風(fēng)選磨半終粉磨工藝在水泥粉磨中的應(yīng)用

  水泥粉磨工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)直接影響到后期水泥生產(chǎn)成本，粉磨工藝選型除考慮系統(tǒng)產(chǎn)量，系統(tǒng)投資，系統(tǒng)電耗，還需考慮熟料利用率，水泥性能，水泥強(qiáng)度，設(shè)備的可靠性、系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率、易損件磨耗等。如何選取最優(yōu)的粉磨工藝，最簡(jiǎn)潔的工藝配置，最可靠實(shí)用的生產(chǎn)設(shè)備，用最小的投資取得最大的經(jīng)濟(jì)效益，成為廣大水泥企業(yè)所追求的目標(biāo)。

  現(xiàn)有粉磨工藝比較

  目前比較主流的粉磨工藝是輥壓機(jī)＋球磨機(jī)，利用多破少磨粉磨原理,盡可能最大限度發(fā)揮輥壓機(jī)擠壓破碎功能，后道球磨機(jī)起研磨修形作用，該工藝分輥壓機(jī)系統(tǒng)＋開路管磨和輥壓機(jī)系統(tǒng)＋閉路管磨。前工藝存在過粉磨嚴(yán)重，水泥溫度高，容易引起石膏脫水，對(duì)水泥性能有影響。后工藝較好的解決了溫度和過粉磨問題，但是水泥顆粒粒徑分布窄，影響水泥的操作性和力學(xué)性能。近年來為進(jìn)一步提高產(chǎn)量，在輥壓機(jī)預(yù)粉磨過程中把一定量的符合成品粒徑要求的部分，通過高效選粉機(jī)選出，實(shí)現(xiàn)半終粉磨工藝，該工藝提高系統(tǒng)產(chǎn)量，降低了電耗，但由于靠輥壓機(jī)擠壓產(chǎn)生的微分顆粒形貌不好，水泥需水性增加，影響水泥強(qiáng)度。

  風(fēng)選磨半終粉磨工藝

  圖示1

  由南京蘇材重型機(jī)械有限公司研制開發(fā)的風(fēng)選磨半終粉磨工藝見圖示1。該工藝采用風(fēng)選磨作預(yù)粉磨，風(fēng)選磨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為中空軸進(jìn)料，筒體邊緣排料，出料采用粗、細(xì)篩分裝置。工作原理采用大鋼球破碎，在破碎過程中產(chǎn)生的大量細(xì)粉聚集在筒體周邊，利用大風(fēng)量通過擴(kuò)散帶走筒體周邊細(xì)粉，從而克服細(xì)粉墊層影響，大幅度提高沖擊破碎效率。由于出磨物料采用粗細(xì)篩分裝置，出磨物料顆粒受嚴(yán)格限制，大于1mm顆粒不得出磨，留在風(fēng)選磨內(nèi)繼續(xù)破碎直徑合格后出料，風(fēng)選磨出磨物料細(xì)度控制50%左右，粒徑分布見表1。

  表1

  預(yù)粉磨出來的物料通過提升機(jī)進(jìn)入三分級(jí)選粉機(jī)，選粉機(jī)采用平面渦流選粉原理，通過籠形轉(zhuǎn)子把一部分細(xì)粉選出隨氣流進(jìn)入后道氣箱脈中除塵器收集，收集的細(xì)粉直接進(jìn)入成品，潔凈空氣通過風(fēng)機(jī)排出，該部分預(yù)粉磨收集的成品占總量的20%～30%，并且45微米篩余2%。籠形轉(zhuǎn)子的物料沉淀收集后進(jìn)入后道開路球磨機(jī)。

  由于嚴(yán)格控制入磨物料粒度，同時(shí)把容易產(chǎn)生過粉磨部分物料已選走，進(jìn)入后道物料粒徑分布均勻，后道磨采取開路磨工藝即可。

  風(fēng)選磨半終粉磨工藝特點(diǎn)

