王慶福,張博,趙華魯,張泗強(qiáng)
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淺談聯(lián)合粉磨技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗
王慶福,張博,趙華魯,張泗強(qiáng)
本文針對聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中存在的“輥壓機(jī)選型大、球磨機(jī)選型小”產(chǎn)能不匹配的問題,通過采取在輥壓機(jī)系統(tǒng)增設(shè)動態(tài)選粉機(jī)、加強(qiáng)預(yù)破碎能力、磨機(jī)發(fā)揮細(xì)磨整形作用等措施進(jìn)行了一些改進(jìn),對輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨和半終粉磨工藝進(jìn)行了不同嘗試,取得了系統(tǒng)產(chǎn)能提升50%以上的較好效果。
大輥壓;小球磨;動態(tài)選粉機(jī);半終粉磨;聯(lián)合粉磨
我公司水泥磨系統(tǒng)之一采用了輥壓機(jī)+球磨機(jī)組成的“一拖二”聯(lián)合粉磨工藝,即1臺輥壓機(jī)(CLM150-90)和2臺球磨機(jī)(分別為1號磨?3m 11m、2號磨?2.6m 13m)組成聯(lián)合粉磨系統(tǒng),該系統(tǒng)磨機(jī)總體產(chǎn)能在100t/h左右。該系統(tǒng)的兩臺水泥磨原為礦渣微粉磨,因公司應(yīng)用礦渣輥磨技術(shù)使得兩臺磨閑置,后通過公司生產(chǎn)要素的整合優(yōu)化,為兩臺磨機(jī)配備了1套輥壓機(jī)系統(tǒng),用于粉磨熟料粉,與輥磨礦渣微粉配制水泥。因輥壓機(jī)與磨機(jī)之間設(shè)有緩沖倉,故有別于傳統(tǒng)的在線聯(lián)合粉磨方式,為生產(chǎn)的靈活控制、用電避峰填谷創(chuàng)造了條件。
后來,根據(jù)國家產(chǎn)業(yè)政策的要求,2號磨機(jī)被淘汰拆除,原輥壓機(jī)和1號磨產(chǎn)能不匹配,即正常情況下輥壓機(jī)的產(chǎn)能高于1號磨機(jī)產(chǎn)能的兩倍之多。為緩解因淘汰2號磨造成的產(chǎn)能降低問題,我們采取了一系列改進(jìn)措施,并對不同的粉磨工藝進(jìn)行了嘗試和應(yīng)用,取得了良好的改造效果。
2.1生產(chǎn)工藝
結(jié)合我廠現(xiàn)場情況,最初制定了兩種方案:
方案一:由現(xiàn)有一臺?1500-900輥壓機(jī)+現(xiàn)有V型選粉機(jī)+新增側(cè)進(jìn)風(fēng)高效選粉機(jī)+異地建設(shè)安裝原有旋風(fēng)收塵器+異地建設(shè)安裝更換后的循環(huán)風(fēng)機(jī)+原有尾排收塵器及風(fēng)機(jī)+原有中間半成品庫+原有一臺?3m 11m開流球磨機(jī)組成擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)(見圖1)。
圖1 方案一:保留循環(huán)風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)分離器
圖2 方案二:去掉循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)
方案二:由現(xiàn)有一臺?1500-900輥壓機(jī)+現(xiàn)有V型選粉機(jī)+新增側(cè)進(jìn)風(fēng)高效選粉機(jī)+異地新增大收塵器+異地新增大尾排風(fēng)機(jī)+原有中間半成品庫+原有一臺?3m 11m開流球磨機(jī)組成擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)(見圖2)。
2.2設(shè)備選型
兩套聯(lián)合粉磨系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備見表1。
2.3技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較見表2。
2.4方案選擇
