辊压机水泥半终粉磨工艺系统调试

辊压机水泥半终粉磨工艺系统增产调试 邹伟斌 中国建材工业经济研究会水泥专业委员会（100024） 邹 捷 南京工业大学粉体科学与工程研究所 (210009)

题要：本文总结了ZC公司5000t/d新型干法水泥熟料生产线，水泥制成工序采用辊压机、V型静态选粉机、双分离高效选粉机、双仓管磨机组成的半终粉磨闭路工艺系统增产调试过程，调整中以“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，制定并实施了相应的改进措施，充分挖掘粉磨系统中每一段生产潜力，最终达到增产、降耗的目的。 关键词：辊压机 半终粉磨系统 双分离高效选粉机 增产调试

1. 水泥粉磨工艺线基本概况 ZC公司5000t/d新型干法水泥熟料生产线，两套水泥成品制备系统均配用160-140辊压机+V型静态分级机（V型选粉机）+双分离高效选粉机+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%、＜45um以下水泥成品颗粒所占比例约为55%以上），V型选粉机细粉出口联接下进风的双分离高效选粉机(负压抽吸式进入高浓度布袋收尘器收集成品)，首先分离出由辊压机挤压过程中产生的成品，分选出成品后的粗粉输送至管磨机粉磨，出磨物料经输送设备由上部喂入双分离高效选粉机再次分选。在辊压机、管磨机两段正常运行后，双分离高效选粉机承受下部（V选出口）及上部（由管磨机磨尾输送的）两股料流，同时进行分选。我们可以将辊压机水泥半终粉磨工艺系统理解为：它是传统联合粉磨工艺系统的另一个变种，辊压机半终粉磨工艺系统与辊压机联合粉磨工艺系统各有其技术特点、均可使粉磨系统增产能力达到70%-200%甚至200%以上、节电幅度达20%-30%。 该半终粉磨工艺系统与传统联合粉磨工艺系统相比，须采用一台物料处理能力较大的辊压机和一台喂料、分选能力大的下进风双分离高效选粉机，V型选粉机与双分离高效选粉机则共用一台系统风机，取消了联合粉磨系统中一台循环风机与旋风收尘器（双旋风筒或单旋风筒）及部分管道和输送设备，减少了设备数量及维护点，维修成本降低。此外，该半终粉磨系统中直接采用高浓度布袋收尘器收集由辊压机段挤压所产生的及管磨机段粉磨后生产的水泥成品，避免了大量＜45um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。 由于水泥成品经过高浓度布袋收尘器收集，后续管道与系统风机中的粉尘浓度显著降低，彻底消除了传统联合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并减少了装机功率，设备磨耗量明显降低、整个系统粉磨电耗低。 该系统的管磨机段既可由闭路粉磨流程转换为开路粉磨流程、亦可由开路粉磨流程转换为闭路粉磨流程，实现了一套粉磨系统可开、可闭的灵活转换与调节，转换操作简单、快捷。 在辊压机水泥半终粉磨工艺系统中，当后续管磨机系统为开路方式操作时，即辊压机段创造的成品与开路管磨机粉磨系统生产的成品共同混合入库，成品颗粒级配范围比闭路操作时要宽； 当后续管磨机系统为闭路方式操作时，即辊压机段创造的成品与闭路管磨机粉磨系统生产的成品共同混合入库，成品颗粒级配范围仍然比开路操作时要窄，且由辊压机制造的水泥颗粒球形度非常低，其颗粒形貌多呈不规则的长条状、多角形等；采用辊压机高效率料床粉磨设备制得的水泥颗粒分布范围相对集中（窄），即颗粒粒径更均匀，均匀性系数n值增大，颗粒之间空隙增多，水泥粉体颗粒堆积密度就小，难以形成最紧密堆积，当达到相同流动度时需要多加水，水则变成了填充物，充填于水泥颗粒之间的空隙、穴道，导致水泥标准稠度需水量增大；水泥制成系统的粉磨效率越高，对增产、节电越有利，但成品水泥需水量增大现象则会越突出，这就是造成半终粉磨闭路工艺系统水泥标准稠度需水量偏大的主要原因之一；此外，该系统因辊压机段挤压生产的水泥中≤5um以下微细颗粒含量较高、成品水泥比表面积与抗压强度一般均偏高，为综合利用工业废弃物，大掺量制备复合水泥、降低水泥生产成本创造了先决条件，但该粉磨系统应用中须权衡水泥使用性能与系统高效、增产、节电等几个方面的关系，并对系统中相关控制参数、管磨机内部结构以及所用混合材料品种等做出相应调整，以使水泥成品性能满足混凝土制备技术要求。 该系统中管磨机磨尾配置有单独的通风、收尘设备，收尘风机采用变频调速控制，便于生产过程中磨内通风量的调节与操作。（系统工艺流程见图一） 辊压机水泥半终粉磨工艺系统主辅、机设备配置及技术性能参数见表1： 表1 水泥半终粉磨工艺系统主、辅机设备配置及技术性能参数 主、辅机设备名称 设备技术性能参数 辊压机 型号160-140、辊径1600mm、辊宽1400mm、物料通过量≥780t/h,、主电机功率1120kw×2、入料粒度≤50mm（≥95%) V型选粉机 喂料能力≥960t/h、选粉风量240000-260000m3/h、风压1.5-2.0KPa 双分离高效选粉机 喂料能力≥680t/h、选粉能力≥200t/h、主电机功率200kw

