輥壓機生料終粉磨運用之調(diào)研分析

  摘要：在選擇輥壓機生料終粉磨系統(tǒng)時，一定要慎重考慮輥壓機的粘堵問題，適當(dāng)加大防雨庫存、加強系統(tǒng)保溫措施、加強系統(tǒng)的烘干能力，甚至在破碎系統(tǒng)引入烘干功能，以確保在節(jié)電的同時能正常生產(chǎn)。對于雨水多而且原料含土多的生產(chǎn)條件，在沒有足夠的防濕、防堵措施前，最好不要采用輥壓機用于生料粉磨系統(tǒng)。

  0    引言

  眾所周知，輥壓機和立式輥磨，是近幾年在水泥生料粉磨系統(tǒng)中廣泛采用的節(jié)電設(shè)備，應(yīng)該說都取得了公認(rèn)的節(jié)電效果，但立式輥磨已用于生料終粉磨，而輥壓機大多只用于粉磨系統(tǒng)中的預(yù)粉碎。實踐證明，輥壓機用于生料終粉磨比立式輥磨更加節(jié)電，但為什么遲遲未能推廣呢，還有沒有推廣的價值呢？筆者在這一方面作了一些調(diào)查，與大家交流，僅供參考。

  1   三大系統(tǒng)的投資和節(jié)電比較

  目前生料制備有中卸烘干磨、立磨、輥壓機終粉磨三種方案，由于中卸磨能耗較高（中卸磨電耗為22～26 kW•h/t生料），目前大都采用電耗較低的立磨粉磨（立磨電耗約18 kW•h/t生料），而近幾年將輥壓機終粉磨用于粉磨生料，進(jìn)一步降低了電耗（輥壓機電耗為11～13 kW•h/t生料）。輥壓機終粉磨用于生料制備（圖1），不但節(jié)電效果顯著，而且操作和維護(hù)都較容易，備品備件費用也低得多，應(yīng)該是今后一個發(fā)展方向。表1以2 500 t/d窯系統(tǒng)所配生料制備系統(tǒng)作一對比。

  2   從粉磨原理上看輥壓機是否適合粉磨生料

  就粉磨系統(tǒng)來講，生料的比表面積一般在200 m²/kg左右，在這個階段根本就談不上易磨性，影響產(chǎn)質(zhì)量的主要是易碎性；受易磨性影響的階段，比表面積一般在320 m²/kg以上，這就是水泥了。所以，對原料關(guān)注的應(yīng)該是易碎性，而不是易磨性，輥壓機用于生料粉磨比用于水泥粉磨更適合。生料與水泥相比，并不要求較寬的顆粒級配，而是要控制其最大粒徑。從粉磨效率上講，其顆粒分布越窄、越均齊越好，這也正好適應(yīng)輥壓機的特點。

  對于擠壓力：輥壓機＞立磨＞輥筒磨＞球磨，所以輥壓機最節(jié)能。用于生料粉磨的輥壓機，壓力應(yīng)該多大合適，壓力大擠壓效果肯定好，但我們要的是粉料，壓成料餅不一定是好事，要看料餅中的成品能不能選出來，如果選不出來就沒用了, 所以生料輥壓機提倡寬輥子，就是希望壓強不要太大。

  對于料床的控制力：球磨＞輥筒磨＞立磨＞輥壓機，所以輥壓機對原料粒度、硬度的均一性要求較高。對于水分的適應(yīng)能力：立磨＞球磨＞輥壓機＞輥筒磨，所以輥壓機對原料的水分、粘度適應(yīng)性相對較差，這在系統(tǒng)選擇時要給予充分考慮。

