水泥联合粉磨工艺课件

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Φ3.8x13m球磨机+ TRP140100辊压机联合粉磨系统
1.水泥粉磨简介 2.联合粉磨工艺流程 3.联合粉磨主机设备
水泥粉磨简介
粉磨是水泥生产过程中耗电最高的环节.
粉磨工序能耗主要体现在生料制备、煤粉制备 和水泥粉磨的环节,其电量消耗约占水泥生产综合 电耗的72%,.
其中生料粉磨电耗约占水泥综合电耗的17%
熟料
试验条件
由颚破粉碎、 球磨机粉磨
Wi 标准值 kWh /t
18.60 20.68 11.80
对比试验条件
由挤压机粉碎,入球磨机 粉磨
21.95
振动粉碎,球磨机粉磨
自然冷却
15.61
急冷
Hale Waihona Puke Baidu
出窑 7d 测试
20.07
贮存 40d 测试
Wi 对比值 (kwh/t) 16.03 18.14 8.54
19.62
备及其运转参数发生明显改变时则不能很好反映 粒度分布。
有一种比较简便的方法可以大致判断粒度 分布是否正常,如果使用32μm筛余或 45μm筛余作为粉磨过程例行控制的依据, 并且32μm筛余或45μm筛余处于正常控制 范围,可以增加测定另一个63μm的筛余, 将测得的筛余与以往粒度分布正常的数据
进行比较,如果增加测定的筛余数据与以
结果证明:料层粉碎比单颗粒粉碎能耗要低得 多。由于物料是受到挤压作用,挤压的无效功比冲 击的无效功要少得多。在此基础上出现了辊压机。 1977年逊纳特教授申报了辊压机专利,并与伯力鸠 斯公司合作,制造了世界上第一台辊压机。由于辊
压机的显著增产节电效果,引起世界上几家著名水
泥机械制造公司的极大关注。德国的伯力鸠斯 (Polysius)公司、洪堡(KHD)公司,美国的富 乐(Fuller)和丹麦史密斯(Smidch)公司都相继 开发了自己的辊压机,并向世界各国提供。法国和
5.产品细度与喂料均匀性.
产品要求越细物料在磨内停留时间越长,要达到要 求细度,就要减少喂入量,以降低物料在磨内的流速 产品要求越细缓冲作用越大,黏附现象越严重.因此 要确定经济合理的粉磨细度指标.喂料均匀也是很 重要的.
6.助磨剂
助磨剂是一种提高水泥粉磨效率的外加剂.
7.磨内通风
是降低电耗的措施之一,加强通风,可以将磨内微粉 及时排出,减少过粉磨现象.还能够及时把水气排出 可以减低磨内及水泥温度.消除磨头冒烟.
往粒度分布正常的数据具有明显区别,则 提示粒度分布可能具有明显变化。
不同粒径水泥颗粒强度测试
序 粒度区段

(µm)
1
≤20
2
20-50
3
50-70
4
70-80
5
42.5矿渣 水泥
抗折强度(MPa)
3d
7d
28d
6.2 7.4 8.5
5.0 5.9 7.4
2.2 3.4 5.1
0
0
0.8
4.0 4.9 7.5
抗压强度(MPa)
3d
7d
28d
36.8 44.5 56.3
25.7 34.7 47.6
12.6 19.5 30.2
0
2.1
4.2
21.2 30.0 46.8
影响粉磨效率的因素.
1.粉磨物料的性质: ⑴熟料中的C2S含量.如含量多易磨性差,物
料难磨. ⑵熟料的煅烧温度.如过烧或黄心料的易磨性
差.物料难磨. ⑶熟料的冷却.经过快冷的熟料易磨性好. ⑷熟料经过一定储藏一段时间的比较好磨.
水泥粉磨系统
球磨机系统:由球磨机组成的开路、闭路粉 磨系统。具有流程简单、能耗高的特点;
辊压机粉磨系统:辊压机与球磨机组成的各 种预粉磨系统(包括循环预粉磨、联合粉磨、半终 粉磨等)已经成为水泥粉磨的主要方案,这是由于 辊压机的粉磨效率约为球磨机的2倍左右,可以大 幅度节电;
辊磨终粉磨系统:粉磨水泥时辊磨(立式辊磨 和辊筒磨等)的粉磨效率是球磨机的1.6~1.8倍,系 统节电30%以上。
因此生产C3S含量高些,煅烧正常,快冷的熟 料是合理的.
