為了適應(yīng)水泥工業(yè)新形勢(shì)下持續(xù)發(fā)展的需要，現(xiàn)有水泥磨工藝和設(shè)備水平亟待提高。采用輥壓機(jī)半終粉磨和實(shí)現(xiàn)主機(jī)設(shè)備大型化，加快 推行多破少磨新工藝，是實(shí)現(xiàn)水泥技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益提高的重要措施。
質(zhì)量是企業(yè)的生命，創(chuàng)新是企業(yè)的靈魂，發(fā)展是企業(yè)的希望。為向更高的目標(biāo)邁進(jìn)，淮南舜岳水泥有限責(zé)任公司在2014年下半年經(jīng)過(guò)認(rèn)真調(diào)研論證，與合肥院、江蘇吉能達(dá)建材設(shè)備有限公司合作，將已完成土建施工的2#水泥磨改建為輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨半終粉磨系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的運(yùn)行，取得了較好效果。
分析
工藝簡(jiǎn)介：喂入中間倉(cāng)的物料經(jīng)輥壓機(jī)擠壓后由循環(huán)斗提機(jī)提升入V型選粉機(jī)。經(jīng)V選分級(jí)的粗顆粒回到輥壓機(jī)中間倉(cāng)繼續(xù)擠壓，分級(jí)的較細(xì)顆粒隨氣流進(jìn)入“下進(jìn)風(fēng)式的”高效選粉機(jī)。經(jīng)高效選粉機(jī)分選后，相對(duì)較粗顆粒中200μm以上由回粉溜管回到輥壓機(jī)中間倉(cāng)繼續(xù)擠壓，32~200μm進(jìn)球磨機(jī)粉磨;0~32μm相對(duì)較細(xì)顆粒隨氣流進(jìn)入兩個(gè)旋風(fēng)筒進(jìn)行固氣分離，分離后的物料進(jìn)入成品斜槽成為水泥成品。
方案優(yōu)勢(shì)：該方案相對(duì)更適合在傳統(tǒng)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)上面進(jìn)行改造。費(fèi)用方面經(jīng)初步了解，蘇州天山(286.67元/噸，0%)公司改造費(fèi)用200萬(wàn)左右，其中配置選粉機(jī)約130萬(wàn)元，其他增加管道及施工共70萬(wàn)元左右。
選粉機(jī)下部直接安裝在V選出風(fēng)口，選粉機(jī)上部出風(fēng)口橫向進(jìn)入旋風(fēng)筒。
方案不足：蘇州天山水泥有限公司增加選粉機(jī)后，從半成品中分選出的細(xì)粉量在50~70t/h范圍波動(dòng)，其比表較佳約在450m2/kg以上，但隨著轉(zhuǎn)速降低，從半成品中分選出的細(xì)粉量增加，顆粒逐步變粗，至80t/h時(shí)入庫(kù)成品質(zhì)量將發(fā)生較大變化，受凈漿流動(dòng)性等性能的制約，綜合考慮后其分選量在50t/h左右，淮南舜岳水泥有限責(zé)任公司應(yīng)用該技術(shù)，分選量相近。該技術(shù)較適用于預(yù)粉磨能力較強(qiáng)的磨機(jī)。
蘇州天山水泥有限公司輥壓機(jī)做功對(duì)物料有選擇性。P·O42.5水泥提產(chǎn)幅度較大，P·C32.5水泥提產(chǎn)幅度相對(duì)較小。
決策
預(yù)粉磨系統(tǒng)專(zhuān)用分級(jí)機(jī)改造輥壓機(jī)、V型靜態(tài)選粉機(jī)、雙倉(cāng)管磨機(jī)、O-SAPE選粉機(jī)組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，符合“多級(jí)分選，分段粉磨”理論。特別是運(yùn)用系統(tǒng)工程方法對(duì)水泥制成實(shí)施了相應(yīng)的半終粉磨技改措施，并對(duì)粉磨系統(tǒng)中各段存在的問(wèn)題進(jìn)行了診斷分析，進(jìn)而充分挖掘了粉磨系統(tǒng)中每一段生產(chǎn)潛力。
