水泥回轉(zhuǎn)窯節(jié)能技改 Microsoft Word 文檔.doc

水泥回轉(zhuǎn)窯節(jié)能技改潛力巨大由江蘇水泥工程雜志社和國家建材局技術(shù)情報(bào)研究所聯(lián)合舉辦的回轉(zhuǎn)窯水泥廠節(jié)能技術(shù)改造暨新型干法生產(chǎn)技術(shù)交流會(huì)日前在南京結(jié)束。 會(huì)議期間，中材國際南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院、中國建筑材料科學(xué)研究院、中材國際成都建材設(shè)計(jì)院、合肥水泥研究設(shè)計(jì)院等科研機(jī)構(gòu)對(duì)當(dāng)前國內(nèi)外新型干法回轉(zhuǎn)窯發(fā)展中的熱點(diǎn)問題進(jìn)行了研究、分析，提出了多項(xiàng)適合我國水泥工業(yè)發(fā)展的技術(shù)方案。 近年來，在國家加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資及良好經(jīng)濟(jì)運(yùn)行態(tài)勢推動(dòng)下，各地紛紛新建或改擴(kuò)建多條大、中型水泥新型干法生產(chǎn)線。據(jù)統(tǒng)計(jì)，去年新增的新型干法熟料生產(chǎn)能力達(dá)萬噸，今年月，已經(jīng)建成投產(chǎn)的新型干法生產(chǎn)線共有條，新增熟料生產(chǎn)能力萬噸。這樣的建設(shè)規(guī)模和速度，是建國以來前所未有的。與此同時(shí)，隨著企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施及市場競爭的日趨激烈，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)能耗，依靠科技進(jìn)步挖掘企業(yè)潛力，將是這部分企業(yè)當(dāng)前及今后必然選擇的技術(shù)路線。此外，還有一批較早建成的濕法窯、立筒預(yù)熱器窯、中空窯及立波爾窯等，當(dāng)時(shí)由于受到資金、設(shè)備技術(shù)水平的限制，在原燃料預(yù)均化、生料配料、預(yù)分解及熟料冷卻方面都存在較多問題，造成原燃材料消耗大、環(huán)保不達(dá)標(biāo)、不能長期穩(wěn)定生產(chǎn)等。這些企業(yè)也需要采用新的技術(shù)路線進(jìn)行改造提高，以增強(qiáng)企業(yè)市場競爭力。 會(huì)議期間，共有多位專家介紹了近年來新型干法回轉(zhuǎn)窯科研開發(fā)的新成果。其中，南京水泥院新型干法燃無煙煤生產(chǎn)水泥熟料技術(shù)及其應(yīng)用、水泥廠中低溫純余熱發(fā)電技術(shù)與應(yīng)用、新型控制流篦冷技術(shù)，中國建材研究院的水泥廠料層間擠壓粉磨新技術(shù)噴射型選粉機(jī)終粉磨系統(tǒng)、空氣噴射型高效選粉機(jī)，合肥水泥院立磨生料粉磨機(jī)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用、袋除塵技術(shù)，成都建材院分解爐技術(shù)的研制開發(fā)與應(yīng)用、濕磨干燒生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)等，成為與會(huì)代表們關(guān)注的重點(diǎn)。項(xiàng)目介紹：2008-03-04項(xiàng)目所屬行業(yè)資源建設(shè)規(guī)模采用窯外分解和純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有余熱發(fā)電回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，形成2500噸/日生產(chǎn)能力，在窯頭新增AQC余熱鍋爐和篦冷機(jī)各一臺(tái)，在窯尾增加窯外分解系統(tǒng)，并對(duì)現(xiàn)有鍋爐和汽輪機(jī)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)噸熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗106kg，噸水泥綜合電耗87Kwh?？偼顿Y及資金來源總投資8371.92萬元其中:企業(yè)自籌4371.92萬元國內(nèi)銀行貸款4000萬元國外資金0萬元其他資金0萬元(來源：） 令會(huì)議主辦方意想不到的是，這次會(huì)議得到了國內(nèi)多家大型水泥企業(yè)的關(guān)注，共有來自全國各地的水泥企業(yè)、科研院所及裝備企業(yè)共余名代表參加了會(huì)議，表明國內(nèi)大型水泥企業(yè)對(duì)新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步升級(jí)的高度關(guān)注。(杜小衛(wèi))來源：中國建材報(bào)新型干法水泥節(jié)能降耗技術(shù) 中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要提出了“十一五”期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20左右約束性指標(biāo)，但“十一五”節(jié)能降耗工作的開局并不好，2006年萬元GDP能源消耗水平為1.26噸標(biāo)準(zhǔn)煤，僅比2005年下降了1.33%，進(jìn)一步加大了節(jié)能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的難度。 