Φ4.2m×13m水泥磨的技术改造

摘要：洛阳公司水泥磨(Φ4.2m×13m双仓磨)存在有效研磨空间浪费、窜仓、使用钢段磨机电流高等问题,磨机工况及电耗指标均不理想。为此我公司根据实际生产情况,对水泥磨各项数据指标进行了分析及技术论证,据此,对水泥磨进行了综合技术改造升级,最终磨机工况及技术经济指标均得到较大幅度的改善和提高。关键词：水泥磨；隔仓板；陶瓷球；窜仓；研磨空间洛阳中联水泥有限公司（以下简称“我公司”）水泥粉磨系统为辊压机联合粉磨系统，辊压机型号为CLF170-100；水泥磨为ϕ4.2m×13m双仓磨，第一仓有效长度3.5m，第二仓有效长度8.5m，一、二仓之间筛分双层隔仓，一仓采用沟槽阶梯衬板，二仓采用小波纹衬板，同时二仓设4圈活化环。在生产过程中发现,由于双层隔仓板的制约球磨机二仓存在有效研磨空间浪费情况；同时水泥磨先后发生多次窜仓事故,每次窜仓均需进行倒仓筛球,不仅影响工艺系统的稳定,而且严重影响生产的正常进行；建设时期设备选型大,磨机二仓使用钢段,磨机运行电流高达220A,粉系统电耗偏高。根据实际生产情况,为了提高磨机台时产量降低系统电耗,我公司组织技术人员对各项数据指标进行了分析,同时邀请某高校粉磨专家进行会诊,最终确定了水泥磨综合技术改造升级方案,技改后的机工况及产质量均得到较大幅度的改善和提高,P.C32..5R水泥电耗降低3.9kWh/t,P.O42.5水泥电耗降低4.3kWh/t。

1水泥磨系统工艺流程及配置水泥粉磨系统为辊压机联合粉磨系统,详细工艺流程见图1。水泥磨系统配置见表1。2水泥综合技术改造升级2.1解决二仓有效研磨空间浪费的技改方案2.1.1球磨机二仓有限研磨空间浪费的原因分析在球磨机前分,物料进人双层隔仓板,被扬料板提升到一定高度,形成高度差后,从中心卸人后仓。物料在扬料板和导料锥的作用下,具有一定的冲击力,同时由于中心通风,使物料与风混合,物料在下落过程中被中心风带落到二仓隔仓板后的一段距离,从而减少了球(段)料的有效研磨空间(见图2)。2.1.2解决二仓有效研磨空间浪费的技改方案为提高球磨机二仓研磨空间，在双层隔仓板二仓侧增加导料锥，导料锥由一块Φ1400mm、厚300mm圆形钢板，块Φ1030mm、厚200mm圆形钢板及块厚370mm环形封堵钢板组成。在第二道厚300mm圆形钢板及370mm环形钢板上分别开12个140mm×150mm的孔洞,用于物料通过(见图3)。风从中心通过,物料从钢板孔洞通过,物料和气流不再相互混合,物料可直接到达隔仓板后的钢球侧,确保研磨仓的长度被优化使用,并取得最有效的研磨效果。2.1.3技改效果分析技改前后P·O42.5水泥比表面积及电耗情况见表2。通过表2可以看出,技改前,出、入磨物料比表面积差96m²/kg,技改后,出、人磨物料比表面积相差130m²/kg,改造后的出、入磨物料比表面积差比改造前提高了34m2/kg,磨机台时产量提高了5t,电耗降低了0.7kWh/t,吨水泥成本降低了0.42元。通过对水泥磨双层隔仓板二仓侧安装导料锥,解决了球磨机二仓有效研磨空间浪费的问题,风、料从各自的通道通过,研磨仓的长度被优化使用,取得了最有效的研效果。2.2解决球机钢球窜仓技改方案2.2.1水泥磨窜仓原因分析我公司水泥磨(Φ4.2m×13m)一仓装球,规格分别为中20mm、φ25mm、Φ30mm、Φ40mm；二仓原装钢段为Φ16mm×18mm、Φ14mm×16mm、Φ12mm×14mm、Φ10mm×12mm。水泥磨由双层隔仓板之间的筛网板来确保不窜仓,但因双层隔仓板一仓侧板与筛网板之间有8mm的间距,钢球能够进入其中,钢球一旦进人,不仅磨损筛网板,而且会卡进两块筛网板交接处,使筛网板翘起,造成钢球或陶瓷球从筛网板磨损处及翘起处窜仓。2.2.2解决球磨机钢球窜仓的技改方案(1)确保钢球不进人一仓篦板与筛网板之间,避免钢球磨损筛网板或造成筛网板翔起。(2)为保证钢球不进入一仓篦板与筛网板之间,且不影响双层隔仓板的通风、过料能力,在一仓侧篦板与固定中心筛网板最外侧固定环之间,加焊Ф10mm的圆钢,防止钢球进人,同时因一仓最小钢球Ф20mm,要使两根圆钢之间的缝隙在17mm左右,以确保钢球不进入板与筛网板之间,避免磨损筛网板造成窜仓。改造后的双层隔仓板工艺布置见图4。2.2.3技改效果分析改造后,避免了钢球磨损筛网板或卡进两块筛网板之间的情况,避免了窜仓事故的发生,同时延长了筛网板的使用寿命,改善了生产环境,避免了频繁倒仓筛球,降低了工作强度,减少了备件损耗,降低了生产成本,确保了生产的顺利进行。2.3解决球磨机运行电耗高的技改方案2.3.1球磨机电耗高的原因分析我公司水泥粉磨系统因建设初期设备选型偏大,同时原水泥磨中装载钢球、钢段共计244t,虽然P.C32.5R水泥产量达到255th,但粉系统电耗为28.5kwh/t,电耗成本较高。2.3.2解决球磨机电耗高的技改方案为降低电耗成本,经详细论证,最终以利润分成方式引入陶瓷球。考虑到陶瓷球质量小、脆性大、韧性强,因水泥磨一仓以破碎为主,最终确定一仓仍然延续使用钢球,二仓以研磨为主,符合陶瓷球特性,决定将二仓钢段更换为瓷球。经我公司技术人员详细论证,结合水泥磨配球原则,确定二仓使用的陶瓷球选用四级配球方案，分别选用中Ф13mm、Ф15mm、Ф17mm、Ф20mm的陶瓷球。因陶瓷球质量轻,为保证水泥台时产量,决定使用高填充率装载方法,分别按32%、35%、37%、40%的填充率添加陶瓷球,直至达到最佳运行状态。此外,二仓在更换为陶瓷球之前,应对隔仓板进行详细检查,避免更换陶瓷球后,一仓钢球窜人二仓陶瓷球内,造成陶瓷球破损。更换陶瓷球前后的磨机运行情况对比见表3。

