劉子河：水泥立磨終粉磨技術(shù)研究及應(yīng)用

　　2013年6月16日，由中國水泥網(wǎng)主辦、芬蘭鋼鐵羅奇中國協(xié)辦的"2013第六屆國際粉磨峰會"在江蘇南京國際會議大酒店隆重開幕。近300位領(lǐng)導(dǎo)、專家及企業(yè)代表近出席了本屆峰會，并針對“提升系統(tǒng)節(jié)能”問題展開深度討論。會上，中材（天津）粉體技術(shù)裝備有限公司（下簡稱中材裝備）副總經(jīng)理劉子河做了《水泥立磨終粉磨技術(shù)研究及應(yīng)用》的主題報告，在報告中，劉子河根據(jù)立磨在水泥生產(chǎn)中作為終粉磨所取得效果，證明立磨用于水泥終粉磨已經(jīng)成為不可爭議的事實(shí)。

中材（天津）粉體技術(shù)裝備有限公司副總經(jīng)理劉子河

　　眾所周知，水泥粉磨系統(tǒng)的電耗占了水泥廠總電耗的68%，所以降低粉磨體統(tǒng)電耗是水泥廠降低總電耗、降低成本、節(jié)能減排的一個最重要方面，同時還可以直接或間接的降低二氧化碳排放量。傳統(tǒng)球磨機(jī)做為水泥終粉磨，其電耗可能達(dá)到100-110度，料床粉磨可以達(dá)到80-85度電，根據(jù)測試，目前最先進(jìn)的電耗水平是75度電。而現(xiàn)在最典型的料床粉磨是立磨和輥壓機(jī)，這兩種產(chǎn)品不論是在生料粉磨還是熟料粉磨都是競爭比較激烈的產(chǎn)品。

　　一、水泥粉磨技術(shù)發(fā)展概況

　　目前粉磨設(shè)備系統(tǒng)大型化問題已被提出來，大型化是粉磨設(shè)備的水平標(biāo)志，代表行業(yè)的最高水平。所以國外的立磨供應(yīng)商，例如Loesche、Pfeiffer均是把立磨磨盤做的很大。萊西福公司做的立磨磨盤最大直徑更是達(dá)到6.9米，產(chǎn)能最高1200t/h。但是粉磨技術(shù)裝備發(fā)展依舊面臨一些關(guān)鍵問題，例如：高水分原料怎么磨？礦渣，礦石等高磨蝕性怎么解決穩(wěn)定生產(chǎn)的問題？粉煤灰等高流動性物料如何磨得更細(xì)？

水泥粉磨技術(shù)發(fā)展過程

　　劉子河表示，水泥粉磨技術(shù)發(fā)展過程的主要技術(shù)有球磨機(jī)、輥壓機(jī)+球磨機(jī)和立式輥磨三種，單就電耗來說，球磨機(jī)最高為40-45kWh/t，輥壓機(jī)+球磨機(jī)為30-35kWh/t，立式輥磨可以控制在25~30kWh/t。

立磨粉磨水泥在世界上所占的比例變化

　　隨著立磨技術(shù)的發(fā)展，立磨粉磨水泥在世界上所占的比例也發(fā)生了很大的變化：在2004~2005年，立磨粉磨水泥在世界上所占的比例為26%，2008~2009年為61%，2011~2012年達(dá)到了83%。2009年的德國杜爾塞夫國際會議上專家對立磨粉磨水泥的肯定也佐證了這一變化的合理性。

　　二、水泥立磨技術(shù)試驗(yàn)研究

　　早期水泥立磨面對的主要問題是料床不穩(wěn)，粉磨部件磨損嚴(yán)重、壽命短，水泥顆粒級配窄、微細(xì)顆粒少、需水量大等。例如世界上第一的水泥立磨供應(yīng)商德國Pfeiffer公司，便是由于當(dāng)時水泥立磨的需水量偏高，不受當(dāng)時球磨機(jī)為主的時代的歡迎。但是后來隨著工藝研究、改善粉磨特性和粉磨機(jī)理以及耐磨件發(fā)展，這些問題已經(jīng)得到解決。

國外公司水泥立磨公司采取料床穩(wěn)定性的措施

國外公司水泥立磨系列

　　針對料床不穩(wěn)的問題，國內(nèi)外不同的水泥立磨供應(yīng)商采用不同的措施，例如萊歇公司采用副輥的方式，OK磨采用中間帶槽的方式，Raymond公司采用斜襯板的方式，Pfeiffer公司采用外圈鋪料的方式，而中材裝備集團(tuán)采用則是破碎的方式。