高速板链提升机 型号NSE900P、提升能力≥950t/h、电机功率160kw 高速链式提升机 型号NSE900、提升能力750t/h-1000t/h、电机功率160kw 系统风机 风量280000m3/h-310000m3/h、风压7800Pa、风机电机功 率900kw 管磨机 规格Φ4.2×13m（双滑履中心传动）、筒体工作转速15.6r/min、设计研磨体装载量234t、主电机功率10KV-3550KW（额定电流243A、配置进相器）、设计产量180t/h 主减速器 型号JS150B、速比i=47.295:1 磨尾提升机 型号ZYL1100，物料提升量690t/h，功率110KW

磨尾收尘风机 型号Y5-48NO12.5D 、风量59000 m3/h 、全压4000Pa 、风机电机功率110kW（变频调速） 磨尾袋收尘器 型号LFGM96-9、处理风量60000 m3/h、总过滤面积836㎡ 气箱脉冲收尘器 型号LFGM128-2×16、总过滤面积5100m2、处理风量290000m3/h、人口浓度≤1300g/Nm3、出口浓度30≤mg/Nm3 成品入库提升机 型号NSE300、提升能力＞250t/h、电机功率45kw

图一 水泥半终粉磨闭路工艺系统流程图 2. 生产调试中遇到的问题 2.1辊压机工作辊缝较小 投产调整初期，由于入辊压机熟料中含有较多黄心、粉料，导致工作辊缝偏小，只有28mm左右，辊压机主电机工作电流较低（46A左右），即使调节入料斜插板比例（75%左右），工作电流变化不大，辊压机挤压出力能力较差。 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8.5MPa左右波动，挤压后细粉明显偏少。 2.3脱硫石膏水份大 由于入辊压机的脱硫石膏水份达到8%-12%不易下料、计量，称重仓粘附、挂壁现象严重，甚至造成挤压后的料饼进入V型选粉机内部不易散开，影响分级效果。 2.4管磨机做功能力差 由双分离高效选粉机分离出成品后的入磨物料（粗粉）比表面积平均在100m2/kg（95m2/kg ---105m2/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185m2/kg左右，计算得知：每米研磨体粉磨出的比表面积为185m2/kg-100m2/kg/12.5m=6.8m2/kg/m，说明管磨机段研磨能力不足； 一般来讲，带有双分离高效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，较好地避免了细粉在磨内产生的“过粉磨”与细磨仓研磨体与衬板表面粘附现象，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； 2.5两台选粉机用风量小 因处于设备磨合期，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不足，以致不能增加V选与双分离高效选粉机拉风量，一般在80%-85%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，最终导致系统产量低、电耗较高； 3. 技术分析及处理措施 3.1辊压机工作压力及辊缝 高压、慢速、过饱和喂料是辊压机料床挤压粉磨技术特性，除国外粉磨生产线设计、应用辊压机水泥终粉磨工艺（国内目前只应用于生料终粉磨，节电效果显著），在国内水泥制成工序辊压机只是在水泥联合粉磨系统中承担半终粉磨（或预粉磨）的任务，经施以双辊之间的高压力（≥150MPa）挤压后的物料，其内部结构产生大量的晶格裂纹及微观缺陷、＜2.0mm及以下颗粒达到65%以上，其中＜80um、＜45um以下细粉含量增多（颗粒裂纹与粒度效应），分级后的入磨物料粉磨功指数显著下降（15%-25%），易磨性明显改善；因后续管磨机一仓破碎功能被移至磨前，相当于延长了管磨机细磨仓，可充分发挥研磨体对物料的磨细能力，从而大幅度提高了系统产量，降低系统粉磨电耗。 辊压机水泥半终粉磨工艺系统（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7.5kwh/t-13kwh/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。 首先，对入辊压机熟料采取多库搭配措施，多采用颗粒状、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70%-80%，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8.0MPa-9.0MPa，调整至10.0MPa-11.0MPa；辊压机工作辊缝由原27mm--29mm，调整至30mm--34mm；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76A）由44A--50A（58%-66%）提高至54A--60A（71%--79%）挤压做功能力显著提高，经由V型选粉机分级后的物料R80um、R45um筛余量明显减少，比表面积提高，合格品比例大幅度增加。 3.2脱硫石膏水份及下料处理 进厂脱硫石膏水份较大，实施入堆棚预先存放措施、分批周转取用。将存放较长时间且含有一定水份（＜5%）的脱硫石膏与颗粒较大的石灰石按照一定比例搭配（1:1）混匀入配料库，库壁内锥体及筒体内壁部分采用表面光洁度优良、耐磨性能良好的超高分子量聚乙烯板敷贴，处理后库壁光滑、物料不粘壁，下料效果较好； 3.3V型选粉机及双分离高效选粉机用风量， 在半终粉磨系统中，由于V型选粉机与双分离高效选粉机两台粗、细分级设备共用一台高浓度布袋收尘器和一台系统风机，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85%提高至90%以上（根据实际生产状况，在V型选粉机入料口上方增设打散棒，以形成均匀、分散的料幕；同时关闭了最上部一排进、出风导流板，有效延长物料分级路线与分级时间，提高V选出口物料的比表面积）。 3.4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