0引言近年来,立磨已经成功应用于水泥熟料的终粉磨系统,并日渐成为新建粉磨项目的标准设备。
20052008年,世界新建水泥生产线约360条除中国大陆以外,水泥年产能达4.4亿t,采用了水泥粉磨装备600余台套。其中水泥立磨的选用率由2005年的45上升为2008年的61,而水泥球磨的选用率则相应地由50下降为27,这表明国际上采用立磨进行水泥终粉磨取代球磨已成为普遍潮流2006年2月,云南国资水泥东竣有限公司OK334水泥立磨成功投产;2009年3月,湖北亚东水泥公司LM56.33水泥立磨成功投产;成都院的CRM4622也被用于山东鲁碧建材有限公司的水泥粉磨系统中。这些表明在我国使用立磨作为水泥终粉磨设备的时代已经到来。
1粉磨工艺及存在的问题球磨机和立磨的粉磨工艺是截然不同的。在球磨机中物料是靠冲击和摩擦粉碎的;而物料在立磨中所受的粉磨力是以挤压为主,研磨为辅的;物料在立磨内粉磨时间较短,2~3 min即可完成,因而粉磨效率高,节省粉磨电耗。通常立磨可以比球磨对立磨而言,在生料或煤粉的粉磨中入磨原料水分很高,一般达到5以上,对烘干能力要求比较高,而水泥粉磨的入磨物料干燥、无水分或很低,烘干能力的要求是次要的;生料粉磨细度要求不高,一般控制在0.08 mm筛筛余12即可,对于易烧性好的用于预分解窑的生料细度甚至可以放宽到15~20,而且对颗粒级配基本没有要求,而人们对水泥产品细度和颗粒级配要求较高,水泥细度一般要求勃氏比表面积 m /kg以上。
采用立磨粉磨水泥,需要解决的问题主要是磨机振动、磨辊和磨盘的严重磨损以及水泥质量等。
由于物料干燥,而且水泥粉磨产品细度要求高,物料循环量大,循环料很细,流动性好,在磨盘运转离心力的作用下,很快被甩到磨盘外被风环吹出的高速气流带走,难以形成稳定的料层。此外由于水泥熟料的磨蚀性比较强,对磨盘和磨辊会产生比较严重的磨损,引起磨机产量下降和运行费用升高等问题另外在产品质量方面,球磨机所生产水泥的粒径组成范围较宽,即被过粉磨的微细颗粒较多,同时又有一部分未被充分粉磨的粗颗粒,表现在RRB粒径分布曲线上的斜率值较小,粒径正态分布曲线则较扁平,颗粒形态比较趋于球型。而物料在传统立磨中的停留时间较少,粉磨轨迹较短,因此立磨水泥的颗粒组成较窄,其RRB曲线的值较大,一般多在1.10以上,而球磨水泥一般为0.95~1.05.细颗粒过少可能引起早期强度低,更主要的使需水量增加。
2解决措施为了克服立磨在水泥熟料终粉磨过程中的相关难题,各公司分别在生料立磨的基础上对粉磨工艺进行改进。工艺的变化带动了设备结构的改进,而设备的完善又适应了工艺的要求。
首先,在形成一个稳定的粉磨料层方面,各公司开发出了不同的专利技术。例如,莱歇公司创造了对辊联合粉磨工艺图1,随能力大小,可用22、33不同配置。辅辊S辊起准备料床作用;主辊M辊起粉磨作用。
OK立磨图2应用单辊自行准备料床的原新世纪水泥导报粉磨技术理,采用球型带槽辊减小振动。CK立磨与OK立磨类似,亦采用单辊自备料床的方法,采用不对称球型磨辊与生料相比熟料对于磨辊、磨盘的磨蚀性更大,磨损后期将严重影响产量、质量,为此各公司特别重视磨损问题。首先是选用更为耐磨的材质,如NiH IV、高Cr铸铁等。有些厂家还提供辊面再修复技术,对磨损部分进行补焊,大大延长了寿命。另一方面改进磨辊形状,采用大直径窄辊的设计理念或降低磨盘转速,减少辊、盘之间的相对速度差,降低磨损。
在解决水泥质量问题方面,主要采取降低磨盘转速、加高挡料环高度等方法,延长物料在磨盘上的停留时间,增加物料被研磨的次数的方法,同时提高研磨力各种立磨结构不同,其压力有所区别,但一般均较生料磨大大提高,有的要大一倍,目的是增加粉磨产生的细粉量。
