水泥聯(lián)合（半終）粉磨系統(tǒng)節(jié)能要素分析
摘要：本文以水泥粉磨工序?qū)嶋H生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)為依據(jù)，探討了由預(yù)粉磨設(shè)備（輥壓機(jī)或外循環(huán)立磨）與不同性能的分級(jí)設(shè)備以及粉磨設(shè)備組成的水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)或半終粉磨系統(tǒng)節(jié)能要素與各段的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)，以及通過對(duì)系統(tǒng)診斷分析后所采取的針對(duì)性技術(shù)改進(jìn)措施與實(shí)施后獲得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
關(guān)鍵詞：聯(lián)合（半終）粉磨系統(tǒng) 節(jié)能要素 措施 效果
引言
水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)或半終粉磨系統(tǒng)由預(yù)粉磨設(shè)備（輥壓機(jī)或外循環(huán)立磨）、不同性能的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)分級(jí)設(shè)備以及粉磨、成品顆粒整形設(shè)備（管磨機(jī)）等幾段組成，每一段獲得的物料粒徑均不相同，整個(gè)系統(tǒng)中各段之間的接口都非常重要。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，即使是采用兩套完全相同的系統(tǒng)配置，粉磨不同性質(zhì)的物料，由于易磨性與水分、溫度各異，所獲得的系統(tǒng)產(chǎn)量與能耗指標(biāo)也不同?，F(xiàn)有的水泥粉磨系統(tǒng)均存在一定的節(jié)電空間，只有不斷完善技術(shù)細(xì)節(jié)，采取相應(yīng)的技術(shù)措施持續(xù)改進(jìn)，才能逼近更低的粉磨電耗指標(biāo)。
筆者通過長(zhǎng)期在生產(chǎn)一線的走訪與調(diào)研，了解到一部分企業(yè)水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)或半終粉磨系統(tǒng)中存在的實(shí)際問題，經(jīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝與設(shè)備參數(shù)的診斷分析并采取的針對(duì)性技術(shù)改進(jìn)措施。實(shí)施后，粉磨系統(tǒng)達(dá)到了節(jié)能降耗目標(biāo)?，F(xiàn)將部分相關(guān)案例與診斷分析過程，以及采取的針對(duì)性技術(shù)措施與達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果整理成本文，以供水泥粉磨技術(shù)人員在系統(tǒng)改造與調(diào)整中參考。
1、預(yù)粉磨設(shè)備與分級(jí)機(jī)以及系統(tǒng)中的粉磨設(shè)備
目前，國(guó)內(nèi)水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)或半終粉磨系統(tǒng)，主要采用輥壓機(jī)與內(nèi)部不帶選粉機(jī)的外循環(huán)立磨作為磨前預(yù)粉磨設(shè)備。處理后的物料通過外置的動(dòng)態(tài)分級(jí)機(jī)、靜態(tài)氣流分級(jí)機(jī)或動(dòng)態(tài)、靜態(tài)兩級(jí)組合的氣流分級(jí)設(shè)備完成物料的分級(jí)作業(yè)。由于料床粉磨設(shè)備處理后的水泥顆粒形貌多為不規(guī)則的柱狀、長(zhǎng)條狀，不利于水泥性能，尤其是標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量與凝結(jié)時(shí)間。后續(xù)管磨機(jī)的工作則是在粉磨過程中完成水泥的磨細(xì)與顆粒整形，不但改善了水泥的物理性能，而且能夠磨制出更多的成品。
1.1輥壓機(jī)預(yù)粉磨段的技術(shù)要求
1.1.1必須保持完好的輥面
輥壓機(jī)是依靠慢速旋轉(zhuǎn)的雙輥間產(chǎn)生的高壓力區(qū)域完成物料的擠壓粉碎，輥?zhàn)泳€速度一般在1.5～1.8m/s之間。在慢速擠壓處理過程中，通過輥縫的物料，微觀結(jié)構(gòu)被破壞，內(nèi)部產(chǎn)生大量的微裂紋，顯著提高了易碎性與易磨性，對(duì)后續(xù)管磨機(jī)系統(tǒng)的產(chǎn)能發(fā)揮與降低粉磨電耗，起到了決定性作用。
輥壓機(jī)運(yùn)行中，雙輥面必須保持良好的完整狀態(tài)，即輥面硬面層一字紋或其他形式的硬面花紋應(yīng)保持完好，一旦磨損成為光面或產(chǎn)生剝落、凹陷，對(duì)入機(jī)物料的摩擦、牽制能力變差，必將會(huì)產(chǎn)生中部漏料而顯著影響物料擠壓效果，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行輥面修復(fù)（嚴(yán)重磨損、剝落的輥面見圖1），恢復(fù)完好輥面。否則，即使再提高輥壓機(jī)的工作壓力，仍難以形成穩(wěn)定料床，物料從輥縫逃逸現(xiàn)象不可避免，嚴(yán)重降低了物料的擠壓效果，導(dǎo)致系統(tǒng)生產(chǎn)能力下降，粉磨電耗上升?！?】
案例：R公司采用170-100輥壓機(jī)（處理能力620t/h、主電機(jī)功率900kW-10kV-額定電流63A×2）+V型氣流分級(jí)機(jī)+Φ4.2m×13m雙倉(cāng)管磨機(jī)（主電機(jī)功率3550kW-10kV-額定電流243A、筒體工作轉(zhuǎn)速15.6r/min）+O-sepa N-3500高效選粉機(jī)（喂料能力630t/h、選粉能力210t/h、主軸電機(jī)功率160kW）組成的雙閉路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。生產(chǎn)P.O42.5級(jí)水泥，系統(tǒng)產(chǎn)量210t/h，粉磨電耗32kWh/t左右。輥面中部嚴(yán)重磨損后（見圖1左），生產(chǎn)水泥品種、等級(jí)不變，系統(tǒng)產(chǎn)量降至185t/h，粉磨電耗上升到36.4 kWh/t。
影響因素分析：“磨前處理是關(guān)鍵”，水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)或半終粉磨系統(tǒng)中輥壓機(jī)預(yù)粉磨段能力發(fā)揮的優(yōu)與劣，決定了系統(tǒng)產(chǎn)能因素的80%以上，直接關(guān)聯(lián)到系統(tǒng)粉磨電耗。中部輥面磨損嚴(yán)重，造成物料擠壓過程中產(chǎn)生漏料、不能形成穩(wěn)定的料床，處理效果極差。大量粗顆粒在輥壓機(jī)子系統(tǒng)中循環(huán)，料餅提升機(jī)負(fù)荷居高不下。最終結(jié)果是系統(tǒng)產(chǎn)量下降11.9%，粉磨電耗上升4.4 kWh/t，必須對(duì)輥面進(jìn)行堆焊修復(fù)，恢復(fù)輥壓機(jī)擠壓做功能力。
