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聯(lián)合水泥粉磨工藝中球磨機(jī)參數(shù)的選擇與調(diào)整[一]

隨著水泥生產(chǎn)線技術(shù)的進(jìn)步及發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)施節(jié)能減排的需要,新型干法水泥工藝將逐步取代落后的生產(chǎn)方式。水泥粉磨技術(shù)也向高效、節(jié)電方向快速演變。以大中型新型干法水泥企業(yè)為例,在生料制備過程中積極采用技術(shù)成熟而較高的立磨(輥磨)粉磨工藝替代傳統(tǒng)的管(球)磨機(jī)粉磨工藝,獲得了優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

新型干法線或水泥粉磨站的水泥制成系統(tǒng),絕大多數(shù)采用多倉(cāng)管磨機(jī)作為終粉磨制備成品。由于立磨(輥磨)和輥壓機(jī)與管磨機(jī)的粉磨特性不同,采用前兩種設(shè)備作為終粉磨制得的成品顆粒形貌呈多角形、片狀、條狀結(jié)構(gòu),標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量大、快凝、早強(qiáng)偏低,顯著影響混凝土的施工、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性能,尚需解決相關(guān)的技術(shù)問題 [1] 。但作為預(yù)粉磨(以輥壓機(jī)、打散分級(jí)機(jī)或V型選粉機(jī)組成的擠壓聯(lián)合粉磨為例),不失為當(dāng)前水泥粉磨系統(tǒng)增產(chǎn)、節(jié)電的高效生產(chǎn)工藝。

表1                      輥壓機(jī)終粉磨水泥與球磨機(jī)水泥性能比較

粉磨工藝

SO3

%

比表面積(?O/kg

需水量

%

初凝

hm

終凝

hm

抗壓強(qiáng)度(Mpa

2d

7d

28d

 

3.05

347

27.5

150

225

26.0

36.8

47.4

輥壓機(jī)

3.17

343

34.0

005

008

22.3

37.1

49.5

據(jù)了解,現(xiàn)國(guó)內(nèi)新建大中型新型干法生產(chǎn)線或水泥粉磨站,絕大多數(shù)水泥粉磨系統(tǒng)采用擠壓聯(lián)合粉磨工藝,由管磨機(jī)完成水泥的終粉磨,使整個(gè)粉磨系統(tǒng)取得了顯著的增產(chǎn)、降耗效果。以下進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析:

 

1、擠壓聯(lián)合粉磨工藝中的輥壓機(jī)、V型選粉機(jī)及打散分級(jí)機(jī)。

1.1 輥壓機(jī)

輥壓機(jī)自20世紀(jì)80年代中期在德國(guó)問世以來,其技術(shù)更新和推廣應(yīng)用一直受到水泥及冶金、礦山等行業(yè)的密切關(guān)注。輥壓機(jī)的工作原理屬料床擠壓粉碎,物料通過兩只高壓對(duì)輥擠壓后形成料餅,料餅中含有大量的細(xì)粉,其中80μm以下的成品顆粒約占30%左右,粗顆粒物料的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)已被徹底破壞,并產(chǎn)生許多裂紋,易磨性大大改善,擠壓后的料餅中2mm以下顆粒占60—70%,為后續(xù)設(shè)置的管磨機(jī)高產(chǎn)、低耗創(chuàng)造了先決條件。

輥壓機(jī)技術(shù)歷經(jīng)20多年的發(fā)展與完善,原設(shè)備系統(tǒng)中存在的液壓件可靠性差(漏油)、輥面磨損過快(材質(zhì)及結(jié)構(gòu)形式)、聯(lián)軸節(jié)易損壞(材質(zhì)及設(shè)計(jì)缺陷)、設(shè)備振動(dòng)(除鐵、料流及設(shè)備自身或地基因素)等缺陷經(jīng)工程技術(shù)人員的其同努力,得到了較好的解決,實(shí)現(xiàn)了輥壓機(jī)、V型選粉機(jī)或打散分極機(jī)、管磨機(jī)系統(tǒng)的同步運(yùn)行,生產(chǎn)效率大大提高。

原輥壓機(jī)存在的輥面磨損快的問題,我國(guó)多采取堆焊硬質(zhì)合金層的辦法解決。國(guó)外公司則注重于整體鑄造,選用機(jī)械性能優(yōu)良的耐磨材料以及優(yōu)化設(shè)計(jì)輥面形狀,使輥面工作壽命顯著提高。據(jù)資料介紹[2]:德國(guó)洪堡公司推出的柱釘式輥面結(jié)構(gòu),輥面保證壽命達(dá)4000-20000h。該結(jié)構(gòu)形式的輥面采用硬質(zhì)合金小圓柱鑲嵌,擠壓過程中產(chǎn)生的細(xì)料充填于柱釘間的小坑,開成自然的料襯保護(hù)層,減輕了大顆粒物料對(duì)輥面的磨損程度。福建龍巖三德水泥公司引進(jìn)使用了這種由德國(guó)洪堡公司生產(chǎn)的RP140-160柱釘式輥面的輥壓機(jī)。廣東華潤(rùn)水泥公司進(jìn)口的德國(guó)克虜伯一伯力鳩斯POLYCOM15/8輥壓機(jī),系整體鑄造結(jié)構(gòu)輥,輥面耐磨層厚度和硬度比堆焊硬質(zhì)合金要高許多,工作壽命保證在18000h。

