千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦水泥粉磨一篇文章摘要：水泥粉磨工序是水泥生產過程中的重環(huán)節(jié)，它別僅直截了當關系到水泥的質量（尤其是水泥細度），并且還對水泥的產量和生產能耗有著重要的妨礙。在努力提高水泥磨機產量及水泥細的并且，最大限度落低度粉磨系統(tǒng)的能耗關于節(jié)約源及提高企業(yè)的經(jīng)濟效益具有重要的現(xiàn)實意義。本文經(jīng)過粉磨工藝、磨機結構改舉行等方面的打打新技術、新工藝研究成果，結合生產實際，探討了提高粉磨系統(tǒng)能力和效率的技術措施優(yōu)化咨詢題。

前言

在水泥生產“二磨一燒”的三大環(huán)節(jié)中，“磨”既是熟料燒成的必要前提，又是決定水泥成品質量的關鍵；并且，“二磨”電耗約占水泥生產過程總電耗的７０％，其中，水泥粉磨電耗約占水泥生產總電耗的４０％。在“二磨”中，水泥粉磨由于物料易磨性比生料差得多，且水泥細度要求較高，故其粉磨比電耗高，約為生料粉磨比電耗的１．５倍。隨著ＩＳＯ９０００水泥新標準全面實施，水泥細度的要求將更加嚴格；并且為了有效保證水泥的早期強度，還須改變水泥的粒度組成，提高發(fā)揮早期強度的細顆粒含量。目前我國水泥廠大多使用球磨機作為水泥粉磨設備，眾所周知，球磨機的有效能量利用率僅為２％左右，所以提高能量利用率的潛力非常大。我國的水泥年產量已達５億ｔ，若按水泥粉磨電耗落低１０％(平均約為3kwh/t)計，則每年可節(jié)電１．５×１０９ｋＷｈ；每度電價以０．５元計，則每年粉磨成本可落低近８億元。另一方面，近年來，經(jīng)過對燒成工藝的改進及一系列技術改造，各種窯型的熟料生產能力都有別同程度的提高，尤其是許多立窯經(jīng)過窯徑的擴大以及采納礦化劑和晶種等技術措施，生產能力的提高幅度更為顯著，使原來與之配套的粉磨設備普遍存在能力別腳的咨詢題。為此采取有效措施，努力提高水泥粉磨系統(tǒng)的生產能力，并且落低粉磨能耗等課題得到了廣闊工程技術人員和研究人員的緊密關注，許多積極有益的研究探究和技術革新屢見報道，并取得了可喜的實際效果。水泥粉磨效率的提高，涉及粉磨工藝、設備及操作參數(shù)等諸多因素，欲有效提高整個系統(tǒng)的生產能力，需綜合分析各種因素，舉行全面的優(yōu)化。本文擬結合近年來的技術成果和發(fā)展就妨礙粉磨系統(tǒng)能力的若干因素舉行較全面的綜合分析。

１水泥粉磨系統(tǒng)高產節(jié)能技術措施

１．１粉磨工藝

１．１．１閉路粉磨工藝

就粉磨工藝流程而言，目前要緊有開路和閉路兩種。前者優(yōu)點是工藝操作簡單，物料出磨后即為成品。缺點是物料在磨內流速慢，滯留時刻長，為保證出磨物料的粒度全部符合要求，其中已磨細的物料也別能及時排出磨機，經(jīng)常造成過粉磨現(xiàn)象。開路磨系統(tǒng)生產能力相對較低，能耗較高，不會隨時靈便地調整出磨物料的細度。后者加設了選粉設備，可及時地將已磨細的細粉排出磨外，有效地幸免了過粉磨現(xiàn)象，并可經(jīng)過調節(jié)選粉機的工作參數(shù)靈便調節(jié)成品水泥的細度。此外，閉路磨內物料流速加快，各倉的研磨體分不恰當?shù)爻袚鬯榛蚍勰ト蝿?，故產量提高，電耗落低，尤其是對水泥細度要求較高時，高產低耗的優(yōu)點更加明顯。這方面的生產實例非常多，如某廠的φ３ｍ×１１ｍ水泥磨由開路改為帶ＳＥＰＡＸ—３．５型選粉機的閉路系統(tǒng)后，產量由原來的２０ｔ／ｈ提高至２７ｔ／ｈ，粉磨電耗則由５２．８ｋＷｈ／ｔ落低至42.3ｋＷｈ／ｔ[１]，產量提高３５％，電耗落低１９．９％。能夠講，采納閉路粉磨是水泥粉磨工藝的必定趨勢。

