提高球磨機產量和質量的幾個關鍵問題


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球磨機聯軸器
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在綜合國、內外(包括:丹麥/德國/日本/美國等國際著名公司)行之有效的科研技術成果的基礎上,結合我國水泥工業生產實踐和試驗研究,以及水泥使用的具體情況,優化組合了與水泥產量和質量相關的多種因素,從而使磨機的臺時產量和粉磨質量得到了大幅度的提高。

無論圈流工藝還是開流工藝,采用民峰粉磨技術水泥的產量和質量均有大幅度的提升,目前已改造了近30家水泥廠的40余臺磨機,都取得了一些成果。以¢2.2m*6.5m/7.5m圈流磨機為例,水泥磨的臺時產量已經達到15-22/h,同時保證了水泥比表面積300-380m2/kg和更為合理的水泥顆粒級配;而原料磨的臺時產量則高達31-35t/h/。四川金頂集團(原峨眉水泥廠)¢3m*11m的圈流水泥磨改造后,其臺時產量由42t/h提高到了55t/h,僅節電一項,在3個月內即可收回全部投資。

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波紋管聯軸器 煤漿制備球磨機安裝方案 金屬螺旋聯軸器

一、存在的問題
1.1球磨機的產量問題
   通常來說,提高球磨機產量的直接途徑有3種:
1.磨機前加置細碎機;
2.改進粉磨系統,提高粉磨效率;
3.加置高效選粉機。
   上述3種方法,任何1種都可以大幅度提高球磨機的產量。當然,如果工廠條件許可的話,上述3種方法配套使用,效果最為理想,這也是近年來國內外粉磨系統設計的大趨勢。三者的關系:磨前細碎是前提,磨后選粉是保證,磨內改造是根本。磨前細碎使得入磨物料粒度大大降低,從而降低了粉磨系統的負荷;選粉效率的提高,最直接的效益就是成品細粉最大限度地被及時選出,減少水泥成品回粉率,降低磨機負荷;而磨內改造,也就是粉磨系統的改進,是最根本的解決辦法。入磨物料粒度降低了、選粉效率提高了,如果粉磨系統效率較低,影響的不僅僅是磨機的產量,更影響水泥的質量。
1.2水泥的質量問題  
水泥的質量,單從粉磨工藝來說,與磨前破碎和選粉效率沒有直接關系。我國水泥質量的檢驗指標一般有2個:水泥篩余值和比表面積。但近年來國際上的水泥質量檢驗指標則是水泥顆粒級配,而且,這一指標比水泥篩余值和比表面積更能反映水泥質量的真實情況。這一點,已經引起我國水泥工作者的相當重視。一般說,水泥顆粒中,小于3μm的顆粒水化較快,不利于水泥的長期強度,建議不超過10%;大于65μm的顆;緹o活性,最好沒有;16-24μm的顆;钚宰罡。有的水泥廠在生產中添加石灰石。石灰石是沒有活性的,純粹是一種填充料,但卻可以改善水泥成品的顆粒級配。
實施水泥新標準以后,水泥篩余值這個指標的實際操作意義已經不大。新標準中對于比表面積更重視一些,而針對水泥顆粒級配則尚無具體要求。

二、我們的任務
  實施新標準的意義就是必須大幅度提高水泥成品質量,更進一步的意義是加快淘汰落后、促進市場競爭、同國際水泥標準接軌,為我國加入WTO后水泥行業融入國際市場作準備。這樣一來,我國的水泥廠,尤其是中小水泥廠如何提高水泥的產量和質量,就成了一個亟待解決的問題。
當然提高水泥產量和質量的途徑還有很多,如調整原燃材料和配料方案,改變燒成工藝,加強設備管理等等。、但目前許多水泥廠,尤其是中小水泥廠,在新標準的實施過程中,尚處于倉促應對階段,大都簡單地采用降低水泥成品篩余值或提高熟料含量來硬性提高水泥的早期強度,由此顯而易見的后果是成本的上升和磨機產量的下降。