我們還了解到江蘇吉能達(dá)建材設(shè)備有限公司開(kāi)發(fā)的雙轉(zhuǎn)籠雙傳動(dòng)預(yù)粉磨專(zhuān)用分級(jí)機(jī)，分級(jí)精度高，選粉效率達(dá)80%以上。2014年初，京蘭水泥集團(tuán)和江蘇吉能達(dá)建材設(shè)備有限公司，及南京水泥設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)人進(jìn)行多次的技術(shù)對(duì)接，簽訂了合作協(xié)議。訂購(gòu)了江蘇吉能達(dá)公司輥壓機(jī)預(yù)粉磨選粉機(jī)、V型選粉機(jī)和OSEPA選粉機(jī)3臺(tái)套。2014年10月投產(chǎn)，Ф4.2×13m磨機(jī)系統(tǒng)，生產(chǎn)P·O42.5水泥(物料配比：熟料81.4%、矸渣10%、石膏5.6%，石灰石3%，)成品比表≥360m2/kg、產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到300t/h以上。32.5水泥產(chǎn)量350t/h，成品比表≥380m2/kg。
針對(duì)蘇州天山水泥有限公司輥壓機(jī)做功對(duì)物料有選擇性問(wèn)題，江蘇吉能達(dá)建材設(shè)備有限公司，通過(guò)進(jìn)一步研究，圍繞輥壓機(jī)做功對(duì)物料的適應(yīng)性，把選粉機(jī)粗料、中料、細(xì)料的分選精度作為基礎(chǔ)，真正使粒徑分布比較集中的中料進(jìn)入球磨機(jī)，進(jìn)一步提高磨機(jī)的研磨效率;更細(xì)的細(xì)料直接作為成品與球磨機(jī)的成品料混合后進(jìn)入成品庫(kù);顆粒較粗的料再次回輥壓機(jī)。把輥壓機(jī)多做功作為根本，讓輥壓機(jī)把料擠壓得更細(xì)一點(diǎn)。追求通過(guò)多級(jí)分級(jí)處理的預(yù)粉磨系統(tǒng)，一方面進(jìn)一步提高了輥壓機(jī)的使用效率，另一方面也避免了球磨機(jī)過(guò)粉磨現(xiàn)象。開(kāi)發(fā)了雙轉(zhuǎn)籠雙傳動(dòng)預(yù)粉磨專(zhuān)用分級(jí)機(jī)，分級(jí)精度高，選粉效率達(dá)80%以上。
吉能達(dá)公司憑借自己多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以及強(qiáng)大的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，推出了一系列半終粉磨系統(tǒng)新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備解決方案，產(chǎn)品功能強(qiáng)大，產(chǎn)品的穩(wěn)定性和拓展性都非常好。
設(shè)計(jì)、調(diào)試
關(guān)鍵：分段粉磨工藝電耗比一段粉磨工藝電耗更低。輥壓機(jī)水泥半終粉磨系統(tǒng)，由幾個(gè)子系統(tǒng)(分段)組成，第一段(輥壓機(jī))物料預(yù)粉磨非常重要，是整個(gè)粉磨系統(tǒng)增產(chǎn)、節(jié)電的技術(shù)關(guān)鍵，必須充分發(fā)揮輥壓機(jī)高效料床粉磨的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，摸索出該系統(tǒng)中輥壓機(jī)適宜的工作壓力、工作輥縫、兩臺(tái)主電機(jī)運(yùn)行電流、V型選粉機(jī)及雙轉(zhuǎn)籠雙傳動(dòng)高效選粉機(jī)用風(fēng)等最佳技術(shù)參數(shù);輥壓機(jī)系統(tǒng)投入的功耗越多，擠壓做功效果越顯著，該半終粉磨(或聯(lián)合粉磨系統(tǒng))工藝系統(tǒng)節(jié)電幅度越大。
