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水泥 新工艺 技术装备 质量 监控 检测 新技术

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! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !第 三 篇水 泥 工 业 破 碎 粉 磨 新 技 术第 一 章 破 碎 粉 磨 新 技 术 概 述第 一 节 高 细 粉 磨 技 术 进 展一 、 摘 要本 文 讨 论 了 水 泥 物 料 粉 磨 粒 度 的 分 类 ， 水 泥 物 料 高 细 粉 磨 的 要 点 。 重 点 对 水 泥 物 料高 细 粉 磨 的 设 备 和 工 艺 进 行 了 综 述 与 讨 论 。关 键 词 ： 水 泥 粉 磨 ， 高 细 粉 磨 ， 预 粉 磨二 、 前 言随 着 可 持 续 发 展 战 略 方 针 的 贯 彻 ， 也 为 了 进 一 步 降 低 水 泥 生 产 成 本 ， 水 泥 行 业 正 在重 点 研 究 怎 样 少 用 能 耗 大 生 产 污 染 大 的 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 ， 尽 量 多 利 用 工 业 废 渣 来 生 产 少熟 料 水 泥 ， 在 水 泥 生 产 中 较 大 幅 度 地 降 低 能 耗 ， 降 低 天 然 原 料 消 耗 ， 发 展 环 保 效 益 好 ， 生态 效 益 好 的 新 产 品 新 工 艺 。 其 中 重 要 的 一 个 方 面 ， 就 是 需 要 对 水 泥 熟 料 和 水 泥 混 合 材 料进 一 步 进 行 高 细 粉 磨 。 对 水 泥 材 料 进 行 高 细 粉 磨 ， 增 加 产 品 中 的 高 细 粉 含 量 ， 是 开 发 利用 水 泥 熟 料 和 混 合 材 料 潜 力 的 重 要 途 径 。 本 文 对 可 以 用 于 水 泥 高 细 粉 磨 的 设 备 和 工 艺进 展 进 行 了 重 点 叙 述 。! 分 类现 代 粉 磨 技 术 对 普 通 粉 磨 ， 高 细 粉 磨 ， 超 细 粉 磨 的 产 品 粒 度 界 限 目 前 尚 无 统 一 的 分类 方 法 ， 在 水 泥 生 产 中 ， 水 泥 颗 粒 普 通 粉 磨 时 粒 度 小 于 #$!%， 在 非 金 属 矿 加 工 中 ， 一 般 将&第 一 章 破 碎 粉 磨 新 技 术 概 述!# 以 下 的 粉 体 称 为 “ 超 细 ” 粉 体 。 具 体 分 类 见 表 $ % ! % !。表 $ % ! % ! 粉 磨 加 工 分 类普 通 粉 磨 粒 度 & !# 比 表 面 积 () * $)#(+, 粉 磨 粒 度 & )!# 比 表 面 积 $) * .#(+, 粉 磨 粒 度 & !# 比 表 面 积 . * #(+, 粉 磨 的 越 细 ， 其 粉 磨 加 工 难 度 越 大 ， 加 工 能 耗 也 越 大 ， 相 应 地 需 要 采 用 特 殊 的 工艺 及 设 备 。 物 料 粒 度 小 于 ! # 以 下 时 ， 称 为 超 微 粉 ， 超 微 粉 加 工 国 内 外 尚 没 有 合 适 的 机械 设 备 ， 目 前 只 能 用 化 学 的 方 法 来 制 得 。(/ 水 泥 物 料 高 细 粉 磨 的 要 求以 0$1 为 主 要 矿 物 的 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 水 化 很 慢 ， 水 化 $ 天 时 水 化 深 度 仅 约 $!#。 水化 ( 天 时 水 化 深 度 仅 * !#， 粒 度 & .!# 的 水 泥 熟 料 $ 天 时 可 以 完 全 水 化 。 粒 度$!# 的 水 泥 熟 料 ( 天 只 能 水 化 23左 右 ， 而 遗 留 下 未 水 化 的 内 核 ， 未 水 化 的 内 核 就 没有 对 水 泥 的 强 度 作 出 贡 献 。 显 而 易 见 ， 从 颗 粒 尺 寸 来 讲 ， $ * $!# 的 颗 粒 ， 是 水 泥 熟 料 主要 的 活 性 部 分 ， 所 以 ， 水 泥 高 细 粉 磨 ， 粒 径 以 $ * $!# 为 主 。水 泥 粉 是 由 大 小 不 同 的 颗 粒 组 合 的 混 合 粉 体 ， 从 颗 粒 级 配 方 面 ， 国 内 外 趋 向 于 窄 粒径 。 有 文 章 提 出 ， 普 通 硅 酸 盐 水 泥 中 ， $ * $!# 颗 粒 应 达 43 * )3， 在 高 强 快 硬 硅 酸 盐水 泥 中 ， $ * $!# 颗 粒 应 达 )3 * .3， 在 超 高 强 快 硬 硅 酸 盐 水 泥 中 ， $ * $!# 颗 粒 应!23。 目 前 比 较 公 认 的 是 ， $ * $!