隨著我國新型干法水泥生產工藝日臻完善，圍繞新型干法工藝設備技術的改造對行業發展至關重要。在水泥生產中，粉磨工藝的過程能耗巨大，約占水泥總能耗的72%。隨著工業化和城鎮化的繼續推進，水泥需求在未來若干年內還將保持穩定。但在環境執法力度不斷加大，錯峰生產常態化下，由于水泥產能過剩，對生產和節能減排技術落后的企業將要淘汰出局。這是挑戰，也是機遇，節能減排已經刻不容緩。

就目前水泥粉磨工藝流程而言，有：管磨機（開路或閉路）粉磨系統，輥壓機+球磨機聯合粉磨系統、立磨粉磨系統、筒輥磨粉磨系統及輥壓機終粉磨系統等。粉磨工藝的選擇與應用直接影響的水泥的產、質量及生產成本，在水泥裝備中占有舉足輕重的地位。

發達國家一個粉磨站最多能生產70多個品種水泥，全靠閉路流程調整。而我國既有“開路系統”也有“閉路系統”，如何挖掘節能潛能，實現提質增效，本人從管磨機作為粉磨設備的改造要點進行相關論述，拋磚引玉，謬誤之處，懇請業界各位老師予以批評指正。

//一、從設備布局、選型、安裝、維護工藝上挖掘潛能//

有市場的地方建粉磨站，從布局合理性上，應該建在銷售地區附近，還可設置在城市附近，即能吸收城市工業廢渣，又能節省40%左右的運費。

大多數水泥廠在水泥預粉磨設備選型時，常常是以現有球磨機設計生產能力的2倍來選用。這種選型思維比較保守，球磨機的增產幅度收到限制，沒有充分發揮球磨機的預粉磨設備的各自特點。比如輥壓機電機功率之和與磨機主電機功率之比在0.4以下，應選擇打散分級機。它集料餅打散與顆粒分級于一體，與輥壓機配套使用,可以消除輥壓機邊緣漏料和開停機過程中,及正常工作時未被充分擠壓的大顆粒對后續球磨系統產生的不利影響,以獲得大幅度增產節能的效果。同時對物料水分適應性強，工藝流程簡單節省投資。又如輥壓機電機功率之和與磨機主電機功率之比在0.5以上。則應選擇V型分級機,因內部無運轉部件，屬于完全通過氣流分選的靜態分級設備，適宜于配置在處理能力較大的輥壓機系統中，工作可靠穩定，利于輥壓機的平穩運行，提高系統產量；結構簡單，耐磨部件使用壽命長；使用風量小，壓差損失小；成品細度可以通過調節風速來控制，調節方便可靠；具有烘干功能。由于采用氣流分級，V選分級精度比打散分級機有所提高，入磨粒度細在0.5毫米左右。

球磨機和其他輔助設備制造安裝誤差大，易給今后正常運轉和維護帶來諸多問題。在設備安裝維護上要依據JC/T334.1-2006《水泥工業用管磨機》和JC/T451-2007《微介質水泥磨機》中規定的標準。另外隔倉板不允許設置在筒體段節對接焊縫處、固定在筒體端部的法蘭橫斷面平面度小于0.1㎜，法蘭端面偏擺小于0.1㎜。中控軸徑在加工后要拋光到要求的光潔度。為確保球磨機傳動部件長期安全高效運轉，還要注意裝于出料端筒體上大齒圈溫會升高，直徑會膨脹。故冷態側隙要加大，同時加強齒輪副的潤滑管理，最好采用合成開式齒輪油噴霧潤滑。并積極開展預防性維修。

