水泥半終粉磨創(chuàng)新工藝技術及設備的應用和體會

??質(zhì)量是企業(yè)的生命，創(chuàng)新是企業(yè)的靈魂，發(fā)展是企業(yè)的希望的戰(zhàn)略。為向更高的目標邁進，2014年下半年經(jīng)過認真調(diào)研論證，與合肥院、江蘇吉能達建材設備有限公司合作將已完成土建施工的2#水泥磨改建為輥壓機聯(lián)合粉磨半終粉磨系統(tǒng)。經(jīng)過幾個月的運行，取得了較好的效果。

??第一、考察：

??一、動因：

??經(jīng)設計院等有關專家介紹：江蘇吉能達建材設備有限公司等單位在“聯(lián)合粉磨系統(tǒng)”上采用“四分離高效選粉機”進行半終粉磨改造提產(chǎn)的技術措施。該方案本質(zhì)為在原聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中，輥壓機預粉磨環(huán)節(jié)新增加一臺選粉機，全面提升系統(tǒng)效能，按需求靈活截取部分細粉作為水泥成品，其分選成品量為系統(tǒng)提產(chǎn)的基礎；其思路選用的選粉機改為四分離選粉機，下進風結構，安裝更緊湊，且規(guī)格能力進一步加強。

??二、情況：

??1、工藝設備配置情況

??天山公司下屬粉磨站：蘇州天山水泥有限公司，于2012年底投產(chǎn)，配置一套：1800*1200輥壓機＋V選＋4.2*13m球磨機＋O-SEPA4500選粉機＋大布袋收塵的傳統(tǒng)聯(lián)合粉磨工藝系統(tǒng)，與我公司相近。于2013年3月份在原有工藝流程基礎上進行了半終粉磨技術改造，。2014年3月又將O-SEPA4500選粉機更換為TS5000高分散選粉機，之后4月投產(chǎn)。

??2、產(chǎn)質(zhì)量和電耗介紹：

??實地考察的產(chǎn)質(zhì)量情況：

??運行記錄摘錄

??3、臺效分析：

??該系統(tǒng)PO42.5臺時月度平均達290 t/h，確實達到較高程度，其中加裝該選粉機的半終粉磨改造影響提產(chǎn)約50 t/h余噸，輥壓機提效影響提產(chǎn)15t/h，O-SEPA4500選粉機更改為TS5000選粉效率提高15%，影響提產(chǎn)15t/h。未改造前其平均月臺時約210 t/h左右，比表面積360-370m2/kg，改造后可比臺時提高80t/h……

??經(jīng)實地觀察了解，其臺效運行較佳與如下特點相關

??（1）、輥壓機運行穩(wěn)定，無漏料和偏斜現(xiàn)象。

??實際運行輥壓9MPa左右，現(xiàn)場觀察實際輥隙35mm范圍且波動規(guī)律，邊緣封閉嚴密，頂部側(cè)部無絲毫漏料返料現(xiàn)象，運行電流在額定電流70%以上。

??（2）、熟料粒度均勻、溫度適中

??現(xiàn)場從皮帶秤取料觀察，入磨物料粒度均勻，無對輥壓機明顯不利的結塊料和飛砂料，另外因?qū)儆讵毩⒎勰フ荆肽ノ锪蠝囟仁譁y約50℃附近，出磨物料溫度在90-95℃范圍，非常利于磨機粉磨提產(chǎn)。

??（3）、球磨機通風順暢，無返料正壓現(xiàn)象

??現(xiàn)場觀察磨機進風口順暢，無正壓返灰等波動現(xiàn)象，中控室出磨負壓在1200Pa范圍較穩(wěn)定，現(xiàn)場人員介紹運行數(shù)月來篦板基本無堵塞現(xiàn)象。

??（4）、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，無斷料止料現(xiàn)象

??現(xiàn)場崗位介紹，除了峰谷運行停機，數(shù)月來基本沒有其它斷料、臨停因素干擾，系統(tǒng)設備運行穩(wěn)定性極高，包括斜槽、收塵等設備也重點進行防雨處理，消除堵料因素；現(xiàn)場整體衛(wèi)生極佳，明顯非突擊清掃形成，如此設備穩(wěn)定連續(xù)運行也支撐了工藝臺效的穩(wěn)定，提高了平均運行臺時。