通过表3可以看出,水泥磨电流降低58A左右,水泥磨系统产量虽然降低了5t/d左右,但系统整体电耗有所降低，P·C32.5R水泥系统电耗降为24.6kwh/t.更换陶瓷球前后水泥配料对比情况见表4。通过表4可以看出,更换陶瓷球前后配料方案无变化。更换陶瓷球前后成品水泥性能对比情况见表5。通过表5可以看出,更换陶瓷球后成品水泥标准稠度需水量降低1.8%,水泥性能略有改善。更换陶瓷球前后磨机做功情况(入、出磨物料分析)对比见表6。通过表6可以看出,更换陶瓷球前,入、出磨比表面积增加138m²/kg,更换陶瓷球后,入、出磨比表面积增加42m²/kg,说明机做功变差,主要原因是陶瓷球质量轻,研磨能力不足。因陶瓷球研磨能力不足,起初我公司粉磨系统台时产量降低25t(P.C32.5R),为提高产量,适应陶瓷球特性,我公司分别从降低入磨物料粒度、确定最佳装载量和延长物料磨内停留时间等方面进行改进,通过努力,更换为陶瓷球后,粉系统产量最终只降低了5t/h左右。(1)调整辊压机做功为降低人磨物料粒度,我公司对辊压机运行参数进行了调整(见表7),通过提高辊压机做功,产生更细的细粉,以适用于陶瓷球。(2)调整V型选粉机,提高选粉效率我公司V型选粉机型号为VX8820V,带有6组调风叶片。使用钢段时,为保证入磨物料量,增加打散距离,6组调风叶片上部三块全部关闭，同时V型选粉机补风风门开度60%。改用陶瓷球后，为适应陶瓷球研磨能力不足的特点,将6组调风叶片全部打开,V型选粉机补风风门开到100%,以便选出更细的细粉,降低入磨物料粒度。另外,我公司还对入V型选粉机的溜子进行了改造,将溜子分为三部分,使V型选粉机内形成了均匀的料幕,提高了V型选粉机的选粉效率,使V型选粉机能够尽可能地将合格的细粉全部选出。(3)确定最佳装载量我公司使用陶瓷球的经验较少,为确定最佳装载量,分别按32%、35%、37%、40%的填充率添加陶瓷球,通过对比4种填充率发现,在填充率为37%时,系统台时电耗处于最佳状态。填充率过低,研磨能力不足,台时产量偏低；填充率超过37%后,台时产量变化不大,但系统电耗有所提升,这主要是由于磨机填充率较正常生产偏高时,研体在磨内的滞留效应加大,陶瓷球的研能力弱化,系统台时产量变化不大,但电耗却有所回升。(4)延长物料在磨内的停留时间水泥磨物料从磨头走向磨尾,若要延长物料磨内停留时间,磨尾通风是一方面,另一方面在于物料在钢球或陶瓷球之间的扩散。磨内通风需带走磨内热量,因此不能一味地降低磨内通风量。为延长物料磨内停留时间,提高二仓研效果,我公司在磨内靠近磨尾两道活化环下部空隙处,焊补了一块高15cm的钢板,以降低物料从磨头向磨尾扩散的速度,达到延长物料在磨内停留时间的目的,提高磨机研磨效果。改造后,出、入磨比表面积差比改造前增加了15m²/kg。2.3.3技改效果分析(1)由于陶瓷球自身体积密度小于钢球,粉磨能力低于钢球,磨机台时产量有所下降；闭路生产P.C32.5R水泥产量降低约5t/h(1.9%)左右,生产P.O42.5水泥产量下降约7t/h(3.8%)左右。(2)因陶瓷球质量轻,虽然台时产量有所降低,但系统电耗同时也有所下降；闭路生产P.C32.5R水泥电耗降低约3.9kWh/t左右,生产P.O42.5水泥电耗下降约4.3kWh/t左右。(3)陶瓷球密度小,在磨内传递的能量也小,粉磨易磨性好的水泥(P·C32.5)效果较好,台时产量降低不是太大,但生产P·042.5及以上水泥时，由于物料易磨性变差,台时产量降低较多。(4)使用陶瓷球后要适量提高水泥磨二仓