盧洪波:高效預(yù)粉磨技術(shù)及現(xiàn)代耐磨材料
鄭州鼎盛工程技術(shù)有限公司董事長盧洪波做報告
5月21日,由中國水泥網(wǎng)主辦的“2011第四屆國際粉磨峰會”在南京國際會議大酒店隆重召開。鄭州鼎盛工程技術(shù)有限公司董事長盧洪波做了關(guān)于《高效預(yù)粉磨技術(shù)及現(xiàn)代耐磨材料》的報告,中國水泥網(wǎng)記者整理如下:
一、問題的提出
1、 水泥工業(yè)磨機(jī)的大型化
僅僅十幾年國內(nèi)水泥工業(yè)主流磨機(jī)從Φ2.2m或Φ2.4m發(fā)展到了 Φ4.2、 Φ4.6、Φ5.0甚至更大直徑磨機(jī)。
如:
柳州水泥廠: Φ5.6×8m+4.4m 原料磨
山東大宇廠: Φ5.6×15m 水泥磨
2、大型球磨機(jī)效率調(diào)查
大型球磨機(jī)、尤其是生料球磨機(jī)在向大型化發(fā)展帶來工藝布局便利 、勞動生產(chǎn)率提升等優(yōu)勢的同時,其粉磨效率卻顯著降低了,這無疑影響了水泥企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
不同直徑生料磨電耗的成本比較
以2500噸/日新型干法生產(chǎn)線生料磨機(jī)φ4.6×10+3.5m中卸烘干磨與φ2.2m生料磨或φ2.4m球磨機(jī)+細(xì)碎機(jī)系統(tǒng)比較,前者比后者每噸生料多耗電7.16度,每度電按0.6元計算,則每噸生料成本增加4.296 元,每天需要生料約4000噸,則每天增加生產(chǎn)成本約1.72萬元,每年按300天生產(chǎn),則每年因此增加成本549.5萬元。
通過上述數(shù)據(jù)的分析比較可以看出大型生料磨機(jī)與小型生料磨機(jī)相比,其效能低,綜合電耗高,這是大型生料磨機(jī)普遍存在的嚴(yán)重問題,在能源日益緊張的今天,應(yīng)當(dāng)引起我們的高度重視![Page]
二、大型球磨機(jī)低效能原因分析
2.1、大型球磨機(jī)自身結(jié)構(gòu)缺陷
當(dāng)磨機(jī)工況條件一定后,磨機(jī)產(chǎn)量Q與磨機(jī)直徑D的3.5次方成正比
Q=K1D3.5
K1——常數(shù),取決于磨機(jī)工況及物料條件
而磨機(jī)通料能力q與磨機(jī)直徑D的2次方成正比
q=K2D2
K2——常數(shù)
顯然,隨著磨機(jī)直徑增大,磨機(jī)粉磨能力迅速增大,然而隔倉板通料能力隨磨機(jī)直徑增大幅度有限,跟不上粉磨能力增大的要求。隔倉板通料能力嚴(yán)重束縛了磨機(jī)產(chǎn)量的增加,這正是影響大型球磨機(jī)生產(chǎn)效能發(fā)揮的主要因素!
