辊压机生料终粉磨运用之调研分析

  摘要：在选择辊压机生料终粉磨系统时，一定要慎重考虑辊压机的粘堵问题，适当加大防雨库存、加强系统保温措施、加强系统的烘干能力，甚至在破碎系统引入烘干功能，以确保在节电的同时能正常生产。对于雨水多而且原料含土多的生产条件，在没有足够的防湿、防堵措施前，最好不要采用辊压机用于生料粉磨系统。

  0    引言

  众所周知，辊压机和立式辊磨，是近几年在水泥生料粉磨系统中广泛采用的节电设备，应该说都取得了公认的节电效果，但立式辊磨已用于生料终粉磨，而辊压机大多只用于粉磨系统中的预粉碎。实践证明，辊压机用于生料终粉磨比立式辊磨更加节电，但为什么迟迟未能推广呢，还有没有推广的价值呢？笔者在这一方面作了一些调查，与大家交流，仅供参考。

  1   三大系统的投资和节电比较

  目前生料制备有中卸烘干磨、立磨、辊压机终粉磨三种方案，由于中卸磨能耗较高（中卸磨电耗为22～26 kW•h/t生料），目前大都采用电耗较低的立磨粉磨（立磨电耗约18 kW•h/t生料），而近几年将辊压机终粉磨用于粉磨生料，进一步降低了电耗（辊压机电耗为11～13 kW•h/t生料）。辊压机终粉磨用于生料制备（图1），不但节电效果显著，而且操作和维护都较容易，备品备件费用也低得多，应该是今后一个发展方向。表1以2 500 t/d窑系统所配生料制备系统作一对比。

  2   从粉磨原理上看辊压机是否适合粉磨生料

  就粉磨系统来讲，生料的比表面积一般在200 m²/kg左右，在这个阶段根本就谈不上易磨性，影响产质量的主要是易碎性；受易磨性影响的阶段，比表面积一般在320 m²/kg以上，这就是水泥了。所以，对原料关注的应该是易碎性，而不是易磨性，辊压机用于生料粉磨比用于水泥粉磨更适合。生料与水泥相比，并不要求较宽的颗粒级配，而是要控制其最大粒径。从粉磨效率上讲，其颗粒分布越窄、越均齐越好，这也正好适应辊压机的特点。

  对于挤压力：辊压机＞立磨＞辊筒磨＞球磨，所以辊压机最节能。用于生料粉磨的辊压机，压力应该多大合适，压力大挤压效果肯定好，但我们要的是粉料，压成料饼不一定是好事，要看料饼中的成品能不能选出来，如果选不出来就没用了, 所以生料辊压机提倡宽辊子，就是希望压强不要太大。

  对于料床的控制力：球磨＞辊筒磨＞立磨＞辊压机，所以辊压机对原料粒度、硬度的均一性要求较高。对于水分的适应能力：立磨＞球磨＞辊压机＞辊筒磨，所以辊压机对原料的水分、粘度适应性相对较差，这在系统选择时要给予充分考虑。

  3   辊压机终粉磨系统的实际应用分析

  辊压机终粉磨技术起源于亚东花莲公司。花莲公司原设计为辊压机加管磨，为了挖掘辊压机的节电优势，在停管磨的情况下，进行了辊压机单独粉磨试验，取得了意想不到的效果。随后请洪堡公司进行了系统改造，正式改为辊压机终粉磨系统（图2），电耗只有11～12 kW•h/t生料。由此开始了在新建公司江西亚东、四川亚东的直接使用。在江西亚东、四川亚东，均采用了由洪堡公司系统设计及设备配套的辊压机终粉磨系统，单位电耗在11.5 kW•h/t右，取得了良好的节电效果。鉴于生料辊压机终粉磨系统具有显著的节电效益，而且后续维护维修简单、运行成本低，国内已有几家在运行。

  （1）陕西满意水泥：采用 Φ2 000 mm×1 600 mm、2×1 800 kW•h 辊压机，台时430 t/h，电耗10.7 kW•h/t生料。

  （2）四川亚东水泥：采用Φ1 700 mm×1 800 mm，2×1 800 kW•h 辊压机，台时340～350t/h，电耗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 辊压机，台时430～450t/h，电耗12 kW•h/t生料左右。

