擠壓粉磨技術(shù)在水泥廠粉磨系統(tǒng)技術(shù)改造中的應(yīng)用

1、擠壓粉磨技術(shù)在水泥廠粉磨系統(tǒng)技術(shù)改造中的應(yīng)用 2007-1-22 13:30:20 1 前言輥壓機(jī)及擠壓粉磨技術(shù)經(jīng)過十余年的應(yīng)用與完善已日趨完熟，不僅將其自身的高效節(jié)能的特點(diǎn)得以充分體現(xiàn)，而且隨著主機(jī)可靠性的提高和工藝系統(tǒng)的完善，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率得到大幅度提高。無論在國(guó)外還是在國(guó)內(nèi)都已成為新建水泥生產(chǎn)線，尤其是大型水泥生產(chǎn)線粉磨系統(tǒng)的優(yōu)選方案。此外由于輥壓機(jī)可以和打散分級(jí)機(jī)、球磨機(jī)、選粉機(jī)等構(gòu)成多種粉磨工藝流程，滿足不同生產(chǎn)線的產(chǎn)量要求和產(chǎn)品質(zhì)量要求；并且，由于輥壓機(jī)系統(tǒng)占地面積小，布置方便，因而在水泥廠粉磨系統(tǒng)的技術(shù)改造中也得到廣泛的應(yīng)用。本文僅就我院輥壓機(jī)在水泥廠粉磨系統(tǒng)技術(shù)改造中的應(yīng)

2、用情況作一簡(jiǎn)要的介紹。2 擠壓粉磨主要工藝流程及技術(shù)特點(diǎn)2.1 系統(tǒng)主機(jī)性能特點(diǎn)作為完整的擠壓粉磨工藝系統(tǒng)的主機(jī)，包括輥壓機(jī)、打散分級(jí)機(jī)/球磨和選粉機(jī)等，球磨機(jī)和選粉機(jī)是水泥廠最常用的設(shè)備，不再介紹，這里僅就輥壓機(jī)和打散分級(jí)機(jī)的工藝性能特點(diǎn)簡(jiǎn)介如下。2.1.1 輥壓機(jī)工藝性能特點(diǎn)a。輥壓機(jī)采用高壓料層粉碎原理，對(duì)物料進(jìn)行擠壓粉碎。由于所施壓力大大超過物料的強(qiáng)度，所以在擠壓過的物料中產(chǎn)生大量的微粉（一般水泥粉磨在一次擠壓的物料中0.08mm以下含量占20%30%）；同時(shí)，由于存在選擇性粉碎的特征，因而即使在料餅中也存在著未擠壓好的顆粒。b。由于輥壓機(jī)磨輥兩端面存在邊

3、緣效應(yīng)，因而約有10%20%未經(jīng)充分?jǐn)D壓壓的物料混于出料中。c。 鑒于上述原因，就造成了擠壓后的物料不僅顆粒分布很寬，而且易磨性差異很大（見表1）。表1 某立窯廠HFC800/200輥壓機(jī)一次擠壓水泥的顆粒分布粒度(mm)/百分比(%)：(15 /0)(15.010.0/2.1)(10.05.0/9.3)(5.03.0/15.1)(3.00.8/17.2)(0.80.2/12.4)(0.20.08/11.2)(0.08/32.7)2.1.2 打散分級(jí)機(jī)工藝性能特點(diǎn)a。 打散分級(jí)機(jī)是為解決輥壓機(jī)存在的上述問題而開發(fā)的，它將輥壓機(jī)擠壓后的物料打后分

4、選出細(xì)粉（0.52.5mm），送入后序的粉磨系統(tǒng)，而粗顆粒則返回輥壓機(jī)重新擠壓。b。 由于打散分級(jí)機(jī)可以通過變頻調(diào)速調(diào)整入球磨機(jī)物料的粒徑，因而可以合理分配輥壓機(jī)和球磨機(jī)的負(fù)何，使整個(gè)粉磨系統(tǒng)處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。2.2 擠壓粉磨主要工藝流程擠壓粉磨工藝主要有：預(yù)粉磨工藝、混合粉磨工藝、半終粉磨工藝、聯(lián)合粉磨工藝及終粉磨工藝。在水泥廠粉磨系統(tǒng)技術(shù)改造中，通常采用預(yù)粉磨、半終粉磨和聯(lián)合粉磨工藝，因此，僅就這三種工藝的特點(diǎn)介紹如下：2.2.1 擠壓預(yù)粉磨工藝預(yù)粉磨工藝是將入球磨機(jī)的物料由輥壓機(jī)擠壓預(yù)處理，而后送入球磨機(jī)粉磨產(chǎn)品（見圖1）。由于輥壓機(jī)存在上述特性，送入球磨

