隨著我國(guó)新型干法水泥生產(chǎn)工藝日臻完善，圍繞新型干法工藝設(shè)備技術(shù)的改造對(duì)行業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。在水泥生產(chǎn)中，粉磨工藝的過程能耗巨大，約占水泥總能耗的72%。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的繼續(xù)推進(jìn)，水泥需求在未來(lái)若干年內(nèi)還將保持穩(wěn)定。但在環(huán)境執(zhí)法力度不斷加大，錯(cuò)峰生產(chǎn)常態(tài)化下，由于水泥產(chǎn)能過剩，對(duì)生產(chǎn)和節(jié)能減排技術(shù)落后的企業(yè)將要淘汰出局。這是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇，節(jié)能減排已經(jīng)刻不容緩。

就目前水泥粉磨工藝流程而言，有：管磨機(jī)（開路或閉路）粉磨系統(tǒng)，輥壓機(jī)+球磨機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)、立磨粉磨系統(tǒng)、筒輥磨粉磨系統(tǒng)及輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)等。粉磨工藝的選擇與應(yīng)用直接影響的水泥的產(chǎn)、質(zhì)量及生產(chǎn)成本，在水泥裝備中占有舉足輕重的地位。

發(fā)達(dá)國(guó)家一個(gè)粉磨站最多能生產(chǎn)70多個(gè)品種水泥，全靠閉路流程調(diào)整。而我國(guó)既有“開路系統(tǒng)”也有“閉路系統(tǒng)”，如何挖掘節(jié)能潛能，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效，本人從管磨機(jī)作為粉磨設(shè)備的改造要點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)論述，拋磚引玉，謬誤之處，懇請(qǐng)業(yè)界各位老師予以批評(píng)指正。

//一、從設(shè)備布局、選型、安裝、維護(hù)工藝上挖掘潛能//

有市場(chǎng)的地方建粉磨站，從布局合理性上，應(yīng)該建在銷售地區(qū)附近，還可設(shè)置在城市附近，即能吸收城市工業(yè)廢渣，又能節(jié)省40%左右的運(yùn)費(fèi)。

大多數(shù)水泥廠在水泥預(yù)粉磨設(shè)備選型時(shí)，常常是以現(xiàn)有球磨機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的2倍來(lái)選用。這種選型思維比較保守，球磨機(jī)的增產(chǎn)幅度收到限制，沒有充分發(fā)揮球磨機(jī)的預(yù)粉磨設(shè)備的各自特點(diǎn)。比如輥壓機(jī)電機(jī)功率之和與磨機(jī)主電機(jī)功率之比在0.4以下，應(yīng)選擇打散分級(jí)機(jī)。它集料餅打散與顆粒分級(jí)于一體，與輥壓機(jī)配套使用,可以消除輥壓機(jī)邊緣漏料和開停機(jī)過程中,及正常工作時(shí)未被充分?jǐn)D壓的大顆粒對(duì)后續(xù)球磨系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響,以獲得大幅度增產(chǎn)節(jié)能的效果。同時(shí)對(duì)物料水分適應(yīng)性強(qiáng)，工藝流程簡(jiǎn)單節(jié)省投資。又如輥壓機(jī)電機(jī)功率之和與磨機(jī)主電機(jī)功率之比在0.5以上。則應(yīng)選擇V型分級(jí)機(jī),因內(nèi)部無(wú)運(yùn)轉(zhuǎn)部件，屬于完全通過氣流分選的靜態(tài)分級(jí)設(shè)備，適宜于配置在處理能力較大的輥壓機(jī)系統(tǒng)中，工作可靠穩(wěn)定，利于輥壓機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，提高系統(tǒng)產(chǎn)量；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐磨部件使用壽命長(zhǎng)；使用風(fēng)量小，壓差損失??；成品細(xì)度可以通過調(diào)節(jié)風(fēng)速來(lái)控制，調(diào)節(jié)方便可靠；具有烘干功能。由于采用氣流分級(jí)，V選分級(jí)精度比打散分級(jí)機(jī)有所提高，入磨粒度細(xì)在0.5毫米左右。

