水泥輥磨終粉磨技術的工業(yè)應用

水泥輥磨終粉磨技術的工業(yè)應用

目前，中國的主導粉磨水泥仍采用輥壓機和球磨機雙閉路聯(lián)合粉磨。球磨機的粉碎機理是對于大塊物料,靠球的沖擊,屬于單顆粒破碎。破碎粉磨效率低。因此絕大部分的鋼球的沖擊能量轉變成熱量損失掉。100多年來球磨機的結構和工藝系統(tǒng)有了很大改變,但粉碎機理依舊,所以能量利用率沒有大幅度的變化。輥壓機的粉磨機理為料層粉碎,沖擊物料的飛濺能得到應用,因而粉磨能量利用率提高,粉磨電耗降低。但輥壓機粉磨產品存在球形度差、石膏粒度偏粗、C水泥粉磨是保證水泥成品質量的最終工藝過程。近幾年來,通過國內外科研工作者的努力,以立磨為代表的新一代水泥粉磨技術工業(yè)得到了廣泛應用和發(fā)展。尤其是水泥輥磨終粉磨技術,以其工藝系統(tǒng)流程簡單,單位電耗低、水泥產品質量穩(wěn)定以及操作方便等諸多優(yōu)點,引起水泥行業(yè)的高度重視。國外尤其是歐美等國大公司在水泥立磨終粉磨方面技術已經非常成熟,已經有大量的銷售使用業(yè)績。實踐表明,水泥立磨終粉磨產品,完全可以和球磨機媲美,能夠滿足各種工程需要。2004年9月,臺灣幸福水泥公司在越南福山(phucson)設計的無球化工廠,設計能力為5000t/d,采用1臺LM48.4的生料磨、2臺LM46.2+2C的水泥磨(見圖1)和1臺MPS3070BK的煤磨。整個水泥廠的噸產品電耗降到78～80kWh/t。成都院設計的阿聯(lián)酋10000t/d生產線,也于2006年投產,印度新建的10000t/d生產線也全部采用立磨,分別粉磨水泥原料、熟料和煤。還有多條新建水泥生產線采用了水泥輥磨終粉磨技術。在國內,湖北亞東(萊歇立磨)、云南東駿(史密斯立磨OK33-4)、四川星船城(萊歇立磨)等水泥公司采用了進口水泥輥磨,目前這些水泥輥磨系統(tǒng)均運行正常。目前水泥輥磨已成功地生產出了普通水泥、中熱水泥、礦渣粉,可以認為各品種的水泥輥磨均能生產。但是進口水泥輥磨的設備價格和維護成本都比較高,在國內廣泛的推廣有一定困難。開發(fā)國產的大型水泥輥磨一直是國內水泥粉磨技術裝備的一個大課題。2009年張家口金隅水泥有限公司兩臺TRMS3131輥磨穩(wěn)定粉磨水泥,磨機產量和主機電耗達到了預期的指標,率先實現了水泥輥磨的工業(yè)應用。2010年6月,華新東川水泥公司采用華新設計的HXLM4300水泥立磨用于水泥粉磨(見圖2)。水泥成品的顆粒分布和標準稠度需水量與球磨系統(tǒng)的產品相當,混凝土的性能達到工程要求的優(yōu)良水平。不同粉磨流程電耗對比見表1。由表1中可以清楚看出,立磨粉磨系統(tǒng)可以比輥壓機+球磨機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)能耗更低。1運行效果分析從表2和表3的參數對比可以看出:(1)立磨終粉磨系統(tǒng)相比于輥壓機+球磨機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)磨出水泥使用性能并無明顯區(qū)別,但在運行過程中具有工藝流程簡單,對高水分原料、難磨物料適應性強,過粉磨現象少、級配更加合理,動力消耗低,磨出水泥無需輔助冷卻等優(yōu)勢。