洛陽(yáng)某水泥公司水泥粉磨系統(tǒng)為輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，輥壓機(jī)型號(hào)為CLFl70一100；水泥磨為∅4.2m×13m雙倉(cāng)磨，第一倉(cāng)有效長(zhǎng)度3.5m，第二倉(cāng)有效長(zhǎng)度8.5m，一、二倉(cāng)之間篩分雙層隔倉(cāng)，一倉(cāng)采用溝槽階梯襯板，二倉(cāng)采用小波紋襯板，同時(shí)二倉(cāng)設(shè)4圈活化環(huán)。在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于雙層隔倉(cāng)板的制約，球磨機(jī)二倉(cāng)存在有效研磨空間浪費(fèi)情況；同時(shí)水泥磨先后發(fā)生多次竄倉(cāng)事故，每次竄倉(cāng)均需進(jìn)行倒倉(cāng)篩球，不僅影響工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定，而且嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行；建設(shè)時(shí)期設(shè)備選型大，磨機(jī)二倉(cāng)使用鋼段，磨機(jī)運(yùn)行電流高達(dá)220A，粉磨系統(tǒng)電耗偏高。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，為了提高磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，降低系統(tǒng)電耗，公司組織技術(shù)人員對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行了分析，同時(shí)邀請(qǐng)某高校粉磨專家進(jìn)行會(huì)診，最終確定了水泥磨綜合技術(shù)改造升級(jí)方案，技改后的磨機(jī)工況及產(chǎn)質(zhì)量均得到較大幅度的改善和提高，P·C32.5R水泥電耗降低3.9kwh/t，P·042.5水泥電耗降低4.3kwh／t。

1 水泥磨系統(tǒng)工藝流程及配置

水泥粉磨系統(tǒng)為輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，詳細(xì)工藝流程見(jiàn)圖1。水泥磨系統(tǒng)配置見(jiàn)表1。

2 水泥磨綜合技術(shù)改造升級(jí)

2.1 解決二倉(cāng)有效研磨空間浪費(fèi)的技改方案

2.1.1球磨機(jī)二倉(cāng)有限研磨空間浪費(fèi)的原因分析

在球磨機(jī)前倉(cāng)，物料進(jìn)入雙層隔倉(cāng)板，被揚(yáng)料板提升到一定高度，形成高度差后，從中心卸入后倉(cāng)。物料在揚(yáng)料板和導(dǎo)料錐的作用下，具有一定的沖擊力，同時(shí)由于中心通風(fēng)，使物料與風(fēng)混合，物料在下落過(guò)程中被中心風(fēng)帶落到二倉(cāng)隔倉(cāng)板后的一段距離，從而減少了球(段)料的有效研磨空間(見(jiàn)圖2）。

2.1.2解決二倉(cāng)有效研磨空間浪費(fèi)的技改方案

為提高球磨機(jī)二倉(cāng)研磨空間，在雙層隔倉(cāng)板二倉(cāng)側(cè)增加導(dǎo)料錐， 導(dǎo)料錐由一塊∅1400mm、厚300mm圓形鋼板，一塊∅l030mm、厚200mm圓形鋼板及一塊厚370mm環(huán)形封堵鋼板組成。在第二道厚300mm圓形鋼板及370mm環(huán)形鋼板上分別開(kāi)12個(gè)140mm×150mm的孔洞，用于物料通過(guò)(見(jiàn)圖3)。風(fēng)從中心通過(guò)，物料從鋼板孔洞通過(guò)，物料和氣流不再相互混合，物料可直接到達(dá)隔倉(cāng)板后的鋼球側(cè)，確保研磨倉(cāng)的長(zhǎng)度被優(yōu)化使用，并取得最有效的研磨效果。

2.1.3技改效果分析

技改前后P·042.5水泥比表面積及電耗情況見(jiàn)表2。通過(guò)表2可以看出，技改前，出、入磨物料比表面積差96m2／g，技改后，出、入磨物料比表面積相差130m2／g，改造后的出、入磨物料比表面積差比改造前提高了34m2／g，磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高了5t，電耗降低了0.7kwh／t， 噸水泥成本降低了0.42元。 

