UM46.4型立磨生产应用

水泥 2009-08-24

　　0 前言
　　陕西宝鸡冀东水泥扶风有限责任公司(以下简称我公司)4000t/d新型干法水泥生产线是由中材国际南京水泥工业设计研究院设计，于2003年10月正式投产。该线配套的原料磨是日本宇部设计制造的UM46．4型立磨，经过近2年的生产实践和摸索总结，侧重对该系统的主要控制参数进行了优化与调整，从而使其实现了稳定生产。本文就该立磨系统的特点和应用作一介绍。

　　1 系统工艺流程和立磨特点
　　1.1系统工艺流程
　　该系统的工艺流程见图1。

图1 工艺流程图

　　1.2UM46.4型立磨特点
　　(1)对物料的适应性强。我公司使用中，该磨对物料的适应性具体表现在以下两方面。
　　第一，磨机要求入磨粒度≤70mm，而实际生产中因我厂矿石脆性较大，经破碎后的入磨石灰石过细且粉末状颗粒较多，但磨机运行的料层稳定。另我厂采购的砂岩粒度分布也很不均匀，个别颗粒较大，但磨机运转也较平稳。第二，我公司的石灰石堆场是露天堆场，且辅助原料(粘土和硫酸渣)的水分较多，有时高达25%，但出立磨生料水分合格率均可达100%。有时物料湿度小，为使立磨形成稳定的料层，通常还要向磨内喷4～5t/h甚至更多的水，仍能保证出磨生料水分的合格率。在热风不足、磨机的出口温度较低的情况下，要停止向磨内喷水以保证磨机的出口温度；此时磨机仍可形成稳定的料层，实现稳定运转。

　　(2)该系统物料有内、外两个循环。原料通过下料溜子落到磨盘中心后，随磨盘的旋转，由于离心力的作用使物料进入磨盘与磨辊之间进行研磨。经磨盘高速旋转粉碎和碾磨后的物料，被甩到磨盘周边的粗渣下料口(即风环处)，被高速上升的气流吹起带到磨内。因磨内风速降低，较粗的颗粒物料落到磨盘上进行二次粉磨，其余的料粉随气流经选粉机分选，其中合格细料由出风口出磨，被旋风除尘器收集即为生料成品；较粗的料粉同样落到磨盘上重新粉磨。这就是内循环。另一方面，从风环处下落的粗渣，粒度较大未被热风带起，经下料溜槽入排渣皮带，再经循环斗提，进入缓冲仓随物料再次进入磨内进行二次粉磨，这就是外循环系统。

　　(3)产量大、电耗低。UM46.4型立磨风环处的风速仅为30～40m/s(而有些类型的立磨此风环处的风速要高达90m/s)，这样就减少了系统的通风量和风压，降低了循环风机的能耗(该立磨功率为2600kW，配置Y6-2×30-14No.33F型循环风机。风机额定风量660000m³/h，风压12.35 kPa，功率3200kW)；随着磨机向上带料能力的降低，从风环处排出的粗渣就多(约占喂料量的20～30%左右)，然后依靠提升机把粗渣重新提升回到磨内粉磨。即依靠机械提升代替气力提升，达到了节省风机功率的目的。另外物料的流动速度加快，磨内始终保持高效粉磨状态，使磨内物料不存在过粉磨现象，磨机产量有了很大提高，为降低磨机电耗，起到了决定性作用。2005年上半年我公司生产生料的综合电耗见表1。

