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棒磨机在水泥粉磨及水泥厂中预粉磨水泥熟料技术-粉磨网

随着回转窑径的扩大,产质量不断提高,我厂主机生产能力出现了不平衡。水泥粉磨系统现有的3台磨机(Φ1.83m×6.4m开路磨2台,Φ1.83m×7m闭路磨1台)总产只有22t/h,严重影响了生产。为此,我厂决定对其进行技术改造,实现增产节能目的。
1 方案的确定
    最初提出的水泥磨技改方案有四种:
    (1)新建1台Φ1.83m×7m闭路磨;
    (2)新建1台Φ2.2m×6.5m闭路磨,拆除1台Φ1.83m×6.4m磨;
    (3)改2台Φ1.83m×6.4m开路为闭路系统;
    (4)在3台水泥磨前加1台预粉磨设备。
    其中又有如下方案:
    ①选择辊压机做预粉磨;
    ②选择立式高细破碎机做预粉碎;
    ③选择棒磨机做预粉磨。
    方案(1)、(2)因投资大、工期长,总图布置不适宜,故予以排除。方案(3),因现场实施难度大,更主要的是影响生产,也不可取。针对方案(4),经实际考察和调研认为:辊压机设备性能欠可靠,难以达到设计要求,投资昂贵,且要求操作水平高,难维护;立式高细破碎机的短期细碎效果较好,长时间效果较差,锤头易磨损,维护费用高;而棒磨可将物料粉碎至2mm以下占90%以上,预磨熟料可使系统增产25%～35%,节电15%左右,具有运行可靠、投产少、高效节能等优点,但棒磨预粉磨熟料目前国内尚未见报道。依据上述认识,结合工厂总图,最后确认方案(4)中的③方案为实施方案。
2 方案实施
    棒磨机采用合肥水泥研究设计院开发的Φ2.2m×3.3m熟料预磨机,设备性能如下:
    规格:Φ2.2m×3.3m;
    转速:20.55r/min;
    生产能力:50t/h(水泥熟料);
    产品粒度:全部小于5mm,小于0.08mm占30%以上;
    入料粒度:≤60mm;
    入料水分:综合水分<2%;
    研磨体最大装载量:17t;
    电机功率:180kW。
    改造水泥生产线工程于1996年元月开始土建施工,7月底棒磨系统主辅机安装完毕,且完成单机的空载试车工作。8月2日～5日对棒磨进行带1/3、2/3负荷联动试生产,系统设备运行良好,说明了设备的设计、制造和安装均符合技术要求。迄今系统已经历了近一年的运行。本文仅就系统中棒磨的使用情况作一介绍。
2.1 棒磨机的预粉磨效果
   改造后,经配比的混合物料(熟料、石膏、矿渣、石灰石)全部进入棒磨预粉磨,然后入中间储库。实践证明:棒磨做为水泥熟料预粉磨设备性能良好。台产标定表明设备可以达到50t/h的设计水平。预磨后的物料粒度筛析结果见表1。
表1    预磨后的物料粒度筛析结果

粒径(mm)	＞5	＞3	＞2	＞1	＞0.5	＞0.08	＜0.08
组成(%)	1.05	2.83	5.21	21.78	32.07	66.94	33.06

表1数据表明:棒磨在预磨物料时,能控制产品粒度的均齐性,另外对物料具有选择性粉碎和良好的筛分作用,即钢棒首先粉碎粒度大的物料,后预磨小块物料,从而避免了物料的过粉碎现象,提高了粉碎效率。
2.2 球磨机的增产与节能
众所周知，降低人磨物料粒度对产量的影响较明显。由表1可知，熟料经预粉磨后，人磨物料粒度得到了大幅降低，<2mm的料径已占90％以上。为了适应这一变化，我们对球磨机内部结构及级配也作了相应改造和优化。改前后球磨机的产量与电耗指标见表2。
表2 改造前后磨机产量、电耗对比

