刘子河：水泥立磨终粉磨技术研究及应用

　　2013年6月16日，由中国水泥网主办、芬兰钢铁罗奇中国协办的"2013第六届国际粉磨峰会"在江苏南京国际会议大酒店隆重开幕。近300位领导、专家及企业代表近出席了本届峰会，并针对“提升系统节能”问题展开深度讨论。会上，中材（天津）粉体技术装备有限公司（下简称中材装备）副总经理刘子河做了《水泥立磨终粉磨技术研究及应用》的主题报告，在报告中，刘子河根据立磨在水泥生产中作为终粉磨所取得效果，证明立磨用于水泥终粉磨已经成为不可争议的事实。

中材（天津）粉体技术装备有限公司副总经理刘子河

　　众所周知，水泥粉磨系统的电耗占了水泥厂总电耗的68%，所以降低粉磨体统电耗是水泥厂降低总电耗、降低成本、节能减排的一个最重要方面，同时还可以直接或间接的降低二氧化碳排放量。传统球磨机做为水泥终粉磨，其电耗可能达到100-110度，料床粉磨可以达到80-85度电，根据测试，目前最先进的电耗水平是75度电。而现在最典型的料床粉磨是立磨和辊压机，这两种产品不论是在生料粉磨还是熟料粉磨都是竞争比较激烈的产品。

　　一、水泥粉磨技术发展概况

　　目前粉磨设备系统大型化问题已被提出来，大型化是粉磨设备的水平标志，代表行业的最高水平。所以国外的立磨供应商，例如Loesche、Pfeiffer均是把立磨磨盘做的很大。莱西福公司做的立磨磨盘最大直径更是达到6.9米，产能最高1200t/h。但是粉磨技术装备发展依旧面临一些关键问题，例如：高水分原料怎么磨？矿渣，矿石等高磨蚀性怎么解决稳定生产的问题？粉煤灰等高流动性物料如何磨得更细？

水泥粉磨技术发展过程

　　刘子河表示，水泥粉磨技术发展过程的主要技术有球磨机、辊压机+球磨机和立式辊磨三种，单就电耗来说，球磨机最高为40-45kWh/t，辊压机+球磨机为30-35kWh/t，立式辊磨可以控制在25~30kWh/t。

立磨粉磨水泥在世界上所占的比例变化

　　随着立磨技术的发展，立磨粉磨水泥在世界上所占的比例也发生了很大的变化：在2004~2005年，立磨粉磨水泥在世界上所占的比例为26%，2008~2009年为61%，2011~2012年达到了83%。2009年的德国杜尔塞夫国际会议上专家对立磨粉磨水泥的肯定也佐证了这一变化的合理性。

　　二、水泥立磨技术试验研究

　　早期水泥立磨面对的主要问题是料床不稳，粉磨部件磨损严重、寿命短，水泥颗粒级配窄、微细颗粒少、需水量大等。例如世界上第一的水泥立磨供应商德国Pfeiffer公司，便是由于当时水泥立磨的需水量偏高，不受当时球磨机为主的时代的欢迎。但是后来随着工艺研究、改善粉磨特性和粉磨机理以及耐磨件发展，这些问题已经得到解决。

国外公司水泥立磨公司采取料床稳定性的措施

国外公司水泥立磨系列

　　针对料床不稳的问题，国内外不同的水泥立磨供应商采用不同的措施，例如莱歇公司采用副辊的方式，OK磨采用中间带槽的方式，Raymond公司采用斜衬板的方式，Pfeiffer公司采用外圈铺料的方式，而中材装备集团采用则是破碎的方式。

　　三、水泥立磨技术工业实践

　　3.1 中材装备水泥立磨技术在各企业的应用

TRM型水泥立磨技术的发展

　　刘子河表示，中材装备通过前期的大量调研，两个实验室试验，再进行工业试验，最终推广到生产当中；希望能够促进水泥粉磨的节能减排，降低生产成本，减少土地使用面积，减少二氧化碳排放。

立磨试验研究平台

经过改进，该系统现为直径5.6米立磨系统，该生产线可以粉磨钢渣水泥。

本系统于专门用来粉磨水泥，水泥颗粒需水性（标准稠度用水量）为25.6%，

武汉阳逻TRMKS43.4水泥磨操作小结

　　武汉阳逻水泥的立磨可以同时粉磨矿渣和水泥，在工艺设计的时候也特意把水泥粉磨的参数在矿渣粉磨的基础上进行改进。因为该公司只生产32.5强度水泥，所以平均电耗29kWh/t，矿渣、石灰、石膏平均电耗是34 kWh/t，比表面积在450㎡/kg以上，目前该公司正在计划设计第二条线。

　　在调试期间，还测定了该系统矿渣与水泥在切换时间段内不同时间点CaO成分。数据显示：水泥转磨矿渣一般需要5-10分钟后开始，成品倒送至矿粉库；矿渣转磨熟料一般需要30分钟后开始，成品倒送至熟料库。

