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1　水泥粉磨系統(tǒng)的發(fā)展
水泥粉磨大量耗電，技術進步主要圍繞著節(jié)能進行。近年來，水泥粉磨系統(tǒng)的發(fā)展上了3個臺階，其基本概況如表1所示：

1.1　球磨粉磨
長期以來，球磨機在水泥粉磨系統(tǒng)中一直占有主導地位，100多年來技術也在不斷進步。該粉磨系統(tǒng)對粉磨不同品種水泥均較適應，尤其適于粉磨高標號水泥。1979年高效籠式選粉機問世，在選粉機理上保留了旋風式選粉機粉塵循環(huán)少，減少干擾沉降的優(yōu)點，又克服了離心式選粉機選粉區(qū)內風速不均以及邊壁效應影響的根本缺點，使分選粒度穩(wěn)定，分離清晰，對微細顆粒選粉效率提高。高效籠式選粉機和中長磨的結合，使粉磨系統(tǒng)的技術經(jīng)濟指標更為較高，產(chǎn)量提高，電耗降低，設備規(guī)格也進一步擴大。目前已有一大批直徑?準5.0m～?準5.8m，功率在6 000～7 000kW的磨機投產(chǎn)。最大的磨機是FLS公司的?準5.8m×17.5m，功率8.8MW。目前球磨系統(tǒng)在新的選型中還占有相當大的份額，具有重要地位。但是畢竟由于其粉碎機理的局限，能量利用率依然很低，單位電耗較高，因此必將逐步讓位于料床粉磨系統(tǒng)。
1.2　料床粉磨
典型的料床粉磨設備有立磨、輥壓機和筒輥磨，它們分別是輥－盤、輥－輥、輥－筒結合的碾磨裝置。三種料床粉磨設備各有優(yōu)缺點，工作原理略有區(qū)別，但沒有本質的不同。它們一方面在相互競爭中得到改進，另一方面作為整體在和球磨抗衡中得到發(fā)展。
三種料床粉磨設備均可組成預粉磨和終粉磨系統(tǒng)。以輥壓機為代表的料床預粉磨是料床粉磨的主導。這是由于一方面輥壓機大幅度節(jié)能同時更好的保持水泥的原有特性，另一方面一個大型機組一分為二，每個設備的功率較小，機械機構更好解決。目前已經(jīng)投產(chǎn)的最大輥壓機有KHD公司的RP20-170/180，磨輥?準1.7m×1.8m，功率2×1 500kW;Polysius公司的Poly?鄄com20/13，磨輥?準2.0m×1.3m，功率2×1 500kW，能力為200～240t/h的機組已有多套，最大的能力為360t/h。
料床預粉磨只是部分代替了球磨機的工作，依然保留著球磨機，所以節(jié)能幅度受限。90年代后問題得到解決，節(jié)能幅度更大，料床終粉磨日益被接受，進入了實質性的發(fā)展階段。
2　循環(huán)預粉磨和聯(lián)合粉磨的技術特征
2.1　流程對比
輥壓機預粉磨是區(qū)別于終粉磨以外的總稱，實際上可分為預粉磨、混合粉磨、部分終粉磨、聯(lián)合粉磨等流程。用于水泥粉磨的主要是預粉磨（或稱循環(huán)預粉磨）和聯(lián)合粉磨。其相應的流程如圖1。
預粉磨和聯(lián)合粉磨的相關技術特征列于表2。
預粉磨流程簡單，料餅直接入磨，一般用于技術改造，原有系統(tǒng)基本不變。但輥壓機負擔的粉磨任務小，單位吸收功率約4～7kWh/t，故增產(chǎn)節(jié)能幅度較小，一般增產(chǎn)<60%，節(jié)電<15%。此外出輥壓機的料餅粒度波動較大，其中往往含有未被壓碎的原始顆粒，使后續(xù)球磨的配球難于適應，影響磨機操作。聯(lián)合粉磨流程較復雜，輥壓機自成系統(tǒng)，生產(chǎn)出200m2/kg比面積左右的半成品，粒度均勻，非常適合作為磨機的喂料，后續(xù)球磨配球球徑可小，可用單倉磨。輥壓機單位吸收功率大，一般為8～12kWh/t，故增產(chǎn)幅度大，可成倍增加，節(jié)能效果好，達15%～25%。
