水泥粉磨专家邹伟斌详解陶瓷研磨体节能前提

  中国水泥网于9月22-23日成功举办了“2016中国水泥节能环保技术交流大会”，中国水泥网高级顾问、水泥行业粉磨专家邹伟斌在会上分享了在陶瓷研磨体应用方面的一些体会。

中国水泥网高级顾问、水泥行业粉磨专家邹伟斌

  根据邹伟斌的介绍，陶瓷研磨体在水泥粉磨系统能够实现节电的核心在于陶瓷研磨体质量的降低带来的磨机负荷降低。但邹伟斌也指出，任何设备与材料的应用都是有条件的，实现粉磨系统节电，必须针对粉磨系统存在问题进行分析、处理。他还就陶瓷研磨体目前应用于水泥粉磨系统存在并亟待解决的技术问题进行了讲解。

  一、陶瓷研磨体与水泥粉磨系统节能

  1、陶瓷研磨体粉磨节电技术核心

  从陶瓷研磨体的性能来讲，无机非金属材料---Al₂O₃陶瓷材料容易碎，韧性不如金属的好。它的密度基本在3.6--3.8g/cm³，相当于金属（7.8g/cm³）的一半。原来磨机的填充率都是30-33左右，现在在同一台磨机上使用陶瓷球的话填充率要在40以上，甚至接近45。在相同填充率时，装载量要比金属研磨体低50%左右，大幅度降低了管磨机主电机驱动负荷（运行电流及驱动功率显着降低），以此实现节电。

  另外，使用陶瓷研磨体后，主电机及主减速机工作寿命有了显着提高。

  Al₂O₃陶瓷材料具有重量轻、硬度高（HRA8590）的特点，如上表所示，莫氏硬度接近9级（刚玉质），抗压强度≥850Mpa、耐磨性是ZGMn13材料的266倍、是高铬铸铁的171.5倍，硬度非常好。

  2、根据我们了解到的，现在多家水泥企业磨机细磨仓应用结果表明，使用陶瓷研磨体后节电幅度一般平均在 4kW·h/t—6kW·h/t之间，也有的企业磨制P. ΙΙ52.5或P.O52.5高等级水泥时，节电幅度更大一些，在6kW·h/t—8kW·h/t之间。生产高标水泥的时候节电幅度会更大是因为水分很少，研磨不会受到缓冲。

  3、说起陶瓷研磨体在水泥粉磨系统的应用，还需要提一下陶瓷研磨体对水溶性铬含量的控制，水泥管磨机应用高铝质陶瓷研磨体时，不会对水泥实物质量产生影响、无铬污染。

  4、目前存在并亟待解决的技术问题：

  4.1 降产

  应用陶瓷研磨体后，如果不对系统进行优化，降产幅度一般为10%甚至＞15% 。降产幅度跟前期系统的一些优化有关，系统优化没有做到位降产幅度就比较大。更换陶瓷研磨体不是仅仅把它倒出来，换上去，应该是先把整个系统所有需要优化的细节全部做完，然后再把陶瓷研磨体放上去。这些细节包括辊压机的做功能力，分解设备的性能。

  4.2 破损率

  陶瓷材料硬度高，虽耐磨性能优良，但韧性较差；需要从配方、成型 等工序进行优化，降低破损率。

  4.3 陶瓷球与陶瓷锻规格仍需健全。

  二、陶瓷研磨体与水泥粉磨系统节能工业生产案例

  案例一：山水集团Φ3.0×11m管磨机（主电机功率 1250kW--6kv—额定电流146A）

  在试验中，当全部采用金属研磨体时（一仓30t、二仓60t，合计90t），磨机主电机进相运行电流为105A（电机实际负荷71.92%）。

  后对其进行改造，一仓采用金属研磨体31t、二仓采用陶瓷研磨体36t，磨机主电机进相运行电流70A—（电机实际负荷47.95%，降低35A）+XX30选粉机（主轴电机功率30kW、循环风机功率132kW）。

  下表为具体装载情况：

  磨机一仓金属研磨体级配

  磨机二仓陶瓷研磨体级配

  以下为各品种水泥试验前后对比情况及技术要求：

  P.O42.5水泥配比（%）：

  P.O42.5水泥技术经济指标

  成品水泥细度指标：R45μm筛余＜7.0%、 比表面积≥330m²/kg

生产P.O42.5试验前后对比

  P.II 42.5R水泥配比（%）：

  P.II 42.5R水泥技术经济指标：

  成品水泥细度指标：R45μm筛余＜6.0%、 比表面积≥330m²/kg

P.II 42.5R试验前后对比

  P.O 52.5R水泥配比（%）：

  P.O 52.5R水泥技术经济指标:

  成品水泥细度指标：R45μm筛余＜5.0%、 比表面积≥360m²/kg

P.O 52.5R实验前后对比[Page]

  案例二：四川永祥公司水泥粉磨系统

  该公司的基本配置:两套辊压机双闭路联合粉磨系统，均配置HFCG140-80辊压机（处理能力360t/h、主电机功率500kW×2--10kv—额定电流36.7A）+SF600/140打散分级机（打散电机功率55kW+ 分级电机功率45kW）+Φ3.8×13m双仓管磨机（主电机功率2800kW—10kv—额定电流194.4A）+吉达sepax3000高效选粉机（主轴电机功率55kw）+系统风机（功率180kW）+磨尾收尘风机（功率55kW）

四川永祥水泥公司综合利用电石渣2000t/d孰料干磨干烧水泥生产线DES控制系统操作页面

  在试验中，一仓仍然使用金属研磨体（54t），二仓使用86t陶瓷研磨体，比原来减少40t。

  下表为P.O42.5R水泥物料配比（1#磨机）

  应用现场数据

  在生产P.O42.5R时水泥联合粉磨系统磨机运行参数如下：

  1#磨机二仓采用山东淄博赛纳新材料有限公司研发的陶瓷锻，磨机主电机实际驱动负荷58.38%；2#磨机全部采用传统金属研磨体，磨机主电机实际驱动负荷88.17%。

8月份数据

  上表所示为8月份数据，台时产量虽略有下降，但下降得较少，目前台时产量较之8月份数据已有所提高。

  采用陶瓷研磨体经济效益测算

  按照台时产量117计算，单台磨机若运转7000h（设备运转率按80%计），采用陶瓷研磨体年节电效益如下：

  7000h×117t/h×5.4kW·h/t×0.6元/kW·h=265.4万元

  减去当年投入的陶瓷研磨体成本100万元，半年可收回陶瓷研磨体成本，当年获纯节电效益165.4万元。

  值得注意的是，从第二年开始，系统节电效益会更高。

  三、陶瓷研磨体节电应用之前提

  任何设备与材料的应用都是有条件的，在使用陶瓷研磨体之前必须要做好一些工作，实现粉磨系统节电，必须针对粉磨系统存在问题进行分析、处理。

  1、使用陶瓷研磨体并不是简单的更换研磨体材质，直接换有一点效果，但要面临的风险就是产量会大幅度下降，必须对系统进行优化。对现有的或者可能出现的问题有一些预见性，比如隔舱板的优化、一仓填充率问题。

  2、选择应用优质的陶瓷研磨体，否则刚开始使用就出现破损就得不偿失了。

  3、应用陶瓷研磨体，必须重视磨内的改造。

  4、合理的研磨体级配，装机前填入水泥。

  5、中控操作方法的统一非常重要。

  陶瓷研磨体在水泥行业是新生事物，有其特殊性，要应用得好前期工作非常重要。前期工作做好了就是为水泥节电降耗打好了基础，否则会出现问题。