水泥粉磨工艺PPT课件

1 水泥粉磨工艺 WXB制作 2 第一部分粉磨工艺概述 粉磨系统包括原料粉磨和水泥粉磨 水泥粉磨是整个水泥生产过程的最后一个环节 水泥粉磨系统控制的好坏直接关系到水泥产品的质量 产量 成本 关系到公司的最直接的经济效益 水泥粉磨系统是水泥工业电耗较多的一个环节 因此从能源利用方面对粉磨降低电耗成为了关键因素 3 水泥粉磨系统从最初的小直径钢球磨发展到大直径的水泥球磨 然后又发展到超细磨 这几个都是从球磨上的发展 虽然产量和电耗有一定的提高但是提高幅度不是太大 随着技术的不断提高发现应用水泥立磨和辊压机来粉磨水泥可以大大的降低电耗 但是也出现了粉磨的水泥性能不是太好 后来经过改进把辊压机 立磨 球磨组合到一块成为联合粉磨系统 使得水泥磨的台时产量大幅度提高 电耗也降低不少 水泥性能也较好 4 水泥粉磨的作用 什么是粉磨 物料在外力的作用下 通过冲击 挤压 研磨作用 使块状物料变成细粉的过程 水泥粉磨的主要作用是 把熟料 石膏 混合材等没有水硬性的块状物料转变成具有水硬性的粉状物料 5 粉磨工艺流程 开路粉磨工艺流程 物料通过磨机后即为产品 流程简单 设备少 投资少 但是容易产生过粉磨现象 闭路粉磨工艺流程 物料出磨后经过选粉机系统选出产品 粗粉返回磨机再磨 减少过粉磨现象 可以提高产量 降低电耗 产品细度容易控制 但是系统设备投资大 操作维护较为复杂 6 开路粉磨工艺流程 磨机开路粉磨工艺流程 新型的开路流程 7 闭路粉磨工艺流程 传统的闭路新的闭路系统 球磨机 8 第二部分水泥粉磨常用的原料 熟料石膏矿渣粉煤灰石灰石 9 熟料 熟料是组成水泥颗粒的最主要成分 由C3S C2S C3A C4AF四种矿物组成 其中影响水泥强度的最主要矿物是C3S 熟料中随着C3S含量的增加 早期强度提高 熟料组成中含量在60 以上 C2S是熟料中的次要矿物 它会对水泥的长期强度起到重要作用 尤其是一年之后的长期强度 C3A可以调节水泥的性能 水化热高 水化速度快 因此含量不能太多 一般不能超过8 C4AF水化热比C3A低 提高耐磨性 其中随着熟料中硅率 C2S的提高熟料的易磨性降低 随Al2O3 C3S KH 含量的增加易磨性提高 10 石膏 石膏是仅次于熟料的主要原料 石膏可以调节水泥的凝结时间 保证水泥在适当的时间凝结 保证合理的施工性 改善水泥的水化产物 调节水泥性能 11 矿渣 具有水泥的水硬性 常用的混合材 可以改善水泥的性能 调节矿渣的含量 可以调节水泥的标号 改进水泥的性能 增加或降低台时产量 由于矿渣中含有一定量的C2S 因此矿渣的活性大 如果加入合适量的矿渣并粉磨到一定程度时 相应会增加水泥28天的强度 但这时也会相应降低水泥磨的台时产量 使用化学成分和水淬质量较好的矿渣 增大掺加量 降低生产成本 12 粉煤灰 粉煤灰也属于活性混合材 其由结晶体 玻璃体以及少量未燃炭组成 粉煤灰的活性主要来自铁玻璃体 其含量越高活性越好 结晶体不具有活性 粉煤灰的粒度对活性影响也很大 细小的密实球形玻璃体含量越高活性越高 需水量也低 不规则的多孔玻璃体含量多 需水量增加 活性下降 未燃炭含量多需水量大 活性差 粉煤灰掺量少时 会起到助磨剂的作用增加台时产量 大量的掺加粉煤灰会显著降低水泥的强度 13 石灰石 石灰石属于瘠性混合材 掺加量太多会大大的降低水泥强度 一定量的掺加会增加台时产量 并且在掺加后石灰石中的CaO和水反应后会增加OH 粒子的浓度 增加水泥熟料中C3S的水化速度 提高早期强度 14 第三部分影响水泥粉磨台时产量的措施 物料的易磨性入磨物料粒度对台时产量的影响水泥粉磨设备的影响生产控制的影响生产工艺的影响生产工艺调整的影响 15 1 物料的易磨性 熟料的易磨性与硅率 C2S Al2O3 C3S KH等有关 石膏可以提高整个系统的易磨性 能够提高台时产量 石灰石易磨性较好 可以大大的提高台时产量 矿渣本身易磨性不好 但是加入一定量可以提高台时产量 粉煤灰本身易磨性不好 