盧洪波：高效預(yù)粉磨技術(shù)及現(xiàn)代耐磨材料

鄭州鼎盛工程技術(shù)有限公司董事長盧洪波做報(bào)告

　　5月21日，由中國水泥網(wǎng)主辦的“2011第四屆國際粉磨峰會”在南京國際會議大酒店隆重召開。鄭州鼎盛工程技術(shù)有限公司董事長盧洪波做了關(guān)于《高效預(yù)粉磨技術(shù)及現(xiàn)代耐磨材料》的報(bào)告，中國水泥網(wǎng)記者整理如下：

　　一、問題的提出

　　1、 水泥工業(yè)磨機(jī)的大型化

　　僅僅十幾年國內(nèi)水泥工業(yè)主流磨機(jī)從Φ2.2m或Φ2.4m發(fā)展到了 Φ4.2、 Φ4.6、Φ5.0甚至更大直徑磨機(jī)。

　　如：

　　柳州水泥廠：  Φ5.6×8m+4.4m     原料磨

　　山東大宇廠：  Φ5.6×15m         水泥磨

　　2、大型球磨機(jī)效率調(diào)查

　　大型球磨機(jī)、尤其是生料球磨機(jī)在向大型化發(fā)展帶來工藝布局便利 、勞動生產(chǎn)率提升等優(yōu)勢的同時(shí)，其粉磨效率卻顯著降低了，這無疑影響了水泥企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

　　不同直徑生料磨電耗的成本比較

　　以2500噸/日新型干法生產(chǎn)線生料磨機(jī)φ4.6×10＋3.5m中卸烘干磨與φ2.2m生料磨或φ2.4m球磨機(jī)＋細(xì)碎機(jī)系統(tǒng)比較，前者比后者每噸生料多耗電7.16度，每度電按0.6元計(jì)算，則每噸生料成本增加4.296 元，每天需要生料約4000噸，則每天增加生產(chǎn)成本約1.72萬元，每年按300天生產(chǎn)，則每年因此增加成本549.5萬元。

　　通過上述數(shù)據(jù)的分析比較可以看出大型生料磨機(jī)與小型生料磨機(jī)相比，其效能低，綜合電耗高，這是大型生料磨機(jī)普遍存在的嚴(yán)重問題，在能源日益緊張的今天，應(yīng)當(dāng)引起我們的高度重視！[Page]

　　二、大型球磨機(jī)低效能原因分析

　　2.1、大型球磨機(jī)自身結(jié)構(gòu)缺陷

　　當(dāng)磨機(jī)工況條件一定后，磨機(jī)產(chǎn)量Q與磨機(jī)直徑D的3.5次方成正比

　　Q=K1D3.5

　　K1——常數(shù)，取決于磨機(jī)工況及物料條件

　　而磨機(jī)通料能力q與磨機(jī)直徑D的2次方成正比

　　q=K2D2

　　K2——常數(shù)

　　顯然，隨著磨機(jī)直徑增大，磨機(jī)粉磨能力迅速增大，然而隔倉板通料能力隨磨機(jī)直徑增大幅度有限，跟不上粉磨能力增大的要求。隔倉板通料能力嚴(yán)重束縛了磨機(jī)產(chǎn)量的增加，這正是影響大型球磨機(jī)生產(chǎn)效能發(fā)揮的主要因素！

　　2.2、磨機(jī)直徑越大研磨體滯留帶的不利影響越大

　　球磨機(jī)內(nèi)的研磨體必須產(chǎn)生運(yùn)動才能對物料進(jìn)行沖擊與研磨，沖擊與研磨的能量主要由襯板提代研磨體所獲得。襯板將運(yùn)動傳遞給緊靠襯板的第一層研磨體，該層研磨體在運(yùn)動的同時(shí)再將運(yùn)動傳遞給第二層研磨體。研磨體依此向縱深傳遞運(yùn)動的過程中，必然會產(chǎn)生相對運(yùn)動，傳遞的速度將一層層地減弱下去。如果研磨體的層數(shù)非常多，在磨內(nèi)必然存在一部分研磨體無法獲得能量而處于相對靜止不動的狀態(tài)，這部分研磨體即形成滯留帶。國外專家的研究認(rèn)為，當(dāng)球徑小于磨機(jī)直徑的1/80時(shí)，磨內(nèi)將形成滯留帶。因此，磨機(jī)直徑越大研磨體滯留帶的不利影響越大。（如下圖所示）

