水泥生产工艺方面的中庸之道(连载六)
2014-04-26贾华平
贾华平
(天瑞集团水泥公司,河南汝州市 467500)
27 压低投料量就能挂好窑皮吗
一般来讲,在挂窑皮期间产量都是比较低的,但这不能理解为产量低有利于挂窑皮,而是低窑速和适当偏高的填充率才有利于挂窑皮。实践证明在填充率过低时往往挂不上窑皮。
减产的目的是为了降低窑速并保持合理的填充率,较低的窑速和适当偏高的填充率才是挂窑皮的基本条件。取其极端,停窑能压补就是这个道理(注意:停窑压补在操作中是严禁行为)。
当然,适当地减少投料量,让窑况有一定的富裕能力,能够提高窑的抗波动能力,有利于稳定窑况,这对挂好窑皮也是非常必要的。
另外,有的企业考虑挂窑皮前烘窑时间较长,窑内沉积有大量的煤灰,为防止过低KH的熟料出现,所形成的窑皮熔点较低,窑皮比较疏松,运行时容易脱落,而专门配制高KH的挂窑皮生料。其实,这是没有必要的,高KH的挂窑皮料有利也有弊,有时会事与愿违。在挂窑皮初期,最重要的是先挂上窑皮,而不是挂好窑皮。
在新砖投料初期,往往是新窑试生产或大修后第一次开窑,很难保证窑的设备和工艺是稳定可靠的,就很难保证窑的热工制度的稳定,很难保证第一锅高KH料能烧得住,一旦烧不住跑了黄料,就会在窑皮下面形成空洞,空洞一旦形成,之后再补挂窑皮就很难了。
而低KH生料形成的窑皮虽然不太结实,但是减少了跑黄料的风险,避免了空洞的形成。至于窑皮不太结实,会在后续的正常运行中逐渐被正常的窑皮替换掉,窑皮本来就不是一劳永逸的,本来就是在不断地替换更新的。
有的企业,不但要专门配制挂窑皮料,还要进行专门的挂窑皮操作,习惯于调长窑头火焰,降低一次风压力,用细软的火焰挂窑皮。其实,完全没这个必要,对分解窑来讲,既不需专门的挂窑皮料,也不用担心正常的窑头火焰会影响挂窑皮。只要保证窑况正常,保持热工制度的稳定,窑皮会自然生长完好。
28 窑灰入生料均化库合适吗
窑灰往哪里去?设计院设计往哪里就往哪里,设计院都是专家,有定型的工艺方案,这个问题还值得讨论吗?
其实不然,我们不妨来个班门弄斧,浪费点时间试试看。窑灰的化学成分与生料不同,对易磨性好的石灰石窑灰的KH高,对易磨性差的石灰石其KH又低,特别是窑灰的有害成分含量比生料高许多;窑灰的量也在随时波动,其高值可以达到其低值的两倍以上。窑灰直接影响到入窑生料的稳定性,特别对有害成分高的原燃材料,是一个非常值得关注的问题。
目前设计的烧成系统,多数设计了入窑和入库两条通道;多数水泥厂有两种用法即:(1)不管开不开磨都入库;(2)开磨时入库,停磨时入窑。少数工厂采用第三种即(3)开不开磨都入窑。这三种方案都不尽理想。
方案①:在开磨时入库,入进去的是一份生料加一份窑灰;在停磨时入库,入进去的是纯窑灰。对于均化效果有限的生料均化库,如何实现出库生料的均质稳定呢?