(2)立磨終粉磨系統(tǒng)雖投資相對較高,但其建筑及占地面積相對較小,粉磨效率高,粉磨品種調換靈活,操作維護等較之于輥壓機+球磨粉磨系統(tǒng)更加簡單,且其噪音相對較小更利于環(huán)保。鑒于以上對比結果,筆者認為水泥終粉磨可優(yōu)選立磨粉磨系統(tǒng)。2立磨終粉磨水泥性能長期以來,對水泥立磨終粉磨水泥產品一直存在著幾點疑慮,問題主要集中在以下幾方面:顆粒級配、標準稠度需水量、水泥強度、單位電耗等。針對以上問題,將通過以下各方面數據進行對比分析,可以比較清楚地反映水泥立磨終粉磨系統(tǒng)不會改變水泥工作性能。不同流程粉磨水泥標準稠度用水量對比見圖3。從圖3和表4中可以看出,立磨終粉磨水泥需水量與圈流球磨水泥標準稠度用水量相當,比開路球磨水泥略高。立磨終粉磨水泥顆粒分布可以調節(jié)到較寬的范圍(n<1.0)。由表5可以看出,在水泥比表面積相同時,立磨水泥的標準稠度需水量較球磨水泥略高;立磨水泥的凝結時間比球磨水泥的偏長;立磨水泥的7d抗壓強度比球磨水泥略高,28d抗壓強度兩種磨機水泥基本相同。為了進一步說明立磨水泥質量穩(wěn)定,表6列出了立磨水泥與球磨水泥對混凝土性能影響的對比。配置相同標號的混凝土,立磨水泥用量均比球磨水泥低。立磨水泥配置混凝土減水劑用量略高,塌落度相當、水灰比因為水泥用量少,均比球磨水泥低。雖然水泥產品性能會受熟料品質、混合材品質和品種、水泥配比、存儲條件和時間影響,即使使用相同的水泥熟料,使用不同的水泥粉磨系統(tǒng)也會對水泥產品產生較大影響。但通過以上各方面數據分析,可以比較清楚地反映出立磨水泥與球磨水泥的性能基本一致,混凝土適應性與球磨水泥相當。3立磨終粉磨水泥的性能物料在立磨所受的粉磨力以擠壓為主,研磨為輔,物料在磨盤與磨輥之間被粉磨的次數少,整個粉磨過程包含選粉在內進展快時間短;因而粉磨效率高,節(jié)省粉磨電耗。相反在球磨系統(tǒng)內,對物料的粉磨是以無數次的沖擊與摩擦混雜進行的,其中不乏鋼球之間和鋼球與磨體襯板之間的沖撞,做了不少無用功,包含選粉在內,物料在球磨系統(tǒng)中停留時間長;粉磨效率低,單位電耗高。立磨粉磨系統(tǒng)和輥壓機+球磨聯(lián)合粉磨系統(tǒng)生產的水泥都能達到國家標準要求。立磨終粉磨工藝集烘干、研磨、選粉于一體,工藝流程簡單,允許進磨物料綜合水分高,設備數量少,粉磨效率高,物料停留時間短,設備裝機功率低、電耗低、運轉率高,建筑面積和占地面積小,運行費用低,操作維護簡單,單機規(guī)格大。電耗略低于輥壓機+球磨機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。通過磨盤和磨輥的研磨曲線組合、磨內選粉機性能的改進和磨盤轉速及壓力的調整來優(yōu)化水泥顆粒形狀及級配;在系統(tǒng)操作參數方面,通過提高立磨內溫度,在風量一定的情況下,提高選粉機轉速,可以明顯降低水泥的篩余,但對提高比表面積影響并不明顯;在選粉機轉速一定的情況下,降低風量,有利于比表面積的提高。對水泥組分的石膏變化施加影響來優(yōu)化水泥性能。目前可以做到立磨終粉磨流程磨制的水泥在使用性能上與球磨機磨制的水泥無明顯差別。我國在