# 的 颗 粒 对 强 度 增 进 率 起 主 要 作 用 ， 其 间 各 粒 级 分 布是 连 续 的 ， 总 量 不 能 低 于 .)3， ! * (!# 的 颗 粒 部 分 对 水 泥 性 能 尤 为 重 要 ， 含 量 愈 多 愈好 ， & $!# 的 细 颗 粒 比 表 面 积 大 ， 使 需 水 量 明 显 增 加 ， 不 要 超 过 !3， 5 .)!# 的 颗 粒 活 性很 小 ， 最 好 没 有 。还 需 要 注 意 的 是 ， 水 泥 的 颗 粒 形 状 影 响 水 泥 的 比 表 面 积 ， 进 而 影 响 到 水 泥 强 度 检 验时 的 成 型 需 水 量 和 拌 和 水 泥 混 凝 土 时 的 需 水 量 ， 需 水 量 过 大 则 使 强 度 下 降 。 同 样 质 量 的颗 粒 ， 球 形 颗 粒 其 表 面 积 最 小 ， 因 而 ， 水 泥 颗 粒 形 状 尽 量 为 球 形 最 好 。 水 泥 颗 粒 球 形 化 将对 水 泥 性 能 的 改 善 产 生 明 显 影 响 ， 也 应 引 起 我 们 的 注 意 。水 泥 中 掺 用 的 高 炉 矿 渣 、 火 山 灰 、 粉 煤 灰 等 混 合 材 料 是 具 有 一 定 潜 在 水 化 活 性 的 材料 ， 在 水 泥 中 掺 用 混 合 材 料 ， 可 以 改 善 水 泥 的 某 些 性 能 ， 可 以 大 幅 度 节 约 燃 料 ， 增 产 水 泥 。由 于 这 些 混 合 材 料 大 多 数 是 工 业 废 渣 ， 大 量 掺 用 工 业 废 渣 做 水 泥 混 合 材 ， 还 有 利 于 利 废为 宝 ， 保 护 人 类 的 生 态 环 境 ， 产 生 很 好 的 环 保 效 益 。 但 这 些 混 合 材 料 水 化 速 度 比 水 泥 慢得 多 ， 测 试 表 明 在 比 表 面 积 为 $6(+ ,- 左 右 时 ， 高 炉 矿 渣 水 化 7 天 左 右 才 能 产 生 与 硅酸 盐 水 泥 熟 料 水 化 ( 天 时 相 应 的 强 度 ， 粉 煤 灰 则 需 !) 天 左 右 才 能 达 到 相 应 的 强 度 。47$第 三 篇 水 泥 工 业 破 碎 粉 磨 新 技 术对 水 泥 混 合 材 进 行 高 细 粉 磨 ， 扩 大 了 水 化 反 应 时 与 水 接 触 反 应 的 表 面 积 ， 相 应 地 可 以 较大 幅 度 地 提 高 它 们 的 水 化 速 度 ， 使 它 们 能 在 较 短 时 间 内 产 生 较 高 的 强 度 。 从 理 论 要 求 混合 材 料 应 该 粉 磨 的 比 水 泥 熟 料 更 细 ， 实 际 上 一 般 要 求 与 水 泥 熟 料 有 相 近 的 细 度 。! 水 泥 高 细 粉 磨 技 术 进 展用 水 泥 厂 常 用 的 普 通 球 磨 机 对 水 泥 物 料 进 行 高 细 粉 磨 时 ， 电 耗 将 大 幅 度 增 加 ， 产 量将 较 大 幅 度 降 低 。 对 水 泥 物 料 进 行 高 细 粉 磨 ， 需 要 开 发 粉 磨 效 率 更 高 的 新 设 备 、 新 工 艺 ，近 二 十 年 来 ， 这 种 加 工 工 艺 的 需 求 推 动 了 水 泥 高 细 粉 磨 技 术 的 发 展 。（ #） 高 细 磨 康 比 丹 磨一 般 开 路 粉 磨 将 水 泥 磨 至 !$%&() 的 比 表 面 积 时 会 出 现 聚 结 、 糊 球 、 糊 衬 板 和 卸 料蓖 的 现 象 ， 而 且 产 量 大 幅 度 下 降 ， 单 位 电 耗 显 著 增 大 。 改 用 闭 路 粉 磨 流 程 后 情 况 有 所 好转 ， 但 成 品 比 表 面 积 提 高 到 *+$%&, ) 时 ， 也 出 现 了 类 似 的 情 况 。 在 -$ 年 代 初 ， 丹 麦 史密 斯 公 司 经 过 研 究 ， 开 发 出 小 钢 段 磨 ， 解 决 了 这 类 问 题 。 康 比 丹 磨 粗 磨 仓 与 细 磨 仓 之 间设 计 了 专 门 的 筛 分 双 层 隔 仓 枪 ， 只 允 许 & 以 下 的 细 粉 料 进 入 细 磨 仓 ， 粗 粒 料 返 回 粗 磨仓 ， 细 磨 仓 采 用 小 研 磨 体 ， 同 时 在 细 磨 仓 出 口 ， 又 设 计 一 种 特 殊 的 蓖 板 ， 能 将 卸 入 出 口 蓖板 的 小 钢 段 经 导 料 板 送 回 细 磨 仓 ， 从 而 防 止 小 研 磨 体 随 水 泥 卸 至 磨 外 。 这 种 磨 粉 磨*$%&, ) 左 右 的 水 泥 时 ， 相 比 普 通 球 磨 机 单 位 电 耗 降 低 ./左 右 。 康 比 丹 磨 可 用 于 水泥 物 料 的 高 细 粉 磨 ， 但 其 生 产 电 耗 仍 很 高 。（ ） 普 通 球 磨 机 0 高 效 选 粉 机目 前 常 规 的 闭 路 粉 磨 系 统 中 常 用 的 离 心 式 或 旋 风 式 选 粉 机 的 选 粉 效 率 均 不 高 ， 粗 细颗 粒 分 级 效 果 不 理 想 ， 产 品 粒 度 也 难 以 达 到 高 细 粉 磨 对 选 粉 设 备 的 要 求 。 #12$ 年 以 后 ，逐 步 出 现 了 新 型 高 效 选 粉 机 ， 较 好 地 解 决 了 高 细 粉 磨 对 选 粉 设 备 的 要 求 。 这 方 面 ， 国 外较 好 的 有 日 本 的 3 4 5678高 效 选 粉 机 与 丹 麦 的 57689选 粉 机 等 。 3 4 5768型 新 型 高 效 选粉 机 由 日 本 小 野 田 公 司 研 制 ， #1 通 过 工 业 试 验 后 应 用 于 工 业 生 产 。 这 种 选 粉 机 只 需方 便 调 节 立 轴 转 速 即 可 生 产 比 面 积 为 .$ : -$%&, ) 的 水 泥 。开 发 了 可 以 用 于 高 细 粉 磨 的 高 效 率 的 选 粉 机 ， 可 以 使 用 普 通 球 磨 机 系 统 生 产 高 细 度水 泥 ， 但 普 通 球 磨 机 粉 磨 出 高 细 度 的 水 泥 物 料 时 ， 其 粉 磨 效 率 较 低 ， 仍 存 在 着 产 量 明 显 降低 ， 电 耗 较 大 的 问 题 。（ !） 预 细 碎 0 球 磨 机 0 高 效 选 粉 机水 泥 生 产 的 总 电 耗 -$/ : 2$/都 消 耗 在 物 料 的 粉 碎 过 程 中 ， 因 此 水 泥 行 业 节 能 降 耗的 一 个 重 要 课 题 ， 就 是 对 传 统 粉 磨 系 统 进 行 技 术 改 造 。 球 磨 机 干 法 粉 磨 时 的 能 量 利 用 率仅 为 / : !/， 而 破 碎 机 对 物 料 破 碎 时 的 能 量 利 用 率 可 以 高 达 !/左 右 。 因 此 国 内 外工 程 技 术 人 员 经 过 多 年 的 科 研 和 生 产 实 践 ， 提 出 了 多 破 少 磨 的 予 细 碎 新 工 艺 ， 国 内 的 生+1!第 一 章 破 碎 粉 磨 新 技 术 概 述产 实 践 表 明 ， 如 入 磨 物 料 粒 度 从 !# 分 别 降 至 $% 和 !# 时 ， 吨 水 泥 电 耗 可 降 低 &( !)。国 内 *) 年 代 末 开 发 出 了 立 轴 式 细 碎 破 碎 机 ， 成 功 地 用 于 生 料 粉 磨 系 统 中 ， 在 提 高 产量 、 降 低 粉 磨 电 耗 方 面 取 得 了 成 功 。 近 十 年 来 ， 随 着 耐 磨 材 料 技 术 地 发 展 ， 立 轴 式 细 碎 破碎 机 等 新 型 细 碎 破 碎 机 已 用 于 水 泥 的 粉 磨 工 艺 中 ， 其 耐 磨 材 料 使 用 寿 命 已 可 达 ! 个 月 ，这 使 水 泥 细 破 碎 + 高 效 选 粉 机 工 艺 进 入 实 用 阶 段 ， 但 缺 点 是 耐 磨 材 料 寿 命 仍 不 够 长 。（ ,） 预 粉 磨 技 术近 十 年 来 ， 随 着 辊 压 机 、 辊 式 磨 、 环 辊 磨 等 的 研 制 开 发 ， 这 些 新 型 粉 磨 设 备 也 用 于 水泥 生 产 中 ， 这 些 设 备 电 能 有 效 利 用 率 可 高 达 !) ( %)， 远 高 于 球 磨 机 ， 但 用 于 水 泥 的 终粉 磨 设 备 时 ， 所 生 产 的 水 泥 产 品 颗 粒 圆 形 度 低 ， 明 显 对 水 泥 的 质 量 产 生 不 好 的 影 响 ， 所 以在 水 泥 生 产 中 ， 通 常 用 做 预 粉 磨 设 备 ， 与 球 磨 机 系 统 结 合 ， 形 成 了 新 的 预 粉 磨 工 艺 技 术 ；预 粉 磨 系 统 是 在 现 有 的 粉 磨 系 统 中 ， 在 球 磨 机 前 安 装 预 粉 磨 设 备 ， 物 料 喂 入 预 粉 磨 设 备进 行 粗 粉 磨 ， 然 后 再 进 入 球 磨 机 系 统 进 行 最 终 细 粉 磨 。 这 种 系 统 可 以 在 出 磨 物 料 细 度 不变 时 大 幅 度 提 高 产 量 ， 降 低 电 耗 ， 更 有 利 于 以 较 低 的 电 耗 对 水 泥 进 行 高 细 粉 磨 。 这 种 流程 与 传 统 的 球 磨 机 相 比 ， 可 节 省 水 泥 的 单 位 电 耗 近 & ( !。 近 十 年 来 ， 水 泥 预 粉 磨技 术 进 入 实 用 阶 段 ， 越 来 越 多 地 用 于 新 建 厂 和 老 厂 改 造 中 。,$ 水 泥 预 粉 磨 设 备 技 术 进 展（ &） 辊 压 机辊 压 机 又 称 高 压 辊 压 机 ， 挤 压 磨 或 双 辊 磨 ， 该 磨 由 德 国 科 劳 斯 特 尔 大 学 的 逊 约 特 教授 所 发 明 （ &-. 年 申 报 了 专 利 ） ， 随 后 克 虏 伯 、 伯 力 鸠 斯 公 司 与 / 逊 纳 特 教 授 合 作 进 行 了研 制 。