球磨机磨内筛分专利技术改造在水泥粉磨中的应用

1、球磨机磨内筛分专利技术改造在水泥粉磨中的应用 盐城市兴城建材环保设备有限公司 黄拥军水泥工业需要粉磨大量的矿物质原料。如何降低粉碎能耗，提高产量和质量，使粉磨过程最优化，一直是水泥行业科研人员的努力方向。普通管磨机粉磨水泥时，一是当产品的比表面积超过400m2/kg时， 就会产生糊段和结块现象，但采用小规格的研磨体，由于单位重量的个数多，比表面积大，单位时间内冲击研磨物料的次数多，水泥粒度分布曲线陡、强度高，粉磨高细水泥亦不会发生水泥凝聚和结块现象；二是由于物料在磨机内各个部位不同粒径的物料混杂在一起不利于用不同的研磨体进行破碎或研磨，从而造成能耗高、产量低。近年来对管磨机进行磨内筛分技术改造

2、（亦称高产高细磨内改造技术）由于其不增加设备动力，只是对磨机内部结构进行改造。可以达到提高产量，降低电耗，提高成品比表面积的目的。同时由于投入少，技术改造时间短，所以很受欢迎。XCM 磨内筛分技术改造其原理是在普通管磨机内设置筛分装置取代原有的隔仓装置，对前仓物料进行强制筛分，拦截大颗粒，让这些大颗粒仍然回到球仓内继续用大尺寸的钢球进行破碎，合格的细料进入后仓。同时根据物料本身的特性、粒度、工艺状况，各仓配以合适球、段级配，以控制进入后仓物料的平均粒径。细磨仓采用大表面积的小规格研磨体，大大提高磨机的研磨能力，从而获得高产量、高比表面积的成品，最大限度提高磨机粉磨效率。XCM磨内筛分技术改造实

3、质是使物料在磨内用相应尺寸的研磨体逐级粉磨，并及时逐级筛分，从而可使物料在电耗较低的情况下磨成成品。那么怎么样将一台普通的管磨机改造成高产筛分磨机呢？笔者认为必须从三个方面入手：一是要选择性能好的磨内筛分装置；二是要对磨机的内部的工艺参数进行科学的调整；三是改造过程中双方的交流配合，三者缺一不可。一、筛分装置作为磨内筛分技术改造的核心装置筛分装置性能的好坏是普通管磨机改造能否成功的前提。那么怎样的筛分装置才是一个好的筛分装置呢？笔者认为：一是筛分动力要大，用重力作为筛分动力辅以径向堆积压力进行筛分，才能使筛分效率高，筛分彻底；二是过料能力强，有好的筛分动力不一定过料能力就好，还必须有较大的筛分

4、面积，使粗细料尽快筛分；三是通风能力强，最大限度改善磨内通风，降低磨内温度，防止磨内不良现象发生； 四是自洁能力强，消除筛分装置的堵塞现象；五是料位调节功能，可以使球仓保持最佳的料球比，以充分发挥球仓的粉碎效率；六是使用寿命长，这点往往在改造过程中被多数使用厂家所忽视。目前绝大部公司所采用的筛分装置大致分两类，一类是扬料板不带筛分板，使用寿命较长。但筛分功能由轴向筛分板完成，由于筛分动力为侧向堆积压力，筛分不彻底，性能较差；另一类是扬料板带筛分板，筛分动力为重力，筛分彻底性能好，但磨损大、使用寿命短。由于制造能力的限制，不少制造厂家偷工减料，筛分板一般用S=12.5mm不锈钢板或S=3mm冷轧

5、钢板制作，寿命一般在612个月。二、磨内工艺参数的确定有了好的筛分装置只是普通管磨机改造成筛分磨的一个基础，更重要的是磨内改造工艺参数的确定，磨内工艺参数的确定直接决定了改造的成败。不少做磨内改造的公司由于技术力量不足，只是凭经验确定筛孔的大小，进行级配和仓长的调整。磨内改造成了一种撞大运，成了更好，成不了就一走了之。造成大多数磨内改造效果不明显。为了科学地进行磨内改造，我们利用外资企业的独特优势，由兴城技术研发中心进行大量的试验和数据处理，在中国首次提出磨内筛分工艺参数确定的科学理论，并在实践中取得了良好的效果。2.1、筛分循环负荷率和筛分效率筛分循环负荷率筛分循环负荷率过低，不利于发挥筛分

