第4章生料制備（章節(jié)課程）

1、1向陽書屋p第七節(jié) 立磨(圖立磨生料粉磨工藝)一、立磨的工作原理及立磨的類型 1.立式磨的工作原理 主要工作部分為磨盤及磨輥。電動機(jī)通過減速器帶動磨盤轉(zhuǎn)動，磨輥在磨盤上繞自身軸心滾動。物料通過鎖風(fēng)喂料裝置經(jīng)下料溜管落到磨盤中央，由于離心力的作用形成環(huán)形料床，并被鉗入磨輥與磨盤之間，受到擠壓作用而被粉碎，并由于相對滑動產(chǎn)生剪切力，使物料被磨細(xì)。2向陽書屋p 立磨上部帶有選粉設(shè)備，從下部側(cè)面通入熱空氣，對物料進(jìn)行烘干。在磨盤的慣性離心力作用下,被粉磨的物料從磨盤邊緣溢出,被高速氣流揚(yáng)起到分離器進(jìn)行分級,粗粉返回磨盤再次受到粉磨（稱為內(nèi)循環(huán)）,細(xì)粉則被氣流帶到磨外。 沒有被熱空氣帶起的粗顆粒物料，溢

2、出磨盤后被斗式提升機(jī)重新喂入選粉機(jī)，再次擠壓粉磨（稱為外循環(huán)）。 理解擠壓粉磨、懸浮烘干，選粉分級三位一體的工作過程。3向陽書屋p4向陽書屋p2.立磨的分類按磨輥、磨盤的幾何形狀分為：(1)萊歇磨(錐輥-平盤式) (2) MPS磨(鼓輥-碗式) (3)雷蒙磨(錐輥-碗式) (4)伯力鳩斯磨(雙鼓輥-碗式) (5)彼得斯磨，又稱E型磨(球-環(huán)式) (6)ATOX磨(圓柱輥-平盤式) 5向陽書屋p6向陽書屋p二、立磨的構(gòu)造1.磨盤：包括導(dǎo)向環(huán)、風(fēng)環(huán)、擋料圈、襯板、盤體、刮料板和提升裝置等。2.磨輥：輥套為易磨損件，要求有足夠的韌性和良好的耐磨性能。3.選粉機(jī)，可分為靜態(tài)、動態(tài)和高效組合式選粉機(jī)三大

3、類。 a.靜態(tài)選粉機(jī)工作原理類似于旋風(fēng)筒，結(jié)構(gòu)簡單，無可動部件，不易出故障。但調(diào)整不靈活，分離效率不高。7向陽書屋pb.動態(tài)選粉機(jī)這是一個高速旋轉(zhuǎn)的籠子，含塵氣體穿過籠子時，細(xì)顆粒由空氣摩擦帶入，粗顆粒直接被葉片碰撞攔下，轉(zhuǎn)子的速度可以根據(jù)要求來調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速高時，出料細(xì)度就越細(xì)，與離心式選粉機(jī)的分級原理是一樣的。它有較高的分級精度，細(xì)度控制也很方便。8向陽書屋pc.高效組合式選粉機(jī)將動態(tài)選粉機(jī)（旋轉(zhuǎn)籠子）和靜態(tài)選粉機(jī)（導(dǎo)風(fēng)葉）結(jié)合在一起，即圓柱形的籠子作為轉(zhuǎn)子，在它的四周均布了導(dǎo)風(fēng)葉片，使氣流上下均勻地進(jìn)入選粉機(jī)區(qū)，粗細(xì)粉分離清晰，選粉效率高。不過這種選粉機(jī)的阻力較大，因此葉片的磨損也大。9向陽

4、書屋p4.加壓裝置：液壓裝置，儲能器5.監(jiān)視裝置：搖臂監(jiān)視、振動監(jiān)視6.傳動裝置：電動機(jī)、減速器7.噴水系統(tǒng)：降低溫度、穩(wěn)定料層8.粗粉外循環(huán)系統(tǒng)：提升機(jī)10向陽書屋p三、立磨的優(yōu)缺點(diǎn)：1.電耗低： 立磨采用滾壓料層的方式料磨物料，同時本身帶有選粉裝置，能及時排出細(xì)粉避免了過粉碎現(xiàn)象。因而粉磨效率高，節(jié)能效果非常顯著。較球磨機(jī)可節(jié)電2030左右。隨著物料水分的增加，節(jié)能效果更加顯著。2.入磨粒度較大： 立磨的入磨粒度一般在50150mm之間。而球磨機(jī)的入磨粒度一般要求小于30mm。因此可以省去二級破碎設(shè)備。 11向陽書屋p3.烘干能力大： 立式磨采用氣體為烘干和輸送物料的介質(zhì)。因此特別適于烘干