　　2.3 工藝設(shè)計(jì)缺陷

　　入磨物料粒度太大且粒徑分布過寬

　　新型干法水泥廠在石灰石破碎系統(tǒng)一般選用單段（反擊）錘式破碎機(jī)，其理想出料粒度指標(biāo)為90%≤25mm（這是老的《工藝管理規(guī)程 》的基本要求），但錘頭磨損到中、后期，其出料粒度會大大增加，有的達(dá)到35mm甚至40mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于φ4.6m球磨機(jī)的最佳經(jīng)濟(jì)入料粒度5mm ，因此粉磨效率低，電耗高。盡管說大型球磨機(jī)對研磨體的提升高度大 、對入磨物料的沖擊力大，但是，就破碎來講，破碎機(jī)的電能利用率比球磨機(jī)要高數(shù)倍早已有定論。

　　大型球磨機(jī)選擇性粉碎帶來的弊端

　　新型干法生料制備多用砂巖作為Si質(zhì)校正料，而大部分砂巖的 高粉磨功指數(shù)級及強(qiáng)金屬磨蝕性使得有效的控制砂巖入磨料度變的困難，許多企業(yè)放松了砂巖的入磨粒度控制，致使砂巖在磨中因選擇性粉碎 而大量滯留于磨內(nèi)，惡化了料球比，占用了磨內(nèi)有效容積，使得磨機(jī)粉磨效率進(jìn)一步惡化，嚴(yán)重的還會影響生料質(zhì)量穩(wěn)定。

　　例如：XX廠因砂巖對破碎機(jī)件磨損嚴(yán)重而致入磨粒度失控，致使后期50mm甚至更大砂巖塊入磨，φ4.6m的生料磨產(chǎn)量從正常的210t/h一周后竟降至150t/h。[Page]

　　三、解決大型球磨機(jī)的效能措施

　　3.1、磨前加設(shè)預(yù)粉碎

　　對現(xiàn)有大型球磨機(jī)，應(yīng)盡快選用細(xì)碎機(jī)對主要原料石灰石進(jìn)行充分細(xì)碎，有可能的話應(yīng)當(dāng)按以下三原則配置：

　　（1）閉路化：控制入磨粒度（F95≤1.5mm FS>150 ㎡ /kg）；

　?。?）大型化：細(xì)碎機(jī)能力應(yīng)為磨機(jī)400-500%；

　?。?）高耐磨：使用超級耐磨材料，穩(wěn)定入磨物料粒度。

　　3.2、強(qiáng)化砂巖的磨外預(yù)粉碎將砂巖入磨粒度控制在3mm 以下

　　3.3、改變研磨體運(yùn)動軌跡

　　僅僅有活化襯板是不夠的，應(yīng)通過角螺旋襯板來改變研磨體運(yùn)動軌跡以大量消除“呆滯”研磨體提高粉磨效率。

　　3.4提高隔倉板通料能力

　　采用高強(qiáng)合金鋼版，通過機(jī)械銑削加工出精確光滑的篦縫，提高開孔率，顯著增加隔倉板通料能力。

　　綜合分析以上各項(xiàng)措施，磨機(jī)增產(chǎn)節(jié)電技術(shù)措施最為成熟可靠，投資回報(bào)率最高的當(dāng)屬通過高效預(yù)粉磨技術(shù)，大幅度降低入磨物料粒度。以大幅度提高大型磨機(jī)的粉磨效率為首選。

　　四、當(dāng)前主要預(yù)粉磨技術(shù)方案比較

　　當(dāng)前應(yīng)用于球磨機(jī)前作為預(yù)粉磨粉碎解決方案主要有：

　　立磨（典型如CKP磨）、輥壓機(jī)（輥磨機(jī)）、細(xì)碎機(jī)（閉路）、錘 磨機(jī)，及其他如球破磨、筒輥磨等。

　　4.1 立磨

　　特點(diǎn)：

　　1、粉磨效率高，磨機(jī)增產(chǎn)幅度大（50%-100%）；

　　2、對粘濕物料適應(yīng)性較強(qiáng)（7%）；

　　3、系統(tǒng)造價(jià)昂貴（指數(shù)100）；

　　4、節(jié)電較顯著（15%）

　　4.2 輥壓機(jī)[Page]

　　特點(diǎn)：

　　1、粉磨效率高，磨機(jī)增產(chǎn)幅度大（50%-100%）

　　2、對中、硬物料可良好適應(yīng)；

　　3、系統(tǒng)復(fù)雜、造價(jià)昂貴（指數(shù)100-150）

　　4、節(jié)電一般（>10%）

　　4.3 細(xì)碎機(jī)