//二、從入磨物料粒度、易磨性和溫度上挖掘潛能//

由管磨機的粉磨特性分析可知，這種工藝流程磨細功能有余，破碎能力不足，大粒度物料由磨機粗磨倉破碎是不合理的。所以，必須設置高效而穩定的磨前物料預處理工藝、縮小入磨粒度，將管磨機粗磨倉的工作部分或全部移至磨外完成，達到‘多破少磨’是實現粉磨系統增產、降低電耗最有效的技術途徑。根據德國R.阿斯穆斯等人做過模擬計算，若將物料預磨到勃氏比表面積150——200m2/kg,則球磨機系統產量可以提高100%能耗降低24%——30%的這一結論。當入磨物料的顆粒粒徑達到勃氏比表面積150——200m2/kg,也就是入磨物料粒度應不超0.9毫米。球磨機就可以取消破碎倉，只起最終細磨并控制顆粒形狀與顆粒組成的作用。采用單倉簡化磨機結構，全部加裝研磨效率高的小直徑鋼段，充分發揮球磨機研磨效率高的特點，使球磨機專門用于水泥研磨。

物料的易磨性是物料本身的一種性質，表示粉磨的難易程度。物料的易磨性系數大表示容易磨細，易磨性系數小則表示難磨。為此采取分別粉磨，各種物料可以根據要求磨至不同的細度。物料分別粉磨工藝可最大限度地發揮水泥成品的膠凝活性，為大量利用高活性工業廢渣，凈化生態環境創造了良好的條件。經分別粉磨再均勻攪拌成的水泥，有更多的混合材摻量。采用分別粉磨與混合粉磨礦渣水泥是，在產品混合細度相同的情況下，分別粉磨的產量高10%左右。

降低磨內溫度，是提高粉磨效率的有效方法。首先降低熟料溫度，最直接的方法是自然冷卻，并保持一定的庫存量，避免剛出窯的熟料直接入磨。其次，向粉磨倉噴人少量的霧狀水，尤其是粉磨純熟料水泥，在熟料溫度較高時，磨內噴水效果更為顯著。另外，可采用水泥冷卻器控制出磨水泥溫度，防止出磨水泥溫度高造成“假凝”、“快凝”的現象。對外加劑的適應性有很大的提高，滿足用戶需求。

//三、從磨機襯板的結構形狀及材料上挖掘潛能//

在確保入磨物料粒度的同事，應優化設計磨機內部襯板的工作表面形狀。粗磨倉宜選用提升能力較好的階梯襯板，細磨倉采用活化襯板。安裝篩分型隔倉板機篦板。襯板表面形狀的選擇目的只有一個：選擇理想的磨球工作狀態，追求球磨機的最大研磨能力。 

襯板的結構多種多樣，磨礦效率很大程度上受球磨機襯板結構的影響。襯板形狀的差異，會使提升摩擦系數不同，對介質和物料的提升能力也不同，并且還影響介質在拋落點的受力，導致介質在筒體內的運動狀態不同。襯板結構將直接影響到球磨機的磨礦效率以及鋼耗、能耗。合適的襯板結構，能將介質提升到理想的高度，使各層介質降落時碰撞能量分布合理。研制合理的襯板結構，對球磨機的發展非常重要。水泥管磨機一倉需要一定的粗粉磨功能，常采用對研磨體提升能力較好的曲面階梯襯板、溝槽階梯襯板、大波紋襯板、波紋階梯襯板等，階梯襯板帶球端厚度尺寸取值不能太低，以保證對研磨體的有效提升高度，傳遞給研磨體最大能量。如溝槽襯板：工作表面上有圓弧形溝槽的襯板。與平面襯板相比，溝槽襯板與介質的接觸相對較長的弧面，研磨角比平直襯板與介質的研磨角大的多。可見溝槽襯板對物料的研磨和粉碎作用非常有利，并且介質與襯板之間存在著物料，又能對襯板和介質產生保護作用，使介質磨損損耗降低及提高襯板的使用壽命。與其它形狀的襯板相比，溝槽襯板對介質提升均勻，磨機轉動時不會產生脈動力矩，能起到減振降噪的作用。加上溝槽襯板的質量比一般襯板約輕10%，磨機需要的功率下降20%左右。