球磨機(jī)和其他輔助設(shè)備制造安裝誤差大，易給今后正常運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)帶來(lái)諸多問題。在設(shè)備安裝維護(hù)上要依據(jù)JC/T334.1-2006《水泥工業(yè)用管磨機(jī)》和JC/T451-2007《微介質(zhì)水泥磨機(jī)》中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。另外隔倉(cāng)板不允許設(shè)置在筒體段節(jié)對(duì)接焊縫處、固定在筒體端部的法蘭橫斷面平面度小于0.1㎜，法蘭端面偏擺小于0.1㎜。中控軸徑在加工后要拋光到要求的光潔度。為確保球磨機(jī)傳動(dòng)部件長(zhǎng)期安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)，還要注意裝于出料端筒體上大齒圈溫會(huì)升高，直徑會(huì)膨脹。故冷態(tài)側(cè)隙要加大，同時(shí)加強(qiáng)齒輪副的潤(rùn)滑管理，最好采用合成開式齒輪油噴霧潤(rùn)滑。并積極開展預(yù)防性維修。

//二、從入磨物料粒度、易磨性和溫度上挖掘潛能//

由管磨機(jī)的粉磨特性分析可知，這種工藝流程磨細(xì)功能有余，破碎能力不足，大粒度物料由磨機(jī)粗磨倉(cāng)破碎是不合理的。所以，必須設(shè)置高效而穩(wěn)定的磨前物料預(yù)處理工藝、縮小入磨粒度，將管磨機(jī)粗磨倉(cāng)的工作部分或全部移至磨外完成，達(dá)到‘多破少磨’是實(shí)現(xiàn)粉磨系統(tǒng)增產(chǎn)、降低電耗最有效的技術(shù)途徑。根據(jù)德國(guó)R.阿斯穆斯等人做過模擬計(jì)算，若將物料預(yù)磨到勃氏比表面積150——200m2/kg,則球磨機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)量可以提高100%能耗降低24%——30%的這一結(jié)論。當(dāng)入磨物料的顆粒粒徑達(dá)到勃氏比表面積150——200m2/kg,也就是入磨物料粒度應(yīng)不超0.9毫米。球磨機(jī)就可以取消破碎倉(cāng)，只起最終細(xì)磨并控制顆粒形狀與顆粒組成的作用。采用單倉(cāng)簡(jiǎn)化磨機(jī)結(jié)構(gòu)，全部加裝研磨效率高的小直徑鋼段，充分發(fā)揮球磨機(jī)研磨效率高的特點(diǎn)，使球磨機(jī)專門用于水泥研磨。

物料的易磨性是物料本身的一種性質(zhì)，表示粉磨的難易程度。物料的易磨性系數(shù)大表示容易磨細(xì)，易磨性系數(shù)小則表示難磨。為此采取分別粉磨，各種物料可以根據(jù)要求磨至不同的細(xì)度。物料分別粉磨工藝可最大限度地發(fā)揮水泥成品的膠凝活性，為大量利用高活性工業(yè)廢渣，凈化生態(tài)環(huán)境創(chuàng)造了良好的條件。經(jīng)分別粉磨再均勻攪拌成的水泥，有更多的混合材摻量。采用分別粉磨與混合粉磨礦渣水泥是，在產(chǎn)品混合細(xì)度相同的情況下，分別粉磨的產(chǎn)量高10%左右。

降低磨內(nèi)溫度，是提高粉磨效率的有效方法。首先降低熟料溫度，最直接的方法是自然冷卻，并保持一定的庫(kù)存量，避免剛出窯的熟料直接入磨。其次，向粉磨倉(cāng)噴人少量的霧狀水，尤其是粉磨純熟料水泥，在熟料溫度較高時(shí)，磨內(nèi)噴水效果更為顯著。另外，可采用水泥冷卻器控制出磨水泥溫度，防止出磨水泥溫度高造成“假凝”、“快凝”的現(xiàn)象。對(duì)外加劑的適應(yīng)性有很大的提高，滿足用戶需求。

//三、從磨機(jī)襯板的結(jié)構(gòu)形狀及材料上挖掘潛能//

在確保入磨物料粒度的同事，應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)磨機(jī)內(nèi)部襯板的工作表面形狀。粗磨倉(cāng)宜選用提升能力較好的階梯襯板，細(xì)磨倉(cāng)采用活化襯板。安裝篩分型隔倉(cāng)板機(jī)篦板。襯板表面形狀的選擇目的只有一個(gè)：選擇理想的磨球工作狀態(tài)，追求球磨機(jī)的最大研磨能力。 