  1、采用筒體周邊排料，以利于風(fēng)的擴(kuò)散，及時(shí)帶走細(xì)粉墊層，提高破碎效率。

  2、采用出料粗細(xì)分離裝置，嚴(yán)格控制出機(jī)粒度，粗料返回填補(bǔ)出料三角區(qū)，減少無功損耗。

  3、采用半終粉磨工藝，提前選走預(yù)粉磨中30%左右成品，減少后道磨過粉磨，提高系統(tǒng)產(chǎn)量，降低粉磨電耗。

  4、嚴(yán)格控制入磨物料粒徑，同時(shí)避免過粉磨物料入磨，后道磨粉磨顆粒分布更合理，充分發(fā)揮熟料利用率，提高水泥強(qiáng)度，同質(zhì)量水泥，混合材多摻3%-5%。

  5、預(yù)粉磨中產(chǎn)生的大量熱量起烘干物料作用，入磨物料水份可放寬，同時(shí)預(yù)粉磨產(chǎn)生的熱量排走，降低后道粉磨出磨物料溫度。

  6、投資低，設(shè)備可靠性好，運(yùn)轉(zhuǎn)率高，易損件通用，維護(hù)保養(yǎng)方便。

  揚(yáng)中市大地水泥有限公司粉磨系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況

  揚(yáng)中市大地水泥有限公司現(xiàn)有兩條水泥粉磨生產(chǎn)線，主機(jī)配置兩臺(tái)φ3.5×13m水泥磨，其中一臺(tái)采用輥壓機(jī)半終粉磨工藝，另一臺(tái)無預(yù)粉磨設(shè)備，本技術(shù)改造在無預(yù)粉磨的生產(chǎn)線上，采用南京蘇材公司風(fēng)選磨半終粉磨工藝。

  1、粉磨系統(tǒng)改造前

  揚(yáng)中市大地水泥有限公司水泥粉磨生產(chǎn)線φ3.5×13m磨機(jī)1臺(tái)，采用開路磨工藝，配套收塵器PPC96-6。磨機(jī)分為三倉(cāng)，Ⅰ倉(cāng)為階梯襯板，倉(cāng)長(zhǎng)4.0m；Ⅱ倉(cāng)位為中波紋襯板，倉(cāng)長(zhǎng)2.75m；Ⅲ倉(cāng)位為小波紋襯板，倉(cāng)長(zhǎng)5.5m。采用高鉻研磨體，最大鋼球?yàn)棣?0mm，最小鋼段為φ8×8mm；前隔倉(cāng)采用雙層隔倉(cāng)，后隔倉(cāng)為單層隔倉(cāng)，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量65噸/時(shí)，粉磨電耗為36kWh/t。工藝流程見圖示2。

  圖示2

  2、粉磨系統(tǒng)改造后

  揚(yáng)中市大地水泥有限公司粉磨生產(chǎn)線φ3.5×13m磨機(jī)1臺(tái)，采用前閉路后開路工藝見圖示1；即FM40（有效長(zhǎng)度5.0m）風(fēng)選磨作為水泥預(yù)粉磨設(shè)備，熟料、明礬石、石膏等進(jìn)入風(fēng)選磨進(jìn)行預(yù)粉磨（生產(chǎn)42.5級(jí)水泥時(shí)配比：熟料86%，磷石膏含煤渣12%，明礬石2%），配套三分級(jí)選粉機(jī)S1500，合格成品直接通過收塵器入庫(kù)，選粉機(jī)粗粉進(jìn)入φ3.5×13m磨機(jī)，磨機(jī)分為三倉(cāng)，采用帶篩分的雙層隔倉(cāng)裝置，增加通風(fēng)面積，磨尾采用線切割熱處理出料篦板；風(fēng)選磨鋼球采用φ60mm-φ100mm，高細(xì)磨機(jī)采用φ30mm-φ60mm鋼球和φ10mm-φ25mm的鋼鍛。粉磨系統(tǒng)設(shè)備配置見表2。

