再談磨鋼球級(jí)配.doc

再談磨鋼球級(jí)配作者：黃有豐 出處：水泥商情網(wǎng) 更新時(shí)間：2008-3-27 21:03:07 熱 磨機(jī)產(chǎn)量的高低，影響因素較多，但根據(jù)物料入磨粒度大小調(diào)整磨機(jī)內(nèi)各倉(cāng)研磨體的級(jí)配，對(duì)粉磨效率、磨機(jī)產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量都有著直接影響。因此，磨機(jī)各倉(cāng)研磨體的裝載量、級(jí)配和如何填充、補(bǔ)球及加強(qiáng)技術(shù)管理具有十分重要的意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 1磨機(jī)的生產(chǎn)工藝磨機(jī)的生產(chǎn)工藝方法有兩種：一是開路，二是閉路。開路系統(tǒng)與閉路系統(tǒng)的磨機(jī)出磨物料的細(xì)度是不同的，因而磨機(jī)內(nèi)各倉(cāng)的鋼球級(jí)配也不同。開路生產(chǎn)出磨物料的細(xì)度即是成品的細(xì)度。用閉路系統(tǒng)生產(chǎn)，出磨物料由斗式提升機(jī)輸送到選粉機(jī)入口進(jìn)行物料顆粒粗細(xì)分離，粗粉回到磨機(jī)再粉磨，細(xì)粉則要符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。產(chǎn)品的顆粒級(jí)配合理與否，它與鋼球級(jí)配有著直接關(guān)系。當(dāng)前有不少水泥企業(yè)，水泥磨二倉(cāng)或三倉(cāng)都采用鋼段，從水泥顆粒級(jí)配和顆粒形貌來(lái)分析，作者認(rèn)為采用小鋼球比鋼段要好。磨機(jī)的出磨細(xì)度按0.08 mm篩，篩余從20%、25%、30%到55%、60%，究竟在生產(chǎn)中選用那一種篩余為最佳值，要從生產(chǎn)中找規(guī)律。一般閉路生產(chǎn)系統(tǒng)中，如選粉機(jī)選粉效率高，出磨細(xì)度控制在35%55%之間。但要指出出磨物料細(xì)度的控制與選粉機(jī)的效率有關(guān)，例如，選粉機(jī)的回粉細(xì)度，按0.08 mm篩，篩余從35%、40%、45%到70%、80%，當(dāng)然粗粉回粉率能控制在80%以上，即將回粉中的細(xì)顆粒(即合格的細(xì)顆粒)減少到最低程度，這可使磨機(jī)入料端增加喂料量，就能提高磨機(jī)產(chǎn)量、降低電耗，同時(shí)還可減輕磨機(jī)出口提升機(jī)的負(fù)荷量，保持提升機(jī)正常運(yùn)行，提高磨機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。2磨機(jī)負(fù)荷量磨機(jī)負(fù)荷量的確定應(yīng)根據(jù)填充率(鋼球所占容積與磨機(jī)總有效容積之比，以百分?jǐn)?shù)表示)、磨機(jī)設(shè)備狀況、傳動(dòng)減速機(jī)與電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)狀，選擇磨機(jī)最佳填充負(fù)荷。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐體會(huì)，管磨機(jī)研磨體填充率一般為29%30%，以30%為宜。根據(jù)筆者對(duì)新積累的磨機(jī)資料的統(tǒng)計(jì)，管磨機(jī)一倉(cāng)填充率可提高到32%33%，特別是第一倉(cāng)室增加填充率后，可增強(qiáng)磨機(jī)的的破碎能力，對(duì)加速一倉(cāng)物料通過(guò)速度是有好處的，這對(duì)磨機(jī)提高產(chǎn)量創(chuàng)造了有利條件。在短球磨機(jī)中磨機(jī)負(fù)荷率可達(dá)38%40%。此外還應(yīng)根據(jù)不同物料粒度大小、顆粒級(jí)配與易磨性等作必要調(diào)整。例如地方水泥企業(yè)中普遍采用的2.2 m6.5 m的球磨機(jī)，如設(shè)有3.5 m4 m離心式選粉機(jī)，為閉路生產(chǎn)方式。磨機(jī)一倉(cāng)的填充率(磨機(jī)一倉(cāng)的鋼球負(fù)荷量)可適當(dāng)增加到32%33%，如電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)等設(shè)備狀況完好，還可再增加1%，其關(guān)鍵在于提高磨機(jī)的出磨細(xì)度，一般可控制在40%50%。浙江蕭山水泥廠水泥磨的出磨細(xì)度控制在55%左右，充分發(fā)揮閉路生產(chǎn)系統(tǒng)的選粉機(jī)作用，提高閉路系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。但要注意如超越規(guī)定范圍太大，有可能與二倉(cāng)室粉碎能力不平衡，反而會(huì)導(dǎo)致電耗增大，也不利于設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，磨機(jī)填充系數(shù)的確定，要根據(jù)磨機(jī)各倉(cāng)室粉碎能力平衡、設(shè)備安全條件和生產(chǎn)實(shí)踐積累的各種技術(shù)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)等進(jìn)行綜合分析調(diào)整鋼球的裝載量，并合理地進(jìn)行鋼球級(jí)配，從而提高磨機(jī)的產(chǎn)量、質(zhì)量，降低粉磨電耗。研磨體裝載量的確定，可按下列公式計(jì)算：GD2.L(1)(2)(3)式中：G磨機(jī)研體裝載量，t；D磨機(jī)有效直徑，m；L磨機(jī)有效長(zhǎng)度，m；V磨機(jī)有效容積，m3；磨機(jī)填充率，%；r研磨體容積密度，t/m3。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，為簡(jiǎn)化計(jì)算，運(yùn)用公式(1)即可得出磨機(jī)總的鋼球段的裝載量，例如2.2 m6.5 m球磨機(jī)按公式D2.L計(jì)算即可得出磨機(jī)可裝載鋼球段為31.4 t。另按照總的裝球量即可算出磨機(jī)的單位臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，如表1所示。表1球磨機(jī)中每噸鋼球每小時(shí)生產(chǎn)生料和水泥的數(shù)量類別單位開路系統(tǒng)閉路系統(tǒng)生料t/h0.550.650.651.0水泥t/h0.350.450.450.6舉例說(shuō)明，上述2.2 m6.5 m球磨機(jī)，鋼球段的裝載量為31.4 t ，閉路粉磨水泥按上表查得每噸鋼球段可生產(chǎn)水泥0.450.6 t，如按0.5計(jì)算，即31.40.515.7，得出該磨機(jī)的預(yù)測(cè)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為15.7 t。磨機(jī)內(nèi)研磨體一倉(cāng)與二倉(cāng)之間裝載量有的主張前后兩倉(cāng)基本一致，即稱中心線水平法，裝載量是在一個(gè)中心水平線上；有的主張后倉(cāng)略低一倉(cāng)水平，填充率后倉(cāng)少1%左右；有的主張二倉(cāng)略高于一倉(cāng)?？偟囊鼓C(jī)內(nèi)物料流速均衡，防止二倉(cāng)物料過(guò)粉碎現(xiàn)象和增加電耗，這樣產(chǎn)品細(xì)度易于控制?？偟囊竽C(jī)一、二倉(cāng)的粉碎能力應(yīng)保持平衡，筆者主張應(yīng)加大一倉(cāng)的粉碎能力，可適應(yīng)閉路生產(chǎn)系統(tǒng)的要求。 