辊 压 机 的 结 构 与 传 统 的 双 辊 破 碎 机 相 似 ， 它 由 两 个 速 度 相 同 ， 辊 面 平 整 ， 作 相 对 转 动的 辊 子 所 组 成 ， 物 料 由 上 部 喂 入 辊 间 的 缝 隙 内 ， 在 双 辊 间 受 到 挤 压 ， 但 是 辊 间 的 压 力 却 比双 辊 破 碎 机 大 得 多 （ 可 达 %)012） 。 因 而 在 辊 压 机 两 辊 间 的 物 料 受 到 高 压 挤 压 研 磨 ， 变成 为 充 满 裂 纹 的 扁 平 料 饼 。 这 些 料 饼 中 含 有 大 量 的 细 粉 ， 其 中 小 于 -) 微 米 的 可 占 %)，有 约 *)的 物 料 小 于 ! 毫 米 。!) 世 纪 -) 年 代 初 期 辊 压 机 被 广 泛 用 于 水 泥 的 预 粉 磨 ， 其 中 13456789 公 司 和 /:; 公司 每 年 在 世 界 范 围 内 要 卖 出 %) 台 左 右 ， 国 内 也 有 多 个 厂 家 在 生 产 辊 压 机 。 在 实 际 应 用中 ， 也 暴 露 出 辊 压 机 用 于 水 泥 予 粉 磨 设 备 的 不 足 之 处 ， 其 主 要 是 由 于 两 辊 面 受 到 很 高 的应 变 压 力 ， 因 而 辊 面 的 磨 损 严 重 ， 辊 面 的 修 复 或 更 换 费 用 很 高 。（ !） 辊 式 磨 （ 立 磨 ）.) 年 代 ， 日 本 小 野 田 和 神 户 制 钢 公 司 在 常 规 辊 式 磨 的 基 础 上 ， 去 掉 辊 式 磨 的 分 级=? # 环 辊 磨 。 )=? 是 在 +116 年 在 德 国 召 开 的 & 际 会 议 上第 一 次 被 公 布 的 ， 8:;: 公 司 共 同 开 发 的 第 一 台 #+/3,J） 于 +11 在 西 班 牙 正 式 投 入 运 行 。图 2 5 + 5 6 一 章 破 碎 粉 磨 新 技 术 概 述这 两 种 磨 机 加 于 辊 上 的 压 力 只 有 辊 压 机 的 几 分 之 一 ， 辊 面 辊 环 材 质 要 求 比 锟 压 机低 ， 物 料 在 磨 内 的 停 留 时 间 也 较 长 ， 可 用 于 水 泥 物 料 的 预 粉 磨 和 一 些 物 料 的 终 粉 磨 。 由于 实 际 使 用 中 也 出 现 了 辊 子 表 面 损 坏 ， 轴 承 漏 油 、 振 动 和 轴 承 温 度 较 高 等 问 题 ， 要 使 这 种磨 机 更 趋 完 善 ， 可 能 还 需 一 段 时 间 。（ !） 柱 磨 机柱 磨 机 是 我 国 湖 南 长 沙 深 湘 通 用 机 器 公 司 研 究 开 发 的 一 种 新 型 立 式 磨 机 。 传 动 系统 安 装 在 磨 机 上 部 ， 由 电 动 驱 动 减 速 装 置 从 而 使 主 轴 旋 转 ， 主 轴 上 对 称 安 装 几 个 滚 轮 ， 滚轮 即 公 转 又 自 转 ， 衬 板 静 止 不 动 ， 滚 轮 与 衬 板 不 接 触 ， 当 物 料 从 上 部 给 入 后 ， 在 下 滑 的 过程 中 受 到 滚 轮 的 反 复 碾 压 ， 粉 碎 后 的 物 料 从 下 部 排 出 。该 设 备 作 为 予 粉 磨 设 备 ， 在 细 度 不 变 时 可 使 球 磨 机 增 产 #$ % &#$， 电 耗 降 低#$左 右 。（ ） 振 动 磨 （ 冲 击 磨 ）振 动 磨 （ 冲 击 磨 ） 是 近 年 来 正 在 研 究 开 发 中 的 一 种 新 型 粉 磨 设 备 ， 它 可 以 用 于 水 泥 等物 料 的 预 粉 磨 ， 也 可 以 一 次 进 行 物 料 的 高 细 粉 磨 。 目 前 国 内 已 有 容 积 为 # 升 的 冲 击磨 ， 但 对 于 水 泥 生 产 来 讲 ， 它 的 生 产 能 力 仍 过 小 。（ (） 各 种 设 备 的 电 耗 比 较表 ) & ) * 为 国 外 的 几 种 设 备 与 系 统 粉 磨 普 通 水 泥 时 的 电 耗 。 数 据 引 自 有 关 的 文献 。 综 合 分 析 ， 与 装 有 高 效 选 粉 机 的 球 磨 相 比 ， 予 粉 磨 系 统 的 电 耗 可 降 低 &$ % *$左右 ， 其 中 电 耗 降 低 率 与 系 统 的 组 合 方 式 有 关 ， 用 于 终 粉 磨 时 ， 各 设 备 的 电 耗 降 低 率 基 本 相同 ， 约 为 #$。表 ) & ) * 各 粉 磨 系 统 的 电 耗 比 较 （ +,-./）球 磨辊 压 机 粉 磨 系 统预 粉 磨 混 合 粉 磨 半 终 粉 磨 终 粉 磨辊 式 磨环 辊 磨01213455 6789:;! ? &? *! *?& *?! * *!?评 价 !# ! ! E *(F *?! *?! 重 工 评 价 ( *& *& *F! *(* *F E 评 价 !# !( *# # *? *F( *? *?&比 较 （ $） &# # ? ?