　　 2 磨机的主要控制参数
　　(1)研磨压力。研磨压力是液压系统产生的，液压系统有液压站和四个液压缸，每个液压缸都联有蓄能器，蓄能器内充有氮气，其作用是在研磨过程中缓冲机械负荷。磨机在运转过程中为保护辊套和衬板，磨辊与磨盘之间有一定的距离，我公司目前设定在10mm左右。四个磨辊通过旋转臂和拉杆与各自的液压缸相连，当泵站工作时便会产生研磨压力，在加压过程中由于料层厚薄、研磨压力大小的变化对磨机性能影响较大，与产量有直接关系。压力大，研磨作用增强、产量高，反之则产量低。但研磨压力不能过大，否则会增加无用功；且会使研磨部位磨损迅速。研磨压力不仅与液压缸压力有关，还与氮气囊压力的大小有关。氮气囊压力过大或过小都起不到缓冲减振的作用，氮气囊压力一般控制在研磨压力的60%±10%这一范围内。目前我厂立磨的研磨压力控制在4～6MPa之间，氮气囊压力设定为3.5MPa时运转较平稳。在操作过程中如发现振动变大，要及时调整(如采取降低喂料量及减小研磨压力等)以避免震动过大；待磨况变好以后，再逐渐增大产量。如果调节参数无效且振动偏大时，应及时提辊并通知现场检查。

　　(2)振动值。振动是立式磨机工作中普遍存在的一种现象，合理的振动值是允许的，但若振动过大会造成磨盘和磨辊以及衬板的机械损坏，所以在操作过程中应当严格将振动值控制在允许范围内才能稳定运行。宇部UM46.4型立磨允许的合理振动值一般为10～30μm/s。引起磨机振动的原因较多，归纳起来主要有：风量及风温的波动；研磨压力过高；磨内有异物(如铁块等)；料层过厚或过薄；氮气囊压力过大或过小；喂料量波动大；喷水量有异常；风量偏低；喂料过多等。在生产中控制磨机振动可采取的技术措施有：适当减料运行，减小研磨压力；同时根据主机电流及磨机出口气体温度调节各挡板开度；必要时甚至可以通过提辊来避免振动过大。

　　(3)料层厚度。料层稳定与否是磨机能否稳定运转的前提，在挡料圈高度不变的情况下，料层厚薄与磨内喷水量、风量、风温等因素有关。料层稳定与否的判断，主要是看磨主机电流、外排渣料的多少(我公司的磨机没有料层显示)以及磨机的振动值等，也可进行现场目测。最佳的料层厚度取决于原料粒度、易磨性、颗粒级配和含水量等，这就要求操作员根据磨机功率、振动值、选粉机功率以及磨机产量等来进行准确判断和合理调整。料层厚度是影响立磨振动的主要原因，因此在操作中如发现料层异常应及时通过调整喷水量、研磨压力、循环风量和选粉机转速来稳定料层，如果无法满足最佳料层的操作要求就要考虑调整挡料圈的高度。我厂在调试初期，由于大窑未点火，只能使用热风炉烘干物料，造成立磨风量不足而无法形成料层，以至于磨辊降不下来。为此将挡料圈高度由128mm而增加为137mm，从而使磨机能够连续平稳运转2h，产量也能达到160～180t/h。后来，当窑点火后能提供大量热风时，为提高产量我们又多次调整挡料圈高度(具体调整数值见表2)。如果物料较软或产品要求较粗时，挡料圈适当高一些会有好处。另外，挡料圈低有助于提高产量，但是随着辊套和衬板的磨损，会使磨辊和磨盘的间隙越来越大，而出现降不下辊的现象，也可能出现振动大等现象，这时就应适当提高挡料圈的高度，以稳定立磨运行。

　　(4)压差。压差也是立磨操作中最为重要的控制参数之一，压差的大小可以反映出磨内物料的多少，操作员可通过观察压差来了解磨内的情况。压差大说明磨内循环物料多，其产生原因主要有：喂料量过多、研磨压力不足、选粉机转速过大和拉风不足等；在操作过程中如发现压差偏高应及时根据综合参数来判断并进行适当的调整来改善磨内工况。压差小说明磨内料较少，如果产品质量合格的话一般是因为喂料少而造成的，可适当增加喂料量；如产品细度不合格，则可能是选粉机转速偏低或拉风过大而造成的，应适当减小拉风或增大选粉机转速来改善。

