科研開(kāi)發(fā)
高細(xì)高產(chǎn)磨的技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)展
金誠(chéng)生 林仲玉 方海焱 楊春寶 馬玉民
1 前 言
水泥粉磨過(guò)程的高效率、低能耗運(yùn)行,一直是生產(chǎn)企業(yè)追求的目標(biāo)。十多年以來(lái),國(guó)內(nèi)外為之進(jìn)行了大量的研究,立式磨、擠壓磨等新型粉磨設(shè)備的應(yīng)用,使實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的進(jìn)程大為加快。但從我國(guó)的國(guó)情看,水泥生產(chǎn)仍以中小型規(guī)模為主,粉磨設(shè)備也以結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,操作和維護(hù)管理方便的球磨機(jī)占主導(dǎo)地位,并且不可能在短時(shí)間內(nèi)得到根本改變。因此,提高球磨機(jī)的粉磨效率,最大幅度地達(dá)到高細(xì)、高產(chǎn)和低能耗運(yùn)行,仍是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作。隨著我國(guó)水泥的結(jié)構(gòu)調(diào)整、標(biāo)準(zhǔn)的更新和新型干法生產(chǎn)技術(shù)的全面應(yīng)用,這項(xiàng)工作更顯得十分迫切。
球磨機(jī)主要存在的問(wèn)題是電耗高、產(chǎn)品細(xì)度篩余量大。以前的研究多集中于磨機(jī)襯板、研磨體級(jí)配、隔倉(cāng)板結(jié)構(gòu)等,這些改進(jìn)雖有成效,但未能從根本上解決上述問(wèn)題。自上個(gè)世紀(jì) 70 年代末開(kāi)始,合肥水泥研究設(shè)計(jì)院通過(guò)對(duì)球磨機(jī)研磨體與物料的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和過(guò)粉磨現(xiàn)象進(jìn)行深入地剖析,首次提出磨內(nèi)篩分,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)節(jié)能粉磨的設(shè)想,開(kāi)創(chuàng)出一條提高球磨機(jī)產(chǎn)量和產(chǎn)品細(xì)度的新途徑,即高細(xì)高產(chǎn)磨技術(shù)。在歷經(jīng)國(guó)家“六五”重點(diǎn)科技攻關(guān)、“八五” 部級(jí)攻關(guān)研究之后,首臺(tái)開(kāi)流高細(xì)水泥磨于 1984 年投入運(yùn)行,迄今已發(fā)展為開(kāi)流高產(chǎn)水泥磨、開(kāi)流高產(chǎn)生料磨、開(kāi)流高細(xì)高產(chǎn)磨等多項(xiàng)技術(shù)與產(chǎn)品,并在國(guó)內(nèi)數(shù)百家水泥企業(yè)推廣應(yīng)用,取得增產(chǎn) 30 ~ 50% ,節(jié)能 25 ~ 40% ,提高水泥比表面積 40 ~ 90m 2 /kg ,噸水泥粉磨電耗下降 8 ~ 12kWh , 降低研磨體消耗 25% 的整體效果,社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益十分 顯著。
2 發(fā)展進(jìn)程概述
開(kāi)流高細(xì)高產(chǎn)磨技術(shù)取得的多項(xiàng)研究成果。對(duì)球磨機(jī)粉磨技術(shù)的揚(yáng)長(zhǎng)避短,設(shè)備及工藝更新和運(yùn)行指標(biāo)的提升等,都起到了積極的促進(jìn)作用。其主要研究成果為:
2.1 新型高細(xì)磨技術(shù)
1978 年 提出理論及結(jié)構(gòu)設(shè)想, 1979 年 ~1984 年列入 國(guó)家 “六五”科技攻關(guān)項(xiàng)目, 1985 年 9 月 完成研究 并 通過(guò)國(guó)家科委組織的技術(shù)鑒定和驗(yàn)收。新型高細(xì)磨及其 磨內(nèi)篩分技術(shù),成為我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一項(xiàng) 創(chuàng)新,被迅速在水泥企業(yè)中推廣應(yīng)用。
