對(duì)水泥粉磨串聯(lián)工藝的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

2007-06-05 00:00  留言

　所謂串聯(lián)工藝是指兩臺(tái)球磨機(jī)串聯(lián)運(yùn)行。有的廠家采用二級(jí)閉路粉磨工藝，有的廠家采用前一級(jí)閉路后一級(jí)開路工藝。近幾年由于燒成技術(shù)的不斷進(jìn)展，熟料產(chǎn)質(zhì)量提高后，水泥粉磨能力相對(duì)偏小。許多廠家在技改時(shí)大多選擇了增加1臺(tái)磨機(jī)，兩磨共用1套配料設(shè)施的方案，而在選擇具體工藝流程上，由于增加磨頭分流倉(cāng)工藝上較復(fù)雜，或受現(xiàn)有土建結(jié)構(gòu)和空間位置的限制，許多廠家選擇了串聯(lián)工藝，因此近幾年串聯(lián)工藝在技術(shù)改造中采用的較多。本文結(jié)合我廠串聯(lián)工藝近兩年來(lái)的運(yùn)行情況，對(duì)水泥粉磨串聯(lián)工藝談幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)，與同行交流。

1　串聯(lián)工藝的運(yùn)行情況

　　
1.1　工藝流程
　　我廠串聯(lián)工藝流程和主機(jī)設(shè)備的規(guī)格見圖1。
　　

　　圖1　串聯(lián)工藝流程

1.2　運(yùn)行情況
　　

該系統(tǒng)1998年3月至1999年5月的月平均臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、水泥綜合電耗及與非串聯(lián)工藝同等規(guī)格磨機(jī)噸水泥電耗的對(duì)比見表1。所得水泥的物理化學(xué)性能對(duì)比如表2。

表1 1998年3月～1999年5月串聯(lián)粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量及電耗統(tǒng)計(jì)

月份		3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	1	2	3	4	5	平均
產(chǎn)量/(t/h)		25.0	24.6	25.6	24.6	23.5	23.3	24.0	24.9	25.7	26.4	26.8	27.1	27.4	27.6	26.9	25.60
電耗/(kWh/t)	串聯(lián)工藝	31.1	27.8	30.5	31.4	28.3	32.6	29.1	32.3	32.3	26.9	28.1	27.7	27.8	29.1	29.6	29.67
	Φ1.83m×6.4m	33.2	32.9	31.8	33.6	31.9	35.7	31.9	33.3	33.7	31.7	32.5	33.1	33.2	31.6	34.1	32.78
	Φ2.2m×7m	31.7	30.9	32.1	31.5	30.8	32.1	31.8	32.5	31.9	30.8	31.1	31.9	32.1	31.6	31.9	31.60

表2 串聯(lián)磨與閉路磨粉磨水泥性能對(duì)比

粉磨形式	細(xì)度/%	標(biāo)準(zhǔn)稠度/%	凝結(jié)時(shí)間/h∶min		抗壓強(qiáng)度/MPa		抗折強(qiáng)度/MPa
粉磨形式	細(xì)度/%	標(biāo)準(zhǔn)稠度/%	初凝	終凝	3d	28d	3d	28d
閉路磨	3.0	28.3	3∶59	5∶28	28.1	51.7	4.6	8.9
串聯(lián)磨	3.1	29.4	3∶01	4∶57	29.6	50.6	4.7	8.6

　　該系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)率年均達(dá)到89%以上。

2　對(duì)串聯(lián)工藝的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

　　
2.1　簡(jiǎn)化流程
　　串聯(lián)工藝能夠簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝流程，減少技改工程量，縮短技改時(shí)間，降低技改費(fèi)用。
　　

2臺(tái)磨共用1套配料設(shè)施，若使2臺(tái)磨機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，采用非串聯(lián)工藝，可行性較好的方案就是實(shí)施磨頭分流工藝，我廠在本次技改方案設(shè)置時(shí)，也曾考慮過(guò)該種方案，但需新增設(shè)備，系統(tǒng)較為復(fù)雜，工程量較大，工藝布置較為困難。采用串聯(lián)工藝，工藝流程簡(jiǎn)化，降低了技改費(fèi)用，而且贏得了技改時(shí)間。

