一、粉磨基礎知識

粉磨的基本概念：用外力克服固體物料分子之間的內聚力，使之分裂，并使物料顆粒的粒徑減小的過程，稱之為粉碎或磨碎，簡稱粉磨。 

粉磨的分類：物料的粉碎一般是在破碎機和粉磨機內分別進行的，所以按其粉碎物料的粗細程度又分為破碎和粉磨兩個機械操作過程。 

粉磨的目的：在于使物料獲得必要的分散度，成為一定組成的產品，以滿足各工藝過程的要求。

粉磨加工的分類

普通粉磨：粒度＜80μｍ，比表面積250～350m2/Kg

高細粉磨：粒度＜50μｍ,比表面積350～600m2/Kg

超細粉磨：粒度＜10μｍ,比表面積600～800m2/Kg

水泥粉磨的意義：水泥熟料的粉磨主要任務是提供一定顆粒組成的成品，水泥的分散度可以用細度和比表面積來表示，在相同的礦物組成條件下，分散度越高，水泥磨的越細，水泥的水化速度越快強度越高，特別是早期強度高，但是當比表面積超過一定限度，強度增長不明顯，電耗反而會急劇增加。 

粉磨方式不同，即使比表面積相同，強度也會有所差別。 

球磨機分類： 

１、按長度與直徑之比分類： 

短磨機：長徑比在２以下時為短磨機，或稱球磨機。 

中長磨機：長徑比在３左右時為中長磨機。 

長磨機：長徑比在４以上時為長磨機或稱管磨機。 

球磨機的規格：用筒體直徑乘以長度表示，如：Φ4.2×11ｍ球磨機。 

２、按生產方式分： 

干法粉磨機：喂入磨機的物料為干燥狀態。 

烘干粉磨機：喂入磨機的物料是潮濕的。 

濕法粉磨機：物料喂入時加入適量的水。 

３、按卸料方式分： 

①尾卸式磨機：入磨物料由磨機的一端喂入，由另一端卸出，稱為尾卸式磨機。 

②中卸式磨機：入磨物料由磨機的兩端喂入由磨機筒體中部卸出，稱為中卸式磨機。該類磨機相當于兩臺球磨機并聯使用，這樣設備緊湊，簡化流程。 

４、按傳動方式分： 

①中心傳動：磨機的傳動中心線與磨機的筒體中心線一致。 

②邊緣傳動：磨機的傳動軸中心線與磨機筒體中心線平行，傳動軸上的小齒輪帶動安裝在磨機的端蓋上的大齒輪，使磨筒體回轉。 

５、按磨內裝入的研磨介質形狀分類 

①球磨機，磨內裝入的研磨介質主要是鋼球。這種磨機使用最普遍。

②棒磨機，磨內裝入直徑為50—100ｍｍ的鋼棒作為研磨介質。棒磨機的長度與直徑之比一般為1.5—2。

③棒球磨機，裝入圓柱形鋼棒、鋼球或鋼段，作為研磨介質。 

④礫石磨，磨內裝入的研磨介質為礫石、卵石、瓷球等。 

６、按照粉磨方式

閉路粉磨系統：出磨水泥經選粉設備選粉后合格品作為成品入庫，而不合格品回磨繼續粉磨。 

開路粉磨系統：出磨物料即為成品。 

二、影響磨機產質量的因素

受物料性質、水泥粉磨方法、生產工藝參數調整等因素的影響。 

2.1 物料的性質

入磨粒度、易磨性、成品粒度和比表面積、物料溫度、水分、助磨劑。  

１）物料的易磨性

表示物料粉磨的難易程度。與物料本身的結構有關。

熟料易磨性與礦物組成、率值有關。石膏、石灰石的易磨性較好。礦渣和粉煤灰的本身易磨性不好，但礦渣加入一定量可以提高臺時。粉煤灰因自身是細粉，加入后可以起到助磨劑的作用，提高磨機臺時。 

２）入磨物料粒度影響

粒度小，可以相對減少鋼球的直徑，在裝載量一定的情況下，鋼球個數增加，鋼球總面積增加。提高了鋼球對物料的粉磨效果，提高了產量，降低了單位產品電耗 。 

３）產品粒度及比表面積

 水泥研磨的細度對水泥質量影響較大，提高細度，可提高水泥的強度，但水泥產量會相應下降，相應的電耗也增大。 

水泥細度與強度的關系：水泥的早期強度與其表面積成正比。比表面積每增加1％，３天強度提高0.86－1％。28天強度隨比表面積略有增加，每增加1％，28天強度可以增加0.27％-0.59％。 

