輥壓聯合粉磨水泥磨系統過程管理及操作參數優化實踐

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Φ3.8m×13m水泥磨+14080輥壓機水泥磨閉路粉磨系統，生產P·O42.5水泥時，磨機臺時產量為100t/h，工序電耗40kWh/t，磨機臺時產量低，水泥工序電耗高。為實現提產降耗、節能減排的目的，公司組織專業技術人員成立QC攻關小組，從技術改造，工藝參數優化等方面進行創新實踐，水泥磨臺時產量提高，解決了水泥磨履溫度高，磨機頻繁跳停的問題，水泥磨穩定運行后水泥工序電耗下降，提升了公司水泥磨專業管理水平。

1 系統存在問題

我公司水泥磨系統配置見表1，生產M32.5級水泥時，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葉片、循環風機葉輪粘料，粘料引起設備振動，進行停磨處理，對水泥系統穩定運行影響很大。磨機臺時產量偏低，粉磨P·O42.5級水泥，臺時產量只有100t/h，水泥工序電耗達到40kWh/t，已屬于高能耗設備。

表1 水泥磨系統主機設備配置

2 問題分析及解決措施

2.1 磨內隔倉板通風差、襯板研磨能力差

改造前磨內通風不足，過粉磨現象嚴重，小球鍛易卡在隔倉板、出磨篦板篦縫內,出磨水泥溫度高，影響出磨水泥標準稠度需水量，影響磨機臺時產量。磨內襯板使用周期過長，磨機筒體襯板、端面襯板、隔倉板、出磨篦板磨損嚴重，部分發生斷裂，已超使用壽命，嚴重影響磨機安全運行。磨內研磨體一直使用，雖也在日常生產中補充，研磨體變形、碎球較多，研磨效果差，影響磨機臺時。磨機滑履溫度過高，正常運行時75℃左右，存在運行隱患。改造前一倉隔倉板、二倉出料篦板見圖1，2。

圖1 技改前磨一倉結構

圖2 磨二倉出料端結構

磨機內部改造措施：

（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，更換為材質改良、厚度由60mm減小為40mm的新型襯板，減輕磨機本體重量并增加研磨面積，降低運行電流。

（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 技改后一倉結構

圖4 技改后二倉出料端結構

2.2 入輥壓機石灰石粒度大，輥壓機頻繁跳停

根據工藝管理要求，輥壓機對物料的入料粒度進行了規定，如果入料的粒度超出使用范圍，將造成輥壓機的兩輥間輥縫不可控制，在輥壓機運行中經常發生偏輥、電流波動大、振動大等情況，輥壓機振動加大、減速機和主軸承的壽命縮短，嚴重時造成輥壓機頻繁跳停。甚至液壓缸沖破密封漏油情況。對輥壓機的壽命、使用和維護帶來極大的危害。

在生產中，石灰石粒度大（＞80mm，還有些粒度150mm）,輥壓機跳停頻繁，跳停后處理時間長，磨機運行受到影響。入輥壓機石灰石粒度過大，輥子在長度方向的受力不均勻，長期使用造成輥面非正常損壞，成品質量下降。公司2020年曾發生輥壓機振動大造成輥壓機減速機振傷停機設備事故。

優化改進措施:進廠石灰石粒度控制在50mm以內方可允許卸貨，為了降低入輥壓機石灰石粒度（＜40 mm），購置石膏破碎機錘頭，調整破碎機篩子，恢復石膏破碎機運行。石灰石粒度下降后，輥壓機平穩運行,沒有出現由于粒度過大造成輥壓機跳停故障。

2.3 進入輥壓機金屬雜物影響輥壓機穩定運行

輥壓機入料中不可避免的存在各種各樣的金屬雜質，這對輥壓機的使用造成極大的威脅，過大的金屬雜質將直接損壞輥壓機的輥面，同時也會引起輥壓機跳停。混合皮帶拉運石灰石、熟料等物料時，由于除鐵器未投入使用，含金屬雜物的物料進入輥壓機后，輥壓機輥面受損，影響輥壓機穩定運行。水泥磨輥壓機輥面磨損大，輥壓機做功電流20A左右，額定電流39.2A，做功功率只有50%左右，嚴重影響輥壓機做功能力。

優化改進措施：為解決混合皮帶拉運的物料中的金屬物，購買損壞的除鐵器電機，恢復混合皮帶電子除鐵器運行。從除鐵器除鐵情況看，物料中金屬雜物多，除鐵器修復投入使用后，避免了物料中金屬物質對輥壓機的擠壓破壞，輥壓機運行平穩，做功效率更高。

