立磨在水泥工业中的应用

MPS立磨的工艺平衡在生产中的应用

1.立磨内部的平衡情况是复杂，我们通过观察监控参数的变化，理论分析，及时掌握立磨内的平衡情况。通过对设定参数的调整，使立磨长期处于最佳工艺平衡状态。达到高质、高产、节能降耗的目的。要实现这一目标，须具备以下三个条件：

（1）操作人员必须具备扎实的理论基础。根据监控参数的波动，能及时分析出磨机内部平衡出现了哪些变化。并能对设计参数进行正确调整，使立磨恢复到最佳工艺平衡状态。（2）实行规范化、数字化的先进管理方法。

（3）工艺技术人员定期对磨机的运转情况进行综合分析。对操作上及设备上出现的影响磨机平衡的问题进行及时纠正和调整。控参数控制范围见表l。

表1 MPS2450立磨的监控参数控制表

2.应用工艺平衡解决立磨生产中常见问题

2.1喂料过量

监控参数的变化：料层显示、磨盘压差、主电机电流、磨机振动速度全部高出控制范围，并继续升高。

分析结果及处理方法：这种情况说明磨机内部的负荷在增高，磨机进出料等量平衡被破坏，进料多，出料少，喂料量超过了磨机的研磨能力。对此，首先必须适当减少喂料量，然后对磨机喂制系统进行检查，看是否发生机械、电气、仪表故障，或人为增大喂料量的情况。如果一切正常，则可能是下面两种情况；一是物料易磨系数发生变化。如青石含量增加，或大块物料增多；二是磨机本身出现问题。如磨辊、磨盘衬板磨损过多，接触形式发生变化。第一种情况的处理方法是首先适当提高研磨压力，然后提高石灰石品位，尽量使入磨物料粒度均匀，第二种情况就是要对磨机及时进行维修，更换新衬板。某厂出现过这种情况，料层显示120 mm，磨盘压差7000 Pa，主电机电流65 A，振动速度3～5mm／s，磨机大量排渣。操作人员把喂料量减到80t /h后系统恢复正常。经检查，喂料系统正常，青石含量不高，入磨物料粒度也正常。但把喂料量提高到85t /h以上时，上述不正常情况又出现了。操作员只好把喂料量维持在80t／h，以保证磨机稳定运转。后经过工艺技术人员进磨检查发现，磨辊衬板磨损过大，由半圆形变成了V形。使磨机研磨能力严重降低。之后在检修时更换了新衬板，磨机喂料量提高到95 t／h。

2.2喂料不足

监控参数的变化：料层显示、磨盘压差、主电机电流都低出控制范围，磨机振动速度高出控制范围。

分析结果及处理方法：这种情况说明喂料量不足，应适当增加喂料量，同时对喂料系统进行检查标测。应当引起重视的是物料水份增加对喂料量的影响，特别是南方多雨地区在雨季中的影响更大。某厂曾遇到过类似情况。料层显示20～30 mm、磨盘压差3600Pa；主电机电流35A。振动速度4～5mm/s。经检查，喂料系统正常，但发现露天堆场的石灰石以及从粘上矿开采的粘土水份过大。经化验，混合物料的水份达20％，使88 t/h的喂料量只相当于70 t/h、喂料量严重不足。喂料量设定为100 t/h后，系统基本恢复正常。

2.3入磨物料粒度级配不合理

监控参数的变化：料层显示低出控制范围，磨盘压差、主电机电流、磨机振动速度高出控制范围。

分析结果及处理方法：料层显示低，说明磨机负荷增加不可能是喂料量过大引起的，而只能是由于入磨物料中粉料含量过多引起的。由于立磨的粉磨方式为料床粉磨，因此对粉磨

料床厚度的要求比较苛刻，料床过薄或过厚，都会使研磨能力下降。根据经验，料层显示在80mm左右时，粉磨效率最高。遇到这种情况，一般可以适当降低研磨压力来解决，但不能低于8 MPa。如果效果不明显，还可以用调整磨辊运行轨迹及加高档料圈来解决。

