水泥粉磨系统的改造

四川广旺集团天台水泥厂于２００２年１０月正式启动生产系统完善工程，该工程由合肥水泥研究设计院设计，通过生产系统配套完善后，设计年生产能力由原１５．４万吨／年增为２５．４万吨／年。

其中，原水泥粉磨系统为!２．６ｍ×１３ｍ开路磨系统，产量２８ｔ／ｈ，完善工程需要水泥磨产量提高到３６ｔ／ｈ以上，通过三种增产方案的比较，最终确定采用“增加柱磨机预粉磨系统”新型增产节能方案。

１水泥粉磨系统改造方案的选择根据工程设计指标，水泥磨产量需提高到３６ｔ／ｈ，需改造原开路磨系统，有如下三种方案。

方案一：增加选粉机，将开路磨系统改造为闭路粉磨系统；方案二：增加熟料细碎用锤式破碎机，并采用高产磨技术对磨机内部进行改造；方案三：增加柱磨机预粉磨系统。

水泥粉磨系统改造方案比较见表１。

从三种方案比较看，方案二系统简单、投资最省、增加装机功率最小；方案三一次性投资最高、增加装机功率最大，但提高产量的幅度最大，增产量为１２ｔ／ｈ，如与增产量对比计算，则单位增产的投资和单位增产的增加装机功率与方案二基本相当。

方案二和方案三均可行，因方案三有明显的增产优势和规模效益，故最终确定采用方案三。

２系统改造工艺２．１改造前工艺原水泥磨系统的工艺流程见图１。

原水泥磨系统的工艺设备配置见表２。

２．２柱磨机预粉磨系统工艺柱磨机预粉磨系统的工艺流程见图２。

柱磨机预粉磨系统的工艺设备配置见表３。

３柱磨机的基本结构、工作原理及性能特点３．１基本结构ＺＭＪ柱磨机的基本结构如图３。

其中传动装置包括电动机、减速机和主轴。

３．２工作原理柱磨机采用了新颖的中速脉动、连续反复中压力的料床辊压粉磨原理，结构设计科学，它同时具有高压辊压机和辊式磨的性能。

电动机带动减速机使主轴旋转，安装在主轴支座上的三个辊轮在环锥形内衬中转动，当物料从进料口进入柱磨机后，经过撒料盘的均匀布料，再加上重力作用和上部推料作用，使物料均匀地从内衬周围由上而下通过，并在辊轮与衬板之间形成稳定的料层，物料受到辊轮的反复滚动碾压而形成粉末，再经过堵料桶的自然筛分，合格的细料从磨机下部的出料口自动卸料。

其增产机理为：（１）由于物料被三个辊轮连续多次碾压，其颗粒内部晶格被破坏，所水泥粉磨系统的改造ＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＣｅｍｅｎｔＧｒｉｎｄｉｎｇＳｙｓｔｅｍ□□何宏涛摘要：本文介绍了柱磨机的在四川广旺集团天台水泥厂的应用实例，叙述了系统改造前工艺及柱磨机预粉磨系统工艺，柱磨机的基本结构、工作原理及性能特点，柱磨机在改造中的使用效果及经济效益分析。

