引言

隨著70年立磨液壓加載技術的出現，水泥磨機單機能力成長加快，預分解窯以及懸浮預熱器窖的產生和發展，更使得立磨技術在水泥生產工業中快速發展。在上世紀90年代末以及21世紀初期，水泥終粉磨和高細礦渣的立磨技術得到逐步推廣和應用，因此立磨技術在水泥廠中應用的越加頻繁。同時加上筒輥磨以及輥壓機等新型粉磨設備的運用，在一定程度上使得料床粉磨設備在水泥生產工業的使用更加有效和興旺。

然而，水泥生產工業較為依賴資源和能源，隨著社會經濟的快速發展，我國在水泥生產工業方面的節能環保任務更加急迫，節能減排是水泥工業發展中亟需解決的問題。在水泥生產行業中，成本一般包含兩個方面的內容，一是電力成本，二是燃料成本，并且水泥生產行業中粉磨作業是消耗電力的主要因素。一般粉磨作業消耗電力在總電力消耗的65%以上，而在以往水泥生產電力總體消耗在105kwh/t左右，且由于時代的發展和粉磨技術的不斷發展進步，使得如今電力消耗指標降低在80kwh/t以下。而傳統的球磨機粉磨技術生產效率較低，能源利用率也達不到技術指標，因此立磨技術在現代水泥生產中的重要性被逐漸體現出來，對今后水泥工業有著重要意義。

一、立磨技術的發展以及應用現狀

立磨技術在現代化工、電力、煤炭以及水泥等工業生產中應用較為普遍的一種研磨機械技術，由于其占地面積較小，還具有粉磨作業可以與烘干作業一起進行、電力消耗比球磨低、同時對鋼材磨耗較小等優點，使得立磨技術在現代水泥等生產活動中運用更加頻繁，人們對其的關注和重視也更高。

在1925年，由德國某公司首先研發出立磨技術。在70年代中后期，立磨的應用和制造獲得了突破性的發展，相關設備規格更加大型化，80年代初期，相關設備臺時產量就已經超過了500t的立磨。而90年代更有超過了臺時產量1000t的超大型立磨。如今，日本、北美以及西歐已經新建了大規模水泥廠，大多采用立磨技術來進行原料粉磨。

在我國，1960年左右，有不少白水泥廠開始使用小型立磨粉磨白生料，也有個別水泥廠使用立磨粉磨煤粉，一般電力部門使用立磨較多，然而由于產量小以及研磨件材質等原因，使得立磨在我國水泥生產中應用不大好。在1970年后我國才真正開始研究使用立磨研磨水泥生料。且在1980年，我國江蘇省某水泥廠所使用的PAM1600/1380立磨系統已經通過了國家技術鑒定，在1994年，又開始運用在1000t/d的熟料水泥廠的生料立磨中。根據統計調查，我國在1982-1994年之間，已經有將近20多家水泥廠使用了立磨。在如今，隨著國家節能減排的任務，國家鼓勵水泥生產多使用粉磨系統改造、利用廢棄物等節能減排技術，從而降低資源消耗。在2014年，我國水泥生產行業中，有規模的企業大概有9800多家，粉磨企業有3200多家，伴隨著我國重點支持粉磨系統來完成節能減排的任務，使得粉磨系統節能在經濟發展中具有巨大的發展潛力。

2.1 粉磨作業的含義

在現代化粉體技術發展中，所謂的粉磨作業一般是指通過對外力的沖擊、擠壓和研磨的工作來克服物質內部質點以及晶體物質之間的內聚力，從而使得塊狀物質變為粉粒狀的工作過程。水泥生產工業主要工作內容是將土石質原料進行相應的加工工作，是重化學工業的一種。同時也是從原料的開采到制作成水泥所必須經過的一個生料和水泥熟料的粉磨、原料的破碎的過程。

而水泥生產作業一般還分為粉體工作以及熱工工作，其中粉磨工作是進行粉體工作的一個主要內容，而水泥廠生產過程中被粉碎的物料有：熟料、生料、煤、礦渣混合物以及石膏等等，因而水泥廠生產作業需要運用到生料磨、煤磨以及水泥磨等各種粉磨設備。同時我國已經開始向無球化粉磨的方向發展，有別于過去單一性的用球磨機進行粉磨作業。

2.2 立磨的結構和工作原理

立磨主要是由磨盤和磨輥組合而成，在水泥廠中運用的大型生料立磨，是集合碎、粉磨和烘干等工作流程為一體的。這個工作流程較為簡單、耗電量也較低、粉磨效率相對較高，因而是現今水泥廠中進行生料粉磨的主導系統，在我國水泥廠粉磨作業中，立磨運用的越來越廣泛。立磨是利用料床粉磨的工作原理從而對物料進行相關粉磨，并且由于磨盤以及磨輥之間所存在的速度差，使得在進行輥磨的同時可以進行碾磨。物料從磨殼一側或者是磨機上部通過喂料裝置來進入磨盤中心，在磨盤水平運轉所產生的離心力，會使得物料從中心甩到粉磨區域。且由于磨盤的轉動，使得磨輥會對物料產生豎向垂直力，與物料之間產生摩擦力。磨輥的轉動一般是從動運轉，一般工作原理是從磨盤周圍的擋料圈溢出的物料再被磨盤氣流帶入到磨盤上部的選粉機中，經過選粉機將物料分級之后，較粗的顆粒返回磨盤進行重磨，而細粉便跟著氣流排出磨機作為產成品，一般也可以用電收塵器以及旋風收塵器來進行分離收集。UM56.4立式磨機工藝流程圖如下：

發展更為系列化。這標志著立磨技術更加趨于成熟，比如說日本宇部興產公司便引進了德國萊歇公司的相關技術，使得生產UBELM系列立磨便有了20多個型號。

采用了外循環系統，在以往的立磨內部物料基本都是磨內氣力循環，然而實際上機械循環是比氣力循環更加節約電力的方式，因此，在1960年德國便開發出了磨內物料磨外機械循環的系統。

粉磨熟料在使用立磨粉磨熟料時，由于水泥的顆粒級分配范圍較為狹窄，使得水泥在凝固時多余的水分會產生泌水的現象，但在后來經過研究改造，在進行分別粉磨或者混合粉磨時，已經形成不同的顆粒級配。

立磨結構。在傳統立磨的設計中，更加注重對磨機規格和結構的要求，以減少一次性投資，但隨著時代的發展進步，出現了大磨盤多磨輥的新發展方向。使得立磨技術在保障風險的基礎上考慮了投資的效益。如大同煤礦集團建材有限責任公司采用的UM56.4立式磨機中生料粉磨系統綜合能耗為28.3 kWh/t，同時在2012年進入正常生產后，生料粉磨系統綜合能耗為23.97kWh/t。并且每年能夠節約生產成本大約2000萬元人民幣。

隨著經濟的發展，科學技術水平的不斷提高，我國水泥工業中立磨技術比球磨所產生的噪音更少、粉塵污染也更少，所消耗的資源也更低，符合我國節能省排的要求。同時國內所能夠擁有日產4500T/d水泥熟料生產線生料粉磨系統且配置UM56.4立式磨機的水泥工業廠家并沒有幾家，而基于立磨技術和設備的優勢，在水泥行業推廣應用的前景非常廣闊。

作者：李宇鵬

來源：《山西天鎮大同煤礦集團建材有限責任公司》

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