新型 高細(xì)磨的研究重點(diǎn)是提高水泥磨的粉磨細(xì)度,改善水泥產(chǎn)品因細(xì)度過(guò)粗所致的強(qiáng)度偏低問(wèn)題。由于球磨機(jī)通常的粉磨細(xì)度不足 300m 2 /kg , 在很大程度上限制了水泥性能的發(fā)揮。許多廠(chǎng)要提高水泥的產(chǎn)品等級(jí)或多摻混合材,只能依賴(lài)于降低磨機(jī)產(chǎn)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。 新型 高細(xì)磨技術(shù)的應(yīng)用,使開(kāi)流球磨機(jī)出磨細(xì)度一般都能滿(mǎn)足于 350m 2 /kg 以上 ,在相同條件下可提高水泥產(chǎn)品一個(gè)等級(jí),或保持原強(qiáng)度不變,多摻混合材 8~15% 。 其 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)處于當(dāng)時(shí)的國(guó)際先進(jìn)水平。
2.2 開(kāi)流高產(chǎn)水泥磨技術(shù)
在高細(xì)磨的基礎(chǔ)上, 1989 年開(kāi)始進(jìn)行 開(kāi)流高產(chǎn)磨的研究, 列為建材行業(yè)“八五”重點(diǎn)科研項(xiàng)目。它是將 “磨內(nèi)篩分”技術(shù)再次用于球磨機(jī) 高產(chǎn)型粉磨 作業(yè) 的一種新嘗試。 1993 年完成研制并通過(guò)國(guó)家建材局組織的部級(jí)鑒定。這種開(kāi)流高產(chǎn)水泥磨針對(duì)傳統(tǒng)開(kāi)流磨存在的嚴(yán)重過(guò)粉磨現(xiàn)象和產(chǎn)量低、電耗高等問(wèn)題,通過(guò)磨內(nèi)增設(shè)篩分裝置等一系列的改造與設(shè)計(jì),使粉磨過(guò)程更趨合理,粉磨效率更為提高,其增產(chǎn)幅度通??蛇_(dá) 30~50% ,平均節(jié)電 30% 。 磨機(jī)結(jié)構(gòu)及其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了領(lǐng)先于國(guó)際的新水平。滿(mǎn)足了國(guó)內(nèi)許多水泥廠(chǎng)增產(chǎn)節(jié)能的需要。
2.3 開(kāi)流高產(chǎn)生料管磨機(jī)技術(shù)
開(kāi)流高產(chǎn)生料磨技術(shù)是開(kāi)流高產(chǎn)水泥磨向生料粉磨的拓展。針對(duì)立窯水泥企業(yè)普遍存在原燃料烘干能力不足所致的窯、磨不平衡的現(xiàn)象,旨在加強(qiáng)生料粉磨質(zhì)量和提高生料磨的粉磨效率。 1998 年 9 月完成研究,同年 12 月通過(guò)鑒定驗(yàn)收。這一技術(shù)使生料粉磨在無(wú)烘干設(shè)備的前提下實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)粉磨作業(yè)。在入磨物料綜合水分不大于 3.5% ,生料細(xì)度 R 80 ≤ 8% , R 200 ≤ 0.8% 時(shí),磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高 37.57% ,車(chē)間系統(tǒng)電耗下降 27.08% 。
2.4 大型開(kāi)流高產(chǎn)水泥管磨機(jī)技術(shù)
針對(duì) Φ 3m 以上的大型磨機(jī)進(jìn)行的開(kāi)流高產(chǎn)水泥磨技術(shù)研究。從 1994 年到 1999 年 12 月,先后完成了磨機(jī)結(jié)構(gòu)及其參數(shù)的適應(yīng)性與配套研究, 2000 年通過(guò)國(guó)家建材局的成果鑒定。這項(xiàng)成果使開(kāi)流高產(chǎn)水泥磨的運(yùn)行效果和適用范圍,由中小型磨發(fā)展為大型磨機(jī),其應(yīng)用市場(chǎng)進(jìn)一步拓展。
2.5 高細(xì)高產(chǎn)磨技術(shù)
