轻质物料较粗成品的辊压及干式分选试验探索

2018-06-09何毛王小峰石国平

水泥技术 2018年3期

何毛，王小峰，石国平

1 引言

随着辊压机装备技术的不断进步，其干式粉磨、高效节能的特点得到普遍认可，尤其是与V型选粉机、动态选粉机、旋风分离器、收尘器等干式分选与收集设备配套组成的辊压机终粉磨系统，在干式粉磨领域得到越来越多的好评。

对于一套成熟的粉磨及分选系统，在不改变设备规格的前提下，系统所能达到的成品细度范围是一定的。2017年9月，本实验室受委托将一批轻质物料（焦煤类物料）处理到0.15mm筛筛余25%以上，最好能达到30%以上，经过多次探索试验，得到的成品偏细。之后对V型选粉机进行了优化设计，减小了通风面积，增大了分选区风速，使得更粗的物料得以分选出来。

2 实验室辊压-分选试验系统简介

实验室辊压-分选系统为辊压机终粉磨形式，即经喂料系统计量后的物料，经由斗式提升机进入辊压机仓，继而经辊压机挤压后提升至V型选粉机进行分选，较细颗粒由系统风带入动态选粉机，成品主要由旋风筒收集，部分超细成品由收尘器收集，V型选粉机粗颗粒与动态选粉机粗粉则返回辊压机仓，与新喂料汇合进入辊压机再次辊压。

试验系统流程示意图见图1，主要设备规格见表1。该实验系统常用于水泥行业生料原材料或水泥的粉磨基础理论研究，也为多种外行业物料的粉磨试验探索提供了数据参考。

图1 实验室辊压机-分选系统流程图

3 试验物料及要求

试验原料为焦煤，堆积密度0.72t/m3，粒度分析见表2。从表2中可以看出：0.15mm粒级以上占98.4%。根据要求，粉磨需在干式条件下进行，成品中0.15mm以上部分应达到（30±5）%。

表1 实验室辊压-分选系统主要设备

表2 原料主要粒级质量分数

4 系统试验

4.1 常规条件试验

常规试验中，V型选粉机用于辊压后物料的初步分选，将其中最粗部分物料返回辊压机仓，其余物料随系统风进入动态选粉机，继而进行第二次粗细粉分离，得到合适细度的成品后由旋风筒及收尘器收集。由于试验要求成品细度较粗，试验条件初步确定为：辊压机压力3MPa，选粉机转速5Hz，风机风门开度100%，试验时间10～15min，即系统完全稳定运行一段时间后取样进行粒度筛析，结果见表3，其中，成品0.15mm筛筛余16.59%，细度较细。

表3 常规条件试验成品粒度分析

根据收集物料的重量、运行时间及运行期间电机功率记录，可统计出辊压机两辊平均功率之和为5.32kW，成品产量447.4kg/h，主机平均粉磨电耗11.89kWh/t。

4.2 条件探索试验

根据常规条件试验结果，由于风机风门已经全部打开，无法继续增大系统风量，故初步决定将动态选粉机转速降至0Hz，即完全停用第二次分选，仅用V型选粉机进行粗细分离，同时取辊压机循环料饼进行粒度筛析，考察辊压机挤压后物料中粒级在0.15mm以上颗粒含量，得到的成品粒度见表4，料饼粒度见表5。统计出的两辊平均功率共4.61kW，成品产量483.3kg/h，主机平均粉磨电耗9.54kWh/t。

表4 3MPa压力-0Hz选粉试验成品粒度分析

表5 3MPa挤压循环料粒度分析

根据3MPa压力-0Hz选粉试验结果，停用动态选粉机后成品细度虽然变粗，但仍未达到所需的要求，因此考虑改变辊压机压力，减弱挤压效果，增大循环料的粒度，从而提高分选成品的粒度。将压力降低至1.5MPa后，试验并收集成品进行粒度筛析，结果见表6。期间两辊平均功率共4.19kW，成品产量515.8kg/h，主机平均粉磨电耗8.12kWh/t。

表6 1.5MPa压力-0Hz选粉试验成品粒度分析

一般而言，辊压机粉磨-分选系统主要的可调节条件为粉磨条件和分选条件，上述几组试验中对两种条件都进行了最大限度调节，故在不改变系统设备的条件下，0.15mm筛筛余（30±5）%的细度要求难以达到。

4.3 设备改动后试验

在系统分选过程中，主要依靠引风机提供流体作为物料分离的载体，系统风管内流体速度的改动会影响其带料能力，增大局部风速则能拉动相对更粗的颗粒，从而使成品细度更粗。据此考虑将V型选粉机出风口面积缩小，增大分选区域风速。通过考察实验设备具体尺寸，将现有出风口导流板的30%进行遮挡，继而进行试验并取样筛析，结果见表7。期间两辊平均功率共4.38kW，成品产量403.6kg/h，辊压机主机平均粉磨电耗10.85kWh/t。