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高铬钒钛铸铁球在φ2.2×6.5米水泥磨机上的试验应用

水泥 2009-07-16

　　目前我国水泥磨机研磨体仍主要沿用普通锻钢球，球耗相当高，致使磨机台时产量不稳定，水泥细度波动大，补球及倒磨筛选次数频繁，严重影响磨机的运转率。为了降低研磨体消耗，提高企业经济效益，保定地区水泥厂于1988年3月至5月在φ2.2×6.5米闭路水泥磨机第一仓，应用本地区生产的高铬钒钛铸铁球进行了整仓耐磨试验。经连续运转1758小时，生产火山灰硅酸盐水泥2.26万吨，平均每吨水泥耗球30.23克，其耐磨度为普通锻钢球的16.5倍。降低了生产成本，提高了企业经济效益。介绍如下：

　　1 高铬钒钛铸铁球化学成分及机械性能
　　高铬钒钛铸铁球化学成分及机械性能如表1和表2。

表1 化学成分

研磨材料	化学成分(%)
研磨材料	C	Si	Mn	Cr	P	S	V	Ti
高铬钒钛铸铁球	2.2～3.2	<1.3	0.4～0.6	11～16	<0.1	<0.05	微量	微量

表2 机械性能

研磨材料	抗弯强度σw(MPa)	冲击韧性αk(J/cm2)	硬度HRC
高铬钒钛铸铁球	≥600	≥4	50～60

　　2 生产应用试验条件　　
　　1.设备概况
　　磨机规格：φ2.2×6.5米闭路；
　　有效直径：2.10米；
　　有效长度：一仓2.75米，二仓3.40米；
　　有效容积：21.4米3；
　　磨机转速：24转/分；
　　电机功率：380千瓦；
　　传动方式：边缘传动；
　　衬板：高铬衬板；
　　选粉机：φ3.5米离心式。　　

　　2.入磨物料参数
　　入磨物料参数见表3。

表3

物料名称	配比(%)	水分 (%)	平均粒度(mm)	标号
熟料	60～70	<0.5	<25	525
石膏	5	5	<25	－
引燃煤矸石	30～40	<8	<25	－

　　3.研磨体级配
　　研磨体级配见表4。
　　按表4中级配将高铬钒钛铸铁球装入φ2.2×6.5米水泥磨一仓内，经连续运转一定时间，倒磨清仓称量检测。

表4

项　　目	一　　　　仓					二　　仓
球径(mm)	φ90	φ80	φ70	φ60	φ50	φ20×25～φ30×35
重量(kg)	1512	5020	5030	2018	508	17000
材　质	高铬钒钛铸铁球					白口铁段
平均球径(mm)	73.6					－
装载量(t)	14.088					17.00
填充率(%)	32					32

　　3 生产应用试验结果　
　　1.高铬钒钛铸铁球几何尺寸及重量变化(见表5)

表5

项目			φ90	φ80	φ70	φ60	φ50	备注
几何尺寸	X 方向	原尺寸(mm)	89.90	80.00	70.30	59.90	50.04	连续运转 1758 小时
		使用后尺寸(mm)	88.97	78.47	68.50	59.07	48.87
		球径减量(mm)	0.93	1.53	1.80	0.83	1.17
	Y 方向	原尺寸(mm)	90.20	81.14	70.70	60.90	50.08
		使用后尺寸(mm)	89.03	80.07	69.67	59.23	49.7
		球径减量(mm)	1.17	1.07	1.03	1.67	1.10
重量	原装重量(kg)		1512	5020	5030	2018	508
	清仓后重量(kg)		1450	4815	4828	1937	487
	磨耗量(kg)		62	205	202	81	21

　　　　　　　　　　　　　注：球径几何尺寸的测量，是将各规格球按级配表分别称量堆放，然后
　　　　　　　　　　　　　分别在各规格球堆中任意取10个球，测量其几何尺寸，取平均值，X方向
　　　　　　　　　　　　　指分型面方向，Y方向指垂直分型面方向。

　　2.清仓检测试验结果(一仓)
　　清仓检测试验结果详见表6。

表6

累积粉磨时间(h)

水泥生产总量(t)

水泥

细度(%)

磨机

产量(t/h)

装球

总量

(kg)

球总

耗量

(kg)

碎裂球总量

(kg)

破碎率

(%)

单位产品耗球(g/t水泥)

粉磨

总电耗

(kwh)

单位产品电耗

(kwh/t水泥)

1758

22643

12.89

14088

571

113.4

0.8

30.23

668040

29.5

　　4 经济效益分析
　　使用普通锻钢球和使用高铬钒钛铸铁球的各项指标对比详见表7。
　　通过表7所列数据，分析如下：

表7

研磨材料

磨机产量(t/h)

球耗

(g/t水泥)

电　耗

(kWh/t水泥)

价格

(元/t球)

研磨材料费用(元/t水泥)

高铬钒钛铸铁球

12.89

30.23

29.5

4000

0.12

普通锻钢球

11.85

500.00

32.1

1300

0.65

　　1.提高了水泥磨机产量
　　使用高铬钒钛铸铁球(一仓)和使用普通锻钢球相比较，水泥磨机台时产量提高1.04吨。全年平均运转率为72%，每年运转6220小时，全年可增产水泥6468.8吨，每吨水泥获利税按20元计算，年增利税12.94万元。

　　2.降低了电耗
　　使用高铬钒钛铸铁球(一仓)和使用普通锻钢球相比较，水泥电耗下降了2.6度/吨水泥。该厂年产水泥13万吨，每年可节电33.8万度，全年可节约电费10.14万元。

　　3.降低了球耗
　　使用高铬钒钛铸铁球(一仓)和使用普通锻钢球相比较，水泥球耗下降了469.77克/吨水泥。该厂年产水泥13万吨，年节约钢材61吨。由于球耗低，水泥研磨材料费用降低0.53元/吨水泥。全年可节约研磨材料费用6.89万元。

　　4.减少了倒磨清仓次数，提高了磨机运转率
　　该厂使用普通锻钢球时，平均每月倒磨筛选一次。使用高铬钒钛铸铁球后，倒磨清仓周期由原来每月一次，减到每季一次，减少了开停机次数。年倒磨清仓次数减少8次，每次停机16小时，年磨机运转时间增加128小时，台时产量按13吨计算，该厂2台水泥磨，年增产水泥3328吨，年增利税6.65万元。

　　综上所述，该厂水泥磨机全部使用高铬钒钛铸铁球，与原来使用的普通锻钢球比较，全年可增加收益总计36.62万元。

　　5 结论
　　从表面上看，高铬钒钛铸铁球价格比较高，是普通锻钢球价格的3.08倍，而前者的耐磨度为后者的16.5倍。虽然一次性投资大，但总的经济效益较好，完全有必要在水泥行业中推广应用。

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