1992 年之后,綜合新型高細(xì)磨和開(kāi)流高產(chǎn)磨的技術(shù)優(yōu)勢(shì),進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的一種集高細(xì)和高產(chǎn)兩個(gè)功能的 高細(xì)高產(chǎn)磨技術(shù) ,既保持了 球磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作維護(hù)管理方便的 特點(diǎn),也極大地改變了普通管磨機(jī)存在的產(chǎn)量低、能耗大、細(xì)度粗的缺陷,對(duì)提高產(chǎn)品品質(zhì)和降低生產(chǎn)成本都起到明顯作用。這項(xiàng)研究除對(duì)磨機(jī)結(jié)構(gòu)、耐磨材質(zhì)的更新外,既注重粉磨工藝的重組與優(yōu)化,例如高細(xì)高產(chǎn)磨和擠壓機(jī)組成的擠壓聯(lián)合粉磨、高細(xì)高產(chǎn)磨和高效選粉機(jī)組成的閉路粉磨等新工藝,都在生產(chǎn)中得到良好地應(yīng)用,使這一技術(shù)無(wú)論在開(kāi)流、閉路或者擠壓粉磨工藝,都最大限度的體現(xiàn)出高產(chǎn)節(jié)能的價(jià)值。又將這一技術(shù)拓寬粉磨應(yīng)用范圍 ,如高細(xì)磁性材料的粉磨、高細(xì)礦渣(比表面積 450m 2 /kg )、高細(xì)粉煤灰(比表面積 650 ~ 750m 2 /kg )的粉磨。其應(yīng)用效果按不同的生產(chǎn)要求綜合為以下幾個(gè)方面。
粉磨水泥細(xì)度 R 80 為 3 ~ 5% ( 比表面積 320 ~ 350m 2 /kg) 時(shí),磨機(jī)產(chǎn)量提高 30 ~ 50% ;系統(tǒng)電耗下降 25 ~ 40% ;噸水泥粉磨電耗下降 8 ~ 12kWh ,研磨體消耗降低 25% 以上;粉磨水泥細(xì)度 R 80 ≤ 3% ( 水泥比面積 > 350 ~ 400m 2 /kg) 時(shí),與普通磨機(jī)粉磨水泥細(xì)度 R 80 ≤ 5% 時(shí)的相比,磨機(jī)產(chǎn)量提高 10 ~ 20% ;電耗下降 10 ~ 15% ;水泥強(qiáng)度提高 8 ~ 10 M pa ,相當(dāng)于提高一個(gè)標(biāo)號(hào);粉磨硅酸鹽水泥及普通硅酸鹽水泥,比表面積可達(dá) 400 ~ 550m 2 /kg ;粉磨粉煤灰、礦渣、火山灰、復(fù)合類(lèi)水泥,比表面積可達(dá) 400 ~ 700m 2 /kg ;若保證水泥強(qiáng)度不變,可充分利用地方資源及工業(yè)廢渣,多摻混合材 8 ~ 15% ,相應(yīng)減少熟料 8 ~ 15% ,增加水泥產(chǎn)量 15 ~ 25% ,從而大大降低水泥生產(chǎn)成本?;蛟诨旌喜膿饺肓坎蛔儠r(shí),提高水泥標(biāo)號(hào),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級(jí)。
2.6 新型閉路粉磨系統(tǒng)
借鑒閉路粉磨工藝特點(diǎn),用開(kāi)流高細(xì)高產(chǎn)磨和高效選粉機(jī)組成新型的閉路系統(tǒng)的研究。于 2001 年立項(xiàng),目前已進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)階段。初步運(yùn)行表明,其增產(chǎn)節(jié)能可比開(kāi)流系統(tǒng)和普通閉路系統(tǒng)提高 30~80% 。
以上已取得的技術(shù)成果,在各個(gè)研究、應(yīng)用時(shí)期均受到廣泛的關(guān)注并贏得了巨大的榮譽(yù),為水泥廠(chǎng)的粉磨增產(chǎn)節(jié)能提供了廣闊的發(fā)展空間。截止 2002 年,國(guó)內(nèi)近 600 臺(tái)不同規(guī)格的球(管)磨機(jī)通過(guò)改造,有效地改變了過(guò)去低效率運(yùn)行的局面。
3 高細(xì)高產(chǎn)磨機(jī)結(jié)構(gòu)原理與 創(chuàng)新
3.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)原理