方案②:开磨时入库使入窑生料中含有一份窑灰,停磨时入窑使入窑生料中变成了两份窑灰,由于窑灰与生料的化学成分差别较大,必将引起入窑生料的较大波动。
方案③:开不开磨都入窑,其好处是恒定了入窑生料中一份生料一份窑灰不变,谁跑的窑灰谁吃进去,这似乎是合理的,但仍然无法解决由于窑灰量的波动导致的入窑生料总量的波动。
实际上,早期设计的分解窑生产线,曾经有过窑灰入喂料仓的方案④,这等于对方案③进行了完善,遗憾的是随着生料均化库的改进,使得方案④行不通了,也就见不到这种设计了。
实际上,如果把喂料仓移至库外,既能降低生料均化库的建筑高度,投资并不高(降低了库的无效高度,喂料仓可放在窑尾平台上)、运行费用也不会增加(增加了入仓提升机,但降低了入库提升机),又给窑灰入喂料仓创造了条件。亚东水泥的多条生产线就采用了这种设计。
如果继续采用方案①和②,又要取得较高的入窑生料稳定性,就必须强调窑磨的联动率,尽量保持窑磨的同步运行。一般设计中,磨的能力总是大于窑的能力,磨的高产运行与库满停磨就成了一项节电措施,导致事实上没人在抓窑磨联动率。如果不采取一定的工艺措施,结果是在降低电耗的同时,却付出了质量和煤耗,得不偿失。
还有一个方案⑤,在生料均化库侧建设窑灰小仓,这实际上是方案③的变通与完善。方案⑤的窑灰仓无需过大,能存储一个班的窑灰量即可,它的作用不是存储窑灰,而是缓冲窑灰在量上的波动;窑灰仓下要设卸料装置,其开度比正常的窑灰量略大即可,起到在量上的滤波作用;窑灰仓下要设计量装置,以便与喂料仓下的计量器具合成控制总的入窑量。天瑞的卫辉公司就进行了这种改造,现将改造情况和使用效果介绍如下:
卫辉公司设计窑尾回灰直接入生料均化库,现采用石灰石、硬砂岩、铝矾土和钢渣四组分配料,由于硬砂岩和钢渣在粉磨后细度偏粗,导致回灰中二氧化硅含量和铁含量降低,KH升高。
立磨正常开启时,回灰混合出磨生料进入均化库,没有问题;但在立磨停机2小时后,入窑生料的KH升高、AM升高、SM降低,严重干扰到窑系统的稳定运行,对整个生产构成了较大影响。卫辉公司出库生料和回灰料的成分对比(两个月的平均值)见表1。
表1 出库生料和回灰料的成分对比
实际上,当收尘器工作周期、窑产量、窑尾拉风、生料磨产量、窑操作温度、原料易磨性等因素发生变化时,都会造成回灰料量与成分的较大波动。为了改变这种被动局面,卫辉公司于2013年4月份,在均化库旁边增加一个250吨储量的窑灰仓,5月份投入使用。
立磨停车时将回灰入窑灰仓储存,当立磨开启正常后,再以5~10t/h的量与出库生料一起喂入入窑提升机内均匀入窑。较好地解决了回灰料对回转窑产质量的影响。改造前后开停磨的影响对比见表2。
表2 改造前后开停磨的影响对比
由表2可知,使用新建窑灰仓之后,出窑熟料KH的标准偏差明显减小,对稳定窑系统的生产取得了较好的效果。
天瑞卫辉公司新建的窑灰喂料仓
29 篦冷机的作用只是冷却熟料吗
篦冷机运行的好坏对熟料烧成系统影响极大,要想稳定窑的运行,就必须操作好篦冷机。篦冷机除了冷却熟料外,还有两大主要职能:一是给回转窑提供量足温高的二次风,满足煤粉燃烧和熟料煅烧的需要;二是努力提高热回收率,通过提高二、三次风温,降低系统热耗。
操作篦冷机的手段主要是,通过调整篦速实现对料速和料层厚度的控制,通过调节冷却风量控制对熟料的冷却效果(提高熟料强度、改善熟料易磨性),提高热回收效率,保持稳定较高的二、三次风温。 看起来篦冷机的操作并不复杂,但实际上要操作好一台篦冷机是比较难的。
① 篦冷机是一个受窑头、窑尾两端抽风的设备,要实现上述目的,就得适时控制好篦冷机内的零压点,即两端抽风的负压平衡。否则,不但会影响出窑熟料的冷却,而且还将影响到窑内通风→煤粉燃烧→熟料烧成;
