半终挤压粉磨系统工艺分析及改进措施

李蕾花

（汉中西乡尧柏水泥有限公司，陕西省汉中市 723500）

0 引 言

我公司的水泥磨系统是七十年代末从加拿大引进的半终挤压粉磨系统，主要配置Φ4.2×10m水泥磨，Φ1220×760mm辊压机以及O-SEPAX375选粉机等组成的闭路循环粉磨系统。主机设备配置见表1所示。

表1 主机设备配置表

但随着近年来粉磨新工艺及技术的发展，该套粉磨系统已不再具有优越性。故对Φ4.2×10m粉磨系统的工艺运行现状进行系统的分析，并“对症下药”地进行技术改造，以更好地发挥磨机效能，实现“优质、高产、低耗”。

1 工艺现状分析及存在的问题

目前，我公司水泥磨系统整体表现为产量偏低，台时产量平均为115t/h左右，低于设计台产120t/h。而且粉磨能耗偏高，经济性较差。其粉磨工序电耗见表2。

表2 水泥粉磨工序电耗 kWh/t

从目前设备运行及工艺现状来看，主要表现为循环负荷量偏大，选粉机、打散机效率偏低。一方面造成磨机前循环量增大，导致投料量降低；另一方面造成入磨量偏低，成品输出量下降。这样就出现了“磨前系统负荷较重，而磨后系统较轻”的不正常现象，不能很好地发挥磨机的粉磨作用，导致系统整体产量下降，能耗增加。其主要存在的问题如下：

（1）取样目测：辊压机辊压后的物料“料饼”形成不好。存在如辊压机辊面磨损剥落严重；液压系统操作压力偏低；辊压机喂料侧挡板磨损后造成物料短路；回粉物料中细面料较多、喂入辊压机的物料粒度不符合工艺要求等问题，具体需逐项排查。

首先，对中控的操作参数进行查看，发现辊压机的操作压力设计为1450psi，但现场为保护辊面一直设定在1200psi左右，操作压力偏低。

其次，对回辊压机的物料进行筛析试验，从试验结果来看：30µm、45µm、80µm三种规格的筛余细度都在96%以上，相差不大。这就说明回辊压机的物料中细粉含量较少，96%以上小于80µm的细粉已被作为成品选粉收集。具体筛析结果见表3。

表3 回粉皮带物料筛析试验表 %

最后，利用停磨时间进行辊压机辊面的检查，发现两辊的缝隙为20mm，符合设计15～35 mm的技术要求。但辊面有磨损剥落的小凹坑，需在检修过程中修复处理。

（2）选粉机分级、选粉效率较低。从选粉机下入磨物料的筛余可以看出：80µm的筛余细度大约在32%左右，这就说明从选粉机下入磨的物料中至少有68%左右的细粉未能被选粉机作为成品收集，导致入磨物料中细粉含量偏大，磨内无功循环加剧，产量降低，粉磨能耗增加。其原因可能是选粉机本身的选粉效率不高，如选粉机转速偏低、叶轮磨损、系统漏风等，需在检修过程中排查处理；也有可能是由于除尘系统风压不够所致。为此，我们用德图testo-521压力计对成品收尘器的风机风压进行测量，结果显示风压为5300Pa，这和风机铭牌压力7800Pa相差甚远。

同时，对选粉机入辊压机的回粉物料和出辊压机的物料进行取样筛析试验，结果显示入辊压机的回粉物料中大于2mm颗粒的占比为14.7%，这就说明打散机能够将辊压机形成的“料饼”打散，基本符合打散机出料粒度小于2mm的占比70%～80%的技术要求。但从表4的试验数据可知：选粉机入辊压机的回粉和辊压机出料中1mm、2mm的筛余非常接近，这就说明1～2mm以下的颗粒在辊压机中循环实际上起不到任何挤压、粉碎效果。理论上2mm以下的颗粒应该入磨，却在辊压机中无功循环，这就说明选粉机的分级效率不理想，具体筛分结果见表4所示。

