水泥粉磨工藝發展趨勢及改造要點

吳 埌

（山東東華水泥有限公司， 山東 淄博 255144）

隨著我國現代化建設的不斷深入，水泥的用量越來越大，致使我國不得不不斷改進水泥生產技術，同時伴隨國內外水泥生產技術的交流和引進，促使我國水泥工藝得到了顯著的發展和進步。我國獨立將諸多相關設備研發了出來，申請了一些具有自主知識產權的專利，受到了國內外的一致認可。好水泥需要“磨”，現階段，因為粉磨主機設備和預粉磨設備選型等因素，不同規模的粉磨站的工藝流程均具有自身的特色，其產量和粉磨的能耗也都不一樣，原因是不同物料的粉磨特性具有很大的差別，工藝選擇可能存在一定的誤區。改變物料特性的難度較大，因此，對水泥粉磨技術來說，工藝方法選擇尤為重要。

1 水泥粉磨工藝發展趨勢

1.1 管磨機的相關粉磨系統

立足于現階段的實際情況而言，我國水泥管磨機的直徑已經達到了 5m的規格，其產量可以每小時超過150t，從國外情況看，歐美國家已經將直徑為5.8m的巨型管磨機研制了出來，其產量每小時可以超過 200t，其粉磨過程主要是向襯板傳送筒體旋轉的相關能量，然后展開提升和下落的動作，并全面的攪拌研磨機器中的物質。在這一機器內部通常是成柱形或球形形態的。研磨的相關主體也是用點接觸的方式展開破碎，由于點接觸具有自身的特征，所以粉磨的效率不高[1]。待磨物料顆粒度d和生產效率KD之間的關系為假如X值為20，計算相關數據，可以將不同給料粒度直徑的生產率關系得到，由此表明，進入到機器中的粒度和生產率呈反比，前者越小，后者就越高。要想將機器的工作效率提高，就要在提高產量和耗能的減少方面對相關問題進行考慮，相關工作人員在開展實際工作的過程中，要對物料粒徑引起重視，借助已經被優化的襯板和研磨體的體積提高相關工作效率，并在展開拋落工作的過程中，運用助磨劑，可以使生產效率有效提高。

表1 不同給料粒度時磨機的相對生產率 Kd

1.2 輥壓機粉磨系統

是碾壓粉碎物料，當前在對輥壓機粉磨系統進行使用的時候，已經用終粉磨代替了原有的半終粉磨[2]。借助兩個高壓對輥壓擠壓物料，使物料產生諸多的細粉和裂紋，對擠壓后的料餅打散分級后，將一個完整的閉路循環形成。運用此技術，形成的水泥成品顆粒通常為多角形，增加了標準稠度需水量，所以相較于管磨機，其混凝土的工作性能較差。

1.3 立磨粉磨系統

立磨粉磨系統由于自身具有較高的產量，能耗量低，所以逐漸得到了廣泛運用。立磨粉磨和輥壓機粉磨有類似的地方，兩者均是料床粉碎，但立磨磨輥和物料的接觸面是平面和柱面，而輥壓機接觸面是柱面和柱面。單獨設置輥壓機粉磨系統，相較于立磨，其操作難度更大。迄今為止，世界上最大的立磨產量可以達到每小時 600噸，和管磨機粉磨系統相比，立磨粉磨系統的水泥單位電耗可以降低15千瓦/小時。綜上所述，水泥粉磨工藝今后要朝著大型立磨方向發展。

2 水泥粉磨工藝改造的技術要點

2.1 粉磨工藝流程的選擇

水泥粉磨是借助機械力細磨、細碎粉磨物料的物理活化過程，磨機在運轉的時候借助襯板把能量傳遞給研磨體有效粉磨水泥顆粒，將反應總面積提高，使其成為水化膠凝活性較高的微米級粉體。

粉磨工藝流程可以分為兩種，即開路和閉路。實踐證實，在相同情況下，相較于開路粉磨，閉路粉磨產量要搞 20%～30%[3]。現階段，水泥出磨的篩余通常控制不高，閉路粉磨的水泥要對比表面積要求較高，所以，開路粉磨的水泥早期具有較高強度的優勢已經不突出了，因此，盡可能運用閉路粉磨工藝流程，這樣不僅可以防止開路粉磨的過粉磨現象，又可以使磨機的節能高產得到保證。

2.2 控制好入磨物料

傳統的球磨機干法粉磨工藝能量利用率只有2%～3%，就此問題，運用預粉碎工藝，可以促進水泥產量的顯著提高，將磨機粉磨電耗降低，從而使節能增產的目的順利實現。在粉磨實際中，若是產量按25毫米的平均粒度計算，相關實驗證實，將其平均粒度降到5毫米，產量可以提高38%，平均粒度降到3毫米，產量可以提高53%，平均粒度降到2毫米，產量可以提高66%。所以，應積極利用預粉磨工藝將入磨物料的平均粒度降低。