襯板的結(jié)構(gòu)多種多樣，磨礦效率很大程度上受球磨機(jī)襯板結(jié)構(gòu)的影響。襯板形狀的差異，會(huì)使提升摩擦系數(shù)不同，對(duì)介質(zhì)和物料的提升能力也不同，并且還影響介質(zhì)在拋落點(diǎn)的受力，導(dǎo)致介質(zhì)在筒體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同。襯板結(jié)構(gòu)將直接影響到球磨機(jī)的磨礦效率以及鋼耗、能耗。合適的襯板結(jié)構(gòu)，能將介質(zhì)提升到理想的高度，使各層介質(zhì)降落時(shí)碰撞能量分布合理。研制合理的襯板結(jié)構(gòu)，對(duì)球磨機(jī)的發(fā)展非常重要。水泥管磨機(jī)一倉(cāng)需要一定的粗粉磨功能，常采用對(duì)研磨體提升能力較好的曲面階梯襯板、溝槽階梯襯板、大波紋襯板、波紋階梯襯板等，階梯襯板帶球端厚度尺寸取值不能太低，以保證對(duì)研磨體的有效提升高度，傳遞給研磨體最大能量。如溝槽襯板：工作表面上有圓弧形溝槽的襯板。與平面襯板相比，溝槽襯板與介質(zhì)的接觸相對(duì)較長(zhǎng)的弧面，研磨角比平直襯板與介質(zhì)的研磨角大的多。可見溝槽襯板對(duì)物料的研磨和粉碎作用非常有利，并且介質(zhì)與襯板之間存在著物料，又能對(duì)襯板和介質(zhì)產(chǎn)生保護(hù)作用，使介質(zhì)磨損損耗降低及提高襯板的使用壽命。與其它形狀的襯板相比，溝槽襯板對(duì)介質(zhì)提升均勻，磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)力矩，能起到減振降噪的作用。加上溝槽襯板的質(zhì)量比一般襯板約輕10%，磨機(jī)需要的功率下降20%左右。

對(duì)于細(xì)磨倉(cāng)而言：當(dāng)研磨體使用微鍛時(shí)，多采用小波紋襯板+活化環(huán)結(jié)構(gòu)。細(xì)磨倉(cāng)活化裝置的合理設(shè)置：主要目的是減少“滯留帶”（研磨死區(qū)）產(chǎn)生的的負(fù)面效應(yīng)，充分激活微型研磨體能量；一般按細(xì)磨倉(cāng)有效長(zhǎng)度方向在1.25m—2.25m（五塊至九塊單孔小襯板）長(zhǎng)度范圍內(nèi)設(shè)置一周圈或沿圓周方向錯(cuò)開安裝；根據(jù)物料易磨性及成品細(xì)度控制指標(biāo)等技術(shù)參數(shù)，活化環(huán)有效高度尺寸可取管磨機(jī)公稱直徑的20%--30%，高度過低則影響活化效。當(dāng)研磨體采用小鋼球時(shí)，多選用分級(jí)襯板；但也可采取3—5種不同工作表面形狀的襯板與活化環(huán)搭配使用；總之，無(wú)論采取何種配置，必須以達(dá)到“磨內(nèi)磨細(xì)”為最終目的。

就球磨機(jī)而言，襯板對(duì)生產(chǎn)的影響比磨球大的多。借用機(jī)械設(shè)計(jì)中的“基孔制”或“基軸制”概念理解最好。因此在襯板和磨球的選擇之中，首先應(yīng)決定的是襯板，必須保證球磨機(jī)襯板的使用壽命在兩個(gè)大修期以上，并且盡可能的不要維修。應(yīng)選擇那些含碳量較高的鉻鉬合金鋼或高鉻鑄鐵之類的材質(zhì)。這里要注意的一個(gè)問題是“工況適用”的概念。并不是合金化越高越好，襯板的硬度應(yīng)大于HRC50。

//四、從鋼球裝載量和級(jí)配上挖掘潛能//

襯板和磨球毫無(wú)疑問是相互配合的關(guān)系，他們和物料共同形成三體磨料磨損。物料在磨機(jī)內(nèi)磨成細(xì)粉，是通過研磨體的沖擊和研磨作用的結(jié)果，因此，研磨體級(jí)配設(shè)計(jì)的好壞對(duì)磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量影響很大。要設(shè)計(jì)好磨機(jī)研磨體級(jí)配，必須充分考慮研磨體裝載量、各倉(cāng)填充率、平均球徑、物料水分、物料流動(dòng)性、物料粒度、隔倉(cāng)板形式、隔倉(cāng)板蓖縫大小、各倉(cāng)長(zhǎng)度、粉磨流程等因素。