5、機(jī)中大于5mm的物料，隨著輥壓機(jī)進(jìn)料裝置的磨損而增加，造成粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量降低。此外，為了破碎這些少量的5mm以上大顆粒，而不得不使用大規(guī)格的研磨體，造成球磨機(jī)研磨能力的下降，粉磨系統(tǒng)工藝參數(shù)不盡合理，造成技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不高。2.2.2 擠壓職合粉磨工藝擠壓聯(lián)合粉磨工藝是將擠壓后的物料（包括料餅和邊部漏料），先經(jīng)打散分級(jí)機(jī)打散分選，小于一定粒徑的半成品（0.53.0mm）送入原有的球磨機(jī)粉磨至成品，分選出的粗顆粒返回轉(zhuǎn)輥壓機(jī)再次擠壓（圖2所示）。原有的球磨可以是開路，也可以是閉路。通過打散分級(jí)機(jī)調(diào)整入球磨的物料粒徑，分配輥壓機(jī)和球磨機(jī)系統(tǒng)的負(fù)荷，使系統(tǒng)工藝參數(shù)得到優(yōu)化，輥壓機(jī)磨輥邊緣效應(yīng)所

6、產(chǎn)生的大顆粒物料通過打散分級(jí)機(jī)返回輥壓機(jī)重新擠壓，基本消除了輥壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)后續(xù)球磨機(jī)系統(tǒng)的影響，同時(shí)由于入磨物料的最大粒徑得到有效的控制，球磨機(jī)一倉球徑大幅度下降，研磨能力得到加強(qiáng)，同時(shí)，球徑的降低使球磨機(jī)的故障率得到有效控制。但是，由于打散分級(jí)機(jī)的成品中含有4050%小于0.08mm的細(xì)粉，這些細(xì)粉直接送入球磨機(jī)，其產(chǎn)品必然是微粉含量高，顆粒分布寬。因而后續(xù)球磨機(jī)系統(tǒng)必須根據(jù)產(chǎn)品需要作優(yōu)化調(diào)整。2.2.3 擠壓半終粉磨工藝擠壓半終粉磨工藝是將打散分級(jí)機(jī)的半成品與后續(xù)球磨機(jī)的出磨物料一同送入選粉機(jī)分選（見圖3），也就是說一部分產(chǎn)品未經(jīng)過球磨機(jī)而直接由輥壓機(jī)和選粉機(jī)直接產(chǎn)生。這種粉

7、磨系統(tǒng)的特點(diǎn)是產(chǎn)品的顆粒分布窄，均勻性系數(shù)高。由于這種工藝流程選粉機(jī)的入料與一般閉路磨系統(tǒng)的有較大差別，因而，選粉機(jī)的選型就顯得尤為重要。與擠壓聯(lián)合粉磨工藝相同，由于粉磨機(jī)研磨體的最大粒徑和平均粒徑的大幅度降低，球磨機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率得到較大的提高。3  生料粉磨系統(tǒng)改造中擠壓粉磨技術(shù)的應(yīng)用3.1 生料粉磨系統(tǒng)改造的主要特點(diǎn)生料粉磨系統(tǒng)改造的目的一般是為了滿足窯系統(tǒng)產(chǎn)量提高的要求，另外，兼顧節(jié)能、降耗及環(huán)保、收塵要求。生料粉磨通常以0.08mm和0.2mm方孔篩的篩余來控制，并且，以控制0.2mm篩余小于1.01.5%時(shí)，0.88mm篩余可以放寬至1016%。而成品中

8、不需要有一定的顆粒組成和大量的微細(xì)粉。所以，生料粉磨系統(tǒng)的改造必須圍繞著如何提高以0.08mm和0.2mm為切割粒徑的粉磨效率。3.2 擠壓粉磨工藝選擇根據(jù)生料粉磨系統(tǒng)技術(shù)改造的特點(diǎn)，在選用輥壓機(jī)以增強(qiáng)系統(tǒng)粉磨能力的同時(shí)，必須著重考慮系統(tǒng)的選粉能力，以解決系統(tǒng)在0.08mm，尤其是0.2mm的分級(jí)效率，減少過粉磨，最大幅度地提高系統(tǒng)產(chǎn)量。由于經(jīng)輥壓機(jī)擠壓過的物料含有大量的細(xì)粉（0.08mm以下的細(xì)粉為30%左右），這些細(xì)粉在進(jìn)球磨機(jī)之前就先被分選出來，必然會(huì)提高粉磨效率，因而，可以大幅度提高系統(tǒng)產(chǎn)量。所以對(duì)于生料粉磨最佳的改造方案應(yīng)該是擠壓半終粉磨系統(tǒng)，并且應(yīng)該使用第三代高效選粉機(jī)，

