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摘要：球磨机是水泥企业使用最为广泛的水泥粉磨设备之一，也是研磨体消耗和电耗最大的生产设备。我公司采用两台Φ3.8×13m球磨机，在实际生产中粉磨P.C32.5R级水泥台时产量并不理想，仅有75t/h左右。为满足生产需要，经过公司一系列改进措施，两台水泥磨台时产量均稳定在85t/h左右。 关键词：Φ3.8×13m球磨机；级配；台产； 0 引言 南威公司水泥磨为两台江苏鹏飞Φ3.8×13m球磨机，分别编号为1#、2#水泥磨，其中1#磨机不带预粉碎系统，2#磨机磨前设置一台细碎机。两套水泥磨系统均采用带O-Sepa 2000高效选粉机的闭路粉磨工艺，磨机内部为三仓布置，第三仓均匀布置活化环，磨机单独配置磨内通风风机。由于入磨物料综合水分较高，磨内糊球现象较严重，台时产量一直较低，导致粉磨成本较高。根据实际情况，公司将1#，2#水泥磨由原来的三仓磨改为双仓闭路磨系统，同时两台水泥磨分别采用不同的隔仓板，优化磨内衬板结构，优化钢球级配，经过实际运行，两台磨产质量均有较大幅度的提高。 1 存在的问题及原因分析 我公司两台水泥磨均采用三仓布局，隔仓板采用的高细筛分隔仓板，隔仓篦板篦缝8mm，中间筛网3mm。各仓长度及衬板布局如表1-1所示： 表1-1改造前磨机各仓长度及衬板结构（单位：mm）目前，南威公司水泥磨在实际运行中主要存在以下几方面的问题： Ⅰ 在粉磨P.C32.5R级低标号水泥时，由于入磨物料综合水分较高，磨机出现磨内通风不良情况较严重，现有通风能力不能有效改善磨内粉磨工况。而在粉磨过程中，磨内水蒸汽不能及时排放，导致磨内温度升高，产生静电吸附在钢球及衬板的表面，磷矿污水处理设备。产生缓冲层，降低了粉磨效率，同时加重糊球现象； Ⅱ 磨内隔仓板篦缝容易发生堵塞，物料通过隔仓板时阻力增加，磨机一仓饱磨频繁，过粉磨现象比较严重； Ⅲ 入磨物料平均粒度和最大粒度都较试生产阶段较高，按照原有磨机钢球级配，一仓的破碎能力不够，磨机长期处于低产高耗水平运行。 2 改进措施 2.1改进磨机仓结构 三仓水泥磨是强化破碎、研磨功能到二、三仓，可减轻过粉磨现象与破碎研磨功能不明确等现象，改善磨内工况，同时消除研磨体反分级现象。但是三仓球磨机闭路磨系统是在入磨物料综合水分和粒度都较小的情况下适用，此时能够有效的改善磨内粉磨工况，达到提产降耗优质的效果。根据现有运行状况和物料性质，该磨内结构不能满足实际生产要求，因此我公司决定将1#，2#水泥磨均改为双仓磨结构，改造后水泥磨各仓长如表2-1所示： 表2-1改造后各仓长度（单位：mm）2.2改进磨机隔仓板 对于隔仓板来说，主要影响球磨机产量的因素在于篦板缝的排列方式及篦缝宽度。一般来说，出料篦板篦缝的宽度应比上级隔仓板宽2mm。一仓的篦缝宽度不益过宽，闭路磨控制在10～14mm较为合适。篦缝的排列方式大体上分为同心圆、放射形、斜线形、多边形等。如同心圆，磨机在正常运行时，物料顺同心圆切线方向运动，物料速度比较快，不容易堵塞。而辐射形则物料与其垂直运动，流速较慢，易堵塞篦缝。 因此，南威公司将1#、2#磨机原有的两道隔仓板更换为一道带筛分装置的双层隔仓板。为加强改造效果对比，学会锅炉。两台水泥磨采用不同磨内隔仓板结构。改造前两台水泥磨系统所采用的隔仓板及出料篦板规格尺寸如表2-2所示： 表2-2改造前水泥磨隔仓板及出料篦板规格尺寸（单位：mm）隔仓板 磨尾出料篦板 形状 中间筛网 篦缝尺寸 中心通风筛 形状 篦缝尺寸 中心通风筛 同心圆 3 8 筛缝尺寸 排列形状 同心圆 10 筛缝尺寸 排列 方式 10 同心圆 5 斜线形 改造后水泥磨隔仓板及出料篦板规格尺寸如表2-3所示 表2-3改造后水泥磨隔仓板及出料篦板规格尺寸（单位：mm）—— 隔仓板 磨尾出料篦板 形状 中间筛网 篦缝 尺寸 中心通风筛 形状 篦缝尺寸 中心通风筛 筛缝尺寸 排列形状 筛缝尺寸 排列 方式 1#水泥磨 同心圆 2.5 10 8 多边形 同心圆 8 5 斜线形 2#水泥磨 放射状 2.5 10 8 多边形 放射状 8 5 斜线形 改造后的1#、2#水泥磨隔仓板通孔率均在30%以上，将有效改善因物料水分大而造成的篦缝糊料，磨内通风不良等不利影响。 