2.2、磨機(jī)直徑越大研磨體滯留帶的不利影響越大
球磨機(jī)內(nèi)的研磨體必須產(chǎn)生運動才能對物料進(jìn)行沖擊與研磨,沖擊與研磨的能量主要由襯板提代研磨體所獲得。襯板將運動傳遞給緊靠襯板的第一層研磨體,該層研磨體在運動的同時再將運動傳遞給第二層研磨體。研磨體依此向縱深傳遞運動的過程中,必然會產(chǎn)生相對運動,傳遞的速度將一層層地減弱下去。如果研磨體的層數(shù)非常多,在磨內(nèi)必然存在一部分研磨體無法獲得能量而處于相對靜止不動的狀態(tài),這部分研磨體即形成滯留帶。國外專家的研究認(rèn)為,當(dāng)球徑小于磨機(jī)直徑的1/80時,磨內(nèi)將形成滯留帶。因此,磨機(jī)直徑越大研磨體滯留帶的不利影響越大。(如下圖所示)
2.3 工藝設(shè)計缺陷
入磨物料粒度太大且粒徑分布過寬
新型干法水泥廠在石灰石破碎系統(tǒng)一般選用單段(反擊)錘式破碎機(jī),其理想出料粒度指標(biāo)為90%≤25mm(這是老的《工藝管理規(guī)程 》的基本要求),但錘頭磨損到中、后期,其出料粒度會大大增加,有的達(dá)到35mm甚至40mm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于φ4.6m球磨機(jī)的最佳經(jīng)濟(jì)入料粒度5mm ,因此粉磨效率低,電耗高。盡管說大型球磨機(jī)對研磨體的提升高度大 、對入磨物料的沖擊力大,但是,就破碎來講,破碎機(jī)的電能利用率比球磨機(jī)要高數(shù)倍早已有定論。
大型球磨機(jī)選擇性粉碎帶來的弊端
新型干法生料制備多用砂巖作為Si質(zhì)校正料,而大部分砂巖的 高粉磨功指數(shù)級及強(qiáng)金屬磨蝕性使得有效的控制砂巖入磨料度變的困難,許多企業(yè)放松了砂巖的入磨粒度控制,致使砂巖在磨中因選擇性粉碎 而大量滯留于磨內(nèi),惡化了料球比,占用了磨內(nèi)有效容積,使得磨機(jī)粉磨效率進(jìn)一步惡化,嚴(yán)重的還會影響生料質(zhì)量穩(wěn)定。
例如:XX廠因砂巖對破碎機(jī)件磨損嚴(yán)重而致入磨粒度失控,致使后期50mm甚至更大砂巖塊入磨,φ4.6m的生料磨產(chǎn)量從正常的210t/h一周后竟降至150t/h。[Page]
三、解決大型球磨機(jī)的效能措施
3.1、磨前加設(shè)預(yù)粉碎
對現(xiàn)有大型球磨機(jī),應(yīng)盡快選用細(xì)碎機(jī)對主要原料石灰石進(jìn)行充分細(xì)碎,有可能的話應(yīng)當(dāng)按以下三原則配置:
?。?)閉路化:控制入磨粒度(F95≤1.5mm FS>150 ㎡ /kg);
?。?)大型化:細(xì)碎機(jī)能力應(yīng)為磨機(jī)400-500%;
?。?)高耐磨:使用超級耐磨材料,穩(wěn)定入磨物料粒度。
3.2、強(qiáng)化砂巖的磨外預(yù)粉碎將砂巖入磨粒度控制在3mm 以下
3.3、改變研磨體運動軌跡
僅僅有活化襯板是不夠的,應(yīng)通過角螺旋襯板來改變研磨體運動軌跡以大量消除“呆滯”研磨體提高粉磨效率。
3.4提高隔倉板通料能力
采用高強(qiáng)合金鋼版,通過機(jī)械銑削加工出精確光滑的篦縫,提高開孔率,顯著增加隔倉板通料能力。
綜合分析以上各項措施,磨機(jī)增產(chǎn)節(jié)電技術(shù)措施最為成熟可靠,投資回報率最高的當(dāng)屬通過高效預(yù)粉磨技術(shù),大幅度降低入磨物料粒度。以大幅度提高大型磨機(jī)的粉磨效率為首選。
四、當(dāng)前主要預(yù)粉磨技術(shù)方案比較
當(dāng)前應(yīng)用于球磨機(jī)前作為預(yù)粉磨粉碎解決方案主要有:
立磨(典型如CKP磨)、輥壓機(jī)(輥磨機(jī))、細(xì)碎機(jī)(閉路)、錘 磨機(jī),及其他如球破磨、筒輥磨等。
4.1 立磨
特點:
1、粉磨效率高,磨機(jī)增產(chǎn)幅度大(50%-100%);
2、對粘濕物料適應(yīng)性較強(qiáng)(7%);
