作者：王勇 底加元
单位：陕西省南郑县建材工业集团公司水泥厂
0 引言
我公司是年产8.8万t普通硅酸盐水泥的立窑企业，水泥磨为Φ2.2m×6.5m(闭路)和Φ1.5m×5.7m(开路)球磨机各一台。长期以来，由于入磨物料粒度大，虽然能够满足生产，但其系统电耗高达48kWh/t，占水泥生产电耗的50%。为了降低电耗，我公司根据文献〔1〕提出的预粉磨系统的选择原则，选取ZMJ650型柱磨机为预粉磨设备，一年多来，取得了良好的经济效益。现将我们的改造经验及应用效果简述如下。
1 系统工艺流程的改进及配套
采用柱磨机预粉磨工艺流程如图1。即在原闭路流程的基础上，增加柱磨机预粉磨系统。图中，ZMJ-650型柱磨机的处理能力为18～22t/h，偏大于球磨机。为使两机的处理能力相对平衡且不相互制约，我们将柱磨机置于水泥磨磨头仓之前，当其处理量有一定储备时，可随时停机而不至于影响水泥磨运转连续性。整个系统结构紧凑，开停机合理。
图1 预粉磨工艺流程图
同时，也为柱磨机增设了稳流仓和稳流装置。稳流仓是柱磨机稳定生产不可缺少的条件，其作用机理是通过拉力传感器的放大信号来反映仓内料流变化趋势，再通过流量调节回路来调节稳流仓的料流量，实现对稳流仓的动态控制，确保柱磨机入料的连续和稳定。改进之初，柱磨机尚未配套稳流仓和稳流装置，由于喂料不均而导致设备负荷波动大、振动大、粉磨效果差等现象出现。不仅增产节能效果很不明显，反而影响到正常生产。增加稳流仓和稳流装置后，上述现象趋于改善。柱磨机不允许铁器入机，因此，改进后的工艺流程中增设一台除铁器，以清除物料中可能夹带的金属物。
2 设备及工艺参数
2.1 柱磨机入料粒度与预粉磨效果
ZMJ-650型柱磨机要求入机物料料度≤25mm，过大颗粒入机，设备会产生瞬时冲击力，使电流升高，机体振动，响声异常，严重时会“卡死”停机。为满足这一要求，我厂利用原有一台PEX250×400细颚破碎机作为柱磨机入机物料的粗碎，用以控制其入机粒度。
实际运行表明，柱磨机系统的预粉磨效果显著，出机物料粒度25mm 10～25mm 5～10mm < 5mm 2.5～5.0mm 0.9～2.5mm 0.2～0.9mm 0.1～0.2mm 0.08～0.1mm < 0.08mm
改造前 55.38 20.64 18.64 5.34
改造后 － － 9.38 8.7 11.2 36.44 5.72 17.48 11.28
2.2 球磨机参数的调整
柱磨机预粉磨系统供给水泥磨的物料粒度大幅度减小，对后续水泥磨的增产、节能十分有利。但原来的磨机仓位及其球配已不相适应，为此，我们把Φ2.2m×6.5m水泥磨一仓由2.75m改为2.11m；二仓由3.5m增大为4.14m。同时，对研磨体的形式、直径和配比等参数进行适当调整。调整后的研磨体各参数见表2。
表2 Ф2.2×6.5水泥磨改造前后的级配方案 时间 一仓钢球重量/t 装载量/t 平均球径/mm 二仓钢段重量/t 装载量/t
Φ90 Φ80 Φ70 Φ60 Φ50 Φ40 25×30 25×25 20×25 20×15 15×15 15×10
改造前 2.8 3.8 4.6 2.85 14.05 74.67 4.6 5.9 3.8 14.3
改造后 1.2 4.2 4.8 1.8 12.0 54 4.1 6.2 5.3 3.1 19.7
通过减小水泥磨一仓长度，扩大二仓长度和调整研磨体球、段直径及其配比，水泥磨粗磨和细磨仓的能量分配趋于合理。图2为5次取样所得的筛余曲线。
图2 改进后的水泥磨筛余曲线
2.3 磨内通风和选粉机参数
由于入球磨机的物料粒度变小，细粉量增多和球段装载量增大，必须改善磨内通风条件。我厂Φ2.2m×6.5m水泥磨为强制通风，原配风机型号为4-72№6C，风机转速1800r/min，电机功率11kW，工作电流11A左右。经计算，采用缩小风机皮带轮的办法，将风机转速提高到2200r/min。运行表明，各项性能均可满足于生产。
我厂离心式选粉机的循环负荷率目前控制在140%～180%，尽管多次改进，其选粉效率仍在58%～63%之间，这一点还有待提高。
3 系统运行效果
经过一年多的运行，改造后的水泥磨各项指标如表3。从表中看出加柱磨机后的水泥磨产量提高幅度超过了，电耗、钢耗也明显下降，水泥细度、比表面积、各龄期强度等实物质量均有所提高。控制水泥细度0.08mm筛余在4%时，一年多的运行仅节电一项即节省生产费用28万元，基本收回了设备投资(设备28.5万元)。由于该工艺使Φ2.2m×6.5m水泥磨产量翻番，故现行生产中已停开原有的Φ1.5m×5.7m开流水泥磨。现预粉磨工艺的生产效果十分显著。
表3 改造前后水泥磨的主要指标 工艺流程
0.08mm筛余/%
产量/(t/h)
电耗/(kWh/t)
钢耗/(kg/t)
比表面积/(m2/kg)
未加柱磨机
8
8.0
38.5
1.56
310
6
7.5
42.8
1.60
321
4
7.0
45.2
1.85
335
2
5.0 52.6 2.15 350
加柱磨机后 8 18.0 28.5 0.65 323
6 16.3 31.5 0.70 348
4 14.0 33.5 0.75 370
2 11.9 36.5 0.90 391
4 柱磨机操作中应注意的问题
柱磨机在粉磨物料时三个辊压磨头在机体内腔靠物料和衬板运动的摩擦力自转，物料温度高加之摩擦产生的热量，使得柱磨机轴承的工作环境温度较高，所以润滑管理显得尤为重要。凭我们的使用经验，一般5～7d需给磨头轴承补充一次润滑油，油脂为MoS2锂基脂，补充量约0.4kg/次，传动主轴承每15d注油一次，补充量一般为2kg/次。
(来源：中国水泥技术网)
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