2.4出料不畅

监控参数的变化；料层显示正常，磨盘压差、主电机电流、磨机振动速度高出控制范围。

分析结果及处理方法：料层显示正常，说明喂料环节没有问题。而磨机负荷升高，说明成品输出环节出了问题，由于合格细粉不能及时输出磨外而使磨内循环量增加。这时如果停磨检查，就会发现磨辊陷在厚厚一层粉料里。造成这种情况的原因有两个，一是分离器转数过高。根据经验，MPS2450立磨的分离器转数达到36r/min，磨机就会产生连续振动，如果超过40 r／min，磨机就无法运转。二是系统工作风量过低。发生出料不畅问题时，操作人员必须首先适当提高系统工作风量，然后请技术人员检查分离器、系统风机回路及其仪表显示电路的准确性。

2.5风量过大

监控参数的变化：磨盘压差、主电机电流低出控制范围，料层显示处于下限，磨机振动速度处于上限。

分析结果及处理方法：这种情况说明系统工作风量过大。应及时减低系统工作风量，使磨盘压差恢复正常。否则生料细度容易跑粗，影响窑的煅烧。

2.6研磨压力过高

监控参数的变化：料层显示低出控制范围，主电机电流大幅度升高。

分析结果及处理方法：这种情况是由于研磨压力严重超高，使磨盘载荷大量增加，导致主电机电流偏高。这种情况危险性极大，容易对主减速机造成破坏性的损伤。必须立即停磨，检查磨辊拉紧装置。

2.7研磨压力过低

监控参数的变化：料层显示、磨盘压差、磨机振动速度高出控制范围，主电机电流低出控制范围。

分析结果及处理方法：这种情况是由于研磨压力过低，造成磨机研磨能力下降引起的。应适当调整研磨压力，然后检查磨辊拉紧装置及其电气控制、显示回路。

3. 提产

某厂MPS2450立磨进行检修时，更换了新的磨辊和磨盘衬板。开车后，在喂料量为90t/h 的情况下，料层显示70～80 mm，磨盘压差4500 Pa，主电机电流45 A，磨机振动速度处于控制范围上限，偶尔也超过2mm/s。按常规，这种情况属于正常运转。但通过分析认为，磨机并未达到最佳工艺平衡状态，研磨能力还有剩余，把喂料量调至95t/h后，料层显示80～90 mm，磨盘压差5500Pa，主电机电流50 A、磨机振动速度lmm/s。由此可见，正确运用工艺平衡分析手段，实行规范化、数字化管理，不仅是立磨稳定运转的基础，也是提高立磨产量的重要手段。

1立磨堵料的判断

1.1从中控操作参数判断

表1是立磨正常生产与有堵料趋势时的操作参数对比。

围内小幅度波动的。料床厚度越高，主电动机功率越大。如果料床厚度较薄（在正常范围内），而主电动机功率却高出几百千瓦，则预示着刮板腔里有积料的可能。所以主电动机功率是堵料的最敏感参数。

2）磨机差压升高和入口负压降低。磨机热风管道的交汇处为磨机的刮板腔，热风从刮板腔向上经喷环处倾斜的导向叶片产生强大的旋流进入粉磨腔，进行烘干和提升作业。刮板腔里积料，必然导致通风面积减小，通风受阻，其磨机入口负压降低，而出磨风机拉风不变，必然导致磨机差压上升。

3）磨机振动持续在较高的水平线上波动。这种振动不同于正常运行时小幅度振动，也不同于因磨腔里进铁件而产生的突发性振动（瞬间有很高的峰值），它是在比正常振动值高l～2mm/s的振幅上始终振动。

4）磨机入口温度缓慢降低。磨机入口气温检测热电偶安装在刮板腔里。如果排除掉热电偶本身故障和窑尾废气温度影响外，则说明是热电偶探头已埋在吐渣料中，与气流接触不到的缘故。

在同一时间上述4个参数都发生异常的话，则可以明确判定立磨刮板腔里积料。

1.2现场巡检判断

1）看吐渣料的量。如果吐渣料比平时大，则应检查磨机吐渣料卸料斗。

2）听卸料斗处卸料的声音。若卸料斗里没有积料，则被立磨刮板刮落的吐渣料很清脆地落在斗子里。也可用手锤敲击斗壁，若声音发闷，则料斗里积料。如果堵料严重，则会从减速器上部立磨运转部位与静止部位的密封处向外喷灰。

