卢洪波：高效预粉磨技术及现代耐磨材料

郑州鼎盛工程技术有限公司董事长卢洪波做报告

　　5月21日，由中国水泥网主办的“2011第四届国际粉磨峰会”在南京国际会议大酒店隆重召开。郑州鼎盛工程技术有限公司董事长卢洪波做了关于《高效预粉磨技术及现代耐磨材料》的报告，中国水泥网记者整理如下：

　　一、问题的提出

　　1、 水泥工业磨机的大型化

　　仅仅十几年国内水泥工业主流磨机从Φ2.2m或Φ2.4m发展到了 Φ4.2、 Φ4.6、Φ5.0甚至更大直径磨机。

　　如：

　　柳州水泥厂：  Φ5.6×8m+4.4m     原料磨

　　山东大宇厂：  Φ5.6×15m         水泥磨

　　2、大型球磨机效率调查

　　大型球磨机、尤其是生料球磨机在向大型化发展带来工艺布局便利 、劳动生产率提升等优势的同时，其粉磨效率却显着降低了，这无疑影响了水泥企业的经济效益。

　　不同直径生料磨电耗的成本比较

　　以2500吨/日新型干法生产线生料磨机φ4.6×10＋3.5m中卸烘干磨与φ2.2m生料磨或φ2.4m球磨机＋细碎机系统比较，前者比后者每吨生料多耗电7.16度，每度电按0.6元计算，则每吨生料成本增加4.296 元，每天需要生料约4000吨，则每天增加生产成本约1.72万元，每年按300天生产，则每年因此增加成本549.5万元。

　　通过上述数据的分析比较可以看出大型生料磨机与小型生料磨机相比，其效能低，综合电耗高，这是大型生料磨机普遍存在的严重问题，在能源日益紧张的今天，应当引起我们的高度重视！[Page]

　　二、大型球磨机低效能原因分析

　　2.1、大型球磨机自身结构缺陷

　　当磨机工况条件一定后，磨机产量Q与磨机直径D的3.5次方成正比

　　Q=K1D3.5

　　K1——常数，取决于磨机工况及物料条件

　　而磨机通料能力q与磨机直径D的2次方成正比

　　q=K2D2

　　K2——常数

　　显然，随着磨机直径增大，磨机粉磨能力迅速增大，然而隔仓板通料能力随磨机直径增大幅度有限，跟不上粉磨能力增大的要求。隔仓板通料能力严重束缚了磨机产量的增加，这正是影响大型球磨机生产效能发挥的主要因素！

　　2.2、磨机直径越大研磨体滞留带的不利影响越大

　　球磨机内的研磨体必须产生运动才能对物料进行冲击与研磨，冲击与研磨的能量主要由衬板提代研磨体所获得。衬板将运动传递给紧靠衬板的第一层研磨体，该层研磨体在运动的同时再将运动传递给第二层研磨体。研磨体依此向纵深传递运动的过程中，必然会产生相对运动，传递的速度将一层层地减弱下去。如果研磨体的层数非常多，在磨内必然存在一部分研磨体无法获得能量而处于相对静止不动的状态，这部分研磨体即形成滞留带。国外专家的研究认为，当球径小于磨机直径的1/80时，磨内将形成滞留带。因此，磨机直径越大研磨体滞留带的不利影响越大。（如下图所示）

　　2.3 工艺设计缺陷

　　入磨物料粒度太大且粒径分布过宽

　　新型干法水泥厂在石灰石破碎系统一般选用单段（反击）锤式破碎机，其理想出料粒度指标为90%≤25mm（这是老的《工艺管理规程 》的基本要求），但锤头磨损到中、后期，其出料粒度会大大增加，有的达到35mm甚至40mm，远远大于φ4.6m球磨机的最佳经济入料粒度5mm ，因此粉磨效率低，电耗高。尽管说大型球磨机对研磨体的提升高度大 、对入磨物料的冲击力大，但是，就破碎来讲，破碎机的电能利用率比球磨机要高数倍早已有定论。

　　大型球磨机选择性粉碎带来的弊端

　　新型干法生料制备多用砂岩作为Si质校正料，而大部分砂岩的 高粉磨功指数级及强金属磨蚀性使得有效的控制砂岩入磨料度变的困难，许多企业放松了砂岩的入磨粒度控制，致使砂岩在磨中因选择性粉碎 而大量滞留于磨内，恶化了料球比，占用了磨内有效容积，使得磨机粉磨效率进一步恶化，严重的还会影响生料质量稳定。

　　例如：XX厂因砂岩对破碎机件磨损严重而致入磨粒度失控，致使后期50mm甚至更大砂岩块入磨，φ4.6m的生料磨产量从正常的210t/h一周后竟降至150t/h。[Page]