  表2

  3、設(shè)備運(yùn)行及調(diào)試

  ①設(shè)備開始運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)風(fēng)選磨進(jìn)風(fēng)負(fù)壓偏小，出料口時(shí)有溢料現(xiàn)象，進(jìn)入選粉機(jī)出來的粗粉含有部分成品。因此我們通過改進(jìn)風(fēng)選磨磨尾鎖風(fēng)裝置，真正將風(fēng)選磨內(nèi)風(fēng)有效利用；調(diào)高高效收塵器風(fēng)機(jī)頻率，增加收塵風(fēng)量；降低三分級(jí)選粉機(jī)主軸頻率，調(diào)節(jié)二次進(jìn)風(fēng)比例，有效提高選粉效率。通過此措施后風(fēng)選磨沒有出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，磨音聲音清脆、響亮，電流下降。

  ②φ3.5×13m高細(xì)磨機(jī)開始運(yùn)行時(shí)，Ⅰ、Ⅱ倉(cāng)聲音響亮、清脆；Ⅲ倉(cāng)聲音發(fā)悶。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)Ⅲ倉(cāng)利用原有微鋼鍛，阻止物料在磨機(jī)流速；同時(shí)高細(xì)磨收塵器脈沖閥有3只發(fā)現(xiàn)異常，壓縮氣包中的壓力只有2公斤壓力。我們考慮到Ⅲ倉(cāng)研磨體比較多，加上成本因素，更換部分研磨體改善研磨級(jí)配；同時(shí)更換收塵器脈沖閥線圈、排查漏氣等措施，有效提高收塵器工作效率。設(shè)備再次運(yùn)行時(shí)，高細(xì)磨機(jī)磨內(nèi)通風(fēng)加強(qiáng)，Ⅲ倉(cāng)狀況有所改善，產(chǎn)量和指標(biāo)比較穩(wěn)定。

  ③磨機(jī)產(chǎn)量大幅度提高，磨尾提升機(jī)能力受限制，原有NE100提升機(jī)更換NE150提升機(jī)增加提升能力，滿足工藝要求。

  4、注意要點(diǎn)

  ①在整個(gè)粉磨工藝過程中，我們需要發(fā)揮設(shè)備的特點(diǎn)，調(diào)整參數(shù)滿足整個(gè)系統(tǒng)的要求。在設(shè)備運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)風(fēng)選磨預(yù)粉磨能力還有提升空間，但高細(xì)磨由于Ⅲ倉(cāng)研磨體及收塵器風(fēng)量的限制，以后還有進(jìn)一步提升空間。在此次調(diào)試過程中我們盡量讓風(fēng)選磨多產(chǎn)生細(xì)粉，通過三分級(jí)選粉機(jī)選出。

  ②嚴(yán)格控制入磨粒度及水分，在生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)該廠使用明礬石和建筑垃圾。明礬石中有一少部分粒度大且硬石頭，需要通過破碎或者篩子去除；建筑垃圾含一定的水分，在生產(chǎn)325級(jí)水泥過程中發(fā)現(xiàn)水分大時(shí)，磨機(jī)磨音發(fā)悶。

  ③全面深化管理，質(zhì)量管理人員要對(duì)水泥質(zhì)量和產(chǎn)量進(jìn)行協(xié)調(diào)，進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)，找出最佳技術(shù)解決方案。同時(shí)，中控人員及時(shí)與磨機(jī)值班人員和質(zhì)量分析人員交流，確保水泥產(chǎn)、質(zhì)量穩(wěn)定。

  5、揚(yáng)中市大地水泥有限公司兩種水泥預(yù)粉磨設(shè)備參數(shù)見表3

  從表中可以看出采用風(fēng)選磨半終粉磨工藝與輥壓機(jī)半終粉磨工藝相比，產(chǎn)量相當(dāng)，電耗降低2kwh/t～3kwh/t，混合材多摻3%～5%。由于輥壓機(jī)系統(tǒng)工藝復(fù)雜，液壓故障頻繁，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率低，維護(hù)保養(yǎng)困難，影響正常生產(chǎn)；風(fēng)選磨系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)潔、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、工作穩(wěn)定可靠、工況適應(yīng)性強(qiáng)、投資運(yùn)行費(fèi)用低等突出優(yōu)點(diǎn)，特別適合水泥企業(yè)老廠改造。風(fēng)選磨是一種可以和輥壓機(jī)相媲美的新型預(yù)粉磨設(shè)備。