# ?! (F ( 预 粉 磨 工 艺水 泥 物 料 高 细 粉 磨 系 统 由 预 粉 磨 系 统 和 高 细 球 磨 机 系 统 组 成 。 高 细 球 磨 机 系 统 可有 开 路 与 闭 路 两 种 ， 以 开 路 系 统 为 好 。 预 粉 磨 系 统 可 有 下 述 三 种 。（ &） 开 路 预 粉 磨F第 三 篇 水 泥 工 业 破 碎 粉 磨 新 技 术开 路 预 粉 磨 系 统 可 见 图 ! # !， 物 料 经 预 粉 磨 设 备 进 行 预 粉 磨 后 ， 直 接 进 入 球 磨 机进 行 细 粉 磨 。 优 点 是 系 统 简 单 ， 投 资 较 少 ， 但 缺 点 是 经 预 粉 磨 设 备 初 磨 后 进 球 磨 机 的 物料 粒 度 较 大 ， 一 般 其 中 的 粗 颗 粒 尺 寸 可 达 $ 毫 米 以 上 ， 系 统 的 技 术 指 标 较 低 。图 ! # ! 开 路 预 粉 磨 系 统# 预 粉 磨 设 备 ； % 管 磨 机 ； ! 高 效 选 粉 机（ %） 机 械 筛 预 粉 磨 系 统这 种 系 统 中 物 料 经 预 粉 磨 设 备 后 ， 进 入 一 个 机 械 筛 选 设 备 （ 振 动 筛 或 回 转 筛 ） ， 粗 颗粒 返 回 预 粉 磨 设 备 二 次 粗 磨 ， 细 粉 进 入 球 磨 机 进 行 细 粉 磨 ， 见 图 ! # &。 这 种 系 统 进 入细 粉 磨 磨 机 物 料 的 粒 度 可 控 制 在 % 以 下 。图 ! # & 机 械 筛 预 粉 磨 系 统# 预 粉 磨 设 备 ； % 管 磨 机 ； ! 高 效 选 粉 机 ； & 机 械 筛（ !） 气 流 选 粉 机 预 粉 磨 系 统这 种 系 统 物 料 出 预 粉 磨 设 备 后 ， 进 入 气 流 式 选 粉 机 进 行 分 级 （ 例 如 离 心 式 选 粉 机 ） ，分 级 后 的 粗 粉 返 回 预 磨 机 二 次 粗 粉 磨 ， 细 粉 进 入 球 磨 机 进 行 细 粉 磨 ， 这 种 系 统 进 入 球 磨机 的 物 料 比 表 面 积 可 达 #()%* + , #$()%* +， 对 在 球 磨 机 中 进 行 高 细 粉 磨 很 有 利 ， 系统 技 术 指 标 最 先 进 。第 一 章 破 碎 粉 磨 新 技 术 概 述图 ! # $ 气 流 选 粉 机 预 粉 磨 系 统# 预 粉 磨 设 备 ； % 管 磨 机 ； ! 高 效 选 粉 机 ； & 气 流 选 粉 机第 二 节 矿 渣 高 细 粉 磨 技 术矿 渣 是 高 炉 炼 铁 的 废 渣 。 它 从 炉 中 以 熔 融 状 态 流 出 ， 经 水 淬 急 冷 处 理 后 即 成 为 高 炉矿 渣 。 我 国 年 产 量 在 数 千 万 吨 ， 绝 大 部 分 用 作 水 泥 混 合 材 。为 实 现 我 国 经 济 的 可 持 续 发 展 ，“ 生 态 建 材 ” 、“ 绿 色 建 材 ” 日 益 被 人 重 视 。 因 此 矿 渣的 高 细 高 掺 技 术 也 被 提 上 日 程 。一 、 矿 渣 的 性 能矿 渣 的 化 学 组 成 大 致 为 ： ()!$* + &$*， ,-)%$* + &.*， /0%)!1* + #$*，23)%.* + #$*， 45) + #6.*， 27) + #6.*， 8-)%9 %6.*， , + #6$*。矿 渣 的 矿 物 成 分 在 () ,-)% /0%)!， 三 元 系 相 图 上 处 于 %/,、 /,%、 , 和 %, 的 结晶 区 。 其 中 %/, 和 %, 活 性 较 好 ， /,%和 , 活 性 较 差 ， 即 ()、 /0%)!含 量 高 、 ,-)%含量 低 时 活 性 高 。 当 然 活 性 与 水 淬 质 量 有 关 。 水 淬 好 的 矿 渣 :.* + ;.*为 玻 璃 相 ， 矿 物 为微 晶 状 态 ， 活 性 好 。矿 渣 是 一 种 具 有 “ 潜 在 水 硬 性 ” 的 材 料 ， 即 其 单 独 存 在 时 ， 基 本 无 水 硬 性 。 但 在 某 些激 发 剂 （ 如 石 灰 、 熟 料 粉 、 碱 类 、 石 膏 等 ） 的 激 发 作 用 下 ， 呈 现 出 水 硬 性 。 因 而 矿 渣 是 水 泥最 好 的 混 合 材 。 矿 渣 水 泥 中 的 矿 渣 掺 量 可 达 %.* + ? :;， 磨 机 单 耗 )*65;E 供 货新 加 坡 双 龙98&第 一 章 破 碎 粉 磨 新 技 术 概 述粉 磨 系 统序号主 机 设 备 性 能烘 干 粉 磨 选 粉产 量（ !#）成 品 比 面积 （ $%&）单 位 电 耗 （ ()#!）磨 风 选 合 计备 注辊 磨终 粉 磨*+,-./$01222()（ &22() 矿 渣 ）34 -&22 &4/*莱 歇 供 货中 国 朱 家 桥567 8 & &/.%9522()主 风 机 &542%1#: ./4(;? 