3物料的入磨粒度大小與鋼球級(jí)配的關(guān)系物料的入磨顆粒的大小與鋼球的級(jí)配有著密切的聯(lián)系。入磨物料顆粒大了，鋼球級(jí)配就需要調(diào)整。一般入磨物料的粒徑從25 mm降到15 mm以下，磨機(jī)產(chǎn)量一般可提高10%15%。相反的入磨物料的粒徑大于25 mm有少量的4050 mm時(shí)，磨機(jī)產(chǎn)量必然下降，電耗增大。因此，要根據(jù)入磨物料的粒徑大小來(lái)選擇鋼球的大小。在國(guó)際上，根據(jù)邦德理論計(jì)算為基礎(chǔ)，結(jié)合磨機(jī)工藝參數(shù)和生產(chǎn)實(shí)踐，提出了計(jì)算最大球的公式：式中：B最大球徑，mm；F物料粒度，80%通過(guò)量的篩的孔徑，mm；SG物料比重，g/cm3；Wi邦德指數(shù)；%nc臨界轉(zhuǎn)數(shù)的百分比，%；D磨機(jī)內(nèi)徑，m。最大球徑與物料粒度的關(guān)系見圖1。圖1最大球徑與物料粒度的關(guān)系圖1給出了計(jì)算結(jié)果，熟料最大顆粒粒徑為25 mm、F15 mm，所得出的最大球徑為90 mm，這與實(shí)際情況基本一致，從生產(chǎn)實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)配球法也是一致的。進(jìn)入細(xì)磨倉(cāng)的物料粒度F0.5 mm，最大球徑為1820 mm，這比實(shí)際配球小得多，需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，計(jì)算公式有一定的誤差。經(jīng)驗(yàn)配球法：主要根據(jù)磨機(jī)入磨物料的顆粒大小和顆粒的篩分曲線來(lái)進(jìn)行合理級(jí)配。具體做法是：入磨物料粒度的大小及顆粒大小所占的百分比；按照入磨顆粒的大小來(lái)確定鋼球、鋼段的大小，即多大的顆粒，需要選擇多大直徑的鋼球；要考慮磨的生產(chǎn)方式是開路系統(tǒng)還是閉路系統(tǒng)，開路與閉路系統(tǒng)磨機(jī)一倉(cāng)篦板通風(fēng)面積、磨內(nèi)風(fēng)速是不相同的，閉路系統(tǒng)通風(fēng)面積要大12%14%。還要注意篦板中心孔的面積，兩項(xiàng)總和約為26%28%；要注意磨機(jī)每一倉(cāng)室的鋼球裝載量和填充系數(shù)等等。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，近百臺(tái)磨機(jī)的資料統(tǒng)計(jì)，即可得出多大的入磨物料需要多大的球徑和鋼段的規(guī)格，可參照表2查得。表2入磨物料粒度與鋼球段的大小順序入磨物料顆粒大小(mm)比例(%)選擇球徑的大小(mm)比例(%)13025151009015225202090802032015158070154151020706020510510905010653550405731540305810.5530590.5520、155注：若物料硬度過(guò)硬球徑可選擇偏大的一號(hào)，即90 mm球選100 mm的大球。根據(jù)入磨物料顆粒所占的百分比即可得出小鋼球所占的百分比，這是經(jīng)驗(yàn)配球法的特點(diǎn)，就是物料顆粒大小的百分比，即是鋼球級(jí)配的百分比，基本一致。舉例說(shuō)明，某水泥廠磨機(jī)規(guī)格為1.83 m6.1 m，該磨機(jī)總的鋼球裝載量19.520 t，第一倉(cāng)裝8.59 t，例如磨機(jī)一倉(cāng)入磨物料粒徑2530 mm占總的物料量的15%，則第一倉(cāng)就需要選擇鋼球直徑100 mm或90 mm的大球，加入量占總重量9 t的15%。依此類推。如物料的易磨性差，在選擇球徑時(shí)，可適當(dāng)增大。經(jīng)驗(yàn)配球法，要注意到第一倉(cāng)的功能是沖擊粉碎，鋼球的填充系數(shù)一般為30%32%，根據(jù)磨機(jī)的電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)等具體情況，也可適當(dāng)取高一點(diǎn)，可取32%34%，即增加一倉(cāng)粉碎能力，加快磨機(jī)粉碎速度。同時(shí)需要考慮一倉(cāng)磨機(jī)篦板的通風(fēng)面積。開路系統(tǒng)一般在7%8%，閉路生產(chǎn)系統(tǒng)要在12%以上，采用螺槳式高效離心選粉機(jī)的閉路系統(tǒng)，還可適當(dāng)增大，可控制在12%14%，其目的是加速物料在一倉(cāng)內(nèi)的通過(guò)速度，提高其粉碎能力。采用閉路系統(tǒng)的磨機(jī)，在生產(chǎn)控制上，管理上要每天測(cè)試物料出磨細(xì)度(即入選粉機(jī)的物料細(xì)度)，同時(shí)還要測(cè)試選粉機(jī)回粉的細(xì)度和物料成品的細(xì)度，及時(shí)掌握選粉效率。4優(yōu)化磨內(nèi)結(jié)構(gòu)技術(shù)(1)球磨機(jī)的技術(shù)參數(shù)主要有倉(cāng)室長(zhǎng)度、襯片形式，篦板的通風(fēng)面積，研磨體的選樣及球的材質(zhì)等。一倉(cāng)磨機(jī)篦板和篦板中心圓板的通風(fēng)面積閉路系統(tǒng)一般在20%24%，閉路生產(chǎn)系統(tǒng)要在26%28%。加強(qiáng)磨機(jī)通風(fēng)，加快物料在一倉(cāng)內(nèi)的通過(guò)速度，提高其粉碎能力。(2)改進(jìn)磨機(jī)內(nèi)襯板形式和排列方式，使磨內(nèi)研磨體的運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生變化，與物料粒度及粉磨過(guò)程有效適應(yīng)，以達(dá)到增產(chǎn)、節(jié)電、降低噪聲和球耗。在磨機(jī)的第一倉(cāng)內(nèi)采用溝槽襯板，也有的在一倉(cāng)內(nèi)溝槽與錐形分級(jí)襯板混合使用(溝槽占60%，分級(jí)占40%)。溝槽襯板的作用，使得鋼球在襯板上以密排方式結(jié)構(gòu)堆積，球與球之間的有效碰撞幾乎增大。研磨體的脫離角度由55增大到60，說(shuō)明鋼球在溝槽襯板上的滑動(dòng)增大，致使磨機(jī)載荷的重心降低，扭矩減小，可降低驅(qū)動(dòng)功率。溝槽襯板對(duì)鋼球的拋瀉沒(méi)有額外的加速作用，鋼球不會(huì)打擊襯板，大大提高了粗磨倉(cāng)的使用安全性及粗磨作用，提高球磨機(jī)的粉磨效率和明顯的節(jié)電效果。來(lái)源：新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào) 水泥粉磨系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、節(jié)能降耗的技術(shù)分析作者：趙介山 出處：水泥商情網(wǎng) 更新時(shí)間：2008-3-14 10:22:13 熱 水泥顆粒是一種人工粒體，水泥的群體顆粒具有高比表面積（單位質(zhì)量物質(zhì)的二相界面面積）與多分散性（某一樣品中每一顆粒都不盡相同）的兩大特征。 水泥的粉體狀態(tài)的一般表達(dá)：磨細(xì)程度（細(xì)度和比表面積）、顆粒分布和顆粒形貌。 1 水泥細(xì)度 水泥的粒度就是水泥的細(xì)度。水泥細(xì)度直接影響著水泥的凝結(jié)、水化、硬化和強(qiáng)度等一系列物理性能。 我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水泥產(chǎn)品的細(xì)度80m方孔篩篩余不得超過(guò)10%?？刂萍?xì)度的方法簡(jiǎn)單易行，在一定的粉磨工藝條件下，水泥強(qiáng)度與其細(xì)度有著一定關(guān)系。