3、系統(tǒng)造價昂貴(指數(shù)100);
4、節(jié)電較顯著(15%)
4.2 輥壓機(jī)[Page]
特點:
1、粉磨效率高,磨機(jī)增產(chǎn)幅度大(50%-100%)
2、對中、硬物料可良好適應(yīng);
3、系統(tǒng)復(fù)雜、造價昂貴(指數(shù)100-150)
4、節(jié)電一般(>10%)
4.3 細(xì)碎機(jī)
特點:
1、系統(tǒng)簡單投資低(指數(shù)5-10)
2、節(jié)電較顯著(>20%)
3、磨機(jī)增產(chǎn)幅度一般(20%-30%)
廣東駿馬水泥有限公司一條日產(chǎn)3000噸的新型干法生產(chǎn)線,為配套4.3 ×66m的予分解窯,使用了國內(nèi)較大的5.0×10.5m風(fēng)掃磨制備生料,并選用了一臺大型XPCF300型(偏?。┘?xì)碎機(jī),自2004年8月該生產(chǎn)線投產(chǎn)以來,設(shè)備運行良好,節(jié)能增產(chǎn)效果明顯。
數(shù)據(jù)分析
a 磨機(jī)臺時產(chǎn)量大幅度提高。使用細(xì)碎機(jī)后,磨機(jī)臺時產(chǎn)量明顯提高,由不使用細(xì)碎機(jī)時的209.0t/h,提高到266.7t/h,臺時產(chǎn)量提高57.7t/h,增產(chǎn)幅度為28.0%。
b 生料粉磨單位電耗大幅度降低。不使用細(xì)碎機(jī)時,生料磨機(jī)單位電耗為28.2kwh/t,使用細(xì)碎機(jī)后,生料粉磨單位電耗為24.41kwh/t,降低單位電耗為3.79kwh/t,降低幅度為13.44%。
經(jīng)濟(jì)效益評估
生料磨采用細(xì)碎機(jī)后,不但提高了生料磨的臺時產(chǎn)量,而且直接降低了生產(chǎn)單位電耗,按每生產(chǎn)生料節(jié)約電3.79kwh/t,每度電0.6 元計算,每生產(chǎn)一噸生料可節(jié)約電費2.274元,扣除增加細(xì)碎機(jī)后每噸耐磨件材料消耗0.3元/噸,每生產(chǎn)一噸生料可節(jié)約成本為1.974元, 按年產(chǎn)熟料100萬噸,需耗用155萬噸生料粉,則按此計算一年可節(jié)約電費305.97萬元,該項目總投資僅節(jié)電一項可在半年全部收回。
4.4 錘磨機(jī)
特點:
1、磨機(jī)增產(chǎn)效果較好(30-40%)
2、節(jié)電效果顯著(>30%)
3、可適應(yīng)粘濕物料(水分>20%)
4、系統(tǒng)投資少(指數(shù)10-20)
青海樂都水泥有限公司Φ3.2×13m球磨機(jī)加DSM90錘磨機(jī)之后,磨機(jī)臺時產(chǎn)量由原來45噸提升至63噸,增產(chǎn)幅度為40%,節(jié)電20%以上。
若選用DSM150錘磨機(jī),則可增產(chǎn)至72噸,增產(chǎn)幅度為60%,節(jié)電30%以上。
五、現(xiàn)代耐磨材料
現(xiàn)代預(yù)粉磨設(shè)備對耐磨材料提出了更高的要求,超級奧氏體錳鋼、超級 高鉻鑄鐵和金屬陶瓷復(fù)合材料,以及現(xiàn)代堆焊材料應(yīng)運而生。
5.1、 超級奧氏體錳鋼
1-1 合金化
1-2 精練
1-3 凝固控制
1-4 原位增強(qiáng)
1-5 精確熱處理
鄭州鼎盛研制并已大量投放市場的DMn18Cr2/H200C超級高錳鋼在正常情況下比Mn13Cr2提高50-100%使用壽命。在有特別要求條件下甚至可以提高100-200%且可靠性極高。
5.2、 超級高鉻鑄鐵
5.3 金屬陶瓷復(fù)合材料
超高硬度 HRC可達(dá)65-70
高耐磨性
高性價比
六、結(jié)語
通過運用高效預(yù)粉磨設(shè)備大幅度降低入門物料粒度,大幅度提高磨機(jī)粉磨效率,提高經(jīng)濟(jì)效益的有效手段使用了超級耐磨材料的“錘磨機(jī)”系統(tǒng)是廉價的高效率粉磨設(shè)備,具有最高的投資回報率。
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