量保持V型選粉機內風量風速變化不大。

Application Experience of Combined Grinding Technology

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