2.2　提高粉磨效率
　　

1)以我廠實(shí)際情況看，在無(wú)熟料預(yù)破碎設(shè)施，入磨粒度相同的情況下，Φ2.2m磨機(jī)一倉(cāng)的破碎效率要高于Φ1.83m磨機(jī)。串聯(lián)工藝物料的破碎都在Φ2.2m磨內(nèi)完成，Φ1.83m磨機(jī)只起研磨作用，有利于發(fā)揮2臺(tái)磨機(jī)各自的特性。
　　

2)我廠旋風(fēng)式選粉機(jī)系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率一般在80%～110%之間，Φ2.2m磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量按15t/h計(jì)算，其回粉量在12～16.5t/h，可見，非串聯(lián)工藝的回粉量占磨頭入磨物料的量比較大。串聯(lián)工藝通過(guò)控制循環(huán)負(fù)荷率和采取工藝措施增大第二級(jí)磨機(jī)處理物料的能力，可以大大減少甚至杜絕回到大磨破碎倉(cāng)的粗粉量，這樣一方面有效減輕粗粉在破碎過(guò)程中的緩沖作用，提高破碎效率；另一方面因破碎倉(cāng)的研磨能力較弱，破碎倉(cāng)很大程度上只是粗粉進(jìn)入研磨倉(cāng)的一個(gè)通道，大量的粗粉占用了破碎倉(cāng)的有效空間，降低了破碎倉(cāng)的利用率。
　　

3)串聯(lián)工藝第一級(jí)磨機(jī)的粗粉直接進(jìn)入研磨能力較好的小型磨機(jī)研磨，物料在粉磨設(shè)備內(nèi)的停留過(guò)程基本都處于有效粉磨狀態(tài)。

2.3　采用串聯(lián)工藝應(yīng)注意的問(wèn)題
　　1)第一級(jí)磨機(jī)破碎倉(cāng)與研磨倉(cāng)的長(zhǎng)度比例。
　　

串聯(lián)工藝物料的破碎都在第一級(jí)磨機(jī)的破碎倉(cāng)進(jìn)行，因此第一級(jí)磨機(jī)破碎倉(cāng)的長(zhǎng)度同非串聯(lián)工藝相比，應(yīng)該適當(dāng)放大。以我廠為例，串聯(lián)工藝第一級(jí)Φ2.2m×7m磨機(jī)前后兩倉(cāng)的長(zhǎng)度經(jīng)調(diào)整最終確定為3.75m與2.75m，采用其它規(guī)格磨機(jī)的廠家，可根據(jù)本單位的具體情況確定破碎倉(cāng)與研磨倉(cāng)的比例，否則，破碎倉(cāng)破碎能力不足，會(huì)制約磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量的提高。有條件的企業(yè)可增加預(yù)破碎(細(xì)碎)設(shè)施。
　　

2)第一級(jí)閉路粉磨工藝選粉系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率的選擇。
　　

從我廠串聯(lián)工藝運(yùn)行的情況看，第一級(jí)閉路粉磨工藝選粉系統(tǒng)的循環(huán)負(fù)荷率是一個(gè)非常重要的參數(shù)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的探索，認(rèn)為保持在100%±10%之間較為適宜。過(guò)高，在第二級(jí)磨機(jī)的處理能力基本保持不變的情況下，回到第一級(jí)磨機(jī)的物料量將會(huì)增大，影響系統(tǒng)的產(chǎn)量；過(guò)小，一方面限制了第一級(jí)磨機(jī)能力的發(fā)揮，另一方面表現(xiàn)為第二級(jí)粉磨系統(tǒng)的負(fù)荷不足，也影響系統(tǒng)的產(chǎn)量。因此該參數(shù)的選擇應(yīng)引起采用串聯(lián)工藝的廠家的重視。
　　