水泥是中國的基礎(chǔ)工業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)，06年中國水泥產(chǎn)能達(dá)到了12.4億噸，占全球水泥總產(chǎn)能的一半左右，同時(shí)水泥工業(yè)也是高能耗工業(yè)，有關(guān)資料表明，水泥能耗占全國建材行業(yè)總能耗的75%左右，其消耗的煤炭占全國煤炭總消費(fèi)量的15%左右，因此水泥行業(yè)節(jié)能降耗的工作進(jìn)展對(duì)國家節(jié)能降耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)將起到非常重要的作用。 近幾年隨著新型干法水泥在生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備、基建成本、生產(chǎn)管理等方面取得了突破性進(jìn)展，新型干法水泥工藝已經(jīng)以其所具有的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和規(guī)模優(yōu)勢主導(dǎo)了水泥工業(yè)的發(fā)展，新型干法水泥比重已經(jīng)從2000年前的不足10%提高到2006年的46%。目前，新型干法水泥發(fā)展已經(jīng)形成了由政府導(dǎo)向、市場拉動(dòng)、企業(yè)自主發(fā)展的良好局面，對(duì)促進(jìn)水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整起到了重要的推動(dòng)作用。 在這種歷史背景下，有必要對(duì)新型干法水泥節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)行研究和探索，這對(duì)加快水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、降低水泥工業(yè)能耗、提高水泥企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)現(xiàn)國家節(jié)能目標(biāo)是非常關(guān)鍵的。 1我國新型干法水泥能耗特點(diǎn) (1)單位熱耗與其他工藝相比有明顯優(yōu)勢。根據(jù)國家發(fā)改委2006年發(fā)布的水泥工業(yè)發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃中統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，與新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯相比，機(jī)立窯的單位熱耗高39%，濕法窯的單位熱耗高81%，干法中空窯的單位熱耗高111%。表1是各種工藝單位熱耗的對(duì)比。 表1重要水泥生產(chǎn)方法單位水泥熟料的平均熱耗 (2)能耗指標(biāo)與國際先進(jìn)水平存在較大差距。近幾年我國新型干法水泥工藝取得了很大進(jìn)展，但總體上還是粗放型的發(fā)展，雖然產(chǎn)能獲得了很大提高，但大部分企業(yè)對(duì)于能耗指標(biāo)的重視程度仍然不夠，近年來隨著礦產(chǎn)資源和電力價(jià)格的不斷上漲，水泥生產(chǎn)的低成本時(shí)代已經(jīng)結(jié)束，而市場同質(zhì)化競爭越來越激烈，水泥企業(yè)的利潤空間也越來越小，同時(shí)在國家政策的引導(dǎo)下，節(jié)能降耗工作才被放到了更重要的位置。有關(guān)資料表明，我國新型干法水泥生產(chǎn)線能耗的平均水平與國際一般水平存在15-25%的差距，而我國的先進(jìn)水平也與國際先進(jìn)水平存在約5%的差距。 表2國內(nèi)外新型干法水泥生產(chǎn)線能耗指標(biāo)對(duì)比 (3)在國內(nèi)新型干法生產(chǎn)線中，引進(jìn)的生產(chǎn)線能耗指標(biāo)優(yōu)于國產(chǎn)生產(chǎn)線，大型生產(chǎn)線能耗指標(biāo)優(yōu)于中小型生產(chǎn)線。 在我國177條新型干法水泥生產(chǎn)線中，13條全部采用國外技術(shù)裝備生產(chǎn)線的熟料熱耗平均為109kg標(biāo)準(zhǔn)煤/t熟料，且全部低于全國平均值，46.15%的引進(jìn)生產(chǎn)線熟料熱耗小于107kg標(biāo)準(zhǔn)煤/t熟料，引進(jìn)生產(chǎn)線的水泥綜合電耗平均為93.82kWh/t，77.78的生產(chǎn)線噸水泥綜合電耗在100kWh/t以下。 大型生產(chǎn)線在能耗方面優(yōu)勢明顯，以下是各種規(guī)模生產(chǎn)線的能耗指標(biāo)對(duì)比： 表3不同規(guī)模新型干法水泥生產(chǎn)線能耗指標(biāo)對(duì)比 (4)由于管理水平和技術(shù)水平的差異，各水泥企業(yè)的能耗水平參差不齊。一些管理和技術(shù)上先進(jìn)的企業(yè)如海螺集團(tuán)，能耗指標(biāo)的最好水平已接近或趕上了世界先進(jìn)水平。在我國177條新型干法生產(chǎn)線中，有23條熟料燒成熱耗低于107kg標(biāo)準(zhǔn)煤/t熟料，其中海螺集團(tuán)占了16條；21條熟料綜合電耗低于60kWh/t的4000-5000t/d生產(chǎn)線中，海螺集團(tuán)占了14條。 許多企業(yè)盡管設(shè)備配置比較先進(jìn)，但能耗指標(biāo)卻居高不下，反映出管理和技術(shù)上的巨大差距。