李宇鵬

(山西天鎮(zhèn)大同煤礦集團建材有限責任公司，山西大同 038200)

水泥廠立磨技術及設備運用研究

李宇鵬

(山西天鎮(zhèn)大同煤礦集團建材有限責任公司，山西大同 038200)

水泥廠立磨技術也成為輥磨技術，在1925年現(xiàn)世，發(fā)展到如今，已經(jīng)有超過90年的歷史了。在1960年后，立磨技術主機應用在水泥工業(yè)的生料粉磨上，且由于立磨技術自身所具有的顯著地節(jié)能效果，使得這項技術被人們高度重視。而在現(xiàn)今，我國的水泥廠立磨技術水平與世界發(fā)展逐漸趨于一致，技術水平有了很大的提高，且相關設施設備也更加大型化，進入了料床粉磨化的發(fā)展中。立磨技術采用了現(xiàn)代化的料床粉磨機理，所需的流程更為簡單、效率也更高、耗電量更低，因此與輥壓機等新型料床粉磨設備一起成為我國水泥生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。

立磨技術；設備；運用研究

引言：隨著70年立磨液壓加載技術的出現(xiàn)，水泥磨機單機能力成長加快，預分解窯以及懸浮預熱器窖的產(chǎn)生和發(fā)展，更使得立磨技術在水泥生產(chǎn)工業(yè)中快速發(fā)展。在上世紀90年代末以及21世紀初期，水泥終粉磨和高細礦渣的立磨技術得到逐步推廣和應用，因此立磨技術在水泥廠中應用的越加頻繁。同時加上筒輥磨以及輥壓機等新型粉磨設備的運用，在一定程度上使得料床粉磨設備在水泥生產(chǎn)工業(yè)的使用更加有效和興旺。

然而，水泥生產(chǎn)工業(yè)較為依賴資源和能源，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國在水泥生產(chǎn)工業(yè)方面的節(jié)能環(huán)保任務更加急迫，節(jié)能減排是水泥工業(yè)發(fā)展中亟需解決的問題。在水泥生產(chǎn)行業(yè)中，成本一般包含兩個方面的內(nèi)容，一是電力成本，二是燃料成本，并且水泥生產(chǎn)行業(yè)中粉磨作業(yè)是消耗電力的主要因素。一般粉磨作業(yè)消耗電力在總電力消耗的65%以上，而在以往水泥生產(chǎn)電力總體消耗在105kwh/t左右，且由于時代的發(fā)展和粉磨技術的不斷發(fā)展進步，使得如今電力消耗指標降低在80kwh/t以下。而傳統(tǒng)的球磨機粉磨技術生產(chǎn)效率較低，能源利用率也達不到技術指標，因此立磨技術在現(xiàn)代水泥生產(chǎn)中的重要性被逐漸體現(xiàn)出來，對今后水泥工業(yè)有著重要意義。

1.立磨技術的發(fā)展以及應用現(xiàn)狀

立磨技術在現(xiàn)代化工、電力、煤炭以及水泥等工業(yè)生產(chǎn)中應用較為普遍的一種研磨機械技術，由于其占地面積較小，還具有粉磨作業(yè)可以與烘干作業(yè)一起進行、電力消耗比球磨低、同時對鋼材磨耗較小等優(yōu)點，使得立磨技術在現(xiàn)代水泥等生產(chǎn)活動中運用更加頻繁，人們對其的關注和重視也更高。

在1925年，由德國Loesche公司首先研發(fā)出立磨技術。在70年代中后期，立磨的應用和制造獲得了突破性的發(fā)展，相關設備規(guī)格更加大型化，80年代初期，相關設備臺時產(chǎn)量就已經(jīng)超過了500t的立磨。而90年代更有超過了臺時產(chǎn)量1000t的超大型立磨。如今，日本、北美以及西歐已經(jīng)新建了大規(guī)模水泥廠，大多采用立磨技術來進行原料粉磨。

在我國，1960年左右，有不少白水泥廠開始使用小型立磨粉磨白生料，也有個別水泥廠使用立磨粉磨煤粉，一般電力部門使用立磨較多，然而由于產(chǎn)量小以及研磨件材質(zhì)等原因，使得立磨在我國水泥生產(chǎn)中應用不大好。在1970年后我國才真正開始研究使用立磨研磨水泥生料。且在1980年，我國江蘇省昊江水泥廠所使用的PAM1600/1380立磨系統(tǒng)已經(jīng)通過了國家技術鑒定，在1994年，又開始運用在1000t/d的熟料水泥廠的生料立磨中。根據(jù)統(tǒng)計調(diào)查，我國在1982-1994年之間，已經(jīng)有將近20多家水泥廠使用了立磨。在如今，隨著國家節(jié)能減排的任務，國家鼓勵水泥生產(chǎn)多使用粉磨系統(tǒng)改造、利用廢棄物等節(jié)能減排技術，從而降低資源消耗。在2014年，我國水泥生產(chǎn)行業(yè)中，有規(guī)模的企業(yè)大概有9800多家，粉磨企業(yè)有3200多家，伴隨著我國重點支持粉磨系統(tǒng)來完成節(jié)能減排的任務，使得粉磨系統(tǒng)節(jié)能在經(jīng)濟發(fā)展中具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α６?010年6月大同煤礦集團建材有限責任公司便已經(jīng)建設完成日產(chǎn)4500T/d熟料生產(chǎn)基地。其中在生料粉磨系統(tǒng)環(huán)節(jié)中，采用了UM56.4立式磨機，為我公司提高了經(jīng)濟效益。