三、提高球磨機產量和質量的幾個關鍵問題
3.1 粉磨工藝流程
   不考慮磨前細碎,那么粉磨工藝流程有兩種:開流與圈流。在同等條件下,圈流產量比開流高約20-35%。圈流產品,其顆粒分布比較均勻,調整水泥等級也比較方便;而開流磨的出磨物料即是成品,產品的顆粒組成分布較分散,存在過粉磨現象,影響水泥的質量和產量。
   1.有些人認為,開流水泥的質量比圈流好,強度也高,所以就把圈流磨改成開流磨――――這種觀點現在看來有失偏頗:當生產老標準325號水泥時,水泥顆粒較粗,R0.08為6%-8%甚至更粗一些,很少有細粉;而開流磨存在較多細粉甚至過細粉,“無意中”使得水泥成品的顆粒組成分散分布,從而看上去好旬開流水泥的質量比圈流的要好。實施新標準后,由于圈流磨水泥也要求磨得很細,細粉增多了,這種現象也就自然消失了。事實上,開流磨的水泥顆粒分布均勻系數一般為0.8-0.9,有的甚至更低,僅為0.7,其顆粒分布很寬,水泥的3d強度可能較高,但后期強度和水化率都較低,改變均勻性系數和水泥質量也比較困難。其中的細粉需水量大增會很快水化;而超過65μm的顆粒不會水化,對混凝土的強度不起作用。所以,我們建議有條件的水泥廠最好采用圈流工藝生產,圈流磨水泥顆粒分布均勻系數可達1.0,相對來說窄很多,混凝土質量更好二些。
   2.在目前水泥生產倉促應對新標準階段,對圈流磨單純通過降低水泥成品的篩余值來達標,其產量自然會有較大幅度降低,甚至會低于開流磨的產量。但通過調整粉磨系統,圈流磨的產量會有很大幅度的提高。這是開流磨所無法比擬的。
  3.2入磨物料的特性
   1.入磨物料的品種及其配比
   入磨物料的品種及其配比直接關系到磨機的單產功耗(kwh/t)、磨機的產量和質量。在同樣細度時,粉磨回轉窯熟料,磨機的產量比粉磨立窯熟料下降20%。在混合材中,礦渣是最難粉磨的,水泥成品的篩余物多為礦渣;粉煤灰和煤矸石就好磨得多,一級粉煤灰可不經粉磨直接成為成品。最新的研究表明:任何混合材料都會降低水泥的強度,只是混合材的活性不同,其降低水泥強度的程度不同罷了。常用混合材中,礦渣的活性是最高的,但如果礦渣的比表面積在300-450m2/kg之間時,其對水泥強度的影響幾乎是一樣的。
  2.入磨物料粒度
   北京民峰粉磨技術的設計要求是入磨物料粒度D <25mm的設計。當入磨物料粒度D=2-25mm時,磨機產量的經驗換算公式為:Qb=Qa(Da/Db)x,其中:Q代表產量,D代表入磨物料粒度,系數X=0.1-0.145。如果加置一些預粉磨設備,如立軸式破碎機、輥壓機、立磨(CKP)、簡輥磨、細破碎機等,磨機的臺時產量會明顯提高。當然,入磨物料粒度減小,出磨物料的均勻性系數也會相應下降,研磨體的級配也必須隨之改變。
   由于破碎機錘頭磨損后入磨物料粒度會變粗,因此會影響磨機生產的穩定性,從而影響磨機的產量及水泥成品的質量。建議磨前加置篩分機。
   3.入磨物料的水分
   水泥細度越細,對水分越敏感,水分不合要求時就要糊球糊磨。一般認為,入磨物料綜合水分每增加1%,磨機產量會降低10%。當水分大于5%時,磨機就基本“停止”粉磨了。
3.3磨機內部的通風
磨機內部的通風至關重要,對磨機的產量和質量都有明顯影響。通風的作用一是及時將磨內細粉排出,以免影響粉磨效率;二是降低磨內溫度,避免石膏脫水和尾倉糊球堵篦。森利粉磨技術規定:磨內風速≥0.5m/s。
有些人認為磨機的通風只與風機性能有關,這是不全面的。事實上,磨機的通風與整個通風鎖風系統有直接的密切關系。比如,現在常見的¢2.2m*6.5m/7m磨機依舊是1965年設計的,其進料口為90度直角進料,在拐角處會形成物料滯留區,這就大大減小了實際進風斷面積,嚴重阻礙磨機通風,也就是我們經常說的“通風口瓶頸”現象。理論上,最佳進風口的斷面應該與磨機筒體實際斷面相同,雖然實際上是不可能的,但在可能的條件下,進風口的斷面是越大越好,盡可以能減弱“通風瓶頸”現象。這就要求在實際生產中必須改造進料口。
同樣,鎖風系統也必須搞好,否則,風機的風從排料口處直接被抽走了,形成了通風短路,磨內就沒有多少風了,F在許多廠在卸料口加置翻板閥,實際作用并不理想,須重新制作鎖風裝置。
3.4隔倉板、出料篦板及筒體襯板
現在水泥廠的磨機尤其是小規格磨機,即便是新生產的磨機,其設計也仍舊是沿襲五、六十年代的圖紙,近四十年而不變,其隔倉板與出料篦板的作用,只是為了隔離鋼球和阻擋研磨體不被排出;而在森利粉磨技術中,其還應具有控制料粒流速、平衡首尾倉的粉磨能力、提高料球比和均衡料位的作用。
在筒體襯板中,粗磨倉的任務主要是破碎,要求襯板有較大的提升能力,現在多用大階梯襯板。近幾年國外新開發一種阿基米德對數螺線襯板,也是大階梯襯板的一種,系根據不同的磨體轉速、不同的入磨物料及不同的鋼球等設計不同的提升角。其設計更細膩,效果更好。
細磨倉的任務主要是研磨,要求鋼球盡可能多地進行摩擦研磨,目前較理想的是雙曲面襯板,即不僅有軸向傾斜曲面,沿圓周方向亦有傾斜曲面,不但能夠增加鋼球的橫向分級,還能提高鋼球的研磨率。
3.5 研磨體的填充率和級配
研磨體的填充率和級配對磨機的產量和細度都有很大作用。文獻指出:水泥的細粉含量和顆粒級配影響混凝土漿的和易性、需水量、硬化混凝土的早期強度、強度增進率、密實性、易開裂性和耐久性。顆粒分布過窄水量高,對和易性不利。為此,民峰粉磨技術專門研究了尾倉“主輔球”技術,即每種主球配以輔球,比如¢24和26的球,從而使水泥成品顆粒級配更合理,效果顯著。