目前我國大部分新型干法水泥生產(chǎn)線都處于這種狀態(tài)，節(jié)能降耗的潛力沒有得到充分挖掘，導(dǎo)致整體能耗水平的升高，成為水泥企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益和持續(xù)發(fā)展的瓶頸。 2新型干法水泥生產(chǎn)線節(jié)能降耗的途徑 (1)加大投入，積極推廣新技術(shù)、新裝備。目前有幾項(xiàng)新技術(shù)已基本成熟，應(yīng)當(dāng)予以高度關(guān)注：第一是余熱發(fā)電技術(shù)，可使新型干法生產(chǎn)線的熱利用效率由原來的60%提高到90%以上，而且可解決該生產(chǎn)線60%以上的用電量，這是當(dāng)前水泥行業(yè)節(jié)能減排工作的重點(diǎn)，一套余熱發(fā)電機(jī)組投資約6000-8000萬元；第二是變頻節(jié)能技術(shù)，目前有很多生產(chǎn)線對(duì)窯尾高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，由液偶調(diào)速改為變頻調(diào)速，投資約100-200萬元，可使熟料綜合電耗下降2kWh/t左右，這項(xiàng)技術(shù)還可廣泛運(yùn)用于容量較大、系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大或設(shè)備對(duì)啟動(dòng)規(guī)程有特殊要求的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)變頻軟啟動(dòng)，減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，并可節(jié)電25%左右；第三是節(jié)能粉磨技術(shù)，改變以球磨、管磨為主的粉磨工藝，采用性能先進(jìn)的、以料層擠壓粉磨工藝為主的輥式磨、輥壓機(jī)及輥筒磨等技術(shù)裝備，通常可使粉磨工藝節(jié)電30-40%，使水泥綜合電耗下降20-30%。 (2)內(nèi)部挖潛，降低現(xiàn)有生產(chǎn)線的能耗指標(biāo)。即在現(xiàn)有生產(chǎn)裝備基礎(chǔ)上，通過針對(duì)性的工藝技改，輔以技術(shù)優(yōu)化和調(diào)整，充分發(fā)揮生產(chǎn)線的潛力，最大限度地降低生產(chǎn)線的能耗指標(biāo)。這對(duì)于我國目前新型干法水泥工藝的整體狀況顯得尤為重要，絕大多數(shù)的中小型水泥企業(yè)雖然裝備相對(duì)比較先進(jìn)，但由于管理和技術(shù)上存在的差距，其生產(chǎn)線的技術(shù)水平完全沒有發(fā)揮，生產(chǎn)不正常、能耗指標(biāo)居高不下的現(xiàn)象比較普遍，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益的下滑，特別需要這方面的管理和技術(shù)上的支持。一般對(duì)于這種生產(chǎn)線，通過一到兩次的檢修，再進(jìn)行一個(gè)月左右時(shí)間的優(yōu)化和調(diào)整即可達(dá)到預(yù)期效果，能耗指標(biāo)可以達(dá)到國內(nèi)比較先進(jìn)的水平，整個(gè)過程的投入在100萬元以內(nèi)，但實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。 另外，加強(qiáng)內(nèi)部管理，強(qiáng)化員工的節(jié)能意識(shí)對(duì)于任何行業(yè)都非常重要，水泥企業(yè)也要加強(qiáng)這方面的宣貫，盡快培養(yǎng)員工節(jié)約“每一度電、每一鍬煤、每一滴水”的意識(shí)。 3新型干法水泥生產(chǎn)線能耗潛力的挖掘 對(duì)于水泥企業(yè)來說，煤、電的消耗占其生產(chǎn)成本的70%以上，因此一般以煤耗和電耗作為衡量水泥企業(yè)能耗水平的指標(biāo)，06年底國家制定了強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額，提出了各種規(guī)模生產(chǎn)線能耗限額的淘汰標(biāo)準(zhǔn)。 表4現(xiàn)有水泥企業(yè)水泥單位產(chǎn)品能耗限額以上表4和表5為強(qiáng)制性要求，表6為推薦要求，也就是說表4和表5所列出的能耗限額將作為目前水泥生產(chǎn)線淘汰的標(biāo)準(zhǔn)，隨著我國整體技術(shù)水平的提高，表六將在幾年后成為水泥生產(chǎn)線淘汰的標(biāo)準(zhǔn)。而目前很多生產(chǎn)線都沒有達(dá)到表4提出的要求，絕大多數(shù)生產(chǎn)線沒有達(dá)到表6提出的要求。因此盡快挖掘新型干法生產(chǎn)線的潛力，降低能耗指標(biāo)是一項(xiàng)當(dāng)務(wù)之急的工作。 3.1降低煤耗的途徑 煤耗的高低反映了水泥熟料生產(chǎn)過程中的熱利用狀況，新型干法水泥熟料生產(chǎn)線的熱量主要來自煤粉燃燒熱，一般新型干法生產(chǎn)線熱利用效率為50-60%，國內(nèi)熱耗較低的5000t/d生產(chǎn)線熟料熱量消耗的組成如下表：表5 新建水泥企業(yè)水泥單位產(chǎn)品能耗限額表6 水泥企業(yè)水泥單位產(chǎn)品能耗限額目標(biāo)值以上表4和表5為強(qiáng)制性要求，表6為推薦要求，也就是說表4和表5所列出的能耗限額將作為目前水泥生產(chǎn)線淘汰的標(biāo)準(zhǔn)，隨著我國整體技術(shù)水平的提高，表六將在幾年后成為水泥生產(chǎn)線淘汰的標(biāo)準(zhǔn)。