② 影响窑尾抽风的因素较多,除三次风与窑内风的平衡以外,预热器及窑内的阻力变化既复杂又频繁,整个平衡工作是在建立和打破之间反复进行的,不可能一蹴而就、一劳永逸;
③ 除了两端抽风和上述主要职能以外,大多数篦冷机还要给煤磨系统提供烘干热源(风温、风量),还受到余热发电提取热源(风温、风量)的影响,这两大因素都将影响到前述两大主要职能的实现和所有职能的综合平衡。
(1)关于影响篦冷机操作的几个重要参数
① 篦床负荷(篦床单位面积的产量):篦床负荷大,料层厚,产量高;反之料层薄,产量低。篦床负荷一般应控制在1.5~1.8t/(m2·h)。
② 料层厚度∶料层厚度取决于篦床负荷和熟料在冷却机内的停留时间(一般为15-30分钟)。对于高温区,为了提高冷却机的热交换效率和冷却效率,目前以厚料层操作为好(厚度控制在600-800mm),热效率可提高10%左右,冷却效率提高15%左右,同时厚料层操作还起到保护篦床的作用;对于低温区,料层厚度一般控制在200-300mm为宜。
③ 篦床宽度:篦床太宽,布料困难,熟料分布不均匀,致使料层阻力不均,中间部位料层厚,两侧料层薄,局部区域出现露篦板和风吹透的现象,从而降低二次风的风温和热效率。篦床太窄,会使料层太厚,冷却困难,所以一般篦床的热端(进口)比冷端(出口)要窄。
篦床的初始宽度在设计中已经定型,但在实际使用中,可以根据需要在篦床的两侧配置不带篦孔的盲板,它既不能透过空气,又要减小对熟料的推动作用,起到调整篦床有效宽度的目的。
④ 篦冷机的相对位置:熟料的出窑,是在被窑回转带到一定高度后再滚落到篦冷机内的,由于惯性力的作用,落料点并不在回转窑的中心线上,一般要偏离窑中心线“e=(0.1-0.15)窑侗体内径”,在设计和安装中要给予考虑。
但在实际生产中,e值与带料高度有关,带料高度又受到窑速和液相量、液相粘度的影响,不但影响到熟料在篦床上的料层均布性,而且会加重熟料在篦床上的粒度离析。如果设计与实际偏差较大,对篦冷机的性能是有较大影响的,就要在篦冷机的前墙上用耐火材料采取导料措施。
出窑熟料是以侧向进入篦冷机的,在篦冷机的横向分布上,难免要产生离析现象。如果篦冷机与窑的相对位置把握不好,熟料的结粒又不均齐,将导致篦冷机的一侧多是大颗粒,而另一侧全是粉料。空气对粉料的穿透性较强,最终在篦冷机的粉料侧形成红河,既影响到熟料冷却,又威胁到设备安全。
⑤ 风压与风量:风机风量与风压的确定,视各风室上方篦床的料层厚度及熟料的设计温度而定。风压根据篦床阻力(含篦床阻力和料层阻力)确定,风量根据各室被冷却的熟料量及温度确定。设计与实际往往偏差较大,所以各风机都设计有一定的富裕能力,通过阀门和或调速实现所需风量。但这个调节能力是有限的,有时不得不对配置的风机进行组配改造。
(2)关于篦冷机的日常操作
篦冷机的操作以稳定一室篦下压力为主,保证篦下压力的恒定是篦冷机用风合理的前提,调整篦速是实现篦下压力恒定的手段。一般二、三段篦速与一段的比值以1∶1.5∶2.5为宜,另可结合实际料层厚度和出料温度根据实际情况调节。需要强调的是,篦速的调整要有预见性、要有提前量,一定要“预打小慢车,防止大变动”。
用风应遵循以下原则:熟料在篦冷机一、二室必须得到最大程度的急冷;三室风量可适当减少,但三室风量调节需达到经一、二、三室冷却后,总冷却效果达到90%以上,不能让四、五室承受过大的冷却负荷;四、五室风量能少则少,以保证熟料冷却效果和窑头负压为宜;还应根据料层的变化情况适当增减各风机进口阀门的开度,以保证各风机出风量。
① 操作上要注意料风的配合。熟料越多需用的冷却风量就会越大,既要加大篦下供风,又要同时加大窑头引风机的拉风,以保持风量的供排平衡,维持篦冷机内零压点的稳定,减小对窑系统的影响;由于高温段的富裕能力是有限的,熟料的增加将导致冷却负荷的后移,还应适当增加低温段用风量的比例。