對于細磨倉而言：當研磨體使用微鍛時，多采用小波紋襯板+活化環結構。細磨倉活化裝置的合理設置：主要目的是減少“滯留帶”（研磨死區）產生的的負面效應，充分激活微型研磨體能量；一般按細磨倉有效長度方向在1.25m—2.25m（五塊至九塊單孔小襯板）長度范圍內設置一周圈或沿圓周方向錯開安裝；根據物料易磨性及成品細度控制指標等技術參數，活化環有效高度尺寸可取管磨機公稱直徑的20%--30%，高度過低則影響活化效。當研磨體采用小鋼球時，多選用分級襯板；但也可采取3—5種不同工作表面形狀的襯板與活化環搭配使用；總之，無論采取何種配置，必須以達到“磨內磨細”為最終目的。

就球磨機而言，襯板對生產的影響比磨球大的多。借用機械設計中的“基孔制”或“基軸制”概念理解最好。因此在襯板和磨球的選擇之中，首先應決定的是襯板，必須保證球磨機襯板的使用壽命在兩個大修期以上，并且盡可能的不要維修。應選擇那些含碳量較高的鉻鉬合金鋼或高鉻鑄鐵之類的材質。這里要注意的一個問題是“工況適用”的概念。并不是合金化越高越好，襯板的硬度應大于HRC50。

//四、從鋼球裝載量和級配上挖掘潛能//

襯板和磨球毫無疑問是相互配合的關系，他們和物料共同形成三體磨料磨損。物料在磨機內磨成細粉，是通過研磨體的沖擊和研磨作用的結果，因此，研磨體級配設計的好壞對磨機產質量影響很大。要設計好磨機研磨體級配，必須充分考慮研磨體裝載量、各倉填充率、平均球徑、物料水分、物料流動性、物料粒度、隔倉板形式、隔倉板蓖縫大小、各倉長度、粉磨流程等因素。

填充率設計俞高，磨機的裝載量就會俞高。要提高磨機的產量，應盡可能提高磨機的裝載量。但磨機裝載量不能無限提高，磨機裝載量太高，磨機電機的電流會很高，有可能會燒毀電機或威脅磨機機械設備的安全。磨機研磨體填充率設計多少，應充分考慮磨機的機械設備的承受能力以及磨機電機的承受能力。為了提高磨機的產量，一般可采用液體變阻起動器和進相機等設備，降低磨機的起動電流和提高磨機電機的過載能力，從而提高磨機的裝載量。在解決了磨機的起動和提高了電機的過載能力后，絕大多數磨機的裝載量都可超過設計裝載量。一般磨機的設計填充率為28％左右，但在加裝了液體變阻起動器和進相機設備后，通常都可達到35%～38%，甚至達到40%～42%，研磨體裝載量大大超過設計裝載量，磨機產量也大幅度提高。  

在確定了磨機的總裝載量后，緊接著就是要確定各倉的填充率，也就是要確定每個倉的裝載量。這主要靠經驗和觀察確定，但可以掌握一個原則：磨機各倉研磨能力的平衡。如果磨機各倉研磨能力達到平衡了，那么在此裝載量的條件下，磨機也就達到最大產量了。那么如何確定磨機各倉研磨體是否達到了平衡，常用方法有聽磨音、檢查球料比、繪制篩余曲線法。設計磨機各倉填充率，還要考慮磨機的流程，一般來說對于有選粉機的磨機，磨機內研磨體的球面通常采用逐倉降低的裝法，前后兩倉球面相差25～50MM，這樣可增加物料在磨內的流速；沒有帶選粉機的磨機，研磨體的球面常采用逐倉升高的辦法，以控制成品細度。  

磨機各倉的填充率還受隔倉板形式和篦縫大小的影響，隔倉板形式和篦縫大小決定物料通過隔倉板的速度，從而影響到磨機內各倉的物料料位的高低，顯然，高料位必須用高的填充率，料位低，當然也就不需要那么高的填充率了。此外，物料水分含量、物料流動性質、物料粒度大小都會影響到物料在磨內的流動速度，從而造成磨內各倉料位高低不同，因此，磨機各倉的研磨體填充率也要作相應的調整。