水泥的篩余量越小表示水泥越細(xì)，強(qiáng)度越高。但用這一方法進(jìn)行水泥質(zhì)量控制還存在較多問(wèn)題： 當(dāng)水泥磨得很細(xì)時(shí)，如80m方孔篩篩余小于1%，控制意義就不大了。國(guó)外水泥普遍磨得很細(xì)，所以在國(guó)外水泥標(biāo)準(zhǔn)中幾乎全部取消了這一指標(biāo)。 當(dāng)粉磨工藝發(fā)生變化時(shí)，細(xì)度值也隨之變化。如開流磨篩余值偏大，圈流磨篩余值偏小，有時(shí)很難根據(jù)細(xì)度來(lái)控制水泥強(qiáng)度。 細(xì)度值是指0.08mm篩的篩余量，即水泥中80m顆粒含量（%）。眾所周知，64m的水泥顆粒的水化活性已很低了，所以用80m顆粒含量多少進(jìn)行水泥質(zhì)量控制還不能全面反映水泥的真實(shí)活性。 2 水泥的平均粒度 在水泥粉磨過(guò)程中，不是均勻的單顆粒，而是包含不同粒徑的顆粒體粒群，所以在評(píng)述水泥細(xì)度時(shí)若只用篩余這一簡(jiǎn)單的表示方法，差不多有90%多的水泥顆粒都通過(guò)篩孔成了篩下物，然而這些篩下物的顆粒大小并不清楚，故篩余量相同時(shí)比表面積也會(huì)出現(xiàn)很懸殊的現(xiàn)象。 平均粒度有幾種表示法，如算術(shù)平均直徑、幾何平均直徑、調(diào)和平均直徑等。 水泥顆粒的平均粒度是表征水泥顆粒體系的重要幾何參數(shù)，但所能提供的粒度特性信息則非常有限，因?yàn)閮蓚€(gè)平均粒度相同的粒群，完全可能有不一樣的粒度組成（顆粒級(jí)配）。 3 水泥比表面積 國(guó)外水泥標(biāo)準(zhǔn)大多規(guī)定比表面積指標(biāo)，一般都采用勃氏比表面積儀測(cè)定水泥比表面積，我國(guó)的硅酸鹽水泥和熟料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定已與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)一致。水泥比表面積與水泥性能已存在著較好的關(guān)系。但用比表面積控制水泥質(zhì)量時(shí)，主要還有下述兩方面的不足： 比表面積對(duì)水泥中細(xì)顆粒含量的多少反映很敏感，有時(shí)比表面積并不很高，但由于水泥顆粒級(jí)配合理，水泥強(qiáng)度卻很高。 摻有混合材料的水泥比表面積不能真實(shí)反映水泥的總外表面積，如摻有火山灰質(zhì)混合材料，水泥比表面積往往會(huì)產(chǎn)生偏高現(xiàn)象。 4 水泥的顆粒級(jí)配（粒度分布） 眾所周知，即使篩分細(xì)度相同或比表面積相近，水泥的性能有時(shí)也會(huì)表現(xiàn)出較大的差異，其原因是粒度分布可能不同（顆粒形狀的因素也很重要），因此研究水泥粒度的表征、探索與水泥強(qiáng)度更精確的定量關(guān)系，有著非常重要的意義。 國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期試驗(yàn)研究證明，水泥顆粒級(jí)配是水泥性能的決定因素，目前比較公認(rèn)的水泥最佳顆粒級(jí)配為： 3-32m顆粒對(duì)強(qiáng)度的增長(zhǎng)起主要作用，其粒度分布是連續(xù)的，總量應(yīng)不低于65%；16-24m的顆粒對(duì)水泥性能尤為重要，含量愈多愈好；小于3m的細(xì)顆粒，易結(jié)團(tuán)，不要超過(guò)10%；大于64m的顆?；钚院苄。詈脹](méi)有。 此外，水泥粒度分布（顆粒級(jí)配）不當(dāng)還會(huì)影響水泥水化時(shí)的需水量（和易性），若為了達(dá)到水泥砂漿的標(biāo)準(zhǔn)稠度而提高了用水量，則最終會(huì)降低硬化后的水泥或混凝土的強(qiáng)度。因此掌握水泥顆粒級(jí)配的指標(biāo)是很重要的。 表示水泥粒度分布即顆粒級(jí)配的方法有列表法、作圖法、矩陣法和函數(shù)法。 5 水泥顆粒形貌 20世紀(jì)90年代，人們開始研究水泥顆粒形貌對(duì)水泥性能的影響。水泥顆粒如果放在電子顯微鏡下觀察，它的形貌并不是圓的，猶如破碎堆積的石灰石，有棱角小的，有棱角大的，有片狀的，有針狀的。水泥顆粒的形貌與粉磨工藝有關(guān)。 水泥顆粒形貌通常用圓度系數(shù)(f)表示，圓形顆粒的圓度系數(shù)等于1，其它形狀則都小于1。 國(guó)外水泥的圓度系數(shù)，大多在0.67左右。中國(guó)建材科學(xué)研究院測(cè)定的我國(guó)部分大、中型水泥企業(yè)水泥的圓度系數(shù)平均值為0.63，波動(dòng)在0.51-0.73之間。同時(shí)在對(duì)水泥顆粒形貌的研究中還發(fā)現(xiàn)：水泥磨機(jī)的研磨能力愈強(qiáng)，f值愈大；高細(xì)磨水泥f最大；帶輥壓機(jī)預(yù)粉碎的磨機(jī)磨制的水泥f值也較大。 試驗(yàn)研究表明，將水泥顆粒的圓度系數(shù)由0.67提高到0.85時(shí)，水泥砂漿28d抗壓強(qiáng)度可提高20-30%。 實(shí)施ISO強(qiáng)度方法后，水泥細(xì)度的提高是在大多數(shù)企業(yè)粉磨工藝比較落后和采用80m方孔篩篩余控制細(xì)度的條件下取得的，其顆粒組成多數(shù)處于不合理的狀態(tài)。 水泥的合理顆粒組成是指該組成能最大限度地發(fā)揮水泥熟料的膠凝性和具有最緊密的體積堆積密度。熟料膠凝性與顆粒的水化速度和水化程度有關(guān)，而堆積密度則由顆粒大小含量比例所決定。采用45m篩余可以使企業(yè)了解水泥中有效顆粒的含量，而使用比表面積可以及時(shí)掌握與水泥需水性等密切相關(guān)的微細(xì)顆粒的含量。二者相結(jié)合進(jìn)行粉磨工藝參數(shù)控制，將使水泥性能達(dá)到最優(yōu)化。 1 45m的熟料顆粒全水化時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)水泥強(qiáng)度貢獻(xiàn)很小 熟料與水作用生成的水化產(chǎn)物是水泥產(chǎn)生膠凝性的根本原因。水泥顆粒的水化程度決定水泥膠凝性的發(fā)揮。熟料的水化程度與礦物種類和顆粒大小有關(guān)。根據(jù)研究，硅酸鹽水泥的水化深度與時(shí)間的關(guān)系可用下式表達(dá)： X=2t0.25 式中：X-水化深度，m； t-水化時(shí)間，d 。 表1為不同大小顆粒全水化的時(shí)間。 表1 不同大小顆粒全水化的時(shí)間顆粒粒徑m2351020304580全水化時(shí)間d0.06250.3162.4439625316416018160000 從表1可見，20m的顆粒全部水化需要1年多的時(shí)間，而2m的顆粒全水化只需1.5h，45m顆粒28d大約水化了50%，45m的顆粒對(duì)水泥性能的貢獻(xiàn)也就更小了。 目前比較公認(rèn)的水泥最佳性能的顆粒級(jí)配為：3-32m顆?？偭坎荒艿陀?5%，3m細(xì)顆粒不要超過(guò)10%，65m顆粒最好為0，1m的顆粒最好沒(méi)有。因?yàn)?-32m顆粒對(duì)強(qiáng)度增長(zhǎng)起主要作用，特別是16-24m顆粒對(duì)水泥性能尤為重要，含量越多越好；3m的細(xì)顆粒容易結(jié)團(tuán)，1m的小顆粒在加水?dāng)嚢柚泻芸炀退?，?duì)混凝土強(qiáng)度作用很小，且影響水泥與外加劑的適應(yīng)性，易影響水泥性能而導(dǎo)致混凝土開裂，嚴(yán)重影響混凝土的耐久性；65m的顆粒水化很慢，對(duì)28d強(qiáng)度貢獻(xiàn)很小。 2 比表面積數(shù)值主要反映5m以下的顆粒含量 表2是把1個(gè)直徑為80m假定為球形的水泥顆粒的表面積當(dāng)作1，然后將其變成直徑分別為45、30、20m、的顆粒，其總體積不變，但相應(yīng)的表面積卻發(fā)生了很大的變化。 