立磨在水泥终粉磨系统中的应用

立磨在水泥终粉磨系统中的应用
谢伟安;周滨
【摘要】只要能够正确调节立磨的操作参数,立磨水泥的性能完全可以调控.在水泥比表面积相同时,立磨水泥的强度略高,但其需水量也稍高一点.在水泥粉磨方面,采用立磨取代球磨的技术进步面前,我们无需因担心所谓的水泥性能问题而犹豫不决.【期刊名称】《新世纪水泥导报》
【年(卷),期】2010(016)004
【总页数】3页(P42-44)
【关键词】立磨;终粉磨;水泥
【作者】谢伟安;周滨
【作者单位】北方重工集团有限公司水泥设备分公司,110141;北方重工集团有限公司水泥设备分公司,110141
【正文语种】中文
【中图分类】TQ172.632.5
近年来，立磨已经成功应用于水泥熟料的终粉磨系统，并日渐成为新建粉磨项目的标准设备。

2005～2008年，世界新建水泥生产线约360条（除中国大陆以外），水泥年产能达4.4亿t，采用了水泥粉磨装备600余台套。

其中水泥立磨的选用率由2005年的45%上升为2008年的61%，而水泥球磨的选用率则相应地由50%下降为27%，这表明国际上采用立磨进行水泥终粉磨取代球磨已成为普遍潮流[1]。

2006年2月，云南国资水泥东竣有限公司OK33-4水泥立磨成功投产[2]；2009年3月，湖北亚东水泥公司LM56.3+3水泥立磨成功投产；成都院的CRM4622也被用于山东鲁碧建材有限公司的水泥粉磨系统中。

这些表明在我国使用立磨作为水泥终粉磨设备的时代已经到来。

球磨机和立磨的粉磨工艺是截然不同的。

在球磨机中物料是靠冲击和摩擦粉碎的；而物料在立磨中所受的粉磨力是以挤压为主，研磨为辅的；物料在立磨内粉磨时间较短，2～3 min即可完成，因而粉磨效率高，节省粉磨电耗。

通常立磨可以比球磨节电30%～40%。

对立磨而言，在生料或煤粉的粉磨中入磨原料水分很高，一般达到5%以上，对烘干能力要求比较高，而水泥粉磨的入磨物料干燥、无水分或很低，烘干能力的要求是次要的；生料粉磨细度要求不高，一般控制在0.08 mm筛筛余12%即可，对于易烧性好的用于预分解窑的生料细度甚至可以放宽到15%～20%，而且对颗粒级配基本没有要求，而人们对水泥产品细度和颗粒级配要求较高，水泥细度一般要求勃氏比表面积320 m2/kg以上。

采用立磨粉磨水泥，需要解决的问题主要是磨机振动、磨辊和磨盘的严重磨损以及水泥质量等。

由于物料干燥，而且水泥粉磨产品细度要求高，物料循环量大，循环料很细，流动性好，在磨盘运转离心力的作用下，很快被甩到磨盘外被风环吹出的高速气流带走，难以形成稳定的料层。

此外由于水泥熟料的磨蚀性比较强，对磨盘和磨辊会产生比较严重的磨损，引起磨机产量下降和运行费用升高等问题[3]。

另外在产品质量方面，球磨机所生产水泥的粒径组成范围较宽，即被过粉磨的微细颗粒较多，同时又有一部分未被充分粉磨的粗颗粒，表现在RRB粒径分布曲线上的斜率（n值）较小，粒径正态分布曲线则较扁平，颗粒形态比较趋于球型。

而物料在传统立磨中的停留时间较少，粉磨轨迹较短，因此立磨水泥的颗粒组成较窄，其RRB曲线的n值较大，一般多在1.10以上，而球磨水泥一般为0.95～1.05。

细颗粒过少可能引起早期强度低，更主要的使需水量增加。

为了克服立磨在水泥熟料终粉磨过程中的相关难题，各公司分别在生料立磨的基础上对粉磨工艺进行改进。

工艺的变化带动了设备结构的改进，而设备的完善又适应了工艺的要求。

首先，在形成一个稳定的粉磨料层方面，各公司开发出了不同的专利技术。

例如，莱歇公司创造了对辊联合粉磨工艺（图1），随能力大小，可用“2+2”、“3+3”不同配置。

辅辊（S辊）起准备料床作用；主辊（M辊）起粉磨作用。

OK立磨（图2）应用单辊自行准备料床的原理，采用球型带槽辊减小振动。

CK
立磨与OK立磨类似，亦采用单辊自备料床的方法，采用不对称球型磨辊[4]。

与生料相比熟料对于磨辊、磨盘的磨蚀性更大，磨损后期将严重影响产量、质量，为此各公司特别重视磨损问题。

首先是选用更为耐磨的材质，如Ni-H IV、高Cr
铸铁等。

有些厂家还提供辊面再修复技术，对磨损部分进行补焊，大大延长了寿命。

另一方面改进磨辊形状，采用大直径窄辊的设计理念或降低磨盘转速，减少辊、盘之间的相对速度差，降低磨损。

在解决水泥质量问题方面，主要采取降低磨盘转速、加高挡料环高度等方法，延长物料在磨盘上的停留时间，增加物料被研磨的次数的方法，同时提高研磨力（各种立磨结构不同，其压力有所区别，但一般均较生料磨大大提高，有的要大一倍），目的是增加粉磨产生的细粉量。

