何江平常 青王云天

1. 成都建筑材料工業(yè)設計研究院有限公司，四川 成都 610051；2. 中技國際工程有限公司，湖北 武漢 430071

基于鋼渣作混合材料的管磨機調整

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1. 成都建筑材料工業(yè)設計研究院有限公司，四川 成都 610051；2. 中技國際工程有限公司，湖北 武漢 430071

Y公司采用輥壓機雙閉路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，采用鋼渣等量替代價格較高的粉煤灰作混合材時，由于鋼渣易磨性較差，加之其中尚含有未能去除干凈的鐵粒與鐵末，導致生產P·O42.5級水泥時，出磨細度變粗、系統(tǒng)產量降低、粉磨電耗增加。一方面通過改進管磨機結構挖掘潛力，一方面根據鋼渣性質采取了相應措施。效果是：系統(tǒng)產量提高至185 t/h以上，粉磨電耗略有下降。

管磨機 進料 活化環(huán)改進 研磨體級配

0 引言

Y公司水泥制成采用170-100輥壓機+V選+Φ4.2 m×13 m雙倉管磨機+O-Sepa N-3500選粉機組成的雙閉路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)（設備配置見表1），生產P·O42.5級水泥產量在183～185 t/h、粉磨電耗34kWh/t左右；當采用當?shù)劁撛攘刻娲鷥r格較高的粉煤灰作混合材，在摻入量8%時，產量降至170 t/h，粉磨電耗上升至36 kWh/t左右。通過調整與改進管磨機子系統(tǒng)，系統(tǒng)產量提高至188 t/h，粉磨電耗降至33.66 kW/h。本文就改進管磨機結構挖掘潛力等優(yōu)化措施進行總結，以資參考。

表1 雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)設備配置

1 采用鋼渣代替粉煤灰的原因及面臨的問題

應用鋼渣前P·O42.5水泥物料配比見表2。

表2 應用鋼渣前的物料配比

由于粉煤灰價格已超過100元/t，而當?shù)劁撹F廠鋼渣價格只有40元/t，為降低生產成本，該公司決定選用轉爐鋼渣等量替代粉煤灰，可降低材料成本4元/t。按年產量200萬t計，采用鋼渣等量代替粉煤灰，每年可降低材料總成本800萬元。

應用鋼渣后P·O42.5水泥物料配比見表3。

表3 應用鋼渣后的物料配比

以粉煤灰作混合材生產P·O42.5級水泥產量在183～185t/h，粉磨電耗34 kWh/t左右；當采用當?shù)劁撛攘刻娲鷥r格較高的粉煤灰作混合材，在摻入量8%時，產量降至170 t/h，粉磨電耗上升至3 6 kWh/t左右。

2 原因分析

雖然進廠顆粒狀鋼渣的水分只有1.5%左右、粒度＜8 mm，但其易磨性較差，顯微硬度高達HV850左右，比水泥熟料（顯微硬度HV450左右）更難磨細，是工業(yè)廢渣中易磨性差的材料之一，鋼渣中尚含有一定數(shù)量殘留的金屬鐵粒與鐵末，在應用過程中必須做好除鐵工作，安裝多道除鐵裝置，以減少或消除對粉磨系統(tǒng)的不利影響。

3 解決措施

針對產量下降電耗上升的問題，我們一方面通過改進管磨機結構挖掘潛力，一方面根據鋼渣性質采取了相應措施。

3.1 消除一倉研磨盲區(qū)

由于聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的物料從V型選粉機—雙旋風收塵器收集進入管磨機時的落差較大，帶有一定傾角的磨頭進料裝置因折射作用，會導致一倉產生一定范圍的研磨盲區(qū)（不同高差造成的研磨盲區(qū)長度一般在0.5 m～1.8 m甚至再多些），相對縮短了一倉的有效粉磨長度，物料在一倉內粗磨時間變短。當細磨倉研磨能力一定時，最終導致出磨物料細度粗，所含成品比例降低。

針對上述情況，采取部分遮擋下料簸箕前端出料口（簸箕兩側板高度180 mm，出料下口只留80 mm高度，減緩沖料），并在簸箕兩側面開設寬度100 mm的下料口，同時在簸箕底部切割、均布四個長方形下料口，實現(xiàn)入磨物料分流。該措施簡單、易行、實用，有效降低了折射、沖料機率，基本上消除了一倉研磨盲區(qū)。

