引言

某干法水泥廠應用ф4.2m×12m(兩倉)球磨機+561-SR1選粉機閉路系統磨制水泥，生產工藝流程為：熟料、石灰石、爐渣和石膏按比例混合入球磨，出磨物料經選粉、收塵進入水泥庫。系統研磨P·O42.5水泥臺時產量110t/h，水泥細度指標為45μm篩余≤10％，比表面積340～360m2/kg。該磨機在2016年4月下旬摻助磨劑生產中，出現約4h一次飽磨的生產異常情況，嚴重時會從磨頭進風口往磨外‘吐料’(又稱之為返灰)；不加助磨劑生產時，也會發生飽磨情況，但頻次低很多。

磨機正常運行功率為3350～3480kW，此時加入助磨劑，出庫提升機、入庫斗提電流和選粉機電流均不同程度升高，磨機功率逐漸上漲至3450～3530kW，出磨負壓沒有明顯變化，出磨氣體溫度會緩慢上升；此時即使保持喂料量不變，運行2h后風壓會逐步走低，磨機功率會在5min內迅速降至3200kW以下，磨機出口氣體溫度將快速上升，出磨、入庫斗提和選粉機電流接近空車，磨機幾乎無排料，出現飽磨現象。該階段助磨劑的使用未能起到改善磨機研磨效果的作用，反而惡化了磨況，使飽磨狀況更容易發生。

現場巡檢察看磨音變化，在飽磨發生前0.5h和發生時，現場反饋二倉鋼球撞擊聲音清脆，且響聲越來越大，飽磨時筒體溫度高；在飽磨前10min和發生時，一倉聲音沉悶。在球磨機飽磨狀態下急停檢查，一倉料球比高，料平面距離鋼球面約0.4m，磨機篦板表面粘附細粉，很多篦孔塞滿粉狀和顆粒物，過料面積非常小；二倉料球比小，約1.5個鋼球露出料面。在磨機正常磨況下(非飽磨狀態)止喂搖空后檢查，一倉鋼球填充率0.26，竄入少量40mm小球，中間隔倉篦板干凈、篦孔通暢；二倉鋼球填充率0.30，鋼球級配良好。

助磨劑加入生產過程中，球磨機一倉飽磨形成一般原因可分為：

(1)物料水分高，降低了研磨效率和物料流動性。查閱近一年入廠混合材料和石膏檢測水分，混合材料中的電爐渣水分波動大，入磨物料綜合水分計算值在1.29％～2.18％，對比前后未見明顯增大。生產過程中，當入磨物料綜合水分1.29％時，飽磨發生頻次沒有變化，可排除水分為引起飽磨的主要影響。

(2)液體助磨劑的加入，增加了物料水分。該廠使用摻量1‰的液體助磨劑，對物料綜合水分增加小于0.1％，摻量一直未變。

(3)中間隔倉篦板堵塞嚴重，過料和通風能力差。檢查空磨篦板，一倉篦板寬度為12mm和15mm，篦縫通暢，不應成為影響飽磨因素。

(4)物料計量設備異常。該廠計量設備相對穩定，排除成為引起飽磨原因。

(5)物料易磨性變化或顆粒過大。入磨顆粒料有熟料和天然石膏，熟料小磨易磨性實驗反映處于正常水分，熟料結粒正常，波動小；天然石膏摻量5％，對破碎效率影響很弱。

(6)一倉破碎能力差。檢查磨機一倉填充率0.26，竄入少量40mm鋼球，與一倉0.29的填充率和大于40mm鋼球設計要求相比，破碎能力稍有下降。分別檢查在磨機加助磨劑和不加助磨劑，飽磨發生時急停檢查，對比空磨時篦板的通暢性，中間隔倉篦板面粘附約2mm厚粉料，篦孔被粉料和顆粒料堵塞，阻礙了物料流經一倉，是引起飽磨的主要原因。