辊 磨 *&*/55/* 9/- ? 供 货韩 国 某 厂92 925 3/2 */* 2/- 1*/9神 户 供 货日 本 某 厂&/ 系 统 对 比;? 司 在 实 际 生 产 的 基 础 上 对 不 同 的 矿 渣 粉 磨 系 统 作 了 对 比 。 其 结 果 如 表 18 9 8 4。表 1 8 9 8 4 矿 渣 不 同 粉 磨 系 统 的 对 比粉 磨 系 统 圈 流 球 磨 系 统辊 压 机 系 统预 粉 磨 联 合 粉 磨 终 粉 磨辊 磨 系 统功 耗 922 *2 : 52 44 : *4 2 : *2投 资 （ E） 922 32 : 992 912 922 922 : 994维 修 （ E） 922 992 912 9&2 994从 表 1 8 9 8 4 可 知 ： 以 功 耗 来 说 辊 压 机 和 辊 磨 终 粉 磨 要 比 球 磨 系 统 节 省 42E， 其 投 资 差 别 不 大 ， 只 是 维 修 略 高 。 由 于 矿 渣 难 磨 ， 加 上 要 求 高 比 面 积 ， 因 此 粉 磨 电耗 很 大 ， 例 如 球 磨 系 统 &F 比 面 积 时 磨 机 电 耗 约 #!， 系 统 单 耗 约 *4()#!。如 用 辊 压 机 和 辊 磨 终 粉 磨 系 统 单 耗 要 降 低 12 : 14()#F !， 这 是 相 当 大 的 。 因 此 这 两 种 系统 是 当 今 的 发 展 趋 势 。1/12 万 吨 磨 方 案根 据 以 上 分 析 ， 对 一 条 12 万 吨 矿 渣 高 细 粉 磨 工 艺 线 的 设 计 ， 可 能 的 方 案 如 以下 设 计 条 件 及 工 艺 要 求 ：粉 磨 能 力 ： 42!F #52-第 三 篇 水 泥 工 业 破 碎 粉 磨 新 技 术矿 渣 易 磨 性 ： 蔡 氏 ， !#$%& 比 面 积 时 ()*+& ,矿 渣 初 水 分 ： -./成 品 比 面 积 ： (.#$%& 成 品 水 分 ： 0 -/设 计 方 案 及 主 要 设 备 表 如 表 ! 1 - 1 2。表 ! 1 - 1 2 ! 万 吨 3年 矿 渣 粉 粉 磨 系 统 主 机 设 备方 案 - % ! (粉 磨 系 统 球 磨 系 统 辊 压 机 球 磨 辊 压 机 终 粉 磨 辊 磨 终 粉 磨预 烘 干 设 备 烘 干 塔! 5 %.$ 烘 干 塔! 5 %.$ 烘 干 塔!%4.$ 5 %.$粉 磨 设 备!(42$ 5 -4.$ 6 !4.$中 卸 磨!.)*7892 辊 压 机!-($ 5 2$% 5 !.)*-,3+!(4%$ 5 : 6 !4.$ 尾卸 磨 装 球 %)*789 辊 压 机!-;$ 5 -(.$% 5 -)*!.,3+783$?%)*选 粉 设 备7=A%. 高 细 选 粉 机-:)*同 - 同 选 粉 机-:)*收 尘 设 备袋 收 尘 器 -%$!3+收 尘 风 机 -!.$!3+:4.)9B(.)*同 尘 器 -%$!3+收 尘 风 机 -!$!3+;4.)9B!:)*袋 收 尘 器 %$!3+主 排 风 机 %$!3+:4.)9)*单 位 电 耗 （ )*+& ,） ;4% %42 ( 1 - 1 2 中 方 案 -： 大 型 中 卸 磨 天 津 院 已 广 泛 用 于 %.,&D 工 艺 线 生 料 粉 磨 。 方案 %： 目 前 国 内 技 术 已 能 实 现 。 方 案 !、 ( 国 外 有 成 熟 经 验 ， 国 内 已 有 条 件 开 发 。第 三 节 水 泥 预 粉 磨 系 统 的 应 用一 、 系 统 简 介国 投 海 南 水 泥 有 限 公 司 %,3D 窑 外 分 解 生 产 线 水 泥 粉 磨 采 用 辊 压 机 6 球 磨 机 6 选粉 机 的 预 粉 磨 技 术 。 年 ! 月 水 泥 磨 进 入 调 试 、 生 产 ， . 月 辊 压 机 开 始 试 生产 ， - 月 整 个 水 泥 粉 磨 系 统 达 到 设 计 产 量 并 进 入 连 续 稳 定 运 转 。C(第 一 章 破 碎 粉 磨 新 技 术 概 述! 系 统 流 程 和 主 要 配 置系 统 流 程 见 图 # $ ! $ !%， 其 主 要 配 置 见 表 # $ ! $ &。图 # $ ! $ !% 工 艺 流 程表 # $ ! $ & 粉 磨 系 统 主 要 设 备 配 置名 称 规 格 型 号 性 能 及 参 数水 泥 磨!%( ) !#*(， 双 仓系 统 能 力 !#+,-.； 细 度 #+(/ 01； 磨 机 转 速 !2+!3-(45； 装载 量 +*,； 电 机 功 率 #!&+06选 粉 机 789:; $ #&* $ 旋 风 筒 数 % 个 ； 旋 风 筒 直 径 &*+(； 转 子 转 速 !+3-(45； 电机 功 率 !2+06辊 压 机型 号 ： 099$ ； 转 速 *+ $ !