2.2　技術特征
兩種不同的系統(tǒng)，其輥壓機和球磨機必須要合理匹配。預粉磨的特點是輥壓機小、球磨大；而聯(lián)合粉磨是輥壓機大、球磨小。預粉磨中輥壓機的通過能力應小于系統(tǒng)能力的2倍，否則將因為料餅中已含有過多的成品回輥壓機形成重壓而浪費能量，此外過多的細粉喂入輥壓機將造成脫氣困難而影響正常操作。因此輥壓機過大非但無用還必須設中間倉儲存以適應磨機能力。同樣對聯(lián)合粉磨如輥壓機能力偏小將使中間半成品過粗，分選困難，并可能帶有較粗顆粒，減弱后續(xù)球磨均勻喂料的優(yōu)勢。此外從節(jié)電來說，聯(lián)合粉磨較預粉磨在粗選粉機和輥壓物料提升方面要多耗能1.5～2.0kWh/t，所以至少輥壓機要多吸收單位功耗2kWh/t以上才能抵消，因此要真正顯示出聯(lián)合粉磨節(jié)能的優(yōu)越性，其輥壓機吸收功率應大于10kWh/t。

擠壓聯(lián)合粉磨工藝中管磨機倉長的選擇
目前，國內采用擠壓聯(lián)合粉磨工藝的水泥制備系統(tǒng)，多配用三倉管磨，磨機直徑都在φ3m以上，長度11—14m。管磨機倉位長度的合理分配與選擇，是影響到整個粉磨系統(tǒng)增產(chǎn)、節(jié)電、穩(wěn)定產(chǎn)品質量的重要技術參數(shù)。關于開流三倉管磨機各倉有效長度的合理選取，天津院宋天民高工和原武漢建材學院馮修吉教授給出了以下公式：
2.1 天津院宋天民高工公式[5]
L1=26%Lo
L2=24%Lo                                                 （1）
L3=50% Lo
2.2 原武漢建材學院馮修吉教授公式[6]
L1=1/4 Lo
L2= 3/4L1                                                 （2）
L3=9/16 Lo
上述式中：L1、L2、L3分別為磨機一倉、二倉、三倉有效長度(m)；Lo為磨機總有效長度（m）。
以上公式雖是在當時磨前預處理工藝不夠完善的條件下推導出來的，但在擠壓聯(lián)合粉磨技術成熱并廣泛應用的今天，仍具有指導意義。眾所周知：管磨機的電能利用率很低，同時管磨機對物料的粗磨能力不足，利用磨機一倉破碎被磨物料效率低、電耗高，是極不合理的。管磨機的獨特之處在于其對物料的磨細功能突出，磨制的水泥顆粒級配連續(xù)、合理；顆粒圓形度好；但在實際生產(chǎn)中必須嚴格控制入磨物料粒度與水份的穩(wěn)定。
當采用擠壓聯(lián)合粉磨工藝，管磨機粗磨倉（第一倉）的功能已全部被擠壓、打散設備所取代，經(jīng)擠壓、打散分級選粉后的入磨物料中已含有30%以上的成品，經(jīng)過多次循環(huán)擠壓、分選后的入磨物料均為1mm以下的顆粒，物料細度一般可維持在180—210?O/kg，R80在30—40%左右。管磨機名符其實地成為了能夠充分發(fā)揮其磨細能力的粉磨設備。實際生產(chǎn)中，既可以采用開流，又可以采取圈流粉磨流程。