  （4）邯郸太行水泥：采用Φ1 700 mm×1 000mm、2×1 120 kW?h 辊压机，台时250 t/h，电耗13.5kW•h/t生料；采用钢渣配料时，台时200 t/h，电耗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辊压机，台时 210～230 t/h，电耗12 kW•h/t生料左右。

  就目前的运行情况来看，台湾花莲是雨水多，但含土少，运行良好；邯郸太行是含土多，但雨水少，运行良好；登封嵩基是新厂设计，加大了物料堆存，具有较强的抗雨能力，也运行良好；四川亚东是雨水多、含土多、天气潮湿，经常发生粘堵现象，台时产量较低，但由于节电效果还是有的，目前仍在使用。仔细分析各公司的情况，有成功的，有不理想的，但总体上节电效果都是值得肯定的，问题主要出在辊压机的粘堵上。

  在北方干旱地区没有太大问题，而同样在南方多雨地区为什么有理想的有不理想的呢？进一步分析发现：辊压机终粉磨系统并不怕雨水多，也不怕含土多，怕的是两者都多，导致辊压机粘堵。因此，在选择辊压机生料终粉磨系统时，一定要慎重考虑辊压机的粘堵问题，适当加大防雨库存，加强系统保温措施和系统的烘干能力，甚至在破碎系统引入烘干功能，以确保在节电的同时能正常生产。对于雨水多而且原料含土多的生产条件，在没有足够的防湿、防堵措施前，最好不要采用。

  4   几个辊压机终粉磨系统的具体实例

  4.1  四川亚东水泥公司

  1号窑于2006年投产，生料采用了辊压机终粉磨系统，熟料电耗从石灰石矿山到熟料库，平均电耗约56 kW?h/t熟料。但辊压机终粉磨由于原料水分大，运行一直不太理想，主要是物料堵塞，产量较低，故2号、3号窑又采用了立磨系统。辊压机终粉磨系统虽然不太理想，但工艺和设备本身没有发现什么问题，到目前仍在继续使用，所缺生料由立磨系统补充。辊压机终粉磨实际能力约340～350 t/h，立磨实际能力约430～450 t/h，总体上供3台窑绰绰有余。四川亚东公司的辊压机终粉磨生料系统由洪堡公司系统设计，主要设备和总体运行情况为：

  辊压机：Φ1 700 mm×1 800mm，2×1 800 kW?h，洪堡设备；

  V选：63万m3/h风量，宽×高=2 400 mm×9 100 mm， 洪堡设备；

  VSK选粉机：Φ4 000 mm轮子，63万m³/h风量，洪堡设备；

  循环风机：10 600 m3/min风量，洪堡设备；

  设计：入料粒度≤50 mm（max80mm），产品细度≤18 %，台时400 t/h，电耗12 kW?h/t生料；实际：入料粒度50 mm～60 mm，产品细度16%～17 %，台时340～350 t/h，电耗15～16 kW?h/t生料。台时产量低、电耗高，主要是因为物料水分高，粘堵频繁。石灰石不但含土多，而且水分高，加上四川的潮湿天气，石灰石水分高达5%～6%。同样的系统，在花莲雨水不比在四川少，但并未影响使用，因为花莲天气不潮，石灰石含土少，雨后的石灰石会很快脱水。可见，生料辊压机终粉磨系统，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

  该公司有一条5 000 t/d生产线于2010年3月投产运行。该生产线生料制备系统采用 “辊压机+V型选粉机+循环风机+卧式选粉机”系统组成，总装机容量约6 000 kW，正常生产时台时产量达到430 t/h，产品细度200μm筛余小于3%，80μm筛余小于18%，能满足窑上煅烧。

  该公司采用石灰石、高硅砂岩、低硅砂岩、硫酸渣、粉煤灰五组分配料，主要控制指标有KH1.05～1.12，SM3.0～3.45，IM1.42～1.65，生料水分0.3%～0.4%，200μm筛余1.8%～3.3%，80μm筛余18%～20%；fCaO＜1.5% 。系统台时产量最高能达到450 t/h，生料电耗12 kW•h/t生料左右，熟料电耗60 kW•h/t熟料左右。该系统的优点是：效率比较高，运行平稳，噪音低，生料电耗低，维修、维护工作量都较小，工艺配置简单，值得推广应用。