采取的措施與效果：為了節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間，誠(chéng)邀鄭州機(jī)械研究所專業(yè)技術(shù)人員攜帶自主研發(fā)的高性能焊絲及輥面焊接設(shè)備，對(duì)磨損嚴(yán)重的輥壓機(jī)輥面進(jìn)行在線堆焊，將雙輥輥面修復(fù)完好。同時(shí)修復(fù)磨損的側(cè)擋板，并調(diào)整兩側(cè)擋板與輥邊間隙≤2mm，有效減少了邊緣漏料。處理完畢開機(jī)運(yùn)行，系統(tǒng)恢復(fù)至原有產(chǎn)量及粉磨電耗指標(biāo)。
由此可見，輥壓機(jī)輥面完好程度與料床受限程度，對(duì)輥壓機(jī)擠壓做功能力以及系統(tǒng)產(chǎn)量、粉磨電耗影響重大，需要引起高度重視。
圖1 中部磨損（左）與嚴(yán)重剝落（中、右）的輥壓機(jī)輥面
堆焊修復(fù)后170-100輥壓機(jī)輥面見圖2：
1.1.2料床必須受限，進(jìn)料比例實(shí)現(xiàn)靈活可控
輥壓機(jī)采用垂直管道進(jìn)料，屬于流動(dòng)性料床。物料循環(huán)擠壓處理過程中，雙輥邊緣物料不易受限、易產(chǎn)生側(cè)漏。在輥壓機(jī)推廣應(yīng)用初期，由于使用斜插板控制入機(jī)物料量，料床受限程度較差，進(jìn)料比例調(diào)控不夠靈敏。由成都九泰科技有限公司研發(fā)的專利產(chǎn)品“輥壓機(jī)杠桿式雙進(jìn)料裝置”，徹底解決了這一技術(shù)難題。采用特殊結(jié)構(gòu)的側(cè)擋板，杜絕了邊部漏料問題，使輥壓機(jī)兩側(cè)面料床進(jìn)一步受限，為有效擠壓做功奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。側(cè)擋板材質(zhì)采用高硬度（洛氏硬度HRC＞63）、厚度10mm+10mm復(fù)合堆焊耐磨鋼板制作，抗磨性能優(yōu)良，工作壽命長(zhǎng)。經(jīng)在多家水泥企業(yè)輥壓機(jī)上應(yīng)用，進(jìn)料比例靈活可控，調(diào)節(jié)方便，料床受限程度好，顯著提高了輥壓機(jī)的擠壓做功能力，主電機(jī)出力達(dá)70～85%。系統(tǒng)產(chǎn)量增加，粉磨電耗降低，凸顯出良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。（輥壓機(jī)杠桿式雙進(jìn)料裝置見圖3左、采用復(fù)合堆焊耐磨鋼板制作的側(cè)擋板見圖3右）
1.1.3垂直管道形成穩(wěn)定料壓，實(shí)現(xiàn)過飽和喂料
輥壓機(jī)運(yùn)行過程中，必須實(shí)現(xiàn)連續(xù)狀、過飽和喂料，使物料均勻壓在輥面上被拉入工作輥縫。若管道內(nèi)部物料呈斷續(xù)狀進(jìn)入輥壓機(jī)，則嚴(yán)重影響其穩(wěn)定擠壓，易造成物料瞬間逃逸或從輥縫泄漏，物料處理效果差。
案例：L公司采用140-80輥壓機(jī)（處理能力360t/h、主電機(jī)功率500kW-10kV-額定電流36.7A×2）+600/140打散分級(jí)機(jī)（處理能力380～600t/h、打散電機(jī)+分級(jí)電機(jī)功率為55kW+45kW）+Φ3.2m×13m三倉(cāng)開路管磨機(jī)（主電機(jī)功率1600kW-10kV-額定電流118.9A、筒體工作轉(zhuǎn)速18.7r/min），生產(chǎn)P.O42.5級(jí)水泥產(chǎn)量80t/h、系統(tǒng)粉磨電耗32.6kWh/t，欲進(jìn)一步提產(chǎn)降耗。
影響因素分析：由于采用粉煤灰配料，且粉煤灰與其它顆粒狀物料共同進(jìn)入稱重倉(cāng)，物料極易產(chǎn)生離析現(xiàn)象。此外，由稱重倉(cāng)至輥壓機(jī)受料平面垂直管道距離只有1.50m，管道內(nèi)料壓低或物料產(chǎn)生離析時(shí)，導(dǎo)致斷續(xù)下料現(xiàn)象。上述因素的疊加，導(dǎo)致難以形成過飽和喂料，輥壓機(jī)振動(dòng)大、擠壓做功波動(dòng)較大，影響系統(tǒng)產(chǎn)能發(fā)揮。
采取的措施與效果：利用年底大修時(shí)間，首先將粉煤灰輸送系統(tǒng)單列，計(jì)量后單獨(dú)入磨，不進(jìn)稱重倉(cāng)，消除由粉煤灰引起的物料離析現(xiàn)象。同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝布置，提高了循環(huán)提升機(jī)與稱重倉(cāng)高度，加高垂直進(jìn)料管道至3.50m，以保持管道內(nèi)穩(wěn)定的料壓。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)物料實(shí)際綜合水分＜1.2%的特點(diǎn)，對(duì)打散分級(jí)機(jī)下錐體12塊篩板實(shí)施改造，由4.0mm寬度篩縫縮小至2.0mm，進(jìn)一步降低入磨物料粒徑。同時(shí)將內(nèi)錐筒加高300mm。改造后，輥壓機(jī)擠壓做功顯著改善，主電機(jī)運(yùn)行電流由改造前的50%左右提高至70%左右，磨制P.O42.5級(jí)水泥產(chǎn)量可穩(wěn)定在90～95t/h、系統(tǒng)粉磨電耗降至29kWh/t左右。
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1.1.4嚴(yán)格控制入輥壓機(jī)物料粒徑與水分
輥壓機(jī)作為高效率料床預(yù)粉磨設(shè)備，對(duì)粗顆粒物料的擠壓處理有效，對(duì)細(xì)顆粒與粉狀物料的處理效果差，細(xì)粉物料與脫硫石膏應(yīng)不進(jìn)入輥壓機(jī)，有條件的企業(yè)可直接入磨。對(duì)于處理濕度較大的物料，同樣處于做功不良狀態(tài)。入機(jī)物料水分大，極易粘附稱重倉(cāng)壁、下料管道及循環(huán)提升機(jī)料斗與殼體、加劇鏈條磨損，進(jìn)入V型氣流分級(jí)機(jī)的料餅強(qiáng)度高、亦難以實(shí)現(xiàn)均勻分散，直接影響正常分級(jí)，增加了輥壓機(jī)段的循環(huán)負(fù)荷與風(fēng)機(jī)、提升機(jī)的電耗。從輥壓機(jī)出力的角度考慮，如粉煤灰、礦渣粉、鋼渣粉等細(xì)粉物料，應(yīng)直接計(jì)量入磨，不宜進(jìn)入輥壓機(jī)，避免影響輥壓機(jī)正常擠壓做功。雖然脫硫石膏配入比例較少，也應(yīng)直接入磨（脫硫石膏入磨前應(yīng)采取堆棚堆放、加強(qiáng)進(jìn)料水分控制）。從系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性考慮，進(jìn)入輥壓機(jī)物料綜合水分不宜＞3.0%。
1.1.5選擇合理的工作壓力
按料床粉磨理論分析可知，在一定范圍內(nèi)提高輥壓機(jī)工作壓力，能夠增加出機(jī)物料中細(xì)粉含量，擠壓后的物料產(chǎn)生微觀裂紋、易碎性與易磨性顯著改善，有利于后續(xù)磨機(jī)增產(chǎn)，但同時(shí)輥壓機(jī)主電機(jī)電耗也會(huì)增加。如果系統(tǒng)生產(chǎn)能力的發(fā)揮，不足以抵消增加的電耗部分，則得不償失。現(xiàn)階段聯(lián)合粉磨系統(tǒng)或半終粉磨系統(tǒng)的輥壓機(jī)以“低壓大循環(huán)”為操作宗旨，這里的“低壓”指的是整個(gè)粉磨系統(tǒng)電耗在較低水平時(shí)，輥壓機(jī)適宜的工作壓力。由于每個(gè)粉磨系統(tǒng)中所用物料的易磨性、水分、溫度不同，輥壓機(jī)均存在一個(gè)合理的工作壓力操作范圍，并不是越高越好。