5、兼粉磨作業(yè)，可充分利用預(yù)熱器和煅燒窯排出的300500低溫廢氣作為烘干介質(zhì)，來烘干與粉磨水分8-10%的物料，而各種烘干球磨機(jī)，只能烘干與粉磨水分為3.55.0的物料。如果另設(shè)輔助熱風(fēng)爐,入磨氣溫升高到450左右,立磨則可烘干與粉磨水分為1520的物料，因而可省去烘干系統(tǒng)。12向陽書屋p4.產(chǎn)品粒度較均齊，調(diào)整產(chǎn)品細(xì)度和成分容易，便于自動控制。 由于立式磨粉磨與選粉均在同一機(jī)殼內(nèi)進(jìn)行，產(chǎn)品粒度均齊。而且，調(diào)節(jié)分離器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或?qū)эL(fēng)葉開度，能夠很快得到需要的產(chǎn)品細(xì)度。對生產(chǎn)不同細(xì)度的產(chǎn)品很有利,物料在磨內(nèi)停留時間很短（23min），易于自動控制配料和產(chǎn)品的化學(xué)成分。從粉磨一種物料改變?yōu)榉勰チ硪环N物

6、料，幾分鐘即可實(shí)現(xiàn)。而物料在球麻機(jī)內(nèi)停留時間則需1520min。立式磨機(jī)尤其適用于立窯水泥廠粉磨全黑生料或半黑生料。13向陽書屋p5.工藝流程簡單，占地面積小。6.噪音低，揚(yáng)塵少，操作維修方便。立磨的缺點(diǎn)： 不適于粉磨硬質(zhì)和磨蝕性的物料，使用壽命較短，維修較頻繁。而且它的磨損件比磨機(jī)的貴，但與其所取代的球磨機(jī)、提升機(jī)、選粉機(jī)等設(shè)備的總維修量相比，仍顯得維修簡單、容易和工作量小。14向陽書屋p生料優(yōu)先選用立磨，而熟料選用球磨的主要原因？ 立磨相對球磨而言，能耗利用率較高，這是目前粉磨系統(tǒng)優(yōu)先選用立磨主要原因，但立磨的成品細(xì)度太均齊了，沒有合理顆粒級配，這是限制立磨應(yīng)用于熟料磨的主要原因。 為了保

7、證混凝土的早期強(qiáng)度，水泥顆粒中0-3m顆粒應(yīng)達(dá)10左右，而保證混凝土后期強(qiáng)度，330m的水泥顆粒則需70以上。立磨同球磨機(jī)相比，水泥雖然28天強(qiáng)度相同，由于顆粒級配范圍狹窄，3-30m顆粒高達(dá)82，03m顆粒約為6，致使其早期強(qiáng)度低、需水量大、易于結(jié)塊和假凝、并有龜裂，混凝土的和易性也不符合要求。 球磨機(jī)能耗利用率較低，目前有被立磨、輥壓機(jī)等設(shè)備替代的趨勢，但球磨機(jī)有“顆粒形貌近似球形，有利于生料煅燒及水泥的水化硬化”獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，這是目前熟料磨依然多數(shù)選用球磨機(jī)的主要原因。15向陽書屋p四、立磨的流程1. 設(shè)有旋風(fēng)筒和循環(huán)風(fēng)的粉磨系統(tǒng)： 優(yōu)點(diǎn)：循環(huán)風(fēng)減少收塵風(fēng)量，降低了入收塵器的濃度，對收塵器的

8、要求降低了。 缺點(diǎn)：系統(tǒng)較復(fù)雜，阻力增加。 觀察流程圖，回答立磨的熱風(fēng)來自主窯，為什么還要設(shè)置熱風(fēng)爐？16向陽書屋p17向陽書屋p2、不設(shè)旋風(fēng)筒和不設(shè)循環(huán)風(fēng)的粉磨系統(tǒng)18向陽書屋p3、立磨也有體外分級的系統(tǒng) 類似球磨機(jī)的尾卸提升循環(huán)系統(tǒng)19向陽書屋p20向陽書屋p本次作業(yè)：1、繪制設(shè)有旋風(fēng)筒和循環(huán)風(fēng)的粉磨系統(tǒng)的流程圖，并文字說明。2、對比立式磨和球磨機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)，并說明目前干法水泥生產(chǎn)為什么生料選用立式磨，而熟料依然選用球磨機(jī)的主要原因。21向陽書屋p五、工藝參數(shù)1.磨盤轉(zhuǎn)數(shù) nK1D-0.5 r/min k1系數(shù)（表45，46） D 磨盤直徑，m22向陽書屋p2.生產(chǎn)能力 G=K2D2.5 t/