2.入磨物料粒度:
⑴入磨物料粒度的减小,球磨机可以减小钢球直径, 在装载量相同时,钢球数量增加,总的球的表面积 增加,因而提高了钢球的粉磨效率。 ⑵入磨粒度由20mm降至15mm以下,产量提高达 30%左右。 ⑶还可以降低破碎粉磨的总电耗。 ⑷熟料的入磨粒度在2mm较为经济. (在入磨前加装破碎设备)
耗(kWh/t)
1000
3387~3471
70
2000~2500 3094~3136
68
3000~3500 3053~3073
68
4000~5000 2969~3053
65
10000
2927~2969
60
110 100 95~100 95
-
物料状态与易磨性的关系
影响因素
粉磨工艺与 设备
冷却与贮存
原料 熟料 矾土矿 生料 熟料
与水泥的物理性能(特别是强度)密切相关 的当属水泥中熟料及混合材的粒度分布。
熟料的粒度分布会影响熟料的水化速度、一 定时间内的水化程度、标准稠度需水量、混凝土 的水灰比。熟料与混合材的粒度分布共同决定了 水泥颗粒的最紧密堆积密度。
事实上,我国多数水泥厂的现实情况是,使 用80μm筛余或比表面积作为粉磨过程例行控制的 依据,对水泥的粒度分布较少关注,80μm筛余或 比表面积与颗粒分布均没有很好的相关关系。
熟料、钢渣、矿渣 各 32 %
60µm 筛余 3.8 % 100µm 筛余 5.2 %
19.08 21.95 22.15 23.67 19.32
差值 ( % ) - 14 . 1 - 14.0 - 38.2 - 11.9 - 19.5 - 10.8
+7.4
+5.7
+44.3 +20.7 - 2.0
实际应用中的挤压机大幅度节电效果主 要得益于其粉磨原理对物料易磨性的改善。 熟料在急冷状态下的液相生成比例较高, 矿物晶体较小而易于粉磨。贮存期长的易 磨性优于短期出窑熟料。混合材及其配比 对熟料易磨性的影响同于生料,即难磨材 料的配入量愈大,粉磨愈难。
相当总投资 (球磨 =100)
立磨 挤压/研磨
1.5 28
>6000 最灵活
>2 最少 85~90 21
110
球磨 冲撞/摩擦
-3~8
>6000 不灵活
>3 较多 80~95 35
100
辊压机 压碎 4.5 15
>5500 中等 >2 最多 80~85 25
120
辊筒磨 挤压/研磨
2.5 <10
>5000 中等 >1.5 较少 75~80 22
原联邦德国科劳斯特尔大学选矿冶炼工学院K.逊纳特 (schonert)教授对高压料层粉碎进行了深入的系统研究。试 验表明,水泥熟料在50~300MPa的压力下就能结块成为料 饼。料饼中已含有20~30%的细粉,有60%的物料颗粒小于2mm, 就是稍大的颗粒内部也产生微裂纹,这样强度大大降低, 对进一步粉磨极为有利。
日本也制造了辊压机。这表明辊压机正在世界上被 十分迅速地大量推广采用。
辊压机在破碎和粗磨阶段的高效率,使 其在水泥粉磨过程中得以广泛应用。到目 前为止,辊压机粉磨工艺系统主要是预粉 磨和联合粉磨为主,应用实际表明无论在 投资、运行成本、系统运转率以及水泥成 品性能等方面都取得了满意的结果。
根据有关国外资料介绍和国内众多应用 事例的统计表明:预粉磨工艺可将原系统 提高产量为30~40%,降低电耗小于20% (3~4kWh/t);挤压联合粉磨工艺提高产 量幅度可超过100%,粉磨系统电耗降低幅 度超过30%(8~10 kWh/t)。
经验表明,在粉磨设备及其运转参数没有明显改 变时,32μm筛余或45μm筛余能够很好地反映颗 粒分布。使用32μm筛余或45μm筛余为粉磨过程 例行控制的依据,在粉磨设备及其运转参数稍有
改变时,可以通过简单的调节,比如选粉机的转 数(风量),使32μm筛余或45μm筛余还保持在 控制目标之内,因此,使用32μm筛余或45μm筛 余可作为粉磨过程例行控制的依据,但若粉磨设
η=(G*c)/(F*a) L=T/G
F*a
T*b G*c
一线水泥粉磨系统
Φ3.8x13m球磨机+ TRP140-100辊压机联 合粉磨系统。
能力:120 t/h (P.O42.5,比表面积 3400±100cm2/g) 采用五组份配料
其中熟料、石灰石、石膏、煤粉灰、矿 渣库下增设下料溜子、棒条阀门、给料 称—皮带输送入斗提。
13.06
18.12
原料与配比 粉磨细度
水泥
熟料 95 %
熟料 94%+ 沸 石6%
熟料 96 %
水泥
