1　水泥粉磨系统的发展
水泥粉磨大量耗电，技术进步主要围绕着节能进行。近年来，水泥粉磨系统的发展上了3个台阶，其基本概况如表1所示：

1.1　球磨粉磨
长期以来，球磨机在水泥粉磨系统中一直占有主导地位，100多年来技术也在不断进步。该粉磨系统对粉磨不同品种水泥均较适应，尤其适于粉磨高标号水泥。1979年高效笼式选粉机问世，在选粉机理上保留了旋风式选粉机粉尘循环少，减少干扰沉降的优点，又克服了离心式选粉机选粉区内风速不均以及边壁效应影响的根本缺点，使分选粒度稳定，分离清晰，对微细颗粒选粉效率提高。高效笼式选粉机和中长磨的结合，使粉磨系统的技术经济指标更为先进，产量提高，电耗降低，设备规格也进一步扩大。目前已有一大批直径?准5.0m～?准5.8m，功率在6 000～7 000kW的磨机投产。最大的磨机是FLS公司的?准5.8m×17.5m，功率8.8MW。目前球磨系统在新的选型中还占有相当大的份额，具有重要地位。但是毕竟由于其粉碎机理的局限，能量利用率依然很低，单位电耗较高，因此必将逐步让位于料床粉磨系统。
1.2　料床粉磨
典型的料床粉磨设备有立磨、辊压机和筒辊磨，它们分别是辊－盘、辊－辊、辊－筒结合的碾磨装置。三种料床粉磨设备各有优缺点，工作原理略有区别，但没有本质的不同。它们一方面在相互竞争中得到改进，另一方面作为整体在和球磨抗衡中得到发展。
三种料床粉磨设备均可组成预粉磨和终粉磨系统。以辊压机为代表的料床预粉磨是料床粉磨的主导。这是由于一方面辊压机大幅度节能同时更好的保持水泥的原有特性，另一方面一个大型机组一分为二，每个设备的功率较小，机械机构更好解决。目前已经投产的最大辊压机有KHD公司的RP20-170/180，磨辊?准1.7m×1.8m，功率2×1 500kW;Polysius公司的Poly?鄄com20/13，磨辊?准2.0m×1.3m，功率2×1 500kW，能力为200～240t/h的机组已有多套，最大的能力为360t/h。
料床预粉磨只是部分代替了球磨机的工作，依然保留着球磨机，所以节能幅度受限。90年代后问题得到解决，节能幅度更大，料床终粉磨日益被接受，进入了实质性的发展阶段。
2　循环预粉磨和联合粉磨的技术特征
2.1　流程对比
辊压机预粉磨是区别于终粉磨以外的总称，实际上可分为预粉磨、混合粉磨、部分终粉磨、联合粉磨等流程。用于水泥粉磨的主要是预粉磨（或称循环预粉磨）和联合粉磨。其相应的流程如图1。
预粉磨和联合粉磨的相关技术特征列于表2。
预粉磨流程简单，料饼直接入磨，一般用于技术改造，原有系统基本不变。但辊压机负担的粉磨任务小，单位吸收功率约4～7kWh/t，故增产节能幅度较小，一般增产<60%，节电<15%。此外出辊压机的料饼粒度波动较大，其中往往含有未被压碎的原始颗粒，使后续球磨的配球难于适应，影响磨机操作。联合粉磨流程较复杂，辊压机自成系统，生产出200m2/kg比面积左右的半成品，粒度均匀，非常适合作为磨机的喂料，后续球磨配球球径可小，可用单仓磨。辊压机单位吸收功率大，一般为8～12kWh/t，故增产幅度大，可成倍增加，节能效果好，达15%～25%。
2.2　技术特征
两种不同的系统，其辊压机和球磨机必须要合理匹配。预粉磨的特点是辊压机小、球磨大；而联合粉磨是辊压机大、球磨小。预粉磨中辊压机的通过能力应小于系统能力的2倍，否则将因为料饼中已含有过多的成品回辊压机形成重压而浪费能量，此外过多的细粉喂入辊压机将造成脱气困难而影响正常操作。因此辊压机过大非但无用还必须设中间仓储存以适应磨机能力。同样对联合粉磨如辊压机能力偏小将使中间半成品过粗，分选困难，并可能带有较粗颗粒，减弱后续球磨均匀喂料的优势。此外从节电来说，联合粉磨较预粉磨在粗选粉机和辊压物料提升方面要多耗能1.5～2.0kWh/t，所以至少辊压机要多吸收单位功耗2kWh/t以上才能抵消，因此要真正显示出联合粉磨节能的优越性，其辊压机吸收功率应大于10kWh/t。