2造成立磨堵料的因素

2.1石灰石易磨性差

立磨喂料中，石灰石掺量占绝大部分，砂岩和铁粉只占一小部分。即使砂岩易磨性差，也对立磨操作上无大的影响。石灰石易磨性差，则立磨运行中吐渣料大幅度增加，操作上调整不及时，则会产生堵料。

2.2操作不当

操作上单纯地追求台时产量。在石灰石易磨性差、吐渣料增大的情况下，仍长时间地维持高的台时产量。而入库气力提升泵的罗茨风机电流值却没有升高，则表明增加的喂料并未粉磨成生料入库，而只是吐渣循环而已。另一方面与操作上增加喂料量过快，研磨压力和风量设定值未能跟上有关。

2.3吐渣料卸料口堵塞

造成卸料口堵塞的原因主要由两类;一类是卸料口卡铁块，造成吐渣料通过量变小，另一类是操作上磨机喷水量过大，磨机喷水管断开，造成水未雾化而流下来，使吐渣料受潮，堵住下料口。

3磨机堵料的处理

立即减喂料量50～100t/h左右，同时加大系统拉风，适当提高研磨压力。通常经过l～2h的调整，可以恢复到正常状态。若不行，则只有止料，甩空刮料板如果卸料口卡铁件，可以在不停磨喂料的惰况下，用气割割开孔后，用铁丝固定住铁块，取出卡铁，但要防止铁块掉落划伤下游皮带。如果因为料潮而堵，则必须停磨处理。

振动喂料机卸料能力小时可以在停机状态，调振动喂料机偏心锤的角度，使之达到设计

输送能力。

表3 OK型立磨粉磨水泥矿渣的情况

立磨工况参数的控制

MPS立磨是利用料床粉碎原理进行粉磨物料的一种研磨机械。现已被广泛应用于水泥、煤炭、电力等行业。立磨是一种全风扫式磨机，入磨物料经过挤压，在离心力的作用下甩下盘边沉落到喷口环处，靠该处的高速风将其吹起、吹散，金属、重矿石将沉降到喷口环下排出。细粉带到立磨上部，经分离器分选，成品随同气体进入收尘器收集起来，粗粉又循环回来。粗粉、粗颗粒被抛起，随着风速的降低，使其失去依托，沉降到盘面上，靠离心力进入压磨轨道进行新一轮的循环。在多次循环中，颗粒与气体之间传热使水分蒸发。因此，立磨集物料的粉磨、输送、选粉、烘干以及分离金属块和重矿石等诸多优点于一身。正常条件下，只要通过短期的工艺调试，立磨都能平稳运转。但是，如何优化工艺参数保证质量、确保安全、提高产量、降低能耗、提高运转率、不断提高经济效益是立磨的管理和操作的中心问题。下面针对这些问题，进行简要的探讨

1.1磨内通风及进出口温度控制

入磨风的来源及匹配入磨热风大多采用回转窑系统的废气，也有的工艺系统采用热风炉提供热风，为了调节风温和节约能源，在入磨前还可兑入冷风和循环风。采用热风炉供给热风的工艺系统，为了节约能源，视物料含水情况可掺20~50％的循环风。而采用窑尾废气作热风源的系统，希望废气能全部入磨。若有余量可通过管道将废气直接排入收尘器。如果废气全部入磨仍不够，可根据入磨废气的温度情况，确定兑入部分冷风或循环风。

1.2风量、风速及风温的控制

1.2.1风量的选定原则

出磨气体中含尘成品浓度应在550～750g/m3之间，一般应低于700 g/m3；出磨管道风速一般要大于20m/s，并避免水平布置；喷口环处的风速标准为90m/s，最大波动范围为70～105％；当物料易磨性不好，磨机产量低，往往需选用大一个型号的立磨。相比条件下，在出口风量合适时，喷口环风速较低，应按需要用铁板挡上磨辊后喷口环的孔，减少通风面积，增加风速。挡多少个孔，要通过风平衡计算确定；允许按立磨的具体情况在70～105％范围内调整风量，但窑磨串联的系统应不影响窑的烟气排放。