为使立磨水泥产品的RRB曲线趋于平缓，各公司分别改进分选设备，主要的措施
是将原有的选粉机改成设有导风叶片的高效笼式选粉机。

选粉效率高，分离清晰，其特点是细度、比表面积靠调节转子实现，高比表面积要求高的转速。

颗粒级配受风量影响，降低风量、增加浓度就降低选粉效率，从而降低n值。

两者的合理配
合就能生产出符合要求的成品。

丹麦史密斯公司根据OK型立磨调控其水泥性能的方法，从大量的生产实践中总结
归纳出表1所列的原则性指南。

即当立磨水泥比表面积相同时，增加其挡料圈高度，或增加磨辊压力，两者效果相同，都会使成品水泥的粒径范围变宽，抗压强度变小，标准稠度需水量变小。

但是增加磨内风量，其效果则与前者相反[1]。

总之，综合运用这些调控手段，可以在较大范围内调控立磨水泥的性能，而从目前的使用情况看，颗粒级配比球磨更加合理，水泥强度也达到或超过普通球磨机粉磨的水泥。

3.1 湖北亚东莱歇LM56.3+3立磨水泥终粉磨系统[5]湖北亚东的水泥磨系统于2007年7月建成投产，经过约一个月的调整后，即进入正常生产阶段。

9月运转
率即达88.1%，且产量和能耗均好于设计保证指标。

公司以9月为基础计算生产P·O 42.5时，磨机单位产量是217.5 t/h；生产P·C 32.5时，磨机的单位产量为199.7 t/h。

所对应的单位电耗分别是30.1 kWh/t和34.0 kWh/t。

上述产量和电耗对应的产品细度为348 m2/kg和373 m2/kg。

其它性能见表2。

为了验证立磨水泥的工作性，湖北亚东于2007 年9月做了湖北亚东水泥和四川亚东水泥的对比试验，前者取样于湖北厂立磨，后者取自四川厂辊压机+球磨机系统，详情见表3。

无论从那个角度讲，湖北亚东立磨生产水泥的电耗都是很低的，对照《水泥企业对标指南》大约较国内同等规模的粉磨站的先进水平（辊压机+球磨）还低4～6 kWh/t。

3.2 美国Phoenix公司OK型立磨水泥终粉磨系统[6]
Phoenix水泥公司OK型立磨的保证指标是≥118 t/h普通波特兰水泥（95%熟料，5%石膏），勃氏细度390 m2/kg。

2002年8月，经过两周的试运行，磨机一直在保证的生产指标上运转。

这条3 000 t/d的熟料生产线的其它部分调试后，运行证明这台OK型立磨在要求的产品细度下具有140 t/h的生产能力。

单位电耗
25.7 kWh/t（包括选粉机和磨机风机），较公司原闭路球磨系统节能15 kWh/t
以上（见表4），产品性能见表5。

从表5中可以看出，OK型立磨不仅可以与球磨机相媲美，在重要的质量方面，还优于球磨机。

我国是水泥生产大国，总产量高居世界首位，2009年产量已超过16亿t，但是水泥粉磨设备基本上是传统的球磨系统，而且还有大量落后的小型球磨机。

这种不合理的局面迫切需要打破，跟上国际先进技术的步伐。

只要能够正确调节立磨的操作参数，立磨水泥的性能完全可以调控。

在水泥比表面积相同时，立磨水泥的强度略高，但其需水量也稍高一点。

在水泥粉磨方面，采用立磨取代球磨的技术进步面前，我们无需因担心所谓的水泥性能问题而犹豫不决。

【相关文献】
[1] 高长明. 关于立磨水泥的性能问题[J]. 水泥工程, 2009(4).
[2] 李建光. OK33-4水泥立磨的操作与维护[J]. 新世纪水泥导报, 2009(5): 35-37.
[3] 杜秀光. 立式磨粉磨水泥的技术状况和经济分析[J]. 新世纪水泥导报, 2001(6).
[4] 王仲春, 曾荣. 加速水泥和高细矿渣立磨国产化开发(上) [J].中国水泥, 2003(11).
[5] 湖北亚东水泥有限公司. 莱歇LM56.3+3水泥立磨运行经验[J]. 中国水泥, 2009(10).
[6] MS M.Simmmons, MS L.Gorby.Experiences from the United States' first vertical roller mill for cement grinding.CEMENT INTERNATIONAL, 2006(2).。