水泥粉磨工艺发展趋势及改造要点

水泥粉磨工艺发展趋势及改造要点

张学军

唐山忠义机械制造有限公司河北唐山063020

摘要：随着我国现代化建设的不断深入，水泥的用量不断增大，迫使我国水泥生产技术不断改进，加之国内外水泥生产技术的引进和交流，我国水泥工艺有了明显的进步和发展。好水泥是“磨”出来的，目前，由于粉磨主机设备及预产处理设备选型等因素，不同规模的粉磨站的工艺流程也相应各具特色，总体产量与粉磨的耗能也有所不同。本文分析了水泥粉磨工艺发展趋势及改造要点。

关键词：水泥粉磨工艺；发展趋势；改造要点

1水泥粉磨工艺的现状和发展趋势

1.1管磨机粉磨系统。对水泥的生产工艺进行调查不难发现，现阶段绝大部分的工艺都是通过管磨机作为主要的粉磨设备进行生产的。目前我国国内的水泥管磨机直径已经达到了5m左右，产量可以保持在150t/h以上。磨机内的研磨体一般是柱状或者圆球状的，圆球形的研磨体主要通过和物料进行点接触来完成冲击和破碎，因为接触面积较小，所以粉磨的效率也比较低。在进行抛落的时候可以采用助磨剂等手段，在一定程度上提升生产效率。通过对管磨机的粉磨工作方式进行分析得知，这种粉磨工艺对研磨工作能力有余，但是对物料的破碎能力不足，大粒径的物料通过管磨机粗磨仓进行破碎是不合理的。因此，可以在入磨前对物料进行处理，缩小入磨物料粒径，这是实现磨机增产降耗的有效途径。

1.2辊压机粉磨系统。辊压机粉磨系统是将物料碾压粉碎。现阶段在使用辊压机粉磨系统的时候，已将原有的半粉磨改为现在的终粉磨。通过两个高压对辊对物料进行挤压，使物料产生大量的裂纹和细粉，对挤压后的料饼进行打散分级以后形成一个完整的闭路循环。采用辊压机粉磨技术，形成的水泥成品颗粒一般呈多角形，标准稠度需水量增加，因此混凝土的工作性能没有管磨机好。

1.3立磨粉磨系统。立磨粉磨系统因为自身的产量高，能耗量较低而被广泛应用。立磨粉磨和辊压机粉磨有相似的地方，两者都是料床粉碎，但立磨磨辊和物料的接触面是柱面和平面，而辊压机接触面是柱面和柱面。辊压机粉磨系统必须单独设置，操作起来比立磨要麻烦的多。目前为止，世界上最大的立磨机产量可以达到600t/h左右，且立磨粉磨系统比管磨机粉磨系统的水泥单位电耗约可降低15kWh。

2改造工艺

2.1开流粉磨工艺。开流粉磨工艺是利用管式磨机，将不同硬度、不同大小的混合物料同时送入磨内粉磨。开流粉磨对比圈流粉磨颗粒级配较好一些，强度也较高。但粉磨后的成品水泥中30～80μm的颗粒中混合材的含量约有30%以下，5～3μm的颗粒中混合材的含量约有60%以下，0～5μm的颗粒中混合材的含量约有80%左右。这种粉磨工艺比表面积虽然高但都是由混合材的过粉磨产生的，因此称为假性比表面积。混合材在水泥中主要起物理性能的载体作用，活性度较低，水泥的颗粒形状过细会导致产生静电、包球、吸水性大、石膏脱水等现象。在粉磨过程中过粉磨会耗费大量的电耗和时间。

2.2圈流粉磨工艺。圈流粉磨工艺是把经磨机粉磨之后的粉料输送至选粉设备中分选，细度达到要求的细粉成为水泥成品，粗粉回到磨头二次粉磨。圈流粉磨有利于产品细度和温度的调节和控制，粉磨效率比开流粉磨要高10%～20%左右，成品细度越细优势越明显。但圈流粉磨得到的水泥产品中20～40μm的平均粒径明显增多，5～20μm以下的平均粒径含量减少，这种方法导致水泥的颗粒级配不合理，熟料强度没有最大限度地发挥出来。

2.3预粉磨工艺。目前我国在2000t/d以上的新型干法水泥生产线中已经普遍采用辊压机与球磨机组成的预粉磨系统（包括循环预粉磨、联合粉磨、半终粉磨等），这是因为辊压机在粉磨效率上几乎是球磨机的2倍左右，有很大幅度的节电效果。辊压机与球磨机组成的预粉磨系统的节电水平因其消耗功率的大小而变化，辊压机每消耗1（kW?h）/t，可使球磨机电耗下降1.8～2（kW?h）/t左右，从而使辊压机和球磨机组成的预粉磨系统的总电耗降低0.8～1（kW?h）/t，节电效果显著。节电效果显著。料饼打散后比表面积在90~120m2/kg之间，而且粒内没有发生晶格裂变，使整个粉磨系统的电耗与国外相比，仍有一定差距。我国粉磨工艺节能减排的空间还很大。以1条2000t/d水泥生产线为例：熟料与混合材百分配比按75∶25，在标号不变的情况下，每吨水泥多用5%的混合材替代熟料，即熟料与混合材百分配比变成7030，每天可替代133t熟料，1t熟料与混合材的成本差价按120元计，则每天可节约成本15000余元。

2.4据有关资料介绍，在实际运行中通过调整辊压机的液压压力、磨辊转速等操作参数，完全掌握了辊压机在挤压不同粒径、不同物料的运行规律。在水泥成品比表面积＞300m2/kg时，可以保证辊压机在安全、平稳的运行状态下，使辊压机的性能得到充分发挥；通过调整粉磨系统的循环负荷、打散分级机的分级转速以及选粉机转速等工艺参数，使水泥粉磨系统单位电耗＜24kWh/t，比表面积为300±10m2/kg，质量符合P.O42.5水泥标准。要解决辊压机对物料粒度的均一性要求，最简单的措施就是采用二级辊压粉磨系统。第一级为辊压机预粉碎系统，采用高压力辊压机，开路一次通过，主要是消除物料的大颗粒；第二级为粉磨系统，采用中压力辊压机，闭路多次循环通过，经分级设备分选出合格产品。不论是辊压机磨外粉碎系统、辊压机终粉磨系统，还是现有的辊压机预粉磨和联合粉磨，都必须关注入料的粒度均一性问题。如果入料粒度的均一性较差，特别是易碎性差时，就应该考虑对大粒度物料的预破碎或者预辊压。

结语

不管是大型还是中小型的水泥粉磨机，在改造过程中必须增设预处理系统。只有不断对粉磨系统进行改造和创新，才能保证水泥粉磨工作长期优质地进行，降低单位能耗，减少生产成本，为粉磨技术的发展提供经验和参考。

参考文献

[1]赵计辉，王栋民，王学光.现代水泥工业中高效节能的粉磨技术[J].中国粉体技术，2015（04）

[2]张永林，张利敏.我国水泥粉磨技术的现状及改进措施简述[J].内蒙古石油化工，2013（08）