??（5）、物料因素

??除了熟料配比較低、摻加粉煤灰等有利物料因素外，其脫硫石膏使用也很有特點，經(jīng)了解為了原材料成本最低化全部使用脫硫石膏，兩臺秤各3%比例平衡搭配使用，在保障運行穩(wěn)定的前提下降低了物料成本。

??其它如熟料易磨性、磨內(nèi)級配等方面情況未能提供，但整體觀察該公司物料、設備、工藝、環(huán)境等方面管理均較完善，所以其臺效水平應較客觀。

??三、該半終粉磨方案分析

??1、工藝簡介：喂入中間倉的物料經(jīng)輥壓機擠壓后由循環(huán)斗提機提升入V型選粉機。經(jīng)V選分級的粗顆粒回到輥壓機中間倉繼續(xù)擠壓，分級的較細顆粒隨氣流進入“下進風式的”高效選粉機。經(jīng)高效選粉機分選后，相對較粗顆粒中200μm以上由回粉溜管回到輥壓機中間倉繼續(xù)擠壓，32-200μm進球磨機粉磨；0-32μm相對較細顆粒隨氣流進入兩個旋風筒進行固氣分離，分離后的物料進入成品斜槽成為水泥成品。

??2、方案優(yōu)勢：該方案相對更適合在傳統(tǒng)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)上面進行改造。費用方面經(jīng)初步了解，蘇州天山公司改造費用200萬左右，其中配置選粉機約130萬元，其它增加管道及施工共70萬元左右。

??選粉機下部直接安裝在V選出風口，選粉機上部出風口橫向進入旋風筒。

??方案不足：蘇州天山水泥有限公司增加選粉機后，從半成品中分選出的細粉量在50-70t/h范圍波動，其比表較佳約在450m2/kg以上，但隨著轉(zhuǎn)速降低，從半成品中分選出的細粉量增加，顆粒逐步變粗，至80t/h時入庫成品質(zhì)量將發(fā)生較大變化，受凈漿流動性等性能的制約，綜合考慮后其分選量在50t/h左右，我公司應用該技術，分選量相近。該技術較適用于預粉磨能力較強的磨機。

??蘇州天山水泥有限公司輥壓機做功對物料有選擇性。P·O42.5水泥提產(chǎn)幅度較大，P·C32.5水泥提產(chǎn)幅度相對較小。

??第二、決策

??預粉磨系統(tǒng)專用分級機改造輥壓機、V型靜態(tài)選粉機、雙倉管磨機、O-SAPE選粉機組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，符合“多級分選，分段粉磨”理論。特別是運用系統(tǒng)工程方法對水泥制成實施了相應的半終粉磨技改措施，并對粉磨系統(tǒng)中各段存在的問題進行了診斷分析，進而充分挖掘了粉磨系統(tǒng)中每一段生產(chǎn)潛力。

??我們還了解到江蘇吉能達建材設備有限公司開發(fā)的雙轉(zhuǎn)籠雙傳動預粉磨專用分級機，分級精度高，選粉效率達80%以上。  2014年初，京蘭水泥集團和江蘇吉能達建材設備有限公司，及南京水泥設計院負責人進行多次的技術對接，簽訂了合作協(xié)議。訂購了江蘇吉能達公司輥壓機預粉磨選粉機、V型選粉機和OSEPA選粉機三臺套。2014年10月投產(chǎn)，Ф4.2×13m磨機系統(tǒng)系統(tǒng)，生產(chǎn)P.O42.5水泥（物料配比：熟料81.4%、矸渣10%、石膏5.6%，石灰石3%，），成品比表≥360m2/kg、產(chǎn)量已經(jīng)達到300t/h以上。32.5水泥產(chǎn)量350t/h，成品比表≥380m2/kg。

??----選擇微粒球狀化半終粉磨節(jié)能新工藝。我公司水泥熟料中堿含量偏高，水泥標準稠度需水量較大。如何減少水泥標準稠度需水量是本次技改的重點。水泥標準稠度需水量是衡量水泥建筑性能的重要指標，因它影響混凝土的水灰比，一般說來，水泥標準稠度需水量少，則混凝土的單位需水量少，即水灰比小，混凝土較致密，強度高，耐久性比較好。因此，混凝土生產(chǎn)者都希望選擇標準稠度需水量少的水泥。作為水泥生產(chǎn)者在生產(chǎn)水泥時，也必須盡量減少水泥標準稠度需水量。