為了兼顧實(shí)現(xiàn)優(yōu)化顆粒組成與經(jīng)濟(jì)效益最大化，必須準(zhǔn)確把握 “多破少磨”的平衡點(diǎn)，即同時(shí)保證粉磨系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的能力平衡與粉磨系統(tǒng)狀態(tài)的穩(wěn)定。建議采用過(guò)程質(zhì)量控制與目標(biāo)管理相結(jié)合的方法：
(1)輥壓機(jī)及V型選粉機(jī)物料控制要求：
經(jīng)輥壓機(jī)一次擠壓≤80μm30%以上。
V型選粉機(jī)出口物料≤30μm20%以上;≤80μm最好70%以上;≤150μm一般達(dá)95%以上。
(2)輥壓機(jī)系統(tǒng)選粉機(jī)成品質(zhì)量控制要求：
45μm篩余≤4%。
嚴(yán)格執(zhí)行上述過(guò)程質(zhì)量控制指標(biāo)要求，是半終粉磨系統(tǒng)成品質(zhì)量、產(chǎn)量、綜合效益大幅度提高的關(guān)鍵。
根本： “磨內(nèi)磨細(xì)為根本”，應(yīng)合理調(diào)整管磨機(jī)研磨體級(jí)配，尤其是細(xì)磨倉(cāng)的研磨能力，充分挖掘第二段(管磨機(jī))的增產(chǎn)潛力，提高研磨體研磨總表面積及其“集群研磨效應(yīng)”、每米多創(chuàng)造合格品的能力與適宜的磨機(jī)通風(fēng)參數(shù)，提高出磨物料比表面積，增加出磨成品顆粒含量，為高效選粉機(jī)有效分選創(chuàng)造先決條件。水泥熟料先進(jìn)入輥壓機(jī)，強(qiáng)大的輥壓力將其從數(shù)十毫米壓碎至零點(diǎn)幾毫米甚至更細(xì)后入球磨機(jī)。由于熟料顆粒經(jīng)輥壓粉碎的同時(shí)，內(nèi)部也產(chǎn)生許多微裂紋，因而在球磨機(jī)內(nèi)較容易進(jìn)一步被粉碎而很快進(jìn)入粉磨階段。在這種粉磨系統(tǒng)中，球磨機(jī)的主要任務(wù)只是粉磨，所以，粗磨倉(cāng)可選用較小尺寸的研磨體，研磨體表面積的增大顯然有利于粉磨效率的提高，進(jìn)而大幅度提高粉磨系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。
核心：只有應(yīng)用高效分級(jí)設(shè)備才能使輥壓機(jī)水泥半終粉磨系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良好的“分段粉磨”， 經(jīng)雙轉(zhuǎn)籠雙傳動(dòng)高效選粉機(jī)分離成品后的入磨粗粉已具備“粒度效應(yīng)”(入磨粒徑細(xì))及“裂紋效應(yīng)”(晶格裂紋多)，易磨性明顯改善，邦德粉磨功指數(shù)降低15%~25%，送入后續(xù)管磨機(jī)研磨的物料中45μm以下細(xì)粉明顯減少，可有效消除過(guò)粉磨及研磨體、襯板工作表面粘附現(xiàn)象，大幅度提高管磨機(jī)的磨細(xì)做功能力。
系統(tǒng)中每一段之間的接口都很重要，診斷其中存在的技術(shù)問(wèn)題可運(yùn)用分段粉磨理論與系統(tǒng)工程方法分析解決;經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的生產(chǎn)磨合，系統(tǒng)運(yùn)行會(huì)更順暢，設(shè)備運(yùn)行效率將顯著提高。