2.4 入輥壓機穩流倉物料產生離析、輥壓機輥縫波動大

入輥壓機穩流倉溜子為600mm×1500mm的長方形卸料口。卸料口過大，物料從溜子中間進入撒料板后，分布不均勻，進入穩流倉后產生離析。

輥壓機穩流倉倉位控制太低，控制在7～8t，基本處于空倉。穩流倉料位過低，使稱重倉不能形成穩定的料柱，失去靠物料重力強制喂料的功能，容易出現偏輥現象，從而引起輥壓機振動；輥壓機輥縫波動大，未形成良好的輥縫，輥壓機運行電流20A左右，只有額定電流39.5A的53.8%，做功不良。外循環斗提電流高，物料循環量大，磨機產量偏低。輥壓機做功效率差，對物料擠壓效果差。另外，倉位過低，物料會直接沖擊稱重倉，容易造成揚塵現象，影響輥壓機周邊的環境。

優化改進措施：為了解決物料入穩流倉均勻穩定，不產生離析，將入穩流倉溜子由500 mm×1 500 mm改造成500 mm×500 mm正方形從穩流倉中間進入，物料進入穩流倉后通過撒料盤均勻進入穩流倉。

新增安裝提升機，在水泥磨旋風筒與O-Sepa選粉機之間安裝一臺提升機，將從旋風筒入磨的物料，經空氣斜槽、提升機輸送進入選粉機，通過O-Sepa選粉機將入磨物料中一部分細粉選出為成品，減少細粉入水泥磨，降低磨機循環負荷率，從而提高水泥磨臺時產量。

入輥壓機穩流倉倉位在70%～85%左右，穩流倉物料保持在20～25t左右，在打開稱重倉氣動閘板前將喂料系統開啟，將稱重倉灌滿，再打開插板，同時給定喂料量，逐漸加大給料量，讓新喂入的物料壓住稱重倉，從而保證稱重倉穩定。物料在輥壓機上方形成密實的料柱，保持輥壓機輥縫穩定，輥壓機運行電流達到25～28A（額定電流39.2A），因輥壓機液壓系統漏油較嚴重，做功效率只能達到64%，沒有達到85%以上。

2.5 輥壓機輥面磨損大

輥壓機輥面磨損大，輥壓機運行不平穩，會造成輥壓機輥面嚴重損壞，導致輥子不得不離線修復。

優化改進措施：輥壓機高效穩定運行是實現水泥粉磨系統高產低耗的關鍵，輥壓機及其相關保護設備定檢。每班檢查液壓系統；專業巡檢人員每周檢查輥壓機輥面、端面、側擋板、進料裝置等磨損情況和傳動部分進行檢查，每次將檢查視頻或照片發微信群。定期對輥壓機輥面花紋進行修復，以保證輥壓機輥面完好，實現輥壓機穩定運行。

針對輥壓機輥面磨損過大問題，為了提高輥壓機輥面的耐磨性，降低維修成本，聯系輥壓機堆焊維修人員，利用新材料合金進行堆焊輥面。輥面補焊后，輥壓機做功效率進一步提高。輥壓機做功電流提高4A左右，輥壓機壓力提高2MPa，輥壓機做功能力進一步提高。

2.6 混合材等物料水分大

進入輥壓機的物料水分，必須要滿足要求，否則會引起料餅打散困難、臺產下降和產品中水分超出標準等問題。當物料含水量大時，容易產生糊磨現象，磨內細粉粘附在研磨體和襯板上，使粉磨效率降低，嚴重時會使隔倉板篦孔堵塞造成磨機通風不良，物料難以通過，產量急劇下降，質量也引起較大的波動。另外還會造成循環風機葉片粘料，引起循環風機振動過大而造成頻繁停磨。

優化改進措施：為了保證磨機正常操作、配料的準確和提高磨機的產、質量。控制以下材料水分：石灰石＜1%，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。水泥水分控制在＜0.6%以下。控制水分后，解決了循環風機葉輪粘料問題。

2.7 水泥磨系統漏風點

主要漏風點是輥壓機循環風管法蘭、循環風機檢查門、輥壓機旋風筒檢查門、入V選溜子檢查門等，系統漏風多，輥壓機V選平面積料，影響系統穩定運行。

優化改進措施：專業檢查中把密封堵漏作為重點工作，通過檢查、整改、檢查，形成閉環管理，補焊循環風機管道法蘭漏風，解決漏風問題。

2.8 配料秤計量偏差大

配料秤計量與實際誤差大，熟料實際配比與質量部配比單相指標比偏差太大，配料誤差較大，磨機喂料不穩定，對磨機正常運行影響大。

優化改進措施：配料計量秤不準，計量波動大，制定計量秤標定管理制度，按照計量秤制度要求，加強配料秤管理。及時對計量秤進行清掃，保持秤體干凈，計量配料秤每月標定一次。當配料秤計量顯示異常時，增加標定頻次，確保計量準確性，以利于指導生產。

