洛陽(yáng)工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校  張日華

    隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展,水泥工業(yè)發(fā)生了根本變革,熟料生產(chǎn)逐漸以新型干法替代過(guò)去的普通回轉窯和機械化立窯。他們不僅生產(chǎn)規模大,而且熟料強度高、質(zhì)量均勻穩定。因此,一些機械化立窯水泥廠(chǎng)都改為水泥粉磨站,但由于這些廠(chǎng)的粉磨設備和系統工藝均存在缺陷,因此要使他們取得很好的經(jīng)濟效益,必須進(jìn)行必要的技術(shù)改造。 

　　現狀及問(wèn)題 

　　我國目前中小型水泥廠(chǎng)的生料制備和水泥粉磨設備一般采用球磨機一級圈流工藝,球磨機的規格多是Ф2.2～2.4m×6.5～8.0m的2倉短磨,選粉機多為傳統的離心式或旋風(fēng)式選粉機,普遍存在生產(chǎn)能力低、能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量不盡如人意,特別是實(shí)行ISO水泥檢驗標準后,問(wèn)題更為突出。 

　　1)使用新型干法熟料后,問(wèn)題就轉移到粉磨的系統工藝、主機設備及其內部結構等方面。主要表現在:1)物料(熟料)入磨粒度大、磨機長(cháng)徑比小、倉數少、研磨體(鋼段)規格偏大、表面積小和耐磨性差,導致物料在磨內研磨時(shí)間短,水泥成品比表面積小(一般不超過(guò)300m2/kg)。 

　　2)磨機內部結構不合理,單層隔倉板對物料沒(méi)有篩分作用,水泥顆粒分布范圍寬,粉磨效率降低。 

　　3)選粉機選粉效率低,不能及時(shí)將3～32μm的微粉選出。雖然80μm篩余<4%,但產(chǎn)生的3～32μm顆粒(特別是熟料、礦渣等易磨性差的物料)少,比表面積小。 

　　技術(shù)方案 

　　針對一級圈流短磨存在的技術(shù)問(wèn)題,必須要對系統的工藝、主機設備的內部結構等進(jìn)行改造,降低入磨粒度、增加物料的研磨時(shí)間、提高出磨物料3～32μm顆粒的比例、提高選粉機的選粉效率。 

　　2.1系統工藝流程的改造 

　　1)系統工藝為一臺或兩臺相同規格磨機的一級圈流磨。采用增加預粉磨工藝方案,在球磨機前增加一臺具有產(chǎn)量高、出磨物料粒度小而均勻優(yōu)點(diǎn)的棒磨機作為預粉磨設備。該設備的主要技術(shù)經(jīng)濟指標與輥壓機相當,但投資僅為輥壓機的1/4,且工藝簡(jiǎn)單、可靠,運行成本低。表1為幾種中小型廠(chǎng)常用規格棒磨機的技術(shù)指標。 

　　使用棒磨機后,系統產(chǎn)量可提高30%～40%左右,單位電耗降低15%～20%左右,水泥的比表面積增加40～60m2/kg(混合材摻量不變)。因此,一般情況下BM1928棒磨配1-Ф2.2m的2倉圈流磨,BM2131棒磨配1-Ф2.4m的2倉圈流短磨,BM2334棒磨配2-Ф2.2m的2倉圈流短磨比較合適。但實(shí)際生產(chǎn)中由于物料粉磨特性(如粒度、易磨性等)變化、水泥品種及混合材的差異,預粉磨與終粉磨不可能非常匹配,因此,預粉磨與終粉磨之間最好采用中間倉連接,便于生產(chǎn)控制。

　　2)系統工藝為2臺不同規格的一級圈流磨。規格較小的磨機一般為Φ1.83m的球磨機。按照國家規定,這些磨機不能作為水泥的終粉磨設備,但可以采用串聯(lián)的方式進(jìn)行改造。 

　　但水泥的比表面積得不到提高。這種工藝與目前常用的預粉磨工藝相同,如果預粉磨不進(jìn)行改造,不僅達不到節能增產(chǎn)效果,反而會(huì )出現系統不配套現象。采用棒磨機技術(shù)對預粉磨機進(jìn)行改造可以達到明顯的節能增產(chǎn)效果,主要改造磨機內部的襯板、隔倉板、研磨體等相關(guān)部件。改造后的預粉磨研磨體裝載量較原球磨機少,但一倉的破碎能力提高很多,出預粉磨的細度(80μm)可達到50%左右。不管采用上述何種工藝,若混合材是粉煤灰等粉狀料時(shí),建議不要入預粉磨,直接入終粉磨系統。 