而目前很多生產(chǎn)線都沒有達(dá)到表4提出的要求，絕大多數(shù)生產(chǎn)線沒有達(dá)到表6提出的要求。因此盡快挖掘新型干法生產(chǎn)線的潛力，降低能耗指標(biāo)是一項(xiàng)當(dāng)務(wù)之急的工作。3.1 降低煤耗的途徑煤耗的高低反映了水泥熟料生產(chǎn)過程中的熱利用狀況，新型干法水泥熟料生產(chǎn)線的熱量主要來自煤粉燃燒熱，一般新型干法生產(chǎn)線熱利用效率為50-60%，國內(nèi)熱耗較低的5000t/d生產(chǎn)線熟料熱量消耗的組成如下表：表7 國內(nèi)先進(jìn)5000t/d生產(chǎn)線熟料熱量消耗組成通過表7不難發(fā)現(xiàn)，除熟料形成熱外，熱量主要消耗在預(yù)熱器和冷卻機(jī)出口廢氣、出冷卻機(jī)熟料帶走的熱量以及系統(tǒng)表面散熱損失，此五項(xiàng)占了熟料總消耗熱量的94.5%。因此降低生產(chǎn)線熟料煤耗，應(yīng)當(dāng)在預(yù)熱器出口溫度、冷卻機(jī)出口溫度、出冷卻機(jī)熟料溫度以及系統(tǒng)保溫等方面尋求改進(jìn)。 通常預(yù)熱器出口溫度下降10，每噸熟料可節(jié)省1kg標(biāo)準(zhǔn)煤，國內(nèi)比較先進(jìn)的生產(chǎn)線預(yù)熱器出口溫度一般在300-330，但大多數(shù)生產(chǎn)線的預(yù)熱器出口溫度都存在偏高的現(xiàn)象，有的達(dá)到了380甚至400以上，如通過技術(shù)改進(jìn)使這些生產(chǎn)線的預(yù)熱器出口溫度降低50，則每噸熟料可節(jié)約5kg標(biāo)準(zhǔn)煤，約降低成本3.5元。降低預(yù)熱器出口溫度的關(guān)鍵在于提高其換熱效率，即提高各級(jí)旋風(fēng)筒之間的溫度降，國內(nèi)先進(jìn)生產(chǎn)線各級(jí)旋風(fēng)筒的溫差見下表： 表8國內(nèi)先進(jìn)生產(chǎn)線各級(jí)旋風(fēng)筒溫差（） 國內(nèi)先進(jìn)生產(chǎn)線冷卻機(jī)出口溫度在250左右，出冷卻機(jī)熟料溫度為80-100，但一些生產(chǎn)線出冷卻機(jī)廢氣溫度達(dá)到300-350甚至更高，熟料溫度達(dá)到200，如廢氣溫度降低50、熟料溫度降低100，每噸熟料可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤約5kg。降低出冷卻機(jī)廢氣溫度和熟料溫度的關(guān)鍵在于提高冷卻機(jī)的冷卻效率和熱回收效率。 3.2降低電耗的途徑 在水泥單位產(chǎn)品電耗中，有60-70%消耗在對(duì)原料、燃料和水泥熟料的粉磨工藝，應(yīng)當(dāng)特別重視磨機(jī)的電耗指標(biāo)，降低磨機(jī)電耗的重點(diǎn)在于提高和穩(wěn)定磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，并降低磨主電機(jī)功率。 各類風(fēng)機(jī)的電力消耗約占水泥單位產(chǎn)品電耗的25%左右，控制好大型風(fēng)機(jī)的功率是降低水泥綜合電耗另一重點(diǎn)，關(guān)鍵在于減少系統(tǒng)漏風(fēng)，降低系統(tǒng)阻力。 4結(jié)語 傳統(tǒng)的水泥行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，中國的水泥產(chǎn)量占有全世界近一半的產(chǎn)能，卻存在著高耗能、高污染及資源浪費(fèi)等行業(yè)問題。近年來政府在環(huán)保及節(jié)能降耗方面的政策力度讓新型干法水泥企業(yè)面臨著巨大的政策壓力，中國水泥行業(yè)的無序發(fā)展及無序競爭也讓新型干法水泥企業(yè)面臨著巨大的市場競爭壓力。中國的新型干法水泥生產(chǎn)線除了國內(nèi)少數(shù)大水泥企業(yè)是有一定的基礎(chǔ)逐步發(fā)展起來的之外，絕大多數(shù)水泥企業(yè)的技術(shù)及管理還處于一個(gè)相對(duì)落后的水平，存在著很大的資源浪費(fèi)及能源浪費(fèi)，還有很大的改進(jìn)提升的空間。 為了保證國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展，和其他產(chǎn)業(yè)一樣，水泥礦山也必須把減排、節(jié)能和降耗放在重要的位置上。為礦山減排提供的破碎方式1混合破碎混合破碎指水泥生產(chǎn)中兩種原料按一定的比例送入一臺(tái)破碎機(jī)進(jìn)行破碎的生產(chǎn)工藝。常見的混合破碎有石灰石與泥灰?guī)r、石灰石與頁巖、石灰石與黏土等。其中石灰石和黏土的混合破碎是兩種物性差異非常大的原料在一起的破碎，尤其是摻入塑性高、水分大的泥料時(shí)難度更大。然而這種混合破碎也帶來如下的好處：在破碎過程中石灰石碎料被濕料包裹，粉塵減少，形成的碎石與濕土拌合料的黏性減小，流動(dòng)性增加，減輕了溜子的堵塞，具有用膠帶輸送機(jī)運(yùn)送和在預(yù)均化堆場中堆存和耙取的性能。若將這種黏土單獨(dú)加工，不僅需要另添一套設(shè)備，且它的運(yùn)輸、堆存和挖取都十分困難，不乏出現(xiàn)已經(jīng)破碎，在繼后的運(yùn)輸、堆存過程中又重新黏結(jié)壓實(shí)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的事例。混合破碎的成功，可以減少甚至免除石灰石表土的剝離，礦石資源的利用更充分。