%+磨 尾 风 阀 调 到 $ - 开 度 时 ， 标 定 风 压 分 别为 （ $8 ? &） A 和 （ $%8 ? 8） A。 运 行 效 果 显 示 ， 烘 干 与 粉 磨 能 力 平 衡 ， 各 项 指 标 均较 好 。8,-第 一 章 破 碎 粉 磨 新 技 术 概 述（ !） 控 制 烘 干 磨 的 热 风 温 度 和 风 量 。 进 入 烘 干 磨 的 热 风 温 度 和 风 量 是 影 响 烘 干 速度 的 主 要 参 数 。 温 度 过 高 ， 风 量 过 大 ， 虽 有 利 于 原 料 的 快 速 烘 干 ， 但 能 量 损 失 也 相 应 增大 ， 且 易 造 成 磨 机 轴 承 的 高 温 损 坏 和 磨 机 衬 板 膨 胀 变 形 。 该 厂 从 控 制 入 磨 热 风 温 度 和出 磨 气 体 温 度 的 温 差 入 手 ， 入 磨 风 温 控 制 在 #$% & #$%， 出 磨 风 温 为 ($% ) *$%。两 者 温 差 表 明 ， 入 磨 气 体 的 热 量 利 用 率 达 +#, & -$,， 运 行 较 为 经 济 ， 烘 干 效 果 良好 。!. 调 整 研 磨 体 级 配 ， 降 低 入 磨 物 料 粒 度!.!/ 0 *$/ 中 卸 烘 干 磨 由 粗 磨 仓 （ 长 .*/） 和 细 磨 仓 （ 长 .$1/） 承 担 粉 磨任 务 。 按 理 论 计 算 两 仓 研 磨 体 装 载 总 量 约 1#2， 但 实 际 运 行 效 果 并 不 理 想 ， 一 是 系 统负 荷 高 ， 二 是 产 量 尚 未 达 到 设 计 指 标 。 因 此 ， 在 调 试 中 根 据 入 磨 物 料 粒 度 较 小 的 情 况 ，对 研 磨 体 装 载 量 按 设 计 值 的 * 3、 ! 3、 3 进 行 逐 级 级 配 调 整 和 试 运 行 ， 结 果 见 4 *4 *+。表 4 * 4 *+ 研 磨 体 装 载 量 对 烘 干 磨 粉 磨 效 果 的 影 响装 载 量 比 实 际 5设 计 研 磨 体 用 量 （ 2） 细 度 （ ,） 产 量 （ 2 64 *）系 统 电 耗（ 786 24 *）运 行 电 流 （ 9）*5 !*.#!*$ !1.+ .!5 .$!*$ 1! *+.! -.#3 1#!*$ #. !# 可 知 ， 当 研 磨 体 装 载 量 为 2 时 ， 各 项 生 产 指 标 相 对 良 好 ， 衬 板 断 裂 和 螺 栓 折断 现 象 也 大 为 减 少 ， 磨 机 运 行 也 相 当 平 稳 。 因 此 该 厂 最 终 确 定 研 磨 体 装 载 量 为 2， 各 仓研 磨 体 级 配 见 表 4 * 4 *-。表 4 * 4 *- 中 卸 烘 干 磨 研 磨 体 级 配 方 案仓 位研 磨 体 装 载 量 （ 2）!-$!+$!1$!#$!$!$平 均 球 径 （ /）总 装 载 量 （ 2）实 际 设 计粗 磨 仓 !.* #.$ *$.# . 1!.# !*.$ 1.$细 磨 仓 #.# *!.$ .# $. !.$ !(.$烘 干 磨 在 研 磨 体 减 少 *3 条 件 下 ， 仍 能 发 挥 较 好 的 粉 磨 效 果 ， 这 一 方 面 说 明 物 料 经过 烘 干 处 理 ， 大 大 改 善 了 粉 磨 工 况 ， 使 粘 球 粘 磨 现 象 基 本 消 除 ； 另 一 重 要 原 因 是 该 厂 对 烘干 入 磨 原 料 采 取 了 “ 多 碎 少 磨 ” 的 措 施 。 生 产 中 ， 该 厂 入 磨 原 料 由 二 级 破 碎 完 成 ， 一 破 为!:; *$*$ 双 转 子 反 击 式 破 碎 机 ， 二 破 为 : -!#2。（ -） 选 粉 机 为 直 径 2%、 高 $#2% 普 通 离 心 式 选 粉 机 台 ， 配 用 9?!2 !. 电 动 机 ，22)* %+,。（ ） 除 尘 器 为 自 制 除 尘 器 ， 一 级 磨 配 ! !6 型 布 袋 除 尘 器 ， 其 排 风 量 为.%二 级 磨 配 -. ! 型 布 袋 除 尘 器 ， 其 排 风 量 为 # 新 旧 标 准 水 泥 强 度 值该 公 司 水 泥 产 品 新 旧 标 准 强 度 对 照 见 表 - C ! C .。表 - C ! C . 新 旧 标 准 强 度 对 照 （ 788?)999 型 激 光 粒 度 分析 仪 ， 对 该 公 司 生 产 水 泥 的 粒 径 进 行 分 析 。 改 造 前 后 成 品 水 泥 颗 粒 级 配 对 比 见 表 !()1 2 电 动 机 ， 可 将 传 动 比 降 至0*， 主 轴 可 得 到 扭 矩 0,*1 9 0*!&41 2， 同 样 可 以 达 到 使 用 效 果 ， 同 时 可 增 大 “ =”形 皮 带 包 角 ， 也 延 长 了 主 轴 寿 命 。二 、 磨 机 衬 板 研 磨 体 的 填 充 率假 定 磨 内 每 周 有 ! 