　　三、水泥立磨技術(shù)工業(yè)實(shí)踐

　　3.1 中材裝備水泥立磨技術(shù)在各企業(yè)的應(yīng)用

TRM型水泥立磨技術(shù)的發(fā)展

　　劉子河表示，中材裝備通過前期的大量調(diào)研，兩個實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，再進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，最終推廣到生產(chǎn)當(dāng)中；希望能夠促進(jìn)水泥粉磨的節(jié)能減排，降低生產(chǎn)成本，減少土地使用面積，減少二氧化碳排放。

立磨試驗(yàn)研究平臺

經(jīng)過改進(jìn)，該系統(tǒng)現(xiàn)為直徑5.6米立磨系統(tǒng)，該生產(chǎn)線可以粉磨鋼渣水泥。

本系統(tǒng)于專門用來粉磨水泥，水泥顆粒需水性（標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量）為25.6%，

武漢陽邏TRMKS43.4水泥磨操作小結(jié)

　　武漢陽邏水泥的立磨可以同時粉磨礦渣和水泥，在工藝設(shè)計的時候也特意把水泥粉磨的參數(shù)在礦渣粉磨的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。因?yàn)樵摴局簧a(chǎn)32.5強(qiáng)度水泥，所以平均電耗29kWh/t，礦渣、石灰、石膏平均電耗是34 kWh/t，比表面積在450㎡/kg以上，目前該公司正在計劃設(shè)計第二條線。

　　在調(diào)試期間，還測定了該系統(tǒng)礦渣與水泥在切換時間段內(nèi)不同時間點(diǎn)CaO成分。數(shù)據(jù)顯示：水泥轉(zhuǎn)磨礦渣一般需要5-10分鐘后開始，成品倒送至礦粉庫；礦渣轉(zhuǎn)磨熟料一般需要30分鐘后開始，成品倒送至熟料庫。

　　另外，有中材裝備建設(shè)并且已經(jīng)投產(chǎn)的立磨粉磨項目還有天山喀什水泥、馬來西亞HUME水泥、越南福山水泥、堯柏商洛、堯柏安康，堯柏和田等。

　　3.2 TRM型水泥/礦渣立磨的技術(shù)特點(diǎn)

TRM型水泥/礦渣立磨的技術(shù)特點(diǎn)

　　中材裝備水泥礦渣輥磨沒有采用萊歇的主輔輥模式，而是采用兩輥或三輥模式，取消了輔輥設(shè)計。采用更高的研磨壓力，相同產(chǎn)量的磨機(jī)規(guī)格比萊歇的要小。但是一些參數(shù)看，中材裝備的操作、成本、備品備件比萊歇更有優(yōu)勢。2011年12月9日，中國建筑材料聯(lián)合會在北京組織召開 “水泥立式輥磨終粉磨技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用”科技成果鑒定會，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平！

　　四、水泥立磨產(chǎn)品性能研究

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：n值越低，需水量越少。

水泥顆粒分布：介于期末和開流磨之間，是合理的。

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量

　　立磨：水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量多數(shù)在25~27%。圈流聯(lián)合粉磨：水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量多數(shù)在26~29.3%。相比較而言，立磨的需水量更少。

水泥的凝結(jié)時間在合理的范圍內(nèi)。

水泥強(qiáng)度與球磨機(jī)相當(dāng)

混凝土的工作性：混凝土的塌落度較高，有良好的工作性能

不同粉磨工藝水泥性能比較研究

　　以上數(shù)據(jù)為中國技術(shù)檢測中心天津第十一監(jiān)測站近期對天山水泥喀什工廠的三種生產(chǎn)工藝的檢測，該水泥廠同時擁有立磨、球磨、輥壓機(jī)+球磨機(jī)三種粉磨工藝，所以在同樣的生產(chǎn)環(huán)境、技術(shù)操作、管理體系、生產(chǎn)配比的情況下進(jìn)行比較而得出的這些數(shù)據(jù)，更具有說服力。

