生料立磨粉磨以白垩为主的粘湿物料的实践

水泥 2013-10-12

辊式立磨由于单位产量粉磨电耗低、对物料的烘干能力强、容易实现大型化，目前已经普遍应用于水泥生产，但对于综合水分高达20%以上的粘湿物料的原料粉磨还未见成功案例。文就辊式立磨在白俄罗斯KN5000t/d新型干法水泥生产线上的应用情况进行阐述，希望能给读者以借鉴。

　　引言

　　1 KN项目的原料特点

　　白俄罗斯KN水泥项目位于白俄罗斯靠近波兰的边界附近，现有四条湿法水泥生产线，所用原料主要为白垩，辅助原料采用粘土和灰渣作为硅铝质原料、铁粉作为铁质原料。白垩在当地分布很广，其主要成分为碳酸钙，其CaO含量为54.67%，是水泥生产的优质原料。但白垩矿中分布有含量约3%，粒径小于500毫米，硬度为200MPa硅质石块（如图1），

　　图1 白垩原料中的硬质硅石

　　并且分布没有规律，再加上当地气候冬季极端天气为零下30℃，冬季开采后的白垩为坚硬的冻快，用现有工程技术无法将硅质石块有效彻底剥离或剔除，只能混在白垩中进入生料制备环节。

　　根据业主提供的基础资料，白垩矿水份高达23.56%，配料后入生料磨的综合氺份高达22%。如果没有硅质石块混在白垩中，比较理想的成熟工艺是采用锤式烘干破烘干粉磨技术，利用窑尾的废气对白垩进行烘干，然后再与其他单独粉磨的辅料混合搭配制成水泥生料。但该厂白垩中混入的硅质石块非常坚硬，喂入烘干破后势必很快将烘干破锤头磨毁，并堵塞烘干破，因此采用烘干破方案是不可行的。

　　鉴于上述原因，从适应白垩中的硅质石块角度看，使用辊式立磨是一个可行的选择。当时在世界范围内只有非凡公司提供并正在制造一台用于高水分白垩原料生产生料的辊磨机，故选择了德国非凡公司的辊式立磨。但根据该水泥项目高水分白垩中并还掺杂硅质石块特点，非凡公司将对该辊磨机进行进一步优化改进，以适应原料的特性。

　　2粉磨以白垩为主粘湿物料的生料立磨的特点

　　（1）稳定料床的形成磨盘上形成稳定的料床是辊式磨生产最基本的要求，也是磨机正常平稳运转的关键。料床太厚会降低磨机的粉磨效率，料床太薄会引起磨机振动。通过调节磨盘挡料圈的高度可以调节料层厚度。操作上，加大辊压，产生的细粉多，料床将变薄；降低磨辊压力，磨盘物料变粗，返回的物料多，料床将变厚。粉磨以石灰石为主的原料时，石灰石经过磨碎后粒度均齐，磨盘上很容易形成粒度分布合理，厚度合适的料床。

　　本项目占入磨物料配比76%（干基）的白垩天然细度不需要粉磨就能满足水泥生产的要求，形成料床的物料主要靠粘土、灰渣和铁粉等辅助原料，辅料的比例只占24%，并且白垩中混入有3%的坚硬硅质石块，条件复杂，需要在调试期间逐步摸索出最佳的操作参数，形成稳定合适的料床以保证磨机的稳定平稳运行。

　　（2）对磨机的烘干能力要求很高通常以石灰石为主要原料的水泥项目，入生料磨原料综合水分低于5%，但本项目入磨原料综合氺份高达22%。与常规项目比较，本项目对磨机的烘干能力要求很高，需要更多的热风并且要求进磨热风温度为500℃，仅靠窑尾废气满足不了此要求，为此设置一套燃气热风炉作为磨机的补充热源。

　　由于要求磨内要有足够的空间用于物料和热风的换热交换，与常规5000t/d水泥厂立磨比较，本项目立磨大大增加了磨机壳体，磨机壳体下部直径为Φ8m，上部壳体最大处达到12米。生料磨系统主机配置见下表1

　　表1 生料磨系统主机配置表

　　3 调试期间遇到的问题及解决方案

　　3.1调试期间遇到的问题

　　（1）生料磨外循环料中未烘干的白垩块较多，入磨热风温度只能达到350℃，继续增大热风炉的燃气量，提高入磨热风温度，热风炉出口就会出现正压，并且磨机出口温度超过上限120℃，造成磨机烘干能力不足，磨机产量只能维持在 320t/d左右。

　　（2）磨机运行初期，发现磨盘上一些硅质石块停留在磨盘和磨辊之间，由磨辊推着硅质石块在磨盘上滑行，这不但使磨盘上无法形成有效的料床，坚硬的硅质石块对磨盘造成了严重磨损。

　　（3）硅质石块由于易磨性很差，磨蚀性很强，经过磨机外循环重复多次富集在磨盘上，造成磨机衬板的寿命很低，运转500小时就要更换一套磨盘衬板。

　　3.2调试期间采取的措施

　　（1）加大出热风炉管道截面，改造生料磨进口，提高进入磨机的热风温度和热风量。

　　经过核算，磨机热风进口法兰和热风炉出口管道截面太小，出热风炉管道风速达到45m/s，磨机进口处的风速达到54m/s，由于这两处的速度太大，造成对热风的阻力太高，进入磨机的热风量不足。现场更换了出热风炉至进磨机热风总管的Φ3500mm热风管道，管道截面积由9.6m²增大到18.08 m²；并且现场改造了磨机热风进口，将热风管道截面及磨机进风口法兰处的截面由2×5.58 m²增加到2×7.94 m²，使两处的热风风速分别降至22.5 m/s和38 m/s合理范围。同时适当减少磨机风环的挡风板数量，增加通风面积，经过这些修改，大大减少了进入磨内热风的阻力，提高了进入生料磨的热风温度及风量，充分发挥了磨机的烘干能力。改造后磨机的产量达到了400t/h（干基），满足设计要求，外循环物料的水分也大大降低。

　　（2）调整磨辊压力，对磨盘上的石块形成有效碾压

　　调试过程中将辊压由起初设定的5MPa降低为2MPa，使磨盘上转动的石块遇到磨辊时能够使磨辊抬起，并使磨辊在摩擦力作用下随着料床转动，同时磨辊对石块给以碾压，使其不再停留在磨辊和磨盘之间，碾碎的石块和其他颗粒状的辅料一起形成稳定料床，给磨机的平稳运行提供了保障。

　　（3）磨机外循环上增加筛渣系统，提高磨盘衬板寿命

　　将磨机外循环振动输送机改成了一套振动筛，将外循环料中碾压后的硅质小石块筛除，用汽车运到老厂湿法生产线作硅质校正原料使用，筛下的细碎物料由原有的提升机送回磨内粉磨。筛除的硅质小石块的量占磨机外排料约15%左右，大大减轻了磨机的磨损。

　　4结束语

　　经过上述调试及改造，使磨机的烘干能力得以充分发挥，产量由起初的320t/h提高到了设计要求的400t/h；磨机参数的调整和部分硅质石块的外排，大大减轻了对磨盘的磨损，使磨盘衬板寿命由起初的500小时的寿命，提高到3000小时。该生料立磨系统的正常运转，并达标达产，为利用含有坚硬硅质石块的高水份粘湿物料为主要原料制备生料的水泥生产项目提供了一个成功的范例。

编辑：姜立东

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