生料立磨粉磨以白堊為主的粘濕物料的實踐

　　引言

　　輥式立磨由于單位產(chǎn)量粉磨電耗低、對物料的烘干能力強、容易實現(xiàn)大型化，目前已經(jīng)普遍應用于水泥生產(chǎn)，但對于綜合水分高達20%以上的粘濕物料的原料粉磨還未見成功案例。文就輥式立磨在白俄羅斯KN5000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線上的應用情況進行闡述，希望能給讀者以借鑒。

　　1 KN項目的原料特點

　　白俄羅斯KN水泥項目位于白俄羅斯靠近波蘭的邊界附近，現(xiàn)有四條濕法水泥生產(chǎn)線，所用原料主要為白堊，輔助原料采用粘土和灰渣作為硅鋁質(zhì)原料、鐵粉作為鐵質(zhì)原料。白堊在當?shù)胤植己軓V，其主要成分為碳酸鈣，其CaO含量為54.67%，是水泥生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)原料。但白堊礦中分布有含量約3%，粒徑小于500毫米，硬度為200MPa硅質(zhì)石塊（如圖1），

　　圖1 白堊原料中的硬質(zhì)硅石

　　并且分布沒有規(guī)律，再加上當?shù)貧夂蚨緲O端天氣為零下30℃，冬季開采后的白堊為堅 硬的凍快，用現(xiàn)有工程技術無法將硅 質(zhì)石塊有效徹底剝離或剔除，只能混在白堊中進入生料制備環(huán)節(jié)。

　　根據(jù)業(yè)主提供的基礎資料，白堊礦水份高達23.56%，配料后入生料磨的綜合氺份高達22%。如果沒有硅質(zhì)石塊混在白堊中，比較理想的成熟工藝是采用錘式烘干破烘干粉磨技術，利用窯尾的廢氣對白堊進行烘干，然后再與其他單獨粉磨的輔料混合搭配制成水泥生料。但該廠白堊中混入的硅質(zhì)石塊非常堅硬，喂入烘干破后勢必很快將烘干破錘頭磨毀，并堵塞烘干破，因此采用烘干破方案是不可行的。

　　鑒于上述原因，從適應白堊中的硅質(zhì)石塊角度看，使用輥式立磨是一個可行的選擇。當時在世界范圍內(nèi)只有非凡公司提供并正在制造一臺用于高水分白堊原料生產(chǎn)生料的輥磨機，故選擇了德國非凡公司的輥式立磨。但根據(jù)該水泥項目高水分白堊中并還摻雜硅質(zhì)石塊特點，非凡公司將對該輥磨機進行進一步優(yōu)化改進，以適應原料的特性。

　　2粉磨以白堊為主粘濕物料的生料立磨的特點

　?。?）穩(wěn)定料床的形成  磨盤上形成穩(wěn)定的料床是輥式磨生產(chǎn)最基本的要求，也是磨機正常平穩(wěn)運轉的關鍵。料床太厚會降低磨機的粉磨效率，料床太薄會引起磨機振動。通過調(diào)節(jié)磨盤擋料圈的高度可以調(diào)節(jié)料層厚度。操作上，加大輥壓，產(chǎn)生的細粉多，料床將變??；降低磨輥壓力，磨盤物料變粗，返回的物料多，料床將變厚。粉磨以石灰石為主的原料時，石灰石經(jīng)過磨碎后粒度均齊，磨盤上很容易形成粒度分布合理，厚度合適的料床。

　　本項目占入磨物料配比76%（干基）的白堊天然細度不需要粉磨就能滿足水泥生產(chǎn)的要求，形成料床的物料主要靠粘土、灰渣和鐵粉等輔助原料，輔料的比例只占24%，并且白堊中混入有3%的堅硬硅質(zhì)石塊，條件復雜，需要在調(diào)試期間逐步摸索出最佳的操作參數(shù)，形成穩(wěn)定合適的料床以保證磨機的穩(wěn)定平穩(wěn)運行。

　　（2）對磨機的烘干能力要求很高  通常以石灰石為主要原料的水泥項目，入生料磨原料綜合水分低于5%，但本項目入磨原料綜合氺份高達22%。與常規(guī)項目比較，本項目對磨機的烘干能力要求很高，需要更多的熱風并且要求進磨熱風溫度為500℃，僅靠窯尾廢氣滿足不了此要求，為此設置一套燃氣熱風爐作為磨機的補充熱源。

