采用棒磨作為水泥預(yù)粉磨的試驗(yàn)研究

60年代成功開發(fā)了濕法棒球磨,近些年來(lái)一些水泥廠將其用于干法粉磨,取得了很好的效果。我們于1997年在河南某廠將棒磨作為水泥預(yù)粉磨設(shè)備,并與球磨機(jī)組成半終粉磨系統(tǒng),通過(guò)近一年來(lái)運(yùn)行,在生產(chǎn)中取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 原破碎系統(tǒng)簡(jiǎn)介

  該廠原有熟料破碎系統(tǒng)為:出窯熟料經(jīng)一級(jí)PEX250/1000細(xì)顎破碎機(jī)入熟料庫(kù),配料后混合料經(jīng)二級(jí)破碎———1500立式反擊破碎機(jī)加回轉(zhuǎn)篩的閉路篩分系統(tǒng)。

2 存在的問(wèn)題

  入磨物料粒度情況見(jiàn)表1。

表1 入磨物料粒度
粒徑/mm >12 5~12 0.9~5 0.2~0.9 < 0.2
含量/% 5.08 32.09 31.92 20.83 8.08

  由表1可見(jiàn),大于5mm的顆粒含量占了37%左右,使球磨機(jī)負(fù)荷太重,影響產(chǎn)量,增加了能耗。同時(shí),該廠擴(kuò)建3號(hào)窯,原系統(tǒng)不能滿足需要。此外,原系統(tǒng)除鐵困難,一旦金屬塊進(jìn)入破碎腔后,易打壞反擊板和錘頭,降低錘頭使用壽命,并產(chǎn)生非常大的震動(dòng)和噪音。因此,選擇采用工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠的棒磨為預(yù)粉磨系統(tǒng)。

3 改造方案

  
3.1 設(shè)備改造
  該廠采用一臺(tái)閑置的風(fēng)掃磨進(jìn)行改造。主要改造風(fēng)掃磨內(nèi)部結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速和增加卸料篦板等。改造前后有關(guān)參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 設(shè)備改造前后有關(guān)參數(shù)
風(fēng)掃磨 棒 磨
規(guī)格型號(hào):Φ2.5m×3.9m 有效直徑:2.5m
電機(jī)型號(hào):JRQ158-8 有效長(zhǎng)度:3.6m
功率:380kW 棒長(zhǎng):3.5m
傳動(dòng)方式:齒輪減速傳動(dòng) 磨機(jī)轉(zhuǎn)速:18.65r/min
磨機(jī)轉(zhuǎn)速:20r/min 襯板型式:小波紋
研磨體裝載量:25t 固定方式:螺栓固定
生產(chǎn)能力:10t/h 篦板型式:放射型單層篦板
篦孔:6~8mm
研磨體總裝載量:21.45t
生產(chǎn)能力:55t/h


3.2 流程改造
  

拆除原二破系統(tǒng),采用棒磨作為預(yù)粉磨設(shè)備,并且和球磨一起組成半終粉磨系統(tǒng)。棒磨易產(chǎn)生亂棒現(xiàn)象,該廠采用庫(kù)底配料,電子皮帶秤控制喂料量,保證喂料均勻,以避免發(fā)生亂棒現(xiàn)象。工藝流程如圖1所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn),增加棒磨后,入球磨物料粒度分布發(fā)生巨大變化,詳見(jiàn)表3。
  

 

  圖1 改造后預(yù)粉磨系統(tǒng)工藝流程
  

1.PEX250/1000細(xì)顎破碎機(jī);2.TH315斗式提升機(jī);3.配料電子皮帶秤;4.B500皮帶機(jī);5.Φ2.5m×3.9m棒磨;6.TH400斗式提升機(jī);7.Φ4.0m高效離心式選粉機(jī);8.1號(hào)磨頭倉(cāng);9.2號(hào)磨頭倉(cāng)

表3 改造后入球磨物料粒度
粒徑/mm >5.0 5.0~2.0 2.0~0.9 0.9~0.5 < 0.5
含量/% 10.91 27.50 10.67 12.78 38.20

3.2.1 調(diào)整球磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)
  

采用棒磨作預(yù)粉磨后入球磨物料大于5mm的顆粒含量從37%大幅下降到10.91%,因此對(duì)球磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)作了相應(yīng)調(diào)整。首先,縮短一倉(cāng)長(zhǎng)度,將隔倉(cāng)板前移一塊襯板的長(zhǎng)度,一倉(cāng)長(zhǎng)度由原來(lái)的2.75m縮短到2.25m。其次,將隔倉(cāng)板篦縫間距由原來(lái)的10~12mm減小為6~8mm。

3.2.2 調(diào)整配球方案
  

入磨物料變細(xì),為提高球磨機(jī)粉磨效率,需減小球磨機(jī)一倉(cāng)平均球徑。將一倉(cāng)鋼球的級(jí)配由Φ90~Φ60mm調(diào)整為Φ60~Φ30mm,平均球徑由Φ70.3mm降為Φ48.0mm。同時(shí)增加二倉(cāng)研磨體裝載量,使用棒磨前后球磨機(jī)配球方案見(jiàn)表4。

表4 使用棒磨前后球磨機(jī)配球方案
時(shí)間 一 倉(cāng) 二 倉(cāng)
Φ90/t Φ80/t Φ70/t Φ60/t Φ50/t Φ40/t Φ30/t 倉(cāng)長(zhǎng)/m 裝載量/t 平均球徑/mm Φ30×35
/t
Φ25×30
/t
倉(cāng)長(zhǎng)
/m
裝載量
/t
改造前 0.6 3.8 5.0 4.6   2.75 14.0 70.3 9.0 8.0 3.45 17
改造后 3.0 5.0 3.5 1.0 2.25 12.5 48.0 8.0 12.5 3.95 20.5