  该系统的缺点是：对物料的适应性不强，遇到多雨季节，台时产量下降较多，不适应带粘性物料的配料。该系统的主要配置如表2。

  4.3 陕西满意水泥公司

  根据铜川地区的自然条件，该厂给5 000 t/d生产线配套了生料辊压机终粉磨系统。台时产量平均达到430 t/h 以上，综合电耗为10.7 kW•h/t生料。其具体的配置如下：

  辊压机：CLF Φ2 000 mm×1 600 mm，2×1 800 kW；

  选粉机：VXR型，110 kW；

  循环提升机：1 400 t/h，220 kW；

  旋风筒：4-Φ4 500 mm；

  系统风机：70万m3/h，6 300 Pa，1 800 kW；

  系统装机功率：5 970 kW；

  设计系统能力：420 t/h。

  4.4 太行水泥邯郸本部

  在3台立波尔窑改为2 500 t/d熟料线后，生料制备系统仍延用原为立波尔窑配套的4台Φ3.2 m×8.5 m中卸烘干生料磨，能力为4×50 t/h，系统粉磨电耗为28 kW•h/t左右；而且烘干用热风炉，烘干煤耗约8～10 kg/t。为节电和节煤计，于2008年上了一套辊压机生料终粉磨系统，用窑尾废气取代了热风炉，取得了节电和节煤的双重效果。经过一年多的生产运行及调整，验证了该系统的改造是成功的。工艺和设备系统运行可靠，运行维护简单，电耗由28 kW•h/t左右降到了17 kW•h/t左右，煤耗为0。该系统的设计能力为200 t/h，采用钢渣配料时实际生产能力达200～220 t/h，不采用钢渣配料时预计可达250 t/h左右；产品细度控制在80 μm筛余17%～18%，200μm筛余在3%以下，完全能满足分解窑的需要。该系统的主机配置如下：辊压机Φ1 700 mm×1 000 mm，2×1 120 kW，通过量630～760 t/h；V型选粉机32万m³/h；系统风机40万m³/h，1000 kW•h电机。

  4.5 山西智海榆次水泥

  该厂为2 500 t/d生产线配套的生料粉磨系统，采用Φ1 800 mm×1 000 mm生料辊压机终粉磨系统，设计能力为200～220 t/h， 调试正常后该系统稳定在210～230 t/h，生料电耗为12 kW•h/t左右。该系统的主要设备配置如下：

  V型选粉机：风量280 000～360 000 m³/h，阻力1.0～l.5 kPa；

  辊压机：CLF180-100，通过量：553～844 t/h，功率：2×900 kW；

  动态选粉机：XR3200，风量30～34万m³/h，220 t/h，75kW；

  旋风除尘器：2-Φ4 500 mm，风量31～40万m³/h，阻力1～1.5 kPa；

  循环风机：40万m³/h，6 200 Pa，l 000 kW；

  系统总装机功率为：3 100 kW。

  生料辊压机终粉磨系统于2007年5月10正式投产，从使用情况看，生料细度0.08 mm筛筛余稳定在12%～14%，0.2 mm筛筛余稳定在3.0%～5.0%之间。从窑上煅烧来看，由于经过辊压机生产的生料成品多为片状物料，0.2 mm筛筛余偏粗，但对本地砂岩的结晶硅有较好的破坏性，在生料成分同样的情况下与一线球磨机生料相比耐火度下降，反而易于煅烧，熟料fCaO正常稳定在1.0%左右，28 d抗压强度可达到63 MPa。由于砂岩没有均化堆棚，在雨季时含水量偏高，而且砂岩破碎采用颚式破碎机，当物料粒度不均匀时，辊压机的辊缝差会偏大，下料不均，造成产量下降10%左右。但只要入辊压机物料水分不高于8%，适当调整入辊压机的风温，生料成品水分都可控制在<1.0%。

  5   结束语

  经过以上分析可以看出，辊压机相比中卸烘干磨和立磨用于生料终粉磨系统更节能，不但节电效果明显，而且操作和维护都较容易，备品备件费用也低得多，是今后一个有条件的发展方向。在用于生料终粉磨系统时，辊压机对原料的水分、粘度适应性相对较差，在系

  统选择时要给予充分考虑。