风选磨半终粉磨工艺在水泥粉磨中的应用

  水泥粉磨工艺的优化设计直接影响到后期水泥生产成本，粉磨工艺选型除考虑系统产量，系统投资，系统电耗，还需考虑熟料利用率，水泥性能，水泥强度，设备的可靠性、系统的运转率、易损件磨耗等。如何选取最优的粉磨工艺，最简洁的工艺配置，最可靠实用的生产设备，用最小的投资取得最大的经济效益，成为广大水泥企业所追求的目标。

  现有粉磨工艺比较

  目前比较主流的粉磨工艺是辊压机＋球磨机，利用多破少磨粉磨原理,尽可能最大限度发挥辊压机挤压破碎功能，后道球磨机起研磨修形作用，该工艺分辊压机系统＋开路管磨和辊压机系统＋闭路管磨。前工艺存在过粉磨严重，水泥温度高，容易引起石膏脱水，对水泥性能有影响。后工艺较好的解决了温度和过粉磨问题，但是水泥颗粒粒径分布窄，影响水泥的操作性和力学性能。近年来为进一步提高产量，在辊压机预粉磨过程中把一定量的符合成品粒径要求的部分，通过高效选粉机选出，实现半终粉磨工艺，该工艺提高系统产量，降低了电耗，但由于靠辊压机挤压产生的微分颗粒形貌不好，水泥需水性增加，影响水泥强度。

  风选磨半终粉磨工艺

  图示1

  由南京苏材重型机械有限公司研制开发的风选磨半终粉磨工艺见图示1。该工艺采用风选磨作预粉磨，风选磨结构设计为中空轴进料，筒体边缘排料，出料采用粗、细筛分装置。工作原理采用大钢球破碎，在破碎过程中产生的大量细粉聚集在筒体周边，利用大风量通过扩散带走筒体周边细粉，从而克服细粉垫层影响，大幅度提高冲击破碎效率。由于出磨物料采用粗细筛分装置，出磨物料颗粒受严格限制，大于1mm颗粒不得出磨，留在风选磨内继续破碎直径合格后出料，风选磨出磨物料细度控制50%左右，粒径分布见表1。

  表1

  预粉磨出来的物料通过提升机进入三分级选粉机，选粉机采用平面涡流选粉原理，通过笼形转子把一部分细粉选出随气流进入后道气箱脉中除尘器收集，收集的细粉直接进入成品，洁净空气通过风机排出，该部分预粉磨收集的成品占总量的20%～30%，并且45微米筛余2%。笼形转子的物料沉淀收集后进入后道开路球磨机。

  由于严格控制入磨物料粒度，同时把容易产生过粉磨部分物料已选走，进入后道物料粒径分布均匀，后道磨采取开路磨工艺即可。

  风选磨半终粉磨工艺特点

  1、采用筒体周边排料，以利于风的扩散，及时带走细粉垫层，提高破碎效率。

  2、采用出料粗细分离装置，严格控制出机粒度，粗料返回填补出料三角区，减少无功损耗。

  3、采用半终粉磨工艺，提前选走预粉磨中30%左右成品，减少后道磨过粉磨，提高系统产量，降低粉磨电耗。

  4、严格控制入磨物料粒径，同时避免过粉磨物料入磨，后道磨粉磨颗粒分布更合理，充分发挥熟料利用率，提高水泥强度，同质量水泥，混合材多掺3%-5%。

  5、预粉磨中产生的大量热量起烘干物料作用，入磨物料水份可放宽，同时预粉磨产生的热量排走，降低后道粉磨出磨物料温度。

  6、投资低，设备可靠性好，运转率高，易损件通用，维护保养方便。

  扬中市大地水泥有限公司粉磨系统设备运行情况

  扬中市大地水泥有限公司现有两条水泥粉磨生产线，主机配置两台φ3.5×13m水泥磨，其中一台采用辊压机半终粉磨工艺，另一台无预粉磨设备，本技术改造在无预粉磨的生产线上，采用南京苏材公司风选磨半终粉磨工艺。