觀(guān)念：由傳統(tǒng)的80μm篩余，追求比表面積，向追求顆粒級(jí)配組成與顆粒形貌的科學(xué)性，實(shí)現(xiàn)效益最大化方向轉(zhuǎn)變。水泥粉磨細(xì)度不僅關(guān)系到水泥粉磨的能耗，更為重要的是對(duì)水泥性能有著很大的影響。為了促進(jìn)水泥水化，要提高水泥細(xì)度，增大與水的接觸面積，粉磨過(guò)細(xì)會(huì)導(dǎo)致能耗大幅度增加，且需水量增加。盡管粉磨過(guò)細(xì)的水泥水化速度較快，有利于強(qiáng)度的發(fā)展，但水灰比大往往使強(qiáng)度下降，如粉磨過(guò)細(xì)，小于1μm的水硬性顆粉在不到1天時(shí)間內(nèi)完全水化，對(duì)齡期強(qiáng)度的增長(zhǎng)沒(méi)有作用。根據(jù)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用結(jié)果分析，僅從混凝土的角度來(lái)說(shuō)，水泥細(xì)度應(yīng)控制在比表面積為300～360m2/kg較適宜。水泥顆粒組成與水泥性能有直接的關(guān)系：在水泥產(chǎn)品中，0～3μm的顆粒(微粉)決定1d強(qiáng)度;3～25μm(細(xì)粉)影響28d強(qiáng)度，但3d后可與0～3μm顆粒達(dá)到相同強(qiáng)度;25～50μm(粗粉)對(duì)28d強(qiáng)度影響不大，而90d后可同0～3μm顆粒的強(qiáng)度達(dá)到相同值，三者合計(jì)稱(chēng)為總體細(xì)度。在水泥產(chǎn)品中，一般公認(rèn)：3～32μm顆粒對(duì)強(qiáng)度增進(jìn)率起主導(dǎo)作用，其總量不能低于65%;10～24μm顆粒對(duì)水泥性能尤其重要，小于3μm顆粒不能超過(guò)10%;大于64μm的粗顆粒活性很小，最好沒(méi)有。水泥顆粒的形狀近于球形時(shí)，其單位重量的比表面積最小，這不僅使形成一定厚度的水膜所需要的水量最少，而且能減少顆粒相互間的磨擦，產(chǎn)生能提高流動(dòng)性的滾珠效果。經(jīng)日本有關(guān)專(zhuān)家研究證明：當(dāng)水泥顆粒圓形度(球形為100%)從原來(lái)67%提高到85%以后，流動(dòng)性的提高減少了用水量，所以混凝土的強(qiáng)度和耐久性都提高了。
效果
2015年初投產(chǎn)以來(lái)，Ф4.2×13m磨機(jī)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，質(zhì)量穩(wěn)定，電耗下降明顯。生產(chǎn)P.O42.5水泥(物料配比：熟料79%、粉煤灰12%、石膏6%，石灰石3%，)，成品比表≥360m2/kg、產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到280t/h以上。32.5水泥產(chǎn)量320t/h，成品比表≥380m2/kg，初步統(tǒng)計(jì)電耗較1#水泥磨下降7kW/h，一舉調(diào)試達(dá)標(biāo)。
為了適應(yīng)水泥工業(yè)新形勢(shì)下持續(xù)發(fā)展的需要，現(xiàn)有水泥磨工藝和設(shè)備水平亟待提高。采用輥壓機(jī)半終粉磨和實(shí)現(xiàn)主機(jī)設(shè)備大型化，加快 推行多破少磨新工藝，是實(shí)現(xiàn)水泥技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益提高的重要措施。
編者注：為充分探討水泥粉磨系統(tǒng)的節(jié)能創(chuàng)新、提高水泥質(zhì)量和混合材種類(lèi)等核心技術(shù)，持續(xù)保持水泥粉磨系統(tǒng)的科技創(chuàng)新活力。5月22日(21日全天報(bào)到)由中國(guó)水泥網(wǎng)主辦的“2015第八屆國(guó)際粉磨峰會(huì)”將在南京國(guó)際會(huì)議大酒店召開(kāi)，會(huì)議特邀樊粵明、包瑋、賈華平等專(zhuān)家與企業(yè)深入互動(dòng)交流，解決企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)管理中的困惑，敬請(qǐng)關(guān)注。