研磨体及衬板研磨技术在球磨机中的应用

苏光辉 冀东水泥唐山分公司生产运行部

1.二线煤磨改造前运行状况和系统存在问题分析

二线煤磨建于1996年，为两仓磨，包含一烘干仓和一粉磨仓，用于二线水泥窑系统煤粉制备。其规格为 3.4x（5.25+2.8）m，产量30t/h，入磨原煤粒度0-25mm，入磨水分小于12%，入磨风温350℃以下，出磨物料细度80µ筛余12%，研磨体载重49t，主机转速1460r/min,主机功率800KW。磨内所用研磨体级配为 60mm、 50mm 40mm 30mm。随着二线窑系统不断升级改造，产量增加，系统用煤消耗也逐渐增加，而二线煤磨却从未进行系统更新，其产能逐渐成为制约窑系统产能发挥的重要因素，主要体现在成品煤粉细度和水分严重超标，细度多在20%以上，甚至出现30%，水分多在3.0%，甚至有5.0%出现，完全违背水泥工艺生产所要求指标（质检要求细度在15%以下，水分2.5%以下）。

产生此现象的主要原因在于现在入磨原煤煤质产生巨大的改变，并且随着窑系统用煤量的增加所导致。原煤当初设计时，为优质高热值原煤，易磨性好，水分适中，适合当初设计理念，而现在随着降本增效理念的推广，多企业都逐渐地在使用劣质煤。当然，本企业也不例外，逐渐在两条生产线中提高褐煤或棕煤的用量，采用优劣质煤搭配，值价比最优的做法。原煤中配入褐煤后，由于褐煤水分高（40%），易磨性差，导致煤磨能力无法满足生产要求，在此状况下，尽管已经通过增加磨内研磨体量提高产能等手段进行改善，效果仍然不明显。过粗和水分极高的煤粉导致在窑内不能充分及时燃烧，系统内Co含量高，并且会出现间歇性的窑尾跑料，熟料黄心多，质量波动大，减料频繁出现。尤其到冬季，环境温度底，煤磨热风供风严重不足，出磨温度最低时仅有50℃。

二线煤磨此种生产状况已经成为窑发挥产能的瓶颈问题，重要的制约因素，鉴于本公司的技术力量有限，只能聘请外委专业公司进行改造。

2.改造方案的论证及实施

由于煤质与当初设计产生巨大的改变，窑系统提产用煤增加，致使煤磨研磨能力与现有配煤方案不能适应，煤粉产量不能满足现阶段窑系统的使用。改造首要解决的问题就是对现有煤易磨性进行测量，并根据测量结果对现磨系统内部研磨体、衬板进行调整，甚至改变磨内仓结构。

经过调研和考察，湖南红宇此方面具有技术优势，并在相关企业得到验证。其主要技术特点为物料检测技术、自行研发的台阶衬板技术及高铬耐磨钢球技术。物料检测技术是选取用户典型的物料，考察物料的组分，并对物料的易磨性、冲击破碎功、研磨效率和物料的颗粒组成进行分析检测。检测中红宇新材开发了具有自身特点需求的检测设备和仪器，为二线煤磨改造方案的制定提供准确的信息。

台阶形衬板一般由三个台阶构成，台阶参数包括台阶宽度、台阶高度和台阶角度，每个台阶可“卡住”相应规格的磨球，被“卡住”的磨球构成动态的波峰，将相应规格的磨球带到合适的高度落下，对物料进行破碎和研磨。铬锰钨抗磨铸铁磨球及配比技术是依据物料特性、设备参数和制粉要求等数据进行的，对大、小直径磨球进行合理的搭配，从而使磨煤机的制粉能力提高，使磨煤机高效运行。

