风选磨半终粉磨在水泥粉磨工艺上的应用
水泥 南京苏材重型机械有限公司 孙铭海 2014-08-26
1 技术开发背景
目前，水泥（熟料）大多采用辊压机作预粉磨，由于辊压后的物料大小不一致，必须采取分级处理。先进工艺采用V型选粉机分级，分级后的物料细度符合成品要求的很多，但由于辊压机出来的物料颗粒形貌球形化少，片状和针齿状居多，不能当成品使用，这样细粉物料仍然需通过管磨粉磨才能成为成品。管磨粉磨若采用开流粉磨，那么很容易产生大量过粉磨现象，不仅电耗浪费而且造成熟料浪费。为解决此问题，再上选粉机圈流粉磨，这样造成工艺路线复杂，投资成本大，操作困难，无功损耗大。
水泥半终粉磨技术的发展，最近又取得了新的突破。半终粉磨设备除辊压机外，南京苏材重机公司最新研发了风选磨半终粉磨工艺及装备，拓展了水泥半终粉磨技术内涵，满足了不同层次用户需求，丰富水泥技术产品市场。该系统具有结构简单、操作方便、工作稳定可靠、工况适应性强、调整简单、投资运行费用低等特点。采用风选磨半终粉磨工艺，可大幅度提高磨机产量和质量，尤其是增加水泥混合材掺加量，降低生产成本，是和辊压机相媲美的先进水泥粉磨工艺。
2 风选磨半终粉磨工艺简介
2.1风选磨半终粉磨工艺见图1所示
2.2风选磨工作原理及出机物料粒径分析
该工艺采用风选磨作预粉磨，风选磨结构设计为中空轴进料，筒体边缘排料，出料采用粗、细筛分装置。工作原理采用大钢球破碎，在破碎过程中产生的大量细粉聚集在筒体周边，利用大风量通过扩散带走筒体周边细粉，从而克服细粉垫层影响，大幅度提高冲击破碎效率。由于出磨物料采用粗细筛分装置，出磨物料颗粒受严格限制，大于1mm颗粒不得出磨，留在风选磨内继续破碎直径合格后出料，风选磨出磨物料细度控制50%左右，粒径分布见表1。
2.3风选磨半终粉磨工艺分析
预粉磨出来的物料通过提升机进入SX型新型选粉机。选粉机采用平面涡流选粉原理，通过笼形转子把细粉选出，细粉用气箱脉中除尘器收集，该部分收集的细粉成品占总量的30%左右，并且45微米筛余小于2%，除尘器收集的细粉直接进入成品；选粉机选出的粗粉进入后道磨，实现半终粉磨。由于严格控制入磨物料粒度，同时把容易产生过粉磨部分物料已选走，进入后道物料粒径分布均匀，后道磨采取开路磨工艺即可。
3 风选磨半终粉磨工艺特点
● 系统投资低 设备投资仅为同产量辊压机投资的 1/3～1/2。
● 系统电耗低 工艺流程简单，系统电耗同比辊压机低5%～10%。
● 系统产量高 采用风选磨半终粉磨工艺，预收成品 30%，后道磨解决过粉磨，大幅度提高粉磨效率，系统产量高。
● 水泥强度高 采用前闭后开粉磨工艺，入后道磨颗粒粒径分布均匀，出磨平均粒径小，同配比熟料水泥强度提高 2MPa～3MPa。
● 出磨水泥温度低 预粉磨气流设计开路，产生的大量热量及时排走，后道磨过粉磨现象少，出磨水泥温度低。
● 工艺流程简单 调节方便，设备可靠性好，无机械故障，运转率高。
● 易损件通用 不影响生产情况下更换方便，使用成本低。
● 适应性强 铁块入机无影响，无需专用除铁设备，入机物料水份可适当放宽，预粉磨过程中产生的热量可起烘干物料作用。
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4 风选磨半终粉磨工艺实际应用情况
4.1 风选磨半终粉磨系统改造前工艺情况
江苏扬中大地水泥有限公司水泥粉磨生产线配套φ3.5×13m磨机1台，采用开路磨工艺，配套收尘器PPC96-6。磨机分为三仓，Ⅰ仓为阶梯衬板，仓长4.0m；Ⅱ仓位为中波纹衬板，仓长2.75m；Ⅲ仓位为小波纹衬板，仓长5.5m。采用高铬研磨体，最大钢球为φ90mm，最小钢段为φ8×8mm；前隔仓采用双层隔仓，后隔仓为单层隔仓，台时产量65吨/时，粉磨电耗为36kWh/t。工艺流程见图2所示。
