水泥辊磨终粉磨技术的工业应用

水泥辊磨终粉磨技术的工业应用

目前，中国的主导粉磨水泥仍采用辊压机和球磨机双闭路联合粉磨。球磨机的粉碎机理是对于大块物料,靠球的冲击,属于单颗粒破碎。破碎粉磨效率低。因此绝大部分的钢球的冲击能量转变成热量损失掉。100多年来球磨机的结构和工艺系统有了很大改变,但粉碎机理依旧,所以能量利用率没有大幅度的变化。辊压机的粉磨机理为料层粉碎,冲击物料的飞溅能得到应用,因而粉磨能量利用率提高,粉磨电耗降低。但辊压机粉磨产品存在球形度差、石膏粒度偏粗、C水泥粉磨是保证水泥成品质量的最终工艺过程。近几年来,通过国内外科研工作者的努力,以立磨为代表的新一代水泥粉磨技术工业得到了广泛应用和发展。尤其是水泥辊磨终粉磨技术,以其工艺系统流程简单,单位电耗低、水泥产品质量稳定以及操作方便等诸多优点,引起水泥行业的高度重视。国外尤其是欧美等国大公司在水泥立磨终粉磨方面技术已经非常成熟,已经有大量的销售使用业绩。实践表明,水泥立磨终粉磨产品,完全可以和球磨机媲美,能够满足各种工程需要。2004年9月,台湾幸福水泥公司在越南福山(phucson)设计的无球化工厂,设计能力为5000t/d,采用1台LM48.4的生料磨、2台LM46.2+2C的水泥磨(见图1)和1台MPS3070BK的煤磨。整个水泥厂的吨产品电耗降到78～80kWh/t。成都院设计的阿联酋10000t/d生产线,也于2006年投产,印度新建的10000t/d生产线也全部采用立磨,分别粉磨水泥原料、熟料和煤。还有多条新建水泥生产线采用了水泥辊磨终粉磨技术。在国内,湖北亚东(莱歇立磨)、云南东骏(史密斯立磨OK33-4)、四川星船城(莱歇立磨)等水泥公司采用了进口水泥辊磨,目前这些水泥辊磨系统均运行正常。目前水泥辊磨已成功地生产出了普通水泥、中热水泥、矿渣粉,可以认为各品种的水泥辊磨均能生产。但是进口水泥辊磨的设备价格和维护成本都比较高,在国内广泛的推广有一定困难。开发国产的大型水泥辊磨一直是国内水泥粉磨技术装备的一个大课题。2009年张家口金隅水泥有限公司两台TRMS3131辊磨稳定粉磨水泥,磨机产量和主机电耗达到了预期的指标,率先实现了水泥辊磨的工业应用。2010年6月,华新东川水泥公司采用华新设计的HXLM4300水泥立磨用于水泥粉磨(见图2)。水泥成品的颗粒分布和标准稠度需水量与球磨系统的产品相当,混凝土的性能达到工程要求的优良水平。不同粉磨流程电耗对比见表1。由表1中可以清楚看出,立磨粉磨系统可以比辊压机+球磨机联合粉磨系统能耗更低。1运行效果分析从表2和表3的参数对比可以看出:(1)立磨终粉磨系统相比于辊压机+球磨机联合粉磨系统磨出水泥使用性能并无明显区别,但在运行过程中具有工艺流程简单,对高水分原料、难磨物料适应性强,过粉磨现象少、级配更加合理,动力消耗低,磨出水泥无需辅助冷却等优势。(2)立磨终粉磨系统虽投资相对较高,但其建筑及占地面积相对较小,粉磨效率高,粉磨品种调换灵活,操作维护等较之于辊压机+球磨粉磨系统更加简单,且其噪音相对较小更利于环保。鉴于以上对比结果,笔者认为水泥终粉磨可优选立磨粉磨系统。2立磨终粉磨水泥性能长期以来,对水泥立磨终粉磨水泥产品一直存在着几点疑虑,问题主要集中在以下几方面:颗粒级配、标准稠度需水量、水泥强度、单位电耗等。针对以上问题,将通过以下各方面数据进行对比分析,可以比较清楚地反映水泥立磨终粉磨系统不会改变水泥工作性能。不同流程粉磨水泥标准稠度用水量对比见图3。从图3和表4中可以看出,立磨终粉磨水泥需水量与圈流球磨水泥标准稠度用水量相当,比开路球磨水泥略高。立磨终粉磨水泥颗粒分布可以调节到较宽的范围(n<1.0)。由表5可以看出,在水泥比表面积相同时,立磨水泥的标准稠度需水量较球磨水泥略高;立磨水泥的凝结时间比球磨水泥的偏长;立磨水泥的7d抗压强度比球磨水泥略高,28d抗压强度两种磨机水泥基本相同。为了进一步说明立磨水泥质量稳定,表6列出了立磨水泥与球磨水泥对混凝土性能影响的对比。配置相同标号的混凝土,立磨水泥用量均比球磨水泥低。立磨水泥配置混凝土减水剂用量略高,塌落度相当、水灰比因为水泥用量少,均比球磨水泥低。虽然水泥产品性能会受熟料品质、混合材品质和品种、水泥配比、存储条件和时间影响,即使使用相同的水泥熟料,使用不同的水泥粉磨系统也会对水泥产品产生较大影响。但通过以上各方面数据分析,可以比较清楚地反映出立磨水泥与球磨水泥的性能基本一致,混凝土适应性与球磨水泥相当。3立磨终粉磨水泥的性能物料在立磨所受的粉磨力以挤压为主,研磨为辅,物料在磨盘与磨辊之间被粉磨的次数少,整个粉磨过程包含选粉在内进展快时间短;因而粉磨效率高,节省粉磨电耗。相反在球磨系统内,对物料的粉磨是以无数次的冲击与摩擦混杂进行的,其中不乏钢球之间和钢球与磨体衬板之间的冲撞,做了不少无用功,包含选粉在内,物料在球磨系统中停留时间长;粉磨效率低,单位电耗高。立磨粉磨系统和辊压机+球磨联合粉磨系统生产的水泥都能达到国家标准要求。立磨终粉磨工艺集烘干、研磨、选粉于一体,工艺流程简单,允许进磨物料综合水分高,设备数量少,粉磨效率高,物料停留时间短,设备装机功率低、电耗低、运转率高,建筑面积和占地面积小,运行费用低,操作维护简单,单机规格大。电耗略低于辊压机+球磨机联合粉磨系统。通过磨盘和磨辊的研磨曲线组合、磨内选粉机性能的改进和磨盘转速及压力的调整来优化水泥颗粒形状及级配;在系统操作参数方面,通过提高立磨内温度,在风量一定的情况下,提高选粉机转速,可以明显降低水泥的筛余,但对提高比表面积影响并不明显;在选粉机转速一定的情况下,降低风量,有利于比表面积的提高。对水泥组分的石膏变化施加影响来优化水泥性能。目前可以做到立磨终粉磨流程磨制的水泥在使用性能上与球磨机磨制的水泥无明显差别。我国在