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(1.合肥水泥研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230051；2.曲阜中聯(lián)水泥有限公司，山東 曲阜 273100；3.山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030006)

引言

根據(jù)國(guó)家關(guān)于水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策的要求，限期淘汰Φ3.0 m以下的球磨機(jī)，允許保留Φ3.0 m的球磨機(jī)。2003年前建設(shè)的水泥粉磨線，有很多是Φ3.0 m的球磨機(jī)，生產(chǎn)能力低，水泥生產(chǎn)成本高，但淘汰更新的代價(jià)也比較大。本文以合肥水泥研究設(shè)計(jì)院在山東金塔王水泥有限公司改造Φ3.0 m×9 m球磨機(jī)為案例，為Φ3.0 m球磨機(jī)的水泥生產(chǎn)企業(yè)提供技改方案。

1 粉磨效率與球磨機(jī)規(guī)格的關(guān)系

從粉磨工序效率看，直徑大的球磨機(jī)帶起研磨體的高度高，勢(shì)能大，有利于沖擊破碎大塊物料，因此，在物料粗磨階段其破碎能力比小直徑的球磨機(jī)強(qiáng)。但大直徑球磨機(jī)的細(xì)磨效率相對(duì)低，因?yàn)榧?xì)磨階段是研磨體與物料之間相對(duì)滑動(dòng)摩擦粉磨的過(guò)程，決定這個(gè)過(guò)程效率高低的主要有兩個(gè)因素：一是研磨體與物料的接觸面積，這主要取決于研磨體的尺寸和裝載量。裝載量越多，接觸面積越大；研磨體規(guī)格越小，接觸面積也越大。因此，細(xì)磨倉(cāng)研磨體級(jí)配設(shè)計(jì)的原則一般根據(jù)磨機(jī)有效容積、進(jìn)出細(xì)磨倉(cāng)物料物理特性的要求，趨向大裝載量、微型研磨體方案。二是研磨體與物料之間相對(duì)滑動(dòng)的幅度，這與研磨體與物料的混合物隨磨機(jī)筒體旋轉(zhuǎn)形成的同心圓狀截面中心滯留區(qū)比例有關(guān)，直徑大的滯留區(qū)比例大，相對(duì)滑動(dòng)量少，研磨效率低。盡管在磨內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中增設(shè)了活化襯板，但實(shí)踐表明其改善幅度有限。同理，直徑小的球磨機(jī)對(duì)于大塊物料的破碎能力弱，但研磨效率高。

隨著輥壓機(jī)裝備的成熟及擠壓聯(lián)合粉磨工藝技術(shù)的進(jìn)步，輥壓機(jī)已成為當(dāng)代水泥粉磨系統(tǒng)的必然選擇。輥壓機(jī)與球磨機(jī)形成的擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)工藝，隨著輥壓機(jī)的大型化，經(jīng)過(guò)輥壓機(jī)擠壓-粗分級(jí)-細(xì)分選以后的入磨半成品粒度大幅度下降，可實(shí)現(xiàn)100%降低到1.0 mm以下，球磨機(jī)的沖擊破碎功能已幾乎完全被輥壓機(jī)取代。因此，在大型輥壓機(jī)配套小型球磨機(jī)的擠壓聯(lián)合粉磨工藝系統(tǒng)中，大直徑球磨機(jī)比小直徑球磨機(jī)所具有的破碎優(yōu)勢(shì)不再突出，而小型球磨機(jī)比大型球磨機(jī)的研磨優(yōu)勢(shì)更加突顯。在毫米級(jí)粉磨(將物料粒度從20～80 mm粉碎到1.0 mm以下)的粗磨階段，輥壓機(jī)“料層粉碎”原理具有球磨機(jī)“沖擊粉碎”原理無(wú)法比擬的比較優(yōu)勢(shì)；在微米級(jí)粉磨(從80～100 μm細(xì)磨到0～60 μm)的細(xì)磨階段，小型球磨機(jī)的直徑小，無(wú)效粉磨的滯留區(qū)比例小，研磨效率高，具有大型球磨機(jī)無(wú)法比擬的細(xì)磨優(yōu)勢(shì)。因此，采用大型輥壓機(jī)改造小型球磨機(jī)成為理想的粉磨系統(tǒng)技改之選擇。