9、h K2系數(shù) D 磨盤直徑，m3.輥壓一般為1035MPa。輥壓增加，產(chǎn)量增加，但功率也增加。4.磨輥、磨盤的相對尺寸（表47）23向陽書屋p5.風(fēng)量、風(fēng)速風(fēng)掃式、半風(fēng)掃式、機(jī)械提升式立磨用風(fēng)量不同，風(fēng)掃式、半風(fēng)掃式立磨磨內(nèi)風(fēng)掃速度對磨機(jī)的生產(chǎn)起重要作用，必須控制好兩個關(guān)鍵處的風(fēng)速。一個是風(fēng)環(huán)處的噴口風(fēng)速。其作用是將從磨盤溢出的物料返吹回磨盤重新再磨，不讓物料顆粒掉落下來。風(fēng)速的大小一方面控制掉落粗顆粒的大小，一方面控制循環(huán)量和料床厚度。在風(fēng)掃系統(tǒng)，該風(fēng)速達(dá)60100m/s，有利于傳熱，但阻力大大增加。24向陽書屋p降低風(fēng)環(huán)處壓損的措施： （P71 ）a. 降低風(fēng)速b. 適當(dāng)調(diào)整風(fēng)環(huán)圓周方向各

10、區(qū)段之間的風(fēng)速另一個是筒體截面風(fēng)速。目的是將物料提升至選粉機(jī)進(jìn)行分選。磨盤增大，風(fēng)速增大。實(shí)際生產(chǎn)中該風(fēng)量必須其極限最低風(fēng)量的要求，一般不低于正常風(fēng)量的70。25向陽書屋p6.磨機(jī)功率 N=KD2.5 kWK常數(shù)，（表410）D磨盤直徑，m7.磨損 26向陽書屋p第八節(jié) 立磨的控制與操作一、立磨的工藝參數(shù) 表 立式生料磨正常運(yùn)轉(zhuǎn)基本操作參數(shù)顯示值 27向陽書屋p序號參數(shù)性質(zhì)項(xiàng) 目5000t/d備注1調(diào)節(jié)喂料量400t/h控制料層厚度2控制入磨風(fēng)溫2103控制出磨風(fēng)溫80反映通風(fēng)量、物料水分4調(diào)節(jié)選粉風(fēng)葉轉(zhuǎn)速1400rpm控制細(xì)度5控制細(xì)度R0.0814%6控制水分1%7調(diào)節(jié)磨輥壓力11MPa8

11、調(diào)節(jié)冷風(fēng)閥0%調(diào)節(jié)入磨風(fēng)溫、風(fēng)量28向陽書屋p序號參數(shù)性質(zhì)項(xiàng) 目5000t/d備注9調(diào)節(jié)熱風(fēng)閥90%調(diào)節(jié)入磨風(fēng)溫、風(fēng)量10調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)閥90%調(diào)節(jié)入磨風(fēng)溫、風(fēng)量11控制振動值3mm/s反映料層情況12控制磨內(nèi)壓差5500Pa反映磨內(nèi)通風(fēng)阻力13控制料層厚度輥徑220mm14控制噴水量15t/h控制料層情況、出磨風(fēng)溫15調(diào)節(jié)噴水閥門70%控制噴水量29向陽書屋p表 立式煤磨正常運(yùn)轉(zhuǎn)基本操作參數(shù)顯示值30向陽書屋p參數(shù)性質(zhì)項(xiàng) 目5000t/d備注1調(diào)節(jié)喂煤量40t/h控制料層厚度2控制入磨風(fēng)溫803控制出磨風(fēng)溫50反映通風(fēng)量、物料水分4調(diào)節(jié)選粉風(fēng)葉轉(zhuǎn)速600rpm調(diào)節(jié)細(xì)度5控制細(xì)度R0.0814%6

