山东鲁碧对Φ3.5×13m磨机磨内节能改造的实践

0  前 言
    山东鲁碧建材公司现有一台Φ3.5×13m磨机，台时产量为70～80吨/时，比表面积350m2/kg。目前磨机台时产量低，粉磨电耗高，混合材的掺量比较少，水泥的成本比较高。现公司委托江苏兴诚公司对该粉磨工艺线进行XCM复合式磨内选粉专利技术改造，提高磨机单机产量、降低粉磨电耗、多掺混合材，从而降低水泥成本。
    对公司整个磨机系统进行分析研究认为：公司管磨机本身的粉磨功能没得到充分发挥，粉磨系统中存在瓶颈，影响了整体性能的发挥。磨机及其系统目前的使用效果一般，如想进一步提高产量，以实现增产节能则首先要解决瓶颈问题；其次是要根据原料特性、成品要求和磨机具体情况的分析，进行改造设计，包括：仓数的确定、隔仓装置结构的设计、磨内筛分形式的选择、筛孔形式与大小的设计、隔仓位置的确定、研磨体级配及填充率的重新选择及出料方式等，要有针对性设计。隔仓装置的用材和结构形式对使用寿命也有很大的影响，有时同样的材质，不同的结构也可以大幅度提高使用寿命。

2   现有粉磨出现的问题及解决办法
2.1  入磨粒度问题及措施
    水泥粉磨开路工艺具有比表面积高、产量低、水泥温度高、混合材掺加量多等特点。目前鲁碧公司采用的是开路工艺，水泥配料库出来的熟料、混合材等粗颗粒直接进入磨机，大小颗粒不均，容易产生物料垫层，降低I仓的破碎效率，对I仓的钢球级配也难以调整搭配。为解决此问题，在磨机之前增加一台预粉碎设备HFCG140-65辊压机，以降低入磨物料的粒度。这样磨机I仓破碎功能外移，即破碎在辊压机中实现，同时解决了入磨粒度大小不均的现象。
2.2  收尘系统的问题及解决
    当入磨熟料温度较高或环境温度较高时，水泥磨的水泥成品温度较高，则希望磨机加强通风。而随着磨机规格的增大，其通风能力的增加相对于产量的提高幅度变小，磨机通风能力变差，因此大磨水泥温度相对小磨高。而大型磨机一般不采用筒体淋水冷却的办法，除了采取磨内喷水的办法，只有加大通风量。
    磨机通风量加大时增加了废气的含尘浓度，应加强袋除尘器的使用和管理，提高收尘效果。袋除尘器的振打周期为40s，易造成阻力增大和通风不良，影响收尘效果，振打周期调整为15s时，阻力减少，通风顺畅。在平时的检查、维护过程中重点检查袋除尘器的提升阀和脉冲阀是否工作，发现有损坏应及时更换；压缩空气的压力不能低于0.5MPa，压缩空气还要保持干燥，以免影响反吹效果；所有检修口盖板均密封，以免雨水进入；发现袋子有糊袋、破损的现象应及时更换。
2.3  磨内结构调整
    粉磨系统必须进行优化才能达到满意的效果，一方面是工艺系统的优化，选择比较符合具体情况的工艺流程；另一方面是磨机内部的优化。磨内如何解决？通常的办法是优化研磨体的级配，调整仓位。我们强调提高磨机的粉磨效率，一方面是提高磨内的研磨效率，在一定时间内粉磨一定量的物料，产生合格的细粉量越多越好，同时尽量减少磨内过粉磨现象；另一方面是适当加快物料在磨内的流速。开路节能粉磨技术核心是磨内筛分装置和小钢锻的采用。通过设置带筛分功能的隔仓板，把达到一定细度的物料提取出来送到细磨仓，可有效减少磨内的过粉磨。系统的粉磨效率得到进一步的提高，水泥产量就可以有进一步的提高。小研磨体的采用对细磨仓的粉磨效率的提高起至关重要的作用。由于采用了较小的研磨体，研磨次数增加，一方面可使出磨水泥细粉的含量得到了提高，水泥的颗粒级配得到明显的改善；另一方面也使成品的颗粒形态（球型度）更好。这些都有效地改善了水泥的性能，提高了水泥的强度。

