邹伟斌半终端粉磨系统新工艺新技术的应用

半终粉磨系统新工艺及其应用总结何活权新疆屯河水泥有限责任公司（831100）邹伟斌中国建材工业经济研究会水泥专业委员会（100024）提要：本文介绍了一种新型半终粉磨系统及其在生产中的应用，探讨了该粉磨系统节电效果；关键词：半终粉磨系统多级分选分段粉磨水泥粉磨工艺、设备的配置对水泥生产效率及经济效益影响极大，为提高水泥粉磨工艺水平，该公司和选粉机制造企业共同探讨，结合现有条件制订由联合粉磨改造成半终粉磨系统的新工艺技术。

重点是采用“多级分选、分段粉磨”的新工艺，将一台成品分离专用选粉机设置在辊压机预粉磨系统中的v型选粉机出风口处，将辊压机系统挤压预粉磨过程中产生的合格品及时分选出来。

通过安装调试与生产运行证明：P·O42.5级水泥由技改前的200~220t/h提高到目前的280t/h，成品比表面积在370m2/kg以上，粉磨系统电耗由35.2kwh/t 降至27kWh/t，为公司水泥粉磨系统的节能降耗探索了一条新路子。

1 新工艺新技术探讨研究与启示1.1 通过对球破磨--管磨机粉磨系统研究得到的启示：在物料粗破碎阶段的效率最高，采用大钢球破碎大块物料，小钢球粉磨小颗粒物料。

若在粗破碎过程中采用风选原理，把细小颗粒及时带走，实现“边粉磨、边分选”，大大降低由细颗粒物料导致缓冲垫层所产生的无用功浪费，同时能够显著减少“过粉磨”。

使其集破碎、研磨、分级功能为一体，提高了系统的破碎效率及后续细磨设备的粉磨能力，而且具有自动粗、细分级功能，分级精度较高，可不再单独配套分级设备。

1.2配套预粉磨系统成品分离专用选粉机对辊压机+V型静态选粉机+双仓管磨机+O-SePa选粉机组成的联合粉磨闭路系统进行改造。

运用“多级分选、能选早选、分段粉磨”理论及系统工程方法为指导依据，并对粉磨系统中各段存在的技术问题进行了诊断分析，进而充分挖掘粉磨系统中每一段生产潜力，以求取得理想的效果。

在伊犁天山公司技改的基础上，经过与选粉机制造厂家技术人员共同努力，在现有水泥成品制备系统辊压机+V型选粉机至管磨机之间增设一台专用成品选粉机，即形成：由180-120辊压机+V型静态分级机（V型选粉机）+预粉磨系统成品分离专用选粉机+Φ4.2×13m双仓管磨机组成的新型半终粉磨闭路工艺系统，P·O42.5级水泥产量由技改前200~220 t/h提高到280t/h，水泥比表面积≥370m2//kg，粉磨系统电耗由35.2kWh／t降低到27 kWh／t，吨水泥粉磨电耗降低8.2kwh/t，增产节电效果显著。

2. 屯河水泥伊犁分公司项目实施情况2.1 水泥粉磨工艺线基本概况水泥成品制备系统配用180-120辊压机+V型静态分级机（V型选粉机）+预粉磨系统成品分离专用选粉机+Φ4.2×13m双仓管磨机组成的半终粉磨闭路工艺；其具体工艺流程为：物料经过配料站由高速板链斗式提升机输送至V型选粉机再入稳流称重仓，进入辊压机挤压后通过V型选粉机分级出细粉（＜80um以下颗粒占70%~85%、＜30um以下水泥成品颗粒所占比例约为20%以上），V型选粉机细粉出口联接侧进风型式的预粉磨系统成品分离专用选粉机，首先分离出由辊压机挤压过程中产生的≤30um的成品。