当料层增厚时,一室篦下压力上升时,我们加快篦速,开大高压风机的风门,同样还会引起窑头排风机入口温度和熟料输送设备负荷上升,并且篦下压力短时间内又会下降,所以在操作中我们提高篦速后只要一室篦下压力有下降趋势就可以降低篦速,因为窑内不可能有无限多的料冲出来,这样就可以使窑头收尘入口温度和熟料输送设备负荷不至于上涨得太高。当然,如果窑内出料太多,必须首先降低窑速。
当料层减薄时,较低的风压就能克服料层阻力而吹透熟料层形成短路现象,熟料冷却效果差,为避免“供风短路”,应适当降低篦床运行速度,关小高压风机风门,适当开大中压风机风门,以利于提高冷却效率。同时应根据窑头引风机的特点(入口温度越高,气体膨胀导致风机抽风能力越弱),对窑内可能产生冲料时,应提前加快篦速,增加低温段冷却风机用风量,同时增加窑头引风机风量,保证熟料冷却效果,如果等到料层已增厚才增大窑头拉风量,会因窑头排风机进口温度高抽风能力减弱,而导致窑头负压无法控制。
两段式的篦冷机在操作中更要注意一二段的配合,否则极易造成窑头排风机温度过高或篦床压死。当窑内出料过多窑头收尘温度会超高时可提前增加二段风机风量,适当降低二段篦速,以保证良好的冷却并不致温度和熟料输送设备负荷超高;料层偏薄时适当减小二段风机风量以降低电耗。
② 操作上要注意风量的平衡。在篦冷机内,冷却供风量与二、三次风量、煤磨用热风量、余热发电取风量、窑头风机抽风量,必须达到供排平衡,维持好窑头的微负压和篦冷机内的零压点。如何稳定零压点,对于保证供给窑内足够的、高温的二、三次风是非常重要的。
在窑头排风机、高温风机、余热发电取风量、煤磨引风机的抽力的共同作用下,篦冷机内存在相对的“零”压区。如果加大窑内通风或增厚料层,高温段冷却供风没有增加,零压点就会前移(向窑头方向),导致二、三次风量下降,窑头负压增大;减小窑内通风或料层减薄,高温段冷却风量没有减小,零压点就会后移,二、三次风温下降、风量增大,窑头负压减小。
加风要由前往后,保持窑头负压; 减风要由后往前,保持窑头负压。通常先开抽风机挡板或速度,再开冷却机风机或开挡板。
(3)关于篦冷机的漏风串风
篦冷机对熟料的冷却效率,一要重视篦床上的料床分布,二要重视篦床下的供风分布,只有抓好了“两个分布”,才能保证冷却功能的合理分布,才能获得理想的冷却效果和最大的余热回收。要抓好篦下的供风分布,系统漏风和室间串风就是一项常抓不懈的任务。对于第四代以前的篦冷机,篦下集料斗的放料锁风阀是一个关键部位,而且用好的不多,有必要着重谈一下这个问题。
篦冷机集料斗内为正压运行,一旦放料锁风阀不好用,就会造成篦下长期泄压和或放料时瞬间失压,熟料的冷却用风得不到保证,带来一系列问题:影响到熟料冷却,影响到二、三次风量和风温,影响到煤磨的研磨和烘干,影响到余热发电,威胁到篦床的安全,威胁到后续输送设备的安全,等等。
目前,篦下集料斗的放料锁风设施,主要有“重锤双翻、电动双翻、电动插板、电动弧形阀”等几种,以采用弧形阀的较多,但都有卡堵关不严的情况,离不开料封的锁风辅助;放料程序主要有“定时放料、限位放料” 两种,但用得都不太好。定时放料必须满足最大放料时间,又不会跟踪篦床漏料量的变化,就难免出现无料封放料,导致篦下失压;限位放料的限位器件工作环境异常恶劣,很难保证其可靠性,一旦不能及时放料,就可能导致篦下料满,造成恶性事故。
最好是两个程序都要,正常运行以限位放料为主,当限位放料超过一定时间没有动作时,就自动启用定时强制放料,防止篦下料满。应该注意的是,两个程序的设定值,必须通过运行检验,根据现场实际情况调整,而且要根据实际情况的变化及时地重新调整。
30 熟料成本越低水泥成本就会越低吗