  3   輥壓機終粉磨系統(tǒng)的實際應(yīng)用分析

  輥壓機終粉磨技術(shù)起源于亞東花蓮公司?；ㄉ徆驹O(shè)計為輥壓機加管磨，為了挖掘輥壓機的節(jié)電優(yōu)勢，在停管磨的情況下，進(jìn)行了輥壓機單獨粉磨試驗，取得了意想不到的效果。隨后請洪堡公司進(jìn)行了系統(tǒng)改造，正式改為輥壓機終粉磨系統(tǒng)（圖2），電耗只有11～12 kW•h/t生料。由此開始了在新建公司江西亞東、四川亞東的直接使用。在江西亞東、四川亞東，均采用了由洪堡公司系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)備配套的輥壓機終粉磨系統(tǒng)，單位電耗在11.5 kW•h/t右，取得了良好的節(jié)電效果。鑒于生料輥壓機終粉磨系統(tǒng)具有顯著的節(jié)電效益，而且后續(xù)維護(hù)維修簡單、運行成本低，國內(nèi)已有幾家在運行。

  （1）陜西滿意水泥：采用 Φ2 000 mm×1 600 mm、2×1 800 kW•h 輥壓機，臺時430 t/h，電耗10.7 kW•h/t生料。

  （2）四川亞東水泥：采用Φ1 700 mm×1 800 mm，2×1 800 kW•h 輥壓機，臺時340～350t/h，電耗15～16 kW•h/t生料。

  （3）登封嵩基水泥：采用Φ2 000 mm×1 600 mm，2×1 800 kW•h 輥壓機，臺時430～450t/h，電耗12 kW•h/t生料左右。

  （4）邯鄲太行水泥：采用Φ1 700 mm×1 000mm、2×1 120 kW?h 輥壓機，臺時250 t/h，電耗13.5kW•h/t生料；采用鋼渣配料時，臺時200 t/h，電耗17 kW•h/t生料。

  （5）山西智海水泥：采用Φ1 800 mm×1 000 mm、2×900 kW•h輥壓機，臺時 210～230 t/h，電耗12 kW•h/t生料左右。

  就目前的運行情況來看，臺灣花蓮是雨水多，但含土少，運行良好；邯鄲太行是含土多，但雨水少，運行良好；登封嵩基是新廠設(shè)計，加大了物料堆存，具有較強的抗雨能力，也運行良好；四川亞東是雨水多、含土多、天氣潮濕，經(jīng)常發(fā)生粘堵現(xiàn)象，臺時產(chǎn)量較低，但由于節(jié)電效果還是有的，目前仍在使用。仔細(xì)分析各公司的情況，有成功的，有不理想的，但總體上節(jié)電效果都是值得肯定的，問題主要出在輥壓機的粘堵上。

  在北方干旱地區(qū)沒有太大問題，而同樣在南方多雨地區(qū)為什么有理想的有不理想的呢？進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)：輥壓機終粉磨系統(tǒng)并不怕雨水多，也不怕含土多，怕的是兩者都多，導(dǎo)致輥壓機粘堵。因此，在選擇輥壓機生料終粉磨系統(tǒng)時，一定要慎重考慮輥壓機的粘堵問題，適當(dāng)加大防雨庫存，加強系統(tǒng)保溫措施和系統(tǒng)的烘干能力，甚至在破碎系統(tǒng)引入烘干功能，以確保在節(jié)電的同時能正常生產(chǎn)。對于雨水多而且原料含土多的生產(chǎn)條件，在沒有足夠的防濕、防堵措施前，最好不要采用。

  4   幾個輥壓機終粉磨系統(tǒng)的具體實例

  4.1  四川亞東水泥公司

  1號窯于2006年投產(chǎn)，生料采用了輥壓機終粉磨系統(tǒng)，熟料電耗從石灰石礦山到熟料庫，平均電耗約56 kW?h/t熟料。但輥壓機終粉磨由于原料水分大，運行一直不太理想，主要是物料堵塞，產(chǎn)量較低，故2號、3號窯又采用了立磨系統(tǒng)。輥壓機終粉磨系統(tǒng)雖然不太理想，但工藝和設(shè)備本身沒有發(fā)現(xiàn)什么問題，到目前仍在繼續(xù)使用，所缺生料由立磨系統(tǒng)補充。輥壓機終粉磨實際能力約340～350 t/h，立磨實際能力約430～450 t/h，總體上供3臺窯綽綽有余。四川亞東公司的輥壓機終粉磨生料系統(tǒng)由洪堡公司系統(tǒng)設(shè)計，主要設(shè)備和總體運行情況為：