　　特點(diǎn)：

　　1、系統(tǒng)簡單投資低（指數(shù)5-10）

　　2、節(jié)電較顯著（>20%）

　　3、磨機(jī)增產(chǎn)幅度一般（20%-30%）

　　廣東駿馬水泥有限公司一條日產(chǎn)3000噸的新型干法生產(chǎn)線，為配套4.3 ×66m的予分解窯，使用了國內(nèi)較大的5.0×10.5m風(fēng)掃磨制備生料，并選用了一臺大型XPCF300型（偏?。┘?xì)碎機(jī)，自2004年8月該生產(chǎn)線投產(chǎn)以來，設(shè)備運(yùn)行良好，節(jié)能增產(chǎn)效果明顯。

　　數(shù)據(jù)分析

　　a 磨機(jī)臺時(shí)產(chǎn)量大幅度提高。使用細(xì)碎機(jī)后，磨機(jī)臺時(shí)產(chǎn)量明顯提高，由不使用細(xì)碎機(jī)時(shí)的209.0t/h，提高到266.7t/h，臺時(shí)產(chǎn)量提高57.7t/h，增產(chǎn)幅度為28.0%。

　　b 生料粉磨單位電耗大幅度降低。不使用細(xì)碎機(jī)時(shí)，生料磨機(jī)單位電耗為28.2kwh/t，使用細(xì)碎機(jī)后，生料粉磨單位電耗為24.41kwh/t，降低單位電耗為3.79kwh/t,降低幅度為13.44%。

　　經(jīng)濟(jì)效益評估

　　生料磨采用細(xì)碎機(jī)后，不但提高了生料磨的臺時(shí)產(chǎn)量，而且直接降低了生產(chǎn)單位電耗，按每生產(chǎn)生料節(jié)約電3.79kwh/t，每度電0.6 元計(jì)算，每生產(chǎn)一噸生料可節(jié)約電費(fèi)2.274元，扣除增加細(xì)碎機(jī)后每噸耐磨件材料消耗0.3元/噸，每生產(chǎn)一噸生料可節(jié)約成本為1.974元， 按年產(chǎn)熟料100萬噸，需耗用155萬噸生料粉，則按此計(jì)算一年可節(jié)約電費(fèi)305.97萬元，該項(xiàng)目總投資僅節(jié)電一項(xiàng)可在半年全部收回。

　　4.4 錘磨機(jī)

　　特點(diǎn)：

　　1、磨機(jī)增產(chǎn)效果較好（30-40%）

　　2、節(jié)電效果顯著（>30%）

　　3、可適應(yīng)粘濕物料（水分>20%）

　　4、系統(tǒng)投資少（指數(shù)10-20）

　　青海樂都水泥有限公司Φ3.2×13m球磨機(jī)加DSM90錘磨機(jī)之后，磨機(jī)臺時(shí)產(chǎn)量由原來45噸提升至63噸，增產(chǎn)幅度為40%，節(jié)電20%以上。

　　若選用DSM150錘磨機(jī)，則可增產(chǎn)至72噸，增產(chǎn)幅度為60%，節(jié)電30%以上。

　　五、現(xiàn)代耐磨材料

　　現(xiàn)代預(yù)粉磨設(shè)備對耐磨材料提出了更高的要求，超級奧氏體錳鋼、超級 高鉻鑄鐵和金屬陶瓷復(fù)合材料，以及現(xiàn)代堆焊材料應(yīng)運(yùn)而生。

　　5.1、 超級奧氏體錳鋼

　　1-1 合金化

　　1-2 精練

　　1-3 凝固控制

　　1-4 原位增強(qiáng)

　　1-5 精確熱處理

　　鄭州鼎盛研制并已大量投放市場的DMn18Cr2/H200C超級高錳鋼在正常情況下比Mn13Cr2提高50-100%使用壽命。在有特別要求條件下甚至可以提高100-200%且可靠性極高。

　　5.2、 超級高鉻鑄鐵

　　5.3 金屬陶瓷復(fù)合材料

　　超高硬度    HRC可達(dá)65-70

　　高耐磨性

　　高性價(jià)比

　　六、結(jié)語

　　通過運(yùn)用高效預(yù)粉磨設(shè)備大幅度降低入門物料粒度，大幅度提高磨機(jī)粉磨效率，提高經(jīng)濟(jì)效益的有效手段使用了超級耐磨材料的“錘磨機(jī)”系統(tǒng)是廉價(jià)的高效率粉磨設(shè)備，具有最高的投資回報(bào)率。

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