黃擁軍

（鹽城市興誠(chéng)建材環(huán)保設(shè)備有限公司，鹽城市224006）

國(guó)家行業(yè)政策的方向很明確，是要在礦區(qū)建立水泥熟料生產(chǎn)線，在靠近水泥銷售市場(chǎng)附近建立水泥粉磨生產(chǎn)線。建成以大型企業(yè)為骨干，大中小相結(jié)合的企業(yè)布局。眾多中小水泥企業(yè)的水泥粉磨生產(chǎn)線在水泥工業(yè)中的作用和地位是十分重要的，不可忽視。

水泥粉磨是高電耗的行業(yè)。所以，想在當(dāng)前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，可以在水泥粉磨技改中做文章，通過(guò)節(jié)約能源提高產(chǎn)量來(lái)降低成本。

1 水泥(礦渣)粉磨工藝

水泥粉磨工藝有開(kāi)路粉磨和閉路粉磨兩種工藝之分。從實(shí)踐來(lái)看，開(kāi)路磨生產(chǎn)流程較為簡(jiǎn)單、操作最方便、工藝設(shè)備最少、投資少、節(jié)能環(huán)保，而且開(kāi)流粉磨的水泥額粒細(xì)度成正態(tài)分布，分布廣。因此，水泥水化時(shí)水泥的密實(shí)度高、稠度高、坍落度小、水泥的早期強(qiáng)度大，受到混凝土攪拌站的歡迎，也符合水泥新標(biāo)準(zhǔn)。

2 加強(qiáng)磨內(nèi)通風(fēng),控制入磨物料水分與溫度

加強(qiáng)磨內(nèi)通風(fēng)。磨內(nèi)具有一定的風(fēng)速，使粉磨過(guò)程中產(chǎn)生的微粉能及時(shí)被氣流帶走，減少了微粉的緩沖作用，可以提高粉磨效率，產(chǎn)品質(zhì)量不會(huì)受到影響。當(dāng)通風(fēng)良好時(shí)，磨內(nèi)水蒸氣及時(shí)排出，隔倉(cāng)板篦孔不致被堵塞，研磨體的粘附現(xiàn)象也減少，并能降低磨內(nèi)溫度，這樣有利于磨機(jī)操作和提高產(chǎn)品質(zhì)量。磨內(nèi)通風(fēng)速度因粉磨不同物料而不同，生產(chǎn)高強(qiáng)度等級(jí)水泥應(yīng)選用低速；反之應(yīng)選用大一點(diǎn)的速度。

物料的水分直接影響著配料的準(zhǔn)確性和磨機(jī)的產(chǎn)量與電耗。其原因有二：首先，由于物料水分大而影響喂料的均勻性，并使喂料時(shí)間延長(zhǎng)。其次，由于濕物料喂入過(guò)多，就有可能造成磨內(nèi)糊球、糊襯板的現(xiàn)象發(fā)生，甚至出現(xiàn)“飽磨”而被迫停磨處理。一般來(lái)說(shuō)，入磨物料綜合水分每增加1%，磨機(jī)產(chǎn)量會(huì)降低8%～10%；當(dāng)水分大于5%時(shí)，干法磨機(jī)基本上無(wú)法進(jìn)行粉磨作業(yè)了。

需要指出的是，并不是入磨物料越干越好，尤其是水泥磨。磨內(nèi)研磨體對(duì)物料的沖擊和摩擦過(guò)程中產(chǎn)生靜電，使細(xì)小的額粒帶有電荷，水泥粉中的最小額粒粘附在研磨體和襯板表面，溫度越高、額粒越小、研磨體越小，產(chǎn)生的靜電量就越大，吸附作用也就越強(qiáng)。過(guò)高的磨內(nèi)溫度，較大的額粒物料也會(huì)產(chǎn)生靜電吸附作用。另一方面，當(dāng)入磨物料水分過(guò)小時(shí)，粉磨過(guò)程中產(chǎn)生的熱量無(wú)法通過(guò)水蒸氣帶出磨外，磨內(nèi)溫度升高，相對(duì)濕度降低，空氣的導(dǎo)電性變差，靜電吸附作用加強(qiáng)。正常情況下，入磨熟料溫度≤60℃，入磨物料綜合水分控制在0.8%～1.3%為宜。