6、的产量高，电耗低的特点; 筛分循环负荷率过高，筛分效率低，易堵塞。不利于前仓的破碎，易发生饱磨等不良现象。因此合理的筛分循环负荷率对于管磨机磨内筛分改造很重要。2.2、仓长管磨机进行磨内筛分改造，确定仓长非常重要。仓太长，筛分循环负荷率过低，不利于发挥筛分的产量高，电耗低的特点。仓太短，筛分循环负荷率过高，筛分效率低，易堵塞，不利于前仓的破碎，易发生饱磨等不良现象。而且每个仓仓长确定的方式和侧重点是不一样的。2.3、筛分装置的筛径筛分装置的筛径的确定主要由前仓长度、入磨物料的平均粒径、筛分循环负荷率和物料的水分和物料的种类等因素决定。2.4、钢球、钢段级配普通管磨机经过磨内筛分改造后，使物料在

7、磨内各仓用相应尺寸的研磨体逐级粉磨，并及时逐级筛分。各个仓内的物料粒径组成发生了变化，同时物料流速加快，产量增加，因此各个仓的研磨体级配要作适当调整。三、磨内改造过程中的注意事项在中国管磨机磨内改造中失败的案例较多，或者说双方合作满意的较少。就我们调查后发现失败的原因大致有以下几个因素。1、筛分装置的性能差，对整个磨内改造技术不完全掌握。只是更换筛分装置就万事大吉了。造成效果不明显，甚至出现负作用。2、从事磨内改造的厂家或人员为了做成业务，片面夸大磨内改造的效果。结果在改造过程中实际的效果和被改造的厂家希望值相差过大，造成双方合作不愉快。笔者曾见国内一家公司宣传一磨内改造案例提高产量100%，

8、后来经笔者了解后得知，在改造过程中磨机前面加了辊压机作预粉磨，这是典型的误导消费者。实际上对于运行正常的管磨机进行磨内改造产量提高一般在15-20%左右，降低电耗20%左右。3、改造前的沟通不够，双方配合不协调是失败的另一个很重要的原因。从事磨内改造的人只是懂磨内改造这项技术和结累一定的实践经验，这些往往多是共性的东西。而对于每台具体的磨机而言，真正了解的是使用磨机的厂家。不少厂家在改造过程中匆忙进行，从事磨内改造的人不深入了解整个粉磨系统的工艺状况，根据经验进行。而生产厂家以为是从事磨内改造人的事。结果在过程中达不到预期目的时，相互责怪，造成技术改造以失败告终。因此要搞好磨内筛分改造，不仅要

9、有好的筛分装置，丰富的实践经验。双方还要有良好的心态，对改造后的效果有一个正确的估计，不能过分夸大。不能偏面地追求产量，而更要注重节能效果。在改造实施过程中，双方要充分交流与配合。只有双方充分的交流后对整个粉磨系统的工艺状况有了足够的了解。同时，磨机使用厂家有条件的要做磨机改造前的筛余曲线，磨内不同部位的粒径分析。双方共同制订出详尽的改造方案和实施计划，并在实施过程中根据实际情况作出调整。只有这样才能取得好的效果。四、突出效果4.1与普通高细磨和其他型式筛分磨相比运用我公司磨内筛分改造技术及XC筛分装置打造成的筛分磨与普通高细磨和其他型式筛分磨相比具有明显的优势，主要体现在以下几个方面：1)普