块 衬 板 ， 研 磨 体 覆 盖 块 衬 板 ， 磨 机 直 径 为 #， 如 图 0 ? ! ? *。图 0 ? ! ? * 磨 机 截 面 示 意 图00,第 一 章 破 碎 粉 磨 新 技 术 概 述设 定 衬 板 所 对 圆 心 角 为!， 那 么 填 充 率为 阴 影 部 分 的 面 积 与 圆 的 面 积 比 。阴 影 部 分 的 面 积 （ 其 中!） ：#阴! #扇#$%& #$%!$& ( $)*+! $,-)!$&$)*+（!）则 填 充 率!#阴#圆!&)*+（!）!（ ( & ）根 据 式 （ ） 可 以 很 方 便 地 计 算 出 磨 机 的 填 充 率 ， 合 理 添 加 研 磨 体 。 在 实 践 应 用 中 通过 数 研 磨 体 未 覆 盖 衬 板 的 数 目 ， 则 可 以 知 道 覆 盖 衬 板 的 数 量 。 例 如 ：./ 012/ 磨 机中 ， 每 周 有 衬 板 ， 未 覆 盖 衬 板 (012 块 ， 则 覆 盖 衬 板 (12 块 ， 根 据 式 （ (） 则 填 充 率!.这 样 可 以 有 效 地 控 制 研 磨 体 装 填 误 差 。三 、 选 粉 效 率#、 循 环 负 荷 率 5 与 磨 机 台 时 产 量 6 的 关 系选 粉 效 率#、 循 环 负 荷 率 5 的 正 确 控 制 对 球 磨 机 产 量 6 的 影 响 很 大 ， 不 同 的 球 磨 机需 要 不 同 的 选 粉 效 率 和 循 环 负 荷 率 ， 表 . & ( & 0 是 通 过 对1/ 712/ 和012/ 种 规 格 水 泥 磨 机 的 各 阶 段 测 试 得 出 的 结 论 。表 . & ( & 0 种 水 泥 磨 参 数 测 试 情 况规 格 序 号出 磨 细 度8（ 4）回 料 细 度9（ 4）成 品 细 度,（ 4）#（ 4） 5（ 4） 6（ :; 7 210 (7 (=13 ( 7 2(1= ( (212. =31( 2= (213= .= 23 7 2(1 (02 (7132 . = 7 231( (3 (=17 ? 0 =213 . ( = = (02 (=17 012/ 7 =3 2 210 (23 .13? 2 =3 2 2=1. (. =( 7 =12 (7? .?13( . =0 7 =13 (?. .13( 2 2 231? (70 =313(. 3 7 =?1. (?. 0 = 231. (70 .1注 ： 第 0、 (= 组 数 据 分 别 为 实 施 A# 标 准 后 我 厂 实 际 生 产 控 制 数 据 。 表 中 实 测 水 泥 为 .12 级 ， 比 表 面 积 .3/B 1/ 712/ 水 泥 粉 磨 系 统 最 终 确 定 选 粉 效 率 在 2(4左 右 ， 循 环 负 荷 率 在 (34左 右 。 012/ 水 泥 粉 磨 系 统 最 终 确 定 选 粉 效 率 在 234左 右 ， 循 环 负 荷 率 在 (034左 右 。=.=第 三 篇 水 泥 工 业 破 碎 粉 磨 新 技 术四 、 旋 风 式 选 粉 机 支 风 管 风 量 与 主 风 管 风 量 之 比 对 选 粉 机 选 粉 效 率 的 影 响旋 风 式 选 粉 机 选 粉 效 率 跟 喂 料 量 、 风 量 配 比 有 很 大 的 关 系 ， 在 风 量 控 制 中 ， 设 定 风 机风 量 为 !、 支 风 管 风 量 为 !、 主 风 管 风 量 为 !， 则 !# !$ !， 而 ! 的 确 定 通 常 以 旋风 筒 所 需 风 量 而 定 ， 如 果 值 偏 小 ， 则 旋 风 筒 捕 捉 成 品 效 率 较 低 ， 较 多 粉 尘 进 入 风 机 堵 塞 管道 ， 一 方 面 磨 损 风 机 ， 另 一 方 面 影 响 系 统 产 量 ； 如 果 值 偏 大 ， 则 系 统 阻 力 较 大 ， 电 动 机 电流 、 系 统 电 耗 升 高 ， 通 常 该 厂 旋 风 筒 入 口 风 速 控 制 在 %&(。现 以!)*%& 旋 风 式 选 粉 机 为 例 ， 探 讨 ! !对 选 粉 效 率 的 影 响 ， 具 体 参 数 见 表 ) +! + ,。表 ) + ! + , !- !对 选 粉 效 率 的 影 响! ! ,%./0% !%./% !1% !,% % % )%（ 4） 0 0, 1 12 /1 2 /%由 表 看 出 在 ! !$ ,%/0% 时 ， 选 粉 区 向 上 风 速 太 快 ， 混 合 粉 料 在 选 粉 区 内由 于 分 离 时 间 太 短 ， 许 多 粉 料 来 不 及 分 离 ， 造 成 许 多 细 粉 未 能 筛 选 入 回 料 。 而 一 般 通 过调 整 转 速 来 控 制 成 品 细 度 ， 很 多 情 况 下 并 不 能 达 到 理 想 效 果 。 该 厂 选 粉 机 ! !值 一般 控 制 在 !1%12% 左 右 ， 选 粉 效 率 在 1%4 5 14之 间 ， 可 有 效 发 挥 磨