兩種原料一并加工減少了一套加工系統(tǒng)的建設(shè)和經(jīng)營費(fèi)用，取得很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。廣州市越堡水泥有限公司的混合破碎就是一個(gè)很突出的實(shí)例。將數(shù)量達(dá)2800萬立方米的覆蓋土作為資源一并利用，就能使這個(gè)深埋地下的石灰石礦床得到利用，成為建設(shè)日產(chǎn)6000噸水泥生產(chǎn)線的大型工廠的原料基地?；旌掀扑樾枰鉀Q一連串的技術(shù)問題，以確保出料粒度滿足入磨的要求，防止破碎機(jī)腔堵塞，保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行通暢。因此，從料倉起的整個(gè)系統(tǒng)都要作專門的設(shè)計(jì)，包括料倉形狀、結(jié)構(gòu)，破碎前泥團(tuán)的切碎，機(jī)體內(nèi)部乃至漏斗、溜槽等的特殊處理。常熟仕名重型機(jī)械公司提供并于最近投入使用的土耳其Askale水泥廠摻土量是25，混合料水分達(dá)14。由于有的工廠要求摻入更多的黏土(30)，公司為其研制了混配機(jī)，將黏土與石灰石預(yù)先進(jìn)行粗混合。至今，公司已先后提供了8套混合破碎系統(tǒng)。2預(yù)篩分破碎將原料在破碎之前進(jìn)行篩分，只對(duì)篩上物進(jìn)行破碎，往往可以取得良好的效果。例如當(dāng)今水泥都采用帶預(yù)分解的新型干法生產(chǎn)，這種生產(chǎn)方法在原料配用上提高了硅酸率，經(jīng)常需要摻用硅質(zhì)原料。而質(zhì)純的硅質(zhì)原料主要用于制造玻璃，質(zhì)次的硅質(zhì)原料則多是砂巖、粉砂巖與頁巖互生礦床，開采中難以將它們相互分離。這種礦床的品質(zhì)雖可滿足生產(chǎn)需要，但是它們的物性差別很大，砂巖、粉砂巖的磨蝕性高，頁巖和風(fēng)化物則質(zhì)軟，易吸收水分發(fā)黏。這種混合型礦石給常規(guī)的生產(chǎn)方法帶來很大困難，難以找到既抗磨又不怕堵的破碎機(jī)型，給這類礦床的利用造成很大困難。通過實(shí)驗(yàn)獲知，預(yù)篩分可將大部分泥土和頁巖篩除，從而可以防止破碎機(jī)的堵塞。根據(jù)這個(gè)原則開發(fā)的波動(dòng)篩分給料機(jī)和抗磨型單段反擊式破碎機(jī)組成的破碎系統(tǒng)，即使是黏濕料和高磨蝕性硬物料的混合礦也能勝任。這個(gè)破碎系統(tǒng)于2000年年底在安徽東亞水泥公司投入使用，取得了良好的效果。破碎機(jī)即使在雨季也能正常工作由于合格料已預(yù)先篩除，破碎機(jī)的磨耗件壽命大大高于預(yù)期值。這項(xiàng)工藝和裝備的開發(fā)成功使得這類呈互層產(chǎn)出的低品位硅質(zhì)礦床的有效利用變得比較簡便。在短短的幾年中，它已成為國內(nèi)此類硅質(zhì)礦床的主選破碎方式。利用篩分破碎方式，通過篩分排除篩下物可以提高某些低品位礦床的礦物品位，成為可用的礦石。例如低品位灰?guī)r礦床，如果平均品位低是由于混有頁巖、泥質(zhì)夾雜物所致(CaO低于可用指標(biāo)，堿含量超標(biāo))，而這些夾雜物層薄、質(zhì)軟、易碎，爆破后碎料中含量較多，采取預(yù)篩分法予以排除后，品位即可提高。南京院承擔(dān)的沙特SPCC項(xiàng)目的石灰石就是采用預(yù)篩分和破碎后再篩分的方式，使得原來不能使用的灰?guī)r滿足了使用要求。當(dāng)原礦中的碎料較多時(shí)，采用預(yù)篩分可以減少破碎機(jī)的工作最，采用較小的機(jī)型，系統(tǒng)的產(chǎn)率可以提高，同時(shí)又減少了產(chǎn)品的過粉碎。綜合電耗降低、金屬消耗量減少。由于預(yù)篩分增加了一道環(huán)節(jié)，生產(chǎn)的復(fù)雜程度增加，通常在原礦中合格料超過2030時(shí)才有價(jià)值。關(guān)于礦山的節(jié)能隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)液體燃料的需求不斷增加，國際石油也日益短缺，礦山生產(chǎn)中的節(jié)油問題已迫切地提到了我們面前。就采礦業(yè)而言，隨著露天開采規(guī)模的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的開采工藝需要很多大型挖掘機(jī)和運(yùn)輸車輛，使得組織生產(chǎn)十分繁雜，不堪重負(fù)。而連續(xù)和半連續(xù)開采工藝的應(yīng)用則可以取得顯著的節(jié)能效果和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)于開采工藝，有的文獻(xiàn)把輪斗挖掘機(jī)膠帶輸送機(jī)排土機(jī)生產(chǎn)稱為連續(xù)式工藝；把單斗挖掘機(jī)告車破碎機(jī)膠帶輸送機(jī)生產(chǎn)稱為半連續(xù)式工藝；把單斗挖掘機(jī)卡車生產(chǎn)稱為間斷式工藝。連續(xù)式工藝只適用于可以直接挖取的軟巖，應(yīng)用范圍很有限。而硬巖和半硬巖更適于半連續(xù)式工藝。半連續(xù)式工藝的關(guān)鍵設(shè)備破碎站既可以設(shè)在坑內(nèi)，也可以設(shè)在地表；既可以是固定的，也可以是半固定的或移動(dòng)式的。生產(chǎn)水泥的主要原料石灰石，絕大多數(shù)屬硬巖和半硬巖，它們都難以使用輪斗鏟直接挖取。推行以電代油的標(biāo)志性措施是少用或不用汽車，多用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)V石，這就需要把破碎機(jī)搬進(jìn)采礦場。