大型粉磨站建设的工艺思考
西融水贝江水泥集团有限公司 薛云楼
江苏汇能环境工程技术有限公司 何宏兵
随着产业集中度的提升和大企业间的资源重组和整合的加剧，大量新型干法线的相继投产，与之配套的大型粉磨站也应运而生，而作为单纯靠粉磨加工为主的水泥企业来讲，能控制的利润点就相对较少；因此对粉磨工艺和装备也提出了更高的要求，我们也必须在粉磨系统上多做文章，但我们的水泥其实也只是半成品，***终还要能适应搅拌站等下道工序的使用要求，一般来讲，我们对水泥的品质的要求有如下四个方面：水泥的颗粒形貌、水泥的颗粒组份、水泥的需水量以及富余标号。而在实践中如何通过粉磨系统的工艺改进和优化，提高混合材的掺入量，合理的利用一些工业废渣，进一步降低系统的粉磨电耗等等都是在项目建设初期就需要考虑的问题，只有做好这几点，才能发挥出我们作为粉磨站的优势。因此我们的粉磨工艺及配套的装备也必须能适应新形势的发展需要。
目前我们国内大部分水泥粉磨系统主体还是采用球磨机为主，但由于球磨机在干法粉磨时其粉磨效率相当低，我们就必须想方设法提高水泥粉磨中的能量利用率，而采用辊压机配套球磨机的工艺方案是现在采用比较多的一种工艺系统，也是一种比较成熟的工艺系统，与之配套的装备也全部都能实现的国产化。下面就这套系统的工艺优化组合作一些探讨：
- 磨前破碎系统
国内大规格的辊压机的技术也已非常成熟，目前辊压机的处理能力有的已经达到六、七百吨/时，这也满足了我们大型粉磨站建设的前提，而作为一个综合的系统，设备相互之间的匹配则是更为关键，只有相互配合好，才能发挥其***大的***，我们建议辊压机的系统装机功率约等于磨机系统的装机功率，这样能充分发挥大型辊压机的预破碎作用，并采用结合V型选粉机组成圈流破碎系统，这样能保证入磨物料的粒度，合理有效的控制粉磨电耗。这种系统根据辊压机和球磨机的工作特征，使它们比较合理分工，分别承担粗碎和粉磨作业。联合粉磨流程较复杂，辊压机自成系统，生产出200m2/kg比面积左右的半成品，粒度均匀，非常适合作为磨机的来料，后续球磨配球球径可小，可用单仓磨或两仓磨。辊压机单位吸收功率大，一般为7～11kWh/t，因此可以大大提高系统产量，有明显的节能效果。
在此我们推荐一种半终粉磨工艺的联合粉磨系统，这种工艺对于辊压机选型偏大的企业尤为适合，该系统中在辊压机预粉磨环节新增加一台选粉机，按需求灵活截取部分细粉作为水泥成品，该分选成品量即为系统提产幅度，该方案选用的选粉机为下进风结构的涡流选粉机。
在这里我们不建议采用打散分级机，首先是因为打散分级机不适应设备大型化的要求，当系统选型过大时，由于机械方面的原因，打散分级机不能制作较大直径的规格，限制了系统能力打发挥；另外打散分级机是通过机械与风力进行打散分级，分级精度较低，分选粒径达3.0mm。而V型选粉机则是靠风选，相对分级精度较高，能分选1.0以下的物料，还有V型选粉机是一种完全静态的粗选选粉机，无任何活动部件，也无需任何动力。V型选粉机外壳体的形状像一个“V”，因此形象地称为V型选粉机。内部设置了两排固定的成梯状排列的相互成一定角度的打散分级板。其工作原理就是利用高度落差使料饼在下落过程中撞击打散，在物料下落过程中利用气流方向和速度的改变达到分选的目的。细度的调节是通过改变风速来控制。V型选粉机与辊压机配套，简化了系统的工艺，优化了辊压机的操作。新喂料中的细粉在进辊压机前即被分选出来，同时新喂料和选粉机粗粉在喂入辊压机前充分混合，可确保辊压机的平稳运行。因此我们建议采用辊压机+V型选粉机+涡流选粉机组成的圈流破碎系统。
- 磨内工艺
球磨机是研磨的***主要方面。影响它的因素包括磨内各仓长度的设置、衬板的形式、研磨体的形式与级配、隔仓板的类型、通孔率及布置方式等。磨机运转过程中磨内是不断变化的，研磨体和衬板以及隔仓板等的耐磨性和机械强度达不到要求，经一段时间的粉磨作业后，原来的***佳效果显然难以保证，尽管采用补救的措施，但毕竟磨内的衬板和研磨体等在粉磨过程中的磨损规律是不同的，所以补球等方法充其量只能保持装载量的相对平衡，并不能保持磨内参数的始终良好。因此，改善衬板和研磨体的材质是研磨体级配和磨机工作条件长期稳定并提高其运转率和生产效率的根本保证。