高細(xì)高產(chǎn)磨機(jī)的結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)見(jiàn)圖 1 。 其結(jié)構(gòu)一是在磨內(nèi)設(shè)置粗細(xì)物料篩分裝置,以攔截較大的物料顆粒進(jìn)入下一倉(cāng),并讓其消除在球倉(cāng)中;二是根據(jù)磨機(jī)的長(zhǎng)徑比和產(chǎn)品品質(zhì)要求,合理設(shè)置倉(cāng)位;三是依據(jù)物料特性及生產(chǎn)條件,合理分配各倉(cāng)長(zhǎng)度及研磨體載量和級(jí)配。同時(shí)注重盡量降低研磨體的尺寸,使研磨體以最大表面積與物料充分接觸粉磨,從而起到強(qiáng)化粉磨效果和降低磨機(jī)使用功率的雙重作用,即:磨機(jī)在同等裝載量情況下的實(shí)際使用功率降低。
3.2 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
相對(duì)于普通球磨機(jī),開(kāi)流高細(xì)高產(chǎn)磨設(shè)備結(jié)構(gòu)具有以下不同。
倉(cāng)室個(gè)數(shù)不同。高細(xì)高產(chǎn)磨機(jī)比普通管磨機(jī)一般多增設(shè)一個(gè)倉(cāng)室。倉(cāng)室個(gè)數(shù)依據(jù)磨機(jī)尺寸的及長(zhǎng)徑比 ( L / D ) 及工藝流程確定。
倉(cāng)室比例不同。在粉磨相同物料的情況下,盡可能縮短球倉(cāng),增加段倉(cāng)的長(zhǎng)度。各倉(cāng)長(zhǎng)度的確定,取決于物料的性能和產(chǎn)品質(zhì)量要求。設(shè)定某一倉(cāng)室物料所要求達(dá)到的粉磨細(xì)度為 R i 、成品細(xì)度為 R ,則長(zhǎng)度與細(xì)度的關(guān)系可用式( 1 )近似表示:
式中: l —磨機(jī)總有效長(zhǎng)度, m ;
l i — 某倉(cāng)隔倉(cāng)位置距磨頭的有效長(zhǎng)度, m ;
R 0 —入磨物料的原始細(xì)度,%;
R i —設(shè)定某倉(cāng)的物料細(xì)度,%;
R —產(chǎn)品要求的細(xì)度,%;
n —指數(shù),取決于物料性能和粉磨設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝。
隔倉(cāng)板型式和有效面積不同。高細(xì)高產(chǎn)磨機(jī)各倉(cāng)之間均用雙層隔倉(cāng)板分隔,各隔倉(cāng)板的篦孔寬度、篦孔分布形式根據(jù)各倉(cāng)物料的粒級(jí)分布、物料流速、研磨體等的不同而各不相同。球倉(cāng)與段倉(cāng)之間帶有粗細(xì)物料篩分裝置的雙層隔倉(cāng)板,其作用機(jī)理與選粉機(jī)類(lèi)似,即在磨內(nèi)按物料顆粒的直徑大小來(lái)進(jìn)行強(qiáng)機(jī)械方式選粉,達(dá)到某一設(shè)定粒級(jí)的細(xì)料順利地進(jìn)入下一倉(cāng),未達(dá)到這一粒徑的粗料返回前倉(cāng)繼續(xù)粉磨,直至合格為止。
研磨體尺寸、級(jí)配不同。通常一倉(cāng)的平均球徑相對(duì)偏大,以加強(qiáng)對(duì)物料的粗碎作用,確保進(jìn)入下一倉(cāng)的物料粒度≯ 4mm ;二倉(cāng)用較小的鋼球作進(jìn)一步地細(xì)碎;三倉(cāng)使用較大的鋼段,將經(jīng)過(guò)篩分裝置篩分后的物料粉磨至成品率約達(dá) 80% 以上;四倉(cāng)使用微型鋼段再研磨至成品比表面積。
高細(xì)高產(chǎn)磨的上述不同點(diǎn),充分考慮物料過(guò)流量和細(xì)度變化后的一系列機(jī)械特性,使球磨機(jī)在各倉(cāng)的粉磨階段均由不同的研磨體和不同的篩分機(jī)理來(lái)實(shí)施,通過(guò)逐級(jí)粉碎、篩分、研磨而最終完成粉磨,有效地抑制了普通磨機(jī)的過(guò)粉磨現(xiàn)象和在粉磨高比表面積水泥時(shí)產(chǎn)生的糊球糊磨現(xiàn)象,從而為球磨機(jī)高產(chǎn)、高細(xì)和節(jié)能粉磨創(chuàng)造了條件,實(shí)踐證明行之有效。
3.3 水泥的細(xì)度與強(qiáng)度對(duì)比