12、控制水分1.5%7調(diào)節(jié)磨輥壓力5000Pa8調(diào)節(jié)冷風(fēng)閥35%調(diào)節(jié)風(fēng)溫、風(fēng)量9調(diào)節(jié)熱風(fēng)閥35%10控制磨內(nèi)壓差5000Pa反映通風(fēng)量大小及料層厚度11控制振動值3mm/s反映料層情況12控制料層厚度31向陽書屋p二、立磨操作中的主要控制參數(shù)1.振動值振動是輥式磨機(jī)工作中普遍存在的情況，合理的振動是允許的，但是若振動過大，則會造成磨盤和磨輥的機(jī)械損傷，以及附屬設(shè)備和測量儀表的毀壞。料層厚薄不均（不穩(wěn)定）是產(chǎn)生振動的主要原因，其它原因還有：磨內(nèi)有大塊金屬物體；研磨壓力太大；耐磨件損壞；儲能器充氣壓力不等；磨通風(fēng)不足等。32向陽書屋p料層不穩(wěn)定的原因：a. 喂料量與立磨生產(chǎn)能力不適應(yīng)b.入磨物料不均勻

13、 （混合料倉物料離析 ）c.物料的易磨性d.擋料環(huán)高度e.飽磨：下料量大；選粉機(jī)轉(zhuǎn)速過快；選粉效率低使內(nèi)循環(huán)負(fù)荷大，超過磨內(nèi)氣體攜帶能力；磨內(nèi)通風(fēng)不足。在操作上應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格將振動控制在允許范圍內(nèi)，才能為穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造先決條件。 33向陽書屋p2.料層厚度立磨穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的另一重要因素是料床穩(wěn)定。料層穩(wěn)定，風(fēng)量、風(fēng)壓和喂料量才能穩(wěn)定，否則就要通過調(diào)節(jié)風(fēng)量和喂料量來維持料層厚度。若調(diào)節(jié)不及時就會引起振動加劇，電機(jī)負(fù)荷上升或系統(tǒng)跳停等問題。理論上講，料層厚度應(yīng)為磨輥直徑的2%20 mm 。此外，最佳料層厚度主要取決于原料質(zhì)量，如含水量、粒度、顆粒分布和易磨性。 34向陽書屋p 運(yùn)轉(zhuǎn)初期，為了找到最佳的料層厚度

14、，得調(diào)試擋料圈的高度。而在擋料圈高度一定的條件下，穩(wěn)定料層厚度的重要條件之一是喂料粒度及粒度級配合理。喂料平均粒徑太小或細(xì)粉太多，料層將變薄；平均粒徑太大或大塊物料太多時料層將變厚，磨機(jī)負(fù)荷上升?？赏ㄟ^調(diào)整噴水量、研磨壓力、循環(huán)風(fēng)量和選粉機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)等參數(shù)來穩(wěn)定料層。噴水是形成堅(jiān)實(shí)料床的前提，適當(dāng)?shù)难心毫κ潜３至洗卜€(wěn)定的條件，磨內(nèi)通風(fēng)是保證生料細(xì)度和水份的手段。 35向陽書屋p3.壓差壓差是指風(fēng)環(huán)處的壓力損失，也是重要的控制參數(shù)之一。 壓差是磨內(nèi)情況的一面鏡子，操作員可通過觀察壓差了解磨內(nèi)情況，判斷料多、料少、風(fēng)大、風(fēng)小、粉磨效率等。 若壓差過大，說明磨內(nèi)阻力大，內(nèi)循環(huán)量大，此時應(yīng)采取減料措施，加

15、大通風(fēng)量，加大噴水，穩(wěn)定料層，也可暫時減小選粉機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，使積于磨內(nèi)的細(xì)粉排出磨外，待壓差恢復(fù)正常，再適當(dāng)恢復(fù)各參數(shù) 。36向陽書屋p 若壓差過小，說明磨內(nèi)物料太少，研磨層會很快削薄，引起振動增大，因此應(yīng)馬上加料，增加噴水，使之形成穩(wěn)定料層。 4. 磨機(jī)通風(fēng)a.風(fēng)量、風(fēng)速風(fēng)掃式系統(tǒng)風(fēng)環(huán)處風(fēng)速高達(dá)6090m/s；半風(fēng)掃式風(fēng)速可降低至4050m/s。磨內(nèi)風(fēng)量可在70105范圍內(nèi)調(diào)整，但窯磨串聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)不影響窯系統(tǒng)的操作。37向陽書屋pb.出磨溫度出磨氣溫是可以變化的，主要看出磨產(chǎn)品的水分能否保證0.5%。出磨溫度由入口溫度和噴水量來調(diào)節(jié)控制。噴水過多會形成料餅導(dǎo)致磨內(nèi)工況惡化；噴水量過少，料層不穩(wěn)，振動