2.3优化磨内衬板结构 衬板在球磨机中主要起保护筒体和提升钢球的作用，改善衬板的类型可对台时产量起到一定作用。在改造过程中，我公司未采用分级衬板，而是采用通过钢球级配调整来改善磨内钢球分级现象。改造后各仓长度及衬板结构如表2-4所示： 表2-4改造后各仓长及衬板结构（单位：mm）—— 一 仓 二 仓 仓 长 4725 7683 衬板结构 阶梯衬板 阶梯衬板和双曲面衬板螺旋状排列2.4优化钢球级配 在确定合理装载量的前提下，合理确定各仓钢球级配及平均球径是保证粉磨效率的前提条件。在实际生产中，大块物料需用球径较大的钢球冲击，小块物料适宜小钢球冲击，细颗粒物料应以小钢球或者小钢锻进行研磨。当级配合理时，钢球对物料既有适当的冲击力，又有较多的冲击次数和较强的研磨能力，而且钢球间有合理的孔隙率，保证物料以适当的流速通过磨机，提高粉磨效率，节能降耗。 钢球级配主要内容有： Ⅰ 根据入磨物料的易磨性，综合水分，平均粒径和最大粒径，产品的细度要求和磨机的结构，性能及工艺流程等确定平均球径；平均球径过大，物料与钢球的接触面积小，产生比表面积的速度过低，产品细度较粗；平均球径过小，产品中粒度偏大的物料较多； Ⅱ 选择合理的填充率，在冲击力足够的条件下，尽量增加钢球个数，增加钢球的冲击次数以获取高的粉磨效率； Ⅲ 确定各仓钢球的平均球径。钢球平均球径应与入磨物料的粒度、硬度相适应，入磨物料粒度变大，则相应增加平均球径；应与成品细度控制指标相适应，平均球径与细度指标成正比；应与磨机的转速相适应，转速低时，离心力小，冲击力小，则相应增加平均球径；应与衬板类型相适应，不同衬板其带球能力是不一样的，当衬板带球能力低时，球的提升高度不够，冲击力小，应增大钢球平均球径；应与物料的易磨性相适应，物料难磨时，则相应降低平均球径，增加钢球的研磨能力，降低其冲击力；还应与物料在磨内的流速相适应，当物料流速过快时应适当降低钢球平均球径，减少研磨体之间的空隙，使物料在磨内的流速相对减慢，延长物料在磨内的停留时间，以便得到充分的研磨。 根据资料显示，我公司P.C32.5R级水泥入磨物料综合水分为7-8%，平均粒径为25mm，最大物料达到60mm左右。由此得出磨机需要的最大钢球球径为： 式中： D—最大球的直径，mm d—磨机喂料的最大粒度，mm 则 D=28×60 ˆ1/3=109.62mm 根据入磨物料熟料C2S矿物含量较多，综合水分较大，物料平均粒径和最大粒径都有增加等特点，在实际加球中适当的加入了Φ100mm的钢球，提高磨机一仓的平均球径。 在改造过程中，我公司将原一二仓装载的Φ50mm以上钢球进行了人工筛分并分别装袋，将原三仓装载的小钢球进行机械筛分，并分选出严重破损、变形的钢球，有效的确保了钢球级配的准确性和合理性。改造后的1#磨机级配如表2-5所示： 表2-5改造后磨机钢球配比—— 一 仓 二 仓 Φ100 mm Φ90 mm Φ80 mm Φ70 mm Φ60 mm Φ50 mm Φ40 mm Φ30 mm Φ25 mm Φ20 mm Φ17 mm 5 t 12 t 21 t 21 t 12 t 11 t 23t 28 t 34 t 29 t 11 t 平均球径（mm） 76.76 28.88 合计（t） 71 136 填充率（%） 31.0% 34.0% 2#磨机因配备熟料细碎机，入磨物料粒度减小。