80µm 筛余 4 %
17.67 20.77 15.35 19.70
熟料 80 %,矿渣 15 %
熟料 84 %,沸石A(x/q) [ (AlO2)x (SiO2)y ] n(H2O) 、
矿渣各 6 %
130
新型水泥粉磨系统的出现
管磨机粉磨效率极低,能耗很高。研究和试验测定证明: 球磨机的粉磨效率只有百分之几,其余为声能消耗、研磨 介质与衬板的磨损能量消耗等。多年来各国专家们都在极 力寻求提高粉磨效率的方法。
立磨,具有增产节能的优点。但是,它对磨蚀性大的物 料比较敏感,粉磨熟料时磨损严重,水泥粒度分布过窄这 使立磨的应用受到一定的限制。
不同规模水泥生产线粉磨工序能效指标
项目
国际先进水平 全国先进水平
原料粉磨(kWh/t 生料)
16
1000~2000t/d(含 煤粉制备(kWh/t 煤粉)
24
1000t/d )
水泥粉磨(kWh/t 水泥)
29
国内 平均 水平
20
30
34
原料粉磨(kWh/t 生料)
16
17
2000~4000t/d(含 2000t/d )
3.入磨物料温度
可致使磨内温度增高,易使水泥因静电引力而聚结, 严重时会黏附研磨体和衬板而降低水泥粉磨效率. 入磨物料温度超过50℃磨机产量将会受到影响,超 过80℃水泥磨产量将降低10%-15%.(防脱水)
4.入磨物料水分
物料的水分对磨机产量影响很大.物料平均水分在 4%会使磨产量降低20%以上.严重时会粘堵隔仓 板及发生粘球现象.入磨水分一般控制在1.0-1.5% 为宜.
筒辊磨(闭 料层粉碎、
路)
多次挤压
P·O42.5
350
24-26
各类型粉磨系统特点比较
名目
粉磨 物料
粉磨机理
粉磨动强度(MPa)
允许最大喂料水分 (%)
生料/ 矿渣
产品细度(cm2/g勃 氏
水泥
生产多品种水泥时
研磨件平均寿命(年) 水泥
占地
平均年运转率(%)
系统总电耗(kwh/t) (3500cm2/g)
煤粉制备(kWh/t 煤粉)
22
23
水泥粉磨(kWh/t 水泥)
28
32
原料粉磨(kWh/t 生料)
15
16
4000t/d以上(含 4000t/d )
煤粉制备(kWh/t 煤粉)
20
22
水泥粉磨(kWh/t 水泥)
28
32
生产线规模 熟料烧成热耗 熟料综合电耗 水泥综合电
( t/d)
(kJ/kg) (kWh/t)
辊筒磨----HORO磨
节能效果显著,工艺相对辊压机系统简 单但对于难磨性混合材的适应能力差是导 致其不能迅速,广泛推广的原因.
某水泥厂水泥粉磨系统两次改造的结果 注:* 与原有的闭路球磨系统比较。
辊压机预粉磨系统
辊压机联合粉磨系统
水泥粒度和水化效应
水泥磨的越细,表面积增加的越多,水泥水化速度也 就越快.强度相对提高. 水泥颗粒大小与水化的关系: 0~10μm 水化最快. 3~30μm 是水泥活性的主要部分 >60μm 水化缓慢 >90μm 表面水化,只起微积料作用 所以要掌握水泥的合理细度,才能保证水泥有较好 的性能.
8.选粉效率与循环负荷
选粉效率与循环负荷不是越高越好,因为选粉机 本身不起选粉作用,只有同磨机配合才能提高磨机 产量并降低热耗. 一般闭路水泥磨循环负荷率控制在:200%-300% 一般闭路水泥磨选粉效率控制在:50%-80%.
9.研磨体的级配及装载量:
它直接影响水泥的颗粒分布,对水泥质量影响很大. 球料比决定物料的流动速度.还可以通过隔仓板,篦 缝大小,装载量等的调节以充分发挥磨机的粉磨效率
水泥粉磨电耗约占水泥综合电耗的32%
因此,提高水泥粉磨效率,降低单位电耗一直是 水泥厂关注的问题.过去在很长的时期内,由于工艺 系统设备陈旧和落后,粉磨电耗一直居高不下,据 1992年国家建材局统计显示,国内不同工艺的水泥 粉磨系统电耗平均值为35~45kWh/t,而单独的普通 球磨机粉磨系统电耗则高达40~46kWh/t
不同粉磨设备能耗比较
项目名称
粉磨原理
粉磨物料
产品比表面 粉磨系统电 积(m2/kg) 耗(kwh/t)
球磨机(闭 单颗粒粉碎
路)
及研磨
P·O42.5
350
34-36
辊压机(+球 料层粉碎、
磨机)
一次挤压
P·O42.5
350
28-30
立式磨(合 部分料层粉 成水泥) 碎及研磨
P·O42.5
350
26-28
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