高細(xì)高產(chǎn)磨技術(shù)的研究中,通過(guò)大量的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)得出水泥細(xì)度與強(qiáng)度的普遍規(guī)律。即: 強(qiáng)度> 55 M pa 的回轉(zhuǎn)窯熟料生產(chǎn)的硅酸鹽系列水泥,當(dāng)比表面積由 300m 2 /kg 提高到 400m 2 /kg 時(shí),水泥強(qiáng)度提高 10 M pa ,再由 400m 2 /kg 提高到 500m 2 /kg 時(shí),水泥強(qiáng)度提高 8 ~ 10 M pa ,此時(shí)若再提高比表面積,強(qiáng)度增長(zhǎng)率迅速下降甚至出現(xiàn)倒縮;強(qiáng)度偏低的立窯熟料,水泥強(qiáng)度增長(zhǎng)率相對(duì)較差,倒縮現(xiàn)象也提前;相同熟料生產(chǎn)的普通水泥,其早期強(qiáng)度比硅酸鹽水泥略低, 28d 以后的強(qiáng)度趨于一致?;旌喜募捌鋼搅繉?duì)水泥強(qiáng)度的影響則表現(xiàn)于:分別摻入 < 15% 和 30% 粉煤灰生產(chǎn)的水泥,較之熟料強(qiáng)度分別降低 10 M pa 和 20 M pa ,但若各自提高水泥比表面積 100 m 2 /kg 和 200m 2 /kg 后,則可保持熟料原有的強(qiáng)度。而礦渣的活性好于粉煤灰,故在相同摻量時(shí)的強(qiáng)度損失比粉煤灰小。但比面積與強(qiáng)度的增長(zhǎng)規(guī)律與粉煤灰相似。 不同粉磨細(xì)度下的混合材及其摻量對(duì)水泥強(qiáng)度的影響見(jiàn)表 1 。
更重要的是,相同比面積下的水泥強(qiáng)度, 高細(xì)高產(chǎn)磨粉磨的水泥高于普通球磨機(jī)粉磨的水泥。兩種磨機(jī)在 相同比面積下的水泥強(qiáng)度和粒度對(duì)比分見(jiàn)表 2 、表 3 。
表 2 不同磨機(jī)的粉磨細(xì)度、比表面積與水泥強(qiáng)度對(duì)比
磨 機(jī) |
混合材% |
比面積 m 2 /kg |
篩余% |
抗折 / 抗壓強(qiáng)度 MPa |
28d 壓強(qiáng)比 % |
|||
80 μ m |
64 μ m |
40 μ m |
3d |
28d |
||||
普 通 磨 |
35.4 |
352 |
5.2 |
9.8 |
19.6 |
4.1/20 |
7.8/57 |
100 |
高細(xì)高產(chǎn)磨 |
35.5 |
355 |
2.4 |
4.2 |
8.6 |
4.5/22 |
8.0/61 |
107 |
35.5 |
394 |
1.2 |
2.8 |
8.1 |
4.7/24 |
8.5/66 |
116 |
|
普 通 磨 |
39.1 |
377 |
4.6 |
12.0 |
25.6 |
3.9/19 |
7.0/54 |
100 |
高細(xì)高產(chǎn)磨 |
41.2 |
376 |
1.8 |
6.2 |
12.2 |
4.1/20 |
8.1/61 |
113 |
41.5 |
439 |
0.8 |
2.1 |
6.6 |
5.0/24 |
8.3/65 |
120 |
|
普 通 磨 |
41.0 |
388 |
5.8 |
12.2 |
27.8 |
4.2/20 |
7.4/53 |
100 |
高細(xì)高產(chǎn)磨 |
42.9 |
379 |
2.2 |
9.2 |
13.4 |
4.7/22 |
8.1/58 |
110 |
注:混合材為礦渣∶頁(yè)巖 =4 ∶ 1 ;熟料為旋窯∶立窯 =2 ∶ 1
表 3 相同比表面積下高細(xì)高產(chǎn)磨機(jī)與普通磨機(jī)的水泥顆粒級(jí)配對(duì)比
磨機(jī) |
比面積 m 2 /kg |
顆粒組成 μ m % |
|||||||
> 60 |
60 ~ 40 |
40 ~ 30 |
> 30 |
30 ~ 20 |
20 ~ 10 |
10 ~ 5 |
< 5 |
||
普 通 磨 |
355 |
9.43 |
4.58 |
9.25 |
23.26 |
18.41 |
23.35 |
12.69 |
22.29 |
高細(xì)高產(chǎn)磨 |
360 |
5.37 |
4.32 |
8.02 |
17.71 |
15.15 |
27.93 |
19.83 |
19.38 |