筆者認為：多倉管磨機倉長的選取，既要考慮采用的磨前物料預處理方式及入磨物料粒度尺寸、顆粒形狀、易磨性、水份，又要結合各倉所用襯板的工作表面形狀、篦縫尺寸、研磨體材質及級配，還包括當圈流粉磨流程時，所用選粉機的分級精度等綜合因素�？偟脑瓌t是：入磨粒度越小，開流管磨機的的粗磨倉（第一倉）和過渡倉（第二倉）要適當縮短，以延長細磨倉（第三倉）的長度，同時縮小研磨體的平均尺寸，增大與物料間的接觸面積和研磨效率，充分挖掘管磨機的細磨能力，從而達到穩(wěn)定提高粉磨系統(tǒng)產(chǎn)、質量、降低電耗及生產(chǎn)成本的目的。圈流管磨機粗磨倉（第一倉）長度宜適當延長，過渡倉（第二倉）可不變（當然也有取消過渡倉成為兩倉磨的），細磨倉（第三倉）長度略有縮短。
修訂后的《通用硅酸鹽水泥》國家標準即將實施，目前國內大部分企業(yè)生產(chǎn)的42.5級、52.5級水泥的比表面積控制在380±10?O/kg、32.5級水泥比表面積控制在360±10?O/kg。采用擠壓聯(lián)合粉磨工藝，在調整好倉長比例的前提下，對磨內研磨體級配及裝載量等參數(shù)進行優(yōu)化設計，完全可以滿足上述質量指標要求。
綜合國內部分企業(yè)技術資料，結合實際生產(chǎn)工藝狀況。筆者建議對采用擠壓聯(lián)合粉磨工藝的三倉管磨機各倉長比例分配，可參考以下公式進行選擇與調整：
2.3 擠壓聯(lián)合粉磨三倉開流管磨機
L1 =25—28% Lo
L2 =18—20% Lo                                                       （3）
L3=52—55% Lo
2.4 擠壓聯(lián)合粉磨三倉圈流管磨機
L1 =30—35% Lo
L2 =18—20% Lo                                                      （4）
L3=45—50% Lo
上述式中：L1、L2、L3分別為磨機一倉、二倉、三倉有效長度（m）；Lo為磨機的總有效長度（m）。
采用擠壓聯(lián)合粉磨工藝，管磨機為開流粉磨流程時，在確保成品比表面積及磨機臺時產(chǎn)量的前提下，需適當延長細磨倉（第三倉）長度，并縮小各倉研磨體平均尺寸，以提高粉磨效率。
采用擠壓聯(lián)合粉磨工藝，管磨機為圈流粉磨流程時，由于配用高效選粉機作為分級設備，能確保成品細度滿足設計要求。此時，為加快物料流速，提高系統(tǒng)產(chǎn)量、降低粉磨電耗，宜適當延長磨機粗磨倉（第一倉）及縮短細磨倉（第三倉）長度。同時，尚需提高各倉研磨體平均尺寸，一般比開流磨研磨體平均尺寸略大3—5mm
目前，擠壓聯(lián)合粉磨是逐步向立磨（輥磨）終粉磨過渡時期內應用最廣泛的增產(chǎn)、節(jié)電的高效粉磨工藝。立磨（輥磨）制備生料是新型干法水泥生產(chǎn)中技術成熟的高產(chǎn)、低耗的首選工藝。相信在不久的將來，隨著水泥粉磨技術的發(fā)展與進步，解決了立磨（輥磨）粉磨水泥標準稠度需水量大、早強低，凝結時間異常、水泥使用性能差等技術問題后，立磨（輥磨）將成為水泥的終粉磨優(yōu)選工藝，比擠壓聯(lián)合粉磨流程更為簡單、粉磨效率更高、系統(tǒng)電耗更低，是當今世界水泥粉磨技術發(fā)展的主導方向。

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