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)能的特點得以充分體現(xiàn)，而且隨著主機可靠性的提高和工藝系統(tǒng)的完善，系統(tǒng)運轉(zhuǎn)率得到大幅度提高。無論在國外還是在國內(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。此外由于輥壓機可以和打散分級機、球磨機、選粉機等構(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、用情況作一簡要的介紹。2 擠壓粉磨主要工藝流程及技術(shù)特點2.1 系統(tǒng)主機性能特點作為完整的擠壓粉磨工藝系統(tǒng)的主機，包括輥壓機、打散分級機/球磨和選粉機等，球磨機和選粉機是水泥廠最常用的設(shè)備，不再介紹，這里僅就輥壓機和打散分級機的工藝性能特點簡介如下。2.1.1 輥壓機工藝性能特點a。輥壓機采用高壓料層粉碎原理，對物料進行擠壓粉碎。由于所施壓力大大超過物料的強度，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，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 打散分級機工藝性能特點a。 打散分級機是為解決輥壓機存在的上述問題而開發(fā)的，它將輥壓機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重新擠壓。b。 由于打散分級機可以通過變頻調(diào)速調(diào)整入球磨機物料的粒徑，因而可以合理分配輥壓機和球磨機的負(fù)何，使整個粉磨系統(tǒng)處于最佳的運行狀態(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的物料由輥壓機擠壓預(yù)處理，而后送入球磨機粉磨產(chǎn)品（見圖1）。由于輥壓機存在上述特性，送入球磨

5、機中大于5mm的物料，隨著輥壓機進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)打散分級機打散分選，小于一定粒徑的半成品（0.53.0mm）送入原有的球磨機粉磨至成品，分選出的粗顆粒返回轉(zhuǎn)輥壓機再次擠壓（圖2所示）。原有的球磨可以是開路，也可以是閉路。通過打散分級機調(diào)整入球磨的物料粒徑，分配輥壓機和球磨機系統(tǒng)的負(fù)荷，使系統(tǒng)工藝參數(shù)得到優(yōu)化，輥壓機磨輥邊緣效應(yīng)所

6、產(chǎn)生的大顆粒物料通過打散分級機返回輥壓機重新擠壓，基本消除了輥壓機的運行狀態(tài)對后續(xù)球磨機系統(tǒng)的影響，同時由于入磨物料的最大粒徑得到有效的控制，球磨機一倉球徑大幅度下降，研磨能力得到加強，同時，球徑的降低使球磨機的故障率得到有效控制。但是，由于打散分級機的成品中含有4050%小于0.08mm的細(xì)粉，這些細(xì)粉直接送入球磨機，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機的半成品與后續(xù)球磨機的出磨物料一同送入選粉機分選（見圖3），也就是說一部分產(chǎn)品未經(jīng)過球磨機而直接由輥壓機和選粉機直接產(chǎn)生。這種粉

7、磨系統(tǒng)的特點是產(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的入料與一般閉路磨系統(tǒng)的有較大差別，因而，選粉機的選型就顯得尤為重要。與擠壓聯(lián)合粉磨工藝相同，由于粉磨機研磨體的最大粒徑和平均粒徑的大幅度降低，球磨機系統(tǒng)的運轉(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，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，在選用輥壓機以增強系統(tǒng)粉磨能力的同時，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)粉在進球磨機之前就先被分選出來，必然會提高粉磨效率，因而，可以大幅度提高系統(tǒng)產(chǎn)量。所以對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，

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和選粉機直接產(chǎn)生并分選出來，減注了球磨機的通過量對整個粉磨系統(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系統(tǒng)粉磨能力提高100150%；而聯(lián)合粉磨工藝則受到球磨機的限制，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。而新建一臺大球磨機或在附近并聯(lián)一臺小球磨機，均因

10、資金和場地問題難以實現(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)計院開發(fā)的擠壓粉磨技術(shù)對現(xiàn)有的2.2×6.5m球磨機進行改造。將原有的3.5m離心式選粉機更換為DS750型高效組合式選粉機，在球磨機前加一套HFCG100-35型輥壓機和一臺SF500/100型打散分級機構(gòu)成擠壓半終粉磨系統(tǒng)。物料經(jīng)輥壓機擠壓并由打散分級機打散分級，將其半成品（小于0.08mm占40%左右，2mm以下約8590%）先送入高效選粉機分選，選粉機的粗粉入球磨，球磨機的出料也進選粉機（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型輥壓機一臺，SF500/100打散分級機一臺，將中卸磨改為兩端進料

12、中間出料的兩臺并聯(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)驗收，1995年12月通過了由山東省建材局主持的省級技術(shù)鑒定。在此之后山東水泥廠根據(jù)現(xiàn)場情況恢復(fù)了球磨機的選粉機，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)場條件所限和節(jié)省投資考慮，不更換有的選粉機和出磨提升機，而是將輥壓機出料在進球磨機之前先進一新加的選

14、粉機，選出部分成品，解決系統(tǒng)選粉能力問題。為了使新增選粉機能夠長期可靠運行，防止輥壓機邊緣漏料的大顆粒對選粉機的磨損，在選粉機和輥壓機之間加設(shè)一臺打散分級機，先將輥壓機出料中的大顆粒分離出來，返回輥壓機。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 利用峰低谷電價差異，考慮水泥粉磨系統(tǒng)的避峰運行；d 解決季節(jié)性銷售問題。4.1.2 水泥粉磨的細(xì)度和顆粒組成對水泥的強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)到提高水泥實物強度的目的。目前一般公認(rèn)的是：332m顆粒對強度增進率起主導(dǎo)作用。4.2 擠壓粉磨工藝選擇針對水泥粉磨的特點和要求，在選擇擠壓粉磨工藝時，對于要求篩余低、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）；而對篩余要求不是很嚴(yán)格，水泥成品顆粒級配分布寬的，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)）。對于現(xiàn)有的粉磨系統(tǒng)采用擠壓粉磨技術(shù)改造時，系統(tǒng)產(chǎn)量將大幅度增加，此時不僅要考慮主機的能力匹配，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、選粉機及其粗粉回料輸送設(shè)備在當(dāng)初設(shè)計時不會留出很大的余量，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，對條件允許的可以選擇壓閉路粉磨工藝；對于原有粉磨系統(tǒng)改造難度大的，選擇擠壓開路粉磨工藝不失為