大型輥壓機(jī)、K型選粉機(jī)在水泥粉磨工藝大型化中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

圖1 開路磨工藝流程圖 

圖2 改造后閉路磨流程圖

　　（2）主機(jī)設(shè)備（見表1）

　　3 項(xiàng)目實(shí)施的幾點(diǎn)創(chuàng)新
　?。?）工藝設(shè)備實(shí)現(xiàn)大型化
　　i國內(nèi)首次使用CLF170×100大型輥壓機(jī),物料處理能力:620t/h(當(dāng)時國產(chǎn)最大規(guī)格的輥壓機(jī))。
　　ii國內(nèi)首次使用VXR3500型帶轉(zhuǎn)子V型選粉機(jī)，處理能力160t/h。
　　iii國內(nèi)首次使用KXW3000新型高效選粉機(jī)，物料處理能力：550t/h。

　　水泥臺時產(chǎn)量：110～180 t/h

　　我們根據(jù)輥壓機(jī)系統(tǒng)裝機(jī)功率與磨機(jī)系統(tǒng)裝機(jī)功率1:1配置，節(jié)能效果最好的原則，在國內(nèi)首次使用了CLF170×100大型輥壓機(jī)和VXR3500帶轉(zhuǎn)子的大型V型選粉機(jī)，充分發(fā)揮大型輥壓機(jī)的預(yù)破碎功能，有效控制入磨物料細(xì)度（入磨物料細(xì)度：80μ篩余<20%，比表面積：220m²/h左右），最大限度的降低水泥電耗。

　?。?）工藝更簡潔緊湊可靠
　　i日照項(xiàng)目設(shè)計(jì)之前，山東山水集團(tuán)采用的輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨工藝中，V型選粉機(jī)選出的細(xì)粉是用旋風(fēng)筒收集入磨的（見圖3）。旋風(fēng)筒收塵效率即使達(dá)到90%，排出風(fēng)中仍含有濃度高達(dá)80～100g/m³的粉塵在循環(huán)風(fēng)機(jī)中循環(huán)，葉輪壽命多在半年之內(nèi)。這樣就降低了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，增加維修費(fèi)用，也存在葉輪磨損而帶來的設(shè)備及人身傷害隱患，給工廠帶來損失。為改進(jìn)該工藝，本項(xiàng)目采用高濃度袋收塵收集V型選粉機(jī)選出的細(xì)粉，在解決磨損帶來的隱患的同時，也簡化了工藝。

　　ii為不增加占地，本項(xiàng)目采用K型選粉機(jī)。K型選粉機(jī)又稱K型內(nèi)循環(huán)選粉機(jī)，是結(jié)合轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)和O-Sepa選粉機(jī)的特點(diǎn)研制的新一代選粉機(jī)。綜合運(yùn)用了懸浮分散技術(shù)、平面渦流分級技術(shù)、內(nèi)循環(huán)收集技術(shù)、凈氣降溫二次分選技術(shù)，與O-Sepa相比具有單機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)工藝流程簡單，操作方便，選粉效率高，細(xì)度和比表面積調(diào)節(jié)控制簡單，投資較省，綜合效益高等優(yōu)點(diǎn)。我們根據(jù)K型選粉機(jī)的特點(diǎn)，改進(jìn)其懸浮分散技術(shù)、凈氣降溫二次分選技術(shù)及內(nèi)循環(huán)收集技術(shù)，將其選粉效率提高到70%～80%（45μm），使系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量得到明顯提高。

圖3

　　iii為簡化工藝環(huán)節(jié)，我們將出V型選粉機(jī)的高濃度含塵（細(xì)粉）氣流的細(xì)粉回收與出磨廢氣的收塵器合二為一，共用一臺風(fēng)機(jī)、一臺設(shè)備，簡化了工藝，減少了設(shè)備故障點(diǎn)，工藝系統(tǒng)的阻力降低，降低了生產(chǎn)電耗。創(chuàng)出了一臺收塵設(shè)備多點(diǎn)收塵、同時處理不同濃度含塵氣體的新思路。

　　4 項(xiàng)目設(shè)計(jì)的技術(shù)依據(jù)
　　(1)工藝系統(tǒng)的確定

表2  各種水泥粉磨系統(tǒng)之比較

　　由表2可以看到，輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)是最先進(jìn)的輥壓機(jī)粉磨工藝，它充分發(fā)揮了輥壓機(jī)的節(jié)能優(yōu)勢。但實(shí)踐證明，該系統(tǒng)包括立磨系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥粒度范圍分布狹窄，水泥需水量較大，如保持稠度相同時，混凝土強(qiáng)度要降低，。另外，該系統(tǒng)大型化難度較大。筒輥磨系統(tǒng)設(shè)備投資巨大。綜合以上比較，加上以往的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，我們?nèi)圆捎幂亯簷C(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。