9、聯(lián)合粉磨系統(tǒng)次之，預(yù)粉磨系統(tǒng)效率較低。采用擠壓半終粉磨工藝，使一部分成品由輥壓機(jī)和選粉機(jī)直接產(chǎn)生并分選出來，減注了球磨機(jī)的通過量對(duì)整個(gè)粉磨系統(tǒng)的限制，所以就我們現(xiàn)在所掌握的技術(shù)，可以使原有的球磨機(jī)系統(tǒng)粉磨能力提高100150%；而聯(lián)合粉磨工藝則受到球磨機(jī)的限制，產(chǎn)量提高約80%；預(yù)粉磨工藝則由系統(tǒng)工藝系統(tǒng)參數(shù)得不到優(yōu)化只能提高3040%。 3.3 應(yīng)用實(shí)例分析3.3.1 山東兗州礦務(wù)局水泥廠600t/d生料擠壓半終粉磨系統(tǒng)在山東兗州礦務(wù)局水泥廠1#窯技術(shù)改造中，要求生料粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)量由22t/h提高到45t/d以上。而新建一臺(tái)大球磨機(jī)或在附近并聯(lián)一臺(tái)小球磨機(jī)，均因

10、資金和場(chǎng)地問題難以實(shí)現(xiàn)。為此，該廠經(jīng)廣泛的調(diào)研后，決定采用合肥水泥研究設(shè)計(jì)院開發(fā)的擠壓粉磨技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的2.2×6.5m球磨機(jī)進(jìn)行改造。將原有的3.5m離心式選粉機(jī)更換為DS750型高效組合式選粉機(jī)，在球磨機(jī)前加一套HFCG100-35型輥壓機(jī)和一臺(tái)SF500/100型打散分級(jí)機(jī)構(gòu)成擠壓半終粉磨系統(tǒng)。物料經(jīng)輥壓機(jī)擠壓并由打散分級(jí)機(jī)打散分級(jí)，將其半成品（小于0.08mm占40%左右，2mm以下約8590%）先送入高效選粉機(jī)分選，選粉機(jī)的粗粉入球磨，球磨機(jī)的出料也進(jìn)選粉機(jī)（見圖4）。該系統(tǒng)改造后，經(jīng)廠院聯(lián)合標(biāo)定，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下：（表2所示）表2 兗州礦務(wù)局水泥廠1#窯生料磨改造

11、后的結(jié)果改造前生料:細(xì)度(R0.08%)10.0 產(chǎn)量(t/h)22.0 電耗(kW.h)22.0改造后生料:細(xì)度(R0.08%)6.5 產(chǎn)量(t/h)46.3 電耗(kW.h)16.1增產(chǎn)(%)110.5節(jié)能(%)26.8備注半終粉磨3.3.2 山東水泥廠1#窯（700t/d）生料擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)山東水泥廠1#生料磨建于70年代，為2.4×10m中卸烘干磨，產(chǎn)量一直低于設(shè)計(jì)指標(biāo)，電耗高，系統(tǒng)設(shè)備老化，急待改造、完善。改造方案為擠壓聯(lián)合粉磨工藝。新增HFC120-36型輥壓機(jī)一臺(tái)，SF500/100打散分級(jí)機(jī)一臺(tái)，將中卸磨改為兩端進(jìn)料

12、中間出料的兩臺(tái)并聯(lián)單倉開路短磨。該系統(tǒng)于1994年12月28日投料試車，1995年3月達(dá)標(biāo)驗(yàn)收，1995年12月通過了由山東省建材局主持的省級(jí)技術(shù)鑒定。在此之后山東水泥廠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況恢復(fù)了球磨機(jī)的選粉機(jī)，使系統(tǒng)產(chǎn)量又有所提高，系統(tǒng)工藝流程見圖5所示。系統(tǒng)改造所達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表3。表3 山東水泥廠1#生料粉磨系統(tǒng)改造后的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)改造前生料:細(xì)度(R0.08%)10±1產(chǎn)量(t/h)26電耗(kW.h)33改造后生料:細(xì)度(R0.08%)10±1產(chǎn)量(t/h)55.34電耗(kW.h)17.67增產(chǎn)(%)113節(jié)能(%)46.5備注 磨機(jī)開路改造后