１．１．２預粉碎（磨）多級串聯(lián)粉磨工藝

眾所周知，球磨機作為粉磨設備是比較理想的，但作為粉碎或破裂設備，它卻是低效率的。將粒度較大的十幾毫米甚至數(shù)十毫米的物料破裂過程從磨內移至磨外，在特意的粉碎設備中舉行，是提高球磨機生產能力的有效途徑?！岸嗨樯倌ァ保磁p小入磨物料粒度是多年來水泥粉磨作業(yè)實踐向人們昭示的珍貴經(jīng)驗，因而預粉碎（磨）工藝的應運而生算是十分自然的了。依照粉碎理論，脆性物料從數(shù)十毫米破裂至數(shù)毫米，其碎裂的本質是內部裂紋的別斷產生和擴展，而促使這一過程的外界因素即是以一定的方式對其施加的強大作用力——粉碎力。通常采納壓縮粉碎和沖擊粉碎方式，相應的系統(tǒng)有輥壓磨＋球磨機和沖擊粉碎機＋球磨機兩種預粉碎（磨）工藝。

（１）輥壓磨＋球磨機粉磨工藝。該工藝也包括各種立磨與球磨機串級粉磨的工藝配置，這個地方僅以輥壓磨＋球磨機的串級粉磨系統(tǒng)舉行分析。被粉碎的水泥熟料先進入輥壓磨，強大的輥壓力將其從數(shù)十毫米壓碎至幾毫米甚至更細后入球磨機。由于熟料顆粒經(jīng)輥壓粉碎的并且，內部也產生許多微裂紋，因而在球磨機內較容易進一步被粉碎而非常快進入粉磨時期。在這種粉磨系統(tǒng)中，球磨機的要緊任務不過粉磨，因此，粗磨倉可選用較小尺寸的研磨體，研磨體表面積的增大顯然有利于粉磨效率的提高，進而大幅度提高粉磨系統(tǒng)的生產能力。據(jù)報道[２]，采納輥壓磨＋球磨機串級粉磨工藝后，水泥磨系統(tǒng)的產量可提高４０％，粉磨電耗可落低１０％。

（２）沖擊式破裂機＋球磨機粉磨工藝。細粉碎設備的研制是目前熟料預粉碎方面的熱點之一。從２０世紀８０年代的細顎式熟料破裂機到近年來的各種沖擊式細碎機，有力地推動了水泥粉磨工藝的改革和創(chuàng)新。這些熟料細破裂設備大致有如下幾種：細顎式破裂機（ＰＥＸ型）、立式反擊式破裂機（ＰＣＦ型）、立式錘式破裂機（ＰＣＬ型）、立軸錘式細碎機（ＸＣＬ型）、高效節(jié)能破裂機（ＰＧＸＪ型）、立式?jīng)_擊破裂機和渦動沖擊破裂機等。它們的平均出料粒度均可達３ｍｍ～５ｍｍ，其中立式?jīng)_擊破裂機的出料中粒徑＜２．５ｍｍ者可達８０％～９０％。應該指出的是，不管是輥壓磨依然上述各種細破裂機，技術上的突出咨詢題是輥面或粉碎工作部件的材質，惟獨工作部件具有高硬度和高耐磨性，才干保證它們長期有效地工作；否則，較短的使用壽命和更換周期勢必妨礙系統(tǒng)的運轉率和生產能力，并且也會增大材料消耗，別利于經(jīng)濟效益的提高。