　　三、解决大型球磨机的效能措施

　　3.1、磨前加设预粉碎

　　对现有大型球磨机，应尽快选用细碎机对主要原料石灰石进行充分细碎，有可能的话应当按以下三原则配置：

　　（1）闭路化：控制入磨粒度（F95≤1.5mm FS>150 ㎡ /kg）；

　　（2）大型化：细碎机能力应为磨机400-500%；

　　（3）高耐磨：使用超级耐磨材料，稳定入磨物料粒度。

　　3.2、强化砂岩的磨外预粉碎将砂岩入磨粒度控制在3mm 以下

　　3.3、改变研磨体运动轨迹

　　仅仅有活化衬板是不够的，应通过角螺旋衬板来改变研磨体运动轨迹以大量消除“呆滞”研磨体提高粉磨效率。

　　3.4提高隔仓板通料能力

　　采用高强合金钢版，通过机械铣削加工出精确光滑的篦缝，提高开孔率，显着增加隔仓板通料能力。

　　综合分析以上各项措施，磨机增产节电技术措施最为成熟可靠，投资回报率最高的当属通过高效预粉磨技术，大幅度降低入磨物料粒度。以大幅度提高大型磨机的粉磨效率为首选。

　　四、当前主要预粉磨技术方案比较

　　当前应用于球磨机前作为预粉磨粉碎解决方案主要有：

　　立磨（典型如CKP磨）、辊压机（辊磨机）、细碎机（闭路）、锤 磨机，及其他如球破磨、筒辊磨等。

　　4.1 立磨

　　特点：

　　1、粉磨效率高，磨机增产幅度大（50%-100%）；

　　2、对粘湿物料适应性较强（7%）；

　　3、系统造价昂贵（指数100）；

　　4、节电较显着（15%）

　　4.2 辊压机[Page]

　　特点：

　　1、粉磨效率高，磨机增产幅度大（50%-100%）

　　2、对中、硬物料可良好适应；

　　3、系统复杂、造价昂贵（指数100-150）

　　4、节电一般（>10%）

　　4.3 细碎机

　　特点：

　　1、系统简单投资低（指数5-10）

　　2、节电较显着（>20%）

　　3、磨机增产幅度一般（20%-30%）

　　广东骏马水泥有限公司一条日产3000吨的新型干法生产线，为配套4.3 ×66m的予分解窑，使用了国内较大的5.0×10.5m风扫磨制备生料，并选用了一台大型XPCF300型（偏小）细碎机，自2004年8月该生产线投产以来，设备运行良好，节能增产效果明显。

　　数据分析

　　a 磨机台时产量大幅度提高。使用细碎机后，磨机台时产量明显提高，由不使用细碎机时的209.0t/h，提高到266.7t/h，台时产量提高57.7t/h，增产幅度为28.0%。

　　b 生料粉磨单位电耗大幅度降低。不使用细碎机时，生料磨机单位电耗为28.2kwh/t，使用细碎机后，生料粉磨单位电耗为24.41kwh/t，降低单位电耗为3.79kwh/t,降低幅度为13.44%。

　　经济效益评估

　　生料磨采用细碎机后，不但提高了生料磨的台时产量，而且直接降低了生产单位电耗，按每生产生料节约电3.79kwh/t，每度电0.6 元计算，每生产一吨生料可节约电费2.274元，扣除增加细碎机后每吨耐磨件材料消耗0.3元/吨，每生产一吨生料可节约成本为1.974元， 按年产熟料100万吨，需耗用155万吨生料粉，则按此计算一年可节约电费305.97万元，该项目总投资仅节电一项可在半年全部收回。

　　4.4 锤磨机

　　特点：

　　1、磨机增产效果较好（30-40%）

　　2、节电效果显着（>30%）

　　3、可适应粘湿物料（水分>20%）

　　4、系统投资少（指数10-20）

　　青海乐都水泥有限公司Φ3.2×13m球磨机加DSM90锤磨机之后，磨机台时产量由原来45吨提升至63吨，增产幅度为40%，节电20%以上。

　　若选用DSM150锤磨机，则可增产至72吨，增产幅度为60%，节电30%以上。

　　五、现代耐磨材料

　　现代预粉磨设备对耐磨材料提出了更高的要求，超级奥氏体锰钢、超级 高铬铸铁和金属陶瓷复合材料，以及现代堆焊材料应运而生。

　　5.1、 超级奥氏体锰钢

　　1-1 合金化

　　1-2 精练

　　1-3 凝固控制

　　1-4 原位增强

　　1-5 精确热处理

　　郑州鼎盛研制并已大量投放市场的DMn18Cr2/H200C超级高锰钢在正常情况下比Mn13Cr2提高50-100%使用寿命。在有特别要求条件下甚至可以提高100-200%且可靠性极高。

　　5.2、 超级高铬铸铁

　　5.3 金属陶瓷复合材料

　　超高硬度    HRC可达65-70

　　高耐磨性

　　高性价比

　　六、结语

　　通过运用高效预粉磨设备大幅度降低入门物料粒度，大幅度提高磨机粉磨效率，提高经济效益的有效手段使用了超级耐磨材料的“锤磨机”系统是廉价的高效率粉磨设备，具有最高的投资回报率。

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