同時(shí)，輥壓機(jī)工作壓力越高，會(huì)導(dǎo)致輥面磨損量加劇，增加維護(hù)成本，應(yīng)在操作中引起高度重視。
1.1.6消除鐵質(zhì)對(duì)輥面磨損的影響
熟料中的金屬材料多來自掉落的預(yù)熱器掛片與篦冷機(jī)篦板等耐熱鋼配件，對(duì)輥面損傷大，鐵磁性較差。其次是混合材料中帶入的鐵質(zhì)材料（如含有游離鐵的鋼渣、礦渣、硫磺渣、磷渣等）。需要從配料站、輸送皮帶等部位設(shè)置多道強(qiáng)磁除鐵，并恢復(fù)金屬探測(cè)器，以徹底解決金屬材料對(duì)輥面的傷害。
1.1.7采用復(fù)合耐磨合金輥套
如前所述，輥壓機(jī)輥面完好程度對(duì)穩(wěn)定擠壓做功影響極大，必須保持完好。針對(duì)輥壓機(jī)輥面磨損及工作壽命問題，成都九泰科技有限公司推出了一種輥壓機(jī)復(fù)合耐磨合金輥套，該輥套表面為一字紋，應(yīng)用前及連續(xù)運(yùn)行10個(gè)月后的輥面見圖4：
輥套技術(shù)特點(diǎn)：復(fù)合耐磨合金輥套采用高速離心鑄造方法成型，輥套材質(zhì)含有Cr、Ni、V、MO等多合金元素，金相組織中Cr7C3和Cr3C型高硬度鉻合金碳化物（顯微硬度HV300-1800和HV1150-1770）、釩合金碳化物VC顯微硬度HV2800、鉬合金碳化物MoC 顯微硬度HV2250。多種高硬度碳化物的組合，材料硬度顯著增加，該輥套表面洛氏硬度可達(dá)到HRC61以上，提高了抵抗磨料磨損與高應(yīng)力磨損的能力。由于基體材料采用含有V元素的高碳合金鋼，具有良好的沖擊韌性，抵抗破損能力良好，有效延長(zhǎng)了輥面的工作壽命。
案例：葛洲壩集團(tuán)老河口公司采用170-100輥壓機(jī)（物料通過量620t/h，主電機(jī)功率900kW-10kV-額定電流61.22A×2）+Vx8820氣流分級(jí)機(jī)+Φ4.2m×13m雙倉(cāng)管磨機(jī)（主電機(jī)功率3350kW-10kV-額定電流239A、筒體工作轉(zhuǎn)速15.6r/min）+O-Sepa N-3500選粉機(jī)（喂料能力630t/h、選粉能力210t/h、主軸電機(jī)功率160kW）組成的雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。
由于采用釩渣與電爐渣作混合材，材料中SiO2含量達(dá)72%以上，熟料礦物組成中C2S含量在22%以上，易磨性差。入輥壓機(jī)物料磨蝕性大，加快了輥面磨損速度。
輥壓機(jī)使用某公司離心復(fù)合輥套，制備P.C32.5R水泥，產(chǎn)量205t/h、P.O42.5級(jí)水泥產(chǎn)量190t/h，輥面每年修復(fù)2次，需要花費(fèi)28萬元。改用成都九泰科技有限公司推出的復(fù)合耐磨合金輥套，生產(chǎn)P.C32.5R水泥207t/h，輥套表面可免堆焊，運(yùn)行一段時(shí)間后，輥面一字紋磨損，可用專業(yè)砂輪機(jī)延輥寬方向重新開槽，應(yīng)用效果良好。連續(xù)運(yùn)行10個(gè)月的復(fù)合耐磨合金輥面見圖4右?！?】
1.1.8低能耗、高效率的半終粉磨系統(tǒng)
與聯(lián)合粉磨系統(tǒng)相比，半終粉磨系統(tǒng)是將預(yù)粉磨段經(jīng)過V型氣流分級(jí)機(jī)后的合格成品分選一部分出來，一般提取比例在15～25%（過多則影響水泥性能），使系統(tǒng)獲得明顯的增產(chǎn)效果，粗粉進(jìn)入管磨機(jī)，有效避免磨內(nèi)“過粉磨”現(xiàn)象，提高了管磨機(jī)段的粉磨效率。通過動(dòng)態(tài)組合選粉機(jī)分離出來的部分成品，有效的降低了水泥溫度?？傮w來講，兩套不同的粉磨系統(tǒng)，在輥壓機(jī)和磨機(jī)規(guī)格配置完全相同的前提下，由于半終粉磨系統(tǒng)在預(yù)粉磨段提取了一部分成品，其產(chǎn)量和粉磨工序電耗指標(biāo)均優(yōu)于聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。半終粉磨系統(tǒng)是聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的一個(gè)工藝演變與優(yōu)化提高。
案例：邳州中聯(lián)公司水泥制成采用新型的輥壓機(jī)雙閉路半終粉磨系統(tǒng)，配置160-140輥壓機(jī)（處理能力780t/h、主電機(jī)功率1120kW-10kV-額定電流76A×2）+V4000型氣流分級(jí)機(jī)+鹽城吉達(dá)SV4000高效渦流選粉機(jī)+Φ3.8m×13m管磨機(jī)（主電機(jī)功率2500kW-10kV-額定電流185A、筒體工作轉(zhuǎn)速16.6r/min）+吉達(dá)Sepax-3500高效渦流選粉機(jī)（喂料能力630t/h、選粉能力210t/h）。生產(chǎn)P.O42.5級(jí)高性能水泥，系統(tǒng)產(chǎn)量穩(wěn)定在180t/h，粉磨電耗23kWh/t。（輥壓機(jī)雙閉路半終粉磨系統(tǒng)工藝流程見圖5）
圖5 輥壓機(jī)雙閉路半終粉磨系統(tǒng)工藝流程
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1.2外循環(huán)立磨的預(yù)粉磨段的技術(shù)要求
與輥壓機(jī)料床粉磨機(jī)理相同，系統(tǒng)中配置內(nèi)部無選粉機(jī)配置的外循環(huán)立磨預(yù)粉磨，料床相對(duì)固定。通過長(zhǎng)期運(yùn)行觀察，立磨料床的穩(wěn)定性比輥壓機(jī)好。國(guó)內(nèi)少部分企業(yè)采用外循環(huán)立磨預(yù)粉磨組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)或半終粉磨系統(tǒng)，也取得了高產(chǎn)低能耗的運(yùn)行結(jié)果。此外，外循環(huán)立磨與輥壓機(jī)不同的是：磨輥數(shù)量能夠在制造前確定，可設(shè)計(jì)為三輥，也可以是四輥，以及磨盤工作轉(zhuǎn)速的設(shè)定。目前，采用磨前外循環(huán)立磨預(yù)粉磨的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)或半終粉磨系統(tǒng)，生產(chǎn)P.O42.5級(jí)水泥，系統(tǒng)粉磨電耗較好水平已低于25kWh/t。
采用外循環(huán)立磨預(yù)粉磨物料效率高，其磨盤運(yùn)行線速度遠(yuǎn)大于輥壓機(jī)（一般不低于3m/s）?，F(xiàn)階段外循環(huán)預(yù)粉磨立磨所用的工作壓力與輥壓機(jī)相近，可在12MPa以上穩(wěn)定運(yùn)行，比初期提高較多。該系統(tǒng)集破碎、干燥、粉磨于一體，通過對(duì)擋料圈高度的調(diào)整，穩(wěn)定了料床厚度，被限的固定料床經(jīng)過多次碾壓。被碾壓處理的物料經(jīng)過多次外循環(huán)，將顆粒狀物料進(jìn)行重復(fù)粉磨，產(chǎn)生更多的細(xì)粉量。立磨磨輥與磨盤之間的物料料床全部受限，能量利用率高于輥壓機(jī)。