因此，研究破碎站的形式和設(shè)置位置成為水泥礦山該采用哪種生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵。移動(dòng)破碎在采礦場內(nèi)的出現(xiàn)要追溯到上世紀(jì)50年代。它首先在西德一個(gè)水泥廠的石灰石礦得到應(yīng)用，繼后才逐漸擴(kuò)展到煤礦和金屬露天礦。以移動(dòng)破碎跟隨挖掘機(jī)。把大塊礦石破碎成碎石后再用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，可以省卻汽車運(yùn)輸，從而大大節(jié)省人力和燃料，降低礦石生產(chǎn)成本。在采場內(nèi)將礦石破碎后改用膠帶輸送機(jī)運(yùn)出的生產(chǎn)技術(shù)，從上世紀(jì)70年代開始在世界范圍內(nèi)得到了迅速擴(kuò)展，出現(xiàn)了多種類型移動(dòng)方式和使用各種類型破碎機(jī)來適應(yīng)不同的使用條件，其單機(jī)能力已近萬噸小時(shí)。1移動(dòng)式破碎機(jī)的類別及性能移動(dòng)式破碎機(jī)，更確切地應(yīng)稱為移動(dòng)式樣站，因?yàn)樗似扑闄C(jī)之外，還帶有進(jìn)出料裝置及配套設(shè)施。按移動(dòng)功能的不同可分為全移動(dòng)(Fully-mobile)、半移動(dòng)(Semi-mobile)、和可搬式(Portable)。3種破碎站的使用條件各不相同，需要從多個(gè)方面考慮之后才能選定。全移動(dòng)破碎站又稱為自行式破碎站。按行走方式可分為履帶式、膠輪式和步行式3種。3種行走方式的靈活性不一樣，因此用途也不同。履帶式可以跟隨挖掘機(jī)工作，但是機(jī)體笨重，受到制約，能力較小，目前已知的最大能力是1000噸小時(shí)。膠輪式和步行式還不能做到跟隨挖掘機(jī)作業(yè)，它們只能在相對(duì)固定的條件下工作。它們的生產(chǎn)能力較大，已有不少達(dá)到20003000噸小時(shí)的破碎站在使用。自行式破碎站的基本特征是一個(gè)功能完整的單體，進(jìn)料和出料均在同一個(gè)平臺(tái)上，簡稱為“平進(jìn)平出”。半移動(dòng)破碎站需要借助外力才能移劫。有的能夠在同一平臺(tái)上進(jìn)料和出料。也有的需要在上一平臺(tái)進(jìn)料，主機(jī)站立平臺(tái)出料，簡稱為“平進(jìn)平出”和“上進(jìn)平出”。前者可以在任何可達(dá)到的位置上使用，而后者則要利用一個(gè)臺(tái)階，它的位置有一定的限制。“上進(jìn)平出”的破碎站因?yàn)槔昧艘粋€(gè)臺(tái)階的高度，料倉容積增大、給料機(jī)縮短，更適于大型礦山使用。目前，世界上最大的半移動(dòng)破碎站在智利一個(gè)銅礦，它的能力是9600噸小時(shí)。半移動(dòng)破碎站有軌道上的破碎站、平板拖車上的破碎站和馱遷式破碎站。大型半移動(dòng)破碎站一般多用馱遷式搬遷。為了便于搬遷，常將它分離成數(shù)個(gè)單體，例如料倉和給料機(jī)組成一個(gè)單體，破碎機(jī)為另一個(gè)單體，出料膠帶輸送機(jī)為一個(gè)單體，從而使每個(gè)搬遷單元的重量降低。由于馱運(yùn)車價(jià)格昂貴，利用率低，有些礦山也采用其他方式搬遷。半移動(dòng)破碎站是浮架在地面，不需要堅(jiān)實(shí)的混凝土基礎(chǔ)，對(duì)地面的承載能力一般不低于250kPa即可使用?？砂崾狡扑檎居址Q為組裝式破碎站，它是一種介乎固定式和移動(dòng)式破碎站之間的結(jié)構(gòu)，可在搬遷不頻繁(兩三年以上)的情況下使用。它們可拆散成若干大件，其尺寸和重量符合吊車的起吊能力和拖車的承載能力。搬遷一次花費(fèi)的時(shí)間視事前準(zhǔn)備情況、拆散程度、搬遷路程長短及組織情況而定。2各類移動(dòng)式破碎站的使用方法根據(jù)水泥用石灰石礦山的特點(diǎn)，提出3種破碎方式的基本破碎站類型和適用條件，可供參考（見下表）。此表只是針對(duì)一套破碎站而言，若規(guī)模較大，擬采用兩套破碎站，則隨行式和圍繞裝料式的應(yīng)用范圍將有所擴(kuò)大。當(dāng)?shù)V山比高較大，礦體巖層穩(wěn)固，開鑿內(nèi)部溜井，在井下設(shè)固定破碎站，礦石破碎之后再用膠帶輸送機(jī)運(yùn)出采礦場到工廠，也是充分利用位能的節(jié)能生產(chǎn)工藝，而且破碎站不必搬遷，更為簡便。這種生產(chǎn)工藝我國早已在多家水泥廠應(yīng)用。礦石破碎的降耗破碎機(jī)械在加工礦石的過程中自身也有所磨損。為了盡量減少機(jī)件的損耗，一是需要堅(jiān)持科學(xué)地選擇機(jī)型；二是合理使用和選材。一旦選型不當(dāng)，嚴(yán)重者將造成工廠長期的生產(chǎn)被動(dòng)，輕者也將造成經(jīng)常性的多消耗?？茖W(xué)地選擇機(jī)型的基礎(chǔ)就是要對(duì)所加工原料的產(chǎn)地進(jìn)行全面深入的了解。包括對(duì)礦床各層位礦石及夾帶物的物理機(jī)械性質(zhì)的了解，取樣和加工試驗(yàn)，再結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件、工廠生產(chǎn)工藝對(duì)礦石進(jìn)出料粒度的要求等等，作出正確的機(jī)型選擇。破碎機(jī)工作原理不同，因此機(jī)器的特性差別很大。需要與使用地礦石的特性(包括不同層位礦石特性的差異在內(nèi))結(jié)合起來研究。