水泥工业粉磨工艺技术与装备的讲座(六)——粉磨机械设备
在水泥生产中，破碎后的原料不仅要按一定的配比进行使用，而且必须将其粉磨到一定的细度，才能混合均匀，成为合格生料，并使煅烧过程中的物理化学反应得以顺利进行；水泥产品只有粉磨到一定的细度，才能在混凝土和建筑施工中，发挥应有的强度和作用。
每生产一吨水泥，需要粉磨三吨左右的各种物料，粉磨电耗占生产总电耗的60～70%，为了达到优质、高产、环保、节能，降低水泥生产成本的目的，必须重视、熟悉和研究粉磨工艺过程及其粉磨设备的性能和特点。
一、球磨机
（一）工作原理
球磨机1876年问世，1891年能够连续生产的球磨机投入工业使用。尽管它历史久远、能量利用率仅有3%左右，但目前仍是我国水泥工业应用比率最高的重要粉磨设备。球磨机的筒体由钢板卷制而成，两端装有带空心轴的轴承座，一端进料一端出料，可以连续生产。水平安装的筒体内装有不同形式的衬板和不同规格的研磨体，研磨体以钢球为最多；传动装置带动筒体旋转时，研磨体将物料磨成细粉，因此得名为：球磨机。如果研磨体中有钢棒，则又称其为：棒磨机。在水泥行业内，不论这类粉磨设备研磨体的种类如何，都习惯地将“球磨机”作为它们的统称。
（二）球磨机类型
球磨机的分类方法很多，现部分介绍如下：
1.按生产方法分：干法球磨机（磨内不加水）和湿法球磨机（磨内加水）；
辊压机联合粉磨系统节能降耗的措施 辊压机联合粉磨系统因其增产效果显著而得到了广泛应用。目前，水泥厂粉磨工艺以趋于设备大型化、系统自动化、工艺简单化、技术节能化的发展趋势。本文从郑州天瑞水泥有限公司辊压机、磨机系统改进和工艺参数控制等方面列举了联合粉磨系统的节能降耗改进措施：改进辊压机进料装置为正上部进料，并把流量调节板改为双边对称调节；调整V型选粉机内部结构；对磨机系统隔仓板、一仓衬板、二仓衬板以及磨内研磨体级配进行调整。结果表明：改进辊压机系统能够提高系统循环量，增加物料挤压次数，改善了挤压效果；合理控制料粒度、物料水分及辊压压力能够提高辊压机的辊压效果充分发挥辊压机节能优势；改进磨内结构，优化操作，能够充分发挥磨机的研磨能力保证系统节能效果；对整个系统工艺参数进行调整，合理分配其比例，以达到改善水泥性能，降低水泥工业能源消耗的效果。 关键词：粉磨系统,辊压机,磨机,节能降耗 I JOINT GRINDING SYSTEM ENERGY SAVING MEASURES ABSTRACT Roller grinding machine joint due to its increasing production system has been widely used. At present, cement grinding process to tend to be enlarged equipment, automation, process simplification, the devel opment trend of energy technology. Based TianRui cement Co., LTD. Of zhengzhou roller machine, grinder system and improve the process para meters are controlled etc enumerated joint grinding system energy sav ing measures: improve roller machine feeding device for upper feed, a nd positive bilateral symmetry circuit-adjusting board to adjust, Adj ust V classifier internal structure, For grinding machine system diap hragms, a warehouse liner board, two warehouse liner and grinding mil l body inside the