國(guó)內(nèi)部分水泥企業(yè)針對(duì)輥壓機(jī)輥面的磨損問題,采用備輥的方式確保在較短的時(shí)間內(nèi)能夠及時(shí)更換下磨損嚴(yán)重的輥進(jìn)行堆焊維修,這樣比停機(jī)堆焊更節(jié)省時(shí)間,大大減輕對(duì)生產(chǎn)過程的影響。

采用擠壓聯(lián)合粉磨工藝,管磨機(jī)前對(duì)物料的處理,仍屬預(yù)粉磨范疇。由于物料擠壓循環(huán)次數(shù)多,允許輥壓機(jī)消耗更多的能量,可使整個(gè)粉磨系統(tǒng)節(jié)能實(shí)現(xiàn)最大化,該工藝能使后續(xù)管磨機(jī)的增效系數(shù)達(dá)2以上。經(jīng)擠壓、打散分級(jí)后的入磨物料粒度均<1mm,系統(tǒng)產(chǎn)量大幅度提高,粉磨電耗顯著降低,已成為目前管磨機(jī)終粉磨系統(tǒng)的首選工藝。

擠壓聯(lián)合粉磨工藝整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行過程中,對(duì)輥壓機(jī)而言,細(xì)粉太多、輥縫越小、功率降低;導(dǎo)料板插入深度越深、輥縫越小、功率越低,最終導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)量下降。一般規(guī)律是:輥壓機(jī)兩主輥電流越高,說明輥壓機(jī)作功越多,系統(tǒng)產(chǎn)量越高,但輥壓機(jī)運(yùn)行電流必須控制在額定值范圍內(nèi)。[3]

以國(guó)內(nèi)某水泥研究設(shè)計(jì)院研制、開發(fā)的輥壓機(jī)為例,有以下規(guī)格、型號(hào):

表2                                輥壓機(jī)技術(shù)參數(shù)

序號(hào)

規(guī)格

速度(m/s

處理量(t/h

裝機(jī)功率(kw

入料粒度(mm

入料溫度(

1

HFCG100—45

1.38

48—70

2×160

≤60

≤120

2

HFCG120—45

1.48

100—150

2×220

≤60

≤120

3

HFCG140—65

1.48

200—280

2×500

≤60

≤120

4

HFCG140—80

1.48

250—350

2×500

≤60

≤120

5

HFCG150—100

1.58

380—550

2×710

≤60

≤120

6

HFCG160—120

1.58

550—700

2×900

≤80

≤120

1.2 V型選粉機(jī)

擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中采用的V型選粉機(jī),其作用仍屬于對(duì)半成品粗、細(xì)粉分離。V型選粉機(jī)集打散、分級(jí)于一體,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐磨性好,是一種新型的打散分級(jí)設(shè)備。V型選粉機(jī)主要是靠改變風(fēng)量來調(diào)節(jié)半成品細(xì)度。

關(guān)于V型選粉機(jī)風(fēng)量對(duì)半成品細(xì)度的影響,鄭州環(huán)球重工提供了下述技術(shù)參數(shù)[3]:V型選粉風(fēng)量一般按4kg/m3的喂料量控制配風(fēng),最大風(fēng)量不宜超過4.5kg/m3,以確保分級(jí)效果。V型選粉機(jī)導(dǎo)流板間的設(shè)計(jì)風(fēng)速6.7m/s左右;半成品細(xì)度達(dá)150?O/kg;實(shí)際風(fēng)速5.8m/s時(shí),半成品細(xì)度可達(dá)185?O/kg,即風(fēng)速降低,半成品變細(xì),適宜于磨制高強(qiáng)度等級(jí)的水泥。

徐州久久水泥公司φ3.2×13m圈流水泥磨前的擠壓聯(lián)合粉磨工藝中,物料經(jīng)擠壓后粗、細(xì)料分選采用Vx5815選粉機(jī),經(jīng)過V型選粉機(jī)分選后入磨物料比表面積為175—185?O/kg,該系統(tǒng)磨制比表面積360?O/kg的32.5R水泥,臺(tái)時(shí)產(chǎn)量達(dá)120t/h以上,噸水泥粉磨電耗24kwh/t,在國(guó)內(nèi)屬較高水平。

表3                      32.5R水泥力學(xué)性能   [4]

抗折強(qiáng)度(Mpa

抗壓強(qiáng)度(Mpa

1d

3d

28d

1d

3d

28d

2.4

3.8

8.1

7.8

20.4

41.4

1.3 打散分級(jí)機(jī)

打散分級(jí)機(jī)由打散和分級(jí)兩部分構(gòu)成。該機(jī)與V型選粉機(jī)本質(zhì)上都屬于與輥壓機(jī)配套的物料粗、細(xì)粉分離設(shè)備,與V型選粉機(jī)的區(qū)別在于打散分級(jí)機(jī)利用主軸轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)半成品細(xì)度。

現(xiàn)以國(guó)內(nèi)某水泥研究設(shè)計(jì)院研制、研發(fā)的打散分級(jí)機(jī)為例,有以下規(guī)格、型號(hào):

表4                             打散分級(jí)機(jī)技術(shù)參數(shù)

型號(hào)規(guī)格

外筒直徑(mm

打散盤直徑(mm

處理量

t/h

打散電機(jī)功率(kw

分級(jí)電機(jī)功率(kw

SF400/100

4000

1000

40—70

30

22

SF500/100

5000

1000

60—120

45

30

SF550/120

5500

1200

100—150

45

30

SF600/140

6000

1400

200—280

55

45

 

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