淺議Atox50立式磨工藝參數(shù)的設(shè)定原則

圖1 生料粉磨系統(tǒng)工藝布局圖

　　0 前言
　　Atox50立式磨是一種集粉磨與粉體分級(jí)為一體的高效粉磨系統(tǒng)，它以氣力攜帶、輸送粉體，靠加載研磨壓力的磨輥與磨盤的相互擠壓、研磨粉碎物料，通過調(diào)整合適的風(fēng)速和選粉機(jī)轉(zhuǎn)速滿足細(xì)度指標(biāo)。風(fēng)取決于粉磨的生料量，而生料量又取決于系統(tǒng)所加載的研磨壓力，這三個(gè)因素都是在實(shí)際的生產(chǎn)中可以直接調(diào)控的主變量，為可控參數(shù)，三者互為影響、互相制約，在實(shí)際生產(chǎn)中，風(fēng)、料、研磨壓力的匹配是保證磨機(jī)處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)的關(guān)鍵。本文擬從Atox50磨在實(shí)際生產(chǎn)中的風(fēng)、料、壓力三者平衡的角度淺議磨機(jī)各工藝參數(shù)設(shè)定的依據(jù)，探討如何提高磨機(jī)的粉磨效率，以達(dá)到降低能耗、增加臺(tái)時(shí)產(chǎn)量和減輕設(shè)備損耗的目的。Atox50立磨風(fēng)、料、研磨壓力參數(shù)的設(shè)定分別如下。

　　1 工藝流程及主機(jī)設(shè)備參數(shù)
　　我廠生料粉磨系統(tǒng)采用的是三風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，粉磨系統(tǒng)為無循環(huán)風(fēng)管的工藝布局，生料磨、煤磨都設(shè)計(jì)在窯尾，生料磨采用出增濕塔的熱風(fēng)來烘干物料，煤磨使用的熱風(fēng)來自高溫風(fēng)機(jī)出口。工藝布局見圖1，主機(jī)設(shè)備性能見表1。

　　2 風(fēng)量、風(fēng)速對(duì)磨機(jī)成品量的影響
　　風(fēng)量決定了磨內(nèi)粉體的攜帶量，風(fēng)速?zèng)Q定了粉體被帶起的高度，風(fēng)量和風(fēng)速受系統(tǒng)拉風(fēng)、噴口環(huán)面積、磨機(jī)壓降以及工藝布局等影響，風(fēng)量和風(fēng)速的大小決定了最終的成品量。

　　2.1系統(tǒng)風(fēng)機(jī)（循環(huán)風(fēng)機(jī)）的工作性能應(yīng)滿足磨機(jī)所需的風(fēng)量和風(fēng)速Atox50立磨是靠風(fēng)力輸送成品生料的，風(fēng)量的大小直接決定了可以被攜帶的生料量，然而，風(fēng)量并不是唯一的因素，風(fēng)速的大小同樣至關(guān)重要，因?yàn)槭車娍诃h(huán)面積、選粉機(jī)轉(zhuǎn)速以及磨內(nèi)結(jié)構(gòu)所造成的磨機(jī)壓降的影響，粉體必須有足夠的出口動(dòng)能才能被帶出磨機(jī)出口，進(jìn)入四管旋風(fēng)收塵器進(jìn)行風(fēng)料分離，風(fēng)速的大小影響著旋風(fēng)收塵器的分離效率。

　　噴口環(huán)處的出口風(fēng)速和風(fēng)量是影響磨機(jī)成品量的重要因素之一，為達(dá)到這樣的工藝要求，通常都要求系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量在80×104 m³/h以上，風(fēng)機(jī)的壓頭在1×105Pa以上，所以在實(shí)際生產(chǎn)中需要調(diào)整高溫空氣量和循環(huán)空氣量即入磨總風(fēng)量（75～84×10⁴m³/h），以保證立式磨適宜的噴嘴環(huán)風(fēng)速（一般不小于45～55m/s）和適當(dāng)?shù)娜肽ワL(fēng)溫。

