引言

近年來(lái)，由于水泥行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。加之國(guó)家實(shí)施“碳達(dá)峰，碳中和”政策，企業(yè)壓力感倍增。若要繼續(xù)生存與發(fā)展，企業(yè)必須重點(diǎn)抓好節(jié)能降耗工作。在日常工作中，企業(yè)應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中各參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，準(zhǔn)確地把握其對(duì)應(yīng)關(guān)系，才能有效地指導(dǎo)生產(chǎn)，更好地執(zhí)行節(jié)能降耗政策。

影響水泥粉磨過(guò)程中產(chǎn)質(zhì)量的因素較多，其中主要包括被磨物料特性(溫度，水分，易磨性)、設(shè)備配置規(guī)格、生產(chǎn)工藝以及操作方法等幾方面。

本文根據(jù)J公司配置的立磨預(yù)粉磨+φ3.2m×13m開(kāi)路管磨機(jī)水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常狀況，探討交流入磨熟料溫度和綜合水分對(duì)水泥粉磨過(guò)程中產(chǎn)質(zhì)量的影響。

J公司開(kāi)路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 J公司開(kāi)路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)工藝流程圖

用于水泥生產(chǎn)的原材料堆放于專用堆棚，近幾年經(jīng)過(guò)擴(kuò)建，其中脫硫石膏堆棚儲(chǔ)量為4000t，冶煉渣堆棚儲(chǔ)量為10000t，石灰石堆棚儲(chǔ)量為4000t，建筑垃圾堆棚儲(chǔ)量為3000t。在水泥粉磨過(guò)程中，使用海螺、魚(yú)峰、上峰、華潤(rùn)等多家公司的熟料。本公司生產(chǎn)線φ3.2m×13m管磨機(jī)屬開(kāi)路粉磨系統(tǒng)，磨前沒(méi)有配置原材料烘干工藝。

J公司生產(chǎn)水泥使用的混合材料有當(dāng)?shù)氐囊睙捲⒔ㄖ⑹沂约懊摿蚴啵渲羞M(jìn)廠的冶煉渣水分較高，達(dá)到15%~23%，其次是脫硫石膏，水分也在10%～12%之間。在2019年之前，J公司由于原料堆棚較少，入磨物料綜合水分較高，而且波動(dòng)較大，嚴(yán)重影響水泥管磨機(jī)產(chǎn)量。

2019年，J公司生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)采取相關(guān)技術(shù)措施，不斷建造物料儲(chǔ)存堆棚與儲(chǔ)庫(kù)，大幅度改善了生產(chǎn)狀況。

J公司開(kāi)路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，不同入磨物料綜合水分時(shí)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管磨機(jī)產(chǎn)量變化數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 不同入磨物料綜合水分時(shí)管磨機(jī)產(chǎn)量變化

從表1統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)入磨物料綜合水分較低(≤1.5%)，在1.0%~1.3%時(shí)，管磨機(jī)產(chǎn)量較高，達(dá)到73t/h。隨著入磨物料綜合水分的增加，管磨機(jī)產(chǎn)量隨之下降，入磨物料綜合水分越大，管磨機(jī)產(chǎn)量降低幅度越大。當(dāng)入磨物料綜合水分≥3.3%時(shí)，由于過(guò)大的物料水分，粉磨過(guò)程中造成磨內(nèi)水蒸氣增多，難以及時(shí)排出，磨內(nèi)嚴(yán)重粘附。細(xì)粉狀物料粘附于筒體襯板工作表面與研磨體表面，并且極易堵塞隔倉(cāng)板篦縫，使磨內(nèi)通風(fēng)不暢，粉磨環(huán)境惡化，最終導(dǎo)致水泥管磨機(jī)不能正常作業(yè)。