水泥細(xì)度和比表面積（TK代表立磨，TP代表球磨+輥壓機(jī)，BA代表球磨機(jī)）

水泥顆粒分布

　　眾所周知，需水性和強(qiáng)度是水泥性能兩大指標(biāo)，所以從上圖可以看出，立磨水泥顆粒分布的n值介于輥壓機(jī)和球磨機(jī)之間，已經(jīng)很好的達(dá)到了指標(biāo)的要求。

水泥流動性能

　　三種粉磨工藝磨出來的水泥的凝結(jié)時間相當(dāng)，流動度相當(dāng)，但是立磨水泥需水量最低。

水泥強(qiáng)度性能：立磨水泥的3天強(qiáng)度略低，但是28天強(qiáng)度與其他兩種大致相當(dāng)

混凝土流動性能

　　同樣施工環(huán)境（環(huán)境溫度20~22 度，相對濕度50%）調(diào)制C30混凝土，初始坍落度立磨水泥和其他兩種基本一樣，但是90分鐘之后，立磨水泥配制的混凝土流動度略好于其他兩種工藝水泥混凝土的性能。

　　所以，綜合以上各點(diǎn)可知，立磨水泥產(chǎn)品的性能特點(diǎn)是：

　　1）顆粒分布介于圈流球磨和開流球磨之間；

　　2）水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量多數(shù)在25-26.5%之間。

　　3）水泥的凝結(jié)時間在合理的范圍內(nèi)。

　　4）水泥的強(qiáng)度與球磨機(jī)相當(dāng)或略高于球磨機(jī)。

　　5）混凝土的塌落度較高，有良好的工作性能。

　　五、水泥立磨系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢

水泥粉磨系統(tǒng)對比（年產(chǎn)100萬噸）

　　從兩種水泥粉磨系統(tǒng)的對比來看，輥壓機(jī)+球磨機(jī)系統(tǒng)電耗30～35kWh/t,輥磨終粉磨系統(tǒng)為25～30 kWh/t，以年產(chǎn)100萬噸水泥來算，立磨系統(tǒng)每年可節(jié)約電耗400萬度。

　　從系統(tǒng)投資來看，輥磨終粉磨系統(tǒng)要略高于輥壓機(jī)+球磨機(jī)系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)是結(jié)合預(yù)算和生產(chǎn)廠家實(shí)際投資二做出的結(jié)論。另外，立磨對水分和力度的適應(yīng)性都要優(yōu)于輥壓機(jī)+球磨機(jī)。而且立磨不用修建廠房，所以噪音也要小于輥壓機(jī)+球磨系統(tǒng)。

　　立磨的工藝流程相對比較簡單，切換品種可在15～30分鐘內(nèi)完成，也比輥壓機(jī)+球磨機(jī)快捷。

立磨、輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)工藝系統(tǒng)對比

立磨、輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)率對比

立磨、輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)系統(tǒng)操作性對比

立磨、輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)能耗及維護(hù)費(fèi)用對比

立磨、輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益分析

　　立磨日常維護(hù)成本（以TRMK45水泥立磨為例）主要包括：磨耗費(fèi)用的計算包括更換輥套及襯板費(fèi)用的攤銷。耐磨鑲嵌陶瓷材質(zhì)保證壽命期間內(nèi)不需停機(jī)補(bǔ)焊，根據(jù)物料情況，壽命可達(dá)12000hr；堆焊材料壽命，根據(jù)物料情況，需要每6000hr左右補(bǔ)焊一次。

水泥熟料粉磨方式技術(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比

　　六、中材裝備集團(tuán)生產(chǎn)國內(nèi)最大原料立磨通過專家鑒定

　　2012年5月4日，中材裝備集團(tuán)生產(chǎn)的國內(nèi)最大的原料立磨TRMR60.4在河北礦峰水泥有限公司投產(chǎn)，并于2013年5月26日通過中國建材協(xié)會組織的專家鑒定。

TRMR60.4磨機(jī)工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)方案設(shè)計（主要工藝參數(shù)）

考核結(jié)果

　　鑒定專家認(rèn)為TRMR60.4生料立式輥磨運(yùn)行平穩(wěn)，振動小，磨耗低，經(jīng)中國水泥發(fā)展中心物化檢測所監(jiān)測表明：當(dāng)wi=13.3kWh/t、細(xì)度R80μm=183.%時，系統(tǒng)產(chǎn)量591.7t/h，墨跡點(diǎn)好7.79 kWh/t、系統(tǒng)電耗15.62 kWh/t。磨機(jī)設(shè)計合理，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。