　　2.2 噴口環(huán)面積大小影響磨機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行
　　Atox50立式磨機(jī)的噴口環(huán)的面積大小可以通過遮擋噴口環(huán)的擋板來調(diào)節(jié)，過大將導(dǎo)致出口風(fēng)速減小，生料粉帶不到合適的高度，造成外循環(huán)變大，主電機(jī)負(fù)荷加重；過小將導(dǎo)致出口風(fēng)速變大，細(xì)粉帶起量增多，造成內(nèi)循環(huán)大，選粉機(jī)負(fù)荷加重。這些都將影響風(fēng)、料混合均化效果，降低磨機(jī)換熱效率，導(dǎo)致出口溫度升高和出磨生料水分增大。在調(diào)試時(shí)一般使用以下兩個(gè)調(diào)節(jié)方案：一是通過熱風(fēng)爐低產(chǎn)量時(shí)用250mm（約50%的噴口環(huán)面積）寬的擋板遮蓋噴口環(huán)，這可以幫助在低產(chǎn)量時(shí)穩(wěn)定磨機(jī)的振動(dòng)；二是正常生產(chǎn)時(shí)用125mm（約25%的噴口環(huán)面積）寬的擋板遮蓋噴口環(huán)。然而，受不同生產(chǎn)線設(shè)備選型、原材料物理性能等因素影響，噴口環(huán)的面積應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，找到適合各企業(yè)粉磨系統(tǒng)的最佳噴口環(huán)面積，使磨機(jī)形成穩(wěn)定的料層、合理的外循環(huán)與內(nèi)循環(huán)，保證磨機(jī)均衡穩(wěn)定地運(yùn)行。

　　2.3選粉機(jī)合適的轉(zhuǎn)速可保證產(chǎn)品細(xì)度和減緩設(shè)備磨損
　　Atox50立式磨機(jī)采用的是鼠籠式高效選粉機(jī)，它通過導(dǎo)向葉片將隨風(fēng)攜帶的粉體以一定的角度噴射在旋轉(zhuǎn)的籠子上，在離心力的作用下，細(xì)粉克服重力和葉片的摩檫阻力，隨風(fēng)進(jìn)入旋風(fēng)收塵器進(jìn)行氣固分離，其成品入庫；粗粉則落入選粉機(jī)底部，再通過底部的卸灰口落到磨盤上重新研磨，形成內(nèi)循環(huán)，通常要經(jīng)過多次循環(huán)，才能使全部粉體達(dá)到要求的細(xì)度。其選粉效率通常在90%以上。一般調(diào)試要求選粉機(jī)轉(zhuǎn)速為1250r/min（80%的額定轉(zhuǎn)速），然而，隨著磨機(jī)耐磨襯磨損造成的研磨效率下降和選粉機(jī)葉片磨損導(dǎo)致的分級(jí)效果降低，隨著使用時(shí)間的延長有些中控操作者往往只知道通過提高轉(zhuǎn)速來降低細(xì)度，而不知在磨況穩(wěn)定不減產(chǎn)的情況下適當(dāng)?shù)亟档惋L(fēng)速也可以明顯降低細(xì)度，這種操作習(xí)慣造成轉(zhuǎn)速的提高是錯(cuò)誤的，無形中增加了對(duì)選粉機(jī)葉片的磨損。由此應(yīng)該在設(shè)備使用壽命和產(chǎn)、質(zhì)量之間作出權(quán)衡，找出最佳的轉(zhuǎn)速范圍，使之達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