但是由于本身就是细粉 加入后可以起到助磨剂的作用 可以大大的提高台时产量 16 2 入磨物料粒度对台时产量的影响 入磨粒度小 磨机可以减小钢球直径 在钢球装载量相同时 钢球个数增加 钢球总面积增加 提高了钢球对物料的粉磨效果 提高产量 降低单位产品电耗 17 为了改善入磨粒度 一般在球磨机前加预粉碎设备作为一级破碎 而球磨作为二级破碎 提高总的台时产量 通常常用的预粉碎设备及流程有 辊压机 V型选粉机 打散机 球磨 选粉机 辊压机 球磨 选粉机 辊压机 V型选粉机 打散机 球磨 立磨 选粉机 球磨 选粉机 等 还有用辊筒磨 柱塞磨等作为一级粉碎设备的 目的都是为了减小入磨粒度 增加台时产量 18 3 水泥粉磨设备的影响 水泥球磨机的大型化可以提高粉磨效率 节约能源 提高经济效益 磨机产量与磨机筒体直径D和长度L的关系为 G D2 5 2 6L 电耗为 N D2 4 2 5L 19 4 生产控制的影响 喂料的均匀性入磨物料温度入磨物料水分混合材的影响助磨剂影响 20 4 1喂料的均匀性 喂料的均匀性对粉磨系统的产量和电耗有重大的影响 对于粉磨过程中比表面积 SO3以及石灰石的掺加量控制的均匀与否直接影响台时产量的变化 尤其是比表面积的变化最明显 对于4 2m以上的磨机每提高10m2 kg的比表面积 相应台时产量会降低5 10t h左右 21 11月份1 3日水泥磨比表面积为380 15m2 kg 平均台时产量为148 88t h 4日后比表面积提高到390 15m2 kg 平均台时产量为137 96t h 相应台时产量降低了10 92t h 11月份石灰石掺加量由平均5 17 降低到3 22 时 相应台时产量由136 95t h降低到124 08t h 22 4 2入磨物料温度 入磨物料温度高 物料带入磨内大量热量 加之磨机内部钢球和物料之间的相互撞击产生的热能 使磨内温度较高 易使水泥因静电吸引而聚集 严重的会粘附到研磨体和衬板上 从而降低粉磨效率 温度越高这种现象越明显 23 试验表明 入磨物料温度超过50 磨机产量将受影响 如果超过80 水泥磨产量降低约10 15 磨内温度高还会引起石膏脱水成半水石膏 引起假凝 影响水泥质量 而且易使入库水泥结块 入磨物料温度最好不超过50 出磨水泥温度不超过110 120 水泥温度高 会使包装纸袋发脆 增大破损率 24 4 3入磨物料水分 入磨物料水分对磨机生产影响较大 如果入磨物料水分平均达4 0 会使磨机产量降低20 以上 严重时会粘堵隔仓板的篦缝 从而使粉磨过程难以顺利进行 入磨物料还有少量水分可以降低磨内温度 并有利于减少静电效应 提高粉磨效率 入磨水分一般应该控制在1 0 1 5 为宜 25 4 4混合材的影响 矿渣 石灰石 粉煤灰掺加会影响水泥粉磨的台时产量和水泥的性能 前面已经概述 26 4 5助磨剂影响 在粉磨过程中 加入少量助磨剂 可以消除细粉之间的粘附和聚集现象 加速物料粉磨过程提高粉磨效率 常用的有碳素物质和表面活性物质 三乙醇胺 乙二醇 丙二醇 但是应用助磨剂应该适量 如果应用量较多会明显增加环境污染 还会降低水泥质量 现在用的助磨剂基本上都是复合助磨剂 不再是原来的单一助磨剂 通常以三乙醇胺为主要材料混合一部分其它增强 减水 助磨的材料 27 5 生产工艺的影响 水泥粉磨工艺有开路和闭路两种工艺流程 一般来说开路粉磨工艺台时产量较低 闭路粉磨工艺台时产量较高 水泥车间都是闭路粉磨工艺 28 5 1开路粉磨工艺 5 1 1磨机开路粉磨工艺流程该工艺流程只有一台磨机 磨头入料 磨尾出料即为成品 磨内为多仓磨 相应磨机较长 该流程出磨水泥颗粒级配比较宽 水泥性能较好 这是最早出现的粉磨工艺 但是该工艺存在很大的缺点 粉磨能耗高 产品的强度指标较低 物料流速慢 磨内物料温度高 造成石膏脱水 容易使水泥产生假凝现象 台式产量低 29 5 1 2辊压机 打散机 V 型选粉机 球磨机开路粉磨工艺流程该工艺流程把原来较大颗粒的物料经过辊压机破碎 