表2 體積不變時(shí)顆粒直徑與表面積的關(guān)系水泥的顆粒直徑m8045302010532總體積相同時(shí)的顆粒數(shù)15.6196451240961896364000相對(duì)表面積11.772.7481626.740 從表2可見，1個(gè)80m的顆粒全部變成5m時(shí)，已變成4096顆，表面積也增加至80m時(shí)的16倍。因此水泥比表面積的變化主要與5m以下的顆粒含量有關(guān)。 3 用45m篩余和比表面積控制細(xì)度操作簡(jiǎn)便、控制有效、無(wú)需大量試驗(yàn)投資 雖然表1、表2都是以球形顆粒推算出來(lái)的，與水泥顆粒的實(shí)際情況有差別，但可以看出，在固定的工藝條件下，使水泥的45m篩余量和比表面積控制在一個(gè)合理的水平上時(shí)，可限制3m以下和45m以上的顆粒，以此獲得良好的水泥性能和較低的生產(chǎn)成本。這種細(xì)度控制方法與其它方法相比，具有操作簡(jiǎn)便、控制有效的優(yōu)點(diǎn)。只要取樣進(jìn)行篩析試驗(yàn)和比表面積測(cè)定，就可以為磨機(jī)的操作提供依據(jù)。 水泥粉磨系統(tǒng)提高產(chǎn)量、降低電耗歷來(lái)是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，尤其是ISO標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，對(duì)于多數(shù)水泥企業(yè)來(lái)說(shuō)，都感到既要使產(chǎn)品適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求，又不影響磨機(jī)產(chǎn)量、增加生產(chǎn)成本，對(duì)水泥粉磨系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造無(wú)疑是首選措施。 1粉磨工藝改造的原則 以往進(jìn)行粉磨工藝的研究主要注重提高磨機(jī)產(chǎn)量和降低粉磨電耗。事實(shí)上，粉磨工藝對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有著很大影響，因此今后在研究和進(jìn)行粉磨工藝改造時(shí)，應(yīng)全面考慮產(chǎn)量、質(zhì)量和能耗的關(guān)系。 節(jié)能原則 由于傳統(tǒng)的球磨機(jī)粉磨工藝能源利用率太低，水泥生產(chǎn)中70%的電耗都用于生料和水泥的粉磨，因此節(jié)能是改造粉磨工藝的基本任務(wù)。 高產(chǎn)原則 提高粉磨設(shè)備的產(chǎn)量是改造和完善粉磨工藝的基本目標(biāo)。 優(yōu)質(zhì)原則 產(chǎn)品不僅達(dá)到一定細(xì)度和比表面積，并有合理的顆粒級(jí)配和盡可能高比例的球形顆粒，是改造和完善粉磨工藝的重要任務(wù)。 2 采用預(yù)粉碎技術(shù) 預(yù)粉碎是球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)大幅度提高產(chǎn)量的主要措施，按粉碎理論可分為預(yù)破碎和預(yù)粉磨。 2.1 預(yù)破碎 預(yù)破碎一般是指在球磨機(jī)前設(shè)置一臺(tái)細(xì)碎機(jī)，使入磨粒度降低，將原來(lái)球磨機(jī)粗磨倉(cāng)坦負(fù)的部分粗碎任務(wù)交由效率較高的細(xì)碎機(jī)來(lái)完成，即所謂的“多破少磨”。國(guó)內(nèi)采用水泥磨前加細(xì)碎機(jī)的措施已有數(shù)十年歷史，但受設(shè)備材質(zhì)的局限，該技術(shù)一直未能得到大量使用。當(dāng)前有些機(jī)械廠推出了新一代細(xì)碎機(jī)，使用壽命有一定提高，但關(guān)鍵部件磨損的問(wèn)題仍沒(méi)有根本改善。 出庫(kù)物料的除鐵問(wèn)題必須重視，往往是鐵塊或其它金屬雜質(zhì)對(duì)細(xì)碎機(jī)造成致命的傷害。增設(shè)預(yù)破碎后，球磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)也要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，尤其是一倉(cāng)應(yīng)以提高研磨能力為目標(biāo)。有的廠曾嘗試過(guò)提高磨機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)提高產(chǎn)量，但效果不好。從理論上分析，加預(yù)破碎后入磨物料粒度降低，一倉(cāng)的破碎作用與研磨作用已退居次要地位。磨速提高，研磨體提升高度增加，破碎能力增大而研磨能力降低，這顯然不符合要求。采用預(yù)破碎系統(tǒng)進(jìn)行提高磨機(jī)產(chǎn)量的改造，低投資是其最大優(yōu)勢(shì)，它主要適合于磨機(jī)輔助設(shè)備和輸送設(shè)備富裕能力有限，以及大幅度升級(jí)成本效益不合理的廠家。 2.2 預(yù)粉磨 預(yù)粉磨是指球磨機(jī)前增設(shè)一臺(tái)粉磨設(shè)備，使原有的粉磨系統(tǒng)大幅度增產(chǎn)的措施。 用于預(yù)粉磨的設(shè)備主要有短球磨、輥磨、輥壓機(jī)、筒輥磨等。上述四種預(yù)粉磨設(shè)備的能量利用率由低到高依次為短球磨、輥磨、筒輥磨、輥壓機(jī)。 采用球磨機(jī)作為預(yù)粉磨設(shè)備，建議采用半終粉磨流程，即預(yù)粉磨球磨機(jī)與選粉機(jī)組成閉路系統(tǒng)，使進(jìn)入后續(xù)球磨機(jī)的物料粒度更加均勻，一般2mm的占90%左右，最大粒度控制在5mm，可縮短物料在磨內(nèi)的停留時(shí)間，避免出現(xiàn)“飽磨”現(xiàn)象。球磨機(jī)預(yù)粉磨工藝提高產(chǎn)量的幅度可達(dá)50%以上，不過(guò)節(jié)能效果較差，對(duì)于有閑置設(shè)備的廠家較為適宜。 對(duì)于采用輥磨、輥壓機(jī)、筒輥磨作預(yù)粉磨設(shè)備，由于投資大，工藝相對(duì)復(fù)雜，一般在立窯水泥企業(yè)很少采用。 3 開流磨的技術(shù)改造 開流高細(xì)、高產(chǎn)磨技術(shù)主要用于水泥粉磨。對(duì)原有磨機(jī)進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)具備以下工況條件： 磨機(jī)直徑可大可小，即1.5-3.8m均可，但磨機(jī)的長(zhǎng)徑比至少要2.5； 入磨物料綜合水分2%； 入磨物料粒度、研磨體裝載量、磨機(jī)運(yùn)行等正常穩(wěn)定； 磨機(jī)通風(fēng)良好，收塵與計(jì)量設(shè)備完好。 3.1 開流磨技術(shù)改造的主要內(nèi)容 襯板 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn)，目前仍在使用的球磨機(jī)筒體襯板主要有11種形式。國(guó)外公司推出的襯板有逐漸統(tǒng)一的趨勢(shì)。一倉(cāng)一般采用提升襯板即所謂的階梯襯板，二倉(cāng)則采用分級(jí)襯板。但這種分級(jí)襯板不是國(guó)內(nèi)常見的錐形分級(jí)襯板或平襯板加錐形分級(jí)襯板，而是兩種甚至三種襯板的組合或復(fù)合體。經(jīng)過(guò)優(yōu)化組合或復(fù)合，一種襯板可發(fā)揮不同形式襯板的優(yōu)勢(shì)，從而保證了最大限度地將能量輸入裝球區(qū)，并盡量消除磨內(nèi)死區(qū)。建議有關(guān)單位加大研究力度，為水泥廠提供性能更優(yōu)越的襯板。 