填充率設(shè)計(jì)俞高，磨機(jī)的裝載量就會(huì)俞高。要提高磨機(jī)的產(chǎn)量，應(yīng)盡可能提高磨機(jī)的裝載量。但磨機(jī)裝載量不能無(wú)限提高，磨機(jī)裝載量太高，磨機(jī)電機(jī)的電流會(huì)很高，有可能會(huì)燒毀電機(jī)或威脅磨機(jī)機(jī)械設(shè)備的安全。磨機(jī)研磨體填充率設(shè)計(jì)多少，應(yīng)充分考慮磨機(jī)的機(jī)械設(shè)備的承受能力以及磨機(jī)電機(jī)的承受能力。為了提高磨機(jī)的產(chǎn)量，一般可采用液體變阻起動(dòng)器和進(jìn)相機(jī)等設(shè)備，降低磨機(jī)的起動(dòng)電流和提高磨機(jī)電機(jī)的過載能力，從而提高磨機(jī)的裝載量。在解決了磨機(jī)的起動(dòng)和提高了電機(jī)的過載能力后，絕大多數(shù)磨機(jī)的裝載量都可超過設(shè)計(jì)裝載量。一般磨機(jī)的設(shè)計(jì)填充率為28％左右，但在加裝了液體變阻起動(dòng)器和進(jìn)相機(jī)設(shè)備后，通常都可達(dá)到35%～38%，甚至達(dá)到40%～42%，研磨體裝載量大大超過設(shè)計(jì)裝載量，磨機(jī)產(chǎn)量也大幅度提高。  

在確定了磨機(jī)的總裝載量后，緊接著就是要確定各倉(cāng)的填充率，也就是要確定每個(gè)倉(cāng)的裝載量。這主要靠經(jīng)驗(yàn)和觀察確定，但可以掌握一個(gè)原則：磨機(jī)各倉(cāng)研磨能力的平衡。如果磨機(jī)各倉(cāng)研磨能力達(dá)到平衡了，那么在此裝載量的條件下，磨機(jī)也就達(dá)到最大產(chǎn)量了。那么如何確定磨機(jī)各倉(cāng)研磨體是否達(dá)到了平衡，常用方法有聽磨音、檢查球料比、繪制篩余曲線法。設(shè)計(jì)磨機(jī)各倉(cāng)填充率，還要考慮磨機(jī)的流程，一般來(lái)說(shuō)對(duì)于有選粉機(jī)的磨機(jī)，磨機(jī)內(nèi)研磨體的球面通常采用逐倉(cāng)降低的裝法，前后兩倉(cāng)球面相差25～50MM，這樣可增加物料在磨內(nèi)的流速；沒有帶選粉機(jī)的磨機(jī)，研磨體的球面常采用逐倉(cāng)升高的辦法，以控制成品細(xì)度。  

磨機(jī)各倉(cāng)的填充率還受隔倉(cāng)板形式和篦縫大小的影響，隔倉(cāng)板形式和篦縫大小決定物料通過隔倉(cāng)板的速度，從而影響到磨機(jī)內(nèi)各倉(cāng)的物料料位的高低，顯然，高料位必須用高的填充率，料位低，當(dāng)然也就不需要那么高的填充率了。此外，物料水分含量、物料流動(dòng)性質(zhì)、物料粒度大小都會(huì)影響到物料在磨內(nèi)的流動(dòng)速度，從而造成磨內(nèi)各倉(cāng)料位高低不同，因此，磨機(jī)各倉(cāng)的研磨體填充率也要作相應(yīng)的調(diào)整。

合理選擇研磨體級(jí)配，確定一定條件下的填充率，是提高球磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量必不可少的措施。 磨機(jī)在進(jìn)行粉磨時(shí)，物料一方面受到研磨體的沖擊作用，另一方面受到研磨體的研磨作用。顯然，在單位時(shí)間內(nèi)，研磨體與物料接觸點(diǎn)越多，粉磨越容易完成。當(dāng)球磨機(jī)裝載量一定時(shí)，要增加物料與研磨體的接觸，則研磨體的尺寸越小越好。因此，在球磨機(jī)各倉(cāng)長(zhǎng)度、入磨物料粒度等一定條件下，只有通過選擇大小適合的研磨體及其合理級(jí)配才能完成。

研磨體的級(jí)配目前尚無(wú)統(tǒng)一的理論方案，通常我們?cè)谶M(jìn)行研磨體級(jí)配使用時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持以下原則：