１．２球磨機的結構改進

球磨機本身的結構也是妨礙其粉磨能力的重要方面。它包括磨內各倉長度的設置、襯板的形式、隔倉板的類型、通孔率及布置方式等。

（１）磨機內各倉的長度。目前，各種規(guī)格的球磨機粗磨倉的長度多是依照入料最大粒度為２５ｍｍ舉行設計的，因而粗磨倉長度普遍相對較長。隨著預粉碎工藝的引入，入磨物料粒度顯著減小，磨內粗磨的壓力大大減緩，所以，假如仍保持原來的倉長度，則會造成粗磨倉能力過剩、細磨倉能力吃緊的別平衡現(xiàn)象。為了使各倉能力相匹配，許多廠家采取了適當縮短粗磨倉長度、增大細磨倉長度的做法，取得了較好的效果。如φ２．２ｍ×６．５ｍ磨機的一倉設計長度為２．７５ｍ，有點廠家將其縮短至2.45ｍ，甚至210ｍ，再配合研磨體的相應調整，獲得了中意的生產效果。

（２）隔倉板的改進。近年來，高細磨的進展促進了隔倉板的改進，使其除具有阻隔大塊料、防止研磨體串倉、保證通風、強制送料等傳統(tǒng)功能外，還具有了新的分級功能。如帶分級篩的雙層隔倉板，除具有強制送料作用外，還能將粒度較大的粗顆粒返送回粗磨倉接著粉磨。在φ２．４ｍ×１３ｍ磨內裝設該隔倉板后，磨機產量提高了２８．１％，粉磨電耗落低了１５．３％，研磨體消耗落低了２６．８％[４]。由于此分級作用，進入細磨倉的物料粒度穩(wěn)定性大大提高，可在相當程度上幸免出磨粗顆粒的存在，并且關于穩(wěn)定系統(tǒng)的循環(huán)負荷率進而穩(wěn)定整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)都具有積極的意義。據(jù)報道[２]，將隔倉板由垂直于磨機軸線改為傾歪４５°～６０°安裝，既消除了磨內約４％的“死料層”，強化了研磨體的沖擊和摩擦能力，又增大了通風面積，改裝后φ１．８３ｍ×７ｍ水泥磨的產量由原來的５．５ｔ／ｈ提高至７．５ｔ／ｈ，增產幅度達３６％以上。

（３）新型襯板的使用。磨機襯板形式多種多樣，作用及效果也別盡相同，其中，階梯襯板是水泥磨粗磨倉使用最廣泛的襯板形式，其阿基米德螺線狀彎曲表面保證了磨機運轉過程中能均衡地將研磨體提升至一定高度，從而增大其沖擊粉碎物料的作用，但這種襯板仍然別能克服鋼球與之點接觸的缺點。圓角方形襯板角螺旋襯板、溝槽襯板等新型襯板的浮現(xiàn)，使襯板與研磨體的配合趨于合理。河南偃師縣水泥廠、輝縣水泥廠、安徽巢湖水泥廠等首先使用了環(huán)形溝槽活化襯板，磨機產量均提高１５％左右，粉磨電耗落低１５％～１９％[５]。這是因為鋼球與襯板的１２０°弧線接觸，增大了研磨面積，球與襯板之間有一層別易脫離的物料，充分利用了它們相互之間的滑動摩擦，粉磨效率隨之提高。角螺旋襯板則是經(jīng)過改變磨內研磨體運動規(guī)律，使研磨體的脫離角具有多變性，以增強研磨體與物料的交叉穿透和混合充分接觸粉磨，以及鋼球自動分級來提高粉磨效率。在環(huán)形溝槽活化襯板的基礎上，又研究開辟了新型節(jié)能襯板——環(huán)溝一雙曲面襯板[２，６]，該襯板使研磨體的提升更為合理，研磨體與物料的接觸摩擦機遇更多，產量可進一步提高１０％～１８％，電耗落低１０％～２０％。