國內表示水泥細度的方法四種：平均粒徑、篩余、比表面積和顆粒分布。常用篩分細度和比表面積。但篩余細度相同時，比表面積也不一定相同，以至于水泥強度相差很多。 

４）物料溫度的影響

入磨物料溫度過高，將帶入大量的熱，加上粉磨過程中，絕大部分的機械能均轉變為熱能，使磨內溫度較高。物料的易磨性變差，且細粉易帶電荷，在靜電吸引作用下聚結在一起，或附著在研磨體和襯板上，降低粉磨效率。 

入磨物料溫度高于50℃時，磨機產量受到影響；超80℃時，產量下降10～30噸。單位產品電耗上升（與正常生產情況相比）。水泥磨溫過高并持續較久，還會引起石膏脫水成半水石膏，致使水泥假凝；水泥在庫內結塊；包裝紙袋發脆，增大包裝和運輸過程中的破損率。因此出磨水泥溫度不宜超過110℃-120℃。 

５）物料水分的影響

對磨機產量影響較大，如果入磨物料平均水分達4.0％，會使磨機產量降低20％以上，嚴重時會粘堵隔倉板篦縫和下料口，使粉磨過程難以進行。但少量水分可以降低磨內溫度，有利于減少靜電，提高粉磨效率，一般入磨物料水分應控制在1.0－1.5％。 

６）助磨劑的影響

物料在粉磨過程中，加入少量的外加劑，能夠顯著提高粉磨效率或降低能耗，這種化學添加劑通常稱為助磨劑。助磨劑種類繁多、助磨效果差異很大，助磨劑按使用時的狀態可以分為固體、液體和氣體三種。而用于水泥工業的助磨劑，常見固體和液體兩種。 

（注：國家標準規定，通用水泥中助磨劑的摻加量不得超過0.5％。）

2.2 粉磨方式

開路粉磨

優點：流程簡單、設備少，操作簡便，基建投資少。 

缺點：由于物料必須全部達到產品細度后才能出磨，所以當要求產品細度較細時，已被磨細的物料將會產生過粉磨現象，并在磨內形成緩沖墊層，妨礙粗料進一步磨細，有時甚至出現細粉包球和堵塞隔倉板的現象，從而降低了粉磨效率，產量低，電耗高。  

閉路粉磨

優點：可以消除過粉磨現象，同時出磨物料經過輸送和分級設備時可散失一部分熱量，粗粉再回磨重磨可降低磨內溫度，因而粉磨效率高，產量高，一般產量可提高15～25％；可用調節分級設備的方法來控制產品的細度，因而能夠保證產品的細度，適用于生產多品種水泥。 

缺點：流程復雜，設備多，操作管理技術要求也高，基建投資大。 

開路磨的粉磨產品的特點之一是顆粒的粒徑分布范圍寬。而閉路磨系統粉磨產品的粒度均齊、產量高、電耗低。 

三、生產工藝控制

１）喂料的均勻性：對產量、電耗、比表面積及三氧化硫等有較大影響。其中對比表面積影響更明顯。 

要穩定磨機喂料量，杜絕大幅度頻繁加減產量，應以穩定磨況為主，逐漸提高產量和質量。為提高水泥比面積，很多操作員采用大幅減喂料或止料的方法。使水泥顆粒在過長時間內，在強大的研磨體沖擊下，反復粉磨壓縮引起，水泥結團、集聚、速凝，形成“糊球” 和粘糊襯板、篦板等“惡性粉磨現象” 。磨機操作工要根據磨機、提升機電流，出磨負壓及磨音情況等數據判斷磨機工況，及時進行調整。 

２）磨機通風：可及時排除磨內微粉，增加極細物料在磨內的流速，減少過粉磨和緩沖作用，及時排除磨內水分，防止堵塞篦縫，減少“包球”和篦板堵塞現象。可冷卻磨內物料，降低磨機溫度和物料溫度，改善了物料的易磨性， 有利于磨機正常運轉和保證水泥質量， 有利于環境衛生，減少設備磨損。減少細粉的緩沖墊層作用。因而提高粉磨產品的產質量。但如果風速、風量過大則加重收塵器的負擔。因此，選擇適當的風量風速是提高磨機產質量的重要因素之一。在一般情況下磨內風速為0.4～1.2米／秒之間，經濟風速為0.7米／秒。通常由于磨內通風量大，成品溫度可降低20～40度。 