2.立磨粉磨作業(yè)

2.1 粉磨作業(yè)的含義

在現(xiàn)代化粉體技術發(fā)展中，所謂的粉磨作業(yè)一般是指通過對外力的沖擊、擠壓和研磨的工作來克服物質(zhì)內(nèi)部質(zhì)點以及晶體物質(zhì)之間的內(nèi)聚力，從而使得塊狀物質(zhì)變?yōu)榉哿畹墓ぷ鬟^程。水泥生產(chǎn)工業(yè)主要工作內(nèi)容是將土石質(zhì)原料進行相應的加工工作，是重化學工業(yè)的一種。同時也是從原料的開采到制作成水泥所必須經(jīng)過的一個生料和水泥熟料的粉磨、原料的破碎的過程。

而水泥生產(chǎn)作業(yè)一般還分為粉體工作以及熱工工作，其中粉磨工作是進行粉體工作的一個主要內(nèi)容，而水泥廠生產(chǎn)過程中被粉碎的物料有：熟料、生料、煤、礦渣混合物以及石膏等等，因而水泥廠生產(chǎn)作業(yè)需要運用到生料磨、煤磨以及水泥磨等各種粉磨設備。同時我國已經(jīng)開始向無球化粉磨的方向發(fā)展，有別于過去單一性的用球磨機進行粉磨作業(yè)。

2.2 立磨的結構和工作原理

立磨主要是由磨盤和磨輥組合而成，在水泥廠中運用的大型生料立磨，是集合碎、粉磨和烘干等工作流程為一體的。這個工作流程較為簡單、耗電量也較低、粉磨效率相對較高，因而是現(xiàn)今水泥廠中進行生料粉磨的主導系統(tǒng)，在我國水泥廠粉磨作業(yè)中，立磨運用的越來越廣泛。立磨是利用料床粉磨的工作原理從而對物料進行相關粉磨，并且由于磨盤以及磨輥之間所存在的速度差，使得在進行輥磨的同時可以進行碾磨。物料從磨殼一側或者是磨機上部通過喂料裝置來進入磨盤中心，在磨盤水平運轉所產(chǎn)生的離心力，會使得物料從中心甩到粉磨區(qū)域。且由于磨盤的轉動，使得磨輥會對物料產(chǎn)生豎向垂直力，與物料之間產(chǎn)生摩擦力。磨輥的轉動一般是從動運轉，一般工作原理是從磨盤周圍的擋料圈溢出的物料再被磨盤氣流帶入到磨盤上部的選粉機中，經(jīng)過選粉機將物料分級之后，較粗的顆粒返回磨盤進行重磨，而細粉便跟著氣流排出磨機作為產(chǎn)成品，一般也可以用電收塵器以及旋風收塵器來進行分離收集。UM56.4立式磨機工藝流程圖如下：

3.立磨以及立磨技術在現(xiàn)代的發(fā)展

發(fā)展更為系列化。這標志著立磨技術更加趨于成熟，比如說日本宇部興產(chǎn)公司便引進了德國萊歇公司的相關技術，使得生產(chǎn)UBELM系列立磨便有了20多個型號。

采用了外循環(huán)系統(tǒng)，在以往的立磨內(nèi)部物料基本都是磨內(nèi)氣力循環(huán)，然而實際上機械循環(huán)是比氣力循環(huán)更加節(jié)約電力的方式，因此，在1960年德國便開發(fā)出了磨內(nèi)物料磨外機械循環(huán)的系統(tǒng)。

粉磨熟料在使用立磨粉磨熟料時，由于水泥的顆粒級分配范圍較為狹窄，使得水泥在凝固時多余的水分會產(chǎn)生泌水的現(xiàn)象，但在后來經(jīng)過研究改造，在進行分別粉磨或者混合粉磨時，已經(jīng)形成不同的顆粒級配。

立磨結構。在傳統(tǒng)立磨的設計中，更加注重對磨機規(guī)格和結構的要求，以減少一次性投資，但隨著時代的發(fā)展進步，出現(xiàn)了大磨盤多磨輥的新發(fā)展方向。使得立磨技術在保障風險的基礎上考慮了投資的效益。如大同煤礦集團建材有限責任公司采用的UM56.4立式磨機中生料粉磨系統(tǒng)綜合能耗為28.3 kWh／t，同時在2012年進入正常生產(chǎn)后，生料粉磨系統(tǒng)綜合能耗為23.97kWh／t。并且每年能夠節(jié)約生產(chǎn)成本大約2000萬元人民幣。

4.立磨技術和設備在我國水泥工業(yè)中的應用前景

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科學技術水平的不斷提高，我國水泥工業(yè)中立磨技術比球磨所產(chǎn)生的噪音更少、粉塵污染也更少，所消耗的資源也更低，符合我國節(jié)能省排的要求。同時國內(nèi)所能夠擁有日產(chǎn)4500T/d水泥熟料生產(chǎn)線生料粉磨系統(tǒng)且配置UM56.4立式磨機的水泥工業(yè)廠家并沒有幾家，而基于立磨技術和設備的優(yōu)勢，在水泥行業(yè)推廣應用的前景非常廣闊。

[1]韓仲琦. 水泥廠立磨技術及設備[J]. 水泥,1996,05:11-14.

[2]韓仲琦. 立磨技術在水泥工業(yè)的應用與發(fā)展[J]. 中國水泥,2009,12:53-56.

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