3 應(yīng)用XCM復(fù)合式專利技術(shù)對(duì)磨機(jī)系統(tǒng)改造

要把水泥粉磨作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)看，就要對(duì)磨機(jī)進(jìn)行改造。磨內(nèi)的隔倉(cāng)板、出料篦板、活化襯板、研磨體級(jí)配如果不進(jìn)行改造，就達(dá)不到高產(chǎn)的目的，磨機(jī)設(shè)備廠方和輥壓機(jī)設(shè)備廠方是做不到這一點(diǎn)的，因?yàn)槲覀冏罱K需要的是磨機(jī)的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此不能把磨機(jī)的設(shè)備割裂開(kāi)來(lái)看，一定要作為一個(gè)整體統(tǒng)一考慮磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改造。

3.1 倉(cāng)位長(zhǎng)度比例的調(diào)整

根據(jù)磨機(jī)的長(zhǎng)徑比和入磨物料特性，確定磨機(jī)倉(cāng)位個(gè)數(shù)及合理分配各倉(cāng)長(zhǎng)度。對(duì)兩倉(cāng)磨要適當(dāng)增加段倉(cāng)的長(zhǎng)度，加強(qiáng)研磨的作用；對(duì)于中長(zhǎng)磨可選用三倉(cāng)，而長(zhǎng)徑比小于3的磨機(jī)可直接用二倉(cāng)即可。

3.2 合理調(diào)整研磨體裝載量與級(jí)配

由于粉磨工藝條件的變化，傳統(tǒng)的填充率設(shè)計(jì)和配球方法已很難適應(yīng)目前磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的需要。必須根據(jù)實(shí)際的入磨物料粒度、易磨性系數(shù)、襯板及隔倉(cāng)板的形式、安裝位置、磨機(jī)功率、轉(zhuǎn)速等計(jì)算確定。

（1）研磨體裝載量。

磨機(jī)內(nèi)研磨體（鋼球、鋼段）的裝載量一般根據(jù)磨機(jī)的有效直徑、有效長(zhǎng)度、填充系數(shù)和研磨體的比重等計(jì)算確定。我們根據(jù)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)可使用的簡(jiǎn)易公式：

研磨體裝載量G=D2L（t）

式中：D——磨機(jī)的有效直徑，m；

L——磨機(jī)的有效長(zhǎng)度，m。

（2）磨機(jī)填充率（系數(shù)）。

在工藝條件相對(duì)穩(wěn)定的情況下，每臺(tái)磨機(jī)都存在一個(gè)最佳的填充率，此時(shí)產(chǎn)量最高而電耗又最低。在粉磨容積不變的情況下，適當(dāng)提高填充率（研磨體裝載量），增大研磨體對(duì)物料的粉磨概率，不失為磨機(jī)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的有效方法。但相同規(guī)格的磨機(jī)因采用不同的粉磨工藝流程，其填充率也不同。開(kāi)流磨要達(dá)到和穩(wěn)定出磨產(chǎn)品的細(xì)度指標(biāo)，Ⅱ倉(cāng)（細(xì)磨倉(cāng)）的填充率應(yīng)大于Ⅰ倉(cāng)（粗磨倉(cāng)）1%～4%，以使物料在磨內(nèi)流速不致太快。

（3）研磨體級(jí)配。

物料在粉磨過(guò)程中，需要鋼球有足夠的沖擊作用，同時(shí)要有一定的研磨作用。在研磨體裝載量不變的情況下，小鋼球比大鋼球的總表面積大，與物料接觸的機(jī)會(huì)多，故對(duì)需要研碎、細(xì)磨的細(xì)額粒物料應(yīng)選擇小鋼球。但從另一方面看，要將大塊的物料擊碎，才能進(jìn)行有效的細(xì)磨，因而必須使鋼球具有較大的能量。選用鋼球的大小與被粉磨物料的粒度有一定關(guān)系，物料粒度越大，鋼球直徑也應(yīng)該越大。由此可見(jiàn)，磨機(jī)中完全使用大直徑或完全使用小直徑的鋼球是不合適的，必須進(jìn)行合理的配合。即不僅要考慮研磨體的裝載量，而且還必須確定用哪幾種規(guī)格的研磨體及它們的用量，即研磨體的級(jí)配。研磨體級(jí)配合理調(diào)整的依據(jù)：

①依據(jù)入磨物料的粒度、硬度、易磨性以及對(duì)產(chǎn)品的細(xì)度要求確定鋼球級(jí)配。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，選用的鋼球直徑應(yīng)小些。反之，若入磨物料粒度較大，易磨性差時(shí)，就需要加強(qiáng)對(duì)物料的沖擊粉碎作用，此時(shí)應(yīng)選用大直徑鋼球。

②磨內(nèi)單位容積物料通過(guò)量。

③出磨物料的細(xì)度要求。對(duì)出磨物料的細(xì)度要求較細(xì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)選用小鋼球，反之則大。