  輥壓機：Φ1 700 mm×1 800mm，2×1 800 kW?h，洪堡設(shè)備；

  V選：63萬m3/h風(fēng)量，寬×高=2 400 mm×9 100 mm， 洪堡設(shè)備；

  VSK選粉機：Φ4 000 mm輪子，63萬m³/h風(fēng)量，洪堡設(shè)備；

  循環(huán)風(fēng)機：10 600 m3/min風(fēng)量，洪堡設(shè)備；

  設(shè)計：入料粒度≤50 mm（max80mm），產(chǎn)品細(xì)度≤18 %，臺時400 t/h，電耗12 kW?h/t生料；實際：入料粒度50 mm～60 mm，產(chǎn)品細(xì)度16%～17 %，臺時340～350 t/h，電耗15～16 kW?h/t生料。臺時產(chǎn)量低、電耗高，主要是因為物料水分高，粘堵頻繁。石灰石不但含土多，而且水分高，加上四川的潮濕天氣，石灰石水分高達(dá)5%～6%。同樣的系統(tǒng)，在花蓮雨水不比在四川少，但并未影響使用，因為花蓮天氣不潮，石灰石含土少，雨后的石灰石會很快脫水。可見，生料輥壓機終粉磨系統(tǒng)，既不怕雨多，又不怕土多，就怕土多雨也多。

  4.2 登封嵩基水泥公司

  該公司有一條5 000 t/d生產(chǎn)線于2010年3月投產(chǎn)運行。該生產(chǎn)線生料制備系統(tǒng)采用 “輥壓機+V型選粉機+循環(huán)風(fēng)機+臥式選粉機”系統(tǒng)組成，總裝機容量約6 000 kW，正常生產(chǎn)時臺時產(chǎn)量達(dá)到430 t/h，產(chǎn)品細(xì)度200μm篩余小于3%，80μm篩余小于18%，能滿足窯上煅燒。

  該公司采用石灰石、高硅砂巖、低硅砂巖、硫酸渣、粉煤灰五組分配料，主要控制指標(biāo)有KH1.05～1.12，SM3.0～3.45，IM1.42～1.65，生料水分0.3%～0.4%，200μm篩余1.8%～3.3%，80μm篩余18%～20%；fCaO＜1.5% 。系統(tǒng)臺時產(chǎn)量最高能達(dá)到450 t/h，生料電耗12 kW•h/t生料左右，熟料電耗60 kW•h/t熟料左右。該系統(tǒng)的優(yōu)點是：效率比較高，運行平穩(wěn)，噪音低，生料電耗低，維修、維護(hù)工作量都較小，工藝配置簡單，值得推廣應(yīng)用。

  該系統(tǒng)的缺點是：對物料的適應(yīng)性不強，遇到多雨季節(jié)，臺時產(chǎn)量下降較多，不適應(yīng)帶粘性物料的配料。該系統(tǒng)的主要配置如表2。

  4.3 陜西滿意水泥公司

  根據(jù)銅川地區(qū)的自然條件，該廠給5 000 t/d生產(chǎn)線配套了生料輥壓機終粉磨系統(tǒng)。臺時產(chǎn)量平均達(dá)到430 t/h 以上，綜合電耗為10.7 kW•h/t生料。其具體的配置如下：