　　2.2磨機內部改造措施 

　　不管采用哪種工藝進(jìn)行系統改造,進(jìn)入終粉磨物料粒度均發(fā)生很大變化,熟料粒度90%<2mm,因此球磨機內部結構要進(jìn)行相應改造。 

　　1)倉長(cháng)、研磨體等。一倉長(cháng)度需要縮短0.5～1.0塊襯板的長(cháng)度,鋼球的最大直徑以Φ80mm為宜,平均球徑55～60mm;二倉選用規格為Φ20mm×25mm～Φ14mm×18mm耐磨性好的小鋼段,增加研磨體表面積,提高研磨能力,但同時(shí)要改小卸料篦板的篦縫,否則小鋼段研磨一定時(shí)間后會(huì )隨物料卸出;兩倉研磨體填充率相等或二倉高出1%～2%,襯板一倉用階梯形,二倉用小波紋形。 

　　2)隔倉板。采用篩分隔倉板可有效控制大顆粒物料進(jìn)入研磨倉,在此基礎上研磨倉采用小規格鋼段,可有效增加水泥中3～32μm顆粒的比例。目前篩分隔倉板形式較多,但需要解決好篩分與磨機通風(fēng)的矛盾。 

　　2.3選粉機 
　　可采用籠式或轉子式對原選粉機進(jìn)行改造。 

　　2.4通風(fēng)除塵系統 

　　除塵系統的改造需要根據磨內結構、選粉機類(lèi)型等具體情況而確定?；\式選粉機集選粉、除塵于一體,磨內通風(fēng)較好,系統效率較高;若采用單獨的除塵系統,需要解決好磨尾出口風(fēng)速、通風(fēng)量、排風(fēng)機風(fēng)壓等參數的關(guān)系,防止系統漏風(fēng)主要是加強磨機出料口處的鎖風(fēng)。 

　　生產(chǎn)應用效果 

　　甲廠(chǎng)為提高生產(chǎn)能力,先后采用過(guò)增加細碎機、磨機串聯(lián)、預粉磨等技術(shù)改造措施,每次都取得了相應的效果。增加細碎機后生產(chǎn)能力達到2×15.5t/h;在此基礎上采用如圖2所示的半終粉磨工藝流程,生產(chǎn)能力達到2×17.5t/h;最后拆除細碎機,采用如圖1所示的棒磨機作預粉磨工藝流程,生產(chǎn)能力達到2×22.0t/h。甲廠(chǎng)僅對工藝進(jìn)行了改造,未對磨機內部主要結構改造,所以水泥的比表面積基本沒(méi)有增加。實(shí)行新標準后,選粉機選粉部分改用高效轉子式,隔倉板改為篩分式,篦縫8mm、篩縫1.5mm,二倉研磨體用Φ14mm～20mm耐磨性好的小鋼段,卸料篦板用30mm鋼板切割篦縫制作;加強磨尾出料口處的鎖風(fēng),增加磨內通風(fēng)量。改造后系統產(chǎn)量2×22.5～23.0t/h,較采用細碎機時(shí)提高45%,系統理論電耗由36.0kWh/t降到27.5kWh/t,節電23.6%;水泥成品(80μm)篩余3%左右,比表面積335～345m2/kg,在水泥強度等級不變的條件下增加混合材摻量5%以上。乙廠(chǎng)為提高生產(chǎn)能力,采用增加細碎機降低入磨粒度,由于出窯熟料溫度高,細碎機不能滿(mǎn)足要求,最后購買(mǎi)一臺舊Φ1.83m×6.4m磨機,用棒磨機技術(shù)改造為預粉磨設備,并采用如圖1的工藝系統。預粉磨產(chǎn)量22～24t/h,噸電耗5kWh/t,但出磨粒度較普通棒磨機細,沒(méi)有>5mm顆粒,成品<80μm的顆粒達30%以上;在Φ2.2m×6.5m磨機磨內結構未改造前,由于選粉機能力偏小,效率偏低,磨機產(chǎn)量?jì)H達21.0t/h,比表面積290m2/kg;遂對磨內結構進(jìn)行改造,產(chǎn)量最高達22.0t/h,提高50%,系統理論電耗由34kWh/t降到28kWh/t,節電17%;水泥成品(80μm)篩余<3%,比表面積330～335m2/kg,在水泥強度等級不變的條件下增加混合材摻量4%。 

　　結束語(yǔ) 

　　傳統的一級圈流短磨水泥粉磨系統產(chǎn)量低、能耗高,水泥的比表面積、顆粒級配等難以滿(mǎn)足要求,影響混合材摻量,生產(chǎn)成本高效益低,不符合國家產(chǎn)業(yè)政策要求。但通過(guò)相應的技術(shù)改造,不僅可以大幅度提高水泥的產(chǎn)質(zhì)量,而且改善了水泥的比表面積、顆粒級配等技術(shù)指標,增產(chǎn)節能效果好,經(jīng)濟效益明顯。

(來(lái)源: 西部水泥網(wǎng))