入磨物料綜合水分過(guò)大造成的磨內(nèi)研磨體嚴(yán)重粘附情況見(jiàn)圖2。

入磨物料綜合水分過(guò)大造成的水泥管磨機(jī)一倉(cāng)筒體階梯襯板工作表面嚴(yán)重粘附情況見(jiàn)圖3。

水泥管磨機(jī)細(xì)磨倉(cāng)筒體襯板工作表面嚴(yán)重粘附情況見(jiàn)圖4。

入磨物料綜合水分過(guò)大導(dǎo)致的隔倉(cāng)板篦縫嚴(yán)重粘附情況見(jiàn)圖5。

由圖2~圖5得知，入磨物料綜合水分過(guò)大時(shí)，排出水分需要通風(fēng)，如果提高磨尾風(fēng)速，勢(shì)必造成水泥成品細(xì)度超標(biāo)，影響水泥強(qiáng)度。此外，入磨物料綜合水分過(guò)大，磨內(nèi)溫度也不會(huì)高，難以很快蒸發(fā)而累積在磨內(nèi)，隨著時(shí)間推移，細(xì)粉狀物料不斷積聚粘附于管磨機(jī)筒體襯板工作表面與研磨體表面，以及粘附于隔倉(cāng)板篦縫與磨尾出料篦板篦縫，最終導(dǎo)致管磨機(jī)內(nèi)部粉磨狀況嚴(yán)重惡化。

入磨物料(主要是入磨熟料)溫度過(guò)高時(shí)，物料將向磨內(nèi)帶入大量的熱量，加上粉磨過(guò)程中，研磨體與研磨體之間，研磨體管磨機(jī)筒體與筒體襯板之間以及研磨體與被磨物料之間的沖擊、摩擦，絕大部分電能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換成熱能使磨內(nèi)溫度升高，因而會(huì)影響到入磨物料的正常粉磨。而且管磨機(jī)固有的“選擇性磨細(xì)”功能，會(huì)導(dǎo)致易磨性較好的物料出現(xiàn)“過(guò)粉磨”現(xiàn)象，這些被充分磨細(xì)的細(xì)粉極易產(chǎn)生靜電，吸附在筒體襯板工作表面以及部分研磨體表面，從而降低了水泥管磨機(jī)的粉磨效率。此外，從水泥粉磨與水泥水化理論上講，磨內(nèi)溫度過(guò)高，會(huì)影響水泥成品性能。當(dāng)磨內(nèi)環(huán)境溫度超過(guò)115℃時(shí)，易造成石膏脫水，引起水泥凝結(jié)時(shí)間異常，如出現(xiàn)急凝或假凝，將會(huì)嚴(yán)重影響水泥成品質(zhì)量。

然而，對(duì)于水泥管磨機(jī)系統(tǒng)而言，合理而適宜的磨內(nèi)溫度，對(duì)水泥的粉磨過(guò)程是極其有利的，同時(shí)更需要管磨機(jī)的連續(xù)運(yùn)行。

J公司開(kāi)路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，適宜的入磨熟料溫度與水泥管磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)系見(jiàn)表2。

表2 適宜的入磨熟料溫度與水泥管磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)系

從表2數(shù)據(jù)得知，在綜合水分相對(duì)穩(wěn)定的條件下，隨著入磨熟料溫度的升高，水泥管磨機(jī)的產(chǎn)量也隨之提高，而且出磨水泥成品的凝結(jié)時(shí)間仍然正常，這與水泥水化的傳統(tǒng)理論有出入，為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?筆者認(rèn)為，當(dāng)入磨熟料溫度升高，不但能夠在磨內(nèi)蒸發(fā)一部分入磨混合材料水分，減少因物料水分因素造成的襯板工作表面以及研磨體表面的粘附現(xiàn)象，而且可以保持隔倉(cāng)板篦縫正常的通風(fēng)與過(guò)料能力。

此外，隨著磨內(nèi)粉磨溫度的提高，避免了磨尾收塵器布袋的結(jié)露現(xiàn)象，管磨機(jī)內(nèi)部以及粉磨系統(tǒng)管道的通風(fēng)阻力減小，磨內(nèi)通風(fēng)狀態(tài)良好。由于被磨物料溫度較高，能夠使物料保持均勻而穩(wěn)定的流動(dòng)速度，在磨內(nèi)的氣流與物料流通更加順暢，大幅度提高水泥管磨機(jī)段的粉磨效率，促進(jìn)整個(gè)開(kāi)路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的良性循環(huán)。