表4 选粉机入辊压机的回粉筛析试验表 %

（3）球磨机研磨能力较差，存在过粉磨现象。磨机为单仓10m短磨，研磨体为钢球Φ30、Φ25 mm、Φ20mm、Φ15mm四级配，衬板均为小波纹衬板。本身一仓磨大小球混在一起，无法满足钢球从进料端沿磨机轴向方向由大到小自动分级，物料流速也难以控制。同时由于长时间未对钢球进行彻底分选和级配，只是临停补球，级配不合理也是造成球磨机研磨能力下降的重要原因。这一点从出磨水泥的细度可以看出：80µm的筛余细度大约在7%～8%之间，出磨水泥细度偏粗，研磨能力不足。具体筛析试验见表5所示。

表5 出磨水泥筛析试验表 %

为了更好地研究出磨水泥的性能，技术人员用欧美克LS-C（ⅡA）激光粒度分析仪对P·O42.5水泥取样进行分析，结果显示小于1µm以下的微粉占比为3.15%，数据偏大。理论上1µm以下的微粉在水泥中属于“无效组分”，它在拌水过程中就完全水化、放热，对水泥的强度发挥基本没有贡献。这也就说明了在粉磨过程中存在一定的“过粉磨”现象，增加了粉磨电耗和工时消耗。具体水泥粒度分布见表6所示。

表6 水泥粒度测试粒径分布表 %

从以上试验数据可以得出：我公司水泥的颗粒分布特征是“中间小、两头大”，也就是说对28天强度贡献较大的颗粒含量偏少，整体细度还是偏粗，不利于水泥强度的发挥。具体粒度分析试验数据对比评价见表7。

表7 水泥粒度测试粒径分布评价表

2 改进措施

通过对我公司粉磨系统的工艺现状分析，主要采取了以下技术措施加以改进。

（1）利用检修，对辊压机辊面用高Cr型耐磨焊条进行堆焊修复；并对辊压机喂料侧挡板的丝杠进行调整，避免物料“短路”；同时提高操作压力至1450pis。

（2）对打散机的叶轮进行检查，彻底清理了叶轮上的结皮；并把打散机的叶轮加宽5厘米，以更好地提高打散效率。

（3）对袋收尘器的检修门、管道进行密闭堵漏，治理漏风；同时对风机的激流腔间隙进行测量，调整为10±1mm。

（4）将原O-SEPAX375选粉机更换为Sepax3500高效涡流组合式选粉机，提高分级效果和选粉效率，降低循环负荷率。与之前的O-SEPAX375选粉机相比，Sepax3500高效涡流选粉机增加了分散、预分级装置。有效地减小了大小颗粒间的干扰，为精确分级创造了更好的条件。

（5）采用新型“闭路高细磨”专用的双层筛分隔仓板将原来的一仓改造为二仓磨。筛缝为2mm，篦缝为6～8mm，二仓端采用带通风孔的护板，加强通风，以保证物料在磨内既有一定的流速，也能保证出磨物料中有足够比例的成品量；同时将磨尾出料篦板改造为小篦缝专用出料装置，具体安装示意见图2所示。

图2 磨机隔仓板改造示意图

（6）根据磨机的长径比L=10/4.2≈2.38＞2可确定该磨机可分为两仓，其中一仓长度比例约为40%为宜，故选取一仓为4米，二仓为6米。为了保证一仓的粉磨能力，将一仓原小波纹衬板全部更换为分级小波纹衬板。

（7）优化调整磨机的钢球级配，其中二仓的钢球级配以Φ10～20mm为宜，加大研磨能力。具体见表8所示。

表8 水泥磨机研磨体级配表 kWh/t

3 效果评价

通过采取以上技术措施后，水泥磨系统运行稳定，台时产量达到145t/h，粉磨工序电耗平均下降5kWh/t，提产节能效果显著。

同时，利用停磨时间进磨观察球料比，第一仓的钢球基本露出水泥半个球面，第二仓的小球基本没入水泥，实测球料比约为5.1，较为适宜，说明研磨体级配合理。经取样检验，水泥质量合格、性能较好，具体检验结果见表9所示。

表9 水泥物料物理性能检验

4 结 论

通过对水泥粉磨系统进行技术标定和工艺现状分析评价，可以定性地判断粉磨系统存在的问题，指导系统技术改进。并可以为优化级配、改善水泥性能，提产降耗等提供必要的技术依据和支持。从改造后的质量及技术指标来看，本次技改措施成功可行。