关键词：柱磨机；水泥粉磨；熟料预粉磨；增产；节能；改造中图分类号：ＴＱ１７２．６３９文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－６１７１（２００７）０４－００４５－０４通讯地址：合肥水泥研究设计院，安徽合肥２３００５１；收稿日期：２００６－０７－０３；编辑：吕光粉磨技术４５２００７／４水泥技术表１水泥粉磨系统改造方案比较比较项目方案一方案二方案三改造内容增加选粉机和附属设备、设施，改开路为闭路，厂房需加层加固磨机内部改造成高产磨，附加锤式破碎机用于细碎熟料，需做破碎机基础采用柱磨机预粉磨熟料，预粉磨后的物料进入原磨机粉磨系统，需做预粉磨土建是否新占场地不不需新占场地系统复杂性较复杂简单复杂改造可能性要对原厂房基础和结构详细研究，难度较大完全可能原有场地满足工艺平面布置，设备布置有些难度改造后产量，ｔ／ｈ≥３６≥３６≥４０增加装机功率，ｋＷ８５７４１２９运转率降低不变降低设备投资，万元４０５０８０土建投资，万元２０３１５对生产影响时间，ｄ３０７１５来自熟料混合材库输送至水泥库１２１３１５１１１６１４４５２３１６７１０８６９熟料混合材石膏图１原水泥磨系统的工艺流程表２原水泥磨系统的工艺设备配置编号名称、型号、规格功率，ｋＷ台数，台１１斗式提升机ＴＨ４００×２０．１３３－ｚｈ－Ｃ２，左装，提升能力：６０ｍ３／ｈ１５．０１２双向分料器ＴＰＯ－２４－３９，４００×４００，α＝６０°"∈－１３脉喷袋收尘器ＤＭＣ４８（Ｂ）处理风量：２５００～３５００ｍ３／ｈ２．２２４颚式破碎机ＰＥＦ２５０×４００，生产能力：７．５ｍ３／ｈ１５．０１５斗式提升机ＴＨ３１５×２０．５１６－ｚｈ－Ｃ２右，提升能力：３５ｍ３／ｈ１１．０１６棒闸４００×４００°－２７单向螺旋闸门４００×４００调节方案Ｉ－１８调速皮带秤ＴＤＧＩＶ－ＤＷ（１）－６５０，称量物料：熟料，容重１．４５ｔ／ｍ３１．０１９调皮带秤ＴＤＧＩＶ－ＤＷ（２）－６５０，称量物料：石膏，容重１．３ｔ／ｍ３１．０１１０调速皮带秤ＴＤＧＩＶ－ＤＷ（１）－６５０，称量物料：混合材，容重０．６５ｔ／ｍ３１．０１１１水泥磨（左旋）"２．６ｍ×１３ｍ，生产能力：水泥２８ｔ／ｈ，入磨粒度ｄ８０≤２５ｍｍ，成品细度：０．０８ｍｍ方孔筛筛余６％～８％１０５０．４１１２斗式提升机ＴＨ３１５×１１．８１２－ｓｈ－１左，提升能力：６０ｍ３／ｈ７．５１１３螺旋输送机ＬＳ４００×２１ｍ－Ａ－Ｃ１，６０ｒ／ｍｉｎ，输送量：５６．０ｔ／ｈ１５１１４脉喷袋收尘器ＸＭＣ６０－４，处理风量：１７０００ｍ３／ｈ，过滤面积２４０ｍ２４．５１１５螺旋输送机ＬＳ３１５×３．５ｍ－Ａ－Ｃ１，６０ｒ／ｍｉｎ，输送能力：３０．９ｍ３／ｈ３．０１１６离心风机４－６８№６．３Ｃ，左４５°，转速：２２４０ｒ／ｍｉｎ２２．０１有颗粒均已产生微裂痕，从而使其粉磨的易磨性显著提高，有利于提高球磨机的粉磨能力。

（２）出磨物料的粒度显著减小，以水泥熟料为例，出磨粒度５ｍｍ以下的约占８５％，１ｍｍ以下的约占６０％，已完成了球磨机的大部分破碎工作，且小于０．０８ｍｍ的颗粒占３０％左右，此部分已达到水泥成品合格细度。

（３）符合“多破少磨”的粉磨优化原则，将原有由磨内进行对较粗物料的粉碎移到磨外由柱磨机完成，这样可缓减球磨机一仓负担，平均球径可适当下降，研磨功能增强，进入二仓的物料筛余下降，二仓负担也减小，二仓研磨体的平均粒径减小，增强了研磨功能，更好地保证了成品的细度和合理的颗粒级配，产量可大幅度提高。

其节能降耗及耐磨机理为：（１）球磨机的粉磨有效功率约１％～２％，而普通破碎机的有效功率为３０％左右，后者是前者的１５～３０倍，且柱磨机的有效功率比普通破碎机高，故柱磨机能大量节约能耗。

（２）柱磨机在工作时，由于辊轮只做规则的相对于衬板的公转和自转，且作用力主要来自于料层挤压力及弹性装置给予的压力，另外辊轮与衬板之间没有直接接触，从而避免了辊轮与衬板之间因撞击而产生的能耗及磨损，因此，柱磨机具有节能降耗及耐磨性能良好的优势。