　　2.4磨機(jī)供風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)差異對(duì)系統(tǒng)風(fēng)量的影響
　　一般而言，5000t/d生產(chǎn)線常用的磨機(jī)供風(fēng)系統(tǒng)布局分為無循環(huán)風(fēng)路和有循環(huán)風(fēng)路。無循環(huán)風(fēng)路布局的供風(fēng)系統(tǒng)將磨機(jī)循環(huán)風(fēng)管和高溫廢氣風(fēng)管合粉磨技術(shù)No.4.2009-16-SICHUAN CEMENT為一個(gè)，能起到處理窯尾廢氣和風(fēng)循環(huán)的雙重作用，這種設(shè)計(jì)投資較少，但造成磨機(jī)系統(tǒng)風(fēng)量的穩(wěn)定性差，我廠立磨系統(tǒng)就是無循環(huán)風(fēng)管的風(fēng)路布局。在開磨用風(fēng)時(shí)無法避免進(jìn)入熱風(fēng)，喂料稍遲時(shí)就造成磨內(nèi)溫度急劇上升，若完全關(guān)閉熱風(fēng)閥，只開冷風(fēng)閥，則產(chǎn)生立磨系統(tǒng)風(fēng)路不能循環(huán)，導(dǎo)致窯尾袋收塵器正壓過大；若進(jìn)口風(fēng)路全部關(guān)閉，將造成噴口環(huán)出口風(fēng)速低，磨盤上的積料在開啟主電機(jī)時(shí)會(huì)從振動(dòng)篩觀察孔中涌出；當(dāng)因配料秤故障或斷料時(shí)，短時(shí)間的止料都會(huì)導(dǎo)致溫度升高，使用極不方便。且我廠使用的是窯尾生料磨與煤磨雙磨布局，煤磨開機(jī)時(shí)將造成雙磨供風(fēng)不勻，此時(shí)應(yīng)根據(jù)煤磨所用的風(fēng)量及時(shí)減少生料磨的喂料量，否則將造成飽磨，但由于風(fēng)路的補(bǔ)償作用，減料時(shí)不必完全根據(jù)風(fēng)量的比例作相應(yīng)減少，只能適當(dāng)遞減，使其平穩(wěn)過渡。而有循環(huán)風(fēng)路布局的供風(fēng)系統(tǒng)因其風(fēng)量自動(dòng)及時(shí)補(bǔ)償，且可以在開、停磨時(shí)不摻入熱風(fēng)，不會(huì)出現(xiàn)上述無循環(huán)風(fēng)路系統(tǒng)的弊端，有利于操作。這就要求中控操作者根據(jù)生產(chǎn)線的工藝布局特點(diǎn)，在磨機(jī)剛開時(shí)參照生料入磨的速度把握好拉風(fēng)、噴水、加壓的時(shí)機(jī)，力爭(zhēng)保持良好的粉磨狀態(tài)，為后續(xù)的快速加料創(chuàng)造條件。

　　3 生料的易磨性和喂料速率對(duì)磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的影響
　　3.1原材料的礦物組成決定了粉磨的難易程度水泥生產(chǎn)所需原料的礦物組成和結(jié)晶形態(tài)決定了其破碎的難易程度和粉磨的易磨性狀況，也是決定粉磨工藝參數(shù)的重要條件。

　　3.2合適的料層厚度可以保持較高的粉磨效率和減小磨機(jī)振動(dòng)
　　穩(wěn)定料層厚度是立磨操作的關(guān)鍵，料層薄則粉磨效率高，但易振動(dòng)；料層厚則振動(dòng)小，但粉磨效率低，料層不均勻?qū)⒃斐烧駝?dòng)增大。理論上講，料層厚度應(yīng)為磨輥直徑的2%±20mm，該立磨磨輥直徑為3000mm，因此60±20mm是適宜的料層厚度。料層厚度受擋料圈高度、系統(tǒng)拉風(fēng)、喂料量、噴水量等影響。擋料圈高度一般在安裝時(shí)根據(jù)喂料粒度及粒度級(jí)配等確定，我廠目前擋料圈高度為240mm。操作中調(diào)節(jié)料層厚度的前提是做到系統(tǒng)拉風(fēng)與喂料量的匹配，拉風(fēng)過大將造成磨內(nèi)物料走空，料層變薄，振動(dòng)變大；拉風(fēng)過小則物料進(jìn)出不平衡，料層增厚，粉磨效率下降，甚至造成飽磨。噴水的調(diào)節(jié)是在拉風(fēng)與喂料量匹配的情況下，對(duì)料層厚度進(jìn)行微調(diào)，在振動(dòng)值穩(wěn)定的前提下保持較薄的料層厚度，可以提高粉磨效率。

　　3.3喂料速率的大小取決于磨況的平衡穩(wěn)定程度
　　所謂磨況，是指磨機(jī)的粉磨平衡穩(wěn)定程度，即磨機(jī)處在平衡穩(wěn)定或不穩(wěn)定的粉磨狀態(tài)，其中磨內(nèi)壓差、主機(jī)電流、內(nèi)外循環(huán)量、振動(dòng)、料層等參數(shù)是衡量它的主要標(biāo)志。喂料量的大小要根據(jù)磨況來決定，剛開磨時(shí)由于磨內(nèi)較空，可以預(yù)加70%左右的生料，待壓差、主機(jī)電流、料層、磨機(jī)振動(dòng)穩(wěn)定后，隨著研磨壓力和系統(tǒng)排風(fēng)的加大，若磨機(jī)有富裕的粉磨能力，可以適當(dāng)加料。操作中要求能使磨機(jī)逐漸由一系列低端的粉磨平衡逐步地向高端的粉磨平衡過渡，過渡中盡量減少波動(dòng)。當(dāng)磨機(jī)加料到額定能力時(shí)，此時(shí)應(yīng)穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間，使磨機(jī)達(dá)到物料進(jìn)出平衡、破碎平衡、風(fēng)料平衡的穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)可以選擇是否增產(chǎn)。我們知道，任何平衡都是具有一定彈性的，在這個(gè)平衡下，適當(dāng)?shù)募訙p一些料，對(duì)磨況的影響是不大的。

