水泥輥磨終粉磨技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用

水泥輥磨終粉磨技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用

目前，中國的主導(dǎo)粉磨水泥仍采用輥壓機(jī)和球磨機(jī)雙閉路聯(lián)合粉磨。球磨機(jī)的粉碎機(jī)理是對于大塊物料,靠球的沖擊,屬于單顆粒破碎。破碎粉磨效率低。因此絕大部分的鋼球的沖擊能量轉(zhuǎn)變成熱量損失掉。100多年來球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)和工藝系統(tǒng)有了很大改變,但粉碎機(jī)理依舊,所以能量利用率沒有大幅度的變化。輥壓機(jī)的粉磨機(jī)理為料層粉碎,沖擊物料的飛濺能得到應(yīng)用,因而粉磨能量利用率提高,粉磨電耗降低。但輥壓機(jī)粉磨產(chǎn)品存在球形度差、石膏粒度偏粗、C水泥粉磨是保證水泥成品質(zhì)量的最終工藝過程。近幾年來,通過國內(nèi)外科研工作者的努力,以立磨為代表的新一代水泥粉磨技術(shù)工業(yè)得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。尤其是水泥輥磨終粉磨技術(shù),以其工藝系統(tǒng)流程簡單,單位電耗低、水泥產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定以及操作方便等諸多優(yōu)點(diǎn),引起水泥行業(yè)的高度重視。國外尤其是歐美等國大公司在水泥立磨終粉磨方面技術(shù)已經(jīng)非常成熟,已經(jīng)有大量的銷售使用業(yè)績。實(shí)踐表明,水泥立磨終粉磨產(chǎn)品,完全可以和球磨機(jī)媲美,能夠滿足各種工程需要。2004年9月,臺灣幸福水泥公司在越南福山(phucson)設(shè)計(jì)的無球化工廠,設(shè)計(jì)能力為5000t/d,采用1臺LM48.4的生料磨、2臺LM46.2+2C的水泥磨(見圖1)和1臺MPS3070BK的煤磨。整個(gè)水泥廠的噸產(chǎn)品電耗降到78～80kWh/t。成都院設(shè)計(jì)的阿聯(lián)酋10000t/d生產(chǎn)線,也于2006年投產(chǎn),印度新建的10000t/d生產(chǎn)線也全部采用立磨,分別粉磨水泥原料、熟料和煤。還有多條新建水泥生產(chǎn)線采用了水泥輥磨終粉磨技術(shù)。在國內(nèi),湖北亞東(萊歇立磨)、云南東駿(史密斯立磨OK33-4)、四川星船城(萊歇立磨)等水泥公司采用了進(jìn)口水泥輥磨,目前這些水泥輥磨系統(tǒng)均運(yùn)行正常。目前水泥輥磨已成功地生產(chǎn)出了普通水泥、中熱水泥、礦渣粉,可以認(rèn)為各品種的水泥輥磨均能生產(chǎn)。但是進(jìn)口水泥輥磨的設(shè)備價(jià)格和維護(hù)成本都比較高,在國內(nèi)廣泛的推廣有一定困難。開發(fā)國產(chǎn)的大型水泥輥磨一直是國內(nèi)水泥粉磨技術(shù)裝備的一個(gè)大課題。2009年張家口金隅水泥有限公司兩臺TRMS3131輥磨穩(wěn)定粉磨水泥,磨機(jī)產(chǎn)量和主機(jī)電耗達(dá)到了預(yù)期的指標(biāo),率先實(shí)現(xiàn)了水泥輥磨的工業(yè)應(yīng)用。2010年6月,華新東川水泥公司采用華新設(shè)計(jì)的HXLM4300水泥立磨用于水泥粉磨(見圖2)。水泥成品的顆粒分布和標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量與球磨系統(tǒng)的產(chǎn)品相當(dāng),混凝土的性能達(dá)到工程要求的優(yōu)良水平。不同粉磨流程電耗對比見表1。由表1中可以清楚看出,立磨粉磨系統(tǒng)可以比輥壓機(jī)+球磨機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)能耗更低。1運(yùn)行效果分析從表2和表3的參數(shù)對比可以看出:(1)立磨終粉磨系統(tǒng)相比于輥壓機(jī)+球磨機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)磨出水泥使用性能并無明顯區(qū)別,但在運(yùn)行過程中具有工藝流程簡單,對高水分原料、難磨物料適應(yīng)性強(qiáng),過粉磨現(xiàn)象少、級配更加合理,動力消耗低,磨出水泥無需輔助冷卻等優(yōu)勢。