由于舍棄了內(nèi)部選粉裝置，而采用機(jī)械方式卸料，顯著降低了磨內(nèi)通風(fēng)阻力、省卻了系統(tǒng)風(fēng)機(jī)電耗。一般來講，采用外循環(huán)立磨的預(yù)粉磨系統(tǒng)比內(nèi)循環(huán)立磨系統(tǒng)至少可節(jié)省電耗2 kWh/t以上。立磨對(duì)于入機(jī)物料粒徑不像輥壓機(jī)那樣敏感，對(duì)于細(xì)顆粒物料的處理效果好，碾壓后通過磨外設(shè)置的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)兩級(jí)組合氣流分級(jí)機(jī)分級(jí)，后續(xù)管磨機(jī)的入磨物料粒徑全部＜1.0mm（甚至＜0.5mm）所占比例可達(dá)95%以上，能夠使系統(tǒng)增產(chǎn)60～100%。（采用機(jī)械卸料方式的外循環(huán)預(yù)粉磨立磨內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖6）
圖6 采用機(jī)械卸料方式的外循環(huán)預(yù)粉磨立磨內(nèi)部結(jié)構(gòu)
外循環(huán)立磨預(yù)粉磨后的物料顆粒粒徑分布見表1（物料未經(jīng)分級(jí)）：
表1 立磨預(yù)粉磨后（未分級(jí)）的物料顆粒粒徑分布
采用動(dòng)態(tài)、靜態(tài)兩級(jí)氣流分級(jí)后的外循環(huán)立磨預(yù)粉磨物料顆粒粒徑分布（半終粉磨系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分級(jí)機(jī)取出預(yù)粉磨段的部分成品）見表2：
表2 經(jīng)動(dòng)態(tài)、靜態(tài)兩級(jí)氣流分級(jí)后入磨物料顆粒粒徑分布【3】
由表2可以看出，采用外循環(huán)立磨預(yù)粉磨經(jīng)動(dòng)態(tài)、靜態(tài)兩級(jí)氣流分級(jí)后的入磨物料顆粒粒徑更細(xì)，基本上在0.2mm以下。
案例：YC水泥公司原有兩套相同配置的150-100輥壓機(jī)（處理能力500t/h、主電機(jī)功率710kW-10kV-額定電流54.4A×2，與管磨機(jī)裝機(jī)功率比1420 kW /3550 kW=0.40）+600/140打散分級(jí)機(jī)（處理能力380～600t/h、打散電機(jī)+分級(jí)電機(jī)功率為55kW+45kW）+Φ4.2m×13m雙倉(cāng)管磨機(jī)（主電機(jī)功率3550kW-10kV-額定電流243A、筒體工作轉(zhuǎn)速15.75r/min）組成的開路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。生產(chǎn)P.O42.5R水泥產(chǎn)量140t/h，系統(tǒng)粉磨電耗37kWh/t。
系統(tǒng)存在問題分析：輥壓機(jī)系統(tǒng)配置的打散分級(jí)機(jī)分級(jí)后的入磨物料偏粗，系統(tǒng)產(chǎn)量低，粉磨電耗高。欲尋求高效率的粉磨技術(shù)改造，達(dá)到增產(chǎn)、節(jié)電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
技術(shù)改造方案：針對(duì)該公司輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量低、電耗高的現(xiàn)狀，通過技術(shù)論證，決定在預(yù)粉磨段停用150-100輥壓機(jī)。采用3400P四輥外循環(huán)立磨（輪胎狀輥?zhàn)?、凹槽狀磨盤，物料處理能力1000～1200t/h、主電機(jī)功率2500kW-10kV-額定電流185A，立磨與管磨機(jī)裝機(jī)功率比2500 kW /3550 kW=0.704）+V型氣流分級(jí)機(jī)+組合式動(dòng)態(tài)選粉機(jī)組成開路半終粉磨系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)工藝見圖7：
改造完畢運(yùn)行調(diào)試后，磨制P.O42.5R水泥產(chǎn)量達(dá)到200～230t/h，比原系統(tǒng)提高60～90t/h，增產(chǎn)幅度42.86～64.29%。系統(tǒng)粉磨電耗降至29kWh/t以下，節(jié)電8kWh/t以上，節(jié)電幅度＞21.62%。
本案例說明，由輥壓機(jī)改造為3400P外循環(huán)立磨預(yù)粉磨，該立磨與管磨機(jī)的裝機(jī)功率比由輥壓機(jī)配置時(shí)的0.40提高至0.704。外循環(huán)立磨對(duì)物料的處理能力比原輥壓機(jī)提高2倍以上，經(jīng)循環(huán)碾壓后的成品量顯著增加，入磨物料粒徑明顯降低，更有利于管磨機(jī)的磨細(xì)與整形，提高系統(tǒng)產(chǎn)量。
新粉磨線配置或技術(shù)改造中，有效增大預(yù)粉磨段的處理能力，能夠使全系統(tǒng)獲得更顯著的節(jié)能效果。【4】
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2、關(guān)于粉磨系統(tǒng)中的一級(jí)靜態(tài)V型氣流分級(jí)機(jī)及動(dòng)態(tài)分級(jí)機(jī)
2.1一級(jí)靜態(tài)V型氣流分級(jí)機(jī)
一級(jí)靜態(tài)V型氣流分級(jí)機(jī)內(nèi)部無運(yùn)轉(zhuǎn)部件，通過內(nèi)部打散板（空氣導(dǎo)流板）對(duì)入機(jī)物料分散、分級(jí)，采用負(fù)壓抽吸式原理，由雙旋風(fēng)收塵器收集細(xì)粉。根據(jù)被擠壓物料的特性，一般入磨0.9mm篩余最大不超過3.0%，多數(shù)在1.0%以下。采用氣流分級(jí)方式比機(jī)械篩分分級(jí)方式獲得的入磨物料粒徑小。
影響因素分析：通過多年對(duì)一級(jí)靜態(tài)V型氣流分級(jí)機(jī)的運(yùn)行觀察，其存在的主要問題是：由于入機(jī)物料的均勻分散程度較差，而嚴(yán)重影響其分級(jí)效率。分級(jí)效率低，則意味著回到穩(wěn)流稱重倉(cāng)的物料中仍有一部分細(xì)粉沒有分選干凈，在系統(tǒng)中做無功循環(huán)，影響輥壓機(jī)的有效做功?；氐椒Q重倉(cāng)的細(xì)粉量越多，說明V型氣流分級(jí)機(jī)的分級(jí)效率越低。產(chǎn)生該現(xiàn)象的主要原因是由于進(jìn)入V型氣流分級(jí)機(jī)的物料分散不均勻所致。
采取的技術(shù)改造措施：V型氣流分級(jí)機(jī)應(yīng)采用多通道進(jìn)料，強(qiáng)化物料的打散與均勻分散功能，可顯著提高分級(jí)效果與分級(jí)機(jī)的效率?？梢栽诟脑烨啊⒑笕?，以不同篩孔檢測(cè)返回稱重倉(cāng)物料的篩余進(jìn)行對(duì)比，即可分析改造后分級(jí)機(jī)的分級(jí)效率提高幅度。
案例：LY公司采用輥壓機(jī)+V型氣流分級(jí)機(jī)+Φ4.2m×13m管磨機(jī)+吉達(dá)公司Sepax高效選粉機(jī)組成的雙閉路半終粉磨系統(tǒng)。生產(chǎn)P.C32.5級(jí)水泥，系統(tǒng)產(chǎn)量243t/h，粉磨電耗32.4kWh/t?！?】
影響因素分析：由于進(jìn)入V型氣流分級(jí)機(jī)物料分散不均勻，分級(jí)效率低，返回稱重倉(cāng)物料中的細(xì)粉較多，直接影響輥壓機(jī)擠壓做功。需要改進(jìn)進(jìn)料方式，滿足物料良好的分散要求，提高分級(jí)效率，最大限度減少返回稱重倉(cāng)的細(xì)粉含量，增加系統(tǒng)產(chǎn)量，降低粉磨電耗。