经考察和沟通，湖南红宇为本次改造提出方案，并制定实施目标，改造方案如下：

1）筒体衬板更换为红宇新材台阶形筒体衬板，端衬板及烘干仓隔仓板仍采用原供应商的产品，研磨仓增加1隔仓板。

2）磨球更换为红宇新材铬锰钨抗磨铸铁磨球，初装球量 38 吨，调整产量备用球 5 吨，三个月的补加球 8 吨，合计 51 吨；

3）在褐煤掺烧量为10%，蒙煤30—40%，其他为山西煤或者陕西煤的煤质条件下，达到以下技术指标：

（1）降低磨煤机电流5%以上（改造前的磨机电流是80A）。

（2）降低煤粉细度至18%以下。

（3）降低磨机装载量20%以上。

（4）保持台时产量（25吨）不变。

2013年10月份，相关专家及湖南宏宇公司相关人员在一厂进行方案论证会，并对上述方案达成一致意见，预算投资为124万元。2013年12月，该项目成功立项，并准备在2013年二线检修期间实施。实际于2014年2月至3月进行了施工。项目实施后磨内前后变化如下表：

一仓：Φ90，1吨。Φ60,8吨。Φ50 2吨，Φ40 5吨，Φ30 2吨。二仓：Φ40 4吨，Φ30 3吨，Φ25 4吨，Φ20 16吨序号 名称 实施前 实施后1 衬板 台阶型衬板2 烘干仓 2.8m 2.55m 3 粉磨仓 1个，5.25米 2个，2.25m，3m 4 隔仓板 1个 加1个，2个5 研磨体 55吨 45吨6 研磨体级配60mm、50mm 40mm 30mm，1：1：1：2

项目实际投资为111万元。

3.项目实施后效果评测

项目实施后，系统工艺性能和电气性能得到很大的改善。其前后煤粉细度水分横向及纵向对比如下：

煤粉细度和水分（数据由质检部提供）对比分析表

改造后时间 同期一线磨 二线煤磨 二线煤磨 同期一线煤磨 时间细度 水分 细度 水分 细度 水分 细度 水分2013.08 13.10 2.42 22.88 3.10 15.71 3.14 11.58 2.51 2014.05 2013.09 13.00 2.54 20.70 2.95 12.44 2.14 11.18 1.66 2014.06 2013.10 13.01 3.24 22.88 3.86 11.38 1.69 11.47 1.55 2014.07 2013.11 11.12 2.32 18.37 2.48 14.47 1.49 10.96 1.33 2014.08 2013.12 10.60 2.05 17.32 2.56 2014.01 10.59 1.90 16.15 2.72改造前

由上表可以看出，2014年3月份煤磨研磨体改造完工后，经过2个多月的调试，煤粉细度和水分已经有了明显的改善。细度由之前月平均20左右降至2014年7月分的12.44,8月份11.38，甚至低于同期的一线煤磨的细度11.47。而水分也在走下行趋势，由调试期5月份最高值一直在下降，至2014年8月更为明显，下降至1.49，几乎接近同期一线煤磨的水分。所以从现阶段运行效果来看，衬板和钢球级配的匹配较好，衬板带球高度合适，使得磨机的破碎和研磨能力的匹配合理，制粉系统工艺运行状况能够满足窑系统连续运行。

煤磨主机电流前后变化表

由此表可以看出，改造后由于磨内总体研磨体装载量改变，改造前与改造后磨主机电流发生了很大的变化，从改造前和改造后随机取的7天的平均值差异来看，相差13.86A。这说明在同等产量的情况下，磨内球级配及载量更加合理，充分发挥出研磨性能，提高了磨破碎和粉磨效率。如果每年7000小时计算，电价0.5元计，此项目实施后除了改变煤粉细度，降低煤粉水分，满足窑系统生产外，预计节能效益为：

1.7 3x6 000Vx13.86A÷1000x0.5元=503533元

仅光电费预计两年能收回成本。

4.总结

从以上数据可以看出，此项目实施后达到预期目的，充分说明磨内研磨体级配、衬板形状及增加隔仓板对磨机粉磨性能的影响。改造后我们仍对研磨体的使用情况进行跟踪，11月进磨检查研磨体磨损状况，一切如预期，磨内破碎球少，球磨损符合设计要求，并于2014年8月完成转固。