优化级配方案提高磨机台产

梁晓勇（内蒙古通辽市科左中旗安泰水泥有限公司，内蒙古 通辽 029300）

0 前言

我公司原有一条主机为Φ3.2m×13m磨机的开路水泥粉磨生产线，年产水泥30万t。2021年初，进行了辊压机技改，由磨前破碎机加开路水泥磨改造成辊压机、2套回转筛和水泥磨机的开路粉磨系统。

项目改造后经过将近1个月的试运行，设备运行正常，但提产效果不理想。原磨机台时产量为50～52t/h，改造后台时产量在60～62t/h之间，提产10 t左右；出磨水泥细度按45 μm方孔筛筛余10%控制，平均10.5%，比表面积在350～380m2/kg之间(以上台时产量均是以裸磨状态统计的数据)。通过合理调整辊压机的运行参数，经过小磨实验、料球比观测，优化磨机的级配方案，最终实现辊压机、水泥磨联合粉磨系统达标达产。

1 查找问题原因

1.1 查找辊压机原因

通过实验检测，并与相关行业数据对比，发现辊压机出辊物料成品率相对偏低。检测方法为分别取合适量的物料样品，使用成套方孔筛进行筛分。出辊物料和入磨物料粒度分布的实测结果见表1。

表1 出辊物料和入磨物料粒度分布

观察表1中R0.08+粒度的占比百分数，出辊物料R0.08+粒度的占比为88%，意味着辊压机成品合格率为1-88%=12%，与一般辊压机出辊的成品率应该≥20%～30%的数据相比，此数据相对偏低，故应适当调整辊压机的运行参数。同样入磨物料成品合格率为31%，也进一步反映出辊压机成品合格率偏低。入磨物料存在R5+粒度，说明回转筛的筛片有较大的磨损，出现了大的孔洞，需要修复。

第一道回转筛筛片的篦缝为5mm，第二道回转筛筛片的篦缝为1.5 mm。

1.2 查找磨机原因

根据磨机的原始级配方案（由理论计算和经验提出），分析认为，其参数有可能与实际偏差较大。使用专业声级计实测磨音，一仓磨音为92 dB，二仓磨音为95 dB，三仓磨音为94 dB。而一仓磨音应≥95 dB，初步判定一仓能力较弱。后又正常带料停机，通过入磨取样做筛析曲线、实测研磨体的填充率和观测料球比（料面高度等情况），进一步证明了这一点。筛析数据见表2。

表2 磨机物料筛析数据

观察R0.08+粒度的变化趋势，不难发现R0.08+粒度在一仓内下降了16%，二仓内下降了17%，三仓内下降了18%。而标准筛析曲线应该是一仓下降的很快，而二、三仓则相对比较平缓。显而易见，一仓能力严重不足，一仓的研磨体级配不合理，具体可能是球径不合理，也可能是装载量不合理等原因。另三仓内物料的比表面积偏低，说明成品微粉颗料级配不好，考滤钢锻的研磨问题。

通过实测三个仓的研磨体填充率，一、二和三仓分别为24.8%，27.7%，30.6%。一仓的填充率偏低，研磨体装载量不足。

使用标准公式，即φ＝β/360－sinβ/2π。注意β＝n1/n×360°计算填充率，其中n1为球锻所堆积的衬板周向块数，n为磨机筒体一周的衬板块数。

最后，入磨观测各仓的料球比，即实测料面高度等情况，发现一仓内球面上的物料最大厚度约为200mm，二仓内料球比情况为料球面基本持平，三仓内锻面上物料的厚度约为40mm。

根据经验，良好的开路磨各仓的料球比应该是，一仓露半个球面，或料球面持平，二仓料球面持平或料高出10～30mm，三仓料面高出20～40mm。可知，一仓的料球比不对，二仓的料球比相对较合理，三仓的料球比基本正常，但需要进一步验证。