合理選擇研磨體級配，確定一定條件下的填充率，是提高球磨機產質量必不可少的措施。 磨機在進行粉磨時，物料一方面受到研磨體的沖擊作用，另一方面受到研磨體的研磨作用。顯然，在單位時間內，研磨體與物料接觸點越多，粉磨越容易完成。當球磨機裝載量一定時，要增加物料與研磨體的接觸，則研磨體的尺寸越小越好。因此，在球磨機各倉長度、入磨物料粒度等一定條件下，只有通過選擇大小適合的研磨體及其合理級配才能完成。

研磨體的級配目前尚無統一的理論方案，通常我們在進行研磨體級配使用時，應堅持以下原則：

（1）被粉磨的物料平均粒度大，硬度大或要求成品細度可以粗些，這時鋼球的平均球徑應大些，反之應小些。

（2）兩倉或以上磨一般前倉用鋼球，后倉用鋼鍛或鋼球。

（3）研磨體必須大小搭配，大小球的配比原則應保證小球的摻入量不影響大球的填充率，一般小球占大球重量的3%--5%。鋼球的規格一般用3～5級不同直徑的鋼球配合使用，鍛倉級配的鋼鍛規格一般以2～3級組成。若有兩個倉用鋼球時，則兩倉的鋼球一般相差兩級。

（4）同一倉鋼球級配應堅持兩頭小中間大的原則，即最大直徑和最小直徑的鋼球少，中間規格的鋼球多。若用兩種鋼鍛時，各占一半即可，若用三種鋼鍛時，可根據具體情況適當搭配。

（5）在確保成品細度的前提下，平均球徑應當小些，以增加接觸面積和單位時間的沖擊次數。 當入磨物料粒度小，易磨性好，產品細度要求較細時，就需要加強對物料的研磨作用，適當降低研磨體的平均球徑，反之應加大研磨體的平均球徑。另外閉路粉磨的平均球徑要比開路粉磨大一些。  

研磨體級配是否合理，可從如下判斷：

（1）如果磨機產量正常而產品細度太粗，一般是由于物料流速太快，一倉粉碎能力過強，二倉研磨能力不足而造成。此時應取出部分大球大鍛用小球小鍛代之；減少一倉或增加二倉的裝載量。

（2）如果磨機產量低、細度過細，可能是由于一倉粉碎能力不足，二倉研磨體填充系數過大。此時應補加大球及增大一倉的填充系數。

（3）如果磨機產量低、細度過粗，一般可能是裝載量不足，磨耗大。此時應補加研磨體。

（4）正常喂料情況下停磨觀察，如果一倉大部分球露出料面2～3cm（約半個球），二倉物料面剛好蓋過或略高于研磨體為正常。如果一倉物料面超過研磨體很多，說明研磨體裝載量不足或平均球徑過小；反之，說明裝載量過多或平均球徑過大。

（5）如果兩倉料層都很厚，產量低、細度不宜控制，可能是由于研磨體總裝載量少或出料篦孔堵塞及出料空心軸內螺旋糊死，造成出料困難。

（6）在正常喂料的情況下，一倉鋼球的沖擊聲較強，有嘩嘩的響聲。如果一倉鋼球的沖擊聲音特別宏亮時，說明它的平均球徑過大或填充率較大。若聲音發悶，說明一倉鋼球的平均球徑過小或填充率過低，此時應提高鋼球的平均球徑和填充率。二倉正常時應能聽到研磨體輕微的刷刷聲。

（7）此外，我們還可以根據主機電流正常下降幅度、圈流水泥磨配套選粉機電流大小、出磨輸送設備電流變化等來判斷研磨體級配是否合理性。

“系統環保、高效、節能是企業發展的硬道理”，今后水泥工業將圍繞這個主題，持續開展“節能減排、低碳經濟、凈化環境”為中心的技術創新工作，進一步降低粉磨能耗。

來源：《水泥行業專家聯盟》

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