　　4研磨壓力對(duì)磨況的影響
　　磨輥的自重與研磨壓力所產(chǎn)生的勢(shì)能等同于粉體產(chǎn)生新表面所需要的表面能，表面能的提高能使磨機(jī)達(dá)到理想粉磨的效果。

　　4.1研磨壓力應(yīng)根據(jù)物料的量和易磨性設(shè)定合理的范圍
　　研磨壓力一般常用的設(shè)定范圍是80~130Bar（1Bar=1×105Pa），這要根據(jù)生料的易磨性和設(shè)計(jì)產(chǎn)量等設(shè)定，我廠目前使用的滿負(fù)荷研磨壓力為116～118Bar。研磨壓力小將導(dǎo)致物料粉碎量少，外循環(huán)量增大，造成料層增厚、壓差增大，影響磨內(nèi)通風(fēng)，產(chǎn)量降低，同時(shí)影響刮料板的安全使用；研磨壓力過大將導(dǎo)致料層過薄，造成物料碎而不細(xì)，增加內(nèi)循環(huán)負(fù)荷和磨內(nèi)壓差，同時(shí)增大主電機(jī)負(fù)荷，造成粉磨功率浪費(fèi)，不利于長時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行和節(jié)能降耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

　　4.2研磨壓力加載的時(shí)機(jī)和幅度要根據(jù)磨內(nèi)物料量而定

　　判斷磨內(nèi)料量多少最直觀的參數(shù)是磨內(nèi)壓差，壓差為磨機(jī)噴口環(huán)處的靜壓損失。磨機(jī)剛開時(shí)，系統(tǒng)拉風(fēng)要參照磨機(jī)出口壓力，通常在6000～000Pa之間，物料入磨后，等壓差逐漸達(dá)到45～50MPa時(shí)，落輥加壓粉磨。待料層均勻、振動(dòng)穩(wěn)定后，逐漸加大研磨壓力。若磨機(jī)出現(xiàn)急?，F(xiàn)象，是由于磨內(nèi)存料較多，可以提前落輥加壓粉磨。這就要求操作者在實(shí)際生產(chǎn)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)壓差、外循環(huán)量、入磨皮帶電流、入磨皮帶上的攝像頭等準(zhǔn)確判斷磨況，判斷好加壓時(shí)機(jī)，過早則料層不穩(wěn)，容易造成振動(dòng)較大，過遲則造成磨內(nèi)物料多，壓差大，易飽磨，這些均不利于后續(xù)的提產(chǎn)操作。加載幅度要依據(jù)液壓泵最小工作壓力差而定，換言之，就是使液壓泵在輸入新的壓力設(shè)定時(shí)要有動(dòng)作，一般每次加載幅度不應(yīng)超過5Bar，待液壓壓力反饋穩(wěn)定后再根據(jù)磨內(nèi)壓差增減情況決定是否再加壓或減壓，最后逐漸根據(jù)喂料量決定最終的研磨壓力。

　　4.3 研磨壓力的卸載
　　研磨壓力的卸載常在止料停磨時(shí)開始，在操作中要做到“快而不急”，減壓在止料時(shí)開始，每次減4～5Bar左右，待反饋穩(wěn)定后再減壓，直到減至最小壓力，一般為80Bar。過急減壓將導(dǎo)致溢流閥一直處于開狀態(tài)，不利于液壓站的穩(wěn)定工作。且在止料時(shí)，因入磨皮帶上的物料走空需要一定的時(shí)間，同時(shí)考慮到磨機(jī)內(nèi)外循環(huán)量，通常在這段時(shí)間內(nèi)將研磨壓力減到最小是不會(huì)造成磨機(jī)振動(dòng)變大的。待磨內(nèi)壓差和主電機(jī)電流降低時(shí)，可以停磨，此時(shí)，磨內(nèi)物料基本磨空，方便以后開磨。