經(jīng)綜合比較:方案二工藝布置相對簡單、易于生產(chǎn)控制,新建工程宜采取此方案,但技改工程受條件限制較難實(shí)現(xiàn)。從我公司改造情況看,方案一系統(tǒng)投資比方案二低100萬元以上,達(dá)到相同效果且改造相對簡單。因現(xiàn)有空間所限,采用現(xiàn)有框架外部分設(shè)備異地建設(shè),主要指旋風(fēng)筒和循環(huán)風(fēng)機(jī)落地。系統(tǒng)改造技術(shù)成熟可靠,具有可操作性,可解決? 2.6m磨機(jī)淘汰后產(chǎn)能不足問題,故選擇方案一進(jìn)行改造。
3.1半終粉磨試生產(chǎn)
3.1.1生產(chǎn)工藝
在輥壓機(jī)預(yù)粉磨方案一基礎(chǔ)上,為了探索半終粉磨工藝生產(chǎn)的效果,結(jié)合現(xiàn)場2號線的部分設(shè)施,在投資不大的前提下我們對輥壓機(jī)半終粉磨工藝進(jìn)行了實(shí)踐嘗試。即,將輥壓機(jī)系統(tǒng)來自旋風(fēng)筒、除塵器約15%~20%細(xì)粉作為成品不再入磨而是先入緩沖倉,之后與出磨物料按比例搭配入成品庫(見圖3)。
改進(jìn)后的動態(tài)選粉機(jī)選下的粗粉經(jīng)原有空氣斜槽輸送、提升機(jī)提入?10m磨頭倉,與粉煤灰按比例計量后入磨粉磨。雙旋風(fēng)筒和除塵器選下的細(xì)粉經(jīng)新增加的空氣斜槽、NE30提升機(jī)提入?6m緩沖倉。磨機(jī)生產(chǎn)時,?6m緩沖倉內(nèi)的成品細(xì)粉按既定的量經(jīng)新增設(shè)的空氣斜槽(磨房北側(cè))輸送,同時出磨成品經(jīng)磨尾提升機(jī)提升也入該空氣斜槽,二者混合后經(jīng)斜槽輸送、鋼絲膠帶提升機(jī)提升入熟料粉庫,以此保證成品熟料粉質(zhì)量穩(wěn)定性。
表1 兩套聯(lián)合粉磨系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備表
表2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表
3.1.2試生產(chǎn)情況
按照適當(dāng)增加輥壓、降低出輥壓機(jī)成品細(xì)度、提升循環(huán)負(fù)荷量的思路我們進(jìn)行了試生產(chǎn)。有關(guān)參數(shù)見表3、表4。
從試生產(chǎn)情況看:
(1)輥壓機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行相對平穩(wěn),在提高輥壓0.5MPa、喂料量較之前降低5~10t/h條件下,出輥壓機(jī)細(xì)度有所降低,比表面積由改造前160~180 m2/kg提高至200m2/kg左右。
(2)輥壓機(jī)選出的成品細(xì)粉總量在10~25t/h,細(xì)度能夠滿足水泥指標(biāo)要求,但是由于顆粒分布比較窄、細(xì)度偏細(xì),同比需水量由改造前26.5%上升到28%,提高了1.5個百分點(diǎn),其中SO3含量明顯偏高,應(yīng)該是采用脫硫石膏在輥壓機(jī)系統(tǒng)提前被選出。因此,從早期強(qiáng)度看,此部分細(xì)粉強(qiáng)度同比出磨成品略高,可能是由于硫酸鹽的激發(fā)對早強(qiáng)起到了一定作用。
(3)由于細(xì)粉被選出,造成入磨物料粒度較之前有所上升、粗顆粒所占比例增多。為保證生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定,對選出的部分細(xì)粉仍按入磨控制。作為成品部分與入磨之間的比例,通過調(diào)整,基本穩(wěn)定在3:1的比例。
(4)因細(xì)粉被選出較大部分,而輥壓機(jī)成品細(xì)度雖有所降低但幅度有限,造成入磨物料細(xì)度仍相對偏粗,并沒有達(dá)到入磨粒度大幅降低的改造目的。而球磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整是按照三倉改為二倉、加快物料流速、為大幅度提產(chǎn)創(chuàng)造條件的思路進(jìn)行的,使得磨機(jī)內(nèi)部優(yōu)化改造與輥壓機(jī)半終粉磨調(diào)整效果相左,致使出磨成品中粗顆粒偏多,水泥整體顆粒級配不盡合理,磨機(jī)產(chǎn)能提升空間受限,使得試生產(chǎn)工作無法繼續(xù)進(jìn)行,最終在保持質(zhì)量相對穩(wěn)定前提下,綜合產(chǎn)能僅維持在75~78t/h的水平上。從試生產(chǎn)經(jīng)驗看,如果想進(jìn)一步提產(chǎn),除非對球磨機(jī)進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造,恢復(fù)至三倉,延緩物料流速,否則質(zhì)量很難保證。