通過(guò)對(duì)水泥磨雙層隔倉(cāng)板二倉(cāng)側(cè)安裝導(dǎo)料錐，解決了球磨機(jī)二倉(cāng)有效研磨空間浪費(fèi)的問(wèn)題，風(fēng)、料從各自的通道通過(guò)，研磨倉(cāng)的長(zhǎng) 度被優(yōu)化使用，取得了最有效的研磨效果。

2.2 解決球磨機(jī)鋼球竄倉(cāng)技改方案

2.2.1水泥磨竄倉(cāng)原因分析

公司水泥磨(∅4.2m×13m)一倉(cāng)裝球，規(guī)格分別為∅20mm、∅25mm、∅30mm、∅40mm；二倉(cāng)原裝鋼段為∅16mm×18mm、∅14mm×16mm、∅12mm×14mm、∅10mm×12mm。水泥磨由雙層隔倉(cāng)板之間的篩網(wǎng)板來(lái)確保不竄倉(cāng)，但因雙層隔倉(cāng)板一倉(cāng)側(cè)篦板與篩網(wǎng)板之間有8mm的間距，鋼球能夠進(jìn)入其中，鋼球一旦進(jìn)入，不僅磨損篩網(wǎng)板，而且會(huì)卡進(jìn)兩塊篩網(wǎng)板交接處，使篩網(wǎng)板翹起，造成鋼球或陶瓷球從篩網(wǎng)板磨損處及翹起處竄倉(cāng)。

2.2.2解決球磨機(jī)鋼球竄倉(cāng)的技改方案

（1）確保鋼球不進(jìn)入一倉(cāng)篦板與篩網(wǎng)板之間，避免鋼球磨損篩網(wǎng)板或造成篩網(wǎng)板翹起。 

（2）為保證鋼球不進(jìn)入一倉(cāng)篦板與篩網(wǎng)板之間，且不影響雙層隔倉(cāng)板的通風(fēng)、過(guò)料能力，在一倉(cāng)側(cè)篦板與固定中心篩網(wǎng)板最外側(cè)固定環(huán)之間，加焊∅10mm的圓鋼，防止鋼球進(jìn)入，同時(shí)因一倉(cāng)最小鋼 球∅20mm，要使兩根圓鋼之間的縫隙在17mm左右，以確保鋼球不進(jìn)入篦板與篩網(wǎng)板之間，避免磨損篩網(wǎng)板造成竄倉(cāng)。

改造后的雙層隔倉(cāng)板工藝布置見(jiàn)圖4。

2.2.3技改效果分析

改造后，避免了鋼球磨損篩網(wǎng)板或卡進(jìn)兩塊篩網(wǎng)板之間的情況，避免了竄倉(cāng)事故的發(fā)生，同時(shí)延長(zhǎng)了篩網(wǎng)板的使用壽命，改善了生產(chǎn)環(huán)境，避免了頻繁倒倉(cāng)篩球，降低了工作強(qiáng)度，減少了備件損耗，降低了生產(chǎn)成本，確保了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2.3 解決球磨機(jī)運(yùn)行電耗高的技改方案

2.3.1球磨機(jī)電耗高的原因分析

公司水泥粉磨系統(tǒng)因建設(shè)初期設(shè)備選型偏大，同時(shí)原水泥磨中裝載鋼球、鋼段共計(jì)244t，雖然P·C32.5R水泥產(chǎn)量達(dá)到255t／h，但粉磨系統(tǒng)電耗為28.5kwh/t，電耗成本較高。

2.3.2解決球磨機(jī)電耗高的技改方案

為降低電耗成本，經(jīng)詳細(xì)論證，最終以利潤(rùn)分成方式引入陶瓷球?？紤]到陶瓷球質(zhì)量小、脆性大、韌性強(qiáng)，因水泥磨一倉(cāng)以破碎為主，最終確定一倉(cāng)仍然延續(xù)使用鋼球，二倉(cāng)以研磨為主，符合陶瓷球特性，決定將二倉(cāng)鋼段更換為陶瓷球。