我们的管理越来越细,考核越来越严,将控制成本逐步细化为对各项指标的控制与考核,各公司的具体情况又不一样,这就有一个民主与集中、细化与统筹的平衡问题,需要我们具体研究、区别对待。
比如,熟料的成本与质量密切相关,有意无意地让质量给成本让步,是最有效的降成本措施。生料细度放粗一点、煤粉细度放粗一点,都能有效地降低粉磨电耗;KH降低一点、SM降低一点,都能有效的降低煤耗(在南方某厂的试验表明,熟料KH±0.01,标准煤耗将增减0.85kg/t);原料的有害成分放宽一点、原煤的水分放宽一点,都能有效地降低采购成本。提质量是有成本的,让质量是有代价的。以上一些措施的采用,都会对质量构成不良影响,到底哪一个合算,必须以效益最大化为原则,做详细的分析平衡工作。
需要强调的是,平衡点的选着很重要,我们多数习惯以熟料效益为平衡点,实际上,熟料效益的最大化并不代表水泥效益的最大化。熟料质量高一点,熟料成本就会高一点,但水泥中的熟料掺加量就会低一点、运费就会省一点、水泥粉磨电耗就会降一点、销售价格就可能高一点,水泥效益的提高就可能超过熟料成本的提高,最终实现集团效益的最大化。
原料既可以单独用燃料烧成水泥,也可以单独用电力磨成水泥,但其都不是经济的手段,最经济的方法是烧和磨的有机结合,但在各公司各占多少比例是不一样的,与其原燃材料、生产工艺、市场分布都有着直接的关系,这些都要靠在生产经营中具体地平衡把握。
由此延伸,还需要明确一个问题,煤耗低并不代表标准煤耗低,这要看所用煤的好坏;标准煤耗低也不能说明你技术指标就好,这要看你生产的熟料质量怎么样、强度有多高。如何判断你的技术指标好坏、如何评价你的管理水平高低,有一个更科学的技术指标,这就是“可比标准煤耗”,可比标准煤耗低才是效益最大化的标志。
31 好的原料石灰石就是好的混合材石灰石吗
原料石灰石和混合材石灰石都是生产水泥的组分之一,都对水泥构成重大影响,但由于其作用和机理是不一样的,所以对其的要求也是不一样的。
作为水泥混合材使用的石灰石,由于石灰石中的MgO没有经过煅烧,没有fMgO的存在,不会导致水泥石的体积膨胀。因此,作为水泥混合材使用的石灰石,大可不必考虑MgO的高低,没有太大影响。
作为水泥混合材使用的石灰石,要尽量控制其碱含量。R2O的存在虽然不存在对煅烧的影响,但作为水泥组分仍有诸多危害:①能缩短水泥的凝结时间,增大水泥的需水量,影响对外加剂的适应性;② 导致混凝土的碱集料反应,在混凝土内部产生膨胀应力,引起混凝土开裂,进一步导致混凝土碳化、钢筋锈蚀加快,严重影响混凝土的强度和寿命;③ 加重混凝土内部的钙质流失,导致混凝土结构疏松和表面返碱,造成清水混凝土构筑物的外表泛白,造成混凝土构筑物表面涂料或装饰物的脱落。
作为水泥混合材使用的石灰石,还要尽量控制其铝含量。一般要求混合材石灰石的AI2O3含量≤1.5%,最好能≤1.0%,这是因为AI2O3高的石灰石一般含有较多的粘土。
粘土是颗粒非常小(<2µm)的硅酸铝盐矿物,矿物颗粒常在胶体尺寸范围内,比表面积大且带有负电,有很好的物理吸附性。在水泥水化时不但起不到集料的填充作用,而且吸附包裹在水泥颗粒表面,影响到水泥矿物的正常水化,导致水泥的凝结时间延长和强度下降。
32 水泥粉磨电耗越低越好吗
水泥强度 = 物料的烧成活性 + 物料的磨细活性
人类200年来的经验证明,合适的配料通过烧成能够获取水硬性,合适的物料通过研磨也能够获取水硬性,但是单独采用某项措施都是不经济的,所以人们采用了两者的组合,逐步形成了现在的两磨一烧工艺。
问题是烧(熟料煤耗)和磨(水泥电耗)各占多少比例合适,对不同的工厂是不一样的,只有两者的最佳组合才能实现效益的最大化,但这是一个不断寻优的过程,不可能一成不变。具体到一个粉磨系统来讲,就是“粉磨电耗”与“熟料掺加量”的比例问题。