gradation adjustment. The results indicate that the roller press of the roller mill system can improve circulation, incr ease the number of extrusion, improve the material extruded effect, R easonable control partical, material moisture and roller pressure rol ler machine can improve the effect of roller adequately roller machin e, energy saving, Improved grinding in structure, optimizing operatio n, can fully exert mill grind ability assurance system energy saving effect, For the whole system, KEY WORDS: shut grinding system, Roller machine, Grinding machine, Sa ving energy and reducing consumption II 目录 前言 ............................................................... .. (1) 第一章联合粉磨系统概 述 (2) 1.1 发展与现
辊压机及挤压联合粉磨技术讲义 辊压机部分 一、工作原理和工作方式： 该设备根据高压料层粉碎能耗低的原理，采用单颗粒粉碎群体化的工作方式，脆性物料经过高压区挤压后使物料粒度迅速减小，＜0.08mm的细粉含量达20%～30%，＜2mm的物料含量达70%以上，在所有经挤压后的物料表面存有大量的裂纹，易磨性显著改善，使物料在进入下一工序的粉磨时所需的粉磨能耗大幅度降低，获得大幅度增产节能的效果。 辊压机的核心部分是两个辊径辊宽相同，相向转动的磨辊，辊压机采用的工作方式是在两个相向转动的磨辊之间形成高压力区，采用过饱和喂料的方式在磨辊上方设置用于保证仓内料位的称重仓，料位由称重传感器以负反馈方式控制，形成具有一定料压的料柱，通过进料装置喂入两磨辊之间，磨辊将物料拉入辊隙后在压力区以高压将物
料压成密实的料饼后从辊隙间落下进入下一工序。 由于辊压机工作时采用完全正压力对物料实施挤压，同时在辊面菱形花纹对物料的限制作用下，物料与磨辊之间无产生剪切效果的相对滑移（注：在获得相同粉碎效果的前提下，剪应变所需能量是压应变的5倍），所以上述工作方式不仅节省能耗，辊面磨损也很小。 二、设备结构： 设备由主机架、轴系、液压系统、润滑系统、进料装置、传动系统、检测系统等组成。 1、主机架： 主机架用于承受设备的挤压粉碎力，分别由上、下横梁，左、右立柱，承载销，定位销，导轨及高强度联接螺栓组等组成。上、下横梁采用工字型结构，左、右立柱则采用工字型与箱型相结合的结构形式，均具有较高的刚度，通过高强度螺栓组的联接使整个机架形成一个刚性的整体。 承载销将立柱上所受到的挤压粉碎力传递到上、下横
新型的水泥联合粉磨工艺系统 本文介绍的辊压机半终粉磨系统属于优化的联合粉磨系统，开发目的是提高系统运转率和粉磨效率，解决循环风机的磨损问题，从已投产系统的运行情况看，我们实现了这一目的。当然，因为推出时间较短，实际投产的新系统还不多，我们期待更多的半终粉磨系统尽快投入运行，通过实践进一步促进辊压机粉磨系统技术的进步和发展。 联合粉磨和半终粉磨二者的区别在于联合粉磨系统中的半成品直接进入到球磨机再粉磨，而半终粉磨系统中的半成品先经过分选，细粉入成品，粗粉入球磨。联合粉磨和半终粉磨的优点是辊压机负担的粉磨任务多，单位吸收功率多，半成品比较细，故增产节能幅度较大；出辊压机的物料粒度得到控制，球磨机配球容易，粉磨效率有保证。（有的文献中对联合粉磨和半终粉磨也没有严格的区分，统称为联合粉磨，泛指出辊压机的物料经过分选的各种系统。）表1对通过式预粉磨和联合粉磨系统的具体情况进行了比较。 表1 通过式预粉磨和联合粉磨系统比较 2）联合粉磨系统情况分析 典型的联合粉磨系统如图1所示，新料与出辊压机的物料一起经提升机喂入V型选粉机进行分选，粗料落入小仓再进辊压机挤压，细料被气体带入旋风收尘器被收集作为半成品喂入球磨机再细磨。V型选粉机属于静态气力粗分选设备，具有打散和分级功能，无运动部件，抗磨性能好，选粉空气由循环风机提供。