引起隔倉篦板被堵塞過程分析：

(1)一倉鋼球填充率下降，混雜了小體積鋼球，破碎能力較之前弱，導致一倉料球比高，有顆粒料被擠進篩板縫隙；

(2)由于熟料出庫溫度達160～180℃，磨機出口氣體溫度最高可達132℃，石膏會超量脫水引起水泥流變性變差，二倉也會發生輕微糊球現象。

為了控制磨機出口氣體溫度，在磨機一倉噴水(2t/h)降溫，以穩定磨況和改善水泥流變性。在磨機一倉噴的水受溫度影響會少量蒸發變成氣體，水蒸氣混合氣流中的粉塵，隨風粘附于篦板，另外噴水落點靠近選粉回粉料位置，細粉料被噴灑水潤濕；隨著助磨劑加入磨內，一倉少量細粉料和選粉機回粉料流速變快；當混雜了水分的細粉料加快速度和大量涌入篦板，沾染水汽的篦板會不斷粘附粉料，篦板上粘附一層粉料，甚至有粉料塞進篦孔縫隙，物料流經時進一步受阻。此時喂料量不變，而篦孔被粉料和顆粒料堵塞，一倉穿過中間篦板物料量減少，負荷逐漸升高，隨著料球比增大，靠近篦板的物料將會被擠壓進篦孔和夾層篩板，惡化過料和通風，直到磨內篦板完全無法出料、一倉負荷超限為止。此時經一倉流到二倉的物料很少，二倉料球比小，運行中鋼球沖擊的聲響大，磨內溫度升高。

加入助磨劑出現飽磨征兆初期，通過減少喂料量來改善磨況和消除飽磨，或者在飽磨時，采取驟然增加風量然后快速恢復，試圖避免飽磨的發生均無效果，主要是該飽磨受一倉破碎效率和磨內噴水的影響，前者影響表現為在不加助磨劑出現飽磨，后者影響表現為在摻入助磨劑后加劇了篩板堵塞程度，增加了飽磨發生頻次。

因此，將一倉球徑小于50mm的鋼球篩選掉，填充率增加到0.29；一倉磨內噴水取消，通過降低冷卻機一、二段爐排料厚、加大熟料冷卻機的風量，熟料庫多點循環下料，提高磨內負荷等方式，從而降低磨機研磨和出口氣體溫度。

通過提升一倉填充率、增大平均球徑和取消磨頭噴水，加強一倉破碎能力，避免向一倉直接噴水發生氣化和落入細粉末，磨況明顯穩定很多，飽磨情況完全消除；也杜絕了熟料直接遇水，發生預水化和強度損失。在磨機運行約一周后，對摻加助磨劑工況下，統計6h磨機功率、出口風壓和出磨提升機電流數據，對比曲線如圖1。

圖1(a)顯示頻繁發生飽磨時間段內，球磨機功率、出磨斗提電流、出磨風壓變化幅度很大。在發生飽磨時，出磨斗提電流變化要先于磨機功率，趨勢基本一致，而出磨風壓的絕對值與前兩者變化趨勢相反，該段時間內磨況變化大，研磨效率低。圖1(b)顯示調整一倉鋼球和取消噴水后，磨機運行功率上漲30kW，前述三個參數波動幅度小，反映出研磨效率提高，磨況平穩。調整前后的磨機產量、水泥細度變化進行了統計，見表1。

由表1可以看出，臺時產量和45μm細度統計有明顯變化，調整后磨機平均產量高出調整前18t/h，標準偏差由14.5降低至1.8；45μm篩余量降低0.8％，標準偏差由1.03降低至0.57。

國內很多工廠在水泥粉磨階段，受到炎熱的外部環境和高溫熟料影響，磨機溫度會超過控制限度，超限的磨機溫度會劣化水泥流變性能以及縮短磨機軸瓦使用壽命，為了可以達到顯著降低出磨氣體或物料溫度的效果，低成本的磨內噴水方法成為常選手段。但磨內噴水會引起磨機篦板孔隙粘附粉料和堵塞，導致磨內通風不良和過料不暢；再遇到一倉破碎效率不足，則磨機產量和工況惡化程度顯著。

另外，鑒于磨內噴水也會使水泥預水化而損失強度，出現收塵袋糊袋現象，增加入庫水泥水分等，在發生磨機出口氣體溫度、水泥溫度超限情況時，建議尋求加強熟料冷卻效果和通過設備改造引入冷風降溫的措施，審慎使用磨內噴水的辦法。

作者：李淵博，江元華

來源：《湖北鑫統領萬象科技有限公司》

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