在目前開流磨進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，段倉(cāng)一般都安裝活化襯板，有效地消除了“滯留帶”，激發(fā)和強(qiáng)化了研磨體的運(yùn)動(dòng)。 隔倉(cāng)板 對(duì)于隔倉(cāng)裝置的改進(jìn)，國(guó)內(nèi)企業(yè)仍關(guān)注于篦板的耐磨、耐沖擊及防堵等方面，而對(duì)于隔倉(cāng)裝置對(duì)磨內(nèi)料、氣流的影響和控制作用重視不夠。以2.2m球磨機(jī)為例，隔倉(cāng)板有效通風(fēng)面積為0.38m2，中心件面積0.33 m2，中心件有效通風(fēng)面積0.03 m2，可見僅中心件的面積就相當(dāng)于隔倉(cāng)裝置有效通風(fēng)面積的87%，同時(shí)也表明此形式的中心件有效通風(fēng)面積是相當(dāng)小的。通過(guò)分析比較，加大中心件通風(fēng)面積對(duì)于加大整個(gè)隔倉(cāng)裝置通風(fēng)面積的影響最大，也是最可行的方案。因?yàn)闊o(wú)論加大篦板孔尺寸或增加開孔數(shù)量，都將對(duì)篦板強(qiáng)度及其對(duì)料球的控制作用產(chǎn)生較大影響。此外，改造老式中心件的另一個(gè)目的在于通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物料流速的控制，從而方便靈活地調(diào)節(jié)磨內(nèi)各倉(cāng)中的料球比，控制物料磨內(nèi)停留時(shí)間。 開流磨進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，尾倉(cāng)更換帶內(nèi)篩分裝置的隔倉(cāng)板，嚴(yán)格控制進(jìn)入尾倉(cāng)的小顆粒，使前倉(cāng)的鋼球和尾倉(cāng)的小段各自最大限度地發(fā)揮破碎和研磨作用。 研磨體 研磨體尺寸基于粉磨能力和喂料粒度，比較通用的是“兩頭小，中間大”的級(jí)配方案。因?yàn)楦鲝S實(shí)際情況不同，磨內(nèi)研磨體和物料運(yùn)動(dòng)情況極為復(fù)雜，以及物料性能的差異，很難找出普遍不平適用的規(guī)律，長(zhǎng)期在實(shí)踐中摸索才是獲得合適級(jí)配的有效途徑。 穩(wěn)定的粉磨工藝條件在很大程度上取決于研磨體的材質(zhì)。由于磨損消耗，研磨體的級(jí)配在磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中是不斷變化的，不同尺寸研磨體的磨損規(guī)律也不同。補(bǔ)球（段）只能保持裝載量相對(duì)平衡，不能保持級(jí)配始終如一。如果研磨體的硬度和耐磨性能差，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中易發(fā)生變形和碎裂，不但影響粉磨效率，碎塊還會(huì)堵塞篦板孔，使隔倉(cāng)裝置排料困難，磨內(nèi)運(yùn)行狀況惡化，因此，提高研磨體的質(zhì)量才是磨機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的有力保證，否則，再合理的級(jí)配方案也是難于始終能達(dá)到預(yù)期效果的。 從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，研磨體損耗大，不僅影響粉磨能力，頻繁的停機(jī)補(bǔ)球?qū)е孪到y(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率低和工況不穩(wěn)定，還會(huì)直接造成粉磨成本提高。國(guó)內(nèi)粉磨1t水泥，普通鋼球的損耗最大達(dá)1000g/t，補(bǔ)球周期多為半個(gè)月；耐磨球如軸承鋼球、高鉻球、低合金球等，可將損耗降至30-40g/t，僅為普通鋼球的1/25-1/30，補(bǔ)球周期可延長(zhǎng)至半年以上；普通鋼球4000元/t，耐磨球7000-8000元/t，使用耐磨球雖說(shuō)一次性投資較高，但其優(yōu)異的性能可大大減輕清倉(cāng)補(bǔ)球的工作強(qiáng)度，提高磨機(jī)粉磨能力，顯著降低粉磨成本，進(jìn)而帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 在目前開流磨進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，采用微型研磨體以強(qiáng)化尾倉(cāng)的研磨能力。直徑8-12mm的小段，單位質(zhì)量的個(gè)數(shù)是普通鋼段的20倍，總表面積是普通鋼段的2.5倍。研磨效率與研磨體的表面積的0.5-0.7次方成正比。小段的應(yīng)用起到了提高產(chǎn)量、增加產(chǎn)品比表面積、適當(dāng)改善微粉顆粒組成的至關(guān)重要的作用。 料段分離裝置 對(duì)于微型研磨體，有必要設(shè)計(jì)一個(gè)讓細(xì)粉順利出磨，但微型研磨體不致跑出磨外的出料篦板裝置。 合理的工藝參數(shù)設(shè)置 改造后的高細(xì)高產(chǎn)磨，其工藝參數(shù)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的水泥品種、熟料的易磨性、混合材的品種和摻加比例、磨機(jī)規(guī)格等來(lái)設(shè)計(jì)磨機(jī)的倉(cāng)位、研磨體的級(jí)配和確定細(xì)度的控制。 3.2 開流磨技術(shù)改造后的技術(shù)指標(biāo) 增產(chǎn)20-35%，節(jié)電17-25%； 水泥比表面積可達(dá)300-350m2/kg； 研磨體消耗可降低25%以上。 3.3 微型研磨體消除了在高細(xì)粉磨時(shí)的“惡性粉磨現(xiàn)象” “惡性粉磨現(xiàn)象”的形成 在開流水泥磨中粉磨時(shí),在磨倉(cāng)內(nèi)的料球(段)率(物料占研磨體的百分率)隨著臺(tái)時(shí)產(chǎn)量降低而下降。粉磨比表面積越高，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量就越低，其間料球(段)率就越低，即磨倉(cāng)內(nèi)的存料越少，研磨體的能力顯得越大。于是球與球、段與段、球與襯板之間，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，碰撞狀態(tài)越是劇烈。 如果硅酸鹽水泥磨至320m2/kg以上比表面積時(shí)，水泥粉體里就有類似于小的魚鱗片狀體出現(xiàn)。若進(jìn)一步提高至350-400m2/kg比表面積時(shí)，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量較大幅度地下降，水泥中的似魚鱗片狀體增大增多，阻礙水泥細(xì)度的發(fā)展和比表面積的增長(zhǎng)，磨內(nèi)溫度急劇升高。若磨至400-500m2/kg時(shí)，即使在磨體淋水條件下，出磨水泥溫度仍可高達(dá)200以上，石膏脫水為30-50%。水泥的流動(dòng)性能和顆粒大小的分級(jí)性能顯著減弱，流速減慢，使物料在磨內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在單位時(shí)間內(nèi)粉磨沖擊次數(shù)成倍地增多，因此水泥微小顆粒在過(guò)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，在強(qiáng)大的研磨體的機(jī)械外力沖擊下，反復(fù)粉磨、壓縮，引起水泥結(jié)團(tuán)、集聚、速凝及在磨內(nèi)出現(xiàn)水泥包裹球、段和粘糊襯板、篦板等惡性粉磨現(xiàn)象。 