采取的措施與效果：將循環(huán)提升機(jī)進(jìn)入V型氣流分級(jí)機(jī)的物料分為三等份，多通道進(jìn)料形成均勻了的料幕，提高了氣流對(duì)物料的分散效果與分級(jí)效率，返回稱重倉(cāng)物料細(xì)粉含量大幅度降低。系統(tǒng)產(chǎn)量提高至270t/h，增產(chǎn)27t/h，增幅11.11%。粉磨電耗降至28.7 kWh/t ，節(jié)電3.7 kWh/t，節(jié)電幅度11.42%。具體對(duì)比數(shù)據(jù)見表3：
表3 進(jìn)料方式改進(jìn)前、后回稱重倉(cāng)物料細(xì)度對(duì)比（P.C32.5水泥）
2.2動(dòng)態(tài)分級(jí)機(jī)
以初期聯(lián)合粉磨系統(tǒng)配置的打散分級(jí)機(jī)為代表，內(nèi)部旋轉(zhuǎn)部件有打散盤、風(fēng)輪，配有打散電機(jī)與分級(jí)電機(jī)，整體裝機(jī)功率較低。物料分級(jí)以錐體下部篩板篩分為主，上部風(fēng)輪分級(jí)為輔，通過主軸轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)入磨物料量，現(xiàn)階段尚有部分企業(yè)在應(yīng)用。
打散分級(jí)機(jī)能夠適應(yīng)水分較大的物料，分級(jí)后的入磨物料切割粒徑在2.0～2.5mm，視輥壓機(jī)規(guī)格與擠壓做功能力以及被擠壓物料的特性，入磨物料中＜0.080mm細(xì)粉含量在一般在45～55%。
案例：YS水泥公司配置170-100輥壓機(jī)（處理能力620t/h、主電機(jī)功率900kW-10kV-額定電流61.22A×2）+650/160打散分級(jí)機(jī)（處理能力≥800t/h、打散電機(jī)+分級(jí)電機(jī)功率為90kW+75kW）+Φ4.2m×13m三倉(cāng)開路管磨機(jī)（主電機(jī)功率3550kW-10kV-額定電流260A、筒體工作轉(zhuǎn)速15.6r/min），生產(chǎn)P.O42.5級(jí)水泥產(chǎn)量165t/h、系統(tǒng)粉磨電耗34kWh/t。
影響因素分析：經(jīng)打散分級(jí)機(jī)的入磨物料R0.9mm篩余在28～30%、R0.080mm篩余65%左右、篩下細(xì)粉含量只有35%左右。由于分級(jí)后的物料粒徑偏粗，從而導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)量低、粉磨電耗偏高。
采取的措施與效果：根據(jù)入磨物料綜合水分＜1.2%實(shí)際狀況，將打散分級(jí)機(jī)下錐體12塊分級(jí)篩板進(jìn)行改造，采用1.0mm寬度篦縫，降低入磨物料中的粗顆粒含量，達(dá)到提高系統(tǒng)產(chǎn)量、降低粉磨電耗的目的。實(shí)施改造后，入磨物料R0.9mm篩余在5～6%、R0.080mm篩余降至35%左右，P.O42.5級(jí)水泥產(chǎn)量增至195t/h、系統(tǒng)粉磨電耗降至26kWh/t以下，增產(chǎn)30t/h、節(jié)電8kWh/t，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著。
3、粉磨系統(tǒng)中的磨細(xì)、成品顆粒整形設(shè)備-管磨機(jī)
聯(lián)合粉磨系統(tǒng)或半終粉磨系統(tǒng)中，需要管磨機(jī)完成水泥物料的磨細(xì)與整形、提高出磨成品量。主要影響因素有以下幾個(gè)方面：
3.1管磨機(jī)磨內(nèi)結(jié)構(gòu)
3.1.1一倉(cāng)襯板工作表面對(duì)研磨體提升參數(shù)與一倉(cāng)粉碎效率的影響
管磨機(jī)一倉(cāng)主要功能是完成物料的粉碎（粗磨），一般采用提升能力好的階梯襯板。襯板提升端厚度尺寸影響研磨體的提升高度，直接影響一倉(cāng)研磨體對(duì)物料的粉碎（粗磨）能力。一般來講，階梯襯板提升端厚度磨損值達(dá)到其原始厚度尺寸的1/3時(shí)，對(duì)研磨體提升能力開始變差，研磨體拋落高度降低，一倉(cāng)沖擊、粉碎（粗磨）效率下降。
一倉(cāng)磨損嚴(yán)重、穿孔淘汰的溝槽階梯襯板見圖8：
案例：YZ水泥公司采用120-50輥壓機(jī)（處理能力120～170t/h、主電機(jī)功率250kW-10kV-額定電流19.61A×2）+550/110打散分級(jí)機(jī)（處理能力≥150t/h、打散電機(jī)+分級(jí)電機(jī)功率為45kW+37kW）+Φ3.2m×13m三倉(cāng)開路管磨機(jī)（主電機(jī)功率1600kW-10kV-額定電流110A、筒體工作轉(zhuǎn)速18.1r/min），生產(chǎn)P.C32.5級(jí)水泥產(chǎn)量80t/h、系統(tǒng)粉磨電耗30kWh/t。
磨機(jī)一倉(cāng)階梯襯板提升端原始厚度110mm，長(zhǎng)期運(yùn)行磨損至60mm，磨損值50mm，運(yùn)轉(zhuǎn)到襯板磨損后期時(shí)，水泥細(xì)度難以控制，磨制P.C32.5級(jí)水泥產(chǎn)量降至60t/h、系統(tǒng)粉磨電耗34kWh/t。
影響因素分析：一倉(cāng)階梯襯板磨損后，改變了研磨體的提升高度（下降），最外層研磨體切向滑動(dòng)加劇。降低了研磨體對(duì)顆粒狀物料的沖擊、粉碎能力，導(dǎo)致一倉(cāng)物料粗處理能力明顯變差，卡不住粗顆?；蛞啄バ圆畹奈锪?，成品水泥細(xì)度不受控，系統(tǒng)產(chǎn)量下降，粉磨電耗上升。
采取的措施與效果：停機(jī)后，全部拆除一倉(cāng)磨損的階梯襯板，更換新襯板（提升端厚度110mm、非提升端厚度35mm，高度差75mm），恢復(fù)對(duì)研磨體的提升高度，以及對(duì)物料的沖擊粉碎能力。開機(jī)運(yùn)行后，P.C32.5級(jí)水泥產(chǎn)量提高至85t/h、系統(tǒng)粉磨電耗降至29kWh/t以下。
由此可見，管磨機(jī)一倉(cāng)階梯襯板提升端過度磨損后，改變了研磨體的運(yùn)動(dòng)軌跡，由拋落式變?yōu)闉a落式，削弱了對(duì)物料的粉碎作用，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)量與粉磨電耗造成嚴(yán)重影響，生產(chǎn)過程中一定要引起足夠的重視。可利用停機(jī)時(shí)間檢查階梯襯板磨損狀況，測(cè)試提升端厚度尺寸，并做好相關(guān)記錄備查，一旦發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)處理，消除隱患。
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3.1.2隔倉(cāng)板對(duì)管磨機(jī)系統(tǒng)粉磨效率的影響
現(xiàn)階段主要是采用傳統(tǒng)低通孔率的隔倉(cāng)板，由于設(shè)計(jì)方面的缺陷，加之使用小規(guī)格研磨體，極易產(chǎn)生篦縫堵塞現(xiàn)象，影響磨內(nèi)通風(fēng)及過料。其次是部分企業(yè)的水泥管磨機(jī)選擇使用了出料端帶有盲板的隔倉(cāng)板，導(dǎo)致中部風(fēng)速高，磨內(nèi)存在粉磨盲區(qū)，縮短了磨機(jī)的有效研磨長(zhǎng)度。采用正常通風(fēng)控制參數(shù)，出磨水泥細(xì)度偏粗。減小磨內(nèi)風(fēng)速則物料中的水分與粉磨溫度難以排出，造成管磨機(jī)粉磨功能紊亂。多種不利因素的疊加，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)量降低，粉磨電耗持續(xù)上升。