經(jīng)公司技術(shù)人員詳細(xì)論證，結(jié)合水泥磨配球原則，確定二倉(cāng)使用的陶瓷球選用四級(jí)配球方案，分別選用∅13mm、∅15mm、∅17mm、∅20mm的陶瓷球。因陶瓷球質(zhì)量輕，為保證水泥臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，決定使用高填充率裝載方法，分別按32％、35％、37％、40％的填充率添加陶瓷球，直至達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。此外，二倉(cāng)在更換為陶瓷球之前，應(yīng)對(duì)隔倉(cāng)板進(jìn)行詳細(xì)檢查，避免更換陶瓷球后，一倉(cāng)鋼球竄入二倉(cāng)陶瓷球內(nèi)，造成陶瓷球破損。

更換陶瓷球前后的磨機(jī)運(yùn)行情況對(duì)比見(jiàn)表3。

通過(guò)表3可以看出，水泥磨電流降低58A左右，水泥磨系統(tǒng)產(chǎn)量雖然降低了5t/d左右，但系統(tǒng)整體電耗有所降低，P·C32.5R水泥系統(tǒng)電耗降為24.6kWh/t。

更換陶瓷球前后水泥配料對(duì)比情況見(jiàn)表4。通過(guò)表4可以看出，更換陶瓷球前后配料方案無(wú)變化。

更換陶瓷球前后成品水泥性能對(duì)比情況見(jiàn)表5。通過(guò)表5可以看出，更換陶瓷球后成品水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量降低1.8％，水泥性能略有改善。

更換陶瓷球前后磨機(jī)做功情況(入、出磨物料分析)對(duì)比見(jiàn)表6。通過(guò)表6可以看出，更換陶瓷球前，入、出磨比表面積增加138m2／kg，更換陶瓷球后，入、出磨比表面積增加42m2/kg，說(shuō)明磨機(jī)做功變差，主要原因是陶瓷球質(zhì)量輕，研磨能力不足。

因陶瓷球研磨能力不足，起初公司粉磨系統(tǒng)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量降低25t(P·C32.5R)，為提高產(chǎn)量，適應(yīng)陶瓷球特性，公司分別從降低人磨物料粒度、確定最佳裝載量和延長(zhǎng)物料磨內(nèi)停留時(shí)間等方面進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)努力，更換為陶瓷球后，粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量最終只降低了5t/h左右。

 (1)調(diào)整輥壓機(jī)做功

為降低人磨物料粒度，公司對(duì)輥壓機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整(見(jiàn)表7)，通過(guò)提高輥壓機(jī)做功，產(chǎn)生更細(xì)的細(xì)粉，以適用于陶瓷球。

(2)調(diào)整V型選粉機(jī)，提高選粉效率

公司V型選粉機(jī)型號(hào)為VX8820V，帶有6組調(diào)風(fēng)葉片。使用鋼段時(shí)，為保證入磨物料量，增加打散距離，6組調(diào)風(fēng)葉片上部三塊全部關(guān)閉，同時(shí)V型選粉機(jī)補(bǔ)風(fēng)風(fēng)門開(kāi)度60％。改用陶瓷球后，為適應(yīng)陶瓷球研磨能力不足的特點(diǎn)，將6組調(diào)風(fēng)葉片全部打開(kāi)，V型選粉機(jī)補(bǔ)風(fēng)風(fēng)門開(kāi)到100％，以便選出更細(xì)的細(xì)粉，降低入磨物料粒度。

另外，公司還對(duì)人V型選粉機(jī)的溜子進(jìn)行了改造，將溜子分為三部分，使V型選粉機(jī)內(nèi)形成了均勻的料幕，提高了V型選粉機(jī)的選粉效率，使V型選粉機(jī)能夠盡可能地將合格的細(xì)粉全部選出。