图1 联合粉磨系统流程 天津振兴水泥有限公司二线（2400t/d）配套的水泥粉磨系统是投产最早的国产辊压机联合粉磨系统，天津水泥工业设计研究院有限公司提供了辊压机（TRP140/140、2×800kW）和球磨机（φ4.2×13、3150kW）等主机设备，并承担工程设计。2004年投产至今，运行情况良好，与一线φ3.8×13圈流磨系统相比，单位水泥节电近7.0kWh/t,按年产水泥90万吨计，年节电达630万度，节电费用300多万元。 图2 循环风机的磨损 辊压机挤压后的物料颗粒多呈不规则体状，棱角多，对风管、旋风收尘器、循环风机具有很强的磨蚀性，特别是循环风机，一旦发生磨损，风量降低，选粉效率下降，从而影响系统产量，这在很大程度上影响了系统的运转率。另外，旋风收尘器收集的半成品比表面积在1500cm2/g以上，＜80μm的颗粒占70%～80%，＜45μm的颗粒占50%～60%，将这种半成品喂入球磨机，势必影响粉磨效率。因此，消除循环风机的磨损，提高系统的运转率，并进一步提高粉磨效率，是辊压机联合粉磨系统必须解决的问题。 3、半终粉磨系统的开发研究 联合粉磨系统中，物料的分选是个关键问题，如同圈流球磨系统的物料分选一样，将影响整个系统产能的发挥和运转的稳定性。V型选粉机非常适合辊压机物料的粗分级，但是风量风速是前提，即要求供风系统稳定。循环风机的磨损主要由气体中的含尘引起，而根据旋风收尘器的工作原理可知，其收尘效率只有90%左右，如果要彻底消除风机的磨损，只有最大
辊压机联合粉磨工艺系统分析 辊压机联合粉磨（或半终粉磨）工艺系统，其技术核心在本质上属于“分段粉磨”。目前，国内水泥制成工序广泛应用由辊压机+打散分级机（动态分级设备）或V型选粉机（静态分级设备）+管磨机开路（或配用高效选粉机组成双闭路）组成的联合粉磨工艺系统（或由辊压机+V型选粉机（静态分级设备）+高效选粉机+管磨机组成的半终粉磨工艺系统），在实际运行过程中，由于各线生产工艺流程及设备配置、物料粉磨特性、水份等方面因素不尽相同，导致系统产量、质量及粉磨电耗等技术经济指标也参差不齐，本文拟对水泥联合粉磨单闭路（管磨机为开路）及双闭路系统（或半终粉磨系统）中各段常出现的工艺技术与设备故障模式进行探讨分析，并提出了相应的解决办法，仅供粉磨工程技术人员在日常工作中参考，文章中谬误之处恳望予以批评指正： 一、辊压机系统故障模式：辊压机挤压效果差 故障原因1： 1. 被挤压物料中的细粉过多，辊压机运行辊缝小，工作压力低 影响分析： 辊压机作为高压料床（流动料床）粉磨设备，其最大特点是挤压力高（>150Mpa），粉磨效率高，是管磨机的3-4倍，预处理物料通过量大，能够与分级和选粉设备配置用于生料终粉磨系统。但由于产品粒度分布窄、颗粒形貌不合理及凝结时间过快、标准稠度需水量大与混凝土外加剂相容性差等工作性能参数方面的原因，国内水泥制备工艺未采用辊压机终粉磨系统，辊压机只在水泥联合粉磨系统中承担半终粉磨（预粉磨）的任务，经施以双辊之间的高压力挤压后的物料，其内部结构产生大量的晶格裂纹及微观缺陷、<2.0mm及以下颗粒与<80um细粉含量增多（颗粒裂纹与粒度效应），分级后的入磨物料粉磨功指数显著下降（15-25%），易磨性明显改善；因后续管磨机一仓破碎功能被移至磨前，相当于延长了管磨机细磨仓，从而大幅度提高了系统产量，降低粉磨电耗。但辊压机作业过程中对入机物料粒度及均匀性非常敏感，粒状料挤压效果好、粉状料挤压效果差，即有“挤粗不挤细”的料床粉磨特性；当入机物料中细粉料量多时会造成辊压机实际运行辊缝小，主电机出力少，工作压力低，若不及时调整，则挤压效果会变差、系统电耗增加。 