牟元全重慶羅曼耐磨新材料股份有限公司，重慶　401320

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稀土微晶陶瓷研磨體在水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中的試用

牟元全
重慶羅曼耐磨新材料股份有限公司，重慶401320

摘要稀土微晶陶瓷研磨體系無機非金屬耐磨材料——Al2O3新型復(fù)合耐磨陶瓷制成的球形或短柱形研磨體，取代金屬研磨體應(yīng)用于水泥粉磨系統(tǒng)，目的是為管磨機“減負增效”。稀土微晶陶瓷研磨體在水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中的試用證明：單位產(chǎn)品電耗至少可降低15%——20%以上，本試驗節(jié)約電耗的平均值為5kWh/t。

關(guān)鍵詞研磨體稀土微晶陶瓷節(jié)電效果效益分析

0　引言

長期以來，水泥行業(yè)粉磨系統(tǒng)管磨機所用的研磨體均采用金屬質(zhì)耐磨材料(白水泥除外)，磨機主電機驅(qū)動功率富裕系數(shù)較大，在無磨前預(yù)處理工藝條件下，水泥粉磨電耗較高。近幾年，隨著材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步，由無機非金屬耐磨材料Al2O3新型復(fù)合耐磨陶瓷制成的球形或短柱形研磨體取代金屬研磨體應(yīng)用于水泥粉磨系統(tǒng)，已嶄露頭角，目的是為管磨機“減負增效”。

四川E M公司輥壓機開路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中Φ 3.8 m×13 m水泥管磨機上應(yīng)用了重慶羅曼耐磨新材料股份有限公司（簡稱羅曼新材）研發(fā)的新產(chǎn)品——“稀土微晶陶瓷研磨體”，表現(xiàn)出顯著的節(jié)電效果。本文就稀土微晶陶瓷研磨體在該粉磨系統(tǒng)試用的情況進行總結(jié)和分析。

1　稀土微晶陶瓷研磨體技術(shù)性能

稀土微晶陶瓷研磨體系無機非金屬耐磨材料——Al2O3新型復(fù)合耐磨陶瓷制成的球形或短柱形研磨體，其具有以下技術(shù)性能：

（1）主要成分為納米改性氧化鋁，韌性好，硬度高，對被研磨物料的品質(zhì)沒有影響；

（2）采用滾動和等靜壓成型，比重大，能大幅度提高研磨效率，降低研磨時間的同時有效增加球磨機有效容積，從而增加研磨物料的加入量；

（3）耐磨性好，磨耗低，能大大延長研磨體的使用壽命；

（4）可耐1 000 ℃以上高溫，耐酸、耐堿、耐腐蝕。

2　試用方案

四川EM公司兩套水泥制成均為配置160- 140輥壓機（通過量780 t/h，主電機功率1 120 kW× 2）+V選+Φ 3.8 m×13 m雙倉管磨機（主電機功率2 800 kW- 6 kV- 329.3 A）+磨尾收塵風(fēng)機組成的開路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。粉磨工藝流程見圖1。

圖1　開路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)工藝流程

為了進一步降低水泥粉磨系統(tǒng)電耗，經(jīng)考察、論證，EM公司決定在1號水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的管磨機中采用羅曼新材研發(fā)的稀土微晶陶瓷研磨體（見圖2）；2號管磨機則采用傳統(tǒng)金屬研磨體，進行粉磨系統(tǒng)節(jié)電的綜合對比試驗。

圖2　稀土微晶陶瓷研磨體

3　試驗過程及數(shù)據(jù)

采取磨制同一品種、同一強度等級水泥、同一物料配比，在相同粉磨工藝、相同成品細度控制指標前提下，兩臺管磨機分別采用不同材質(zhì)的研磨體進行相關(guān)技術(shù)參數(shù)對比。

3.11號管磨機應(yīng)用稀土微晶陶瓷研磨體

生產(chǎn)P·O42.5級水泥，物料配比：熟料81%，石膏4.4%，礦渣10.6%，石灰石4%；磨機喂料量130 t/h。1號管磨機應(yīng)用陶瓷研磨體級配見表1。

表1　管磨機應(yīng)用陶瓷研磨體級配

3.22號管磨機應(yīng)用傳統(tǒng)金屬研磨體

生產(chǎn)P·O42.5級水泥，物料配比：熟料81%，石膏4.4%，礦渣10.6%，石灰石4%；磨機喂料量140 t/h。2號管磨機應(yīng)用金屬研磨體級配見表2。

