半终粉磨系统中脱硫石膏由入立磨改球磨的改进措施

  1 概况

  冀东水泥公司水泥粉磨系统是冀东发展集团自主研发设计的第一条立磨加球磨的半终粉磨系统，于2010年10月顺利达产达标投产，主机配置为CKP240立磨和Φ4.8 m×9.5 m球磨，系统设计台时产量175 t/h，经过一系列改造现综合台时产量达到220 t/h以上，3条水泥系统年产水泥270万吨。石膏掺量按5%计算，年需石膏约13.5万吨，而脱硫石膏比天然石膏的价格低130元/t（烟威地区天然石膏资源短缺），若使用柠檬酸渣、脱硫石膏等工业废渣来代替天然石膏作为水泥缓凝剂可大幅度降低生产成本。

  在设计时冀东水泥石膏类物料是入立磨系统的，使用脱硫石膏或柠檬酸渣代替天然石膏后，由于其水分较大，加之配料时使用矿渣、石灰石等含水物料，使入磨物料综合水分大幅度增加，造成立磨系统收尘管道、下料溜子、循环斗式提升机结壁严重且除尘器经常糊袋，不仅在很大程度上影响了现场环境，而且刮卡堵现象频繁发生，大大降低了系统的可靠性。对此，公司领导及车间技术人员通过理论分析及现场勘查，决定将脱硫石膏加入到球磨系统，通过技改很快实现了这一目标。虽然在调试过程中依次出现了投料口不下料、溜子堵塞、磨头返料、糊袋和饱磨、立磨电流高等诸多问题，后通过不断改进优化，不仅使以上问题得到了解决，而且台时产量也相应提高了。

  2 存在问题及改进措施

  2.1 投料口不下料

  现象：由于脱硫石膏黏性较大，从投料口下料特别困难，基本上是边敲边下料。

  原因分析：通过仔细观察发现原有投料口存在较大缩口，在此处物料容易堵塞，导致下料不畅；此外，对于脱硫石膏这样的黏性物料即使是直溜子也会存在堵料现象，要使其下料正常必须增加振打装置。

  改进措施：将原有溜子的缩口取消，尽可能地增大溜子角度，并在溜子前方安装振打电动机。为了避免振打电动机将溜子振裂，在安装时需制作如图1所示的穿袖结构，溜子的四个角用钢丝绳吊着，上面的溜子穿进下面溜子里约100 mm左右。为了充分实现自动化和智能化，设计时还在皮带秤上安装了物料检测装置，形成无料自动振打控制回路，具体安装方式见图2。测料板通过上方的合页固定在支架上，支架侧面装有接近开关，当皮带秤上有料时，测料板就会被抬起，离开接近开关；当皮带秤上料少或者没有料时，测料板就会回位到垂直位置，接近开关探测到测料板回位便通过电气控制回路实现自动振打。经过这一改造彻底解决了投料口下料困难的问题。

图1 投料口改造前后对比

图2 自动振打回路安装示意

  2.2 各溜子频繁堵塞

  现象：在脱硫石膏使用中，各下料溜子均出现频繁堵塞现象，严重影响了生产的正常运行。

  原因分析：由于设计时未能充分考虑脱硫石膏黏性大的问题，下料溜子存在倾斜、缩口或拐点，导致物料堆积堵塞。

  改进措施：将所有具备改造条件的下料溜子均改为直溜子。值得注意的是，溜子改直后，下游皮带落料点需适当增加托辊，以防物料冲击力过大造成漏料或皮带托辊架损坏；对于皮带机机头的缩口，在迎料面加一块垂直或向里倾斜的铁板，可解决脱硫石膏在缩口处堆积的问题；由于受土建的影响，我公司磨头溜子不具备改为直溜子的条件，采取了对回粉进行改造的方法，一方面使回粉入在脱硫石膏溜子里面，另一方面将脱硫石膏溜子加粗，并由方形溜子改为圆管溜子，彻底解决了溜子堵塞问题。

  2.3 磨头返料

  现象：脱硫石膏入球磨一段时间后（约2 h），磨头开始出现返料现象，且入球磨的皮带机机头也出现正压现象，随着生产的继续进行，此现象越来越厉害，不得不被迫停磨。

  原因分析：通过检查发现，造成磨头返料的原因主要有以下两点，首先是由于脱硫石膏湿度大、黏性大，造成入磨溜子积料，有时厚达300 mm多，导致物料从入磨溜子两侧溢出，造成磨头返料；其次混有脱硫石膏的回粉物料流动性变差，与滴在磨头喇叭口处的助磨剂黏结，在此处形成一圈150 mm左右的结圈，阻挡了物料入磨，进一步造成磨头返料。