(2)立磨終粉磨系統(tǒng)雖投資相對較高,但其建筑及占地面積相對較小,粉磨效率高,粉磨品種調(diào)換靈活,操作維護(hù)等較之于輥壓機(jī)+球磨粉磨系統(tǒng)更加簡單,且其噪音相對較小更利于環(huán)保。鑒于以上對比結(jié)果,筆者認(rèn)為水泥終粉磨可優(yōu)選立磨粉磨系統(tǒng)。2立磨終粉磨水泥性能長期以來,對水泥立磨終粉磨水泥產(chǎn)品一直存在著幾點(diǎn)疑慮,問題主要集中在以下幾方面:顆粒級配、標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量、水泥強(qiáng)度、單位電耗等。針對以上問題,將通過以下各方面數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,可以比較清楚地反映水泥立磨終粉磨系統(tǒng)不會改變水泥工作性能。不同流程粉磨水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量對比見圖3。從圖3和表4中可以看出,立磨終粉磨水泥需水量與圈流球磨水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量相當(dāng),比開路球磨水泥略高。立磨終粉磨水泥顆粒分布可以調(diào)節(jié)到較寬的范圍(n<1.0)。由表5可以看出,在水泥比表面積相同時(shí),立磨水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量較球磨水泥略高;立磨水泥的凝結(jié)時(shí)間比球磨水泥的偏長;立磨水泥的7d抗壓強(qiáng)度比球磨水泥略高,28d抗壓強(qiáng)度兩種磨機(jī)水泥基本相同。為了進(jìn)一步說明立磨水泥質(zhì)量穩(wěn)定,表6列出了立磨水泥與球磨水泥對混凝土性能影響的對比。配置相同標(biāo)號的混凝土,立磨水泥用量均比球磨水泥低。立磨水泥配置混凝土減水劑用量略高,塌落度相當(dāng)、水灰比因?yàn)樗嘤昧可?均比球磨水泥低。雖然水泥產(chǎn)品性能會受熟料品質(zhì)、混合材品質(zhì)和品種、水泥配比、存儲條件和時(shí)間影響,即使使用相同的水泥熟料,使用不同的水泥粉磨系統(tǒng)也會對水泥產(chǎn)品產(chǎn)生較大影響。但通過以上各方面數(shù)據(jù)分析,可以比較清楚地反映出立磨水泥與球磨水泥的性能基本一致,混凝土適應(yīng)性與球磨水泥相當(dāng)。3立磨終粉磨水泥的性能物料在立磨所受的粉磨力以擠壓為主,研磨為輔,物料在磨盤與磨輥之間被粉磨的次數(shù)少,整個(gè)粉磨過程包含選粉在內(nèi)進(jìn)展快時(shí)間短;因而粉磨效率高,節(jié)省粉磨電耗。相反在球磨系統(tǒng)內(nèi),對物料的粉磨是以無數(shù)次的沖擊與摩擦混雜進(jìn)行的,其中不乏鋼球之間和鋼球與磨體襯板之間的沖撞,做了不少無用功,包含選粉在內(nèi),物料在球磨系統(tǒng)中停留時(shí)間長;粉磨效率低,單位電耗高。立磨粉磨系統(tǒng)和輥壓機(jī)+球磨聯(lián)合粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥都能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。立磨終粉磨工藝集烘干、研磨、選粉于一體,工藝流程簡單,允許進(jìn)磨物料綜合水分高,設(shè)備數(shù)量少,粉磨效率高,物料停留時(shí)間短,設(shè)備裝機(jī)功率低、電耗低、運(yùn)轉(zhuǎn)率高,建筑面積和占地面積小,運(yùn)行費(fèi)用低,操作維護(hù)簡單,單機(jī)規(guī)格大。電耗略低于輥壓機(jī)+球磨機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。通過磨盤和磨輥的研磨曲線組合、磨內(nèi)選粉機(jī)性能的改進(jìn)和磨盤轉(zhuǎn)速及壓力的調(diào)整來優(yōu)化水泥顆粒形狀及級配;在系統(tǒng)操作參數(shù)方面,通過提高立磨內(nèi)溫度,在風(fēng)量一定的情況下,提高選粉機(jī)轉(zhuǎn)速,可以明顯降低水泥的篩余,但對提高比表面積影響并不明顯;在選粉機(jī)轉(zhuǎn)速一定的情況下,降低風(fēng)量,有利于比表面積的提高。對水泥組分的石膏變化施加影響來優(yōu)化水泥性能。目前可以做到立磨終粉磨流程磨制的水泥在使用性能上與球磨機(jī)磨制的水泥無明顯差別。我國在