KVM-P型高压水泥预粉磨立磨及系统研究应用

水泥南京凯盛国际工程有限公司李安平 2015-05-28

努力降低粉磨电耗是水泥工业节能、减排、提效的关键环节，针对目前水泥终粉磨仍然是球磨机占绝对优势的现状，采用预粉磨技术则是最简单有效的节能技改措施；本文简要介绍了KVM-P型高压水泥预粉磨立磨在南方水泥成功应用的工业实例，以期通过抛砖引玉的方式引起行业内外对立磨预粉磨新的认识，为建材行业的水泥粉磨降低能耗提供一种新的选择。

在水泥生产过程中，粉磨是电耗最高的工艺环节，约占水泥综合电耗的60～70%，而长期以来，电能利用率仅有7%左右的球磨机一直在粉磨中占主导地位，粉磨工艺的节能改造便成为水泥界研究的重点，近二十年来，与传统球磨机相配套的预粉磨装备技术有了长足的发展。预粉磨装备通过部分或全部地取代球磨机第一仓粉磨任务，使物料的破碎主要在预粉磨装备中完成，从而提高整个粉磨系统的能量利用率，且能在降低能耗的同时保证水泥成品的质量与球磨生产水泥相当。可以说，在立磨终粉磨系统大规模工业应用之前，预粉磨装备的利用是水泥工业粉磨工艺发展的又一主要途径，而且预粉磨装备在现有球磨系统上进行节能技改有着更为明显的优势。目前国内预粉磨装备选择范围比较广，其中南京凯盛国际工程有限公司研制拥有完整自主知识产权的KVM-P型系列高压水泥预粉磨立磨及工艺系统，累计获得授权专利31项，其中发明专利5项，该系列立磨已经在国内外多个水泥节能技改项目中使用，针对粉磨不同物料采用不同的工艺方案，以适应国内配料中种类繁多的混合材需求，从而在降低能耗的同时保证水泥质量，将粉磨工序电耗（工序电耗统计范围：配料库底至水泥库顶）从现有的30～38kWh/t降低到24～28kWh/t，粉磨能耗水平已经达到国际先进水平。

1、系统简介

充分利用辊式磨的高效粉碎与粉磨原理，结合球磨机最终加工水泥的研磨工艺，在"立磨+普通V选+球磨机"预粉磨系统的基础上，南京凯盛公司开发出外循环水泥立磨与"KVM-P立磨+普通V选+精选+球磨机"水泥预粉磨系统。其特点是：立磨设计有高转速沟槽磨盘和轮胎式高效磨辊，粉磨效率高；立磨本体不带选粉机和喷嘴环；水泥熟料等物料从磨盘中央上方喂入，借助离心力和摩擦力逐步向磨盘边缘移动，并被磨盘上的磨辊咬住，处于磨辊与磨盘之间粉磨区的物料不仅受挤压力作用，还受到相对速度造成的剪切力的作用，使得物料得到高效粉磨，物料经高压碾压后通过离心力抛出，经刮板刮出从立磨斜下方的排料口排出。

该系统的优点在于：高效的KVM-P高压外循环水泥立磨能制备出细粉量高、松散状的粉体物料，较多的细粉量减轻了后续球磨机的粉磨负担，松散状的粉体为后续打散分级节省了风量与电耗；特殊的磨盘、磨辊设计增加了外循环立磨的研磨面积，有益于提高研磨效率；立磨设计成外循环立磨减小了后续选粉气体阻力，间接地节省了风机投资和选粉电耗。

该水泥预粉磨系统工艺流程见图1，工艺流程简述如下：来自水泥配料站的物料经过配料皮带、循环斗提机喂入带精细选粉转子笼的V型选粉机，经过V型选粉机初步选粉后，细粉经过收尘器收集喂入后续球磨机，粗粉喂入外循环水泥立磨，经过立磨碾压后，与来自配料站的新鲜物料一起经过循环斗提机喂入带精细选粉转子笼的V型选粉机进行颗粒分级，细粉喂入球磨机系统，粗粉返回立磨进行循环粉磨。

图1 外循环水泥立磨预粉磨系统工艺流程图

本系统将V型选粉机与精细选粉机结合成一个整体，组成VXR型选粉机；在立磨上方设置应急储备小仓，以防循环斗提在紧急状况下被压死；在配料皮带上设置除铁器和金属探测仪，金属探测仪设置在入循环斗提机的溜子前皮带机头部附近，溜子设置三通分料阀与外排装置，为使得除铁器有较好的除铁效果，将除铁器下方的皮带机托辊设置为平托辊。该系统核心装备采用南京凯盛国际工程有限公司独立立磨规格为KVM22.3-P，球磨机规格为Ф3.2×13m，设计产量为100t/h，电耗≤27kWh/t。

2、系统调试和运行情况

南京凯盛公司开发设计的 "KVM-P型高压水泥立磨+VXR型选粉机+球磨机"水泥预粉磨系统于2014年3月在南方水泥某厂建成并带料运行，水泥混合材采用"石灰石+粉煤灰"，磨制P.O42.5水泥，水泥配比（熟料:石膏:石灰石:粉煤灰=82%:3%:8%:7%），球磨机装研磨体量为70%时，系统产量达到80t/h，成品比表面积在340～370m2/kg。

稳定运行一段时间后将研磨体加到90%，系统产量达105～110 t/h，水泥比表面积在350 m2/kg左右；现场运行照片如图2所示。

图2 KVM22.3-P高压预粉磨立磨运行过程中的现场

研磨体加到100%时，系统产量稳定在110～120t/h，最高产量130t/h，水泥细度为1.8～3.0%(80微米筛余，以下同)，比表面积在360～380m2/kg。通过调节V选风机拉风和转子笼转速，将入球磨机物料80微米筛余控制在20%左右，小于0.3mm的颗粒控制在99%以上，出磨水泥细度在1.6～2.2%。

磨制P.C32.5时(熟料:石膏:石灰石:粉煤灰=60%:3%:27%:10%)，产量也在110～120t/h，出磨水泥细度在1.8～2.6%；由于球磨机为开路，再加上石灰石掺量较大，二仓过粉磨现象比较严重，加入合适的助磨剂后，糊球糊锻现象得到了改善，出磨水泥细度在2.0%以下，比表面积在370～410m2/kg。磨制P.O42.5水泥，系统产量稳定运行在120t/h，工序电耗(从水泥配料站低至水泥入库斗提机)在26kWh/t以下。

所磨制P.O42.5水泥，其标准稠度用水量为24～27%，初凝时间为130～210分钟，终凝时间为270～340分钟，3天抗压强度为27～29MPa，7天抗压强度为37～41MPa，28天抗压强度为48～54MPa。

3、小结

采用外循环水泥立磨预粉磨技术，并结合VXR型选粉机选粉工艺，在预粉磨过程中能磨制出较多的粉状物料(＜0.3mm)，在选粉工艺上能将该部分细粉选出、又不会使1mm以上粒径的物料带出V型选粉机，将这部分细粉喂入球磨机进行研磨，能大大提高球磨机的产量，降低工序电耗，以"KVM22.3-P外循环立磨+ VXR型选粉机+Ф3.2×13m球磨机"集成的新型预粉磨系统为例，磨制P.O42.5水泥时，系统产量可稳定运行在110t/h以上，工序电耗在26kWh/t以下，将水泥预粉磨系统的粉磨电耗降低到一个新的水平，同时为中国建材行业水泥粉磨节能降耗提供了一个新的选择。

编辑：陈宗勤

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