挤压联合粉磨工艺中管磨机仓长的选择
目前，国内采用挤压联合粉磨工艺的水泥制备系统，多配用三仓管磨，磨机直径都在φ3m以上，长度11—14m。管磨机仓位长度的合理分配与选择，是影响到整个粉磨系统增产、节电、稳定产品质量的重要技术参数。关于开流三仓管磨机各仓有效长度的合理选取，天津院宋天民高工和原武汉建材学院冯修吉教授给出了以下公式：
2.1 天津院宋天民高工公式[5]
L1=26%Lo
L2=24%Lo                                                 （1）
L3=50% Lo
2.2 原武汉建材学院冯修吉教授公式[6]
L1=1/4 Lo
L2= 3/4L1                                                 （2）
L3=9/16 Lo
上述式中：L1、L2、L3分别为磨机一仓、二仓、三仓有效长度(m)；Lo为磨机总有效长度（m）。
以上公式虽是在当时磨前预处理工艺不够完善的条件下推导出来的，但在挤压联合粉磨技术成热并广泛应用的今天，仍具有指导意义。众所周知：管磨机的电能利用率很低，同时管磨机对物料的粗磨能力不足，利用磨机一仓破碎被磨物料效率低、电耗高，是极不合理的。管磨机的独特之处在于其对物料的磨细功能突出，磨制的水泥颗粒级配连续、合理；颗粒圆形度好；但在实际生产中必须严格控制入磨物料粒度与水份的稳定。
当采用挤压联合粉磨工艺，管磨机粗磨仓（第一仓）的功能已全部被挤压、打散设备所取代，经挤压、打散分级选粉后的入磨物料中已含有30%以上的成品，经过多次循环挤压、分选后的入磨物料均为1mm以下的颗粒，物料细度一般可维持在180—210㎡/kg，R80在30—40%左右。管磨机名符其实地成为了能够充分发挥其磨细能力的粉磨设备。实际生产中，既可以采用开流，又可以采取圈流粉磨流程。
笔者认为：多仓管磨机仓长的选取，既要考虑采用的磨前物料预处理方式及入磨物料粒度尺寸、颗粒形状、易磨性、水份，又要结合各仓所用衬板的工作表面形状、篦缝尺寸、研磨体材质及级配，还包括当圈流粉磨流程时，所用选粉机的分级精度等综合因素。总的原则是：入磨粒度越小，开流管磨机的的粗磨仓（第一仓）和过渡仓（第二仓）要适当缩短，以延长细磨仓（第三仓）的长度，同时缩小研磨体的平均尺寸，增大与物料间的接触面积和研磨效率，充分挖掘管磨机的细磨能力，从而达到稳定提高粉磨系统产、质量、降低电耗及生产成本的目的。圈流管磨机粗磨仓（第一仓）长度宜适当延长，过渡仓（第二仓）可不变（当然也有取消过渡仓成为两仓磨的），细磨仓（第三仓）长度略有缩短。
修订后的《通用硅酸盐水泥》国家标准即将实施，目前国内大部分企业生产的42.5级、52.5级水泥的比表面积控制在380±10㎡/kg、32.5级水泥比表面积控制在360±10㎡/kg。采用挤压联合粉磨工艺，在调整好仓长比例的前提下，对磨内研磨体级配及装载量等参数进行优化设计，完全可以满足上述质量指标要求。
综合国内部分企业技术资料，结合实际生产工艺状况。笔者建议对采用挤压联合粉磨工艺的三仓管磨机各仓长比例分配，可参考以下公式进行选择与调整：
2.3 挤压联合粉磨三仓开流管磨机
L1 =25—28% Lo
L2 =18—20% Lo                                                       （3）
L3=52—55% Lo
2.4 挤压联合粉磨三仓圈流管磨机
L1 =30—35% Lo
L2 =18—20% Lo                                                      （4）
L3=45—50% Lo
上述式中：L1、L2、L3分别为磨机一仓、二仓、三仓有效长度（m）；Lo为磨机的总有效长度（m）。
采用挤压联合粉磨工艺，管磨机为开流粉磨流程时，在确保成品比表面积及磨机台时产量的前提下，需适当延长细磨仓（第三仓）长度，并缩小各仓研磨体平均尺寸，以提高粉磨效率。
采用挤压联合粉磨工艺，管磨机为圈流粉磨流程时，由于配用高效选粉机作为分级设备，能确保成品细度满足设计要求。此时，为加快物料流速，提高系统产量、降低粉磨电耗，宜适当延长磨机粗磨仓（第一仓）及缩短细磨仓（第三仓）长度。同时，尚需提高各仓研磨体平均尺寸，一般比开流磨研磨体平均尺寸略大3—5mm
目前，挤压联合粉磨是逐步向立磨（辊磨）终粉磨过渡时期内应用最广泛的增产、节电的高效粉磨工艺。立磨（辊磨）制备生料是新型干法水泥生产中技术成熟的高产、低耗的首选工艺。相信在不久的将来，随着水泥粉磨技术的发展与进步，解决了立磨（辊磨）粉磨水泥标准稠度需水量大、早强低，凝结时间异常、水泥使用性能差等技术问题后，立磨（辊磨）将成为水泥的终粉磨优选工艺，比挤压联合粉磨流程更为简单、粉磨效率更高、系统电耗更低，是当今世界水泥粉磨技术发展的主导方向。

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