管磨機(jī)隔倉(cāng)板篦縫的設(shè)計(jì)原則：要具備最大的通孔率與過料、通風(fēng)面積，且篦縫不易堵塞。物料在管磨機(jī)中呈自然、均勻流動(dòng)狀態(tài)，通過磨尾收塵風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)整，可方便調(diào)節(jié)磨內(nèi)風(fēng)速與物料流速。
案例：YZ水泥公司采用170-100輥壓機(jī)（處理能力620t/h、主電機(jī)功率900kW-10kV-額定電流63A×2）+V型氣流分級(jí)機(jī)+Φ4.2m×13m雙倉(cāng)閉路管磨機(jī)（主電機(jī)功率3550kW-10kV-額定電流260A、筒體工作轉(zhuǎn)速15.75r/min）+O-sepa N-3500選粉機(jī)（喂料能力630t/h、選粉能力210t/h、主軸電機(jī)功率160kW）組成的雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，生產(chǎn)P.O42.5級(jí)水泥產(chǎn)量200t/h、系統(tǒng)粉磨電耗33kWh/t。
由于入磨物料水分較大（綜合水分2.5%左右），隔倉(cāng)板一倉(cāng)端篦縫嚴(yán)重堵塞（見圖9右），系統(tǒng)產(chǎn)量下降至175t/h，粉磨電耗上升至37 kWh/t以上。
影響因素分析：入磨水分主要由混合材與脫硫石膏帶入，加之采用溫度較高的熟料，水分與溫度因素疊加，導(dǎo)致磨內(nèi)粘附加劇、物料堵塞隔倉(cāng)板篦縫。造成隔倉(cāng)板過料與通風(fēng)阻力增大，粉磨狀況惡化，系統(tǒng)產(chǎn)量降低、電耗升高。
采取的措施與效果：改用防堵塞形式隔倉(cāng)板，增大通孔率，確保通風(fēng)與過料能力。根據(jù)實(shí)際工藝狀況，嚴(yán)格控制入磨物料綜合水分＜1.8%，同時(shí)提高一倉(cāng)研磨體尺寸，增大粉碎能量。二倉(cāng)采用直徑Φ12mm小球等量取代不同規(guī)格混合球30t，增加細(xì)磨能力。改造完畢運(yùn)行，在恢復(fù)P.O42.5級(jí)水泥原系統(tǒng)產(chǎn)量的同時(shí)，逐步提高至215t/h，粉磨電耗降至32.4 kWh/t。
圖9 研磨體堵塞隔倉(cāng)板（左）與物料水分大堵塞的隔倉(cāng)板（右）
現(xiàn)階段的隔倉(cāng)板采用框架與沖孔篩板復(fù)合形式，不同廠家生產(chǎn)的沖孔篩板縫寬度在1.2～8.0mm，篩縫長(zhǎng)度在15～22mm。采用這種復(fù)合形式的隔倉(cāng)板至少比傳統(tǒng)隔倉(cāng)板減輕了1/3的重量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了篦縫不堵塞，且磨內(nèi)通風(fēng)與過料能力良好。（框架與沖孔篩板復(fù)合形式防堵塞隔倉(cāng)板見圖10）
磨內(nèi)不宜選用出口端帶有盲板的隔倉(cāng)板（出口端邊緣帶有兩圈盲板（左）與一圈盲板（右）的隔倉(cāng)板見圖11、出口端采用全盲板的隔倉(cāng)板見圖12），這種結(jié)構(gòu)形式的隔倉(cāng)板中部風(fēng)速高（經(jīng)測(cè)試＞20m/s），磨內(nèi)存在軸向研磨盲區(qū)1.0～2.0m，等同于縮短了磨機(jī)有效長(zhǎng)度，減少了研磨體磨細(xì)做功能力。
圖12 出口端全部是盲板的隔倉(cāng)板
3.1.3細(xì)磨倉(cāng)活化環(huán)對(duì)管磨機(jī)系統(tǒng)粉磨效率的影響
管磨機(jī)細(xì)磨倉(cāng)安裝活化環(huán)，其目的是為了更好的消除研磨體“滯留帶”，激活微段或小球在運(yùn)動(dòng)中的有效研磨做功，提高對(duì)水泥的磨細(xì)能力，降低水泥成品細(xì)度。細(xì)磨倉(cāng)活化環(huán)配置高度低、磨損或磨斷，會(huì)影響細(xì)磨倉(cāng)的粉磨效率。磨損嚴(yán)重的活化環(huán)見圖13：
細(xì)磨倉(cāng)采用的隔倉(cāng)板形式的活化環(huán)見圖14、安裝完畢的細(xì)磨倉(cāng)活化環(huán)見圖15：
圖14 隔倉(cāng)板結(jié)構(gòu)形式的活化環(huán)
圖15 細(xì)磨倉(cāng)已安裝完畢的活化環(huán)
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案例：YQ水泥公司采用170-100輥壓機(jī)（處理能力620t/h、主電機(jī)功率900kW-10kV-額定電流63A×2）+Vx8820氣流分級(jí)機(jī)+Φ4.2m×13m雙倉(cāng)閉路管磨機(jī)（主電機(jī)功率3550kW-10kV-額定電流243A、筒體工作轉(zhuǎn)速15.6r/min）+O-sepa N-3500選粉機(jī)（喂料能力630t/h、選粉能力210t/h、主軸電機(jī)功率160kW）組成的雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，生產(chǎn)P.O42.5級(jí)水泥產(chǎn)量155t/h、系統(tǒng)粉磨電耗37kWh/t。
影響因素分析：管磨機(jī)一倉(cāng)有效長(zhǎng)度3.50m、階梯襯板+鋼球；二倉(cāng)有效長(zhǎng)度9.0m、小波紋襯板+鋼段。入輥壓機(jī)物料綜合水分＜1.5%，入磨細(xì)度R0.080mm篩余35.6%、比表面積182m2/kg。出磨細(xì)度R0.080mm篩余19.8%、比表面積201m2/kg。平均每米研磨體只創(chuàng)造比表面積2m2/kg，說明磨內(nèi)磨細(xì)能力較差。檢查發(fā)現(xiàn)二倉(cāng)無活化環(huán)配置，粉磨區(qū)域“滯留帶”比例大，研磨體做功能力不足。
采取的措施與效果：拆除六圈小波紋襯板，安裝六圈高度1250mm活化環(huán)，激活小規(guī)格段粉磨能量，提高二倉(cāng)鋼段磨細(xì)功能。安裝完畢開機(jī)運(yùn)行，在入磨比表面積不變的前提下，出磨比表面積達(dá)到266m2/kg，每米研磨體創(chuàng)造比表面積6.72m2/kg，生產(chǎn)P.O42.5級(jí)水泥產(chǎn)量達(dá)190t/h、增產(chǎn)35t/h；系統(tǒng)粉磨電耗降至32.5kWh/t，降低4.5 kWh/t。
關(guān)于細(xì)磨倉(cāng)活化環(huán)抗磨材質(zhì)的選擇：磨機(jī)運(yùn)行過程中，活化環(huán)在提升、攪動(dòng)、活化研磨體的同時(shí)，其自身受到研磨體攜裹物料與其作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，研磨體與活化環(huán)之間產(chǎn)生剪切應(yīng)力磨損與表面低應(yīng)力劃傷式磨料磨損。抵抗這種磨損機(jī)制最有效的方法是：選擇應(yīng)用高硬度耐磨材料。可以選用洛氏硬度HRC≥60的高鉻合金耐磨鑄鐵，合金馬氏體或合金貝氏體耐磨球墨鑄鐵等。亦可采用厚度≥55mm、洛氏硬度HRC≥58的耐磨鋼板加工制作。在采用高硬度材料鑄造活化環(huán)的同時(shí)，設(shè)計(jì)上需要盡量減輕單塊重量，以降低管磨機(jī)筒體靜載荷。
3.1.4細(xì)磨倉(cāng)襯板工作表面對(duì)管磨機(jī)系統(tǒng)粉磨效率的影響
