擠壓粉磨技術在水泥廠粉磨系統(tǒng)技術改造中的應用(1)

1 前言
　　輥壓機及擠壓粉磨技術經過十余年的應用與完善已日趨完熟，不僅將其自身的高效節(jié)能的特點得以充分體現(xiàn)，而且隨著主機可靠性的提高和工藝系統(tǒng)的完善，系統(tǒng)運轉率得到大幅度提高。無論在國外還是在國內都已成為新建水泥生產線，尤其是大型水泥生產線粉磨系統(tǒng)的優(yōu)選方案。此外由于輥壓機可以和打散分級機、球磨機、選粉機等構成多種粉磨工藝流程，滿足不同生產線的產量要求和產品質量要求；并且，由于輥壓機系統(tǒng)占地面積小，布置方便，因而在水泥廠粉磨系統(tǒng)的技術改造中也得到廣泛的應用。本文僅就我院輥壓機在水泥廠粉磨系統(tǒng)技術改造中的應用情況作一簡要的介紹。
2 擠壓粉磨主要工藝流程及技術特點
2.1 系統(tǒng)主機性能特點
　　作為完整的擠壓粉磨工藝系統(tǒng)的主機，包括輥壓機、打散分級機/球磨和選粉機等，球磨機和選粉機是水泥廠最常用的設備，不再介紹，這里僅就輥壓機和打散分級機的工藝性能特點簡介如下。
2.1.1 輥壓機工藝性能特點
　a。輥壓機采用高壓料層粉碎原理，對物料進行擠壓粉碎。由于所施壓力大大超過物料的強度，所以在擠壓過的物料中產生大量的微粉（一般水泥粉磨在一次擠壓的物料中0.08mm以下含量占20%~30%）；同時，由于存在選擇性粉碎的特征，因而即使在料餅中也存在著未擠壓好的顆粒。
　b。由于輥壓機磨輥兩端面存在邊緣效應，因而約有10%~20%未經充分擠壓壓的物料混于出料中。
　c。 鑒于上述原因，就造成了擠壓后的物料不僅顆粒分布很寬，而且易磨性差異很大（見表1）。
　表1 某立窯廠HFC800/200輥壓機一次擠壓水泥的顆粒分布
粒度(mm)/百分比(%)：
(＞15 /0)(15.0~10.0/2.1)(10.0~5.0/9.3)(5.0~3.0/15.1)(3.0~0.8/17.2)(0.8~0.2/12.4)(0.2~0.08/11.2)(＜0.08/32.7)