上述5個相關因素,是民峰粉磨技術中與球磨機產量和質量密切相關的重要內容,既互相補充促進又互相制約,優化這些相關要素的程度不同,其效果也不同。處理不當不但不會增產提質,有時反而會導致減產、降質、增耗。所以必須在科學理論的指導下,通過科學實踐證明行之有效的優化組合,才能取得最為理想的效果。
四、應用實例  
   下面舉兩個最近采用我中心粉磨技術的案例:
1.重慶黔江水泥廠,磨機規格:¢2.2m*6.5m水泥磨,NHX-500旋風選粉機,2001年4月份設計改造,其改造前技術參數如下:
臺時產量:13t/h,水泥等級:32.5級,R0.08≤4%,比表面積:300m2/kg;
研磨體裝載量:31t(其中一倉14t,二倉17t);
級配:一倉¢60mm、¢70mm、¢80mm、¢90mm的鋼球;
        二倉¢30mm*35mm、¢30mm*25mm、¢20mm*25mm、的鑄鐵段;
各倉長度:一倉2.75m,二倉3.4m;
襯板形式:一倉為大階梯襯板,二倉為小波紋襯板,單層隔倉板。

改造后的技術參數:

臺時產量:16.5t/h,水泥等級:32.5級,R0.08≤3%,比表面積:320m2/kg;
研磨體裝載量:33.5t(其中一倉13t,二倉20.5t);
級配:一倉¢50mm、¢60mm、¢70mm、¢80mm、¢90mm的鋼球;
    二倉¢25±1mm、¢20±1mm、¢15±1mm、的廢舊軸承滾珠!                           
各倉長度:一倉2.5m,二倉3.5m;
襯板形式:一倉為阿基米德螺線襯板,二倉為雙曲面襯板,雙層隔倉板加揚料板,二倉加裝兩排擋料環,目的是增加相同時間內運動摩擦面積,增加磨細能力。
附帶說明一點:廢舊軸承滾珠系從廢舊軸承上拆下來的滾珠,硬度高達HRC65-68,E且內外硬度均勻一致,耐磨性極好,永不失圓并且無破碎現象,表面光滑不傷襯板,非常適合作為磨機尾倉的微型研磨體使用,且無須清倉。
2.四川憲民水泥廠,磨機規格:¢2.6m*13m水泥磨,高效旋風式選粉機,2000年11月份設計改造。其改造前主要技術參數為:臺時產量:26-27t/h,水泥標號425號,R0.08≤5%,比表面積:320m2/kg。
改造后的主要技術參數:研磨體及襯板等的形式同重慶黔江,其他技術參數為:臺時產量:33t/h,水泥等級:32.5級,R0.08≤3%,比表面積:310-330m2/kg。而且,噸水泥泥平均電耗下降達7KWH,礦渣的摻加量也有了大幅度的增加。

五、結束語
1.民峰粉磨技術的特點是根據水泥廠現有條件,在不增加外部設備的條件下,僅將磨機內部進行改造,并綜合調整系統配置,充分發掘利用現有資源,提高水泥的產量和質量,效果顯著。增加外部設備時,產量更大幅度提高。
2.民峰粉磨技術還是一種開放型的技術,采用任何輔助性粉磨設備,對該技術的發揮都有極好的促進作用。例如,森利粉磨技術對于入磨物料粒度的規定是小于25mm,但如果磨頭采用了立軸式細碎機或輥壓機,使得入磨物料粒度大大降低,比如小于3mm,那么水泥的產量會隨之大幅度提高。
3.民峰粉磨技術由于對影響球磨機產量和質量的各種因素進行了綜合考慮并采取了有針對性的措施,對氣候的適應性就比較好。從目前已經改造的數臺球磨機來看,南到潮濕多雨的四川重慶,北到氣候干燥、風沙大的齊齊哈爾,改造結果都是非常理想的。

參考文獻
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