　　另外，有中材装备建设并且已经投产的立磨粉磨项目还有天山喀什水泥、马来西亚HUME水泥、越南福山水泥、尧柏商洛、尧柏安康，尧柏和田等。

　　3.2 TRM型水泥/矿渣立磨的技术特点

TRM型水泥/矿渣立磨的技术特点

　　中材装备水泥矿渣辊磨没有采用莱歇的主辅辊模式，而是采用两辊或三辊模式，取消了辅辊设计。采用更高的研磨压力，相同产量的磨机规格比莱歇的要小。但是一些参数看，中材装备的操作、成本、备品备件比莱歇更有优势。2011年12月9日，中国建筑材料联合会在北京组织召开 “水泥立式辊磨终粉磨技术的开发与应用”科技成果鉴定会，主要技术经济指标达到国际先进水平！

　　四、水泥立磨产品性能研究

根据实验结果表明：n值越低，需水量越少。

水泥颗粒分布：介于期末和开流磨之间，是合理的。

水泥标准稠度需水量

　　立磨：水泥的标准稠度需水量多数在25~27%。圈流联合粉磨：水泥的标准稠度需水量多数在26~29.3%。相比较而言，立磨的需水量更少。

水泥的凝结时间在合理的范围内。

水泥强度与球磨机相当

混凝土的工作性：混凝土的塌落度较高，有良好的工作性能

不同粉磨工艺水泥性能比较研究

　　以上数据为中国技术检测中心天津第十一监测站近期对天山水泥喀什工厂的三种生产工艺的检测，该水泥厂同时拥有立磨、球磨、辊压机+球磨机三种粉磨工艺，所以在同样的生产环境、技术操作、管理体系、生产配比的情况下进行比较而得出的这些数据，更具有说服力。

水泥细度和比表面积（TK代表立磨，TP代表球磨+辊压机，BA代表球磨机）

水泥颗粒分布

　　众所周知，需水性和强度是水泥性能两大指标，所以从上图可以看出，立磨水泥颗粒分布的n值介于辊压机和球磨机之间，已经很好的达到了指标的要求。

水泥流动性能

　　三种粉磨工艺磨出来的水泥的凝结时间相当，流动度相当，但是立磨水泥需水量最低。

水泥强度性能：立磨水泥的3天强度略低，但是28天强度与其他两种大致相当

混凝土流动性能

　　同样施工环境（环境温度20~22 度，相对湿度50%）调制C30混凝土，初始坍落度立磨水泥和其他两种基本一样，但是90分钟之后，立磨水泥配制的混凝土流动度略好于其他两种工艺水泥混凝土的性能。

　　所以，综合以上各点可知，立磨水泥产品的性能特点是：

　　1）颗粒分布介于圈流球磨和开流球磨之间；

　　2）水泥的标准稠度需水量多数在25-26.5%之间。

　　3）水泥的凝结时间在合理的范围内。

　　4）水泥的强度与球磨机相当或略高于球磨机。

　　5）混凝土的塌落度较高，有良好的工作性能。

　　五、水泥立磨系统技术优势

水泥粉磨系统对比（年产100万吨）

　　从两种水泥粉磨系统的对比来看，辊压机+球磨机系统电耗30～35kWh/t,辊磨终粉磨系统为25～30 kWh/t，以年产100万吨水泥来算，立磨系统每年可节约电耗400万度。

　　从系统投资来看，辊磨终粉磨系统要略高于辊压机+球磨机系统，这些数据是结合预算和生产厂家实际投资二做出的结论。另外，立磨对水分和力度的适应性都要优于辊压机+球磨机。而且立磨不用修建厂房，所以噪音也要小于辊压机+球磨系统。

　　立磨的工艺流程相对比较简单，切换品种可在15～30分钟内完成，也比辊压机+球磨机快捷。

立磨、辊压机水泥终粉磨系统工艺系统对比

立磨、辊压机水泥终粉磨系统系统运行运转率对比

立磨、辊压机水泥终粉磨系统系统操作性对比

立磨、辊压机水泥终粉磨系统能耗及维护费用对比

立磨、辊压机水泥终粉磨系统经济效益分析

　　立磨日常维护成本（以TRMK45水泥立磨为例）主要包括：磨耗费用的计算包括更换辊套及衬板费用的摊销。耐磨镶嵌陶瓷材质保证寿命期间内不需停机补焊，根据物料情况，寿命可达12000hr；堆焊材料寿命，根据物料情况，需要每6000hr左右补焊一次。

水泥熟料粉磨方式技术及经济指标对比

　　六、中材装备集团生产国内最大原料立磨通过专家鉴定

　　2012年5月4日，中材装备集团生产的国内最大的原料立磨TRMR60.4在河北矿峰水泥有限公司投产，并于2013年5月26日通过中国建材协会组织的专家鉴定。

TRMR60.4磨机工艺参数及结构方案设计（主要工艺参数）

考核结果

　　鉴定专家认为TRMR60.4生料立式辊磨运行平稳，振动小，磨耗低，经中国水泥发展中心物化检测所监测表明：当wi=13.3kWh/t、细度R80μm=183.%时，系统产量591.7t/h，墨迹点好7.79 kWh/t、系统电耗15.62 kWh/t。磨机设计合理，技术指标达到国际先进水平。