優(yōu)化級配方案提高磨機(jī)臺產(chǎn)

梁曉勇（內(nèi)蒙古通遼市科左中旗安泰水泥有限公司，內(nèi)蒙古 通遼 029300）

0 前言

我公司原有一條主機(jī)為Φ3.2m×13m磨機(jī)的開路水泥粉磨生產(chǎn)線，年產(chǎn)水泥30萬t。2021年初，進(jìn)行了輥壓機(jī)技改，由磨前破碎機(jī)加開路水泥磨改造成輥壓機(jī)、2套回轉(zhuǎn)篩和水泥磨機(jī)的開路粉磨系統(tǒng)。

項(xiàng)目改造后經(jīng)過將近1個月的試運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行正常，但提產(chǎn)效果不理想。原磨機(jī)臺時產(chǎn)量為50～52t/h，改造后臺時產(chǎn)量在60～62t/h之間，提產(chǎn)10 t左右；出磨水泥細(xì)度按45 μm方孔篩篩余10%控制，平均10.5%，比表面積在350～380m2/kg之間(以上臺時產(chǎn)量均是以裸磨狀態(tài)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù))。通過合理調(diào)整輥壓機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，經(jīng)過小磨實(shí)驗(yàn)、料球比觀測，優(yōu)化磨機(jī)的級配方案，最終實(shí)現(xiàn)輥壓機(jī)、水泥磨聯(lián)合粉磨系統(tǒng)達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)。

1 查找問題原因

1.1 查找輥壓機(jī)原因

通過實(shí)驗(yàn)檢測，并與相關(guān)行業(yè)數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)輥壓機(jī)出輥物料成品率相對偏低。檢測方法為分別取合適量的物料樣品，使用成套方孔篩進(jìn)行篩分。出輥物料和入磨物料粒度分布的實(shí)測結(jié)果見表1。

表1 出輥物料和入磨物料粒度分布

觀察表1中R0.08+粒度的占比百分?jǐn)?shù)，出輥物料R0.08+粒度的占比為88%，意味著輥壓機(jī)成品合格率為1-88%=12%，與一般輥壓機(jī)出輥的成品率應(yīng)該≥20%～30%的數(shù)據(jù)相比，此數(shù)據(jù)相對偏低，故應(yīng)適當(dāng)調(diào)整輥壓機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。同樣入磨物料成品合格率為31%，也進(jìn)一步反映出輥壓機(jī)成品合格率偏低。入磨物料存在R5+粒度，說明回轉(zhuǎn)篩的篩片有較大的磨損，出現(xiàn)了大的孔洞，需要修復(fù)。

第一道回轉(zhuǎn)篩篩片的篦縫為5mm，第二道回轉(zhuǎn)篩篩片的篦縫為1.5 mm。

1.2 查找磨機(jī)原因

根據(jù)磨機(jī)的原始級配方案（由理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)提出），分析認(rèn)為，其參數(shù)有可能與實(shí)際偏差較大。使用專業(yè)聲級計(jì)實(shí)測磨音，一倉磨音為92 dB，二倉磨音為95 dB，三倉磨音為94 dB。而一倉磨音應(yīng)≥95 dB，初步判定一倉能力較弱。后又正常帶料停機(jī)，通過入磨取樣做篩析曲線、實(shí)測研磨體的填充率和觀測料球比（料面高度等情況），進(jìn)一步證明了這一點(diǎn)。篩析數(shù)據(jù)見表2。

表2 磨機(jī)物料篩析數(shù)據(jù)

觀察R0.08+粒度的變化趨勢，不難發(fā)現(xiàn)R0.08+粒度在一倉內(nèi)下降了16%，二倉內(nèi)下降了17%，三倉內(nèi)下降了18%。而標(biāo)準(zhǔn)篩析曲線應(yīng)該是一倉下降的很快，而二、三倉則相對比較平緩。顯而易見，一倉能力嚴(yán)重不足，一倉的研磨體級配不合理，具體可能是球徑不合理，也可能是裝載量不合理等原因。另三倉內(nèi)物料的比表面積偏低，說明成品微粉顆料級配不好，考濾鋼鍛的研磨問題。

通過實(shí)測三個倉的研磨體填充率，一、二和三倉分別為24.8%，27.7%，30.6%。一倉的填充率偏低，研磨體裝載量不足。

使用標(biāo)準(zhǔn)公式，即φ＝β/360－sinβ/2π。注意β＝n1/n×360°計(jì)算填充率，其中n1為球鍛所堆積的襯板周向塊數(shù)，n為磨機(jī)筒體一周的襯板塊數(shù)。

最后，入磨觀測各倉的料球比，即實(shí)測料面高度等情況，發(fā)現(xiàn)一倉內(nèi)球面上的物料最大厚度約為200mm，二倉內(nèi)料球比情況為料球面基本持平，三倉內(nèi)鍛面上物料的厚度約為40mm。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，良好的開路磨各倉的料球比應(yīng)該是，一倉露半個球面，或料球面持平，二倉料球面持平或料高出10～30mm，三倉料面高出20～40mm。可知，一倉的料球比不對，二倉的料球比相對較合理，三倉的料球比基本正常，但需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