入磨熟料溫度較高(55℃)，物料水分適宜時(shí)的隔倉(cāng)板篦縫見(jiàn)圖6。

入磨熟料溫度較高(55℃)，物料水分適宜時(shí)的磨尾出料篦板篦縫見(jiàn)圖7。

由圖6與圖7可以看出，在生產(chǎn)過(guò)程中，保持適宜的磨內(nèi)溫度，隔倉(cāng)板與磨尾出料篦板篦縫無(wú)物料粘附現(xiàn)象，通風(fēng)與過(guò)料能力良好，水泥管磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定，聯(lián)合粉磨系統(tǒng)運(yùn)行正常。

水泥管磨機(jī)連續(xù)運(yùn)行生產(chǎn)，隨著入磨熟料溫度升高，水泥成品的細(xì)度與比表面積趨于正常，水泥成品的初凝和終凝時(shí)間略有些變化，但在受控值范圍內(nèi)。這是由于J公司在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，選用工業(yè)副產(chǎn)品石膏(脫硫石膏和改性磷石膏)，其部分特性與天然二水石膏有些區(qū)別。由實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)得知，出磨水泥的溫度不超過(guò)135℃，水泥的凝結(jié)時(shí)間正常。以上提出的觀點(diǎn)雖與傳統(tǒng)理論不盡相同，但其目的是在于希望與國(guó)內(nèi)相同工藝條件的廠家進(jìn)行交流和探討，以求進(jìn)一步提高節(jié)能效率。

通過(guò)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，掌握了影響水泥粉磨系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量的主要因素，在對(duì)粉磨系統(tǒng)的日常管理中，應(yīng)重點(diǎn)做好如下工作。

(1)穩(wěn)定入磨物料綜合水分，嚴(yán)格控制冶煉渣、石膏等被磨物料的水分，確保入磨物料綜合水分<1.5%。

(2)熟料采購(gòu)與進(jìn)廠，必須充分考慮運(yùn)距，使用溫度較高的熟料。通過(guò)工藝管理，使入磨物料綜合溫度達(dá)55℃左右。適宜的磨內(nèi)粉磨溫度，極其有利于物料與氣流均勻而穩(wěn)定的流動(dòng)速度，能夠大幅度提高水泥管磨機(jī)段的粉磨效率，促使整個(gè)粉磨系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中始終處于良性循環(huán)狀態(tài)。

(3)水泥粉磨企業(yè)應(yīng)根據(jù)入磨熟料溫度和季節(jié)氣候變化時(shí)的物料水分，不斷優(yōu)化調(diào)整磨內(nèi)各倉(cāng)研磨體級(jí)配，以適應(yīng)穩(wěn)定提高水泥管磨機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量的技術(shù)要求。

(4)對(duì)中控操作人員以及磨機(jī)工和配料工進(jìn)行專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，進(jìn)一步熟悉現(xiàn)場(chǎng)工作，不斷提高其操作技能與技術(shù)水平。

作為水泥粉磨企業(yè)，熟料均采取外購(gòu)方式，應(yīng)充分考慮采購(gòu)運(yùn)距與進(jìn)廠熟料溫度。同時(shí)，必須嚴(yán)格控制混合材料水分，入磨物料綜合水分應(yīng)<1.5%，能夠避免含濕細(xì)粉狀的物料積聚在管磨機(jī)隔倉(cāng)板篦縫，出磨篦板篦縫與筒體襯板工作表面，以及研磨體表面產(chǎn)生嚴(yán)重的粘附現(xiàn)象，保證水泥管磨機(jī)正常穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)入磨物料綜合水分>1.5%，且<1.8%時(shí)，應(yīng)注意及時(shí)采取調(diào)整措施，宜采用溫度較高的熟料，以抵消由于物料綜合水分因素對(duì)整個(gè)粉磨系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量的負(fù)面影響，從而確保水泥管磨機(jī)系統(tǒng)正常生產(chǎn)。

頻繁停開(kāi)的水泥粉磨系統(tǒng)極其不利于正常粉磨作業(yè)，難以保持穩(wěn)定的工況。必須使水泥管磨機(jī)始終保持良好的連續(xù)工作運(yùn)行狀態(tài)，從而保證粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)的良性循環(huán)。

作者：王文偉

來(lái)源：《中國(guó)水泥》

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