实际上,“粉磨电耗”与“熟料掺加量”,进一步分解就是“台时产量”与“比表面积”,是可以按照一定的关系相互转化的,对联合粉磨系统,一般每10m2/kg的比表面积相当于3t/h的台时产量。节电的效益与降低熟料掺加量的效益往往不是对等的,这与电价有关、与熟料的进厂价有关、与混合材的进厂价有关。我们也应该根据具体情况具体核算,看看是水泥磨得粗一点节一点电合算,还是把水泥磨得细一点增加几度电、降低熟料掺加量合算。比如,熟料基地与粉磨站的情况就不一样,就不应该用同一个标准要求。
熟料基地由于熟料是自己生产的,熟料成本相对较低,就应该比粉磨站多用一点熟料,少花一些电费,可能更合算;如果水泥效益的降低能够在熟料线上得到弥补,比如由此增加了窑的运转率,水泥效益降低一点也未尝不可。
而粉磨站则不同,由于距离熟料基地较远,增加了一块运输成本,熟料的使用成本较高,就应该用一定的电耗去换取一点熟料掺加量的降低。当然,这都有个度的问题。
33 水泥磨装载量越多效率越高吗
由于球磨机具有结构简单可靠、对物料的适应性强、对产品的适应性广等诸多优点,所以一直被水泥行业广泛采用。即使在节能粉磨工艺、装备大发展的今天,包括现在主推的水泥联合粉磨系统,球磨机仍然是水泥粉磨系统的重要设备之一。
研磨体是球磨机做功的唯一介质,有球磨机就离不开研磨体,只有管磨机带动研磨体运动才能粉磨物料。
那么装多少研磨体合适呢,是不是越多越好呢?其利弊平衡点主要是粉磨效率,在市场供大于求的今天,具体讲就是单位产品的粉磨电耗能不能降低。
从理论推测到模型观察,研磨体在纯内圆磨内的运行轨迹,近似于分层按同心圆弧提升、再按抛物线落回起点的闭环运动;在较小装载量的情况下,研磨体形成的多层闭环中心存在一个空腔,实现各层之间互不干涉。
我们从几何学上可以推出,研磨体装载量越大,这个空腔就越小,在确定研磨体装载量时,务必使这个空腔大于最大球径,否则,研磨体就会在降落时互相干扰碰撞,损失能量降低粉磨效率,增加单位产品的粉磨电耗。
从几何学可以进一步推出,保留这个空腔的最大填充率为42%。实际上,研磨体的运行轨迹,还会受到磨机转速、衬板形式、研磨体的形状与级配、被研磨物料的性质等因素的影响。
根据实践经验,磨机的最佳填充率一般常取在25%~35%之间,而以28%~30%居多。过高的填充率,必然增加研磨体的干扰碰撞,无谓的增加能量损失,增加单位产品的粉磨电耗。
球磨机在运行一段时间后,研磨体将被磨耗减少,这时应适时地给予补充,常用的补充依据有:
① 按实测的研磨体表面高度下降量补充。这要在初装时测出研磨体在磨内的基准表面高度、测算出研磨体的容重;
② 按磨机运行功率的下降量补充,对比的基准功率一般很容易找到。一般每减少1吨研磨体,功率下降10~12kW,最好在后续的运行中给予校正;
③ 按统计的吨产品磨耗补充。这要在磨机运行较长时间以后,经过统计才能获得一个大概值,最好是通过清仓过秤取得;
④ 按统计的运行时间磨耗量补充。这也是一个大概值,因为研磨体的实际磨耗还与物料的易磨性、磨蚀性有关;
⑤ 通过清仓过秤,按实际缺少量补充。但由于清仓的工作量较大,不可能过于频繁,每年有一次就不错了。
对于研磨体的形状,主要有棒、球、段,还有椭圆球、橄榄球等,但目前用得最多的是球和段。一般粗磨仓用球,细磨仓有用球的也有用段的,到底哪一个更好呢?理论上,段的表面积大,研磨能力强、磨内流速慢,更适合开路磨;球为点接触,粉碎能力强、磨内流速快,更适合闭路磨。但实际上,由于细磨仓的研磨体是微介质,体积较小,两者差不了多少,视性价比选择就可以了。
34 只要研磨体的装载量足够就可以了吗
