高产磨技术在Φ24.docx

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高产磨技术在Φ24

高产磨技术在Φ2.4m×13m水泥磨上的应用

司家年   安徽省宁国水泥厂（242313）

   我分厂现有Φ3.1m/2.5m×78m湿法回转窑三台,Φ2.2m×13m及Φ2.4m×13m水泥磨各一台,年产普通525水泥24万t。

由于熟料粉磨采用开流磨,水泥过粉磨现象严重,造成主机电耗高;同时细度在指标上限波动,造成质量控制难度大。

为降低粉磨电耗和严格质量控制,在对国内有关厂家进行调研的基础上,选择了由合肥水泥工业设计研究院研制的高产磨技术对Φ2.4m×13m（下称2号磨）三仓开流磨进行改造。

现将改造情况介绍如下,供同类厂家参考。

粉磨流程示意图

1.磨头仓;2.转盘;3.磨机;4.螺旋输送机;5.斗式提升机;6.螺旋输送机;7.回转筛;8.搅灰器;9.双仓泵;10.风罩;11.电除尘器;12.风机;13.电子秤;14.窑灰库

1 2号磨工艺流程及改造前的工艺条件

   粉磨流程如图所示。

磨头仓1的熟料、煤渣（混合材）、石膏经转盘2进入磨内,经过约27min后水泥出磨并进入螺旋输送机4。

同时窑灰经电子秤13及送灰螺旋输送机进入螺旋输送机4;出磨气体经除尘器11除尘后由风机12排出,收下的细粉也入螺旋输送机4。

进入螺旋输送机4的水泥与窑灰混合后,与1号磨出磨水泥共同进入斗式提升机5。

经提升后,由位于+7.00m平面上的螺旋输送机6送至回转筛7。

筛析后的水泥由搅拌器8松动,进入双仓泵9,送往水泥库。

1.1  物料性质

   熟料：

粒度：

＜25mm占80%以上;

         温度：

30～110℃；

         相对易磨性系数：

0.91。

    煤渣：

粒度：

＜25mm占95％以上；

         水分：

8％～12％。

   石膏：

粒度：

＜25mm占75％以上；

         天然二水石膏：

SO3＞35%。

   物料配比：

熟料∶混合材∶石膏=86∶9∶5。

1.2  主机参数

（1）磨机Φ2.4m×13m三仓开流。

筒体淋水冷却；

      电机YR118/44-8,800kW,740r/min；

      减速器1100×2（Ⅰ）,i=38.589；

      磨机工作转速ng=19.40r/min。

（2）改造前磨内主要工艺参数见表1。

表1 改造前磨内工艺参数

仓别

有效仓长（mm）

装载量（t）

填充率（％）

平均球径（mm）

Ⅰ

Ⅲ

Ⅲ

3750

3430

5480

19

17

22

27.10

26.51

19.72

84.73

47.65

25

    （3）三仓衬板及隔仓板布置情况：

         Ⅰ仓：

前部（进端）为阶梯衬板；后部为大波纹衬板。

         Ⅱ仓：

阶梯衬板。

         Ⅲ仓：

白口铸铁、无螺栓小波纹衬板。

         第一道隔仓板：

放射形,有效通风面积占11.5%。

         第二道隔仓板：

放射形,有效通风面积占10.2%。

         第三道隔仓板：

放射形,有效通风面积为8.4%。

    进料方式：

不带强制进料螺旋叶片。

1.3 通风情况

   采用SZD1600×3组合式电除尘器收尘。

风机全压2177.1～3667.7Pa;风量10600～19350m3/h;实测风量8000m3/h。

2 开、闭路管磨的缺点和高产磨的技术特点

   物料粉磨电耗占水泥生产中总电耗的60%～70%。

传统粉磨理论认为:

在粉磨过程中,转化为有效粉碎功的能量只有磨机消耗总能量的2%～20%。

普通三仓开流管磨的Ⅰ仓排料粒度约有30%达80μm以下;Ⅱ仓排料中约有54%物料粒度达80μm以下。

根据GB175-92规定,出磨产品细度必须达10%以下,于是54%的合格品在出Ⅱ仓后滞留在Ⅲ仓内而不能及时排出。

一方面粗颗粒（占46%）物料因与细料（占54%）混合一起,在小尺寸研磨介质作用下,将粗颗粒磨细的效果甚微。

另一方面已合格（占54%）的物料在小尺寸研磨介质的研磨作用下而过细,造成过粉磨。

由于上述原因致使:

（1）出磨产品粒径分布范围广,粗细极不均匀。

改造前我厂出磨水泥的颗粒分析结果为:

10μm以下占30%;10～30μm占16%;30～60μm占29%;60～80μm占20%;80μm以上占5%。

水泥水化硬化理论认为:

3～30μm颗粒是水泥的主要活性物质;60～90μm颗粒水化缓慢,不利于早强;90μm颗粒只起微集料作用。

因此这种颗粒组成对加快水泥水化硬化,充分发挥水泥强度并非有利。

（2）合格物料在磨内停留时间过长,即磨内物料综合流速过慢,造成磨机台时产量低,主机电耗高。

   （3）三仓开流磨一般采用单层隔仓板,单位时间内出磨物料量受磨内料位影响大。

料位高时（喂料量大）,物料在磨内停留时间过短（尚未磨到要求细度即排出）。

这虽能在短时间内使磨机台时产量稍有增加,但会使出磨产品细度过粗,时间稍长会饱磨。

相反,当喂料量较小时,磨内料位低,造成磨内物料流速慢,这虽能使产品细度降低,但磨机台时产量会大幅度下降,时间稍长会“空磨”。

   闭路管磨系统虽能通过选粉机调节产品粒度的范围,避免开流管磨经常发生那种过细粒度的粉磨工作,消除过粉磨现象,便于细度控制,但由于较开流系统相比新增了风机、选粉机及斗式提升机等辅机设备,使工序电耗增加量相当于磨机所需能量的10%～20%,因此节电困难。

同时还增加了维修工作量。

   综上分析,普通开流管磨具有工艺简单,设备少及投资省等优点,但产品质量不均齐,工序质量控制能力差,台时产量低,电耗高;闭路管磨系统的产品细度控制方便,但设备多,投资大,节电也甚微。

因此在改造开流管磨时,应既要考虑优质高产,又要兼顾节能降耗。

   开流高产磨技术是在新型高细磨技术的基础上再深层次研究的结果。

它不仅解决了普通开流管磨产品粒度粗细不均匀的矛盾,而且通过磨内分室、合理分离粗细物料,并针对不同仓位上粒径采用不同研磨体级配,达到消除磨内过粉磨现象;同时在不增加其它设备的条件下,将磨内合格物料及时排出,从而大幅度提高磨机台时产量,降低电耗。

3 Φ2.4m×13m高产磨改造的方案

（1）将现有三仓重新分室,形成四仓;

（2）Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ道隔仓板采用由45号钢经热处理后的双层隔仓板（内有扬料板）,Ⅱ道采用带分离器的双层隔仓板;

   （3）设计Ⅰ仓和Ⅱ仓为球仓,Ⅲ仓和Ⅳ仓为段仓;

   （4）重新设计各仓的研磨体级配,保证各仓之间能力平衡;

   （5）磨机进口增设强制进料螺旋叶片;

   （6）为改善喂料控制水平,增设MFK-Ⅱ磨音仪一台;同时新增皮带秤三套,以便于计量和产量标定。

   2号磨改造的主要技术参数见表2、3。

表2 改造后磨内工艺参数

仓别

有效仓长（mm）

有效容积（m3）

装载量（t）

填充率（％）

平均球径（mm）

Ⅰ

2880

11.97

16.0

29.70

85.00

Ⅱ

1970

8.19

8.0

21.70

51.25

Ⅲ

3540

14.71

16.0

22.19

25.00

Ⅳ

3750

15.58

19.0

24.39

15.89

表3 改造后研磨体级配

介质尺寸（mm）

各级配量（t） 

备注

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ 

Ⅳ

Φ100

3.0

正常后追加1t

Φ90

5.0

正常后追加1t

Φ80

5.0

Φ70

3.0

Φ60

3.0

Φ50

3.0

Φ40

2.0

Φ25×30

16.0 

本厂段

Φ20

3.0

微段

Φ18

4.0

微段

Φ16

5.0

微段

Φ14

4.0

微段

Φ12

2.0

微段

Φ10

1.0

微段

 注:

表中微段长度为15～20mm之间不规则。

4 安装调试情况

   工程于1993年11月1日正试开工,11月7日完成,8日投料试车。

为便于调试,在装球时将后三仓研磨体一次装足,Ⅰ仓初装12t。

启动时喂料量由少逐步增加;同时注意观察磨音和MFK-Ⅱ分贝值。

开磨约18min时Ⅱ仓开始沉闷;3min后Ⅰ、Ⅲ仓饱磨。

于是开始减料。

运转70min后水泥开始从磨尾排出（与磨温低和新加球段内混有泥土和其它杂物有关）,细度只有3%～5%。

经过5个班操作的观察、分析,判断Ⅰ仓破碎能力不足。

于是经磨头补加Φ100mm球1t。

运行2个班后,效果仍不明显。

随后陆续加入Φ90mm球2t。

至此,在喂料总量达6.7kg/s（皮带秤）情况下,Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ仓磨清晰,Ⅱ仓稍弱,但Ⅰ仓前二圈衬板处磨音微弱。

出磨水泥细度在7%～9%之间波动,质量稳定。

从四仓能力来看基本平衡。

此时磨音值稳定在110～114dB之间。

   在调试阶段,由于当时皮带秤运行不稳定,为初步掌握磨机实际产质量情况,于1993年11月12日在皮带秤下料口处进行抽磅标定。

有关数据见表4、5。

表4 对混合材、石膏的测试情况

名称

抽磅时间（s）

重量（kg）

台时产量（t/h）

混合材

31.26

10.9

1.2

石膏

36.44

13.7

1.3

　        注:

1.表中数据为8次平均值（下表同）;2.混合材抽磅量中未扣除11%水分。

表5 对熟料的测试情况

名称

时间（s）

重量（kg）

细度（%）

比表面积（cm2/g）

秤转速（r/min）

磨音（dB）

台时产量（t/h）

熟料

9.05

54.8

7.9

3603

585

111.6

22.17

    调试期间,在总装载量与改造前相同的条件下,由于磨内球少段多,主机电流由改造前的71～72A下降到56～58A。

   经过约6个月试运行,产质量基本稳定。

6月2日对三台皮带秤分别进行挂码和实物标定（误差均在1%以内）。

6月10日至12日再次组织产质量标定。

标定表明,水泥细度达8%时,磨机时产可达23～24t/h。

有关数据见表6。

表6　1994年6月10～12日产质量标定数据

日期

运行时间（h:

min）

产量（t）

分料小时产量（t/h）

台时产量（t/h）

细度（%）

熟料

石膏

混合材

10

8:

00

189.9

20.88

1.33

1.53

23.74

6.4

11

7:

30

183.6

21.75

0.96

1.77

24.48

7.2

12

8:

00

195.2

21.31

1.39

1.69

24.39

6.0

5 经济效益

   1号磨和2号磨出磨水泥物检指标对比见表7。

由表7可知,在粉磨同期熟料条件下,采用高产磨粉磨的水泥与同期1号磨的水泥在强度上无明显差异。

2号磨改造后主要技术经济指标见表8。

表7　1994年11月同期1号磨与2号磨出磨水泥物检指标对比

磨别

细度

比表面积

 抗折强度（MPa）

 抗压强度（MPa）

（%）

（cm2/g）

3d

28d

3d

28d

1号

7.1

3463

5.7

8.0

30.4

60.5

2号

7.4

3512

5.6

8.1

30.4

61.6

　注:

表中数据均为多次测量平均值。

表8 Φ2.4m×13m高产磨改造前后主要指标完成情况

年月

运转时间（h:

min）

水泥产量（t）

平均台时产量（t/h）

细度合格率（%）

细度（0.08筛筛余％）

比表面积（cm2/g）

主机电耗（kWh/t）

备注

1993.5～10

3545:

15

67080

18.92

61

7.7

-

42.42

改造前

1993.11～12

1029:

00

21411

20.80

60

7.2

3497

39.32

调试阶段

1994.1～3

1682:

50

34361

20.31

65.7

6.1

3400

38.24

调试阶段

1994.4

516:

00

12205

23.65

96.1

5.9

3319

34.69

正常运行

1994.5

573:

50

13463

23.46

97.4

6.2

3314

34.17

正常运行

1994.6

556:

27

12789

22.98

93.3

6.2

3289

32.28

正常运行

1994.7

508:

27

11449

22.52

94.0

6.6

3228

35.50

正常运行

1994.8

506:

30

11416

22.54

97.2

5.8

3235

38.03

正常运行

1994.9

578:

20

13115

22.68

90.6

6.3

3223

37.50

正常运行

  从1993年11月投产至1994年9月,2号磨共节电748701.75kWh,以0.28元/kWh计,节约电费20.96万元。

   该项目总投资为60.90万元。

其中:

   材料费部件:

15.0万元微段:

15.4万元磨音仪:

0.7万元

   设备（电子秤、电控柜）费6.8万元   

   安装费:

3.0万元

   技术转让费:

20万元

   由于部件（主要是隔仓板）、微段为生产必用材料,因此实际总投资只有30.5万元。

在正常运行条件下,磨机年运转率以75%,时产为22.97t/h,则一年可生产水泥约15万t。

水泥节电以7.11kWh/t计,则一年可节约电费29.86万元,故一年内可基本收回投资。

6 结束语

   我国采用开流管磨生产水泥的厂家很多,其电耗高,产品质量控制难度大。

采用高产磨技术改造不仅工艺简单,投资少,而且管理方便,经过近11个月的运行,笔者认为在采用该技术进行改造和运行管理中要注意以下几个问题:

（1）适宜硬度的隔仓板是保证高产磨稳定高水准运行的关键。

由于该隔仓板是在45号钢板上用等离子切割机切成,然后入炉回火、淬火。

因热处理难度大,造成板表面硬度很难均齐并达到预期硬度值。

若硬度过高,则板脆易碎。

若硬度过低,Ⅰ、Ⅱ仓板上篦缝在冲击负荷和高温作用下因溜边、变形而缩缝,造成排料不畅,喂料量稍高就会出现闷磨。

从我厂使用情况看,HRC为55～65时较为适宜。

（2）喂料量要均匀稳定,防止大起大落。

   （3）看磨工要勤听磨音,并与磨音仪（Ⅰ仓处）数值比较,确定每班最适宜控制值。

   （4）磨机时产受混合材水分、物料温度影响大。

一般粉磨热料比冷料产量高;混合材水分高,磨机产量大幅下降（我厂没有混合材烘干系统）。

   （5）每班要清扫皮带秤一次（包括滑差电机吹灰）,半个月要打开电机罩壳清灰一次,防止电机“飞车”。

   （6）熟料皮带寿命短。

由于熟料硬度大,我厂入磨头仓熟料温度高,且物料中混有少量杂物,造成皮带损坏严重。

寿命最短的为4h。

因此入磨熟料温度高的厂家不宜采用皮带秤喂料。

   （7）我厂Φ2.4m×13m磨机的实际工作转速要求达到ng=20.77r/min。

但目前只有19.40r/min,比要求转速低1.37r/min。

因此对提高磨机时产有一定的影响。

参考文献

1 沃尔特·H·杜达.华新水泥厂编译组译,国际水泥工艺资料集.北京:

中国建筑工业出版社,1981.

2 蒋玉灿等.新型高细磨技术.合肥水泥设计研究院院刊,1986,（7）.