13、生料:細(xì)度(R0.08%)10±1產(chǎn)量(t/h)65.0電耗(kW.h)16.23增產(chǎn)(%)150節(jié)能(%)50.8備注 磨機(jī)閉路3.3.3 山東水泥廠2#窯（1500t/d）生料擠壓預(yù)粉磨系統(tǒng)山東水泥廠2#窯原為1200t/d熟料生產(chǎn)線，生料磨系統(tǒng)采用3.5×10m中卸烘干磨。為滿足窯系統(tǒng)產(chǎn)量提高到15001700t/d的需要，生產(chǎn)磨系統(tǒng)產(chǎn)量必須由75t/d提高到110t/h以上。按其增產(chǎn)幅度要求僅為百分五十，采用擠壓粉磨技術(shù)的中預(yù)粉磨工藝即可，但由于現(xiàn)場(chǎng)條件所限和節(jié)省投資考慮，不更換有的選粉機(jī)和出磨提升機(jī)，而是將輥壓機(jī)出料在進(jìn)球磨機(jī)之前先進(jìn)一新加的選

14、粉機(jī)，選出部分成品，解決系統(tǒng)選粉能力問題。為了使新增選粉機(jī)能夠長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，防止輥壓機(jī)邊緣漏料的大顆粒對(duì)選粉機(jī)的磨損，在選粉機(jī)和輥壓機(jī)之間加設(shè)一臺(tái)打散分級(jí)機(jī)，先將輥壓機(jī)出料中的大顆粒分離出來，返回輥壓機(jī)。所以該系統(tǒng)從整體來看是預(yù)粉磨系統(tǒng)，但內(nèi)部含有半終粉磨的工藝流程（見圖6）。系統(tǒng)改造后達(dá)到預(yù)期效果，見表4所示。表4 山東水泥廠2#生料磨改造后的結(jié)果生料:水份（%）0.8±0.2 細(xì)度（R0.08%）11±1 產(chǎn)量（t/h）118 電耗（kW.h/t）18.94 水泥粉磨系統(tǒng)改造中擠壓粉磨技術(shù)的應(yīng)用4.1 水泥粉磨

15、系統(tǒng)改造的主要特點(diǎn)4.1.1 水泥粉磨系統(tǒng)的技術(shù)改造一般基于以下目的考慮的：a 窯系統(tǒng)改造后熟料生產(chǎn)能力提高；b 為適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，增加粉磨能力，提高水泥成品的細(xì)度和比表面積c 利用峰低谷電價(jià)差異，考慮水泥粉磨系統(tǒng)的避峰運(yùn)行；d 解決季節(jié)性銷售問題。4.1.2 水泥粉磨的細(xì)度和顆粒組成對(duì)水泥的強(qiáng)度混凝土的性能有限大影響。太粗的熟料顆粒不能完全水化，大于60m的熟料顆粒僅起到微集料作用，不能得到有效的利用；小于30m的微粉含量不足，水泥早期強(qiáng)度上不去；水泥成品顆粒分布過于集中，造成標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量的提高。因而，降低水泥成品的篩余，提高其比表面積

16、，增加熟料的利用率，以達(dá)到提高水泥實(shí)物強(qiáng)度的目的。目前一般公認(rèn)的是：332m顆粒對(duì)強(qiáng)度增進(jìn)率起主導(dǎo)作用。4.2 擠壓粉磨工藝選擇針對(duì)水泥粉磨的特點(diǎn)和要求，在選擇擠壓粉磨工藝時(shí)，對(duì)于要求篩余低、小于3m微粉含量低的水泥，應(yīng)選擇帶第三代高效選粉機(jī)的擠壓閉路粉磨系統(tǒng)（閉路預(yù)粉磨、閉路聯(lián)合粉磨和半終粉磨）；而對(duì)篩余要求不是很嚴(yán)格，水泥成品顆粒級(jí)配分布寬的，則可以采用擠壓開路粉磨系統(tǒng)（開路預(yù)粉磨系統(tǒng)、開路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)）。對(duì)于現(xiàn)有的粉磨系統(tǒng)采用擠壓粉磨技術(shù)改造時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)量將大幅度增加，此時(shí)不僅要考慮主機(jī)的能力匹配，更要注意到輸送設(shè)備的能力。尤其是閉路粉磨系統(tǒng)改造，一般由于原有的磨尾提升機(jī)、選粉機(jī)及其粗粉回料輸送設(shè)備在當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)不會(huì)留出很大的余量，改造后產(chǎn)量大幅度增加，這些設(shè)備可能無法滿足要求，并且由于土建的限制很難更換。因此，對(duì)條件允許的可以選擇壓閉路粉磨工藝；對(duì)于原有粉磨系統(tǒng)改造難度大的，選擇擠壓開路粉磨工藝不失為