分选出成品后，通过V 型选粉机的一些30~200um中等粉状物料进入管磨机粉磨。

出磨物料经提升机喂入O-Sepa N-4000选粉机分选，选出的成品与辊压机挤压过程中产生的成品共同进入水泥库，粗粉回磨头入磨机再次粉磨。

该半终粉磨工艺系统仅增加一台喂料、分选能力大的侧进风型式的预粉磨系统专用成品选粉机，V型选粉机与预粉磨系统成品分离专用选粉机则共用一台循环风机。

该系统取消了原系统中部分管道和输送设备，直接采用四个旋风筒收集由辊压机段挤压所产生的水泥成品，避免了大量＜30um细粉进入管磨机内部，导致细磨仓出现“过粉磨”所引起的研磨体及衬板表面严重粘附现象，使管磨机系统始终保持较高而稳定的粉磨效率。

由于水泥成品经过四个旋风筒收集，后续管道与系统风机中的粉尘浓度及水泥温度显著降低，消除了原粉磨工艺系统中导致管道与循环风机叶轮磨损严重的因素，降低了系统设备磨损，设备运转率明显提高、系统粉磨电耗明显降低。

粉磨工艺系统主、辅机设备配置及技术性能参数见表1：表1 粉磨系统主、辅机设备配置2.2、生产调试中遇到的问题2.2.1、新加选粉机过料问题投产调整初期，出现选粉机通风阻力非常大，进口与出口之间负压高达3000Pa、辊压机挤压出来的物料进磨量较少，满足不了磨机需求，投料量也小。

2.2.2、辊压机工作压力偏低受辊压机工作辊缝偏小的影响，工作压力上不去，挤压效果较差，辊压机工作压力在6.5MPa-8.0MPa左右波动，挤压后细粉明显偏少。

2.2.3、管磨机做功能力差一般来讲，带有选粉机的水泥半终粉磨系统，由于预先分离出成品，入磨物料中的细粉量极大地减少，能够较好地避免细粉在磨内产生的“过粉磨”以及细磨仓研磨体与衬板表面的粘附现象，研磨体磨细做功能力提高，每米研磨体创造出磨物料比表面积能力至少应≥10m2/kg/m。

由预粉磨系统成品分离专用选粉机分离出成品后的入磨物料（粗粉）比表面积平均在130m2/kg左右，而在管磨机有效长度12.5m范围内研磨体做功少，出磨水泥比表面积仅在220m2/kg左右，计算得知：每米研磨体粉磨出的比表面积为7.2m2/kg/m，说明管磨机段研磨能力相对不足；2.2.4、选粉机用风量小辊压机段与管磨机段做功能力均不理想，即挤压处理与研磨两段的成品量相对不足，以致不能增加V选与四分离高效选粉机拉风量，一般在50%左右。

中控操作增加系统风机风量时，造成水泥成品比表面积低、细度粗；由此判断：辊压机与管磨机两段创造成品量低时，系统风机拉风量必须降低，由此导致系统产量降低。

2.3、原因分析及处理措施2.3.1、新加装入磨前的选粉机导风叶片调节距离只有25mm（厂家规定）造成选粉机内部通风阻力大，影响物料进入选粉机转笼进行分级分选，针对这个问题决定把导风叶片调整到50mm 后开机拉风，阻力明显下降，物料也能随着投料量的比例进入选粉机内部分级分选，同时能够满足磨机的粉磨需求。

2.3.2辊压机工作压力及辊缝辊压机水泥部分终粉磨工艺系统（或联合粉磨工艺系统）的共同特点是：辊压机及分级设备的投入，实现了系统中的“分段粉磨”，必须充分发挥辊压机系统料床粉磨的技术优势及其较大的处理能力，辊压机段做功越多，对系统增产节电越有利；辊压机的吸收功耗越多，后续管磨机段节电效果越显著；辊压机吸收功耗一般在8kwh/t-15kwh/t，在此范围内吸收功耗越多，管磨机段节电幅度越大。

基本规律是：辊压机吸收功多投入1kwh/t，则后续管磨机系统节电1.5kwh/t--2kwh/t；在相对稳定的工艺条件下，辊压机工作压力越大，挤压处理物料过程中产生的粉料越多，成品量显著增加，被分离出的合格品也越多。