1.2.2风温的控制原则

生料磨出磨风温不允许超过120℃。否则软连接要受损失，旋风筒分格轮可能膨胀卡停；煤磨出磨风温视煤质情况而定，挥发分高的，则出磨风温要低些，反之可以高些。一般应控制在100℃以下，以免系统燃烧、爆炸等现象的发生。在用热风炉供热风的系统，只要出磨物料的水分满足要求，入收尘器风温高于露点16℃以上，可以适当降低入、出口风温，以节约能源。

烘磨时入口风温不能超过200℃，以免磨辊内润滑油变质。

1.3防止系统漏风

系统漏风是指立磨本体及出磨管道、收尘器等处的漏风。系统漏风会使喷口环处的风速降低，造成吐渣严重。由于出口风速降低，使成品排出量少，循环负荷增加，压差升高。由于恶性循环，总风量减少，易造成饱磨，振动停车。同时使磨内输送能力不足而降低产量。另外，还可降低入收尘器的风温，易出现结露。如果为了保持喷口环处的风速，而增加通风

量，这将会加重风机和收尘的负荷，浪费能源。同时也受风机能力和收尘器能力的限制。因此系统漏风必须克服。国外要求系统漏风<4％，根据我们的国情，应按漏风<10％作风路设计，因此系统漏风量不能>10％。

几种参数的选择

2.1拉紧力

立磨的研磨力主要来源于液压拉紧装置。通常状况下，拉紧压力的选用和物料特性及磨盘料层厚度有关，因为立磨是料床粉碎，挤压力通过颗粒间互相传递，当超过物料的强度时被挤压破碎，挤压力越大，破碎程度越高，因此，越坚硬的物料所需拉紧力越高；同理，料层越厚所需的拉紧力也越大。否则，效果不好。对于易碎性好的物料，拉紧力过大是一种浪费，在料层薄的情况下，还往往造成振动，而易碎性差的物料，所需拉紧力大，料层偏薄会取得更好的粉碎效果。拉紧力选择的另一个重要依据为磨机主电机电流。正常工况下不允许超过额定电流，否则应调低拉紧力。

2.2分离器转速

影响产品细度的主要因素是分离器的转速和该处的风速。在分离器转速不变时，风速越大，产品细度越粗，而风速不变时，分离器转速越快，产品颗粒在该处获得的离心力越大，能通过的颗粒直径越小，产品细度越细。通常状况下，出磨风量是稳定的，该处的风速也变化不大。因此控制分离器转速是控制产品细度的主要手段。立磨产品粒度是较均齐的，应控制合理的范围，一般0.08mm筛筛余控制在12%左右可满足回转窑对生料、煤粉细度的要求，过细不仅降低了产量，浪费了能源，而且提高了磨内的循环负荷，造成压差不好控制。

2.3料层厚度

立磨是料床粉碎设备，在设备已定型的条件下，粉碎效果取决于物料的易磨性及所施加的拉紧力和承受这些挤压力的物料量。拉紧力的调整范围是有限的，如果物料难磨，新生单位表面积消耗能量较大，此时若料层较厚，吸收这些能量的物料量增多，造成粉碎过程产生的粗粉多而达到细度要求的减少，致使产量低、能耗高、循环负荷大、压差不易控制，使工况恶化。因此，在物料难磨的情况下，应适当减薄料层厚度，以求增加在经过挤压的物料中合格颗粒的比例。反之，如果物料易磨，在较厚的料层时也能产生大量的合格颗粒，应适当加厚料层，相应地提高产量。否则会产生过粉碎和能源浪费。

3.几种操作情况的处理

3.1磨机的振动

立磨正常运行时是很平稳的，噪音不超过90分贝，但如调整得不好，会引起振动，振幅超标就会自动停车。因此，调试阶段主要遇到的问题就是振动。引起立磨振动的主要原因有：有金属进入磨盘引起振动。为防金属进入，可安装除铁器和金属探测器；

磨盘上没有形成料垫，磨辊和磨盘的衬板直接接触引起振动。形不成料垫的主要原因有：（1）下料量。

立磨的下料量必须适应立磨的能力，每当下料量低于立磨的产量，料层会逐渐变薄，当料层薄到一定程度时，在拉紧力和本身自重的作用下，会出现间断的辊盘直接接触撞击的机会，引起振动。