當(dāng)具有多種選型方案時(shí)，還要根據(jù)一次性投資及長久消耗一并考慮，作出最后選型結(jié)論。破碎的材料消耗與諸多因素有關(guān)。以錘頭為例，它的壽命與以下4個(gè)因素有關(guān)：一是礦物的物理性質(zhì)和伴生物的性質(zhì)(對(duì)金屬的磨蝕性、含土量、水分、黏塑性、抗壓強(qiáng)度等)；二是機(jī)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理性；三是錘頭選材的正確性和制造質(zhì)量；四是操作方法。第一項(xiàng)是客觀的存在，是先天性的，需要事先有正確的了解。第二項(xiàng)是為了適應(yīng)被加工物料的性質(zhì)和工藝要求，機(jī)器內(nèi)部需要進(jìn)行的處理，防止產(chǎn)生不正常的過度磨損。第三項(xiàng)是選材問題，目前，單段錘式破碎機(jī)的錘頭有高錳鋼類(包括合金高錳鋼、加入合金元素的超高錳鋼、打擊面堆焊耐磨層的合金高錳鋼)；中碳合金鋼類(包括打擊段硬度HRC55-58，母體39，沖擊韌性240j的雙硬度錘頭)；雙金屬復(fù)合類(頭部為高鉻鑄鐵，HRC61，柄部為鉻鉬合金鋼，HB225310)；鑲嵌硬質(zhì)合金的高錳鋼類。中等硬度的脆性灰?guī)r，當(dāng)磨蝕性不高時(shí)主要使用高錳鋼類錘頭，當(dāng)磨蝕性較高或料中混入砂質(zhì)土較多時(shí)，高錳鋼類錘頭的冷作硬化層難以形成和保持，則效果不好，不宜采用。煤、石膏采用中碳合金鋼錘頭的效果也優(yōu)于高錳鋼錘頭。第四項(xiàng)是破碎機(jī)的使用和操作方法。篦子的調(diào)節(jié)和錘頭的翻邊及時(shí)與不及時(shí)，效果大不相同。目前，個(gè)別工廠甚至不翻邊、不調(diào)節(jié)，經(jīng)其在篦子與轉(zhuǎn)子形成過大的空間堆積料層中摩擦，再耐磨的材料壽命也長不了。因此，要建立制度，精心使用，才能延長機(jī)件的壽命，實(shí)現(xiàn)水泥礦山開采的節(jié)能降耗與減排。破碎機(jī)空載自停節(jié)電裝置 水泥生產(chǎn)中，由于破碎系統(tǒng)存在斷續(xù)性，再加上有些崗位工的責(zé)任心不強(qiáng)，造成破碎機(jī)械空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較長，電力浪費(fèi)。為此本人在石灰石二破自行設(shè)計(jì)了一種簡單實(shí)用的空載自停節(jié)電裝置。 工作原理見圖1。當(dāng)石灰石二破帶負(fù)荷動(dòng)轉(zhuǎn)時(shí)（我廠為180210A），電流繼電器KA1和KA2常閉觸點(diǎn)打開，節(jié)電裝置不工作。當(dāng)無負(fù)荷空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（我廠為75100A），KA1、KA2常閉觸點(diǎn)之一或者兩個(gè)釋放閉合，時(shí)間繼電器KT1線圈得電開始延時(shí)（破碎機(jī)主電路圖未畫出，KM為二破電機(jī)主接觸器常開輔助觸點(diǎn)，此時(shí)為閉合），KT1的延時(shí)范圍為0600s。待延時(shí)到，其延時(shí)觸點(diǎn)閉合，中間繼電器K得電吸合并自鎖，且串接在提升機(jī)和石灰石二破接觸器回路的常閉觸點(diǎn)斷開將其停機(jī)。石灰石一破和皮帶機(jī)因聯(lián)鎖停機(jī)。同時(shí)，K的另一觸點(diǎn)使KT1失電復(fù)原，另一常開觸點(diǎn)使時(shí)間繼電器KT2得電延時(shí)，其延時(shí)范圍為01800s。在其延時(shí)范圍內(nèi)二破不能再開機(jī)。延時(shí)時(shí)間到，K失電復(fù)原，二破才能再開機(jī)。KT1延時(shí)的作用是短時(shí)空載不停機(jī)，在其延時(shí)范圍內(nèi)應(yīng)盡快使之轉(zhuǎn)入帶負(fù)荷動(dòng)轉(zhuǎn)，才能不停機(jī)。KT2延時(shí)的作用是空載停機(jī)后不能馬上開機(jī)，避免電機(jī)頻繁起動(dòng)將之燒壞。KT1線圈回路串入的KM常開觸點(diǎn)的作用是二破開機(jī)后節(jié)電裝置才起作用。電流繼電器的整定和時(shí)間繼電器延時(shí)時(shí)間的設(shè)定可根據(jù)各廠的情況自行設(shè)定。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 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10%。控制細(xì)度的方法簡單易行，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。國外水泥普遍磨得很細(xì)，所以在國外水泥標(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)若只用篩余這一簡單的表示方法，差不多有90%多的水泥顆粒都通過篩孔成了篩下物，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定水泥比表面積，我國的硅酸鹽水泥和熟料的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定已與國外標(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。 國內(nèi)外長期試驗(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10%；大于64m的顆?