3  具体改造过程和情况
3.1  原粉磨系统工艺参数
　　磨机规格为Φ3.5×13m开流高产高细水泥磨，电机功率2000kW，转速17r/min,年产P·O42.5水泥100万吨，设计产量70t/h～80t/h，0.08mm筛余＜3.0%，比表面积350m2/kg；一仓：长3.5m，提升衬板，单层隔仓板，钢球Φ80mm～Φ50mm，平均球径Φ62.33mm，填充率31%，装载量45t；二仓：长2.5m，分级活化衬板，老式筛分隔仓装置，出料盲板篦缝为8mm，钢球Φ50mm～Φ30mm，平均球径Φ45mm，填充率29%，装载量33t；三仓：长6.75m，段Φ18mm×25mm～Φ12mm×14mm，磨尾出料篦板篦缝为8mm，篦孔呈放射状，填充率27%，装载量80t。
3.2  改造方案
    重点解决产量低、糊段、磨尾堵塞等问题。分析原因：出料篦板及双层隔仓板进料篦板、篦缝都呈放射状，由于其结构不合理，篦缝虽然偏大，但过料能力、筛分能力不强，自洁能力差，使得粉料在研磨仓内停留时间长，造成过粉磨，引起静电糊段、粘缝、糊衬板等现象，不仅使管磨机的粉磨能力下降，而且还影响出料，导致堵磨，需经常停机处理。
　　
　 　
　　
    （1）由于磨前有预破碎，入磨物料的平均粒径不大，为了使各仓的能力相匹配，我们对管磨机的各仓长作了相应的调整。缩短一仓破碎仓长度，二仓保持不变，将一仓缩短的长度增加到三仓，三仓容积的增加对提高磨机产量、增加细磨仓的研磨能力、稳定水泥细度及表面积都非常有利。
    （2）对磨机隔仓板进行改造，前仓单层隔仓板换成江苏兴诚公司有较强筛分能力和通风效果的XCM复合式磨内筛分装置。对一仓物料进行强制筛分，拦截大颗粒的物料，使其仍返回一仓内继续破碎研磨，以控制进入二仓物料的最大粒度，将合格的细粉及时筛分进入二仓，减小一仓料垫作用，充分发挥一仓破碎能力。
    （3）二、三仓的隔仓板也更换成XCM组合式磨内筛分装置。其功能与一、二仓的相同，只是具体参数根据物料的性质作了相应的调整，使物料通过第三仓研磨后，达到要求的产品细度及高比表面积。
    （4）原出料篦板呈放射状篦缝，易堵塞，采用具有料段分离功能的强溢流型出料装置，自洁能力好的出料装置，彻底解决了因篦板缺陷造成过粉磨现象，改善了磨机出料质量，减少了静电现象，提高了产品质量。
    （5）隔仓板与出料篦板改造后，又对各仓研磨体级配和填充率进行了优化。　　      
    ①因粒度相对小、难磨，又适当增加了小尺寸研磨体的比例。 　　
    ②出磨水泥细度和性能是产品直接的质量指标之一，水泥要求早期强度高，同时希望提高28天强度，因此研磨体规格至关重要。三仓使用了微段，在同等装载量条件下段的个数增加，细颗粒含量增加，水泥比表面积增大，提高了研磨效率。由于出料量增大，三仓的容积增加，物料在磨内研磨时间增加，保证了产品细度及比表面积的要求。比表面积达到了380m2/kg，产量也直线上升。
    XCM 型磨内筛分隔仓装置，不仅能分隔研磨体，而且在不需要额外增加管磨机功率的情况下，依靠其出色的组合功能，能较大幅度的提高管磨机的粉磨效率。更为理想的是：设计者针对磨机不同的工况条件、粉磨工艺及粉磨成品质量标准要求，用不同的结构形式和参数来满足和适应系统需求。XCM型磨内筛分隔仓装置其精心设计的筛分腔和筛架，使筛分区域和筛分起点、终点与整个装置科学地组成一个动态物料分级体系。利用计算机动态仿真模拟，优化各要素及其结构参数，确保各组成部分功能达到最佳效果，并通过在粉磨作业中不断修正、完善，其稳定性和适应性令人满意。
3.3 改造工期
    现场的安装与调试是实现改造方案的重要环节。现场有许多特殊情况，甚至有一些是在资料收集与调查时没有反映出来的。所以，首先要求现场安装和调试人员准确理解改造方案的思想和内容，以便在方案微调过程中不影响改造方案实施的效果，能针对具体情况，提出切实可行的调整方案。从设计到安装调试正常达标，总周期2--3个月。
3.4  改造后指标
    （1）系统台时产量：95～100吨/时；

    （2）水泥比表面积：380～420m2/kg；
    （3）熟料利用率：在原有基础上节省5～6%。
    （4）混合材掺加量：在原有基础上增加5～8%。