微型研磨體可有效消除“惡性粉磨現(xiàn)象” 我國(guó)高細(xì)、高產(chǎn)磨的發(fā)明人-已故水泥粉磨專家、合肥水泥研究設(shè)計(jì)院蔣永燦教授在研究開流高細(xì)磨時(shí)，在粉磨比表面積高達(dá)400-500 m2/kg的硅酸鹽水泥時(shí)，磨內(nèi)也沒(méi)有出現(xiàn)惡性粉磨現(xiàn)象。其段倉(cāng)的最佳參數(shù)：料段率為12%，填充率23%，微型段的平均尺寸12mm，粉磨情況正常良好。 與普通開流磨不同的是因?yàn)槠胀ㄩ_流磨僅僅使用了大尺寸的研磨體，大多為18X22mm、20X25mm、25X30mm，它們的單個(gè)重量與微型段相比要高出10-20倍，甚至30倍。 3.4 圈流磨的技術(shù)改造 隨著磨機(jī)規(guī)格的增大和現(xiàn)有磨機(jī)對(duì)節(jié)能、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的迫切要求，采用圈流粉磨是水泥粉磨工藝的必然趨勢(shì)。 4.1 選粉機(jī) 圈流粉磨的必要設(shè)備是選粉機(jī)。選粉機(jī)的功能是通過(guò)將出磨料中達(dá)到一定粒徑的顆粒及時(shí)選出，減少磨內(nèi)過(guò)粉磨量，從而提高磨機(jī)粉磨系統(tǒng)效率。但選粉機(jī)本身并不產(chǎn)生細(xì)粉，選粉機(jī)的選用和改造應(yīng)與磨機(jī)的改造結(jié)合起來(lái)進(jìn)行。當(dāng)然，一般說(shuō)來(lái)，選粉機(jī)的效率高，系統(tǒng)產(chǎn)量也高。 選粉機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是“分散”、“分級(jí)”和“收集”。“分散”是指進(jìn)入選粉機(jī)的物料要盡可能地拋撒開來(lái)，物料顆粒之間要形成一定的空間距離。因此，撒料盤的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、撒料空間大小、物料水分及物料流量都直接影響著布料的分散率；“分級(jí)”是指物料分散后，在選粉室停留的有限時(shí)間內(nèi)，要充分利用氣流各種形式的分選功能，把物料的粗、細(xì)顆粒盡可能地分開，并送至各自的出口。因此，氣體流量、氣流速度、氣流方式、氣固交匯點(diǎn)和流場(chǎng)分布以及選粉室數(shù)量、結(jié)構(gòu)等對(duì)分級(jí)效率影響很大；“收集”是捕捉粗粉和細(xì)粉的能力，這與收集方式和收集部件的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。 1979年日本小野田公司開發(fā)了O-Sepa選粉機(jī)，它不僅保留了旋風(fēng)選粉機(jī)外循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，而且采用籠型轉(zhuǎn)子平面螺旋氣流選粉原理，從而大幅度提高了選粉效率。以它為代表的籠式選粉機(jī)稱之為高效渦流選粉機(jī)，也被稱為繼離心式選粉機(jī)、旋風(fēng)式選粉機(jī)之后的第三代選粉機(jī)。它的選粉效率一般在80%以上，與離心式或旋風(fēng)式的選粉機(jī)相比，渦流式高效選粉機(jī)可提高磨機(jī)產(chǎn)量15-40%，節(jié)電10-20%，體積小、重量輕、布置靈活，產(chǎn)品可在300-600m2/kg的比表面積內(nèi)任意調(diào)節(jié)，系統(tǒng)負(fù)壓操作，無(wú)粉塵污染。 由于O-Sepa選粉機(jī)不帶細(xì)粉收集裝置，需要配備與其處理風(fēng)量相匹配的大規(guī)格的袋收塵器或電除塵器用于收集成品，這無(wú)疑較大幅度地增加了系統(tǒng)投資,也使工藝布置復(fù)雜，操作控制困難，在一定程度上限制了它的推廣和應(yīng)用。上世紀(jì)90年代南京化工學(xué)院張少明教授等研究、開發(fā)的轉(zhuǎn)子式旋風(fēng)選粉機(jī)，簡(jiǎn)稱為轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)。將籠型轉(zhuǎn)子選粉原理嫁接于旋風(fēng)選粉機(jī)而形成的一種實(shí)用于立窯水泥廠的中、小型高效選粉機(jī)。針對(duì)“分散”、“分級(jí)”和“收集”三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，它在結(jié)構(gòu)上比旋風(fēng)式選粉機(jī)有了突破性的改進(jìn)。在相同產(chǎn)量的情況下，與高效渦流選粉機(jī)相比效率相當(dāng)，但可降低系統(tǒng)投資20-30%；與旋風(fēng)式及高效離心式選粉機(jī)相比，不但可減少設(shè)備規(guī)格，而且可提高效率20-40%。 隨著水泥新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，各水泥企業(yè)普遍提高產(chǎn)品細(xì)度和比表面積，對(duì)水泥磨使用的轉(zhuǎn)子選粉機(jī)提出了更高的要求，因而制造廠商也都在不斷改進(jìn)。如今年三月通過(guò)江蘇省級(jí)技術(shù)和產(chǎn)品鑒定的江蘇科行公司研制的內(nèi)循環(huán)選粉機(jī)，集德國(guó)動(dòng)態(tài)選粉機(jī)懸浮分離、日本O-Sepa選粉機(jī)籠形分離、轉(zhuǎn)子選粉機(jī)旋風(fēng)分離、旁路除塵分離和輔助進(jìn)風(fēng)分離為一體的五級(jí)分離的高效選粉機(jī)，其分散、分級(jí)及收集機(jī)理非常明確，尤其分級(jí)機(jī)理與離心式、旋風(fēng)式包括轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)相比有突破性的改變，選粉機(jī)的各環(huán)節(jié)均達(dá)到了相當(dāng)高的水平，因而分級(jí)效率高達(dá)85%；從結(jié)構(gòu)上徹底解決了傳統(tǒng)選粉機(jī)的磨損、振動(dòng)、分風(fēng)不勻、水泥早期強(qiáng)度低等缺點(diǎn)；對(duì)高產(chǎn)磨、高細(xì)磨、短磨、長(zhǎng)磨及高水分物料有較強(qiáng)的適應(yīng)性。是具有明顯優(yōu)勢(shì)的分級(jí)設(shè)備。 4.2開流改圈流粉磨后的工藝調(diào)整 開流改為圈流粉磨后應(yīng)作必要的工藝調(diào)整，主要有： 鋼球級(jí)配。一倉(cāng)鋼球平均球徑要適當(dāng)增大。 隔倉(cāng)板的篦孔孔隙尺寸應(yīng)適當(dāng)?shù)胤糯螅栽黾游锪显谀?nèi)的流動(dòng)速度。 加大磨頭中空軸的喂料絞刀，以增加喂料量。 細(xì)度控制，生料磨可適當(dāng)放寬，80孔篩余可控制在10%以下。水泥磨細(xì)度要提高，比原開流粉磨時(shí)要細(xì)2-3%左右，以確保水泥的強(qiáng)度。 4.3 提高圈流磨水泥的比表面積 水泥成品的比表面積與其物理力學(xué)強(qiáng)度之間具有良好的相關(guān)性，某種意義上說(shuō)，提高水泥的比表面積，增大其磨細(xì)程度是提高水泥強(qiáng)度的有效途徑之一。由于圈流粉磨工藝的特殊性及選粉機(jī)自身的分級(jí)精度，研磨體級(jí)配等方面的原因，其成品比表面積一般都不很高，制約了水化活性的發(fā)揮。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可采取以下技術(shù)措施，將水泥比表面積提高至350m2/kg以上。 