解决办法： 实际生产过程中应控制粒度<0.03D（D—辊压机辊径 mm）的物料比例占总量的95%以上；生产实践经验证明：入机粒度25mm～30mm且均齐性好的物料挤压效果最好。 采用套筛筛析入机物料粒度分布，简便易行。一般3天检测一次即可满足监控要求。 做好不同粒度物料的搭配，避免过多较细物料进入辊压机而影响其正常做功；同时，可根据入机物料特性对工作辊缝及入料插板及时进行调整，消除不利因素影响。 故障原因2： 2. 辊压机侧挡板磨损严重，工作间隙值变大，边缘漏料 影响分析： 辊压机自身固有的“边缘效应”是指辊子中间部位挤压效果好，细粉产生量多，而边缘挤压效果差，细粉量少甚至漏料，即旁路失效。当两端侧挡板磨损严重，工作间隙值变大时，边缘漏料更将不可避免，在显著减少挤压后物料细粉含量的同时，部分粗颗粒物料还将进入后续动态或静态分级设备，对分级机内部造成较大磨损。 解决办法： 辊压机侧挡板与辊子两端正常的工作间隙值一般为2mm～3mm之间；据走访调查，部分企业辊压机侧挡板与辊子两端之间的工作间隙值在1.8mm～2.0mm； 生产中可采用耐磨钢板或耐磨合金铸造件予以解决，应时常备用1～2套侧挡板，以应对临时性更换。在采用耐磨合金铸造件之前，应将表面毛刺打磨干净，便于安装使用； 更换安装过程中用塞尺和钢板直尺测量控制间隙尺寸即可； 实施设备故障预防机制，要求在正常生产中一般7～10天利用停机时间对侧挡板与辊子之间间隙检查测量一次，若超出允许范围，须及时调整，并做好专项记录备查；
Mod讦icotion技术改造 O4.2mx13.0m水泥磨提产降耗的技术措施 穆飞-刘忠波$ （1.蒲城尧柏特种水泥有限公司，陕西渭南715517； 2.宁夏建材集团股份有限公司，宁夏银川750002）中图分类号:TQ172.63文献标识码：B文章编号：1671-8321(2019)10-0119-02 0引言 陕西实丰水泥股份有限公司水泥粉磨系统是由两套辐压机、V选和O4.2m X13m闭路球磨机组成的高效联合粉磨系统，于2011年5月建成投产，投产后，因受系统工艺设计等原因造成系统堵料，设备空转时间长，电耗高达43kWh/t,P?042.5水泥台时较低（145t/h）,达不到设计值，近几年通过技术改造，达到了预期效果,P-042.5水泥台时产量达到了210t/h,电耗达到29kWh/t,水泥质量稳定，实现了企业节能降耗的目标，现将有关提产措施汇总如下。 1主要设备及技术参数（表1） 表1主要设备及技术参数设备名称主要技术参数混合料提升机型号：NSE1000-41.70m;提升量：1OOOt/h;功率：110kW。 辐压机型号：HFCG160-120,挤压辐直径：1600mm,挤压银宽度：1200mm,通过量：580~670t/h,喂料粒度：^80mm；主电机：型号：YRKK560-4,功率：900kW o V型分级机型号：HFV-35000,最大喂料量：1OOOt/h,选粉风量:180000-240000m3/h,带料能力：160~275t/h,设备阻力：1500-2000Pa 球磨机规格：@4.2mxl3叫双层隔仓板，有效内径：4.05m;1仓有效长度4.0m,阶梯衬板、篦缝宽度：10~12mm;2仓有效长度8.6m,小波纹衬板加挡料环，篦缝宽度：6.0mm,产品细度：340m2/kg,传动方式：中心传动，磨机转速：15.6r/min,研磨体装载量：220t,设计产量：150~160t/h；主电动机：型号:YRKK1000-8,功率：3550kW、10kV… 磨尾收尘器及风机型号1600SIBB50,风量:54000m3/h,功率：90kW,电压：380V。 旋风收尘器规格：XF36-00Y；处理风量：180000-220000m3/h；设备阻力：1000-1300Pa o 循环风机风机型号：M5-47No24.5F；风量：230000m3/h;转速：730r/min,功率：400kW,电压：10kV o 出磨水泥提升机型号:NSE600x32950mm;提升量：650t/h；功率:110kW；液力偶合器：YOX500；辅传装置：KZ108-M132MB4,功率：9.2kW o 高效水平涡流选粉机型号：N3500,最大喂料量：630t/h,产量：150?210t/h,成品比表面积：320~360m2/kg,选粉空气量：210000m3/h,转子转速：115~150r/min,功率：160kW,电压：380V。 