（1）被粉磨的物料平均粒度大，硬度大或要求成品細(xì)度可以粗些，這時(shí)鋼球的平均球徑應(yīng)大些，反之應(yīng)小些。

（2）兩倉(cāng)或以上磨一般前倉(cāng)用鋼球，后倉(cāng)用鋼鍛或鋼球。

（3）研磨體必須大小搭配，大小球的配比原則應(yīng)保證小球的摻入量不影響大球的填充率，一般小球占大球重量的3%--5%。鋼球的規(guī)格一般用3～5級(jí)不同直徑的鋼球配合使用，鍛倉(cāng)級(jí)配的鋼鍛規(guī)格一般以2～3級(jí)組成。若有兩個(gè)倉(cāng)用鋼球時(shí)，則兩倉(cāng)的鋼球一般相差兩級(jí)。

（4）同一倉(cāng)鋼球級(jí)配應(yīng)堅(jiān)持兩頭小中間大的原則，即最大直徑和最小直徑的鋼球少，中間規(guī)格的鋼球多。若用兩種鋼鍛時(shí)，各占一半即可，若用三種鋼鍛時(shí)，可根據(jù)具體情況適當(dāng)搭配。

（5）在確保成品細(xì)度的前提下，平均球徑應(yīng)當(dāng)小些，以增加接觸面積和單位時(shí)間的沖擊次數(shù)。 當(dāng)入磨物料粒度小，易磨性好，產(chǎn)品細(xì)度要求較細(xì)時(shí)，就需要加強(qiáng)對(duì)物料的研磨作用，適當(dāng)降低研磨體的平均球徑，反之應(yīng)加大研磨體的平均球徑。另外閉路粉磨的平均球徑要比開路粉磨大一些。  

研磨體級(jí)配是否合理，可從如下判斷：

（1）如果磨機(jī)產(chǎn)量正常而產(chǎn)品細(xì)度太粗，一般是由于物料流速太快，一倉(cāng)粉碎能力過強(qiáng)，二倉(cāng)研磨能力不足而造成。此時(shí)應(yīng)取出部分大球大鍛用小球小鍛代之；減少一倉(cāng)或增加二倉(cāng)的裝載量。

（2）如果磨機(jī)產(chǎn)量低、細(xì)度過細(xì)，可能是由于一倉(cāng)粉碎能力不足，二倉(cāng)研磨體填充系數(shù)過大。此時(shí)應(yīng)補(bǔ)加大球及增大一倉(cāng)的填充系數(shù)。

（3）如果磨機(jī)產(chǎn)量低、細(xì)度過粗，一般可能是裝載量不足，磨耗大。此時(shí)應(yīng)補(bǔ)加研磨體。

（4）正常喂料情況下停磨觀察，如果一倉(cāng)大部分球露出料面2～3cm（約半個(gè)球），二倉(cāng)物料面剛好蓋過或略高于研磨體為正常。如果一倉(cāng)物料面超過研磨體很多，說(shuō)明研磨體裝載量不足或平均球徑過?。环粗f(shuō)明裝載量過多或平均球徑過大。

（5）如果兩倉(cāng)料層都很厚，產(chǎn)量低、細(xì)度不宜控制，可能是由于研磨體總裝載量少或出料篦孔堵塞及出料空心軸內(nèi)螺旋糊死，造成出料困難。

（6）在正常喂料的情況下，一倉(cāng)鋼球的沖擊聲較強(qiáng)，有嘩嘩的響聲。如果一倉(cāng)鋼球的沖擊聲音特別宏亮?xí)r，說(shuō)明它的平均球徑過大或填充率較大。若聲音發(fā)悶，說(shuō)明一倉(cāng)鋼球的平均球徑過小或填充率過低，此時(shí)應(yīng)提高鋼球的平均球徑和填充率。二倉(cāng)正常時(shí)應(yīng)能聽到研磨體輕微的刷刷聲。

（7）此外，我們還可以根據(jù)主機(jī)電流正常下降幅度、圈流水泥磨配套選粉機(jī)電流大小、出磨輸送設(shè)備電流變化等來(lái)判斷研磨體級(jí)配是否合理性。

“系統(tǒng)環(huán)保、高效、節(jié)能是企業(yè)發(fā)展的硬道理”，今后水泥工業(yè)將圍繞這個(gè)主題，持續(xù)開展“節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)、凈化環(huán)境”為中心的技術(shù)創(chuàng)新工作，進(jìn)一步降低粉磨能耗。

來(lái)源：《水泥行業(yè)專家聯(lián)盟》

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