（2）物料硬度低，易碎性好。当物料易碎性好、硬度低、拉紧力较高的情况下，即使有一定的料层厚度，在瞬间也有压空的可能引起振动。

（3）挡料环低。当物料易磨易碎，挡料环较低，很难保证平稳的料层厚度，因此，物料易磨应适当提高挡料环。

（4）饱磨振动。磨内物料沉降后几乎把磨辊埋上，称为饱磨。产生饱磨的原因有：下料量过大，使磨内的循环负荷增大；分离器转速过快，使磨内的循环负荷增加；循环负荷大，使产生的粉料量过多，超过了通过磨内气体的携带能力；磨内通风量不足，系统大量漏风或

调整不合适。

3.2吐渣

正常情况下，立磨喷口环的风速为90m/s左右，这个风速即可将物料吹起，又允许夹杂在物料中的金属和大密度的杂石从喷口环处跌落经刮板清出磨外，所以有少量的杂物排出是正常的，这个过程称为吐渣。但如果吐渣量明显增大则需要及时加以调节，稳定工况。造成大量吐渣的原因主要是喷口环处风速过低。而造成喷口环处风速低的主要原因有：（1）系统通风量失调。由于气体流量计失准或其它原因，造成系统通风大幅度下降。喷口环处风速降低造成大量吐渣。

（2）系统漏风严重。虽然风机和气体流量计处风量没有减少，但由于磨机和出磨管道、旋风筒、收尘器等大量漏风，造成喷口环处风速降低，使吐渣严重。

（3）喷口环通风面积过大。这种现象通常发生在物料易磨性差的磨上，由于易磨性差，保持同样的台时能力所选的立磨规格较大，产量没有增加，通风量不需按规格增大而同步增大，但喷口环面积增大了。如果没有及时降低通风面积，则会造成喷口环的风速较低而吐渣较多。

（4）磨内密封装置损坏。磨机的磨盘座与下架体间，三个拉架杆也有上、下两道密封装置，如果这些地方密封损坏，漏风严重，将会影响喷口环的风速，造成吐渣加重。

（5）磨盘与喷口环处的间隙增大。该处间隙一般为5～8mm，如果用以调整间隙的铁件磨损或脱落，则会使这个间隙增大，热风从这个间隙通过，从而降低了喷口环处的风速而造成吐渣量增加。

3.3压差

立磨的压差是指运行过程中，分离器下部磨腔与热烟气入口静压之差，这个压差主要由两部分组成，一是热风入磨的喷口环造成的局部通风阻力，在正常工况下，大约有2000～3000Pa，另一部分是从喷口环上方到取压点（分离器下部）之间充满悬浮物料的流体阻力，这两个阻力之和构成了磨床压差。在正常运行的工况下，出磨风量保持在一个合理的范围内，喷口环的出口风速一般在90m/s左右，因此喷口环的局部阻力变化不大，磨床压差的变化就取决于磨腔内流体阻力的变化。这个变化的由来，主要是流体内悬浮物料量的变化，而悬浮物料量的大小一是取决于喂料量的大小，二是取决于磨腔内循环物料量的大小，喂料量是受控参数，正常状况下是较稳定的，因此压差的变化就直接反映了磨腔内循环物料量（循环负荷）的大小。

正常工况磨床压差应是稳定的，这标志着入磨物料量和出磨物料量达到了动态平衡，循环负荷稳定。一旦这个平衡被破坏，循环负荷发生变化，压差将随之变化。如果压差的变化不能及时有效地控制，必然会给运行过程带来不良后果。，主要有以下几种情况：（1）压差降低表明入磨物料量少于出磨物料量，循环负荷降低，料床厚度逐渐变薄，薄到极限时会发生振动而停磨。

（2）压差不断增高表明入磨物料量大于出磨物料量，循环负荷不断增加，最终会导致料床不稳定或吐渣严重，造成饱磨而振动停车。压差增高的原因是入磨物料量大于出磨物料量，一般不是因为无节制的加料而造成的，而是因为各个工艺环节不合理，造成出磨物料量减少。出磨物料应是细度合格的产品。如果料床粉碎效果差，必然会造成出磨物料量减少，循环量增多；如果粉碎效果很好，但选粉效率低，也同样会造成出磨物料减少。

影响粉碎效果的因素有以下几项：