１．３研磨體的裝載量及其級配

（１）研磨體的裝裁量。球磨機中研磨體的裝載量通常是依照填充系數(shù)或填充率來確定的，普通球磨機的填充系數(shù)多為０．２８～０．３２。許多研究和實踐證明，研磨體的填充系數(shù)能夠適當增大，即可適當增加研磨體的裝載量，細磨倉尤其這樣。首先，增大研磨體填充量在別改變級配的前提下可增加粉碎或粉磨的幾率；其次，填充率增大后，研磨體的重心向磨機的軸線靠近，總作用力矩并無明顯增大，故不可能對功率傳動造成妨礙。實際上，磨機配套電機的功率儲備徹底允許在一定范圍內增加裝載量。實踐證明[２]，φ２．２ｍ×６．５ｍ和φ１．８３ｍ×７ｍ的磨機，研磨體分不由３１ｔ和２１ｔ增加至３４ｔ和２４ｔ后，磨機產量均可提高２０％左右。

（２）研磨體的級配優(yōu)化。磨機內研磨體的級配最佳化向來是水泥粉磨技術中的探討熱點之一。近年來，對于鋼球級配的實踐報道非常多，也有很多規(guī)律性的經(jīng)驗總結，如平均球徑法，斯坦納曲線法等[７]。級配確定要解決的幾個重要參數(shù)是：最大球徑、平均球徑以及鋼球（或段）級數(shù)以及各級所占比例。其實，妨礙研磨體級配的因素非常多，見諸報道的許多辦法也僅僅是在特定物料及工藝條件下的較佳挑選。下面就研磨體級配確定中應思考的咨詢題談一些看法。

①最大球徑和平均球徑的計算應思考物料的易磨性或易碎性。別同窯型煅燒的物料其易碎性是有差異的，即使是同種窯型煅燒的熟料，由于工藝配方及燒成條件別同，其易磨性也往往別相同。另外，混合材為礦渣時，因其粒度相對較小，又難磨，因此，配球中則需適當增加小尺寸研磨體的比例。

②預破裂粉磨工藝中對粗磨倉中研磨體平均球徑及其級數(shù)的調整應視預粉碎設備事情而定。具體地說，經(jīng)輥壓和擠壓破裂的熟料除顆粒粒度較小外，其內部還有大量的裂紋缺陷，因而入磨后較易粉碎；而經(jīng)沖擊破裂后的熟料顆粒較均勻，并且破裂要緊是由內部裂紋擴展所致，顆粒內部缺陷相對較少，故入磨后相對難粉碎些。所以，配球時，對這兩種預粉碎系統(tǒng)應區(qū)不對待。

③出磨水泥的細度和性能。成品水泥細度是其直截了當?shù)馁|量指標之一。關于開路系統(tǒng)，這一指標顯然取決于磨內研磨體的級配；對閉路系統(tǒng)，假如出磨水泥細度太粗，則勢必會導致循環(huán)負荷率過大，增大選粉機的壓力。另一方面，選粉機的臨界分離粒徑是以０．０８ｍｍ即８０μｍ界定的，它不會改變小于此粒徑的各粒度級不的含量，而關于有點水泥，或要求提高早期強度，或希翼提高２８天強度，所以對水泥的粒度分布則有相應的要求，假如是前者，則希翼細顆粒＜１０μｍ的含量大一些，欲實現(xiàn)這一點，必須增大磨內小尺寸研磨體的比例。