10、通高细磨的筛分腔窄，球仓的小钢球或破球以及块状物料很容易进入筛分腔而卡住，使立筛板变形或破损，影响筛分效率，而XCM筛分装置不存在这种缺陷结构；2)普通高细磨的筛分依赖于内置的“立筛板”，物料从前仓到后仓的流动完全依赖磨内物料料面差来完成，是一种侧向堆积压力作用的“静态”筛分；而XC筛分装置采用的是滚动筛，物料在滚动筛上运动的同时进行筛分，因此是一种重力作用的“动态”的筛分，筛分效率更高。3)普通高细磨的筛分板是平面结构，很容易变形和破损，而XC筛分装置中用于筛分的滚动筛是立体结构，难于变形和损坏。4)宝利分选磨内置的物料分选系统设计了径向立式筛板，取消了普通高细磨中的盲板，这一结构设计对解决

11、长磨机粉磨过程中糊球、糊段、通风不良尤为有利。4.2与闭路磨相比运用我公司磨内筛分改造技术及XC筛分装置打造成的筛分磨,它的高效率主要来源于大比表面积的微锻和内置的物料筛分系统，综合两者的特点具有相得益彰的效果，它与传统的闭路磨相比有着不可争辩的优势，主要体现在以下几个方面：1)投资省以2.413m磨机为例，闭路磨系统包括选粉机、提升机、回灰输送设备以及土建设施投资大约在80万元左右，而选择我公司磨内筛分改造技术及XC筛分装置，仅需15万元左右(主要包括: XC筛分装置、XC活化装置、XC磨尾卸料装置)。用户可磨机本体部分外购，“内脏”由我公司配置。2）磨机产量普通闭路磨由于选粉机选出的粗粉进

12、入球仓，对球的冲击形成缓冲效应，削弱了球的破碎能力，影响磨机产量的发挥。而我公司磨内筛分改造技术及XC筛分装置打造成的筛分磨的破碎仓和研磨仓有着严格的分工，球仓主要“破”，锻仓主要“磨”，内置物料筛分系统。能及时将破碎仓的细粉选出并送入研磨仓，提高球仓及锻仓的破、磨效率。一般情况下，在同样比表面积条件下，对普通闭路磨运用我公司磨内筛分改造技术及XC筛分装置改造，产量都有较大提高。3）节约能耗闭路磨的生产工艺相对复杂，需要一台选粉机和23台提升、输送设备，因此需提供大量的电能来支持这些设备的正常运行。运用我公司磨内筛分改造技术及XC筛分装置打造成的筛分磨为开路生产，内置XC筛分装置随磨机筒体运转

13、无须动力。以2.27.5m闭路磨为例，选粉机加上提升及输送设备总装机容量85kw左右，改造后每天节约电费800元，年费用27万元左右。4）提高比表面多掺混合材普通的闭路磨（指配转子式选粉机或离心选粉机）水泥比表面积在300/左右。而运用我公司磨内筛分改造技术及XC筛分装置打造成的筛分磨的粉磨工艺为开流生产，加上微型钢锻的高效率研磨，水泥比表面积都可确保340/以上，水泥三天强度提高35Mpa,至少可多掺混合材5%左右，吨水泥生产成本下降5元左右。5）改善水泥颗粒级配，提高水泥品质水泥颗粒级配对水泥性能有直接的影响，特别是32um以下颗粒含量对强度增长起主要作用，而大于65um的水泥颗粒难于水化

14、，活性很小最好没有。运用我公司磨内筛分改造技术及XC筛分装置打造成的筛分磨可改善水泥颗粒级配，提高水泥品质。以2.411m闭路磨机为例，对改造前后的水泥产品分别取样，测试结果如下：改造前细度控制3%，产量在24.5t/h左右，32um以下水泥颗粒累积分布为54.93%,大于65um的水泥颗粒累积分布为21.98%;改造后为开路磨，在同样工况条件下细度控制4%，产量在23t/h左右，32um以下水泥颗粒累积分布为82.91%,大于65um的水泥颗粒为2.5%。水泥三天强度平均提高4.6Mpa。6）物资消耗和设备运转率由于闭路粉磨系统工艺相对复杂，设备增多，人力、物力、财力消耗在所难免。取消选粉机