磨机规格(m)		1号磨 Φ1.83×6.4
产量 (t/h)	改造前	6.0
	改造后	8.7
增产(t/h)		2.7
综合电耗(kWh/t)	改造前	39.5
	改造后	33～34
节电(kWh/t)		5.5～6.5

由表2可见,采用棒磨后,系统的增产、节电效果显著。另外,入磨物料粒度的缩小,使钢球平均球径由原来的76.3mm降低到现在的39.2mm,取消了大钢球,减轻了对磨机衬板的冲击力,延长了衬板的寿命,降低了研磨体的消耗。同时磨机噪声的下降也改善了工人的操作环境。
由表2可见,采用棒磨后,系统的增产、节电效果显著。另外,入磨物料粒度的缩小,使钢球平均球径由原来的76.3mm降低到现在的39.2mm,取消了大钢球,减轻了对磨机衬板的冲击力,延长了衬板的寿命,降低了研磨体的消耗。同时磨机噪声的下降也改善了工人的操作环境。
3 几点体会
    系统改造总体上是成功的,但是由于已有条件的限制,也存在一些不足。
3.1 熟料库容量过小
    改造后,两台窑各只有两个熟料储库,总储量分别为807t、1240t。由于棒磨的台时产量高,运行时熟料储存时间过短,导致进入棒磨物料温度偏高,石膏脱水,不利于水泥质量,且停磨待料周期频繁,不利于设备的安全运转。
3.2 棒磨前未设置磨头仓及计量秤
    因为水泥配比不如生料配比精确,一般厂家库底下料采用电磁振动给料机,因其无计量功能,而库压对物料流影响又较大。为了控制入磨料配比和流量,有必要在磨前设置磨头仓,配备计量秤。这样做不仅有利于稳定给料,使棒磨在正常工况下运行,特别是避免棒磨因喂料频繁波动,造成乱棒事故,而且有利于标定磨机台时产量,使工厂、车间成本考核做到有据可依。
3.3 预磨后的物料不易输送
    预磨后的物料已成粉状,容重大,测定值为1.65～1.97t/m3,故输送较困难。我厂曾采用过刮板和皮带输送机。后者转运点粉尘大,要加收尘,增加投资。前者粉尘小,但磨损严重,且若突发事故,刮板机内存有物料,易结硬,造成开机时拉断刮板或烧电机。笔者认为,在工艺条件允许时,采用磨损小,密封性好的输送斜槽比较好。
3.4 棒磨大小齿轮异常磨损
    棒磨在投入运行不到2个月时间,就出现大小齿轮异常磨损,且较严重。经全面细致的分析,可能有以下几点原因:①润滑油使用不当;②齿轮材质不符合要求;③棒磨机的冲击力过大;④喂料不均。
    当时我们做了鉴定,齿轮材质无问题,齿表硬度达到设计要求。但油质化验报告表明所用油品不符合说明书要求,为此及时更换了4号开式齿轮油。喂料不均也尽快得到了解决。至于棒磨冲击力大的问题,当时我厂组织厂院三方同志到铜陵选矿厂考察了Φ2.9m×3.96m湿法棒磨机以寻求答案。发现这台磨机同样地振动强烈,冲击力大,而齿轮无不良现象。不过齿轮润滑方式不同,该厂采用喷雾式润滑,我厂采用浴油润滑。说明棒磨的冲击力大是其固有特点,是由钢棒运动所决定的,无法消除。
4 结束语
    综上所述,利用棒磨预磨熟料的改造工作是成功的。与其它方案相比,它比破碎机方案可靠,比辊压机方案省钱,比球磨机方案节电。棒磨机预粉磨工艺在我厂的成功应用,为老企业磨机增产、节能又开辟了一条新的途径。如其遗留的大小齿轮磨损问题能得到妥善解决,这一改造增产方案一定会给企业带来更多的经济效益。

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