有的企業(yè)仍在開路水泥磨機(jī)細(xì)磨倉(cāng)應(yīng)用錐面分級(jí)襯板。采用微段形研磨體，該分級(jí)襯板對(duì)球形研磨體分級(jí)有利，分級(jí)效果顯著，而對(duì)段形研磨體的分級(jí)基本不起作用。加之襯板設(shè)計(jì)為光滑的工作表面，與研磨體之間摩擦力非常小，易使研磨體產(chǎn)生切向滑動(dòng)（打滑），不利于水泥的磨細(xì)，系統(tǒng)產(chǎn)量低、粉磨電耗高。開路磨細(xì)磨倉(cāng)使用的分級(jí)襯板見圖16：
即使在細(xì)磨倉(cāng)使用分級(jí)襯板，應(yīng)將其工作表面設(shè)計(jì)為波紋形狀，提高與研磨體之間的摩擦系數(shù)，有利于水泥的磨細(xì)。
管磨機(jī)細(xì)磨倉(cāng)應(yīng)選用波峰大一些的波紋襯板，波峰設(shè)計(jì)為3～4個(gè)即可。國(guó)外管磨機(jī)細(xì)磨倉(cāng)也有采用設(shè)計(jì)高度較高的單波峰波紋襯板，這種襯板幾乎無研磨死區(qū)，襯板與研磨體之間的摩擦系數(shù)較大，對(duì)最外層研磨體提升能力好，有利于提高水泥的磨細(xì)程度。
3.1.5出磨篦板對(duì)管磨機(jī)系統(tǒng)粉磨效率的影響
與傳統(tǒng)隔倉(cāng)板設(shè)計(jì)原則相同，出磨篦板多采用同心圓或放射狀篦縫。管磨機(jī)運(yùn)行過程中，研磨體碎渣或水泥物料堵塞篦縫造成通風(fēng)不良、造成料流不暢，磨內(nèi)溫度與水分排出困難，影響磨機(jī)的正常粉磨。隨著時(shí)間推移，磨內(nèi)必將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重粘附，惡化粉磨環(huán)境。（由于物料粘附堵塞的出磨篦板見圖17）。
與隔倉(cāng)板通過能力要求也一樣，采用框架與沖孔篩板復(fù)合一體的出磨篦板，可以較好的避免研磨體或物料粘附堵塞，保持通風(fēng)與過料通暢。沖孔篩板縫寬度一般在5.0～7.0mm之間選擇。
磨尾安裝的鏤空框架與沖孔篩板復(fù)合型防堵塞出磨篦板結(jié)構(gòu)見圖18：
案例：LH水泥公司采用170-100輥壓機(jī)（處理能力620t/h、主電機(jī)功率900kW-10kV-額定電流63A×2）+V型氣流分級(jí)機(jī)+Φ4.0m×13m三倉(cāng)開路管磨機(jī)（主電機(jī)功率2800kW-10kV-額定電流208A、筒體工作轉(zhuǎn)速15.95r/min、研磨體裝載量195t）+磨尾風(fēng)機(jī)組成的開路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，生產(chǎn)P.O42.5級(jí)水泥產(chǎn)量180t/h、系統(tǒng)粉磨電耗27kWh/t。
由于出料篦板篦縫堵塞嚴(yán)重，磨頭溢料、冒灰，系統(tǒng)產(chǎn)量下降至155t/h，粉磨電耗上升至32 kWh/t以上。
影響因素分析：由于磨尾出磨篦板嚴(yán)重堵塞，導(dǎo)致磨內(nèi)通風(fēng)、過料能力顯著降低，篦板截面通風(fēng)阻力明顯增大，中心圓板局部風(fēng)速提高，水泥細(xì)度變粗。降低系統(tǒng)產(chǎn)量后，雖成品水泥細(xì)度達(dá)到控制指標(biāo)要求，但出磨水泥溫度與粉磨電耗升高。
采取的措施與效果：為了徹底解決磨尾篦板堵塞對(duì)磨機(jī)產(chǎn)量的影響，將其改造為防堵塞形式出料篦板，提高了通孔率，使其始終保持良好的通風(fēng)與過料功能。完成磨內(nèi)改造運(yùn)行后，系統(tǒng)產(chǎn)量恢復(fù)并逐步提高至185t/h、粉磨電耗降至26kWh/t。
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3.2研磨體質(zhì)量與級(jí)配對(duì)管磨機(jī)系統(tǒng)粉磨效率的影響
完成磨內(nèi)結(jié)構(gòu)與配置后，必須關(guān)注研磨體質(zhì)量與級(jí)配。選用的研磨體質(zhì)量?jī)?yōu)劣，直接影響管磨機(jī)的粉磨效率。出現(xiàn)變形與嚴(yán)重粘附，將顯著降低系統(tǒng)產(chǎn)量，增加粉磨電耗。（研磨體變形及表面粘附見圖19-圖20）
嚴(yán)重粘附的研磨體與嚴(yán)重變形與粘附的研磨體（見圖21）：
在研磨體選擇應(yīng)用方面，一定要重視研磨體內(nèi)在質(zhì)量及表面光潔度對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)量、粉磨電耗的影響。筆者建議選用質(zhì)量?jī)?yōu)良的高硬度高鉻鑄鐵（Cr含量＞25%、洛氏硬度HRC≥63）或GCr15軸承鋼研磨體，軸承鋼材料不但具有較高的硬度（洛氏硬度HRC≥64）和高的沖擊韌性（αk≥20j/cm2），磨耗低、整體磨損均勻、不變形。而且具有良好的表面光潔度，對(duì)物料溫度與水分敏感程度較差，表面不粘附。在管磨機(jī)粗磨倉(cāng)、過渡倉(cāng)和細(xì)磨倉(cāng)應(yīng)用效果好。
4.采用低耗能的高效選粉機(jī)
與傳統(tǒng)配置大布袋收塵器的O-sepa選粉機(jī)系統(tǒng)相比，采用內(nèi)循環(huán)風(fēng)的Sepax高效渦流選粉機(jī)由于內(nèi)部撒料盤分散形式、導(dǎo)風(fēng)葉片和轉(zhuǎn)籠與主軸下部風(fēng)扇葉片結(jié)構(gòu)形式的改進(jìn)，使其具有更高的分級(jí)效率，以R0.045mm篩余測(cè)試的選粉效率可達(dá)85%，而O-sepa選粉機(jī)R0.045mm篩余測(cè)試的選粉效率達(dá)到60%也少見。Sepax高效渦流選粉機(jī)主軸電機(jī)功率與系統(tǒng)風(fēng)機(jī)電機(jī)功率均低于相同規(guī)格O-sepa選粉機(jī)的配置，節(jié)能效果顯著，維護(hù)工作量低。Sepax高效渦流選粉機(jī)導(dǎo)風(fēng)葉片與籠型轉(zhuǎn)子見圖22：
現(xiàn)以相同喂料能力810t/h、選粉能力270t/h的Sepax-4500高效渦流選粉機(jī)與O-sepa N-4500選粉機(jī)為例進(jìn)行系統(tǒng)裝機(jī)功率比較：Sepax-4500高效渦流選粉機(jī)用風(fēng)采用內(nèi)循環(huán)形式，通風(fēng)阻力小。選粉機(jī)內(nèi)部與外部旋風(fēng)收塵器的循環(huán)風(fēng)壓差一般＜－2500Pa～－2800Pa，配置的系統(tǒng)風(fēng)機(jī)電機(jī)功率僅為400kW（風(fēng)量285000m3/h、風(fēng)壓4500Pa）、選粉機(jī)主軸電機(jī)功率90kW，合計(jì)裝機(jī)功率490kW。
而O-sepa N-4500選粉機(jī)用風(fēng)來源于自然空氣，實(shí)際一次風(fēng)、二次風(fēng)的管道風(fēng)速應(yīng)≥20m/s，配置的系統(tǒng)風(fēng)機(jī)電機(jī)功率為710kW（風(fēng)量310000m3/h、風(fēng)壓6500Pa）、選粉機(jī)主軸電機(jī)功率240kW，合計(jì)裝機(jī)功率950kW。由于O-sepa N-4500選粉機(jī)采用大布袋收塵器收集水泥成品，選粉機(jī)進(jìn)出口壓差一般＞－1700Pa，收塵器進(jìn)出口壓差至少＞－1700Pa。若物料水分與空氣濕度偏大，濾袋粘附后透氣性能變差，進(jìn)出口壓差明顯變大＞－2200Pa～－2500Pa，壓差總和＞－4000Pa甚至＞－4500Pa（未計(jì)通風(fēng)管道部分），因系統(tǒng)通風(fēng)阻力大，故所配風(fēng)機(jī)功率也大。選粉機(jī)與收塵器壓差越大，系統(tǒng)風(fēng)機(jī)電耗越高。上述分析可知：由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式與用風(fēng)方式，以及成品收集方式的不同，系統(tǒng)阻力也不一樣，兩種處理能力相同的選粉機(jī)裝機(jī)功率竟相差460kW。