15、运用我公司磨内筛分改造技术及XC筛分装置打造成的筛分磨为开流磨，简化了工艺流程，设备运转率大幅度提高。7）研磨体消耗由于锻仓主要以研磨为主，加之微锻选用优良材质，微锻的消耗相当低，约30克/吨水泥左右；微锻的冲击力小，因而锻仓衬板的磨损亦相应减小，钢球的消耗与普通磨机差不多。8）劳动强度及劳动环境取消选粉机开路生产，无粗粉回灰，磨头的回灰扬尘没有了，配料现场的工作环境得到了很大改善；再有进入锻仓的物料经过严格分选，磨尾的笼筛出口再也见不到粗颗粒的熟料和其它物料，劳动环境和劳动强度大为改观。淮南矿业集团水泥有限责任公司，随着日产2500吨两条新型干法生产线的建成投产，决定淘汰原湿法生产线,为了扩

16、大水泥生产能力，欲将原2.4M13M湿法生料磨进行系统改造，使其成为高效水泥磨(编号为3#磨)。经过调研比较，公司决定磨机主体改造利用盐城市兴城建材环保设备有限公司内选粉复合式筛分专利技术。改造比较成功，效果十分明显。鉴于此，双方又共同合作，对另几台水泥磨进行改造，也获得成功（原两台2.4M13M水泥磨，编号为#、#磨；两台1.83M6.12M水泥磨）。 1、2.4M13M湿法生料磨改造成水泥磨 目前公司熟料无破碎，混合材以矿渣为主，且生产多品种水泥。从工艺实际和影响磨机产量的主因入手，决定将磨机改造成开路内选粉筛分组合式水泥磨。磨内设多级选粉装置，实现物料粗粉、中细粉、细粉有效分离，拦截大颗

17、粒，让大颗粒仍然回到球仓内，合格的细粉进入段仓，在段仓内置花瓣式活化装置改善远离筒体表面较远的钢段层因衬板不能有效带动而使其运动程度微弱形成的“惰性区”的影响，加强各段层的运动，提高研磨的效率；同时重新分工各仓位的功能 ，应用微介质强化研磨，配以优化的球段级配，实现了磨内选粉，彻底解决了磨内过粉磨现象，大幅度提高水泥磨产量，又能保证满足水泥新标准的要求，最大限度发挥粉磨效率。较好地解决了水泥粉磨系统存在的粉磨效率低、台时产量低、电耗高等缺点，投放到市场后，用户反映效果非常好，不但切切实实地提高了磨机的产量30%65%，水泥比表面积可提高到34003800平方厘米/克以上，电耗降低8.515.8

18、千瓦时以上，解决了早强上不来，比表面积低的难题.根据物料特性、工艺状况，各仓配以合适球段，细磨采用小规格研磨体，最大限度提高磨机粉磨效率，实现高产高效。 1.1 磨机原四仓分为三个仓 原磨三仓隔仓板及出料篦板拆除，把磨机分为三个仓，一仓长3.25M，二仓长2.5M，三仓长6.65M，一仓二仓为球仓，三仓为段仓。球仓用阶梯衬板，段仓用波纹衬板。 1.2 一、二仓间隔仓板使用XCM改造型隔仓装置，二、三仓采用XCM高效复合型选粉装置。磨尾配套出料装置，实现料段分离，适应微段。段仓安装螺旋式活化装置。磨内结构如图： 1.3研磨体级配见表1 表 改造后研磨体级配1.4 安装调试及效果2005年月初进行改造，磨机主体工程包括级配80小时完工。全系统施工结束后，开机试车一次成功。通过几个月运行及多次标定，结果表明，出磨水泥筛余（80m）在2.5以下，比表面积可达360/kg左右，水泥各龄期强度理想。磨机台产为27.530T/H，比公司原有的两台同类型磨机提高4.55.5T/H以上，主机电耗26.528.5KWHT降低4.9KWHT。各指标见表。 表2.4M13M水泥磨改造前后经指标对比 2、原有2.4M13M水泥磨的改造 公司原有的2.4M13M水泥磨，在2003年上半年由普通开流磨经改造成磨内选粉筛分磨（结构如图2），台产可达