图2 改造前工艺流程简图
4.2 风选磨半终粉磨系统改造后工艺情况
扬中大地水泥有限公司粉磨生产线配套φ3.5×13m磨机1台，采用前闭路后开路工艺见图示1；即FM40（有效长度5.0m）风选磨作为水泥预粉磨设备，熟料、明矾石、石膏等进入风选磨进行预粉磨（生产42.5级水泥时配比：熟料86%，磷石膏含煤渣12%，明矾石2%），配套新型SX1500型选粉机，合格成品直接通过收尘器入库，选粉机粗粉进入φ3.5×13m磨机，磨机分为三仓，采用带筛分的双层隔仓装置，增加通风面积，磨尾采用线切割热处理出料篦板；风选磨钢球采用φ60mm～φ100mm，高细磨机采用φ30mm～φ60mm钢球和φ10mm～φ25mm的钢锻。粉磨系统设备配置见表2。
4.3 设备运行及调试情况
设备开始运行时，发现风选磨进风负压偏小，出料口时有溢料现象，进入选粉机出来的粗粉含有部分成品。因此我们通过改进风选磨磨尾锁风装置，真正将风选磨内风有效利用；调高高效收尘器风机频率，增加收尘风量；降低SX选粉机主轴频率，调节二次进风比例，有效提高选粉效率。通过此措施后风选磨没有出现溢料现象，磨音声音清脆、响亮，电流下降。
φ3.5×13m高细磨机开始运行时，Ⅰ、Ⅱ仓声音响亮、清脆；Ⅲ仓声音发闷。经过检查发现Ⅲ仓利用原有微钢锻，阻止物料在磨机流速；同时高细磨收尘器脉冲阀有3只发现异常，压缩气包中的压力只有2公斤压力。我们考虑到Ⅲ仓研磨体比较多，加上成本因素，更换部分研磨体改善研磨级配；同时更换收尘器脉冲阀线圈、排查漏气等措施，有效提高收尘器工作效率。设备再次运行时，高细磨机磨内通风加强，Ⅲ仓状况有所改善，产量和指标比较稳定。磨机产量大幅度提高，磨尾提升机能力受限制，原有NE100提升机更换NE150提升机增加提升能力，满足工艺要求。
5 风选磨半终粉磨技术改造注意要点
5.1 对进厂物料严格把关，控制入磨粒度及水分。
在生产过程中，需要严格控制入磨粒度及水分。在生产运行中发现该厂使用明矾石和建筑垃圾。明矾石中有一少部分粒度大且硬石头，需要通过破碎或者筛子去除；建筑垃圾含一定的水分，在生产325级水泥过程中发现水分大时，磨机磨音发闷。
5.2 综合考虑，最大限度发挥各设备效能。
在整个粉磨工艺过程中，我们需要发挥设备的特点，调整参数满足整个系统的要求。在设备运行中发现风选磨预粉磨能力还有提升空间，但高细磨由于Ⅲ仓研磨体及收尘器风量的限制，以后还有进一步提升空间。在此次调试过程中我们尽量让风选磨多产生细粉，通过SX型选粉机选出。
5.3优化管理，充分调动各岗位人员积极性。
深化全面质量管理体系，质量管理人员要对水泥质量和产量进行协调，进一步优化工艺参数，找出最佳技术解决方案。同时，中控人员及时与磨机值班人员和质量分析人员交流，确保水泥产量和质量稳定。
6 结论
风选磨半终粉磨工艺，关键是控制风选磨内大颗粒出不来，风选磨产生的细粉通过选粉机直接选出，粗粉进入后道高细磨机。其核心就是破磨分离，预粉磨产量的细粉不再进后道磨机，不但提高系统产量，而且有效降低过粉磨现象。扬中大地水泥有限公司通过粉磨改造台时产量由65t/h提高到120t/h；吨水泥粉磨电耗由原来的36kWh/t降低到28kWh/t；降低电耗8kWh/t；熟料利用率提高3％～5％，大大提高企业经济效益，是一种可以和辊压机相媲美的新型预粉磨设备。
作者简介
孙铭海，男，1967年生，盐城工学院本科毕业，高级工程师。长期从事水泥技术产品的研究开发，曾在国家级刊物上发表论文多篇，获得专利8项，现任南京苏材重型机械有限公司总工。
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