對(duì)比可知：O-sepa選粉機(jī)依靠大布袋收塵器收集成品，含塵氣體濕度與腐蝕性因素造成濾袋損壞、堵塞，更換費(fèi)用高，維護(hù)工作量大、成本增加。而Sepax高效渦流選粉機(jī)采用外掛四個(gè)旋風(fēng)收塵器收集成品，基本不須更換備件，維護(hù)費(fèi)用低。
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5.助磨劑應(yīng)用技術(shù)
粉磨系統(tǒng)中應(yīng)用分散性能優(yōu)良的助磨劑，可消除物料在粉磨過程中的團(tuán)聚、粘附現(xiàn)象，使研磨體與襯板工作表面始終保持良好的光潔度。提高磨內(nèi)物料流動(dòng)性以及磨尾選粉機(jī)的分級(jí)效率，增加成品水泥中3～32μm含量，一般可降低2～3%熟料摻入量。根據(jù)不同的物料易磨性及水泥成品細(xì)度控制指標(biāo)，應(yīng)用助磨劑一般可提高系統(tǒng)產(chǎn)量5～8%以上，節(jié)電1～2kWh/t。
6.陶瓷研磨體節(jié)能降耗應(yīng)用技術(shù)
關(guān)于陶瓷研磨體在水泥粉磨系統(tǒng)中的應(yīng)用，由于氧化鋁耐磨陶瓷材料的密度僅為金屬材料密度的1/2。相對(duì)金屬研磨體而言，即使陶瓷研磨體采用40%以上填充率，其實(shí)際裝載量也低。大大降低了管磨機(jī)主電機(jī)的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷。根據(jù)被粉磨物料的易磨性及水分與成品水泥細(xì)度的不同，應(yīng)用陶瓷研磨體粉磨水泥，一般可實(shí)現(xiàn)粉磨系統(tǒng)節(jié)電4～6kWh/t，降耗效果顯著?？蓞⒁姽P者撰寫的陶瓷研磨體應(yīng)用相關(guān)技術(shù)論文，在此不贅述。
7.結(jié)束語
7.1聯(lián)合粉磨系統(tǒng)或半終粉磨系統(tǒng)設(shè)備多，工藝較復(fù)雜，運(yùn)行過程中每一個(gè)工藝環(huán)節(jié)都會(huì)出現(xiàn)問題，應(yīng)針對(duì)各段的主要影響因素進(jìn)行預(yù)判，并及時(shí)診斷處置，消除工藝隱患，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
7.2采用輥壓機(jī)或外循環(huán)立磨預(yù)粉磨，兩種料床預(yù)粉磨設(shè)備各有其特點(diǎn)。立磨對(duì)物料粒徑的適應(yīng)范圍比輥壓機(jī)寬，能量利用率及運(yùn)行穩(wěn)定性高于輥壓機(jī)。
7.3磨前處理是關(guān)鍵，預(yù)粉磨段對(duì)粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量、能耗的影響因素占比80%以上。新粉磨線配置或技術(shù)改造過程中，增大預(yù)粉磨段的處理能力，系統(tǒng)節(jié)能效果更好，應(yīng)高度重視。
7.4穩(wěn)定輥壓機(jī)擠壓做功的關(guān)鍵要素：下料管道料壓穩(wěn)定、必須保持完好的輥面以及良好的受限料床、采用調(diào)整靈活的進(jìn)料控制裝置、適宜的工作壓力。
7.5配置動(dòng)態(tài)或靜態(tài)氣流分級(jí)機(jī)，以及動(dòng)態(tài)、靜兩級(jí)組合的氣流分級(jí)設(shè)備，應(yīng)強(qiáng)化預(yù)粉磨段進(jìn)入分級(jí)機(jī)物料的均勻分散，否則會(huì)顯著降低分級(jí)效率，增加物料無功循環(huán)與系統(tǒng)電耗。
7.6磨內(nèi)磨細(xì)是根本。充分發(fā)揮管磨機(jī)細(xì)磨與整形功能的關(guān)鍵要素：必須注意磨內(nèi)結(jié)構(gòu)與襯板工作表面形狀選擇。隔倉(cāng)板與出磨篦板必須保持良好的通風(fēng)與過料能力。研磨體質(zhì)量與級(jí)配穩(wěn)定、提高磨細(xì)能力與出磨成品含量。
7.7磨后選粉是保證。選擇應(yīng)用低耗能高效選粉機(jī)，確保成品分級(jí)子系統(tǒng)始終處于高效率穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。
7.9粉磨系統(tǒng)中引入分散性能優(yōu)良的助磨劑，可消除物料在粉磨過程中的團(tuán)聚、粘附現(xiàn)象，使研磨體與襯板工作表面始終保持良好的光潔度。提高磨內(nèi)物料流動(dòng)性以及磨尾選粉機(jī)的分級(jí)效率，增加成品水泥中3～32μm含量，一般可降低熟料摻入量2～3%。根據(jù)不同的物料易磨性及水泥細(xì)度控制指標(biāo)，應(yīng)用助磨劑一般可提高系統(tǒng)產(chǎn)量5～8%以上，節(jié)電1～2kWh/t。
7.10陶瓷研磨體在水泥粉磨系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠明顯降低管磨機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，根據(jù)被粉磨物料的易磨性、水分以及成品水泥細(xì)度，一般可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)電4～6kWh/t，效果顯著。
7.11生產(chǎn)過程中，應(yīng)密切關(guān)注粉磨系統(tǒng)所用的不同物料特性及其變化。關(guān)于被磨物料理化性能對(duì)粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量與能耗的影響，可參見筆者在本刊2016-06期《水泥粉磨系統(tǒng)異常案例分析及解決措施之物料物理性能部分》一文的詳盡論述。
參考文獻(xiàn)
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【2】成都九泰科技有限公司，復(fù)合耐磨合金輥套應(yīng)用報(bào)告2017.10內(nèi)部資料
【3】、劉福永、袁鳳宇、張志宇《立磨替代輥壓機(jī)作預(yù)粉磨的改造實(shí)踐》，《新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào)》2017.05
【4】、鄒偉斌《提高水泥粉磨系統(tǒng)預(yù)粉磨能力的實(shí)踐》，《新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào)》2017.02
【5】、尚義華《V型選粉機(jī)布料不均致水泥磨產(chǎn)量偏低的分析》，《水泥工程》2016.01
中國(guó)水泥網(wǎng)將于2018年6月13-14日在杭州舉辦“2018第十屆國(guó)際粉磨峰會(huì)”，本屆峰會(huì)以“超低電耗 高性能水泥 無人值守”為主題，將邀請(qǐng)行業(yè)專家深度探析降低粉磨能耗及高性能水泥生產(chǎn)的途徑，并舉行互動(dòng)論壇，現(xiàn)場(chǎng)解答疑問、交流經(jīng)驗(yàn)。
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