16、加?。划?dāng)喂料量和風(fēng)量一定時，噴水量可穩(wěn)定在最低量。c. 系統(tǒng)漏風(fēng)在總風(fēng)量一定的情況下，系統(tǒng)漏風(fēng)使噴嘴風(fēng)環(huán)處的風(fēng)速降低，導(dǎo)致吐渣量增大。 38向陽書屋p5.產(chǎn)品細(xì)度 產(chǎn)品細(xì)度主要靠選粉機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)數(shù)大，產(chǎn)品細(xì)；轉(zhuǎn)數(shù)小，產(chǎn)品粗。磨內(nèi)用風(fēng)量的大小對產(chǎn)品細(xì)度也有很大影響。6.產(chǎn)量 立磨產(chǎn)量標(biāo)定恰當(dāng)與否，對穩(wěn)定運(yùn)行、充分發(fā)揮其節(jié)能降耗、降低成本的優(yōu)勢亦很重要。如ATOX-50立磨能力按320360 t/h控制。在增加產(chǎn)量的同時，應(yīng)注意熱風(fēng)、磨通風(fēng)量、研磨壓力、噴水量等參數(shù)的適當(dāng)增加，保證壓差穩(wěn)定。 39向陽書屋p改變操作引起立磨參數(shù)的變化情況 40向陽書屋p三、異常情況分析1.大量吐渣的原因41向陽

17、書屋p42向陽書屋p43向陽書屋p44向陽書屋p45向陽書屋p2.立磨堵料判斷及處理46向陽書屋p2.1 從中控操作參數(shù)判斷47向陽書屋p48向陽書屋p49向陽書屋p50向陽書屋p51向陽書屋p52向陽書屋p53向陽書屋p四、控制策略立磨系統(tǒng)的具體控制方案有很多。但主要的不外乎以下幾點(diǎn)：1.控制磨內(nèi)氣體量。一般可用出旋風(fēng)筒氣體的流量或負(fù)壓來控制磨機(jī)主排風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)閥門或轉(zhuǎn)速，使磨機(jī)風(fēng)速穩(wěn)定。2.控制磨機(jī)壓差以調(diào)節(jié)磨機(jī)喂料量。3.根據(jù)出磨氣溫來調(diào)節(jié)噴水量或輔助熱風(fēng)溫度。4.通過選粉機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)產(chǎn)品細(xì)度。54向陽書屋p第九節(jié) 生料均化及設(shè)備概念：粉磨后的生料通過合理搭配或氣力攪拌等方式，使其成分趨于

18、均勻一致的過程。意義：生料均化是生料均化鏈中的最后一環(huán)，擔(dān)負(fù)著均化任務(wù)的40%。一、均化方式： 機(jī)械均化：包括機(jī)械均化庫、多庫搭配、機(jī)械倒庫等氣力均化：間歇式均化、連續(xù)式均化、多料流式均化庫。55向陽書屋p二、均化原理采用空氣攪拌及重力作用下產(chǎn)生的“漏斗效應(yīng)”（或稱鼠穴效應(yīng)），使生料粉向下卸落時切割盡量多層料面予以混合。同時，在不同流化空氣的作用下，使沿庫內(nèi)平行料面發(fā)生大小不同的流化膨脹作用，有的區(qū)域卸料，有的區(qū)域流化，從而使庫內(nèi)料面產(chǎn)生徑向混合均化。簡單講即：空氣攪拌、重力均化、徑向混合均化。三種均化作用匹配完成整體均化。56向陽書屋p三、連續(xù)式均化庫分混合室或均化室均化庫（圖）：特點(diǎn)： a

19、 兼?zhèn)鋬Υ媾c均化功能。均化原料系采用庫內(nèi)“平鋪直取”與混合室或均化室內(nèi)空氣攪拌相結(jié)合。 b 庫頂中心設(shè)有生料分配器 c 庫底部設(shè)置的混合室或均化室，其環(huán)形區(qū)呈圓錐形斜面，向庫中心傾斜。環(huán)形區(qū)內(nèi)分幾個小區(qū)布置充氣裝置，并由空氣分配閥輪流充氣，使生料膨松活化，向中央的混合室或均化室流動。產(chǎn)生重力均化和徑向混合均化，進(jìn)入混合室或均化室的生料由空氣進(jìn)行攪拌均化。57向陽書屋pd 混合室?guī)旒熬規(guī)斓膮^(qū)別主要在于庫下部設(shè)置的空氣攪拌室的形狀與容積大小?；旌鲜覟榧忭敚莘e較小，均化室為圓柱形，容積較大。均化室?guī)炀Ч糜诨旌鲜規(guī)?，但電耗較高。e 庫內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，充氣裝置及空氣攪拌室維修困難，生料卸空率低，電耗較大。58向陽書屋p四、多料流式均化庫目前使用最廣泛原理：