2 擠壓粉磨工藝流程

山東金塔王水泥有限公司原有Φ3.0 m×9 m水泥粉磨閉路一套，水泥生產(chǎn)品種為P·O 42.5水泥(以下同)，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為40 t/h，水泥粉磨平均電耗36.5 kW·h/t，粉磨電耗較高。

結(jié)合工廠現(xiàn)有建設(shè)條件及存量設(shè)施、設(shè)備現(xiàn)狀，合肥水泥研究設(shè)計(jì)院提出實(shí)施增產(chǎn)節(jié)能改造，改造目標(biāo)從現(xiàn)在的粉磨能力40 t/h提高到75 t/h；電耗從現(xiàn)在的水泥平均粉磨電耗36.5 kW·h/t降低到水泥平均粉磨電耗30 kW·h/t；將原有的閉路粉磨系統(tǒng)改為開路系統(tǒng)，磨前采用合肥水泥研究設(shè)計(jì)院研究開發(fā)的HFCG140-80輥壓機(jī)+HFV2000靜態(tài)氣流分級(jí)機(jī)+DSM2000(Ⅱ)下進(jìn)風(fēng)式專用動(dòng)態(tài)高效選粉機(jī)等構(gòu)成擠壓分選系統(tǒng)，將原料粒度從原始粒度全部降低到1.0 mm以下，送入Φ3.0 m×9 m球磨機(jī)粉磨至成品的工藝方案。該項(xiàng)目技改于2012年6月完成。

擠壓粉磨工藝流程描述如下：

(1)料流：庫(kù)底配料秤→按比例配好的物料→庫(kù)底皮帶機(jī)→NE150型板鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)→輥壓機(jī)上方穩(wěn)流稱重倉(cāng)；稱重倉(cāng)混合料→HFCG140-80型輥壓機(jī)→NBH600型料餅提升機(jī)→HFV2000型氣流分級(jí)機(jī)→分級(jí)后粗的物料返回稱重倉(cāng)；分級(jí)后細(xì)的物料→DSM2000(Ⅱ)型下進(jìn)風(fēng)式專用動(dòng)態(tài)高效選粉機(jī)→分級(jí)后的粗粉返回稱重倉(cāng)；分級(jí)后的細(xì)粉→2-Φ3 000 mm旋風(fēng)筒→空氣輸送斜槽→Φ3.0 m×9 m水泥磨(磨機(jī)改造成開路高效篩分磨)→磨尾提升機(jī)→空氣輸送斜槽→入庫(kù)提升機(jī)→水泥庫(kù)。

(2)氣流1：來(lái)自穩(wěn)流稱重倉(cāng)、輥壓機(jī)、料餅提升機(jī)→HFV2000型氣流分級(jí)機(jī)→DSM2000(Ⅱ)型下進(jìn)風(fēng)式專用動(dòng)態(tài)高效選粉機(jī)→2-Φ3 000 mm旋風(fēng)筒→循環(huán)風(fēng)機(jī)→大部分風(fēng)返回HFV2000型氣流分級(jí)機(jī)；少部分風(fēng)→收塵器→旁路風(fēng)機(jī)→排入大氣。

(3)氣流2：Φ3.0 m×9 m球磨機(jī)→原磨尾收塵器→原磨尾排風(fēng)機(jī)→排入大氣。

改造后的工藝流程如圖1所示。

3 改造內(nèi)容

山東金塔王水泥有限公司水泥粉磨生產(chǎn)線的主要改造內(nèi)容見表1。

4 改造前后的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

改造前與改造后主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比見表2。

表1 改造前與改造后主要設(shè)備表

表2 改造前后的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

5 結(jié)語(yǔ)

山東金塔王水泥有限責(zé)任公司采用140-80型輥壓機(jī)在Φ3.0 m×9 m球磨機(jī)系統(tǒng)改造中的成功應(yīng)用，為存量小型球磨機(jī)的高效應(yīng)用和水泥企業(yè)水泥粉磨系統(tǒng)的節(jié)能、增產(chǎn)、增效技改提供了一個(gè)好的解決方案。該公司在沒(méi)有增加球磨機(jī)的情況下，通過(guò)增加輥壓機(jī)的技改手段，使水泥粉磨系統(tǒng)的生產(chǎn)能力大幅度提高，盤活了存量Φ3.0 m×9 m球磨機(jī)及現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施，緩解了一些水泥企業(yè)粉磨能力不足的問(wèn)題，同時(shí)顯著降低了水泥粉磨電耗。