2 改进方案

2.1 合理调整辊压机的运行参数

辊压机做功效果的好坏与其运行参数有直接关系，除了要求电机运行电流要尽可能达到额定电流的70%～80%外，辊压机的压力和最小辊缝也是其安全、稳定运行的重要参数。其中压力值直接影响做功效果和产品质量，压力过大可能使颗粒内部重聚，难于打散筛分，并易造成严重磨损辊面的现象，压力过小则颗粒间间隙较大，直接造成产品粒度偏大，影响料床粉碎的效果；最小辊缝大小也有相似的作用效果。

我公司辊压机现最小辊缝是12mm，运行压力8～10 MPa，压力中值9 MPa。先试调整最小辊缝为10mm，运行压力为9～11MPa，压力中值10MPa，此时辊压力动辊电机电流为350A左右，达到额定电流的76%，定辊电机电流为320A左右，达到额定电流的70%。

调整辊压机运行参数后的出辊、入磨物料粒度分布结果见表3。

表3 出辊、入磨物料粒度分布

从表中3可以看出，出辊物料成品率为12.3%，入磨物料成品率为39.4%，与调整前比有一定提升，从辊压机电机的运行电流角度看，效果较理想，故暂定辊压机依此参数运行。

2.2 通过小磨实验调整磨机级配

（1）调整一仓级配。针对需要一仓粉磨的物料，通过小磨实验，确定最大、最小球径及装载量，然后查标准级配表确定其它球径及装载量。

从筛析曲线（表2）中我们可以看出，一仓物料最大和最小料度分别为R0.9-2.5，R0.08-0.2，制备此两种料度的物料各3份，配备Φ20mm、Φ25mm、Φ30mm、Φ 40 mm、Φ50 mm和Φ60 mm的钢球，分别做小磨实验，结果如表4和表5。

表4 小磨实验

表5 小磨实验

通过数据对比，发现50mm球比40mm球的粉磨效果好，而60 mm和30 mm球7 min数据均不理想，淘汰其出局。综上所述，从实验数据上讲，一仓最大球应选50 mm球。但考滤工艺不正常时的工况，包括筛片磨损，物料在雨季时水分偏大等不利因素，应适当增加最大球的球径，所以选取60mm球为一仓最大球（名义上最大球）。

从表5的小磨实验数据对比中，25mm球对料度为R0.08-0.2物料的粉磨效果最好，故选25mm球为一仓最小球。

选取一仓填充率φ1=28%，根据G1=ρ1V1φ1，其中ρ1=4.6，V1=一仓有效容积，计算得G1=30t。

通过以上实验结果及计算得一仓的级配方案见表6。

表6 一仓的级配方案

（2）二仓级配比较合理，暂时不作调整。

（3）三仓级配基本合理，但因三仓内物料的比表面积偏低和物料层厚度偏上限，故需要通过小磨实验确定最大锻径是否合理，然后适当微调三仓的级配。取三仓入口物料2份，同时取出约150kg钢锻，分做两份，一份保持不变，另一份去除14mm以上的钢锻，做对比小磨实验，结果如表7。

表7 小磨实验

从表7中可以看出，最大锻径为14mm时是相对合理的，故要筛出14mm以上的钢锻，同时合理补充12mm、10mm和8mm的钢锻，并要保持该仓装载量不变。

3 改进后效果

现辊压机和磨机系统运行流畅，具体效果如下：

（1）测量磨音结果：一仓磨音97dB，二仓磨音95dB，三仓磨音93dB。与经验数据比较，已正常。

（2）出磨水泥细度按45 μm方孔筛筛余控制在9%以下，平均8.5%，比表面积在370～400m2/kg。

（3）经2个月运行，磨机台时产量达72～75t/h，较技改前提高20～25t/h，按年运行6500h，每年最少可提产13万t，每吨效益按30元计算，年可创造经济效益约400万元。以上台时产量均是以裸磨状态统计的数据。

存在问题如下：一是因时间原因，三仓级配未做调整，拟在年底设备大修期间重新级配。二是辊压机的出辊物料成品率有待提高，需要进一步挖掘其潜力。三是磨内部分隔仓板的通风中心圆的开孔率偏小，需改造。