由表可見(jiàn),兩種磨機(jī)在相同的混合材摻量和比表面積時(shí),高細(xì)高產(chǎn)磨的粉磨產(chǎn)品 > 40 m m 的篩余量成倍數(shù)降低, 5 ~ 30 μ m 的顆粒量明顯增加,< 3 μ m 和> 30 μ m 的顆粒減少,這種顆粒分布更適應(yīng)于水泥水化的結(jié)構(gòu)要求,因而更有利于水泥強(qiáng)度的發(fā) 揮,其 28d 強(qiáng)度通常比普通開(kāi)流磨高 6 ~ 12% 。此時(shí)高細(xì)高產(chǎn)磨的粉磨產(chǎn)量提高幅度可達(dá) 30 ~ 50% ;若保持粉磨產(chǎn)量不變,借助產(chǎn)品細(xì)度和比表面積、尤其是顆粒級(jí)配的改善,強(qiáng)度提高率則可達(dá) 20% 。這是高細(xì)高產(chǎn)磨設(shè)備結(jié)構(gòu)特性決定的粉磨產(chǎn)品性能上的不同之處。
4 不同工藝條件下的 應(yīng)用
4.1 開(kāi)流磨機(jī)的改造
高細(xì)高產(chǎn)磨用于 開(kāi)流系統(tǒng) 的磨機(jī)改造,不改變?cè)に嚵鞒蹋粚?duì)磨機(jī)結(jié)構(gòu)如倉(cāng)位、篦板、隔倉(cāng)板等進(jìn)行局部改動(dòng)。不同生產(chǎn)條件下的部分開(kāi)流系統(tǒng)改造效果見(jiàn)表 4。
表 4 開(kāi)流 高細(xì)高產(chǎn)水泥磨技術(shù)的應(yīng)用效果
生產(chǎn)廠(chǎng) |
磨機(jī)規(guī)格 m |
改造前 |
改造后 |
|||||||
混合材 % |
細(xì)度 R 80 % |
產(chǎn)量 t/h |
電耗 kWh/t |
混合材 % |
細(xì)度 R 80 % |
比面積 m 2 /kg |
產(chǎn)量 t/h |
電耗 kWh/t |
||
四川大竹 |
φ 2.2 × 7.5 |
粉煤灰 15 |
≤ 7 |
11 |
35 |
粉煤灰 15 |
≤ 3.5 |
≥ 350 |
15 |
24.5 |
安徽安慶 * |
φ 2.2 × 6.5 |
混合料 25 |
≤ 3 |
13.8 |
33 |
混合料 30 |
≤ 4 |
≥ 360 |
14 |
≤ 26 |
福建南平 |
φ 2.2 × 13 |
礦渣 15 |
7.4 |
16.1 |
36.25 |
礦渣 15 |
≤ 6 |
≥ 330 |
22.36 |
26.84 |
西藏高爭(zhēng) |
2 - φ 2.2 × 11 |
河砂 20 |
≤ 9 |
~ 12 |
≥ 45 |
河砂 20 |
≤ 3 |
≥ 350 |
17.5 |
≤ 30 |
上海金山 |
φ 2.4 × 13 |
礦渣 30 |
4.2 |
18.69 |
39.96 |
礦渣 30 |
3.5 |
— |
24.8 |
30.11 |
安徽寧國(guó) |
φ 2.4 × 13 |
礦渣 15 |
7.7 |
18.92 |
42.42 |
礦渣 15 |
≤ 6 |
≥ 330 |
24.2 |
33.05 |
甘肅永登 |
2- φ 2.4 × 13 |
礦渣≤ 15 |
3.6 |
16.84 |
40.3 |
礦渣≤ 15 |
2.3 |
≥ 360 |
21.34 |
33.21 |
吉林松江 * |
7- φ 2.4 × 12 |
礦渣 27.63 |
6.5 |
16.4 |
45.8 |
礦渣 37.77 |
2.4 |
387 |
20.24 |
43.5 |
黑龍江興隆 |
Φ 2.6 × 13 |
煤矸石 25 |
≤ 5 |
23 |
≤ 45 |
煤矸石 25 |
≤ 3 |
≥ 350 |
35 |
≤ 27.5 |
遼寧雞西 |
Φ 3.0 × 11 |
礦渣 15 |
≤ 7 |
25 |
52 |
礦渣 15 |
≤ 3 |
≥ 350 |
≥ 35 |
≤ 33.0 |
* 松江廠(chǎng)電耗值為系統(tǒng)綜合電耗, 改造前后水泥 28d 抗壓強(qiáng)度分別為 53.2/55.2 Mpa 和 49.3/49.2 Mpa ;安慶廠(chǎng)為閉路系統(tǒng)改造為開(kāi)路的生產(chǎn)效果,其混合材為礦渣、煤矸石、石灰石的混合料。
4.2 閉路改開(kāi)流
