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邹伟斌/水泥粉磨工艺改造要点之二: 辊压机预粉磨系统的改造

Date: 2018-11-23

 

“磨前处理是关键”,辊压机实现稳定挤压做功的前提是:必须保持良好、完整的辊面;严格控制辊边缘与侧挡板之间漏料;安装使用稳定的进料控制装置,使料床四周受限并且能够良好受控,满足辊压机稳定挤压做功要求;应严格控制物料粒径,辊压机对细颗粒物料的出力较差,具有“挤粗不挤细”的特性,必须减少细粉或细颗粒物料入机,提高挤压做功效率;选择应用性能优良的抗磨材料,提高辊面使用寿命等。


由成都九泰科技有限公司研发的专利技术:辊压机稳定节能新产品(一种辊压机杠杆式双进料装置,专利号ZL201420122465.X),该进料装置在辊压机辊子边缘各增加了一道内侧挡板,最大限度避免辊子边缘物料泄漏,实现了辊压机进料控制稳定性。应用后,喂入辊压机的物料能够形成稳定的受限料床,挤压做功效果良好,主电机出力达到80%甚至85%以上。在未调整管磨机与选粉机相关运行参数的前提下,采用该进料控制装置后,一般可提高系统产量8%~10%,节电3%~5%。


辊压机挤压辊是实际生产中备受关注的耗材。当前,优质堆焊的挤压辊占比很大,一些国产的硬质碳化钨柱钉式挤压辊、离心铸造的复合辊以及金属复合陶瓷磨辊开始替换原有的堆焊挤压辊面,但应用中不是都好,关键在于辊面材料质量是否过关。当然,这里也包括了针对被挤压处理物料的物理化学特性(化学成分、颗粒粒径、显微硬度、易碎性、易磨性、磨蚀性、腐蚀性等)及其与辊面硬面层之间的适应性。

目前,除了采用普通的物料筛分(振动筛、回转筛)设备分级外,用于预粉磨段配置的主要有:动态机械分级机与静态气流分级机,以及动态+静态组合两级气流分级机等七种不同的分级设备,选择配置不同形式分级机分级后的入磨物料粒径尺寸各异,其中以气流分级机的物料粒径更细;在采用辊压机(或外循环预粉磨立磨)推广应用初期的预粉磨工艺,仅相似于破碎机的功能,入磨物料无分级。辊压机辊子中部为最大压力区,出机物料细粉含量多。两边缘压力低于中部,边部排出的物料粒径大。加之侧挡板与辊子边缘磨损后,极易产生边部漏料,只能采取切除粒径较大的边缘物料的方式进行循环挤压。该系统配置特点为:“辊压机(或外循环预粉磨立磨)处理能力小、磨机能力大,预粉磨设备与管磨机装机功率比小”,辊压机挤压力在6000~7000kN/m2范围内,辊压机吸收功耗3~7kWh/t,以高压小循环方式操作。随着时间推移,逐步配置以打散分级机为代表的动态分级设备,上部风轮可分级出细粉物料,但其主要分级功能是依靠安装在下锥体上的(8块45°或12块30°)扇形筛板进行机械筛分。可控制入磨物料切割粒径2 mm~3 mm,R80μm筛余40%~55%、R45μm筛余60%~70%、R200μm筛余30%~40%、R900μm筛余20%~28%、比表面积在80m2/kg~120 m2/kg之间。通过对打散分级机下锥体分级筛板的改造,采用筛缝宽度0.9mm~1.0 mm筛板,可以保证入磨物料R900μm筛余<8.0%,粗颗粒物料大幅度减少,系统产量显著提高,粉磨电耗显著下降。


NF公司采用160-120辊压机(处理能力675t/h、主电机功率900kW×2)+650/160打散分级机(处理能力800t/h、打散电机功率90kW+分级电机功率75kW)+Φ4.2 m×13 m三仓开路管磨机(主电机功率3550kW、主减速机JS150B、速比i=47.295:1、磨机筒体工作转速15.6r/min、设计研磨体最大装载量240t)组成的联合粉磨系统。打散分级机改造前,生产P·O42.5级水泥,入磨物料R900μm筛余<25%~28%,系统产量165 t/h,粉磨电耗34.4 kWh/t;后针对打散分级机下锥体分级筛板及磨内结构实施改造,入磨物料R900μm筛余降至4%~7%,即>900μm物料粗颗粒大大减少,重新优化管磨机各仓研磨体级配后,系统产量提高至195 t/h(成品水泥比表面积360m2/kg、R45μm筛余10.0±1.0%),系统增产30t/h、粉磨电耗降至29.6 kWh/t,节电4.8 kWh/t。该系统配置的打散分级机的两个主轴电机功率较低(国内目前配置的最大型号打散分级机,直径Φ6500mm/1600mm,主轴功率也只有90kW+75kW),改造后的粉磨系统电耗也相对较低。


现阶段,也有工厂根据辊压机处理能力与现场工艺布置,利用打散分级机与称重仓之间的有效空间,增设一个小规格的V型气流分级机。配用风机风量一般在40000~100000m3/h之间选取,继续分离返回称重仓中的细粉物料入磨,粗颗粒回到称重仓,减少细粉物料对辊压机挤压做功的影响,提高了预粉磨段分级机的效率。经改造后,实际应用效果良好,根据粉磨不同的水泥品种、强度等级,一般可使系统增产5~10t/h,节电1~2 kWh/t之间。

静态气流分级机以德国洪堡(KHD Humboldt Wedag)公司20世纪90年代中期推出的第一代V型静态选粉机(第二代为VSK选粉机,在V选气流出口增加了分级更精细的卧式转子,动态分级与静态分级相结合,使分级机对入机物料的分级精度得到进一步提高,通过对卧式转子转速的调节,可使入磨物料粒径更细,适应于主机设备处理能力更大的预粉磨系统)为代表。根据其分级原理,衍生出多种由动态+静态组合形式的两级气流分级设备,既能用于辊压机生料终粉磨系统,又可应用在水泥粉磨系统半成品物料(或成品)分级。


   现阶段,联合粉磨(或半终粉磨)系统预粉磨设备的配置特点是:“辊压机(或外循环预粉磨立磨)处理能力大、磨机规格小,预粉磨设备与管磨机装机功率比大”,辊压机挤压力一般控制在5000~6000KN/m2之间,辊压机吸收功耗7~12kWh/t,采用低压大循环模式运行,目前产能置换中的新线设计或系统改造中得到广泛应用。通过调节系统中的动态选粉机主轴转速,分级后的物料粒径可<500 μm甚至<200μm,更细的<100μm ,比表面积达180 m2/kg甚至280 m2/kg以上,入磨物料更细。该分级机配置适应于处理能力大的辊压机(或外循环预粉磨立磨)系统,但也同时存在预粉磨系统循环负荷大,返回称重仓物料中的细粉影响辊压机挤压做功的问题。可以通过增设打散棒、实现料饼预先打散,采用多通道均匀进料与分散、封闭最上部导流板,在导流板上增设导料槽,消除气流短路形象,延长物料分级路线与停留时间等技术措施进行改造。可大幅度提高气流分级机的分级效率,降低辊压机预粉磨系统循环物料中细粉含量,确保辊压机能够稳定的挤压做功。