3.2 級配調整

（1）一倉（有效長度3.25 m，倉長比例26%），改進前的研磨體級配見表4。

表4 改進前的一倉研磨體級配

原一倉采用四級配球，平均球徑為25.5 mm，球徑較小，在同一高度下落時，單個鋼球產生的沖擊能量（勢能）小，對于易磨性較好的物料而言，可充分發(fā)揮其較好的研磨作用，完全能夠滿足粗處理要求。但對于粉磨顯微硬度高、易磨性較差的鋼渣而言，該球徑明顯偏小，不能適應磨機一倉的沖擊、粉碎作業(yè)，從而導致系統(tǒng)產量下降。為此，必須提高一倉粗磨功能，將易磨性差的物料卡在頭倉處理，破壞其結構，為實現(xiàn)細磨倉進一步磨細、提高出磨成品含量奠定基礎。[1]

為了提高管磨機一倉粗處理能力，同時兼顧部分研磨功能，調整級配過程中，在原四級配球的前提下，引入Ф60 mm、Ф50 mm兩級大規(guī)格鋼球，有意識地放大了一倉平均球徑，相對于原四級配而言，改進后的一倉采用了六級配球，且平均球徑在原級配基礎上增大了7.5 mm，從而提高了研磨體對物料的沖擊、粉碎能力。改進后的一倉研磨體級配見表5。

為適應一倉粗磨后的物料粒徑，同時對磨機二倉（細磨倉）研磨體級配亦進行了調整，平均球徑由17.65 mm降至16.25 mm，以增大研磨體與物料的接觸面積，提高細磨倉粉磨效率與出磨成品比例，為選粉機有效分級創(chuàng)造良好條件。

（2）二倉（有效長度9.25 m、倉長比例74%），改進前后研磨體級配見表6。

3.3 篩分隔倉板過料速度的控制

表5 改進后的一倉研磨體級配

表6 二倉改進前后研磨體級配

針對一倉至二倉之間篩分隔倉板中心過料快的現(xiàn)象（粗篩板縫寬度10 mm，內篩分板縫寬度3.5 mm偏大），將中心卸料錐上均布的卸料口間隔封堵其寬度的1/3，有效抑制磨內物料流速，充分發(fā)揮一倉粗處理功能。

3.4 細磨倉活化環(huán)的改進

二倉（細磨倉）原安裝有五圈高度h=800 mm活化環(huán)，相對于直徑Φ4.2 m管磨機，該活化環(huán)高度偏低，活化區(qū)域偏?。荒C運轉過程中，尚有一部分研磨體產生的“滯留帶”（研磨死區(qū)）難以消除。針對這一狀況，在原活化環(huán)上部采用螺栓與耐磨鋼板聯(lián)接方式直接加高了450 mm（為降低聯(lián)接螺栓、螺帽的磨損，將兩端用耐磨焊條堆焊防磨，延長其使用壽命），有效增大了活化區(qū)域，提高了對細磨倉研磨體的活化功能。同時，采用厚度15 mm復合耐磨鋼板，將中間三圈活化環(huán)外圓高度300 mm段封堵為盲板，從而使細磨倉實現(xiàn)了良好的分段，為鋼渣的進一步磨細創(chuàng)造條件。[2]

3.5 安裝去除鐵、渣裝置

為了有效減少（或去除）金屬鐵在粉磨系統(tǒng)中的循環(huán)，降低成品選粉機籠型轉子與導風葉片及輸送設備的磨損，在出磨提升機至成品選粉機之間的風送斜槽上安裝了一臺山西龍舟有限輸送機械有限公司研制的除鐵、除渣裝置（氣化沉淀式專利除渣器），只需定期清理收集的鐵質材料即可。投入運行后，除渣、除鐵效果良好，成品選粉機系統(tǒng)回料中基本不存在鐵質循環(huán)，降低了輸送設備與選粉機的磨損，提高了設備運轉效率。