??---選擇雙驅(qū)雙轉(zhuǎn)籠預粉磨分級機、高分散水泥磨選粉機。

??針對蘇州天山水泥有限公司輥壓機做功對物料有選擇性問題，江蘇吉能達建材設備有限公司，通過進一步研究，圍繞輥壓機做功對物料的適應性，把選粉機粗料、中料、細料的分選精度作為基礎，真正使粒徑分布比較集中的中料進入球磨機，進一步提高磨機的研磨效率；更細的細料直接作為成品與球磨機的成品料混合后進入成品庫；顆粒較粗的料再次回輥壓機。把輥壓機多做功作為根本，讓輥壓機把料擠壓得更細一點。追求通過多級分級處理的預粉磨系統(tǒng)，一方面進一步提高了輥壓機的使用效率，另一方面也避免了球磨機過粉磨現(xiàn)象。開發(fā)了雙轉(zhuǎn)籠雙傳動預粉磨專用分級機，分級精度高，選粉效率達80%以上。

??---選擇與江蘇吉能達建材設備有限公司合作。

??吉能達公司憑借自己多年實踐經(jīng)驗，以及強大的技術團隊，推出了一系列半終粉磨系統(tǒng)新工藝、新技術、新設備解決方案，產(chǎn)品功能強大，產(chǎn)品的穩(wěn)定性和拓展性都非常的好。是最實際的方案選擇，最理想的合作伙伴。

??第三、設計、調(diào)試

??必須把握

??1、關鍵 分段粉磨工藝電耗比一段粉磨工藝電耗更低。輥壓機水泥半終粉磨系統(tǒng)，由幾個子系統(tǒng)（分段）組成，第一段（輥壓機）物料預粉磨非常重要，是整個粉磨系統(tǒng)增產(chǎn)、節(jié)電的技術關鍵，必須充分發(fā)揮輥壓機高效料床粉磨的技術優(yōu)勢，摸索出該系統(tǒng)中輥壓機適宜的工作壓力、工作輥縫、兩臺主電機運行電流、V型選粉機及雙轉(zhuǎn)籠雙傳動高效選粉機用風等最佳技術參數(shù)；輥壓機系統(tǒng)投入的功耗越多，擠壓做功效果越顯著，該半終粉磨（或聯(lián)合粉磨系統(tǒng)）工藝系統(tǒng)節(jié)電幅度越大。

??為了兼顧實現(xiàn)優(yōu)化顆粒組成與經(jīng)濟效益最大化，必須準確把握 “多破少磨”的平衡點，即同時保證粉磨系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的能力平衡與粉磨系統(tǒng)狀態(tài)的穩(wěn)定。建議采用過程質(zhì)量控制與目標管理相結合的方法：

??（1）輥壓機及V型選粉機物料控制要求：

??經(jīng)輥壓機一次擠壓≤80um30%以上。

??V型選粉機出口物料≤30um20%以上；≤80um最好70%以上；≤150um一般達95%以上。

??（2）輥壓機系統(tǒng)選粉機成品質(zhì)量控制要求：45um篩余≤4%；

??嚴格執(zhí)行上述過程質(zhì)量控制指標要求，是半終粉磨系統(tǒng)成品質(zhì)量、產(chǎn)量、綜合效益大幅度提高的關鍵。

??2、根本 “磨內(nèi)磨細為根本”，應合理調(diào)整管磨機研磨體級配，尤其是細磨倉的研磨能力，充分挖掘第二段（管磨機）的增產(chǎn)潛力，提高研磨體研磨總表面積及其“集群研磨效應”、每米多創(chuàng)造合格品的能力與適宜的磨機通風參數(shù)，提高出磨物料比表面積，增加出磨成品顆粒含量，為高效選粉機有效分選創(chuàng)造先決條件。輥壓磨＋球磨機粉磨工藝。水泥熟料先進入輥壓機，強大的輥壓力將其從數(shù)十毫米壓碎至零點幾毫米甚至更細后入球磨機。由于熟料顆粒經(jīng)輥壓粉碎的同時，內(nèi)部也產(chǎn)生許多微裂紋，因而在球磨機內(nèi)較容易進一步被粉碎而很快進入粉磨階段。在這種粉磨系統(tǒng)中，球磨機的主要任務只是粉磨，所以，粗磨倉可選用較小尺寸的研磨體，研磨體表面積的增大顯然有利于粉磨效率的提高，進而大幅度提高粉磨系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。