圖3 聯(lián)合粉磨和改進(jìn)后的半終粉磨工藝比較
3.2聯(lián)合粉磨試生產(chǎn)
3.2.1試生產(chǎn)情況
結(jié)合半終粉磨試生產(chǎn)情況,若想在現(xiàn)有條件下達(dá)到90t/h目標(biāo),必須重新調(diào)整磨內(nèi)結(jié)構(gòu)。鑒于磨內(nèi)大幅調(diào)整的時機(jī)不宜,權(quán)衡利弊后我們轉(zhuǎn)向嘗試聯(lián)合粉磨,即將選粉機(jī)的下料溜子直接連接到稱重倉頂部,動態(tài)選粉機(jī)選出的物料返回稱重倉,旋風(fēng)筒及收塵器的物料入磨粉磨,控制入磨物料細(xì)度80μm篩篩余量。工藝流程見圖3。
從試生產(chǎn)情況看:
(1)由于半終粉磨時需要選出部分成品,從用風(fēng)操作上采取了適當(dāng)控制低風(fēng)速的措施,循環(huán)風(fēng)機(jī)閥門開度在10%~12%。而采取聯(lián)合粉磨時,采取了大風(fēng)大料的操作思路,循環(huán)風(fēng)機(jī)閥門開度在70%以上。
表3 輥壓機(jī)半終粉磨試生產(chǎn)部分參數(shù)統(tǒng)計表
表4 球磨機(jī)試生產(chǎn)部分參數(shù)統(tǒng)計
圖4 出磨成品粒度分析表
(2)在初期調(diào)整約1個月的時間內(nèi),輥壓機(jī)成品細(xì)度大大降低,即入磨物料細(xì)度基本控制在80um篩篩余≯12%。此時通過適當(dāng)調(diào)整球磨機(jī)研磨體級配,磨機(jī)產(chǎn)量一度穩(wěn)定在85~90t/h的水平,說明降低入磨物料細(xì)度后,磨內(nèi)物料流速加快,磨機(jī)研磨作用減弱,但起到了對物料的整形作用,磨機(jī)產(chǎn)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)近在咫尺。
(3)磨機(jī)產(chǎn)能雖得以提升,但對應(yīng)輥壓機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)能僅維持在70~75t/ h之間,此時又出現(xiàn)了輥壓機(jī)與磨機(jī)產(chǎn)能不匹配的問題,因有中間倉的存在,生產(chǎn)上采取輥壓機(jī)系統(tǒng)24h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、磨機(jī)8~12h運(yùn)轉(zhuǎn)的局面。
(4)由于受改造空間的限制,在輥壓機(jī)系統(tǒng)新增設(shè)的動態(tài)選粉機(jī)進(jìn)風(fēng)形式選擇上,我們選擇了單側(cè)側(cè)進(jìn)風(fēng)式動態(tài)選粉機(jī)N2500,實(shí)踐證明該形式的動態(tài)選粉機(jī)是制約輥壓機(jī)產(chǎn)能不能有效提升的關(guān)鍵因素。設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成了其側(cè)進(jìn)風(fēng)平風(fēng)道內(nèi)容易積料,隨著積料量的增多,造成風(fēng)道截面面積縮小、通風(fēng)風(fēng)速提高,并延伸影響到同向運(yùn)轉(zhuǎn)的選粉機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子,造成轉(zhuǎn)子受系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)風(fēng)被動牽引加劇,選粉機(jī)轉(zhuǎn)子調(diào)速功能一定程度受限,無法發(fā)揮選粉功能。