；钚院苄?，最好沒有。 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。 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。 國外水泥的圓度系數(shù)，大多在0.67左右。中國建材科學(xué)研究院測定的我國部分大、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。 145m的熟料顆粒全水化時(shí)間很長，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。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顆粒總量不能低于65%，3m細(xì)顆粒不要超過10%，65m顆粒最好為0，1m的顆粒最好沒有。因?yàn)?-32m顆粒對(duì)強(qiáng)度增長起主要作用，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 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)度操作簡便、控制有效、無需大量試驗(yàn)投資 雖然球形顆粒推算出來的，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)來說，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。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，將原來球磨機(jī)粗磨倉坦負(fù)的部分粗碎任務(wù)交由效率較高的細(xì)碎機(jī)來完成，即所謂的“多破少磨”。國內(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)鍵部件磨損的問題仍沒有根本改善。 出庫物料的除鐵問題必須重視，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，尤其是一倉應(yīng)以提高研磨能力為目標(biāo)。有的廠曾嘗試過提高磨機(jī)轉(zhuǎn)速來提高產(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，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)過長期生產(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。國外公司推出的襯板有逐漸統(tǒng)一的趨勢。一倉一般采用提升襯板即所謂的階梯襯板，二倉則采用分級(jí)襯板。但這種分級(jí)襯板不是國內(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，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)。隔倉板 對(duì)于隔倉裝置的改進(jìn)，國內(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，隔倉板有效通風(fēng)面積為0.38m2，中心件面積0.33m2，中心件有效通風(fēng)面積0.03m2，可見僅中心件的面積就相當(dāng)于隔倉裝置有效通風(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。通過分析比較，加大中心件通風(fēng)面積對(duì)于加大整個(gè)隔倉裝置通風(fēng)面積的影響最大，也是最可行的方案。因?yàn)闊o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)目的在于通過它來實(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)，尾倉更換帶內(nèi)篩分裝置的隔倉板，嚴(yán)格控制進(jìn)入尾倉的小顆粒，使前倉的鋼球和尾倉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，使用耐磨球雖說一次性投資較高，但其優(yōu)異的性能可大大減輕清倉補(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)格等來設(shè)計(jì)磨機(jī)的倉位、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，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)間過長，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長時(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)400-500m2/kg的硅酸鹽水泥時(shí)，磨內(nèi)也沒有出現(xiàn)惡性粉磨現(xiàn)象。其段倉的最佳參數(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。 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)合起來進(jìn)行。當(dāng)然，一般說來，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，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)