2.3.2.1、首先，对入辊压机熟料采取先进入V选分选的措施，多采用颗粒状料、减少粉状料；其次，称重仓必须保持一定的仓容，料位比例一般控制在60%-70%，以有效形成入机料压，实现过饱和喂料，确保挤压效果；同时将辊压机工作压力由6.0MPa-8.0MPa，调整至8.0MPa-9.0MPa；辊压机工作辊缝由原25mm左右，调整至40mm 左右；入料斜插板比例拉开至85%以上，以实现过饱和喂料；调整后辊压机主电机工作电流（额定电流89.2A）由50A-60A（56%-67%）提高至70A-80A（78.5%-89.6%），挤压做功能力显著提高，合格品比例大幅度增加。

（＜80um以下颗粒占70%~85%、＜30um以下水泥成品颗粒所占比例约为20%以上，而经第一段成品选粉机分选出的水泥比表面积也达到了≥390 m2/kg）2.3.2.2、最大限度的提高进辊压机物料的颗粒均匀性，尤其是细颗粒物料比例应控制在一定的范围，过多的细颗粒（特别是＜0.2mm以下的细料）会极大的影响辊压机的做功；通过调整，预粉磨系统专用选粉机的粗料回料量找到一个最佳的平衡点，让辊压机多出合格的成品料（确保细度指标）可进一步提高系统产量。

2.4、V型选粉机及预粉磨系统专用选粉机用风量在半终粉磨系统中，由于V型选粉机与预粉磨系统成品分离专用分级机共用一台循环风机，在满足水泥质量控制指标的前提下，应尽量采用大风操作方式，最大程度上将辊压机段及管磨机段创造的成品分选出来，系统风机的拉风比例由原60%提高至90%以上。

2.5、管磨机研磨体级配及通风参数管磨机的特点是磨细能力有余而粗碎能力较差，而由辊压机+V 型静态分级设备组成的磨前预粉磨系统，能够充分发挥辊压机高效率料床粉磨优势，高压挤压处理后的入磨物料微观裂纹多、易磨性明显提高，物料在辊压机段处理时产生的成品已被V型选粉机与预粉磨系统专用分级机预先分选出来，粗粉再进入管磨机粉磨，由此实现了良好的“分段粉磨”。

生产实践早已证明：采用“分段粉磨”工艺比一段粉磨工艺所需能量更低、系统增产、节电效果更显著。

在改造半终粉磨系统的同时，对管磨机内部结构也作了一些优化和改进,把原来设计不合理且存在质量问题的隔仓板、出料筛板更换（原来经常堵塞）。

投产初期，由于设备磨合及研磨体级配等方面的原因，管磨机粉磨效果较差，根据入磨物料细度、比表面积等参数，重新设计、调整了各仓级配，在管磨机段粉磨过程中，主要依靠研磨体的“集群研磨效应”从而实现物料磨细。

同时，根据磨机主电机及主减速机的驱动功率富裕系数，合理增加细磨仓微锻研磨体装载量、增大填充率，能够有效提高微锻的总研磨面积，提高细磨仓内微型研磨体对物料的细研磨能力；总之，在管磨机段必须凸显“磨内磨细”为根本要素；调整研磨体级配后，出磨物料比表面积达到300m2/kg，已接近一般成品水泥的比表面积，在管磨机有效长度范围内平均每米研磨体创造比表面积为：300m2/kg-130m2/kg/12.5m=13.6m2/kg/m，比调整前提高了6.4m2/kg/m。

改进前、后水泥产量、比表面积及系统粉磨电耗对比：表2 改进前、后系统技术经济指标对比由表2可知：系统改进后，P.O42.5级水泥系统产量提高70t/h、增产幅度33.3%；粉磨系统电耗降低8.2kwh/t、节电幅度达23.3%；出磨水泥比表面积提高6.4m2/kg/m；通过合理的改进与调整，该半终粉磨工艺系统增产、节电效果显著，水泥实物质量指标较改进前有所提高。

以年产150万吨水泥计算，年可节电1200万kwh，按平均电价0.60元/kwh计，粉磨系统改进后，仅年节电效益就可达720万元，经济效益显著。

3、可行性和经济分析水泥生产是一个高能耗的行业，尤其水泥粉磨系统平均电耗与先进水平相比仍然较高。