(3)確定最佳裝載量

公司使用陶瓷球的經(jīng)驗(yàn)較少，為確定最佳裝載量，分別按32％、35％、37％、40％的填充率添加陶瓷球，通過(guò)對(duì)比4種填充率發(fā)現(xiàn)，在填充率為37％時(shí)，系統(tǒng)臺(tái)時(shí)電耗處于最佳狀態(tài)。填充率過(guò)低，研磨能力不足，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量偏低；填充率超過(guò)37％后，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量變化不大，但系統(tǒng)電耗有所提升，這主要是由于磨機(jī)填充率較正常生產(chǎn)偏高時(shí)，研磨體在磨內(nèi)的滯留效應(yīng)加大，陶瓷球的研磨能力弱化，系統(tǒng)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量變化不大，但電耗卻有所回升。

(4)延長(zhǎng)物料在磨內(nèi)的停留時(shí)間

水泥磨物料從磨頭走向磨尾，若要延長(zhǎng)物料磨內(nèi)停留時(shí)間，磨尾通風(fēng)是一方面，另一方面在于物料在鋼球或陶瓷球之間的擴(kuò)散。磨內(nèi)通風(fēng)需帶走磨內(nèi)熱量，因此不能一味地降低磨內(nèi)通風(fēng)量。為延長(zhǎng)物料磨內(nèi)停留時(shí)間，提高二倉(cāng)研磨效果，公司在磨內(nèi)靠近磨尾兩道活化環(huán)下部空隙處，焊補(bǔ)了一塊高15cm的鋼板，以降低物料從磨頭向磨尾擴(kuò)散的速度，達(dá)到延長(zhǎng)物料在磨內(nèi)停留時(shí)間的目的，提高磨機(jī)研磨效果。改造后，出、入磨比表面積差比改造前增加了15m2/g。

2.3.3技改效果分析

(1)由于陶瓷球自身體積密度小于鋼球，粉磨能力低于鋼球，磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量有所下降；閉路生產(chǎn)P·C32.5R水泥產(chǎn)量降低約5t／h(1.9％)左右，生產(chǎn) P·042.5水泥產(chǎn)量下降約7t/h(3.8％)左右。

(2)因陶瓷球質(zhì)量輕，雖然臺(tái)時(shí)產(chǎn)量有所降低，但系統(tǒng)電耗同時(shí)也有所下降；閉路生產(chǎn)P·C32.5R水泥電耗降低約3.9kwh/t左右，生產(chǎn)P·042.5水泥電耗下降約4.3kWh/t左右。

(3)陶瓷球密度小，在磨內(nèi)傳遞的能量也小，粉磨易磨性好的水泥(P·C32.5)效果較好，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量降低不是太大，但生產(chǎn)P·042.5及以上水泥時(shí)，由于物料易磨性變差，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量降低較多。

(4)使用陶瓷球后要適量提高水泥磨二倉(cāng)填充率，以提高陶瓷球與物料的接觸面積，但填充率也不可一味提高，因?yàn)殡S著研磨體的增加，磨機(jī)運(yùn)行中，研磨體形成的滯留區(qū)會(huì)越來(lái)越大，做功少和不做功的研磨體也會(huì)越來(lái)越多，反而會(huì)導(dǎo)致磨機(jī)效率降低。根據(jù)公司實(shí)際生產(chǎn)情況觀察，填充率保持在37％左右最佳。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)水泥磨綜合技術(shù)升級(jí)改造，公司成功解決了球磨機(jī)二倉(cāng)有效研磨空間浪費(fèi)、球磨機(jī)鋼球竄倉(cāng)、因設(shè)備選型大造成電耗高等問(wèn)題，磨機(jī)工況及產(chǎn)質(zhì)量均得到較大幅度改善和提高。

作者：尚義華

來(lái)源：《洛陽(yáng)中聯(lián)水泥有限公司》

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