④單倉(cāng)磨一般都用鋼球而不用鋼段；二倉(cāng)磨一般前倉(cāng)用鋼球，后倉(cāng)用鋼段。

⑤為了控制物料在磨內(nèi)的流速，一般采用大小鋼球配合使用。適當(dāng)減少鋼球之間的空顆，能使物料在磨內(nèi)的流速減慢，延長(zhǎng)物料在磨內(nèi)的停留時(shí)間，提高粉磨效率。鋼球的級(jí)配數(shù)也不宜過(guò)多，因?yàn)殇撉蛟谶\(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于直徑不同其線速度不一樣，往往會(huì)產(chǎn)生鋼球的自然分層，直徑大的處在內(nèi)層。若級(jí)配過(guò)多，分層更嚴(yán)重，這會(huì)影響粉磨效率。研磨體必須大小搭配，鋼球的規(guī)格通常用3～5級(jí)，鋼段一般用2～5級(jí)。

⑥選用鋼球直徑的大小，還與磨內(nèi)單位容積物料通過(guò)量有一定的關(guān)系。在閉路粉磨時(shí)，選粉機(jī)的回料使磨內(nèi)單位容積物料通過(guò)量增加，在此情況下，鋼球在沖擊時(shí)，會(huì)受到一定的“緩沖”作用。因此，循環(huán)回料量高，鋼球的直徑要稍為大些；反之則小。

⑦在滿足物料粒度要求的前提下，平均粒徑應(yīng)盡可能小些，以增加接觸面積和單位時(shí)間的沖擊次數(shù)，鋼段的直徑與長(zhǎng)度比要小些，因?yàn)閺较蚰p快，鋼段長(zhǎng)度與直徑之差以3～5mm為宜。大小直徑的鋼球及其質(zhì)量的配合稱為鋼球級(jí)配。鋼球級(jí)配直接影響磨機(jī)的產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量和金屬消耗。鋼球級(jí)配的合理選擇，主要根據(jù)被粉磨物料的物理化學(xué)性能、磨機(jī)結(jié)構(gòu)以及要求的產(chǎn)品細(xì)度等因素確定。

⑧磨機(jī)襯板表面形狀也是配球需要考慮的因素之一。若襯板表面形狀致使帶球能力不足，則鋼球提升。

3.3 XCM技術(shù)對(duì)一、二倉(cāng)的改造

在一、二倉(cāng)采用具有選粉功能的XCM組合式高效選粉裝置，應(yīng)用“小篦縫、大流量”的原理，針對(duì)入磨情況變化采取恰當(dāng)?shù)捏骺壮叽缂芭帕行问?物料隨磨機(jī)的回轉(zhuǎn)而不斷的運(yùn)動(dòng)分選，整個(gè)過(guò)程不需外加動(dòng)力而自動(dòng)有序地完成。充分發(fā)揮一倉(cāng)破碎功能，實(shí)現(xiàn)一倉(cāng)隔倉(cāng)預(yù)篩分作用，發(fā)揮其粉磨效率。

3.4 用XCM復(fù)合式選粉裝置及料段分離裝置取代原“隔倉(cāng)板和出料篦板”

老式的隔倉(cāng)板及出料篦板，只是為了按功能劃分倉(cāng)室、隔離大小鋼球和阻擋研磨體不被排出。XCM復(fù)合篩分隔倉(cāng)板是一種能對(duì)通過(guò)隔倉(cāng)板的物料進(jìn)行粗細(xì)分級(jí)的新型雙層高效篩分選粉組合式隔倉(cāng)板。其結(jié)構(gòu)是：

（1）前側(cè)隔倉(cāng)板，在其一端設(shè)置有固定后側(cè)隔倉(cāng)板的裝置，篦縫為射線或同心圓狀。

（2）中間為弧形揚(yáng)料板，正面裝有篩板，側(cè)面用鋼板做成，它兼有揚(yáng)料、選粉、篩分的功能，并設(shè)有細(xì)粉導(dǎo)入后倉(cāng)的導(dǎo)料裝置。