入磨物料的水分也直接影響著磨機的產量和電耗，過高的水分會對喂料的均勻性造成影響[4]。若是濕物料喂入太多，還會造成磨內發生糊襯板和糊球的現象，將粉磨效率降低，甚至造成粉磨中斷。相關實驗證實，入磨物料水分每增加1%，產量會降低8%～10%，若是水分超過5%，很容易中斷粉磨作業。所以，要把入磨物料的水分含量控制好，將水分控制指標構建起來。必須從源頭上將入磨物料水分控制好，同步建設烘干機，把熱工窯爐抓好——烘干機的產質量，構建完善的出機和入磨水分的控制指標，確保入磨物料的水分和工藝規程要求相符。

為了將熟料的易磨性改善，可以適當地將配料P值和KH值提高，促進C3S和C3A的含量增高，將熟料冷卻過程加快，使熟料庫存期延長，把熟料的溫度和游離CaO降低，促使有更多微裂紋產生，使其易磨性得到有效改善。除此之外，還要把磨機的通風狀況和溫度控制好，通風狀態良好，可以第一時間排除水汽，并將磨內的溫度降低，防止糊磨等現象出現。一般將磨機通風改善的方法有：第一，堵漏風，在磨尾滯槽處加鎖風閥，以免風短路的現象出現。第二，保證抽風管道不漏風。第三，對磨內風速進行調整，原則上是保證成品質量的基礎上，確保磨內物料流動的順暢性，將過粉磨現象減少，促進磨機臺時產量提高。

2.3 針對現有的磨機進行改造

因為現階段我國純求磨機系統已經得到了廣泛應用，這些純球磨機粉磨系統的磨機除了生產率不高外，還有很大的能源消耗，在增加輥壓機等預粉磨系統后，原有磨機內部結構也有設計缺乏合理性的情況存在，由于入磨物料已是很細的半成品水泥，可以大幅調整磨機的鋼球級配方案，縮小鋼球的直徑，提高磨機鋼球表面積，使研磨細物料的能力增強，將磨機的能量利用效率顯著提高。借助水泥磨前物料預處理工藝，可以全部或部分將磨機粗磨倉的功能取代，也就是原來的三倉磨可以變成兩倉磨，可適當縮短一倉粗磨倉的長度，將二倉細磨倉的長度增加，促進研磨效率的提高，使水泥顆粒形狀及顆粒級配得到有效改善，將水泥的需水量降低，實現水泥各方面性能的最佳化。

2.4 研磨體級配優化措施

在粉磨粉料的時候，需要研磨作用和沖擊作用。配合使用各種規格的研磨體，還能將相互之間的空隙率減少，使其有更多的機會接觸物料，對能量利用率的提高十分有利[5]。在研磨體裝載量一定的基礎上，小鋼球的總表面積大于大鋼球。要擊碎大塊物料，就必須確保鋼球由較大的能量，所以，鋼球（段）應具有較大的尺寸，需要把物料磨細，就應使用小一些的鋼球（段）。所以在粉磨作業的過程中，要對研磨體進行正確選擇，同時必須確保級配的合理性。

粉磨研磨體級配基本原則為：其一，入磨物料的平均粒徑大，具有較高硬度，或要求產品較粗的時候，鋼球應具有較大的平均球徑，相反則要小一些；通常生料磨的鋼球平均球徑大于水泥磨；其二，開路磨機，前一倉和后一倉分別用鋼球和鋼段；其三，必須遵循一定比例配合使用研磨體大小，鋼球的規格和鋼段的規格分別用3～5級和2～3級；如果相鄰兩倉用鋼球的時候，那么前一倉的最小規格應是后一倉的最大規格（交叉一級）；其四，各級鋼球的比例可以嚴格遵循“兩頭小、中間大”的原則配合，用兩種鋼段的時候，各為50%就可以了，使用三種鋼段的時候，可以按照具體情況展開適當配合；其五，在使物料細度要求得到滿足的基礎上，平均球徑應小一點，以此將接觸面積和單位時間的沖擊次數增加，促進粉磨效率的提高

3 結語

總而言之，因為我國的水泥生產中存在能耗高、產量低的問題，對水泥質量也造成了很大影響，因此，為了將此問題有效解決，借助優化和改造粉磨工藝，增設預處理工藝，對閉路粉磨工藝流程進行優化，使磨機內部結構得到改善，促進水泥質量的有效提高，確保工程建設中水泥的應用質量。