用高細(xì)高產(chǎn)磨直接取代原有的選粉機(jī)閉路系統(tǒng),使之形成開(kāi)流生產(chǎn)工藝, 也具有同樣的增產(chǎn)節(jié)能作用。這種改造多針對(duì) 選粉機(jī)系統(tǒng)設(shè)備老化、性能落后或規(guī)格偏小等原因引起效率低下、 生產(chǎn)成本偏高或 磨機(jī)和選粉機(jī)生產(chǎn)能力的失衡。 例如:年產(chǎn) 50 萬(wàn)噸的四川峨眉山佛光水泥公司,原Φ 2.2m 、Φ 2.4m 、Φ 2.6m 和Φ 3.2m 共 4 臺(tái)水泥磨與旋風(fēng)選粉機(jī)分別構(gòu)成閉路系統(tǒng)。全部改為開(kāi)流高細(xì)高產(chǎn)磨,其Φ 2.4 × 10m 磨改造前后情況對(duì)比如表 5 。
4.3 新建水泥廠(chǎng)或粉磨站
部分水泥廠(chǎng)或粉磨站在新建過(guò)程中直接采用高細(xì)高產(chǎn)磨作為粉磨設(shè)備的應(yīng)用效果見(jiàn)表 6 。
表 6 高細(xì)高產(chǎn)水泥磨在新建生產(chǎn)線(xiàn)的應(yīng)用
生產(chǎn)廠(chǎng) |
臺(tái)數(shù) |
磨機(jī)規(guī)格 m |
混合材 % |
細(xì)度 R 80 % |
比面積 m 2 /kg |
研磨體 t |
單產(chǎn) t/h |
電耗 kWh/t |
品種 |
江蘇揚(yáng)州 |
2 |
φ 2.4 × 12 |
粉煤灰 15 |
≤ 3.5 |
≥ 390 |
64 |
~ 31 |
≤ 25 |
PO42.5 |
湖南華中 |
1 |
φ 2.4 × 12 |
礦渣 15 |
≤ 2.4 |
≥ 350 |
61 |
24.9 |
≤ 30 |
PO42.5 |
安徽銅陵 |
2 |
φ 2.4 × 12 |
礦渣≤ 15 |
≤ 3 |
≥ 350 |
64 |
25.0 |
≤ 31 |
PO42.5 |
海螺明珠 |
2 |
φ 2.2 × 11 |
礦渣~ 30 |
≤ 3 |
≥ 330 |
≤ 45 |
≥ 18 |
≤ 29 |
PO42.5 |
鄭州金龍 |
2 |
Φ 2.6 × 13 |
粉煤灰 30 |
≤ 4 |
≥ 370 |
72 |
35.5 |
≤ 28 |
PO42.5 |
山東章丘 |
1 |
Φ 2.6 × 13 |
礦渣≤ 15 |
≤ 5 |
≥ 330 |
78 |
~ 33 |
≤ 30 |
PO42.5 |
安徽金寨 |
|
Φ 2.6 × 13 |
礦渣~ 30 |
≤ 2 |
≥ 350 |
75 |
~ 36 |
≤ 28 |
32.5 級(jí) |
重慶騰輝 |
1 |
Φ 2.6 × 13 |
粉煤灰 30 |
≤ 3 |
≥ 350 |
75 |
~ 35 |
≤ 28 |
PF 42.5 |
遼寧鏵子 |
1 |
φ 3.0 × 11 |
礦渣 30 |
≤ 4 |
≥ 360 |
100 |
≥ 36 |
≤ 29 |
PS32.5 |
浙江何家山 |
1 |
φ 3.0 × 11 |
混合料~ 40 |
≤ 3 |
≥ 400 |
100 |
38~42 |
≤ 29 |
32.5 級(jí) |
山東兗州 |
1 |
φ 3.0 × 13 |
頁(yè)巖 15 |
≤ 2.8 |
≥ 350 |
98 |
35.4 |
34.23 |
PO 52.5 |
注:熟料除鏵子廠(chǎng)為立窯與旋窯混合熟料外 , 其余均為回轉(zhuǎn)窯熟料
4.4 與擠壓機(jī)組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)
開(kāi)流高細(xì)高產(chǎn)磨與擠壓機(jī)、打散分級(jí)機(jī)組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng),是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一種新型粉磨工藝。其流程如圖 2 所示。在這一流程中,高細(xì)高產(chǎn)磨既保持了開(kāi)路流程的操作維護(hù)簡(jiǎn)單易行的特點(diǎn),也使擠壓機(jī)通常采用的雙閉路或半終粉磨系統(tǒng)的裝機(jī)容量與系統(tǒng)投資大為減少。國(guó)內(nèi)首例應(yīng)用這種粉磨系統(tǒng)的大慶同源水泥公司 1997 年新建年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸水泥粉磨站,系統(tǒng)主機(jī)由 HFCK800/200 擠壓機(jī)、 SF400/100 打散分級(jí)機(jī)和Φ 2.2 × 7m 開(kāi)流高細(xì)高產(chǎn)磨組成。