（3）后側(cè)隔倉(cāng)板兼有導(dǎo)料作用,具有將進(jìn)入隔倉(cāng)板間被選出的粗額粒料返回前倉(cāng)的功能。

（4）后側(cè)隔倉(cāng)板篦縫為射線狀，遠(yuǎn)小于微段的長(zhǎng)徑尺寸，用于隔絕微段進(jìn)入隔倉(cāng)板之間，其內(nèi)側(cè)用螺栓固定有篩板。物料隨磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從前側(cè)隔倉(cāng)板的篦縫進(jìn)入兩層隔倉(cāng)板之間，細(xì)小額粒在風(fēng)力作用下通過(guò)后側(cè)隔倉(cāng)板上的篩縫進(jìn)入后倉(cāng)，其它物料隨磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)被選粉室篩板帶起，在重力離心力的作用下從側(cè)篩板進(jìn)入細(xì)粉倉(cāng)，另一部分從選粉室的專用通道滑落到細(xì)粉倉(cāng)。由于篩板的通孔面積大，物料流程長(zhǎng)，作用力多，隔倉(cāng)板的進(jìn)料通孔面積大，因而通料能力大，選粉效率高，料流暢通不易堵塞，工作穩(wěn)定。

給磨機(jī)增設(shè)了料段分離裝置，具有控制物料流速功能，既能使水泥成品順利出磨而小鋼段不溢出磨外，同時(shí)起控制物料流速，保持適當(dāng)存料量的作用。

圖1 XCM復(fù)合式內(nèi)篩分增產(chǎn)水泥磨示意圖

圖2 篩分示意圖

3.5 新型螺旋活化裝置

為充分發(fā)揮磨機(jī)的粉磨潛力，磨內(nèi)還可增設(shè)活化裝置，為微介質(zhì)創(chuàng)造三維的運(yùn)動(dòng)條件，強(qiáng)化研磨能力，使研磨體的動(dòng)能得以更充分利用，從而使粉磨效率大幅度地提高?；罨b置的主要結(jié)構(gòu)是在磨機(jī)襯板上安裝與磨機(jī)軸向成一定角度的梯形裝置，其高度約為磨機(jī)筒體直徑的20%～30%，厚度為40mm左右，寬度同襯板寬度。視產(chǎn)品的不同要求，沿磨機(jī)軸向安裝2～5道，縱向與磨機(jī)襯板每隔一塊安裝一塊。由于活化裝置的作用，研磨體在磨內(nèi)除沿著磨機(jī)襯板作圓周運(yùn)動(dòng)外，還作軸向運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，離筒體襯板較遠(yuǎn)的研磨體因磨機(jī)襯板不能有效帶動(dòng)而運(yùn)動(dòng)程度減弱的滯留區(qū)因活化裝置的作用可得到消除。

3.6 改善磨內(nèi)通風(fēng)

磨內(nèi)通風(fēng)對(duì)產(chǎn)質(zhì)量都有明顯影響，通風(fēng)好，不僅可將細(xì)粉及時(shí)排出磨機(jī)，以免形成過(guò)粉磨，而且還可以帶走粉磨熱量，降低磨內(nèi)溫度，減少石膏脫水和尾倉(cāng)糊球堵篦。開(kāi)流磨由于磨內(nèi)溫度高，風(fēng)速要高于0.8～1.0m/s。可以通過(guò)在進(jìn)料口處開(kāi)通風(fēng)口、進(jìn)料口螺旋的改進(jìn)、下料溜子作成階梯形、放大隔倉(cāng)板和出料篦板的中心孔以及卸料口加強(qiáng)鎖風(fēng)等措施加以改進(jìn)，不僅解決了堵料現(xiàn)象，而且加大了通風(fēng)面積。

3.7 老式高細(xì)篩分磨機(jī)不能達(dá)產(chǎn)的原因分析

（1）磨內(nèi)篩分結(jié)構(gòu)不合理。目前磨內(nèi)篩分結(jié)構(gòu)盡管原理大同小異,但結(jié)構(gòu)差別很大，制造廠家沒(méi)有專業(yè)技術(shù)力量對(duì)水泥生產(chǎn)廠家采取一對(duì)一的磨內(nèi)篩分結(jié)構(gòu)。開(kāi)流水泥磨、超細(xì)礦渣磨、閉路水泥磨、超細(xì)粉煤灰磨、入磨粒度及原材料配比等工藝不一樣，磨內(nèi)篩分結(jié)構(gòu)不一樣。合適的磨內(nèi)篩分確保前倉(cāng)的物料高效的選粉作用，合格的物料順利進(jìn)入下一倉(cāng),粗料及時(shí)返回前倉(cāng)。同時(shí)做到前后平衡，如果過(guò)快，出磨細(xì)度和比表面積達(dá)不到要求；過(guò)慢，產(chǎn)量上不來(lái)。