3)應(yīng)注意調(diào)控第二級(jí)磨機(jī)的成品細(xì)度，前后兩級(jí)磨機(jī)所得成品應(yīng)混合入庫(kù)，加強(qiáng)入庫(kù)水泥的均化。
　　

采用串聯(lián)工藝后，由于第一級(jí)磨機(jī)破碎倉(cāng)與研磨倉(cāng)長(zhǎng)度的調(diào)整，往往使得研磨倉(cāng)長(zhǎng)度縮短，研磨能力不足，雖然從細(xì)度指標(biāo)(0.08mm方孔篩篩余)上看，與其它磨機(jī)所得成品并沒(méi)有區(qū)別，但從比表面積上對(duì)比，則表現(xiàn)出一定的差別，反應(yīng)在顆粒級(jí)配上表現(xiàn)出一定的不合理性，細(xì)粉量偏少，反應(yīng)在強(qiáng)度上則表現(xiàn)出早期強(qiáng)度偏低，見表3、4所示。

表3 兩臺(tái)磨機(jī)細(xì)度指標(biāo)對(duì)比

磨機(jī)級(jí)數(shù)與規(guī)格	出磨細(xì)度/%	回粉細(xì)度/%	循環(huán)負(fù)荷/%	產(chǎn)量/(t/h)	產(chǎn)品細(xì)度/%	比表面積/(m²/kg)	選粉效率/%
第一級(jí)磨機(jī) Φ2.2m×7m	30	56.6	102	15	2.9	280	68.7
第二級(jí)磨機(jī) Φ1.83m×6.4m	11.4	26.7	63.3	12.7	1.4	397	67.3

表4 兩種工藝生產(chǎn)水泥的性能對(duì)比

工藝類別	細(xì)度/%	比表面積 /(m²/kg)	凝結(jié)時(shí)間/h∶min		抗折強(qiáng)度/MPa		抗壓強(qiáng)度/MPa
工藝類別	細(xì)度/%	比表面積 /(m²/kg)	初凝	終凝	3d	28d	3d	28d
非串聯(lián)工藝單級(jí)閉路	2.9	305	3∶49	5∶07	4.7	8.9	28.3	50.2
串聯(lián)工藝第一級(jí)系統(tǒng)成品	2.9	278	4∶56	6∶01	4.1	7.8	26.4	49.8
串聯(lián)工藝前后兩級(jí)混合均化料	2.8	313	3∶20	4∶42	4.9	8.7	29.9	50.6

　　但是串聯(lián)工藝不能僅從第一級(jí)成品的質(zhì)量情況分析串聯(lián)工藝所得成品的質(zhì)量，如果合理調(diào)整第二級(jí)粉磨系統(tǒng)的成品細(xì)度指標(biāo)，并采取各種相應(yīng)的工藝措施，不但能夠克服串聯(lián)工藝第一級(jí)粉磨系統(tǒng)由于研磨能力不足造成細(xì)粉量偏少的缺陷，而且還能夠調(diào)配優(yōu)化成品顆粒級(jí)配，提高水泥質(zhì)量。為此，我們采取的工藝措施包括以下幾個(gè)方面:
　　