3.2.3 調(diào)整選粉機(jī)結(jié)構(gòu)
  

選粉設(shè)備是一臺(tái)Φ2.5m的旋風(fēng)式選粉機(jī),為了充分發(fā)揮選粉機(jī)工作能力,使磨機(jī)與選粉機(jī)平衡,將小葉片長(zhǎng)度縮短0.1m(18片)。經(jīng)過(guò)調(diào)整后選粉效率由原來(lái)的58.6%提高到68.9%,循環(huán)負(fù)荷率由原來(lái)的175.9%減小到122.4%,因而提高了磨機(jī)產(chǎn)量。

4 使用效果

  棒磨從1997年11月份投入運(yùn)行,入磨粒度控制為不大于60mm,多數(shù)為25~60mm。棒徑選擇Φ80~Φ65mm 4種,開始裝載量為7.15t,結(jié)果產(chǎn)量比計(jì)算值高,達(dá)30t/h左右,但磨機(jī)振動(dòng)較大,襯板螺絲易松動(dòng),出磨粒度偏大。因此,我們改用Φ75~Φ60mm 4種棒,磨機(jī)情況正常,產(chǎn)量降到25t/h左右,出磨細(xì)度較合適。當(dāng)鋼棒裝載量增至14.3t時(shí),棒磨產(chǎn)量為50t/h。此時(shí)棒磨電機(jī)實(shí)際消耗功率為220kW,棒磨選粉機(jī)產(chǎn)量8t/h(細(xì)度5%)。Φ2.2m×6.5m一級(jí)閉路球磨機(jī)產(chǎn)量達(dá)21t/h,若繼續(xù)增加棒磨產(chǎn)量,系統(tǒng)失去平衡。生產(chǎn)實(shí)踐表明,采用棒磨作為預(yù)粉磨取得了三個(gè)較為明顯的效果。
  

第一,改造后入球磨粒度更加均勻,棒磨出磨和經(jīng)選粉機(jī)后入球磨機(jī)粒徑分布見(jiàn)表5。由表可見(jiàn),2mm以下的占90%以上,最大粒徑不超過(guò)5mm,其中有30%左右是通過(guò)0.080mm方孔篩的成品。

表5 棒磨出磨和選粉后入球磨粒徑分布 %
粒徑/mm >5 3~5 2~3 0.9~2 0.2~0.9 0.08~0.2 < 0.08
棒磨出口 0.78 2.54 6.68 14.33 15.21 23.52 31.27
選粉后 1.39 4.67 10.59 19.86 21.34 29.59 12.56

  

第二,改造后產(chǎn)量有所提高,使用棒磨后水泥磨系統(tǒng)產(chǎn)量由原來(lái)的32t/h提高到現(xiàn)在50t/h,產(chǎn)量提高了18t/h,而系統(tǒng)裝機(jī)容量只增加140kW,見(jiàn)表6。

表6 使用棒磨前后生產(chǎn)情況對(duì)比
類 別 1號(hào)磨產(chǎn)量/(t/h) 2號(hào)磨產(chǎn)量/(t/h) 棒磨選粉產(chǎn)量/(t/h) 細(xì)度/% 裝機(jī)容量/kW
改造前 16.2 15.8   < 6 1 100
改造后 21 21 8 < 6 1 240

  

第三,改造前后產(chǎn)品性能無(wú)明顯變化,水泥細(xì)度略有降低。改造前后水泥的性能見(jiàn)表7。

表7 改造前后水泥性能對(duì)比
時(shí)間 安定性 凝結(jié)時(shí)間/(h∶min) 細(xì)度/% 抗壓強(qiáng)度/MPa 抗折強(qiáng)度/MPa
初凝 終凝 3d 28d 3d 28d
改造前 合格 3∶40 5∶08 < 5.0(4.4) 29.6 47.0 4.6 7.4
改造后 合格 3∶45 5∶13 < 5.0(4.3) 29.8 46.7 4.9 7.6

5 結(jié)束語(yǔ)

1)棒磨作為預(yù)粉磨設(shè)備有很多優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)量高,物料在磨內(nèi)停留時(shí)間短,不會(huì)出現(xiàn)“飽磨”現(xiàn)象;棒磨工藝簡(jiǎn)單,管理方便;由于出磨粒度均勻,使球磨配球易解決;鋼棒磨損較鋼球小,材質(zhì)易解決(用45號(hào)圓鋼棒就能滿足需求)。
  

2)棒磨使用中容易出現(xiàn)的問(wèn)題是亂棒,其主要影響因素為喂料量的穩(wěn)定控制與入磨粒度。研究表明,棒磨入磨粒度較球磨機(jī)大,以≤60mm為宜。
  

3)從生產(chǎn)實(shí)際來(lái)看,若選用半終粉磨系統(tǒng),選粉機(jī)規(guī)格不宜太小,以旋風(fēng)式選粉機(jī)為宜。此外,球磨機(jī)也應(yīng)進(jìn)行一些調(diào)整,要避免磨頭進(jìn)料口漏料。一倉(cāng)平均球徑不宜太大,以40mm左右為好。
  

4)采用棒磨作預(yù)粉磨,水泥性能無(wú)明顯變化。


 

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