（３）柱磨机的研磨介质辊轮和衬板是高强度合金材料采用特殊热处理工艺制成的，硬度高、耐磨性能好。

３．３性能特点根据以上对结构、原理和机理的分析，结合在熟料预粉磨的应用情况，以熟料柱磨机为例，性能特点归纳如下：（１）球磨机系统产量提高４０％～４６ＣＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ４／２００７粉磨技术图３ＺＭＪ柱磨机的基本结构表３柱磨机预粉磨系统的工艺设备配置编号名称、型号、规格功率，ｋＷ台数，台１胶带输送机ＴＤ７５型，Ｂ５００×９ｍ，槽型，带速：１．０ｍ／ｓ３．０１２斗式提升机ＴＨ４００－１２．９６５－ｚｈ－Ｃ１右－单通道，输送能力：６０ｍ３／ｈ１１．０１３棒闸４００×４００－１４电磁振动给料机ＤＺ４，给料能力５０ｔ／ｈ０．４５１５柱磨机ＺＭＪ９００Ｓ，能力４５～６０ｔ／ｈ，３ｍｍ筛余＜１０％１１０．０１６胶带输送机ＴＤ７５型，Ｂ５００×１０．２９４ｍ，槽型，带速：１．０ｍ／ｓ３．０１７脉喷袋收尘器ＤＭＣ３２（Ｂ），处理风量：２４００ｍ３／ｈ，过滤面积２４ｍ２１．５１６０％；（２）水泥磨系统综合电耗降低２０％～３０％；（３）成品细度（筛余值）显著降低，颗粒级配更加合理，比表面积提高３０～４０ｍ２／ｋｇ；（４）柱磨机研磨体耐磨性好，一套研磨体可粉磨回转窑熟料２０～３０万吨，且球磨机钢耗降低３０％～４０％；（５）柱磨机占地面积小，工艺布置简单，附属设备配置少，不需另建专门厂房，且安装方便，投资省，见效快，甚至可以在不停产的情况下进行技改；（６）柱磨机依靠中速中压的碾压粉磨原理，运行相当平稳，维修量小、运转率高（在９５％以上）；（７）柱磨机噪音小（＜８５ｄＢ），扬尘少。

４柱磨机在改造中的使用效果及经济效益分析４．１使用效果该柱磨机预粉磨系统自２００３年７月在该厂正式投运以来，能够稳定高效地运行，取得了较好的增产节能等效果。

（１）球磨机系统产量提高４８．２％以生产３２．５级普通硅酸盐水泥为例，原水泥粉磨系统产量２８ｔ／ｈ，通过采用“增加柱磨机预粉碎系统”方案改造原系统后，在水泥配料比例基本不变的情况下，系统产量能稳定在４１．５ｔ／ｈ，则系统产量提高４８．２％。

（２）水泥磨系统综合电耗降低２４．９３％原水泥粉磨系统的总装机功率为１１４８．６ｋＷ，按系统产量２８ｔ／ｈ计算，原系统综合电耗为４１．００ｋＷｈ／ｔ，增加的柱磨机预粉碎系统的装机功率为１２８．９５ｋＷ，改造后的粉磨系统的总装机功率为１２７７．５５ｋＷ，按系统产量４１．５ｔ／ｈ计算，系统综合电耗为３０．７８ｋＷｈ／ｔ，则系统综合电耗降低１０．２２ｋＷｈ／ｔ，比原系统综合电耗降低２４．９３％。

（３）成品细度显著降低，颗粒级配更加合理，比表面积提高，水泥成品质量显著提高。

柱磨机的出磨物料大部分已成粉状，且＜０．０８ｍｍ的颗粒占３１％，粉磨后的水泥成品的颗粒级配更为合理，在水泥细度控制在３％±１％时，其水泥颗粒级配为：６０～８０μｍ占７％，３～３２μｍ占６０％，水泥比表面积也相应提高，正常可达３８０ｍ２／ｋｇ，比原系统提高４０ｍ２／ｋｇ左右。

另外，由于柱磨机独特的碾磨挤压功能，物料颗粒的内部晶格结构受到破坏，不但使其易磨性提高，而且其矿物活性显著增来自熟料库的熟料１２７３６５４熟料仓储量：１０ｔ水泥磨提升机图２柱磨机预粉磨系统的工艺流程传动装置进料口撒料盘壳体辊轮衬板弹性装置堵料桶出料口粉磨技术４７２００７／４水泥技术强，有利于水泥早期强度的发挥，有效提高水泥成品质量，改善水泥成品的安定性、和易性、流动度和凝结时间等物理性能。

（４）柱磨机研磨体耐磨性好，球磨机钢耗显著降低。

根据生产统计，柱磨机ＺＭＪ９００Ｓ的一套研磨体可粉磨熟料２２万吨。

此外，由于柱磨机系统的引入，球磨机研磨体的平均粒径大幅度减小，既降低了球磨机钢球和衬板的损耗，又减少了球磨机的维护量。

根据统计，该球磨机的钢耗由原先的１３５ｇ／ｔ降到８５ｇ／ｔ。