2.1.2 打散分級機工藝性能特點
　a。 打散分級機是為解決輥壓機存在的上述問題而開發(fā)的，它將輥壓機擠壓后的物料打后分選出細粉（0.5~2.5mm），送入后序的粉磨系統(tǒng)，而粗顆粒則返回輥壓機重新擠壓。
　b。 由于打散分級機可以通過變頻調速調整入球磨機物料的粒徑，因而可以合理分配輥壓機和球磨機的負何，使整個粉磨系統(tǒng)處于最佳的運行狀態(tài)。
2.2 擠壓粉磨主要工藝流程
　　擠壓粉磨工藝主要有：預粉磨工藝、混合粉磨工藝、半終粉磨工藝、聯(lián)合粉磨工藝及終粉磨工藝。在水泥廠粉磨系統(tǒng)技術改造中，通常采用預粉磨、半終粉磨和聯(lián)合粉磨工藝，因此，僅就這三種工藝的特點介紹如下：
2.2.1 擠壓預粉磨工藝
　　預粉磨工藝是將入球磨機的物料由輥壓機擠壓預處理，而后送入球磨機粉磨產品（見圖1）。由于輥壓機存在上述特性，送入球磨機中大于5mm的物料，隨著輥壓機進料裝置的磨損而增加，造成粉磨系統(tǒng)產量降低。此外，為了破碎這些少量的5mm以上大顆粒，而不得不使用大規(guī)格的研磨體，造成球磨機研磨能力的下降，粉磨系統(tǒng)工藝參數(shù)不盡合理，造成技術經濟指標不高。
2.2.2 擠壓職合粉磨工藝
　　擠壓聯(lián)合粉磨工藝是將擠壓后的物料（包括料餅和邊部漏料），先經打散分級機打散分選，小于一定粒徑的半成品（0.5~3.0mm）送入原有的球磨機粉磨至成品，分選出的粗顆粒返回轉輥壓機再次擠壓（圖2所示）。原有的球磨可以是開路，也可以是閉路。通過打散分級機調整入球磨的物料粒徑，分配輥壓機和球磨機系統(tǒng)的負荷，使系統(tǒng)工藝參數(shù)得到優(yōu)化，輥壓機磨輥邊緣效應所產生的大顆粒物料通過打散分級機返回輥壓機重新擠壓，基本消除了輥壓機的運行狀態(tài)對后續(xù)球磨機系統(tǒng)的影響，同時由于入磨物料的最大粒徑得到有效的控制，球磨機一倉球徑大幅度下降，研磨能力得到加強，同時，球徑的降低使球磨機的故障率得到有效控制。但是，由于打散分級機的成品中含有40~50%小于0.08mm的細粉，這些細粉直接送入球磨機，其產品必然是微粉含量高，顆粒分布寬。因而后續(xù)球磨機系統(tǒng)必須根據(jù)產品需要作優(yōu)化調整。
2.2.3 擠壓半終粉磨工藝
　　擠壓半終粉磨工藝是將打散分級機的半成品與后續(xù)球磨機的出磨物料一同送入選粉機分選（見圖3），也就是說一部分產品未經過球磨機而直接由輥壓機和選粉機直接產生。這種粉磨系統(tǒng)的特點是產品的顆粒分布窄，均勻性系數(shù)高。由于這種工藝流程選粉機的入料與一般閉路磨系統(tǒng)的有較大差別，因而，選粉機的選型就顯得尤為重要。與擠壓聯(lián)合粉磨工藝相同，由于粉磨機研磨體的最大粒徑和平均粒徑的大幅度降低，球磨機系統(tǒng)的運轉率得到較大的提高。

3。 生料粉磨系統(tǒng)改造中擠壓粉磨技術的應用
3.1 生料粉磨系統(tǒng)改造的主要特點
　　生料粉磨系統(tǒng)改造的目的一般是為了滿足窯系統(tǒng)產量提高的要求，另外，兼顧節(jié)能、降耗及環(huán)保、收塵要求。生料粉磨通常以0.08mm和0.2mm方孔篩的篩余來控制，并且，以控制0.2mm篩余小于1.0~1.5%時，0.88mm篩余可以放寬至10~16%。而成品中不需要有一定的顆粒組成和大量的微細粉。所以，生料粉磨系統(tǒng)的改造必須圍繞著如何提高以0.08mm和0.2mm為切割粒徑的粉磨效率。
3.2 擠壓粉磨工藝選擇
　　根據(jù)生料粉磨系統(tǒng)技術改造的特點，在選用輥壓機以增強系統(tǒng)粉磨能力的同時，必須著重考慮系統(tǒng)的選粉能力，以解決系統(tǒng)在0.08mm，尤其是0.2mm的分級效率，減少過粉磨，最大幅度地提高系統(tǒng)產量。
　　由于經輥壓機擠壓過的物料含有大量的細粉（0.08mm以下的細粉為30%左右），這些細粉在進球磨機之前就先被分選出來，必然會提高粉磨效率，因而，可以大幅度提高系統(tǒng)產量。所以對于生料粉磨最佳的改造方案應該是擠壓半終粉磨系統(tǒng)，并且應該使用第三代高效選粉機，聯(lián)合粉磨系統(tǒng)次之，預粉磨系統(tǒng)效率較低。
　　采用擠壓半終粉磨工藝，使一部分成品由輥壓機和選粉機直接產生并分選出來，減注了球磨機的通過量對整個粉磨系統(tǒng)的限制，所以就我們現(xiàn)在所掌握的技術，可以使原有的球磨機系統(tǒng)粉磨能力提高100~150%；而聯(lián)合粉磨工藝則受到球磨機的限制，產量提高約80%；預粉磨工藝則由系統(tǒng)工藝系統(tǒng)參數(shù)得不到優(yōu)化只能提高30~40%。