2.9 干粉煤灰庫卸料不穩定

干粉煤灰庫底通過轉子給料機＋計量秤進行計量，粉煤灰在庫內受壓縮空氣、庫內外壁溫差大，在粉煤灰庫卸料口周圍形成結塊。結塊后影響粉煤灰下料穩定，對水泥磨產質量影響大。

優化改進措施：對粉煤灰庫卸料口結塊進行捅堵清理，保證粉煤灰正常下料。生產中加強進廠粉煤灰管理，積極和綜合辦公室溝通，在開磨時粉煤灰庫庫位保持在8～10m左右，計劃停車或者庫滿停磨時，粉煤灰庫庫位必須低位或者空庫，不允許錯峰原因等長時間停磨引起粉煤灰庫內結塊。做好粉煤灰庫防水，避免水進入粉煤灰庫引起粉煤灰結塊。定時對粉煤灰庫清庫并進行檢查，保證粉煤灰內無結塊等，保證下料穩定暢通。

2.10 水泥磨參數沒有達到最佳

水泥磨成品收塵風機閥門開度僅為50%左右，系統帶料能力有限，造成水泥比表面積高，細度偏細，成品收成壓差高有糊袋現象。另外在開循環風機冷風閥時，輥壓機循環風管道出現冒灰現象,磨機通風不暢，水泥磨滑履溫度高，磨機頻繁調停。輥壓機系統入循環風機閥門開度20%～25%左右，開度過小，循環風量小，風速快，循環負荷率極易造成循環風機葉輪積料、葉片積料等。

優化改進措施：為了增加系統物料通過量能力，對水泥磨參數進行了優化，成品收塵器閥門開度由50%提高到75%左右，對輥壓機循環風機冷風閥開度進行了調整，將開度由25%降低到10%左右，通過參數優化調整，磨機粉磨P·O42.5級水泥臺時產量由100t/h提高到118t/h，水泥成品比表面積350g/cm2。達到控制要求。通過做顆粒粒徑分析可看出，水泥磨參數調整后工況穩定，達到新平衡穩定。磨機參數優化后，磨內通風增加，磨機滑履溫度正常，再沒有發生由于滑履溫度過高造成磨機跳停問題。

為了增加循環風通過量，減少物料在循環風機葉片大喇叭口處堆積，避免物料水分大時在葉輪粘料，循環風機閥門開度增加到40%～55%，提高輥壓機系統循環負荷率，循環風量增加后風速穩定，循環風機葉輪積料明顯減少，入循環風機喇叭口積料現象明顯減少，避免了由于循環風機振動引起的停磨、循環風機磨損情況明顯減少。

完善《水泥磨工藝管理規范》，推進精細化管理，優化中控操作方法，加強與質量管理部門溝通；制定規范輥壓機輥面、邊側板檢查和維護頻次，規范工藝參數（包括出輥壓機物料粒度、入磨物料粒度、V型選粉機分選效率，出磨物料細度、回粉細度、成品細度、磨機選粉機效率、循環負荷等）、主機設備負荷（輥壓機負荷、磨機負荷、風機負荷等）等檢測（采集）頻次，規范磨內檢查、篩余曲線制作頻次。

3 改進效果

水泥磨系統優化后，水泥磨臺時產量，工序電耗下降明顯，公司水泥磨系統在不斷優化過程中解決了由于石灰石粒度過大造成輥壓機頻繁跳停和磨尾滑履溫度過高跳停的問題，水泥磨運行得到進一步保證。通過參數優化，磨機臺時產量有較大幅度提高，產品質量、工序電耗下降6.8kWh/t，能耗下降明顯，超出了預期參數優化目標，取得了較好的效果，參數變化見表2。

表2 水泥磨生產P·O42.5級水泥時參數

水泥磨系統輥壓機配置為14080輥壓機，輥壓機配置小，運行中輥壓機做功效率不高，影響輥壓機擠壓效果，磨機產能仍沒有達到最佳效果。下一步工作中，采用雙閉路聯合粉磨系統降耗措施等繼續對水泥磨進行優化改造，通過提產降耗，降低水泥工序電耗，提高水泥磨運行質量。