１．４襯板和研磨體的材質

穩(wěn)定的粉磨工藝條件在非常大程度上取決于襯板和研磨體的材質，假如襯板材料的硬度、耐磨性及抗沖擊性能差，則其內表面會非?？旄淖冊瓉淼膸缀涡螤睿煌?，研磨體的級配在磨機運轉過程中是動態(tài)的、別斷變化的，若研磨體的耐磨性和機械強度達別到要求，經(jīng)一段時刻的粉磨作業(yè)后，原來的最佳級配顯然難以保證。雖然人們總結了非常多補球的方法，但怎么說別同尺寸的研磨體在粉磨過程中的磨損規(guī)律是別同的，因此補球充其量只能保持裝載量的相對平衡，并別能保持級配的始終如一。所以，改善襯板和研磨體的材質是研磨體級配和磨機工作條件長期穩(wěn)定并提高其運轉率和生產效率的全然保證。

關于襯板而言，長期工作必要的材質條件是：具有整體均勻的硬度和組織結構，和高抗沖擊疲勞強度、低磨損率、別變形、別斷裂，顯然一般鋼襯板難以具備這些特點。高鉻白口鐵襯板硬度高，耐磨，但應力集中敏感性強；貝氏體球鐵襯板具有較高的抗彎曲疲勞強度和優(yōu)良的耐磨性，與高錳鋼襯板相比，壽命可提高１倍以上；多元低合金鋼襯板的使用壽命為高錳鋼襯板的４倍以上。

研磨介質消耗是水泥粉磨過程中的要緊材料消耗，它包括研磨體之間及其與物料之間相互摩擦造成的磨耗和自身碎裂導致的損耗。研磨體損耗過大，別僅妨礙磨機的粉磨能力，且頻繁的停機補球導致運轉率低及工作狀態(tài)的別穩(wěn)定，還直截了當造成粉磨成本提高。粉磨１ｔ水泥一般鋼球的研磨體損耗大致為１０００ｇ，補球周期多為半月左右，而耐磨球如軸承鋼球、高鉻球、低合金鋼球的損耗可落至３０ｇ／ｔ～４０ｇ／ｔ，平均磨耗為６０ｇ／ｔ左右，損耗僅為前者的１／１５～１／２０，補球周期可達半年以上。如冀東水泥廠水泥磨補球周期長達１年。以φ２．２ｍ×６．５ｍ球磨機為例，其設計產量為１４ｔ／ｈ，一般鋼球的損耗量為１４ｋｇ／ｈ，耐磨球為８４０ｇ／ｈ。若二者的價格分不為３０００元／ｔ和６０００元／ｔ，則折合人民幣分不為４２元／ｈ和５元／ｈ。按每年７０００ｈ計，僅此一

項，后者可比前者節(jié)約２６萬元左右；若思考運轉率和粉磨效率的提高等因素，其經(jīng)濟效益是別言而喻的。別難看出，耐磨球的價格盡管昂貴些，但其優(yōu)異的性能既可大大減輕清倉補球的工作強度，又能大大穩(wěn)定磨機工作狀態(tài)，提高磨機粉磨能力，并且也顯著落低粉磨成本，可帶來可觀的經(jīng)濟效益。值得提出的是，物料細粉磨時，研磨體密度的妨礙大大減弱，重要的是其硬度和表面積，在試驗磨機中分不用φ１０ｍｍ和φ５ｍｍ的同尺寸鋼球和瓷球舉行的礦渣細粉磨試驗結果表明[９]，在同一粉磨條件下，二者粉磨后物料的粒度分布（尤其是１０μｍ～３０μｍ級不和＜１０μｍ級不）基本一致，這關于減少傳動功率，落低粉磨電耗具有積極的意義。

１．５助磨劑

水泥助磨劑多為表面活性劑，其活性基團定向吸附于水泥顆粒表面所產生的落低水泥顆粒比表面能和強烈的分散作用是提高粉磨效率的本質所在。依照粉碎平衡理論，在