2 改進(jìn)方案

2.1 合理調(diào)整輥壓機(jī)的運(yùn)行參數(shù)

輥壓機(jī)做功效果的好壞與其運(yùn)行參數(shù)有直接關(guān)系，除了要求電機(jī)運(yùn)行電流要盡可能達(dá)到額定電流的70%～80%外，輥壓機(jī)的壓力和最小輥縫也是其安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要參數(shù)。其中壓力值直接影響做功效果和產(chǎn)品質(zhì)量，壓力過大可能使顆粒內(nèi)部重聚，難于打散篩分，并易造成嚴(yán)重磨損輥面的現(xiàn)象，壓力過小則顆粒間間隙較大，直接造成產(chǎn)品粒度偏大，影響料床粉碎的效果；最小輥縫大小也有相似的作用效果。

我公司輥壓機(jī)現(xiàn)最小輥縫是12mm，運(yùn)行壓力8～10 MPa，壓力中值9 MPa。先試調(diào)整最小輥縫為10mm，運(yùn)行壓力為9～11MPa，壓力中值10MPa，此時輥壓力動輥電機(jī)電流為350A左右，達(dá)到額定電流的76%，定輥電機(jī)電流為320A左右，達(dá)到額定電流的70%。

調(diào)整輥壓機(jī)運(yùn)行參數(shù)后的出輥、入磨物料粒度分布結(jié)果見表3。

表3 出輥、入磨物料粒度分布

從表中3可以看出，出輥物料成品率為12.3%，入磨物料成品率為39.4%，與調(diào)整前比有一定提升，從輥壓機(jī)電機(jī)的運(yùn)行電流角度看，效果較理想，故暫定輥壓機(jī)依此參數(shù)運(yùn)行。

2.2 通過小磨實(shí)驗(yàn)調(diào)整磨機(jī)級配

（1）調(diào)整一倉級配。針對需要一倉粉磨的物料，通過小磨實(shí)驗(yàn)，確定最大、最小球徑及裝載量，然后查標(biāo)準(zhǔn)級配表確定其它球徑及裝載量。

從篩析曲線（表2）中我們可以看出，一倉物料最大和最小料度分別為R0.9-2.5，R0.08-0.2，制備此兩種料度的物料各3份，配備Φ20mm、Φ25mm、Φ30mm、Φ 40 mm、Φ50 mm和Φ60 mm的鋼球，分別做小磨實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表4和表5。

表4 小磨實(shí)驗(yàn)

表5 小磨實(shí)驗(yàn)

通過數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)50mm球比40mm球的粉磨效果好，而60 mm和30 mm球7 min數(shù)據(jù)均不理想，淘汰其出局。綜上所述，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上講，一倉最大球應(yīng)選50 mm球。但考濾工藝不正常時的工況，包括篩片磨損，物料在雨季時水分偏大等不利因素，應(yīng)適當(dāng)增加最大球的球徑，所以選取60mm球?yàn)橐粋}最大球（名義上最大球）。

從表5的小磨實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比中，25mm球?qū)α隙葹镽0.08-0.2物料的粉磨效果最好，故選25mm球?yàn)橐粋}最小球。

選取一倉填充率φ1=28%，根據(jù)G1=ρ1V1φ1，其中ρ1=4.6，V1=一倉有效容積，計(jì)算得G1=30t。

通過以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果及計(jì)算得一倉的級配方案見表6。

表6 一倉的級配方案

（2）二倉級配比較合理，暫時不作調(diào)整。

（3）三倉級配基本合理，但因三倉內(nèi)物料的比表面積偏低和物料層厚度偏上限，故需要通過小磨實(shí)驗(yàn)確定最大鍛徑是否合理，然后適當(dāng)微調(diào)三倉的級配。取三倉入口物料2份，同時取出約150kg鋼鍛，分做兩份，一份保持不變，另一份去除14mm以上的鋼鍛，做對比小磨實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表7。

表7 小磨實(shí)驗(yàn)

從表7中可以看出，最大鍛徑為14mm時是相對合理的，故要篩出14mm以上的鋼鍛，同時合理補(bǔ)充12mm、10mm和8mm的鋼鍛，并要保持該倉裝載量不變。

3 改進(jìn)后效果

現(xiàn)輥壓機(jī)和磨機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行流暢，具體效果如下：

（1）測量磨音結(jié)果：一倉磨音97dB，二倉磨音95dB，三倉磨音93dB。與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，已正常。

（2）出磨水泥細(xì)度按45 μm方孔篩篩余控制在9%以下，平均8.5%，比表面積在370～400m2/kg。

（3）經(jīng)2個月運(yùn)行，磨機(jī)臺時產(chǎn)量達(dá)72～75t/h，較技改前提高20～25t/h，按年運(yùn)行6500h，每年最少可提產(chǎn)13萬t，每噸效益按30元計(jì)算，年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約400萬元。以上臺時產(chǎn)量均是以裸磨狀態(tài)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)。

存在問題如下：一是因時間原因，三倉級配未做調(diào)整，擬在年底設(shè)備大修期間重新級配。二是輥壓機(jī)的出輥物料成品率有待提高，需要進(jìn)一步挖掘其潛力。三是磨內(nèi)部分隔倉板的通風(fēng)中心圓的開孔率偏小，需改造。