積極采用磨前物料預(yù)處理技術(shù)，嚴(yán)格控制入磨物料最大粒度小于5mm，減輕磨機(jī)一倉(cāng)負(fù)擔(dān)，適當(dāng)縮短一倉(cāng)長(zhǎng)度。延長(zhǎng)二倉(cāng)長(zhǎng)度。 根據(jù)入磨物料粒度優(yōu)化研磨體級(jí)配，縮小研磨體平均尺寸，增加研磨體與物料的接觸面積，創(chuàng)造更多的微粉。 磨機(jī)一倉(cāng)填充率應(yīng)低于二倉(cāng)23%，并在二倉(cāng)內(nèi)對(duì)襯板實(shí)施活化排列，如使用分級(jí)襯板等，對(duì)研磨體進(jìn)行“激活”，充分發(fā)揮研磨體的細(xì)度作用。 適當(dāng)降低粉磨系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷，宜控制150%。同時(shí)還可適當(dāng)降低選粉機(jī)的循環(huán)風(fēng)量，使其能夠?qū)⒏?xì)的成品分選出來(lái)。 采取強(qiáng)力通風(fēng)除塵措施，磨內(nèi)風(fēng)速宜控制1.01.5m/s。 借鑒圈流粉磨工藝特點(diǎn)，近年已開始研究用開流高細(xì)高產(chǎn)磨和高效選粉機(jī)組成新型的圈流粉磨系統(tǒng)，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐表明，效果十分顯著，其增產(chǎn)節(jié)能可比開流粉磨系統(tǒng)和普通圈流粉磨系統(tǒng)提高30-80%，為水泥廠的粉磨增產(chǎn)節(jié)能提供了新的技術(shù)途徑。 由于許多圈流水泥磨使用的是老式的選粉系統(tǒng)，生產(chǎn)出的水泥比表面積偏低，水泥微粉量少，早期強(qiáng)度不足。另因磨機(jī)的倉(cāng)長(zhǎng)比不合理，加之隔倉(cāng)板和出料篦板篦縫大，破碎倉(cāng)未能細(xì)碎的物料涌入研磨倉(cāng)，致使研磨倉(cāng)研磨能力不足，磨尾吐渣嚴(yán)重，既污染了環(huán)境，又增加了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，而且水泥產(chǎn)量還低。為此合肥水泥研究設(shè)計(jì)院已利用高產(chǎn)高細(xì)磨技術(shù)對(duì)現(xiàn)有圈流水泥磨進(jìn)行技術(shù)改造。圈流磨內(nèi)的物料流量大，而且隨著物料的波動(dòng)而波動(dòng)。因此要求在破碎倉(cāng)與研磨倉(cāng)之間的篩分裝置必須適應(yīng)這一工況，既要控制粒度，又要保證流量。在確定篩分方案時(shí)，圍繞提高水泥比表面積和產(chǎn)量的目標(biāo)，適當(dāng)調(diào)整倉(cāng)位、優(yōu)化研磨體級(jí)配和填充率，同時(shí)采用特殊的出料裝置。根據(jù)通過(guò)篩分裝置的物料粒度已得到有效控制的情況，在研磨倉(cāng)內(nèi)主要使用微型研磨體，強(qiáng)化研磨能力，以增加水泥中的微粉量及提高出磨細(xì)度合格率。經(jīng)改造后一般能使5-25m的微粉量增加10-15%，水泥三天抗壓強(qiáng)度提高3.9MPa，水泥比表面積增加20m2/kg，磨機(jī)產(chǎn)量提高10-15%。1老式磨機(jī)存在的缺陷 1.采用滑動(dòng)軸承：摩擦系數(shù)大，起動(dòng)困難，運(yùn)行阻力大，運(yùn)行過(guò)程中主軸承產(chǎn)生大量的摩擦熱，缺油短水易產(chǎn)生事故，導(dǎo)致磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率低，維修量大，操 作人員多。 2.電耗高：老式磨機(jī)滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)在0.040.08，主軸承能耗占裝機(jī)容 量的1115%，磨內(nèi)研磨結(jié)構(gòu)的影響，粉磨效率低，水泥噸電耗在2530KWh，生料在1418KWh。 3.耗油高：滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑油在軸瓦與中空軸的正壓力和高溫的影響下易產(chǎn)生劣變，潤(rùn)滑油消耗 高，有些磨機(jī)密封不良油耗會(huì)進(jìn)一步加大，老式2.2m磨機(jī)年耗油在12噸。大型磨機(jī)需配套潤(rùn)滑站，投資增加，運(yùn)行中產(chǎn)生費(fèi)用，設(shè)備安全運(yùn)行受其影響大，需經(jīng)常維 護(hù)維修。稀油產(chǎn)生的油漬還會(huì)影響文明生產(chǎn)。 4.產(chǎn)量低：滑動(dòng)軸承摩擦系數(shù)大，磨機(jī)起動(dòng)困難，起動(dòng)電流高，致使多數(shù)磨機(jī)達(dá)不到額定裝載量；受落后的粉磨工藝的影響，其磨機(jī)內(nèi)部研磨結(jié)構(gòu)技術(shù)落后，研磨效率低；不合理的研磨體的級(jí)配，這些都會(huì)導(dǎo)致磨機(jī)產(chǎn)量低。水泥廠常用的2.2x7m和2.4x13m水泥磨閉路產(chǎn)量多為10-13t/h和2830t/h，現(xiàn)代磨機(jī)已達(dá)1822t/h和3236t/h。 5.安裝維修困難：巴氏合金瓦安裝時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間的刮研、磨合，維修量大。 6.磨內(nèi)研磨結(jié)構(gòu)落后：老式磨機(jī)多數(shù)采用階梯襯板、有些采用環(huán)溝襯板和雙曲面；隔倉(cāng)板也多采用單隔倉(cāng)，二倉(cāng)也不設(shè)置活化裝置，倉(cāng)尾也沒(méi)有排料控置裝置，這些大大影響了磨機(jī)的研磨效率。 2老式磨機(jī)改造 1.主軸承改造 2.磨內(nèi)改造：襯板、隔倉(cāng)板、料球平衡裝置。 3.磨機(jī)工藝改造：根據(jù)物料特性重新確定倉(cāng)長(zhǎng)比，調(diào)整研磨體級(jí)配和物料流速，磨前預(yù)粉碎技術(shù)。 4.擴(kuò)徑改造：對(duì)1.83m、2.2m、2.4m的短磨的筒體加粗，前題是主軸承改造，原電機(jī)、減速機(jī)、大小齒輪、基礎(chǔ)不變，產(chǎn)量可增加25%以上。 5.加長(zhǎng)改造：將筒體較短的水泥磨加長(zhǎng)，以適應(yīng)水泥新標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)量。 6.提速改造：老式磨機(jī)轉(zhuǎn)速較低，大部分研磨體沒(méi)處于最佳工作狀態(tài)，提速后增加了研磨次數(shù)，增加了動(dòng)能。改造方法：主軸承更換為滾動(dòng)軸承，滿足功率需求后改變減速機(jī)的速比。 1球與段的研磨功能差異 磨機(jī)各倉(cāng)實(shí)際上都具有破碎及研磨功能，只是主次及程度不同而已。細(xì)磨倉(cāng)的主要功能是研磨，而小鋼球與小鋼段的研磨能力是不同的。物料填充在研磨介質(zhì)之間，研磨效率的高低主要取決于研磨介質(zhì)與物料之間的接觸表面積。若接觸表面積大，則研磨機(jī)會(huì)多，單位時(shí)間內(nèi)的成品生成率就高。等質(zhì)量的球與段相比，由于段的線接觸方式，從而明顯比球具有更高的接觸表面積。對(duì)于單倉(cāng)而言，同樣的研磨體裝載量和同樣的喂入細(xì)料量，單位時(shí)間內(nèi)鋼段倉(cāng)的成品生成量比鋼球倉(cāng)要高，這是粉磨理論及應(yīng)用實(shí)踐所證明了的。需要指出的是，目前細(xì)磨倉(cāng)的研磨介質(zhì)尺寸相對(duì)物料而言都太大，這里有篦縫寬度限制等原因。