  輥壓機：CLF Φ2 000 mm×1 600 mm，2×1 800 kW；

  選粉機：VXR型，110 kW；

  循環(huán)提升機：1 400 t/h，220 kW；

  旋風(fēng)筒：4-Φ4 500 mm；

  系統(tǒng)風(fēng)機：70萬m3/h，6 300 Pa，1 800 kW；

  系統(tǒng)裝機功率：5 970 kW；

  設(shè)計系統(tǒng)能力：420 t/h。

  4.4 太行水泥邯鄲本部

  在3臺立波爾窯改為2 500 t/d熟料線后，生料制備系統(tǒng)仍延用原為立波爾窯配套的4臺Φ3.2 m×8.5 m中卸烘干生料磨，能力為4×50 t/h，系統(tǒng)粉磨電耗為28 kW•h/t左右；而且烘干用熱風(fēng)爐，烘干煤耗約8～10 kg/t。為節(jié)電和節(jié)煤計，于2008年上了一套輥壓機生料終粉磨系統(tǒng)，用窯尾廢氣取代了熱風(fēng)爐，取得了節(jié)電和節(jié)煤的雙重效果。經(jīng)過一年多的生產(chǎn)運行及調(diào)整，驗證了該系統(tǒng)的改造是成功的。工藝和設(shè)備系統(tǒng)運行可靠，運行維護(hù)簡單，電耗由28 kW•h/t左右降到了17 kW•h/t左右，煤耗為0。該系統(tǒng)的設(shè)計能力為200 t/h，采用鋼渣配料時實際生產(chǎn)能力達(dá)200～220 t/h，不采用鋼渣配料時預(yù)計可達(dá)250 t/h左右；產(chǎn)品細(xì)度控制在80 μm篩余17%～18%，200μm篩余在3%以下，完全能滿足分解窯的需要。該系統(tǒng)的主機配置如下：輥壓機Φ1 700 mm×1 000 mm，2×1 120 kW，通過量630～760 t/h；V型選粉機32萬m³/h；系統(tǒng)風(fēng)機40萬m³/h，1000 kW•h電機。

  4.5 山西智海榆次水泥

  該廠為2 500 t/d生產(chǎn)線配套的生料粉磨系統(tǒng)，采用Φ1 800 mm×1 000 mm生料輥壓機終粉磨系統(tǒng)，設(shè)計能力為200～220 t/h， 調(diào)試正常后該系統(tǒng)穩(wěn)定在210～230 t/h，生料電耗為12 kW•h/t左右。該系統(tǒng)的主要設(shè)備配置如下：

  V型選粉機：風(fēng)量280 000～360 000 m³/h，阻力1.0～l.5 kPa；

  輥壓機：CLF180-100，通過量：553～844 t/h，功率：2×900 kW；

  動態(tài)選粉機：XR3200，風(fēng)量30～34萬m³/h，220 t/h，75kW；

  旋風(fēng)除塵器：2-Φ4 500 mm，風(fēng)量31～40萬m³/h，阻力1～1.5 kPa；

  循環(huán)風(fēng)機：40萬m³/h，6 200 Pa，l 000 kW；

  系統(tǒng)總裝機功率為：3 100 kW。

  生料輥壓機終粉磨系統(tǒng)于2007年5月10正式投產(chǎn)，從使用情況看，生料細(xì)度0.08 mm篩篩余穩(wěn)定在12%～14%，0.2 mm篩篩余穩(wěn)定在3.0%～5.0%之間。從窯上煅燒來看，由于經(jīng)過輥壓機生產(chǎn)的生料成品多為片狀物料，0.2 mm篩篩余偏粗，但對本地砂巖的結(jié)晶硅有較好的破壞性，在生料成分同樣的情況下與一線球磨機生料相比耐火度下降，反而易于煅燒，熟料fCaO正常穩(wěn)定在1.0%左右，28 d抗壓強度可達(dá)到63 MPa。由于砂巖沒有均化堆棚，在雨季時含水量偏高，而且砂巖破碎采用顎式破碎機，當(dāng)物料粒度不均勻時，輥壓機的輥縫差會偏大，下料不均，造成產(chǎn)量下降10%左右。但只要入輥壓機物料水分不高于8%，適當(dāng)調(diào)整入輥壓機的風(fēng)溫，生料成品水分都可控制在<1.0%。

  5   結(jié)束語

  經(jīng)過以上分析可以看出，輥壓機相比中卸烘干磨和立磨用于生料終粉磨系統(tǒng)更節(jié)能，不但節(jié)電效果明顯，而且操作和維護(hù)都較容易，備品備件費用也低得多，是今后一個有條件的發(fā)展方向。在用于生料終粉磨系統(tǒng)時，輥壓機對原料的水分、粘度適應(yīng)性相對較差，在系

  統(tǒng)選擇時要給予充分考慮。