　　(5)外循环量。磨机外循环量除与设计有关外，还与风环处风速的大小及挡料圈高度有关，风速越低，外循环量越多。外循环可减轻抽风负载，避免过粉磨，降低电耗，但若外循环量过大，就会导致主机功率增加，刮料板的磨损严重，产量加不上去，严重时甚至使出磨皮带或提升机跳停。目前我厂一般把外循环量控制在20%～30%，运转较平稳。

　　(6)出磨气体温度和喷水量。出磨气体的温度是可以控制的，若出口温度过高会导致选粉机笼子变形或轴承损坏；出口温度过低会引起出磨生料水分过大、磨内料层过厚等后果。目前我厂立磨的出口温度一般情况控制在75～90℃之间。磨机辊套和衬板在磨损后期，为了保证磨机形成稳定的料层，应该适当降低磨机的出口温度，我厂在磨机衬板磨损后期，出口温度控制在65℃时磨机运转比较平衡。出磨温度主要由入口气体温度、风量以及磨内喷水量来调节控制，喷水量的作用是稳定料层，喷水量过多会形成料饼，导致磨内情况恶化。喷水量可根据实际情况加以调节。但有时如果出磨气体温度较低，只要能形成较好的料层，可减少喷水甚至可停止喷水来提高磨机的出口温度。立磨的实际操作参数见表3。

　　3 生产中遇到的几个典型问题
　　3.1高压泵出口压力低报警
　　(1)在磨机调试期间，频繁出现减速机高压泵出口压力低报警的问题导致停磨，且原因不明。后日方专家将报警值改为1.5MPa(原设定值为2.45MPa)，磨机才能稳定运转，并逐个对12块大瓦的压力进行分析排除原因，发现是由于料层过薄导致磨机无法加压到正常值，此时高压泵出口压力低而连锁停磨。

　　(2)磨机正常运转后也发生过减速机高压泵出口压力低报警的事故，根据中控的数据显示都正常，但是现场皮带实际在打滑，磨机内部根本没有喂入物料，即磨内没有料层，因此当降辊时由于没有料层导致磨机无法加压时，高压泵出口压力低而连锁停磨。

　　(3)随着辊套和衬板的磨损，为了保证降辊通常要对电气限位和机械限位(即定位挡铁)做相应的调整。如果机械限位的调整没有跟上电气限位的调整，当磨内料层不是很好情况下，降辊的时候会出现磨辊还没有碰到电气限位就碰到机械限位。因此导致磨机辊子压力降低，高压泵出口压力低而连锁停磨。

　　3.2磨辊不下降
　　(1)在生产调试初期，窑没有点火磨机采用热风炉提供热风，喂料后磨辊无法降到位，现场观察磨辊总是碰到下限位开关并升辊，而且排渣异常的多。我们认为可能是热风炉风量过小而使磨内没有形成料层，因此把挡料圈的高度增高，使其强制磨内形成料层。处理以后，磨辊能顺利降到位。

　　(2)生产逐渐正常后也出现过无法降辊的现象，主要原因是操作员没有把握好降辊的时间而使磨辊无法降到正常位置，经过多次降辊使物料一直在磨内循环，导致磨况恶化无法形成料层，遇到这种情况时一般应把磨内的循环料外排后生产便可恢复正常。

　　(3)辊套和衬板磨损后，磨辊与磨盘的间隙会变得越来越大，这样在降辊的过程中磨辊还没有碰到料层便碰到下限位而升辊，导致无法正常降辊。通常，随着辊套和衬板的磨损必须及时对电气限位机械限位做相应的调整，以保证磨机的稳定运转。

　　4 结语
　　在水泥生产的粉磨装备中，立磨具有产量高、电耗低和对物料适应性强等众多技术优势。但立磨的操作控制相对管磨要困难和复杂得多。我公司生产中，通过对上述操作参数的优化控制，以及所遇生产问题的摸索总结，已经积累了一定的操作与维护经验，从而确保了UM46.4型立磨能够持续稳定运转，为窑系统的正常运转打下了基础。