成品袋收尘及主排风机型号：PPDC128-2X13,净处理风量：240000m3/h,总过滤面积：4160m2,工作阻力：1470-1770Pa, 入口浓度:OOOg/Nm3,出口浓度：W30mg/Nn?;风机型号：Y5-47N0.23F,功率：560kW,电压：10kV o 2存在问题及技改措施 2.1原工艺流程 技改前、后工艺流程见图1、图2。熟料、脱硫石膏及混合材等按一定比例配料后经皮带输送机、配合料提升机、辐压机中间仓、经过辘压后的物料由混合料提升机送入V型选粉机，粗料返回经喂料小仓入辐压机循环辐压，细料由旋风分离器分离出后入球磨机中进行粉磨。辐压机系统的废气经循环风机分别进入V型选粉机和闭路球磨机系统的高效水平涡流选粉机。粉煤灰出库经喂料计量设备按水泥配比要求通过空气输送斜槽、提升机和V选入磨、选出的粗粉入磨粉磨，成品水泥随气流进入袋收尘器，收下的水泥成品由空气输送斜槽送至水泥库。 2019.10CHINA CEMENT\ 119
水泥联合粉磨系统操作控制要点 随着辊压机技术的不断发展，这种新型设备的节能效果与球磨机相比有着明显的优势，近年来由辊压机和球磨机组成的挤压粉磨工艺得到了大量推广应用，就辊压机在整个粉磨系统中所起的作用来划分有以下几种：1、辊压机预粉磨系统。 2、辊压机混合粉磨系统。 3、部分终粉磨系统。 4、联合粉磨系统。 5、辊压机终粉磨系统。目前比较先进的水泥粉磨工艺基本上采用的都是辊压机预分选加球磨机联合粉磨系统。辊压机自成系统，料饼经粗选粉机分选，粗料全部回辊压机再辊压，由于回料中的细粉已大部被选出，辊压机的辊压作功更有效。分选后的细粉部分作为半成品喂入后续球磨机，粒度小且分布均匀，非常有利于磨机的配球，提高磨机粉磨效率。根据工艺流程主要分为： 1、辊压机+球磨机组成的开流系统 此系统主要由V型选粉机，辊压机，旋风收尘器和球磨机组成。辊压机为闭路循环、球磨机系统为开流系统，辊压机系统放风与球磨机通风共用一套收尘系统。此系统其优点是：流程简单，设备及土建投资较少。缺点要求成品比表面积较高时水泥颗粒中细粉较多，系统电耗较高；特别是水泥温度高，部分石膏有脱水现象；磨机轴瓦温度高，不易控制。 2、辊压机+球磨机(带O-sepa选粉机)组成的联合粉磨系统。 此系统主要由V型选粉机，辊压机，旋风收尘器，球磨机和O-sepa选粉机组成，辊压机、球磨机系统均为闭路系统。辊压机系统设有单独放风系统，球磨机单独通风。此系统其优点：系统水泥颗粒级配比开流合理，产量也比开流系统高，特别是水泥温度较低，水泥品质明显比开流好。缺点是：流程复杂，设备及土建投资较高，另外风机数量较多，增加了系统电耗。 通过对比，由辊压机和球磨机组成的双闭路联合粉磨工艺要优于辊压机和球磨机组成的开路粉磨工艺。下面着重介绍辊压机+球磨机(带O-sepa选粉机)组成的双闭路联合粉磨系统操作控制及参数优化。 联合粉磨表示辊压机生产半成品，磨机生产成品的联合。将传统球磨机的破碎、粗磨功能分离出来由辊压机完成，球磨机发挥其细磨功能。若想达到系统的优质、高产、低耗，必须充分发挥辊压机系统和磨机系统的能力，同时要兼顾两者之间的平衡。下面从生产操作控制角度如何最大限度发挥辊压机系统和磨机系统的能力作简要的阐述。 首先，要保证和提高辊压机系统作功效率，最大限度地提高辊压机半成品含量，同时要把这些半成品最大限度地分选出去，减少无谓的循环和功耗。 在辊压机预分选联合粉磨系统中，在后面磨机工况稳定的条件下，系统产量波动主要取决于辊压机，辊压机系统做功效率越高，所得到的入磨比面积就越高，进而粉磨系统产量就越高，通过生产实践辊压机入磨半成品比表面积每提高 100cm2/g，磨系统产量提高约7～8%。根据辊压机料床粉碎的原理，工作时双辊之间一定要有一层密集的物料，杜绝边缘效应。生产操作时注意做到：