TRM系列辊磨的研发与应用

2014-03-10刘高尔王奇杨天喜王宏涛王庆利梁盛澎

水泥技术 2014年5期

关键词：辊磨型谱生料

刘高尔，王奇，杨天喜，王宏涛，王庆利，梁盛澎

TRM系列辊磨的研发与应用

Development and Application of TRM Series Roller Mills

刘高尔1，王奇2，杨天喜2，王宏涛2，王庆利2，梁盛澎2

本文介绍了中材装备集团有限公司辊磨的研发与应用情况，展示了我国水泥粉磨装备技术制造业在完成水泥生产无球化方面的技术进步情况。

水泥工业；辊磨；生料辊磨；水泥辊磨

1 前言

水泥生产需要完成大量的物料粉磨，包括原料粉磨，煤或者石油焦等固体燃料粉磨，还有熟料粉磨等。据统计，粉磨作业的电耗占水泥生产电耗的近70%，如何提高粉磨功效是近年来水泥技术发展的重点。在国家政策的引导之下，经过近年对水泥工艺技术和装备研发的大力投入，水泥工业已经基本完成了落后产能的淘汰和技术的升级换代，成功达到“十一五”初制定的工作目标。

将原材料破碎到一定细度是几乎所有材料工业必经的工艺阶段，而粉磨工序，即将物料粉磨到粒度在80μm的工作，是为了充分发挥物料的原料特性，一方面可以根据原材料及目标材料特性进行烧制、冶炼等工艺深加工，另一方面可以充分发挥物料的物理化学特性，例如将熟料粉磨成水泥而发挥其胶凝特性。对物料的破碎、粉磨是一种将物料内能释放的过程，这其中所消耗的能量非常大，有统计每年全世界所消耗的所有能量中，有30%都用在了对物料的破碎和粉磨工作中。

表1 越南福山二线5500t/h（2009年）辊磨应用情况

立式辊磨诞生已过百年了，近些年来随着材料工业、机械工业及控制工程工业的进步与发展，辊磨设备基于粉磨工艺原理上的多方面优势逐渐体现出来，投资费用低、工艺系统简单、操作便捷、运行稳定、成品质量易调节等特点已得到业内人士充分认可，而最大的特点就是相对于传统球磨机能耗大幅降低。国际市场上，在水泥行业中，生料粉磨已有逾八成的生产线采用了辊磨机；煤粉制备更是占到九成；熟料粉磨在新兴市场中得到了大量应用，大量国外新设计的大型生产线基本都实现了无球化生产。国内市场方面，辊磨制备煤粉基本上已经获得了客户的认可；在生料粉磨上，立式辊磨机系统与辊压机系统不相上下；而在熟料粉磨上，已经有开始采用辊磨粉磨熟料的生产企业，市场对辊磨的认知度也在逐渐增强，相信辊磨的熟料终粉磨工艺将逐渐成为主流工艺。

表2 马来西亚HUME项目5500t/h（2012年）辊磨应用情况

中材装备集团有限公司，在十余年间已经迅速形成了自主的辊磨技术的研发与应用风格，并在多个技术关键点上实现了突破，已经能在某些特定辊磨产品上代替国外产品，提高了国产装备的国际竞争力。另外还拓展了水泥行业外的业务，例如矿渣、磷渣、粉煤灰、钢渣、金属尾矿、铁矿石粉磨及其他工业废渣类型等物料粉磨工作。

随着水泥烧成工艺技术、水泥设备制造技术、自动控制技术等方面的进步，进一步提高了水泥生产线的运转率，降低日常操作设备损耗及材料消耗、降低人工操作成本、降低操作人员劳动负荷并提高设备自动运行比例逐渐成为水泥生产厂家考虑的重点。而辊磨生产工艺上的特点特别符合上述要求，截至目前，中材装备集团已经成功实现了两条完整生产线的配套供货，现场运行情况良好，其综合能耗水平均已经达到了国际先进水平。设备及生产情况见表1、表2。