(5)針對動態(tài)選粉機(jī)設(shè)備自身缺陷問題,我們采取了兩步改進(jìn)的措施:第一步是將對應(yīng)半終粉磨時加密的鼠籠轉(zhuǎn)子葉片割去一半,以減弱循環(huán)風(fēng)對轉(zhuǎn)子的牽引作用;第二步是解決側(cè)進(jìn)風(fēng)平風(fēng)道積料問題,風(fēng)道下部增加密閉的卸灰溜槽,將積料引至動態(tài)選粉機(jī)下部的灰斗,同時溜槽上增設(shè)了可控的自然風(fēng)進(jìn)風(fēng)管道。通過上述改進(jìn),其一,解決了動態(tài)選粉機(jī)轉(zhuǎn)子頻率下調(diào)到25Hz時受循環(huán)風(fēng)牽引自轉(zhuǎn)跳閘問題,使轉(zhuǎn)子調(diào)速趨于正常;其二,解決了風(fēng)道積灰問題,使動態(tài)選粉機(jī)內(nèi)風(fēng)速降低,也減弱了循環(huán)風(fēng)對轉(zhuǎn)子的牽引力量;其三,自然風(fēng)的引入,降低了V型選粉機(jī)在系統(tǒng)大風(fēng)量操作下的通風(fēng)量,使V型選粉機(jī)內(nèi)風(fēng)速、風(fēng)量恢復(fù)到原有正常水平,使本應(yīng)在V型選粉機(jī)內(nèi)分選的粗顆粒避免因風(fēng)速過快被帶入動態(tài)選粉機(jī),造成動態(tài)選粉機(jī)負(fù)荷加大而降低了選粉能力。
表5 磨內(nèi)結(jié)構(gòu)及級配情況
圖5 出磨物料顆粒分布圖
表6 主要粉磨指標(biāo)情況
3.2.2磨內(nèi)調(diào)整情況
(1)隔倉板及活化襯板調(diào)整情況
改造前,該磨機(jī)原為三倉磨,一、二倉之間應(yīng)用高效復(fù)合式隔倉裝置,利用弧形篩分與立形篩分的組合,實(shí)現(xiàn)兩次內(nèi)選粉,出料篦板為料段分離裝置;三倉采用微形研磨體技術(shù),進(jìn)行強(qiáng)化研磨。
為適應(yīng)改造提產(chǎn)需要、提高磨內(nèi)物料流速,由三倉磨改為兩倉磨。一倉長度由原來的2.5m延長到2.75m,相應(yīng)調(diào)整原襯板排列,活化襯板向后順延一排。
(2)倉位及級配調(diào)整情況
表7 熟料粉及配制水泥質(zhì)量統(tǒng)計情況
在調(diào)整輥壓機(jī)系統(tǒng)的同時,我們按照入磨粒度控制在80μm篩篩余≯15%的前提下,對球磨機(jī)進(jìn)行了適當(dāng)級配調(diào)整(見表5)。
經(jīng)過級配調(diào)整后,磨機(jī)產(chǎn)能達(dá)到了90t/h左右,出磨質(zhì)量穩(wěn)定,比表面積、SO3合格率都能達(dá)到90%以上。采用激光粒度分析儀測定的出磨物料顆粒分布見圖5。
(1)產(chǎn)能情況:改造前后及嘗試不同工藝下的產(chǎn)能指標(biāo)情況見表6。
(2)質(zhì)量情況:改造后出磨熟料粉及配制水泥質(zhì)量良好見表7。
(1)對于輥壓機(jī)能力大、磨機(jī)能力小的聯(lián)合粉磨系統(tǒng),通過增設(shè)動態(tài)選粉機(jī)的方式,充分發(fā)揮輥壓機(jī)預(yù)粉磨作用,將磨碎、初級粉磨置于磨外完成,磨機(jī)發(fā)揮細(xì)磨、顆粒整形作用,可大幅度提升系統(tǒng)的產(chǎn)能和效率。
(2)在動態(tài)選粉機(jī)選擇上,特別針對改造項目,不能因為空間條件的限制忽視進(jìn)風(fēng)方式。實(shí)踐證明,側(cè)進(jìn)風(fēng)式選粉機(jī)自身缺陷導(dǎo)致其在聯(lián)合粉磨中的應(yīng)用效果不理想,但最終通過改進(jìn)為類似下進(jìn)風(fēng)方式結(jié)構(gòu)緩解了此問題。
(3)半終粉磨工藝有利于粉磨效率的提升,成品的混勻在生產(chǎn)中很關(guān)鍵,該工藝形式對水泥需水量產(chǎn)生一定影響,主要是由選出的部分成品顆粒分布偏窄、形貌不佳造成的,但是仍值得嘗試。
(4)輥壓機(jī)系統(tǒng)增設(shè)動態(tài)選粉機(jī)的目的是為了更好地將粗、細(xì)粉進(jìn)行分離,從而更好地提升輥壓機(jī)預(yù)粉磨效率,在其和V型選粉機(jī)如何平衡上,應(yīng)避免過分重視動態(tài)選粉機(jī)而忽視V型選粉機(jī)初級分離作用。V型選粉機(jī)的功能發(fā)揮不好,容易造成動態(tài)選粉機(jī)負(fù)荷增加,繼而影響選粉效率,生產(chǎn)中應(yīng)盡量保持V型選粉機(jī)內(nèi)風(fēng)量風(fēng)速變化不大。
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