系統(tǒng)完成的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為:生產(chǎn) PS42.5 礦渣水泥,液態(tài)增鈣渣摻量 30% 以上,水泥比表面積 400 ~ 450m 2 /kg ,系統(tǒng)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為 16.1t/h ,由原料庫(kù)底配料至水泥庫(kù)頂螺旋輸送機(jī)的系統(tǒng)電耗 < 30.4kWh/t 。
甘肅窯街水泥廠(chǎng) 2- Φ 2.4 × 13m 水泥磨也采用這一工藝生產(chǎn) PO42.5R 水泥,在礦渣摻量 15% 時(shí),水泥比表面積≥ 340m 2 /kg ,系統(tǒng)產(chǎn)量達(dá)到 61.5 ~ 66.0 t/h ,電耗≤ 31.2kWh/t 。這種新型聯(lián)合粉磨系統(tǒng) 為粉磨技術(shù)的發(fā)展開(kāi)拓了新的思路,為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)水泥粉磨的高產(chǎn)節(jié)能提供了有效的技術(shù)支持。目前進(jìn)行的高細(xì)高產(chǎn)磨與高效選粉機(jī)新型閉路系統(tǒng)的研究,正是基于這一思路,為豐富球磨機(jī)粉磨工藝的一種創(chuàng)新。
4.5 磨機(jī)串聯(lián)粉磨系統(tǒng)
多臺(tái)磨機(jī)進(jìn)行串聯(lián)組成開(kāi)流或閉路粉磨系統(tǒng),是一些廠(chǎng) 利用閑置設(shè)備或分別粉磨熟料、混合材的一種工藝形式。 圖 3 所示的西安某粉磨站兩臺(tái)Φ 1.83 × 7m 高細(xì)高產(chǎn)磨組成的串聯(lián)粉磨系統(tǒng),為這種工藝提供了借鑒。其生產(chǎn) PO42.5R 和 PO32.5R 水泥中, 一級(jí)磨選粉機(jī)的成品細(xì)度為 R 80 ≤ 3% ,比面積 310 m 2 /kg ,臺(tái)產(chǎn) 5 ~ 5.5t/h ;二級(jí)磨出磨細(xì)度 R 80 ≤ 3% ,比表面積≥ 360 m 2 /kg ,臺(tái)產(chǎn)≥ 10 ~ 10.5t/h 。系統(tǒng)的成品細(xì)度 R 80 ≤ 3% ,比表面積≥ 340 ㎡ / ㎏,臺(tái)產(chǎn)≥ 15t/h ,系統(tǒng)產(chǎn)品電耗≤ 30kWh/t 。比改造前平均提高比表面積 40m 2 /kg ,增產(chǎn) 2.5t/h ,系統(tǒng)節(jié)電 8kWh/t 。
值得注意的是,這種磨機(jī)串聯(lián)粉磨系統(tǒng)一級(jí)磨的規(guī)格應(yīng)比二級(jí)磨偏大,選粉機(jī)性能也不能過(guò)低,否則將影響系統(tǒng)平衡。
5 結(jié) 語(yǔ)
我國(guó)在水泥標(biāo)準(zhǔn)更新后,許多廠(chǎng)在現(xiàn)行控制細(xì)度下的水泥強(qiáng)度普遍降低 8 ~ 10Mpa 。雖減少混合材和提高產(chǎn)品細(xì)度是彌補(bǔ)強(qiáng)度損失的通行作法。但受生產(chǎn)的多種因素制約,粉磨過(guò)程往往以犧牲產(chǎn)量和增加電耗為代價(jià),因而直接導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加。二十年來(lái)的發(fā)展和應(yīng)用,可以認(rèn)為高細(xì)高產(chǎn)磨近技術(shù)是提高球磨機(jī)的粉磨效率,降低生產(chǎn)成本和改善產(chǎn)品性能的有效的措施。
需要指出,高細(xì)高產(chǎn)磨技術(shù)應(yīng)用中對(duì)混合材的水分相對(duì)于普通磨敏感,當(dāng)摻量較大時(shí),應(yīng)嚴(yán)格按照工藝管理要求控制其入磨水分;對(duì)礦渣、鋼渣類(lèi)混合材應(yīng)采取除鐵工藝。此外,鋼段倉(cāng)盡可能不使用分級(jí)襯板,也無(wú)須使用擋料環(huán)之類(lèi)的襯板。上述應(yīng)當(dāng)引起生產(chǎn)注意。