然后经过打散机或 V 型选粉机进行初选 把细粉入磨粗粉再次辊压 球磨出来的物料即为成品 该工艺流程利用辊压机电耗低的特点大大的降低吨水泥电耗 提高了水泥磨的台时产量 而且水泥颗粒级配也较好 强度指标也有较大程度的提高 但是还有水泥温度高 强度低的缺点 30 5 2闭路粉磨工艺 5 2 1球磨机闭路粉磨工艺该工艺也是较早的粉磨工艺 在一台球磨机后面配上一台选粉机 通过选粉后细料即为成品 粗料回磨后重新粉磨 使总的台时产量有所增加 但是总的能耗没有多大的降低 水泥颗粒级配也不是太好 水泥磨的温度降低很多 水泥强度较高 可以相应多掺入混合材 降低水泥成本 31 1 5 2 2辊压机 CKP立磨 球磨 选粉机系统该工艺流程为闭路粉磨改进流程 由于球磨机入料大小决定了磨机台时产量 为了降低入磨粒度 在球磨机前面加上辊压机或立磨进行初级破碎 这使得入磨粒径大大的降低 使得总的台时产量有很大程度的提高 而且水泥质量各种性能也较好 32 该工艺系统最初由辊压机 球磨 选粉机系统组成后来由于辊压机系统不稳定逐渐发展到辊压机 V 型选粉机 球磨 选粉机系统 该系统对辊压机系统的稳定和对台时产量的提高都有很大程度的改进 是现在最合理的生产工艺 33 6 生产工艺调整的影响 选粉效率和循环负荷研磨体装载量 材质及其级配磨机通风 34 6 1选粉效率和循环负荷 选粉效率就是选粉机选出的产品中的细粉量占进入选粉机中细粉量的百分数 循环负荷是指选粉机的回粉量与成品量之比 以百分数表示 当选粉机成品细度不变时 循环负荷随选粉机喂料量变粗而增加 随回料变粗而降低 选粉效率随喂料变粗而降低 随回料变粗而增加 选粉效率随循环负荷提高而降低 随成品细度降低而下降 35 6 2研磨体装载量 材质及其级配 6 2 1研磨体装载量在一定范围内增加研磨体装载量可以提高磨机产量 降低单位产品电耗 超过一定范围仍可提高产量 但是却提高单位电耗 中长磨和长磨的填充系数分别为25 35 30 35 时产量较高 30 左右时电耗较低 36 6 2 2钢球装填方式对于水泥粉磨系统如果比表面积较高 350m2 kg 290m2 kg 340m2 kg 控制时 一般采用一仓填充率比二仓高的方法 来增加物料流速 减少过粉磨现象 37 6 2 3钢球材质随着生产的发展 球磨内使用高铬材料成为主流产品 使得材质损耗越来越小 减少了磨内研磨体重新调整的次数 进一步增加了台时产量 水泥磨的吨水泥球耗基本上在38g t水泥 远远低与国家控制的50g t水泥 为钢球的基本提供了条件 38 6 2 4钢球的级配研磨体钢球级配很大程度的影响水泥磨的台时产量 在粉磨过程中 刚入磨的大颗粒物料 需要较大的冲击力破碎物料 应选用较大的钢球 物料被磨到一定粒度后要进一步磨细时 要求研磨体有较强的研磨作用 应选用较小的研磨体 39 以增加研磨体的个数和接触研磨体的面积 提高研磨能力 每仓钢球的配合以两头小 中间大的原则 但是辊压机和立磨的加入改变了这个原则 一般按照大球少 小球多的原则 40 6 2 5钢球的补充磨机在运转过程中 研磨体逐渐磨耗 装入磨内的研磨体的数量于级配 平均球径随着不断发生变化 因次 磨机运转一定时间后 必须添补研磨体 以免研磨体作用力减弱 降低产量 增加电耗 添补球径与数量 应根据钢球的材质和物料性质 功率的变化 以及生产统计的经验数据确定 通常补充中间球 41 6 2 6球料比球料比是磨机各仓研磨体和物料量之比 说明在一定研磨体装载量下粉磨过程中磨内存料量的多少 通常开路磨球料比大些 闭路系统的球料比小些 开路磨球料比以6 0为好 球料比决定于磨内物料流速 可以通过隔仓板的通料形式 通料面积 篦缝大小 研磨体级配 研磨体装载量等来调节控制 42 6 3磨机通风 磨机通风可以及时排出磨内微粉 减少过粉碎现象和缓冲作用 能及时排出磨内水分 防止堵塞篦缝 减少粘球现象 可降低磨机温度和物料温度 有利于磨机正常运转和保证水泥质量 有利于环境卫生 