表3 中材装备集团生料辊磨型谱

表4 中材装备集团煤辊磨型谱

表5 中材装备集团水泥辊磨型谱

2 生料辊磨的技术开发与应用

中材装备集团在生料辊磨研发上有着悠久的历史，最初作为天津水泥工业设计研究院机械所的一部分，在1985年江苏吴江即完成了第一次辊磨工业试验；1993年河南新乡1000t/d生产线辊磨TRMR25.2配套投产；2004年华新阳新水泥5500t/d生产线上成功应用两台TRMR38.4辊磨；2009年单台TRMR53.4磨机配套5000t/d生产线；直至2012年为6000～7000t/d生产线单台配套的TRMR60.4辊磨的安装，中材装备集团在生料粉磨领域一直走在国内同行的最前头，到目前为止可以完成最大10000t/d水泥生产线的单机配套工作，并已经形成了完整的产品系列。现有运行的生料辊磨装机功率最大可达5000kW，磨机运行的稳定性以及各项考核指标也处于行业领先地位，产品型谱见表3。从销售情况来看，目前中材装备集团销售的生料辊磨已经超过130台，其中为5000t/d生产线配套的TRM53规格以上辊磨销售总量为36台。

TRMR60.4生料辊磨于2013年5月26日，在由中国建筑材料联合会组织的“TRMR60.4生料立式辊磨开发及应用鉴定会”的会议上得到了鉴定委员会的高度评价，专家们一致认为：“由中材装备集团有限公司研制的大型辊磨，是目前国产台时产量最高的生料立式辊磨，可适应不同易磨性原料的生产要求，填补了国内6000～7000t/d级水泥熟料生产线配套单台生料辊磨的空白。该立式辊磨的成功开发，对大型水泥熟料生产线简化原料制备工艺流程、装备的大型化、替代进口具有重要意义，社会、经济效益显著，市场前景广阔。”

3 燃料煤辊磨的技术开发与应用

水泥熟料烧成系统需要稳定的燃料供应，中材装备集团的燃料辊磨无论是在常规的烟煤，还是易磨性很差的无烟煤、石油焦，还是热带地区高挥发分的原煤物料上，都有成功的应用，实际案例有出口到俄罗斯图拉项目高寒地带的煤磨、应用在安庆白水泥项目的石油焦辊磨、供货给拉法基三岔项目的无烟煤煤磨，以及在越南福山的TRMC36.4目前最大规格的无烟煤煤磨等。已经投产的项目都已经实现了长期稳定安全运行，为烧成工序保证了稳定的燃料供给。目前中材装备集团的煤磨型谱也非常完整，可以为各种规模的水泥生产线配套，见表4。

表6 中材装备集团水泥辊磨业绩

4 水泥辊磨的技术开发与应用

熟料辊磨终粉磨是近年的技术进步之一，在国际市场上已经得到了很高的认可度，但在国内的接受度尚不高。中材装备集团供货的水泥辊磨在2010年越南福山现场已经实现了成功生产，出产的水泥成品完全符合技术指标，并且也得到了混凝土生产厂家的认可，在国内同行业中也走到了最前端。越南福山的成功经验进一步促进了我公司在技术上的进步与设备升级，之后随着更大型的TRMK50.4水泥辊磨在喀什天山项目的成功运行投产，水泥辊磨在国内已经逐渐得以推广，更有陕西尧柏集团在2011年一次性购买9台水泥辊磨的案例，目前尧柏集团项目已经有部分辊磨投入生产，运行良好。

而作为中材装备集团一款重要产品的矿渣水泥磨，TRMKS43在哈萨克南方石油项目和武汉阳逻项目上成功实现了水泥和矿渣的切换粉磨，即在一台辊磨上实现矿渣和水泥两种物料的粉磨工作，产品的切换时间可以控制在半小时之内，这一类型的产品在未来市场上必将占有重要地位。

而需要强调的是，之前对于辊磨熟料粉磨主要存在着这样一种看法，认为辊磨的水泥产品需水性高、颗粒级配不合理、粒型差、强度差，混凝土成品也不适应当今施工要求，而且在粉磨过程中还需要增加助磨剂等。但是通过对其他进口辊磨生产的水泥产品的性能分析，以及对中材装备集团水泥辊磨在越南、新疆、陕西、马来西亚等地区的产品跟踪试验数据进行综合分析，辊磨的水泥产品主要体现了以下几个特点：

（1）颗粒分布介于圈流球磨和开流球磨之间；

（2）水泥的标准稠度需水量多数在25%～27%之间；

（3）水泥的凝结时间合理；

（4）水泥的强度与球磨机相当；

（5）混凝土的塌落度较高，有良好的工作性能。

由此可见，辊磨系统生产的水泥与联合粉磨系统以及圈流球磨系统生产的水泥并没有本质上的差别，甚至在某些特性方面要优于其他两种系统的产品，辊磨系统在系统投资、运行维护成本、节能减排、噪音控制、水泥品种切换等方面的优势也必将逐渐体现出来，预计未来会成为市场上的主流产品。

中材装备集团的水泥辊磨产品型谱见表5，业绩见表6。