表2　管磨機應(yīng)用金屬研磨體級配

3.3試驗結(jié)果

應(yīng)用不同研磨體的兩臺管磨機系統(tǒng)運行參數(shù)對比見表3。

表3　應(yīng)用不同材質(zhì)研磨體的管磨機系統(tǒng)運行參數(shù)

4　技術(shù)經(jīng)濟分析

從表3可以看出，相對金屬研磨體而言，應(yīng)用陶瓷研磨體，取得以下顯著的技術(shù)經(jīng)濟效果：

（1）本試驗在相同填充率的前提下，盡管陶瓷研磨體非常致密，硬度HRA≥90，但陶瓷耐磨材料的密度（約在3.6～3.8 g/cm3）明顯低于金屬材料；使用金屬研磨體的管磨機主電機平均運行電流為292.8 A（主電機負載88.92%），應(yīng)用陶瓷研磨體的管磨機主電機平均運行電流為189.2 A（主電機負載57.46%），降低了103.6 A，下降幅度達35%以上。一般來講，管磨機系統(tǒng)改用陶瓷研磨體之后，產(chǎn)品單位電耗至少降低15%～20%左右，節(jié)電幅度在5～7 kWh/t范圍內(nèi)。

（2）應(yīng)用陶瓷研磨體的管磨機滑履溫度大幅降低。使用金屬研磨體，管磨機滑履平均溫度49.8 ℃；使用陶瓷研磨體，管磨機滑履平均溫度40 ℃，降低幅度為19.68%。

（3）應(yīng)用陶瓷研磨體后，管磨機主電機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩大幅度降低，管磨機主電機負載明顯減小，主減速器運行工況負荷大幅度下降，主機設(shè)備故障率降低，工作壽命顯著提高。運行過程中，應(yīng)用陶瓷研磨體的管磨機運轉(zhuǎn)中噪音明顯低于采用金屬研磨體的磨機。

（4）出磨產(chǎn)品溫度大幅度降低。應(yīng)用金屬研磨體的管磨機，出磨水泥平均溫度為133.8 ℃；而應(yīng)用陶瓷研磨體的管磨機，由于研磨體的研磨能力好，同時自發(fā)熱能力小，散熱能力好，出磨水泥平均溫度只有91.6 ℃，降低幅度達31.54%。

（5）陶瓷研磨體消耗應(yīng)比金屬質(zhì)的小得多。剛玉質(zhì)陶瓷耐磨材料的莫氏硬度僅次于金剛石，其耐磨性能是高錳鋼的266倍，高鉻鑄鐵的171.5倍。按耐磨陶瓷材料的抗磨性能分析：稀土微晶陶瓷研磨體耐磨性能好，其磨耗率（按體積計）應(yīng)不足金屬研磨體的1/3，本次工業(yè)生產(chǎn)試驗主要目的是系統(tǒng)節(jié)電，具體磨耗數(shù)據(jù)有待進一步稱重驗證。

（6）磨制同一品種、同一強度等級水泥，同一物料配比，在成品細度指標保持不變的前提下，應(yīng)用陶瓷研磨體的管磨機，系統(tǒng)產(chǎn)量略有下降，但下降幅度不大，一般＜10%。

（7）從管磨機主電機運行電流對比，應(yīng)用陶瓷研磨體的管磨機，單位產(chǎn)品電耗至少可降低15%～20%以上。本文案例折合具體節(jié)約電耗值至少在5 kWh/t以上（效益分析按5 kWh/t核算）。

按照單臺磨機年產(chǎn)量80萬t水泥，每噸水泥節(jié)電5 kWh/t，電費均價按0.60元/kWh計算 ，應(yīng)用陶瓷研磨體取代傳統(tǒng)金屬研磨體，年可節(jié)電400萬度，年節(jié)電效益達240萬元，不足一年即可收回全部投資。

5　結(jié)束語

在水泥產(chǎn)能嚴重過剩的今天，市場競爭已達到白熱化程度，企業(yè)應(yīng)積極采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，尤其是新材料應(yīng)用等切實有效的措施實現(xiàn)降本增效。從較大幅度降低水泥粉磨系統(tǒng)電耗的角度出發(fā)，管磨機子系統(tǒng)能應(yīng)用陶瓷研磨體取代傳統(tǒng)金屬研磨體，是值得參考的選擇，至少可以使管磨機輕裝上陣，使企業(yè)減負增效。

中圖分類號：TQ172.632

文獻標識碼：B

文章編號：1008-0473(2016)01-0049-03DOI編碼：10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.01.010

收稿日期：（2015- 12- 12）