磨机级配调整如表2-6所示： 表2-6改造后磨机钢球配比—— 一 仓 二 仓 Φ100 mm Φ90 mm Φ80 mm Φ70 mm Φ60 mm Φ50 mm Φ40 mm Φ30 mm Φ25 mm Φ20 mm Φ17 mm 3 t 12 t 22 t 23 t 11 t 12 t 20t 26 t 37 t 25 t 11 t 平均球径（mm） 76.20 28.95 合计（t） 71 131 填充率（%） 31.0% 32.7% 3 磨机运行状况 技术改造后的1#，2#水泥磨总体上运行比较平稳，磨机内通风效果较好，一定程度上改善了磨机因物料水分大造成的饱磨。但是改造后磨机在运行时，1#磨内物料的运动速度较快，磨机循环负荷经测定在250%~300%左右，出磨提升机电流较高，一般在65A~80A范围波动。同时，因为磨内物料流速过快，在运行中磨机容易发生饱磨现象，磨机承受物料喂料量波动所带来的不利影响的能力较改造前略有降低，对于操作上的大幅度调整较为敏感，磨机对相应调整作出的反应比较迅速，当发生饱磨时出磨提升机电流会迅速从高电流降到接近空载电流。 2#磨内物料的运动速度正常，磨机循环负荷较1#磨机的低，一般在150%~200%左右；出磨提升机电流较正常，运行电流在55A~65A范围。磨机承受物料喂料量波动所带来的不利影响的能力较强，但是对于操作上的大幅度调整反应较慢，当饱磨时出磨提升机电流会缓慢下降。 较之前三仓闭路水泥磨系统相比，改造后的双仓水泥磨运行发生饱磨时磨电流反应均要略为滞后于出磨提升机电流。正常操作下，若1#水泥磨出磨提升机电流在数分钟内出现大幅度下降，2#水泥磨出磨提升机电流在十多分钟内出现缓慢下降时可以初步判断为磨机饱磨，同时再通过对出磨物料温度、出磨负压、入磨负压、磨机电流等的变化情况综合判断并加以确认，此时应立即作出相应调整，否则数分钟之后磨头将出现严重的吐料现象。因此就要求操作员和磨机尽快适应，尽快找出改造后磨机特点和最佳工艺参数，在磨机运行的过程中应根据不同的粉磨工况和粉磨品种、入磨物料性质来调节相应的磨机通风量。操作员在生产过程中要多加注意磨况变化，尤其多加注意出磨提升机电流和选粉机电流的变化情况，尽量稳定磨况，精心操作，已达到优质高产节能降耗的效果。 在水泥磨产质量方面，在物料不变的情况下水泥磨台时产量及成品质量均有了显著的提高，具体参数如表3-1所示： 表3-1磨机产质量4 存在的问题 水泥磨经过三仓改为双仓闭路磨系统后，在实际运行中由于磨机二仓内衬板排列欠佳，二仓钢球存在较严重的反分级现象。经过调整钢球级配，补入适量的小钢球后，反分级现象有所缓解，但仍需在今后的运转中多加注意，进一步优化钢球级配，确保磨机优质高产低消耗运行。 5 结束语 随着各种原材料价格不断攀升，水泥企业的利润空间正逐步缩小。这就需要我们结合实际情况，从自身出发，找出降低生产运营成本的突破口。作为最为耗能的水泥粉磨环节，有效的提高水泥磨的产质量对于企业低成本运营意义重大。 南威公司经过对两台水泥磨的改造，顺利实现了磨机达标达产的目标，使得磨机台时产量从原来的75t/h左右提高到现在的85t/h左右，提产达10%，水泥磨的粉磨电耗下降了3%~5%。此次磨机改造有效地降低了水泥的综合成本和材料消耗，提高了企业的经济效益和社会效益。 参考资料 [1] 张庆今编著.硅酸盐工业机械及设备[M].广州：华南理工大学出版社，2003:88-142. [2] 杨军.球磨机研磨体参数的合理选择[J].中国水泥，2006，(02) . [3] 王君伟,李祖尚编著.水泥生产工艺计算手册[M].北京：中国建材工业出版社，2001. [4] 陈全德著.新型干法水泥技术原理及应用[M].北京：中国建材工业出版社，2004:52-80. (责任编辑：admin) |
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