各種收塵管道的工藝布置也很重要，需要專人維護。 

３）選粉效率和循環負荷

選粉效率：選粉機選出的產品中的細粉量占進入選粉機中細粉量的百分數。 

循環負荷：選粉機的回粉量與成品量之比，以百分數表示。 

選粉機成品細度不變時，循環負荷率隨選粉機喂料量變粗而增加，隨回料變粗而降低；選粉效率隨喂料變粗而降低，隨回粉變粗而增加。

選粉效率隨循環負荷提高而降低，隨成品細度降低而下降。 

選粉效率公式： 

η＝（ｃ／ａ）×（ａ－ｂ）／（ｃ－ｂ）×100％

ａ——選粉機的喂料細度

ｂ——選粉機的回料細度

ｃ——選粉機的成品細度

循環負荷公式： 

ｋ＝（ｃ－ａ）／（ａ－ｂ）× 100％

選粉效率與循環負荷率的關系：選粉效率提高時，循環負荷會下降，只有在合適的情況下，設法提高選粉效率，才能提高磨機臺時降低電耗。 

不同的選粉機結構和性能差別較大，所得的選粉效率或循環負荷是不一致的。在成品細度一定的條件下，循環負荷實質上是由出磨物料細度決定的。合理的出磨細度，也就決定了合理的循環負荷。 

出磨細度受磨內物料流速及磨內粉碎條件等諸多條件所影響。流速快亦即物料在磨內停留時間短，出磨物料粗，循環負荷大；流速慢，停留時間長，出磨物料細，循環負荷小。 

磨機直徑大，長度短、流速快。 

４）研磨體裝載量、材質及其級配

什么是研磨體：物料在粉碎過程中，用以研磨和粉碎物料的物質。如球磨機中的鋼球、鋼鍛等。 

由于研磨體對物料產生撞擊與研磨，可使物料獲得高度的粉碎。 

研磨體的分類：鋼球，鋼段，鋼棒

研磨體材質的選擇：材質要求：較高的耐磨性和耐沖擊性，堅硬，耐磨，不易破裂，表面不允許有毛刺和裂縫，鋼球的不圓度不得超過其直徑的2％。 

按材質分類： 

高鉻鑄鐵：耐磨、耐熱、耐腐蝕，韌性高。 

低鉻鑄鐵：韌性較高鑄鐵性差，但有良好的耐磨性。

鍛造軸承鋼：球耗比高，但價格便宜。 

研磨體的裝載量

確定研磨體的填充率與裝載量： 

磨機內研磨體填充的容積與磨機有效容積的比例百分數稱為研磨體的填充率。填充率設計越高，磨機的裝載量就會越高，要提高磨機產量，應盡可能提高磨機的裝載量。但是磨機的裝載量不能無限制的提高，磨機裝載量太高，磨機電機的電流也會很高。一般磨機的設計填充率為28％左右，加裝液體變阻啟動器后，可以達到35％～40％，磨機產量也可以實現大幅度提高。 

研磨體的運動狀態

１、瀉落式運動狀態

在該狀態下，物料因研磨體互相滑動時產生壓碎和研磨作用而粉碎。 

２、拋落式運動狀態

在該狀態下，物料在鋼球與鋼球之間，鋼球與襯板之間被研磨，同時又受到拋落鋼球的沖擊而粉碎。 

３、圓周式運動狀態

在該狀態下，研磨體對物料不起研磨作用，也達不到沖擊物料的目的。

什么是研磨體級配：各種規格研磨體的配合比率（以百分數表示）。 

為什么必須進行研磨體級配？

大塊料需要用大鋼球沖擊，小塊料宜用小鋼球沖擊，細料應以更小的鋼球或鋼鍛研磨。因此需采用合理級配的研磨體才能取得較好的粉磨效果。 

如何判斷研磨體裝載量和鋼球級配方案是否恰當合理？ 

1、根據產品的產量和細度判斷： 

若磨機產量增加，細度變粗，則可能是：粗倉球偏大、隔倉板寬，通風能力過剩；若磨機產量下降，細度變粗，一倉球偏小，量少或出料篦縫偏大；若產量下降，細度變細，增加喂料量即返料，則粗倉球較少或平均球徑小，或隔倉板堵、通風不好。 

（注：新加球，因表面粗糙或有毛刺，需待10天或半個月后才能判定。） 

2、 根據倉內料面高度及現象判斷： 

正常喂料情況下，同時停料及停磨，觀察各倉料面高度，對于開路磨，一倉露半個或少半個球 二倉剛蓋研磨體或比研磨體高10mｍ－20ｍｍ 若一倉露多，則一倉求量較多，反之則少。閉路磨一般頭倉露球半個和三分之一，后倉料面要高于球面。 