①將第二級(jí)粉磨系統(tǒng)的篩余細(xì)度指標(biāo)控制為0.08mm方孔篩小于1.5%，比表面積控制在370～410m²/kg。
　　

最初我們采取的方法是Φ1.83m×6.4m磨機(jī)不設(shè)隔倉(cāng)板，把其作為一個(gè)大的研磨倉(cāng)，采用小鋼段作研磨體，在出料端設(shè)置擋料環(huán)，以適當(dāng)提高磨內(nèi)存料量，提高研磨效率。實(shí)踐證明，該種方案物料在磨內(nèi)流速難以控制，出磨物料細(xì)度難以控制，出磨物料的量也經(jīng)常出現(xiàn)波動(dòng)，研磨效率其實(shí)并不高，喂入的物料中夾雜的一些3～6mm的顆粒在磨內(nèi)也不能有效破碎，磨機(jī)處理物料的能力僅能維持在7～9t/h。為此我們又重新設(shè)置了隔倉(cāng)板，把該磨分為兩個(gè)倉(cāng)，其中一倉(cāng)長(zhǎng)2m，二倉(cāng)長(zhǎng)3.8m，仍保存擋料環(huán)，在二倉(cāng)仍沿用原來(lái)規(guī)格的鋼段，一倉(cāng)采用Φ60～Φ40mm的鋼球作研磨體，這樣改造后，磨機(jī)的出磨細(xì)度基本上趨于穩(wěn)定，其對(duì)物料的處理能力達(dá)到9～11t/h，系統(tǒng)產(chǎn)量平均比過(guò)去提高了1.1t/h，但還不能很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)該級(jí)粉磨系統(tǒng)細(xì)度的控制指標(biāo)。通過(guò)查找資料，參照超細(xì)磨的一些思路，我們又一次對(duì)該磨機(jī)進(jìn)行技改，分為三倉(cāng)，前兩倉(cāng)用鋼球作研磨體，后一倉(cāng)用鋼段作研磨體，實(shí)踐證明，分為三倉(cāng)后，該級(jí)粉磨系統(tǒng)產(chǎn)品細(xì)度的合格率基本上達(dá)到100%，該級(jí)粉磨系統(tǒng)對(duì)物料的處理能力達(dá)到11～13t/h，效果較為理想。
　　

②兩級(jí)磨機(jī)的成品混合入庫(kù)。
　　

從我廠串聯(lián)工藝的流程圖中可以看到，兩級(jí)磨機(jī)各自的成品在出選粉機(jī)后就混合在一起了，這樣在經(jīng)過(guò)水平輸送設(shè)備、豎直提升設(shè)備輸送過(guò)程中，兩級(jí)磨機(jī)所得成品的混合料就有一個(gè)混合均化的過(guò)程，入庫(kù)出庫(kù)過(guò)程中，混合物料又得到了均化。
　　

③通過(guò)機(jī)械倒庫(kù)、多庫(kù)搭配，加大水泥均化的力度。
　

　采用串聯(lián)工藝加大水泥均化力度尤為重要，具有雙層的含意，一是傳統(tǒng)意義上的均化目的，二是兩級(jí)磨機(jī)所得不同性質(zhì)的成品的充分混合均化。
　

　4)應(yīng)注意磨機(jī)轉(zhuǎn)速的合理選擇。
　　

第一級(jí)粉磨系統(tǒng)承擔(dān)著串聯(lián)系統(tǒng)全部的破碎功能，因此要求其研磨體的沖擊能力要強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)的沖擊次數(shù)要多一些，研磨體的運(yùn)動(dòng)軌跡呈拋落狀態(tài)，這除了在襯板型式上作些選擇，研磨體級(jí)配上作些調(diào)整外，磨機(jī)的轉(zhuǎn)速還宜向提高的趨勢(shì)調(diào)整。相反，串聯(lián)工藝的第二級(jí)粉磨系統(tǒng)，則主要是利用其研磨功能。研磨體在瀉落狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)，有助于提高磨機(jī)的研磨能力，而研磨體在瀉落狀態(tài)運(yùn)動(dòng)，則要求磨機(jī)的轉(zhuǎn)速制度向降低的趨勢(shì)調(diào)整。我廠串聯(lián)工藝所用的Φ2.2m×7m磨機(jī)，在訂貨時(shí)就選擇了高轉(zhuǎn)速23.4r/min，比同規(guī)格磨機(jī)的轉(zhuǎn)速(21.4r/min)高出2r/min，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中效果較好。
　　

5)應(yīng)注意第一級(jí)磨機(jī)隔倉(cāng)板型式的選擇。
　　

我廠Φ2.2m×7m磨機(jī)的隔倉(cāng)板選用了雙層提升式，這樣做的目的有兩個(gè):
　　