磨内调整的通常办法是优化研磨体的级配，调整仓长和仓位。随着对开流及圈流技术的深入研究，目前已开始将圈流粉磨技术和磨内筛分技术有机地结合起来。当然这是完全不同的两种工艺路线，但还是有共同的特点。我们的宗旨是强调提高磨机的粉磨效率，一方面是提高磨内的研磨效率，在一定时间内粉磨一定量的物料，磨出的合格粉越多越好，同时尽量减少磨内过粉磨现象；另一方面是适当加快物料在磨内的流速。磨内筛分技术是通过磨内装置和小钢球、锻的采用。通过设置带筛分功能的隔仓板，把达到一定细度的物料提取出来送到细磨仓，可有效减少磨内的过粉磨。对于圈流磨来讲，特别是两仓磨来说，一般希望二仓采用小球，既能提高磨内物料流速，又能达到提高研磨能力的目的。设置分级衬板，二仓级配中就可采用更小的研磨体，而不至于出现大小球反窜现象。小研磨体的采用对细磨仓的粉磨效率的提高起至关重要的作用。因此对圈流磨来说同样可以移植磨内筛分技术的核心，当然简单地把磨机按开流磨技术来改是不可能达到较好的效果，必须进行必要的改进和调整，使之适合圈流磨的特点和要求，否则会适得其反。把磨内筛分和磨外分选结合起来，系统的粉磨效率得到进一步的提高，水泥产量就可以有进一步的提高。由于采用了较小的研磨体，研磨次数增加，一方面可使出磨水泥细粉的含量得到了提高，再通过高性能选粉机的分选，水泥的颗粒级配得到明显的改善；另一方面也使成品的颗粒形貌也更好。这些都有效地改善了水泥的性能，可提高水泥的强度。
对于衬板而言，长期工作必要的材质条件是：具有整体均匀的硬度和***结构，和高抗冲击疲劳强度、低磨损率、不变形、不断裂，显然普通钢衬板难以具备这些特点。
- 磨外分选技术
合理有效的磨外分选是提高粉磨效率的保证，另外系统的***也是每一个业主***为关心的对象。如何降低系统的***，我们可以从设备的投入和与之配套的土建等方面多下功夫，磨外选粉设备首先要考虑它的分级精度和运转效率，在这里我们推荐使用HNX型选粉机，因为它是由O-Sepa基础上发展起来的新型***选粉机，这样就保证了选粉效率，另外该选粉机结合了组合式选粉机的优点，综合运用了悬浮分散技术、平面涡流分级技术、循环收集技术等特点，降低了整个系统的***，相对O-Sepa系统来讲，具有单机结构紧凑、系统工艺简单、操作方便等，减少了用于成品收集的布袋除尘器的一次性***和长期的维护费用，而且也降低的系统的装机功率，大大降低了系统的粉磨电耗，而其紧凑的结构和节省的布袋除尘器的投入，更为设备安装的土建大大节省了成本。但南方部分常年气温较高地区，为降低出磨水泥温度，可以考虑仍采用O-SEPA选粉机。
另外，考察一个系统配套的选粉机的指标，不能单纯的看该选粉机在使用时的选粉效率，因为当选粉机规格型号确定之后，其本身的性能已确定，无法改变，尤其是***选粉机。***选粉机本身的调整参数只有转速和风量。通常选粉机的效率与循环负荷是一对矛盾参数，循环负荷低，选粉效率高；反之则选粉效率低。尽管***选粉机比传统选粉机性能优越，对物料浓度的变化适应性强，但这种变化规律还是存在。而过低的循环负荷会导致磨机的粉磨效率下降。当一台磨机的产量处于较高的状态时，其选粉效率并不是处于较高值。一般循环负荷控制在120～150％比较合理。
综上所述，合理的粉磨工艺加上***可靠的设备，是企业创造效益的保障，只有做好粉磨系统的综合系统的工艺平衡，才能使每个设备都能发挥出***大的效益，我们必须从细微处入手，不能单靠某一台设备或某一个环节去解决问题；必须对整个粉磨系统进行***的分析、系统的优化，从而可以实现粉磨系统的高产、高性能的目标。
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