3、根據磨內物料的篩余曲線判斷

具體操作步驟如下： 

（1）停機停料：關停磨機主機、磨尾風機，同時停止喂料。注意：磨尾風機一定要停掉。 

（2）磨機冷卻：加強磨機筒體灑水，迅速降低磨機溫度，使磨機溫度降低到45℃下

（3）入倉取樣：打開磨機各倉倉門，進入倉內進行取樣，注意佩戴口罩、手套等防護裝備。 

一般情況下，磨機緊急停車后，從磨內的頭部方向，按軸向每隔１米或0.5米做一個磨機長度上的取樣點。 

每個取樣點由磨機徑向上左右兩側和中部三個點組成，要把表面上的物料除去，取料面下10ｍｍ左右深度下的物料，這樣取得的由每個斷面上三個試樣組成一個長度上的平均樣，作為該取樣點的磨內篩余試樣，裝入編號序號的樣品袋內，再取下一個樣品。此外在進出料端及隔倉板的前后還要分別安排取樣點。 

（4）試樣篩余量測定：各取樣點的樣品一般安排做５ｍｍ、2.5ｍｍ、1ｍｍ、80ｕｍ、45ｕｍ的篩余量； 

（5）篩余曲線的制作：根據測定的各點的篩余量，用excel作出篩余曲線，以此判斷磨機工藝狀況的情況。 

一般判斷方法：研磨體級配合理、操作良好的磨機，其篩析曲線的變化應當是：在第一倉比較陡，靠近卸料端應平滑下降。如曲線中出現斜度不大或有較長的一段接近水平線，則表明磨機的作業情況不良 物料在這一段較長距離過程中細度變化不大。其原因可能是研磨體的級配、裝載量和平均球徑大小等不合適，應適當。

改變研磨體級配或清倉剔除碎、小球段；反之亦然如果隔倉板前后的篩余百分數相差很大，說明兩倉能力不平衡，此時應首先檢查隔倉板篦孔寬度是否符合要求，若過寬且超過規定數值２ｍｍ以上時，即應更換或堵補；若有堵塞現象，應剔除堵物。也可能由于磨機各倉的長度比例不當，前后倉破碎與研磨能力不匹配。先調研磨體的級配、裝載量和平均球徑，若無效，則應改變倉的長度或比例。 

四、根據磨音判斷

根據磨機的運轉電流判斷。 

根據磨內的球料比：稱重法、測量（球門面與料面至磨機頂部襯板垂直高度） 。

球料比：磨機各倉研磨體和物料量之比。通常，開路磨球料比較大，閉路磨小些。開路磨以6.0為好。球料比決定了物料在磨內的流速，可以通過隔倉板的通料形式、通料面積、篦縫大小，研磨體級配，研磨體裝載量等來調節控制。 

如何補充研磨體

（1）用單位產品的研磨體磨損量（同類研磨體年耗量／磨機年產量）乘以磨機階段產量。 

（2）用單位時間的研磨體磨損量（同類研磨體年耗量／磨機年運轉時間）乘以磨機階段運轉時間

（3）在必要時空磨后停磨，測量磨內球（段）面距磨機中心線的高度，除以磨機有效內徑可簡易算得當時的填充率，與原配球時填充率對比，計算補球量。此外可以根據空磨時的主電動機電流表值，與經驗值比較確定研磨體補充量等多種方法。 

以上的各種方法事實上都有一定的局限性這是因為磨機的運轉過程是一個不斷變化的復雜過程，影響因素很多，容易出現判斷失誤而造成盲目補球，反而影響磨機的產量。因此，管理較好的水泥企業是采用定期清倉的傳統辦法。 

聯合粉磨：是當今輥壓機應用的主要流程。輥壓機制成系統料餅經打散機等分級設備進行分選，粗粉全部返回輥壓機再壓，大大提高了輥壓機的循環量，由于回料部分已被選出，就使輥壓機輥壓更為有效，不再做無用功，分選后的細粉喂入球磨機。因為力度小而均勻，非常有利于磨機的配球，故球磨機的粉磨效率也高。 

聯合粉磨系統主要由球磨機、選粉機、輥壓機、打散機四大部分組成。 

輥壓機操作中的幾個問題：

影響輥壓機運行的因素較多：要想使輥壓機系統達到較好的預粉磨效果，須具備三個條件： 

①必須強制喂料，物料不能呈自由落體狀態落入兩個壓輥之間。

②施加于物料顆粒之間的壓力必須足夠大且要穩定。 

③喂料粒度應合適，使兩輥能順利地咬住物料顆粒。 

因此，擠壓效果差，系統產量不高，節電效果不明顯，同時還會出現喂料不均勻，負荷波動大，引起設備振動，因物料落差高，粉塵飛揚，惡化生產環境等一系列不良后果。  

改善方法：

①調整調節插板處在的適當位置； 

②調整打散機的回料量，降低（提高）打散機轉速或者打散機部分篩板。 

輥壓機最終效果的判斷：

①看料餅多少；

②看壓力大小；

③看電流，兩臺主電動機電流大于空載電流，額定電流范圍內作小幅度的擺動。

作者：水泥資料

所屬：水泥資料

來源：《水泥資料》

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