  1、粉磨系统改造前

  扬中市大地水泥有限公司水泥粉磨生产线φ3.5×13m磨机1台，采用开路磨工艺，配套收尘器PPC96-6。磨机分为三仓，Ⅰ仓为阶梯衬板，仓长4.0m；Ⅱ仓位为中波纹衬板，仓长2.75m；Ⅲ仓位为小波纹衬板，仓长5.5m。采用高铬研磨体，最大钢球为φ90mm，最小钢段为φ8×8mm；前隔仓采用双层隔仓，后隔仓为单层隔仓，台时产量65吨/时，粉磨电耗为36kWh/t。工艺流程见图示2。

  图示2

  2、粉磨系统改造后

  扬中市大地水泥有限公司粉磨生产线φ3.5×13m磨机1台，采用前闭路后开路工艺见图示1；即FM40（有效长度5.0m）风选磨作为水泥预粉磨设备，熟料、明矾石、石膏等进入风选磨进行预粉磨（生产42.5级水泥时配比：熟料86%，磷石膏含煤渣12%，明矾石2%），配套三分级选粉机S1500，合格成品直接通过收尘器入库，选粉机粗粉进入φ3.5×13m磨机，磨机分为三仓，采用带筛分的双层隔仓装置，增加通风面积，磨尾采用线切割热处理出料篦板；风选磨钢球采用φ60mm-φ100mm，高细磨机采用φ30mm-φ60mm钢球和φ10mm-φ25mm的钢锻。粉磨系统设备配置见表2。

  表2

  3、设备运行及调试

  ①设备开始运行时，发现风选磨进风负压偏小，出料口时有溢料现象，进入选粉机出来的粗粉含有部分成品。因此我们通过改进风选磨磨尾锁风装置，真正将风选磨内风有效利用；调高高效收尘器风机频率，增加收尘风量；降低三分级选粉机主轴频率，调节二次进风比例，有效提高选粉效率。通过此措施后风选磨没有出现溢料现象，磨音声音清脆、响亮，电流下降。

  ②φ3.5×13m高细磨机开始运行时，Ⅰ、Ⅱ仓声音响亮、清脆；Ⅲ仓声音发闷。经过检查发现Ⅲ仓利用原有微钢锻，阻止物料在磨机流速；同时高细磨收尘器脉冲阀有3只发现异常，压缩气包中的压力只有2公斤压力。我们考虑到Ⅲ仓研磨体比较多，加上成本因素，更换部分研磨体改善研磨级配；同时更换收尘器脉冲阀线圈、排查漏气等措施，有效提高收尘器工作效率。设备再次运行时，高细磨机磨内通风加强，Ⅲ仓状况有所改善，产量和指标比较稳定。

  ③磨机产量大幅度提高，磨尾提升机能力受限制，原有NE100提升机更换NE150提升机增加提升能力，满足工艺要求。

  4、注意要点

  ①在整个粉磨工艺过程中，我们需要发挥设备的特点，调整参数满足整个系统的要求。在设备运行中发现风选磨预粉磨能力还有提升空间，但高细磨由于Ⅲ仓研磨体及收尘器风量的限制，以后还有进一步提升空间。在此次调试过程中我们尽量让风选磨多产生细粉，通过三分级选粉机选出。

  ②严格控制入磨粒度及水分，在生产运行中发现该厂使用明矾石和建筑垃圾。明矾石中有一少部分粒度大且硬石头，需要通过破碎或者筛子去除；建筑垃圾含一定的水分，在生产325级水泥过程中发现水分大时，磨机磨音发闷。

  ③全面深化管理，质量管理人员要对水泥质量和产量进行协调，进一步优化工艺参数，找出最佳技术解决方案。同时，中控人员及时与磨机值班人员和质量分析人员交流，确保水泥产、质量稳定。

  5、扬中市大地水泥有限公司两种水泥预粉磨设备参数见表3

  从表中可以看出采用风选磨半终粉磨工艺与辊压机半终粉磨工艺相比，产量相当，电耗降低2kwh/t～3kwh/t，混合材多掺3%～5%。由于辊压机系统工艺复杂，液压故障频繁，设备运转率低，维护保养困难，影响正常生产；风选磨系统工艺简洁、设备简单、操作方便、工作稳定可靠、工况适应性强、投资运行费用低等突出优点，特别适合水泥企业老厂改造。风选磨是一种可以和辊压机相媲美的新型预粉磨设备。