减少设备磨损 开路磨内风速以0 7 1 2m s为宜 闭路磨可适当降低以0 3 0 7m s为宜 当然各种收尘管道的工艺布置也很重要 需要专人来维护 43 第四部分水泥粉磨工艺常用的设备 球磨机选粉机立磨辊压机提升机皮带机其它设备 44 1 球磨机 磨机主要由筒体 衬板 隔仓板 轴承 进卸料装置和传动装置组成 磨机所涉及的工艺参数如下 1 磨机的临界转速N 32 D 45 2 动态休止角 35o20 这时的研磨体落下的动能最大 磨机转速等于临界转速的76 3 研磨体分布 35o20 时 研磨体54 被提升 46 被泻落 46 4 研磨体每转中的冲击次数磨机每转一次 研磨体进行周期运动在1 79次到2 85次之间 5 研磨体冲击物料的次数被粉磨的物料颗粒通过2m直径 10m磨机需要30min的情况下 物料颗粒受研磨体冲击6次 磨机内研磨体每千次冲击中只有一次进行粉碎工作 47 6 磨机内研磨体的填充率常规磨机内研磨体的填充率为 钢球28 45 钢段25 33 两仓磨一仓26 二仓28 7 研磨体总装载量G V 48 8 钢球选择物料分为易磨物料 难磨物料和中性物料 根据物料的性质的不同钢球的选择也不同 易磨物料相对钢球直径应该偏小 难磨物料钢球直径应该偏大 49 9 研磨体填充量与熟料负荷普通水泥 320m2 kg 研磨体填充量与熟料负荷比值取15或15以上S C 8 1 10 1 10 磨机有效地产生物料表面积时的比例为 600 10 8 钢球直径2mm 物料入磨时粒径mm 50 11 功率根据水泥磨的补球经验 每吨钢球大约可以提高14个KWh 即P 14G 51 2 选粉机 选粉效率循环负荷 52 选粉效率 选粉效率是指选粉机选出的产品中的细分量占进入选粉机的物料中细粉量的百分数 通常细粉量的确定按照通过80um 45um方孔筛的数量 c a a b c b 100 53 其中a 选粉机的喂料细度 b 选粉机的回料细度 c 选粉机的成品细度 54 循环负荷 循环负荷指选粉机的回粉量与成品量之比 K c a a b 100 55 选粉效率与循环负荷的关系 当选粉效率提高时 循环负荷会下降 只有在合适的情况下 设法提高选粉效率 才能提高粉磨系统产量并降低电耗 不同的选粉机结构及性能差别较大 所得的选粉效率和循环负荷是不一致的 56 3 立磨 立磨主要由磨壳体 基础框架 底座 工作台 辊 辊臂 齿轮减速机和辊加压装置组成 57 立磨所涉及的工艺参数的调整 挡料圈的调整辊压力的调整辊和工作台内衬间的间隙调整 58 挡料圈的调整 挡料圈用于调整工作台物料层的厚度 立磨用的挡料圈不需要对其高度进行频繁调整 如果工作台上的物料厚度变得比较薄 磨的振动就会因厚度变薄而加大 如果物料厚度太厚 立磨的颗粒就可能变大 相对水泥CKP 240立磨来说调整挡料圈的高度为 正常操作时工作台上的物料层厚度约为35 40mm 59 辊压力的调整 提高辊的压力 会导致成比例地提高磨机的功率 使磨的产品颗粒变小 改变压力时 先重新调整液压装置的减压阀的设定压力 然后调液压 压力传感器用于检测低异常低压 工作压力 异常高压 60 辊和工作台内衬间的间隙调整 为防止辊和工作台不直接相互接触 辊和工作台内衬间隙在液压油缸活塞杆的最低位置约10mm 61 4 辊压机 辊压机主要由电动机 行星减速机 辊子 辊子轴承 辊子支撑 机架 扭力支撑 液压加压装置 润滑装置 喂料装置等组成 62 压力设定 工作压力的设定可由中控室的操作人员在中控室进行设定 工作压力可在0 12MPa的大范围内设定 但操作人员应根据被挤压物料的特性 通过量 循环负荷 辊压机的运行 挤压效果等参数来设定 并同时调整蓄能器内的充气压力以保持系统的弹簧刚度相对恒定 63 喂料粒度对辊压机系统的影响 喂料粒度的大小直接影响辊压机的运转 颗粒较大或较小都会使辊压机振动加大 辊压机的最大喂料粒度为70mm 但粒径在50mm至70mm的物料只能占总喂料量的10 以下 否则本辊压机