  改进措施：

  1）对于入磨溜子积料，一方面适当增加了溜子角度，另一方面采取了增加空气炮的措施，具体安装位置见图3，并且安装时间继电器，通过自动振打，彻底解决了这一问题。

  图3 磨头改造前后对比

  2）对于磨头结圈，首先将助磨剂由滴入式改为了喷入式，使其具有一定的速度直接喷入磨内，防止形成结圈；其次将入磨溜子加长，使物料直接流入磨内，避免在喇叭口处积料，同时入磨溜子延长后还可对结圈形成自动清理的功能，值得注意的是溜子加长后必须保证其与一仓距离不能小于150 mm，否则球磨机在运转时钢球会砸到溜子。

  3）为了预防因急停或操作不当造成磨头返料，我们还在磨头设计了迷宫密封结构，见图3，将挡料板1和挡料板3焊接在磨头喇叭口上，挡料板2焊接在入磨溜子下方，防止物料反向溢出。通过这一改造彻底解决了磨头返料问题。

  2.4 饱磨

  现象：脱硫石膏入球磨机运转一个班后，球磨机电流降低4 A左右，且磨音发闷，磨头负压变小，磨尾除尘器进口负压降低300 Pa左右后处于平稳状态（正常情况下饱磨时磨尾除尘器进口负压应该变大，但这里又牵涉到糊袋问题），收尘风机电流降低6 A之多，进磨检查发现有糊球、糊篦缝情况，之前篦缝因磨内有碎球已堵塞50%之多（半个月需清理一次）。

  原因分析：由于脱硫石膏水分较大，物料潮湿导致磨尾除尘器糊袋严重，造成磨内通风不畅，加之本身出料篦板就存在堵塞的情况，最终出现了饱磨现象，出料篦板篦缝塞球主要是由于原有篦缝结构为双喇叭口，如图4改造前所示，最窄尺寸为8 mm，而磨内钢球最小直径为15 mm，碎裂后很容易卡在篦缝里，而且越塞越紧。  

  改进措施：对于糊袋问题，通过分析可知，虽然除尘器进口负压降低300 Pa，但之后不再继续降低恶化，说明此时滤袋黏料量与喷吹清料量达到了平衡，对此我们一方面更换部分滤袋，减小除尘器的阻力；另一方面调整除尘器喷吹间隔时间，由原来45 s改为30 s。通过采取以上两种措施，保证了除尘器的良好效果。但由于出料篦板经常堵塞，饱磨现象仍得不到彻底解决，对此，又对出料篦板篦缝结构进行了改进，由双喇叭口改为单喇叭口（如图4改造后所示），最小尺寸改为5 mm，并保证原有通孔率不变，且材质由高锰钢改为中合金，因为高锰钢硬度小容易出现延展，使篦缝变小。改造后篦缝塞球现象明显改善，即便是塞球，此篦缝结构也有一定的自清理功能。改造后运转了半年多，篦缝一直不需要清理。

图4 出料篦板篦缝改造前后对比

  2.5 立磨电流高

  现象：脱硫石膏入球磨后，在相同研磨压力下立磨电流增加约25 A左右，且立磨振动值也随着稍有增大，电流波动范围明显减小，见图5立磨电流2。

  图5 脱硫石膏加入方式不同立磨电流变化对比

  立磨电流1：脱硫石膏入立磨时的立磨电流变化；

  立磨电流2：脱硫石膏入球磨、未降挡料圈高度时的立磨电流变化；

  立磨电流3：脱硫石膏入球磨、降低挡料圈高度时的立磨电流变化

  原因分析：脱硫石膏改入球磨后，立磨系统的粉状物料相应减少，导致立磨系统料层过厚且稳定性增强，使立磨电流及振动随之增大，料层稳定后立磨电流的波动范围减小。

  改进措施：结合物料实际情况适当降低挡料圈高度，调整后见图5立磨电流3，不仅立磨工作电流明显稳定，且振动值也大幅度降低。

  3 总结

  改进和完善后，不仅使脱硫石膏顺利加入了球磨系统，而且还使立磨的稳定性大大提高，系统台时产量增加了近10 t/h，同时环保问题也得到了改善，彻底杜绝了收尘管道、下料溜子及循环斗式提升机壳体结壁的发生，为清洁式生产打下了坚实的基础。因此说，对于生产中出现的问题首先要找准方向，然后通过不断地改进和优化，本着企业生产环保先行的理念，结合生产的实际情况尽可能地实现自动化、智能化、无人化，只有这样才能使运行质量和环保质量提升到一个更高的层次。