丹麥的康必登磨和我國(guó)開發(fā)的高細(xì)磨都較好地解決了這一問(wèn)題，在細(xì)磨倉(cāng)成功地應(yīng)用了微細(xì)鋼段，顯著地提高了研磨效率。當(dāng)然采用高效能的篩分隔倉(cāng)板及磨尾回段裝置是成功的關(guān)鍵。因此應(yīng)當(dāng)明確，對(duì)于細(xì)磨和超細(xì)磨，段比球的研磨效率要高。 2水泥細(xì)磨倉(cāng)的研磨體改用小鋼球的原因 目前國(guó)外水泥磨機(jī)在細(xì)磨倉(cāng)趨向于使用小鋼球代替鋼段，其原因?yàn)? 使用小鋼球的能耗比小鋼段低； 優(yōu)質(zhì)小鋼球的磨耗比鋼段小得多； 小鋼球磨出的水泥顆粒形貌呈球形的比鋼段磨出的要多，但使用鋼段可使磨內(nèi)物料流速較快、能防止水泥在磨內(nèi)結(jié)團(tuán)。 磨機(jī)的粉磨功能總體上包括破碎與研磨兩個(gè)部分，磨機(jī)工況的最優(yōu)化即是使破碎與研磨能力達(dá)到平衡，從而提高粉磨效率，此時(shí)產(chǎn)量與成品細(xì)度均在較好水平，這也是解決粉磨問(wèn)題的最基本原則。正確分析不同工況下破碎與研磨能力的匹配情況，才是決定細(xì)磨倉(cāng)的研磨體采用鋼段還是采用鋼球的判斷依據(jù)。 3 細(xì)磨倉(cāng)選用小鋼球的必要充分條件 圈流粉磨 開流粉磨，磨機(jī)內(nèi)物料一次性通過(guò)，出磨料即為成品，因此對(duì)研磨的能力要求較高。圈流粉磨則需保證一定的物料循環(huán)量，無(wú)論采用離心或高效選粉機(jī)，磨尾卸料的細(xì)度篩余（80m）一般控制在30-40%，所以對(duì)研磨能力的要求相對(duì)低于開流磨。為保證成品細(xì)度，開流磨的細(xì)磨倉(cāng)一般應(yīng)采用鋼段。圈流磨的細(xì)磨倉(cāng)可采用小鋼球，一方面可加快物料流速，增加通過(guò)量；另一方面入細(xì)磨倉(cāng)的物料篩余（200m）要比開流磨高，對(duì)保證有一定的小鋼球沖擊有好處。 預(yù)粉碎 磨前的預(yù)粉碎有一級(jí)或多級(jí)和開流或圈流，它決定了入磨物料的粒度。目前高效細(xì)碎機(jī)、輥壓機(jī)等可明顯降低入磨粒度，甚至80%左右的物料在2mm以下，這實(shí)際上已完成了磨機(jī)倉(cāng)的大部分功能，緩解了磨機(jī)的負(fù)擔(dān)。預(yù)破碎效果好，則倉(cāng)的長(zhǎng)度要縮短，且鋼球的平均球徑可下降。而鋼球的平均球徑的下降則使倉(cāng)的研磨功能增強(qiáng)，進(jìn)入細(xì)磨倉(cāng)的物料篩余相對(duì)降低，從而細(xì)磨倉(cāng)的研磨負(fù)擔(dān)減輕。若入料粒度穩(wěn)定在很好的水平上，則開流磨的細(xì)磨倉(cāng)也可采用小鋼球，既能保證細(xì)度，又提高了產(chǎn)量。相反，若預(yù)粉碎環(huán)節(jié)很差，磨機(jī)倉(cāng)完全成了破碎倉(cāng)，則細(xì)磨倉(cāng)的研磨負(fù)擔(dān)加重，即使圈流磨也不能輕易使用小鋼球。盡管調(diào)節(jié)選粉機(jī)能控制細(xì)度，但可能因研磨能力不足而無(wú)形中犧牲了產(chǎn)量。 磨機(jī)長(zhǎng)度 這主要針對(duì)開流磨而言。目前水泥廠使用十幾米開流長(zhǎng)磨的為數(shù)不少，一般分三至四倉(cāng)。磨機(jī)長(zhǎng)度決定了物料的粉磨路徑即粉磨時(shí)間的長(zhǎng)短，長(zhǎng)磨機(jī)內(nèi)物料的有效粉磨時(shí)間自然要長(zhǎng)。況且較雙倉(cāng)短磨，長(zhǎng)磨機(jī)的合理多倉(cāng)使粉磨功能更加明確，研磨體級(jí)配易于合理，粉磨效率大為提高，則采用小鋼球?yàn)橐?。如此時(shí)再使用鋼段，既會(huì)減緩物料流速，降低產(chǎn)量，又容易造成過(guò)粉磨現(xiàn)象，產(chǎn)生糊段及逆粉碎效應(yīng)，反而降低研磨效率。 倉(cāng)長(zhǎng)比例這主要針對(duì)圈流磨而言。目前雙倉(cāng)圈流磨的、倉(cāng)長(zhǎng)度各廠并非完全相同。有比例為1:2的，也有接近1:1的。1:2的比例為正常范圍，此時(shí)倉(cāng)選用小鋼球比較合適。若兩倉(cāng)長(zhǎng)度相近，則易造成倉(cāng)粗磨能力過(guò)剩而倉(cāng)細(xì)磨能力不足。若再使用小鋼球，則倉(cāng)在相對(duì)減小的粉磨容積中難以完成所需的研磨任務(wù)，最后導(dǎo)致產(chǎn)量下降。 粉磨水泥的品種 這主要針對(duì)水泥而言。水泥的品種不同，則對(duì)粉磨的細(xì)度要求也不同。茲舉兩種： a.快硬（或超細(xì)）水泥 要求水泥水化快、早強(qiáng)高。除礦物組成有要求外，對(duì)水泥的細(xì)度控制也很嚴(yán)格。這也對(duì)磨機(jī)的粉磨提出了更高要求。此時(shí)無(wú)論開流長(zhǎng)磨還是圈流磨都應(yīng)考慮在細(xì)磨倉(cāng)使用小鋼段，而對(duì)鋼球的使用一定要慎重。從目前的應(yīng)用實(shí)踐看，用鋼段磨制的超細(xì)水泥效果較好。 b.多混合材摻量水泥 為降低生產(chǎn)成本，工廠盡可能地多摻混合材，如有的企業(yè)礦渣甚至摻到40-50%的比例。礦渣的易磨性差，對(duì)于共同粉磨時(shí)，磨機(jī)的研磨功能必須很強(qiáng)。摻量高時(shí)，喂料中礦渣及循環(huán)回磨的細(xì)料之和比例很高，而粗磨倉(cāng)對(duì)這些料的研磨作用很有限。細(xì)磨倉(cāng)應(yīng)優(yōu)先使用小鋼段，否則即使高效選粉機(jī)也難以提高產(chǎn)量，因?yàn)槟C(jī)研磨能力不足，磨尾卸料中成品量有限，若再提高磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷，則磨機(jī)更適應(yīng)不了。 水泥顆粒的球形化 如前所述，水泥顆粒的球形化程度越高，則水泥的強(qiáng)度越高。為提高水泥強(qiáng)度和充分發(fā)揮熟料的作用，對(duì)水泥顆粒的球形化要求高的，應(yīng)創(chuàng)造條件，在水泥磨的細(xì)磨倉(cāng)使用小鋼球。 2水泥細(xì)磨倉(cāng)的研磨體改用小鋼球的原因 目前國(guó)外水泥磨機(jī)在細(xì)磨倉(cāng)趨向于使用小鋼球代替鋼段，其原因?yàn)? 使用小鋼球的能耗比小鋼段低； 優(yōu)質(zhì)小鋼球的磨耗比鋼段小得多； 小鋼球磨出的水泥顆粒形貌呈球形的比鋼段磨出的要多，但使用鋼段可使磨內(nèi)物料流速較快、能防止水泥在磨內(nèi)結(jié)團(tuán)。 磨機(jī)的粉磨功能總體上包括破碎與研磨兩個(gè)部分，磨機(jī)工況的最優(yōu)化即是使破碎與研磨能力達(dá)到平衡，從而提高粉磨效率，此時(shí)產(chǎn)量與成品細(xì)度均在較好水平，這也是解決粉磨問(wèn)題的最基本原則。正確分析不同工況下破碎與研磨能力的匹配情況，才是決定細(xì)磨倉(cāng)的研磨體采用鋼段還是采用鋼球的判斷依據(jù)。 3 細(xì)磨倉(cāng)選用小鋼球的必要充分條件 圈流粉磨 開流粉磨，磨機(jī)內(nèi)物料一次性通過(guò)，出磨料即為成品，因此對(duì)研磨的能力要求較高。圈流粉磨則需保證一定的物料循環(huán)量，無(wú)論采用離心或高效選粉機(jī)，磨尾卸料的細(xì)度篩余（80m）一般控制在30-40%，所以對(duì)研磨能力的要求相對(duì)低于開流磨。為保證成品細(xì)度，開流磨的細(xì)磨倉(cāng)一般應(yīng)采用鋼段。圈流磨的細(xì)磨倉(cāng)可采用小鋼球，一方面可加快物料流速，增加通過(guò)量；另一方面入細(xì)磨倉(cāng)的物料篩余（200m）