为使立磨水泥产品的RRB曲线趋于平缓,各公司分别改进分选设备,主要的措施是将原有的选粉机改成设有导风叶片的高效笼式选粉机。选粉效率高,分离清晰,其特点是细度、比表面积靠调节转子实现,高比表面积要求高的转速。颗粒级配受风量影响,降低风量、增加浓度就降低选粉效率,从而降低值。两者的合理配合就能生产出符合要求的成品。
丹麦史密斯公司根据OK型立磨调控其水泥性能的方法,从大量的生产实践中总结归纳出表1所列的原则性指南。即当立磨水泥比表面积相同时,增加其挡料圈高度,或增加磨辊压力,两者效果相同,都会使成品水泥的粒径范围变宽,抗压强度变小,标准稠度需水量变小。但是增加磨内风量,其效果则与前者相反总之,综合运用这些调控手段,可以在较大范围内调控立磨水泥的性能,而从目前的使用情况看,颗粒级配比球磨更加合理,水泥强度也达到或超过普通球磨机粉磨的水泥。
3典型立磨水泥终粉磨生产实例3.1湖北亚东莱歇LM56.33立磨水泥终粉磨系统湖北亚东的水泥磨系统于2007年7月建成投产,经过约一个月的调整后,即进入正常生产阶段。9月运转率即达88.1,且产量和能耗均好于设计保证指标。公司以9月为基础计算生产P?O 42.5时,磨机单位产量是。5 t/h;生产P?C 32.5时,磨机的单位产量为199.7 t/h.所对应的单位电耗分别是30.1 kWh/t和34.0 kWh/t.上述产量和电耗对应的产品细度为348 m其它性能。
为了验证立磨水泥的工作性,湖北亚东于2007年9月做了湖北亚东水泥和四川亚东水泥的对比试验,前者取样于湖北厂立磨,后者取自四川厂辊压机球磨机系统,详情见表3.
无论从那个角度讲,湖北亚东立磨生产水泥的电耗都是很低的,对照《水泥企业对标指南》大约谢伟安,等:立磨在水泥终粉磨系统中的应用粉磨技术较国内同等规模的粉磨站的先进水平辊压机球3.2美国Phoenix公司OK型立磨水泥终粉磨系统Phoenix水泥公司OK型立磨的保证指标是≥ t/h普通波特兰水泥95熟料,5石膏,勃氏细度390 m /kg.2002年8月,经过两周的试运行,磨机一直在保证的生产指标上运转。这条3 000 t/d的熟料生产线的其它部分调试后,运行证明这台OK型立磨在要求的产品细度下具有140 t/h的生产能力。单位电耗25.7 kWh/t包括选粉机和磨机风机,较公司原闭路球磨系统节能15 kWh/t以上见表4,产品性能见表5.
从表5中可以看出,OK型立磨不仅可以与球磨机相媲美,在重要的质量方面,还优于球磨机。
4结束语我国是水泥生产大国,总产量高居世界首位,2009年产量已超过16亿t,但是水泥粉磨设备基本上是传统的球磨系统,而且还有大量落后的小型球磨机。这种不合理的局面迫切需要打破,跟上国际先进技术的步伐。只要能够正确调节立磨的操作参数,立磨水泥的性能完全可以调控。在水泥比表面积相同时,立磨水泥的强度略高,但其需水量也稍高一点。在水泥粉磨方面,采用立磨取代球磨的技术进步面前,我们无需因担心所谓的水泥性能问题而犹豫不决。
纪水泥导报, 2001(6)。
新世纪水泥导报粉磨技术本刊讯2010年5月27日至28日全国工业系统淘汰落后产能工作会议上,工业和信息化部部长李毅中明确指出今年计划淘汰水泥落后产能8 983万吨。
事实上,十一五期间,我国要淘汰水泥落后产能的任务是2.5亿吨。尽管截至去年年底,全国已完成淘汰水泥落后产能2.4亿吨,但我国目前还有落后小水泥5亿吨,占了水泥产能的25.淘汰任务依然十分艰巨。
2010年淘汰水泥落后产能8 983万吨