①研磨倉(cāng)所占的長(zhǎng)度比例相對(duì)小一些，致使第一級(jí)粉磨系統(tǒng)研磨能力稍顯不足，選用雙層提升式隔倉(cāng)板，合乎要求的物料被強(qiáng)制通過(guò)隔倉(cāng)板進(jìn)入研磨倉(cāng)，兩倉(cāng)料面的差異不會(huì)影響物料的流速，這樣，研磨倉(cāng)填充系數(shù)就可以適當(dāng)加大一些，以增強(qiáng)研磨能力；
　　

②選用提升式雙層隔倉(cāng)板，可以加快物料在磨內(nèi)的流速，利于提高磨機(jī)的產(chǎn)量。
2.4　前后兩級(jí)磨機(jī)的能力匹配
　　

對(duì)于旋風(fēng)式選粉機(jī)組成的一級(jí)圈流磨，循環(huán)負(fù)荷率、選粉效率、比生產(chǎn)率之間的關(guān)系經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表5所示。

表5 一級(jí)圈流磨系統(tǒng)選粉機(jī)的工藝參數(shù)

循環(huán)負(fù)荷率/%	50	100	200	300	400
選粉效率/%	84.5	72.5	55	44	37
比生產(chǎn)率	0.770	0.858	0.895	0.902	0.912

從表5看出，循環(huán)負(fù)荷率從100%提高到300%，選粉效率則從72.5%降低到44%，而比生產(chǎn)率則僅有0.044的增長(zhǎng)，因此對(duì)于一級(jí)圈流磨系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率合適的范圍為100%～200%。而對(duì)于串聯(lián)粉磨工藝，因?yàn)榇址壑挥泻苌僖徊糠只蛲耆换氐揭患?jí)磨機(jī)內(nèi)，那么從選粉效率和選粉機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度考慮，在不影響選粉機(jī)正常處理能力的情況下，我們經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，認(rèn)為一級(jí)磨選粉機(jī)的循環(huán)負(fù)荷率在90%～150%之間較為適宜，在這個(gè)區(qū)間，選粉效率在60%～75%之間。對(duì)于我廠的串聯(lián)粉磨工藝，如果一級(jí)磨的循環(huán)負(fù)荷率在90%～150%之間，Φ2.2m×7m磨機(jī)的產(chǎn)量為15t/h，那么出一級(jí)磨選粉機(jī)的粗粉量變化區(qū)間在13.5～22.5t/h，這個(gè)區(qū)間就是二級(jí)磨若實(shí)現(xiàn)與一級(jí)磨能力相匹配所必須具有的能力，那么該串聯(lián)磨系統(tǒng)二級(jí)磨可供選擇的規(guī)格一般就有Φ1.83m×6.4m，Φ1.83m×7m，Φ2.2m×6.5m，Φ2.2m×7m。我們認(rèn)為在上述四種規(guī)格的磨機(jī)中，無(wú)論選擇哪一種規(guī)格組成的串聯(lián)工藝，都可視為能力匹配的，只是二級(jí)磨機(jī)的規(guī)格不同，所選擇的一級(jí)磨機(jī)的循環(huán)負(fù)荷不同而已。我廠是在原有Φ1.83m×6.4m水泥磨的基礎(chǔ)上新增一臺(tái)Φ2.2m×7m磨機(jī)技改而成的串聯(lián)工藝，一級(jí)磨選粉機(jī)的循環(huán)負(fù)荷率選擇在100%±10%，此時(shí)，從穩(wěn)流分流小倉(cāng)溢流回到Φ2.2m×7m磨機(jī)的粗粉量只有1～3t/h，這從穩(wěn)定Φ1.83m×6.4m磨機(jī)的入料量，充分發(fā)揮二級(jí)磨的能力的角度來(lái)看，也是需要的。
　　

總之，采用串聯(lián)工藝，不能僅停留在流程上的串聯(lián)，還必須根據(jù)串聯(lián)工藝的特點(diǎn)采取一些相應(yīng)的工藝技術(shù)措施，挖掘發(fā)揮出串聯(lián)工藝的潛能，起到事半功倍的效果。

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