（2）段倉(cāng)研磨體的分級(jí)作用不明顯。磨機(jī)段倉(cāng)內(nèi)安裝了多道活化裝置，可消除段倉(cāng)內(nèi)研磨體的反分級(jí)現(xiàn)象。但分級(jí)效果不十分明顯，不能達(dá)到合理分級(jí)的目的，我們?cè)谀C(jī)段倉(cāng)內(nèi)每0.5mm取一個(gè)樣，篩除物料，鋼段實(shí)際總量除以鋼段個(gè)數(shù)得出相應(yīng)的鋼段平均質(zhì)量，再換算成平均直徑，然后做出鋼段的分級(jí)曲線。

（3）研磨體提升過(guò)高。在磨機(jī)細(xì)磨倉(cāng)中，不需要將研磨體提升得過(guò)高，相反需要研磨體與襯板之間有一定的滑動(dòng)存在，以增強(qiáng)研磨作用。磨機(jī)段倉(cāng)采用波紋襯板、帶球圈及微型研磨體（直徑8～14mm微段）后，帶球圈上的徑向長(zhǎng)圓孔對(duì)研磨體產(chǎn)生牽制作用使研磨體提升較高；而波紋襯板的摩擦系數(shù)為0.45～0.52，比平襯板的摩擦系數(shù)大0.1左右，使研磨體被提升過(guò)高，不利于段倉(cāng)微型研磨體研磨作用的發(fā)揮。

（4）球倉(cāng)、段倉(cāng)的粉磨能力不平衡。對(duì)于雙倉(cāng)管磨機(jī)來(lái)說(shuō)，磨機(jī)最大的生產(chǎn)能力取決于該磨機(jī)最弱一倉(cāng)的粉磨能力，只有保持球倉(cāng)、段倉(cāng)的粉磨能力平衡，才能充分發(fā)揮磨機(jī)的生產(chǎn)能力，達(dá)到最佳的磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。

我們應(yīng)用XCM磨內(nèi)改造專利技術(shù)對(duì)多家水泥企業(yè)的開(kāi)流粉磨系統(tǒng)進(jìn)行了改造，都取得了顯著的效果。江陰綺星水泥有限公司Φ2.6×13m開(kāi)流水泥磨產(chǎn)量改前僅為30.0t/h,比表面積在3300～3350 cm2/g，采用XCM技術(shù)后，產(chǎn)量提高到39.5t/h，噸水泥電耗由42.15kWh下降到26.3kWh，水泥強(qiáng)度比以前提高了3.1MPa。

濱州青龍山水泥有限公司的Φ3.2×13.0m兩臺(tái)開(kāi)路水泥磨原臺(tái)時(shí)產(chǎn)量一直不高（旋窯熟料粒度30mm，混合材摻35%礦渣及沸騰爐渣），細(xì)度偏高在4%左右，比表面積僅有3300cm2/g，采用XCM技術(shù)，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高到68～70t/h，水泥細(xì)度下降到2%左右，噸水泥電耗下降5.6kWh。

凌峰水泥有限責(zé)任公司Φ3.2×13m開(kāi)流水泥磨產(chǎn)量改前僅43.0～46.5t/h,比表面積在3200～3250cm2/g，采用XCM技術(shù)后，產(chǎn)量提高到58t/h，噸水泥電耗由40.0kWh下降到26.7kWh，水泥強(qiáng)度比以前提高了3.2MPa。3～30μm的含量比技改前提高18%以上。

惠源水泥有限責(zé)任公司Φ3.2×13m開(kāi)流水泥磨產(chǎn)量改前僅43.0～45t/h,比表面積在3300～3350 cm2/g，采用XCM技術(shù)后，產(chǎn)量提高到60t/h，噸水泥電耗由41.0kWh下降到27.5kWh，水泥強(qiáng)度比以前提高了2.3MPa。

福建富貴水泥有限公司的Φ3.2×13m高細(xì)磨為開(kāi)路工藝，入磨粒度較大，最大時(shí)達(dá)25mm，30～50mm占50%以上，平均粒度約為20～30mm，混合材為難磨的礦渣，總摻量達(dá)到30%，出磨細(xì)度只能控制在5%，采用XCM技術(shù)改造后，Φ3.2×13m高細(xì)磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量由48t/h提高到58t/h，細(xì)度由5%下降到2%左右。

江陰海豹水泥有限公司采用XCM水泥磨磨內(nèi)專利技術(shù)先后改造三臺(tái)磨機(jī)，生產(chǎn)的水泥額粒粒徑類似于 O-Sepa選粉機(jī)生產(chǎn)的水泥額粒級(jí)配；Φ3.2×13.0m開(kāi)流水泥磨改造后，粉磨32.5級(jí)水泥，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量從50t提高到65t，比表面積從3500cm2/g提高至4000cm2/g，水泥早強(qiáng)提高了3.2MPa。