　　(2)當(dāng)球磨機(jī)規(guī)格確定后，入磨物料粒度、易磨性、產(chǎn)品細(xì)度對系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量起主要作用。
　　i入磨物料粒度對磨機(jī)產(chǎn)能的影響
　　磨機(jī)的相對生產(chǎn)率Kd與入磨粒度d及其產(chǎn)量G的關(guān)系見公式（1）。
　　Kd=G2/G1=（d1/d2）x                    (1)

　　式中,x是與物料性質(zhì)、粉磨細(xì)度等生產(chǎn)條件有關(guān)的指數(shù)，一般在0.10～0.35之間，產(chǎn)品比表面積要求越高，x值越小。因此，要在既定磨機(jī)的條件下達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模，必須盡可能的降低入磨粒度。在日照粉磨站之前，我們已成功設(shè)計(jì)了六條輥壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，φ3.8m×12m球磨生產(chǎn)PO42.5R水泥臺時均可達(dá)到110t/h以上。由于出口水泥要求比表更高（>360m²/kg），因此需加大輥壓機(jī)規(guī)格，以進(jìn)一步降低入磨粒度。

　　ii改善入磨物料易磨性。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)表明：加輥壓機(jī)入磨物料易磨性改善達(dá)25%～33%。

　　(3)輥壓機(jī)規(guī)格的確定依據(jù)
　　由于輥壓機(jī)的電能有效利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于球磨機(jī)，達(dá)到了20%～30%。因此，在輥壓聯(lián)合水泥粉磨系統(tǒng)中，增產(chǎn)降耗須加大輥壓機(jī)的做功。

　　根據(jù)有關(guān)資料，帶輥壓機(jī)的磨機(jī)節(jié)電增產(chǎn)情況見圖4、圖5，圖4表明，G輥/g=3.5時，磨機(jī)電耗≈輥壓機(jī)電耗，輥壓機(jī)和磨機(jī)都發(fā)揮各自較好的作用；圖5表明G輥/g=3.5，N輥/（N輥+N輥）×100%=50%，即N輥=N磨時，帶輥壓機(jī)的磨機(jī)節(jié)電率及增產(chǎn)率達(dá)到最佳狀態(tài)。

圖4

圖5 磨機(jī)加輥壓機(jī)后增產(chǎn)與節(jié)電
注：G輥-輥壓機(jī)物料通過量；g-球磨機(jī)產(chǎn)量；N輥-輥壓機(jī)電機(jī)有效功率；N磨-磨機(jī)電機(jī)有效功率

　　(4)輥壓機(jī)配套的分級設(shè)備選型依據(jù)
　　輥壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中,輥壓機(jī)配套的分級設(shè)備主要有打散分級機(jī)和V型選粉機(jī)。兩種分級系統(tǒng)的主要區(qū)別在于：V型選粉機(jī)靠重力自由落體和風(fēng)力提升進(jìn)行打散分級，分級精度較高，適合分選0.5mm以下的物料；打散分級機(jī)是通過機(jī)械與風(fēng)力進(jìn)行打散分級，分級精度較低，分選粒徑可達(dá)3.0mm。由此可見，V型選粉機(jī)可以更有效的控制并降低入磨物料粒度。根據(jù)公式（1）我們知道采用V型選粉機(jī)可以更有效的提高球磨臺時產(chǎn)量。

　　V型選粉機(jī)分為不帶轉(zhuǎn)子的VX系列和帶轉(zhuǎn)子的VXR系列。VX系列選粉機(jī)帶料比表面積為175m²/kg左右，VXR系列選粉機(jī)可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速使其帶料比表面積在150～350m²/kg范圍內(nèi)可調(diào)。為有效的控制入磨粒度，我們采用VXR系列。

　　5 效果及應(yīng)用情況
　　該項(xiàng)目自投產(chǎn)以來系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)備月運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)96%以上。
　　i入磨物料細(xì)度：80μm篩余<20%；比表面積：220m²/kg左右；
　　ii P.I52.5R型水泥臺時產(chǎn)量130t/h;
　　iii水泥質(zhì)量指標(biāo):比表面積>360m²/kg,45μm篩篩余<2%,假凝指標(biāo)>85%,徹底解決了水泥的假凝問題.國外有的水泥商對我們水泥的1d強(qiáng)度要求>13.1MpPa，我們的1d強(qiáng)度卻達(dá)到了17.8MPa，我們的1d強(qiáng)度要求卻達(dá)到了17.8Mpa以上,滿足了國外客戶的要求。目前日照港粉磨站生產(chǎn)的水泥100%散裝出口。