??3、核心 應用高效分級設備。只有應用高效分級設備才能使輥壓機水泥半終粉磨系統(tǒng)實現(xiàn)了良好的“分段粉磨”；  經(jīng)雙轉(zhuǎn)籠雙傳動高效選粉機分離成品后的入磨粗粉已具備“粒度效應”（入磨粒徑細）及“裂紋效應”（晶格裂紋多），易磨性顯著改善，邦德粉磨功指數(shù)降低15%-25%，送入后續(xù)管磨機研磨的物料中45um以下細粉明顯減少，可有效消除過粉磨及研磨體、襯板工作表面粘附現(xiàn)象，大幅度提高管磨機的磨細做功能力。

??系統(tǒng)中的每一段之間的接口都很重要，診斷其中存在的技術問題可運用分段粉磨理論與系統(tǒng)工程方法分析解決；經(jīng)過一段時間的生產(chǎn)磨合，系統(tǒng)運行會更順暢，設備運行效率將顯著提高。

??4、 觀念    由傳統(tǒng)的80um篩余、追求比表面積，向追求顆粒級配組成與顆粒形貌的科學性，實現(xiàn)效益最大化方向轉(zhuǎn)變。水泥粉磨細度不僅關系到水泥粉磨的能耗，更為重要的是對水泥性能有著很大的影響。為了促進水泥水化，要提高水泥細度，可增大與水的接觸面積，但粉磨過細會導致能耗大幅度增加，且需水量增加。盡管粉磨過細的水泥水化速度較快，有利于強度的發(fā)展，但水灰比大往往使強度下降。如粉磨過細，小于1μm的水硬性顆粉在不到1天時間內(nèi)完全水化，對齡期強度的增長沒有作用。根據(jù)國內(nèi)外應用結果分析，僅從混凝土的角度來說，水泥細度應控制在比表面積為300～360m2/kg較適宜。水泥顆粒組成與水泥性能有直接的關系：在水泥產(chǎn)品中，0～3um的顆粒（微粉）決定1d強度；3～25um（細粉）影響28d強度，但3d后可與0～3um顆粒達到相同強度；25～50um（粗粉）對28d強度影響不大，而90d后可同0～3um顆粒的強度達到相同值；三者合計稱為總體細度。在水泥產(chǎn)品中，一般公認：3～32?m顆粒對強度增進率起主導作用，其總量不能低于65%；10～24um顆粒對水泥性能尤其重要，小于3um顆粒不能超過10%；大于64um的粗顆粒活性很小，最好沒有。水泥顆粒的形狀近于球形時，其單位重量的比表面積最小，這不僅使形成一定厚度的水膜所需要的水量最少，而且能減少顆粒相互間的磨擦，產(chǎn)生能提高流動性的滾珠效果。經(jīng)日本有關專家研究證明：當水泥顆粒圓形度（球形為100%）從原來67%提高到85%以后，流動性的提高減少了用水量，所以混凝土的強度和耐久性都提高了。高的比表面積與顆粒圓形度、合理的顆粒結構與組成有利于大幅度提高混合材的摻加量，實現(xiàn)高利廢、高效益。

??第四、結果

??2015年初投產(chǎn)以來，Ф4.2×13m磨機系統(tǒng)設備運轉(zhuǎn)正常，質(zhì)量穩(wěn)定，電耗下降明顯。生產(chǎn)P.O42.5水泥（物料配比：熟料79%、粉煤灰12%、石膏6%，石灰石3%，），成品比表≥360m2/kg、產(chǎn)量已經(jīng)達到280t/h以上。32.5水泥產(chǎn)量320t/h，成品比表≥380m2/kg，初步統(tǒng)計電耗較1#水泥磨下降7kw/h，一舉調(diào)試達標。

??為了適應水泥工業(yè)新形勢下持續(xù)發(fā)展的需要，現(xiàn)有水泥磨工藝和設備水平亟待提高。采用輥壓機半終粉磨和實現(xiàn)主機設備大型化，加快 推行多破少磨新工藝，是實現(xiàn)水泥技術進步和企業(yè)綜合技術經(jīng)濟效 益提高的重要措施。

??中國水泥網(wǎng)將于2018年6月13-14日在杭州舉辦“2018第十屆國際粉磨峰會”，本屆峰會以“超低電耗 高性能水泥 無人值守”為主題，將邀請行業(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，并舉行互動論壇，現(xiàn)場解答疑問、交流經(jīng)驗。