要想使研磨体在磨内发挥出最大效率,不仅与其重量有关,还与其大小和级配关系密切,这一点在初装研磨体时都是比较认真的。但在随后的补装过程中,大部分是补充该仓最大的规格,或凭感觉搭配补装,就不那么认真了。
被粉磨的块状物料,由于分子键的作用具有一定的团聚力,对于同一种物料,粒度越大团聚力越强。在球磨机内,当研磨体的冲击力小于物料的团聚力时,研磨体不能粉碎物料,造成能量的浪费;当研磨体的冲击力大于物料的团聚力时,在粉碎物料后的剩余能量将作用于磨机衬板及其他研磨体,转化为热能和声能,造成能量的浪费;只有当研磨体的冲击力略大于物料的团聚力时,才能在粉碎物料的同时,把能量的浪费减至最小。
在研磨体能对物料进行有效冲击时,冲击的次数越多,粉磨效率就越高。也就是说,粉磨效率与研磨体的有效冲击次数正相关。在一定装载量的情况下,研磨体的规格越小,其个数就会越多,对物料的冲击次数就会越多。也就是说,在满足对物料有效冲击的情况下,研磨体规格是越小越好,既可以减小冲击力的浪费,又可以增加冲击次数,从而提高粉磨效率。
实际上,在球磨机内的物料有大小不同的多种粒径,为了适应不同粒径对研磨体的冲击需求,研磨体也要有与之相应的不同规格,这就是研磨体的级配。各公司的入磨物料粒径组成是不一样的,所以研磨体的级配也应该是不一样的,而且是随着物料粒径组成的变化而变化的。
对于初装磨机,由设备厂家提供的原始级配,不一定符合你的实际情况,应该在运行中给予校正;对于运行的磨机,在补充研磨体时,也必须考虑其级配的变化,给予及时校正。那么,如何确定合理的研磨体级配呢?
① 根据粉磨系统的不同工艺、磨机结构的分仓情况、入磨物料的筛析分布,参照设备厂家提供的原始级配进行试配。首先确定各仓研磨体的平均球径、最大球径、规格级数,再确定研磨体的具体级配。一般粗磨仓的配球为3~5级,细磨仓的配球(或段)为1~2级,前后两仓之间要交叉一级。
② 然后根据运行中各仓的磨音大小、磨机的通风阻力、出磨细度及比表面积,各仓筛余曲线的下降速度、各仓料面对研磨体的覆盖厚度,采用优选法进行多次调整,最终获取较佳的配球方案。
能力偏大的仓要减小平均球径,能力偏小的仓要加大平均球径;出磨细度粗但比表面积不低,要减小头仓的平均球径,比表面积低但细度不粗,要减小尾仓的平均球径;磨机产量低时要加大平均球径,细度粗时要减小平均球径。
对于细磨仓(联合粉磨系统的球磨机)来讲,由于入仓(磨)物料的粒径较小,配置的研磨体规格也较小,一旦有粗料串仓(辊压机边料入磨),研磨体将无能为力。特别对开路球磨机,出磨细度是制约台时产量的主要因素,粗料串仓将严重影响到台时产量和粉磨电耗。有研究表明,10% 的粗料串入将导致20% 的效率降低。
对隔仓板(联合粉磨系统的辊压机侧挡板)的维护不到位,是粗料串仓(大块入磨)的主要原因。隔仓板损坏严重时,还将导致研磨体串仓,打乱研磨体的级配,严重影响粉磨效率。
一旦发生研磨体串仓,就必须清仓重新配置研磨体,才能使研磨体的级配恢复到正常状态。遗憾的是,由于清仓的劳动量比较大,目前又没有一个理想的分级设备,有的公司几年都不清一次仓,实际级配与设计级配已相去甚远,还要谈什么粉磨效率。
清仓的作用,不仅是重新获得比较准确的研磨体级配,同时还能除去磨内的小球段、碎球段、废铁渣、废铁屑,减少研磨体在磨内的无用功,提高研磨效率。废铁渣、废铁屑,在研磨体与被研磨物料之间,起着降低研磨效率的垫层负作用,应该及时除去。
除定期的清仓以外,还有两项措施可以采取:① 做一个单面带篦条的箱体形“磨门”,定期地代替磨门,在不清仓的情况下,筛一下磨内的铁渣;② 在选粉机回粉的合适部位,装一个管式除铁器,及时清除与物料一起出磨的废铁渣、废铁屑。天瑞卫辉公司的两台水泥磨,就在其回粉溜子上加装了管道除铁器,并取得了较好的效果。
天瑞卫辉公司在选粉机回粉溜子上加装的除铁器