3.6 磨尾拉風量過大及其改進

原生產過程中，物料易磨性相對較好，磨尾拉風量大，負壓偏大，在-1 100 Pa左右。采用顯微硬度高的鋼渣配料后，研磨體會對不同易磨性的物料產生“選擇性磨細”現(xiàn)象。為充分發(fā)揮鋼渣的膠凝活性，必須縮小成品水泥中鋼渣的顆粒粒徑，則需要采取控制物料流速的措施。為此，在磨尾中心圓板部位安裝使用了“料、風分離”裝置，減少因磨尾篦板中部風速高而導致的出磨物料跑粗現(xiàn)象。

中控操作過程中，根據輥壓機子系統(tǒng)的循環(huán)提升機電流、管磨機主電機運行電流（進相后）及出磨與成品入庫提升機電流，調節(jié)磨尾拉風量，將磨尾負壓控制在-780 Pa～-850 Pa之間，磨頭保持微負壓（-40 Pa～-50 Pa）狀態(tài)，以滿足粉磨系統(tǒng)成品質量指標為原則。

4 粉磨系統(tǒng)改進前后技術參數(shù)與指標對比

實施上述針對性的技術改進措施后，系統(tǒng)達到了預期效果：在經過輥壓機擠壓后，由V型選粉機分級的入磨物料比表面積170 m2/kg的前提下，通過管磨機粉磨后的出磨物料比表面積由改進前的205 m2/kg提高至250 m2/kg（即平均每米研磨體創(chuàng)造比表面積由2.8 m2/kg/m增至6.4 m2/kg/m，增加了2.29倍），出磨物料平均粒徑由120μm左右降至71.5μm左右（粉體粒徑縮小1.68倍），出磨物料中的成品率顯著增加，足以證明管磨機磨細能力得到大幅度提高。具體技術參數(shù)與指標對比見表7。

表7 改進前后技術參數(shù)與指標對比（P·O42.5水泥）

由表7可以看出：生產P·O42.5級水泥時，采用鋼渣等量替代粉煤灰作混合材料時，因入磨物料易磨性變化（顯著變差）導致系統(tǒng)產量下降幅度較大，由此引起的連鎖反應是粉磨電耗上升。在入磨比表面積相對穩(wěn)定前提下，對管磨機子系統(tǒng)采取相應的、行之有效的技術改進措施之后，水泥粉磨系統(tǒng)運行狀況明顯改善，在原基礎上提產幅度達10.59%，節(jié)電幅度達6.5%，整個聯(lián)合粉磨系統(tǒng)實現(xiàn)了良性循環(huán)。

5 結束語

（1）水泥生產過程中，當采用易磨性差的工業(yè)廢渣作混合材料時，在入磨粒度變化不大的前提下，一定要考慮該材料易磨性對于成品質量、系統(tǒng)產量及粉磨電耗指標的影響，并對子系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題實施針對性改進措施。

（2）在水泥配料中摻入鋼渣的同時，應重視其中金屬對輥壓機輥面磨損，鋼渣顯微硬度大并含有一定比例的鐵?；蜩F末，須安裝多道除鐵裝置，最大限度地保護輥面、降低磨損。

（3）入磨物料易磨性變差時，為保證物料磨細，必須提高管磨機一倉平均球徑，增大粗粉磨能力；同時，應縮小細磨倉研磨體直徑，提高細磨能力及出磨物料中的成品比例，為成品選粉機有效分選創(chuàng)造良好的先決條件。

（4）對隔倉板及活化環(huán)進行處理的同時，應針對磨尾中部風速過快導致拉風跑粗現(xiàn)象，安裝使用“料、風分離”裝置，并在中控操作時根據出磨細度及磨機運行狀況，采用適宜的磨尾拉風量參數(shù)，適當降低磨內物料流速，提高出磨物料磨細程度，達到增產、降耗的目的。

[1] 鄒偉斌.雙閉路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的節(jié)電改造[J].新世紀水泥導報,2015(3):20-24.

[2] 鄒偉斌.水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)故障原因與解決措施[J].新世紀水泥導報,2012(2):2-12.

2015-09-22)

TQ172.632.1

B

1008-0473(2015)06-0052-04

10.16008/j.cnki.1008-0473.2015.06.012