　　由于要求磨內(nèi)要有足夠的空間用于物料和熱風的換熱交換，與常規(guī)5000t/d水泥廠立磨比較，本項目立磨大大增加了磨機殼體，磨機殼體下部直徑為Φ8m，上部殼體最大處達到12米。  生料磨系統(tǒng)主機配置見下表1

　　表1 生料磨系統(tǒng)主機配置表

　　3 調(diào)試期間遇到的問題及解決方案

　　3.1調(diào)試期間遇到的問題

　　（1）生料磨外循環(huán)料中未烘干的白堊塊較多，入磨熱風溫度只能達到350℃，繼續(xù)增大熱風爐的燃氣量，提高入磨熱風溫度，熱風爐出口就會出現(xiàn)正壓，并且磨機出口溫度超過上限120℃，造成磨機烘干能力不足，磨機產(chǎn)量只能維持在 320t/d左右。

　　（2）磨機運行初期，發(fā)現(xiàn)磨盤上一些硅質(zhì)石塊停留在磨盤和磨輥之間，由磨輥推著硅質(zhì)石塊在磨盤上滑行，這不但使磨盤上無法形成有效的料床，堅硬的硅質(zhì)石塊對磨盤造成了嚴重磨損。

　　（3）硅質(zhì)石塊由于易磨性很差，磨蝕性很強，經(jīng)過磨機外循環(huán)重復多次富集在磨盤上，造成磨機襯板的壽命很低，運轉500小時就要更換一套磨盤襯板。

　　3.2調(diào)試期間采取的措施

　?。?）加大出熱風爐管道截面，改造生料磨進口，提高進入磨機的熱風溫度和熱風量。

　　經(jīng)過核算，磨機熱風進口法蘭和熱風爐出口管道截面太小，出熱風爐管道風速達到45m/s，磨機進口處的風速達到54m/s，由于這兩處的速度太大，造成對熱風的阻力太高，進入磨機的熱風量不足?，F(xiàn)場更換了出熱風爐至進磨機熱風總管的Φ3500mm熱風管道，管道截面積由9.6m²增大到18.08 m²；并且現(xiàn)場改造了磨機熱風進口，將熱風管道截面及磨機進風口法蘭處的截面由2×5.58 m² 增加到2×7.94 m²，使兩處的熱風風速分別降至22.5 m/s和38 m/s合理范圍。同時適當減少磨機風環(huán)的擋風板數(shù)量，增加通風面積，經(jīng)過這些修改，大大減少了進入磨內(nèi)熱風的阻力，提高了進入生料磨的熱風溫度及風量，充分發(fā)揮了磨機的烘干能力。改造后磨機的產(chǎn)量達到了400t/h（干基），滿足設計要求，外循環(huán)物料的水分也大大降低。

　?。?）調(diào)整磨輥壓力，對磨盤上的石塊形成有效碾壓

　　調(diào)試過程中將輥壓由起初設定的5MPa降低為2MPa，使磨盤上轉動的石塊遇到磨輥時能夠使磨輥抬起，并使磨輥在摩擦力作用下隨著料床轉動，同時磨輥對石塊給以碾壓，使其不再停留在磨輥和磨盤之間，碾碎的石塊和其他顆粒狀的輔料一起形成穩(wěn)定料床，給磨機的平穩(wěn)運行提供了保障。

　?。?）磨機外循環(huán)上增加篩渣系統(tǒng)，提高磨盤襯板壽命

　　將磨機外循環(huán)振動輸送機改成了一套振動篩，將外循環(huán)料中碾壓后的硅質(zhì)小石塊篩除，用汽車運到老廠濕法生產(chǎn)線作硅質(zhì)校正原料使用，篩下的細碎物料由原有的提升機送回磨內(nèi)粉磨。篩除的硅質(zhì)小石塊的量占磨機外排料約15%左右，大大減輕了磨機的磨損。

　　4結束語

　　經(jīng)過上述調(diào)試及改造，使磨機的烘干能力得以充分發(fā)揮，產(chǎn)量由起初的320t/h提高到了設計要求的400t/h；磨機參數(shù)的調(diào)整和部分硅質(zhì)石塊的外排，大大減輕了對磨盤的磨損，使磨盤襯板壽命由起初的500小時的壽命，提高到3000小時。該生料立磨系統(tǒng)的正常運轉，并達標達產(chǎn)，為利用含有堅硬硅質(zhì)石塊的高水份粘濕物料為主要原料制備生料的水泥生產(chǎn)項目提供了一個成功的范例。