摘要:

  大多数水泥厂在水泥预粉磨设备的规格选型时，常常是以现有球磨机设计生产能力的2倍来选用。这种选型思维比较保守，球磨机的增产幅度受到限制，没有充分发挥球磨机和预粉磨设备的各自特点。为了充分发挥其优点，取得最佳的经济效益，笔者从球磨机结构技改最简化和提产增幅最大化两个方面提出预粉磨生产规格选型的意见以供参考。

　　1、水泥粉磨的理论依据
　　球磨机用于水泥粉磨生产时，其研磨效率大于破碎效率。同时球磨机做终粉磨设备，具有产品颗粒级配分布合理、＜30μm颗粒含量高、水泥细度和颗粒级配能充分满足水泥强度发展的要求等特点。这也是目前辊式磨、辊压机、筒辊磨等预粉磨设备所不能取代球磨机作终粉磨设备的关键原因。文献中提到：“应该尽量利用效率高的破碎机取代部分球磨机第一仓的工作，第一仓中应该创造条件多装小钢球，第二仓也不能太长，可以缩短球磨机长度。”

      为此，本人提出修改看法和意见：
　　（1）应该采用破碎效率高的预粉磨设备完全替代球磨机的破碎仓工作，将球磨机的破碎功能转移到球磨机外部进行，取消球磨机分仓，采用单仓简化磨机结构，全部加装研磨效率高的小直径钢锻，充分发挥球磨机研磨效率高的特点，使球磨机专门用于水泥研磨。

      （2）控制入磨物料的细度，最大限度发挥球磨机的研磨作用，提高球磨机的增产幅度，达到最佳的生产效果。

　　2、球磨机的改造
　　据此，对球磨机进行改造，改造后的优点是：

      1） 最大幅度的增加球磨机的台时产量；
　　2） 取消分仓、简化了球磨机结构，降低研磨体和各种备件材料的消耗；
　　3） 减少反复配球所造成的人力物力损失，降低工人的劳动强度；
　　4） 改善磨内生产状况，降低磨内阻力，使磨机通风更加流畅，产品颗粒级配分布更加合理；
　　5） 增加球磨机的运转率。磨机不再因为内部的分仓结构屡遭破坏而频繁停磨检修，也不因反复配球影响生产；
　　6） 采用小直径钢锻作研磨体，降低了大直径钢球对球磨机筒体的冲击，保证了机械设备的稳定运行。

　　德国R..阿斯穆斯等人作过模拟计算，若将物料预磨到勃氏比表面积150～200m2/kg，则球磨机系统产量可以提高100%，能耗降低24～30%。

　　根据这一结论，当入磨物料的颗粒粒径达到勃氏比表面积150～200m2/kg，球磨机就可以取消破碎仓，只起最终细磨并控制颗粒形状与颗粒组成的作用，同时系统产量将提高100%，能耗降低24～30%。

　　要达到以上目的，必须正确进行预粉磨设备规格选型，选用与球磨机极限能力相配套的设备规格，再结合正确的球磨机结构改造方案，充分发挥球磨机的研磨作用。这样，就可以实现联合粉磨系统的生产能力最大化。

　　3、水泥厂联合粉磨系统对比
　　笔者查阅近年来《水泥》杂志中所发表的一些水泥厂关于水泥联合粉磨系统生产状况的论文，由于很多水泥厂使用辊压机作预粉磨设备，因此将其使用辊压机作预粉磨设备所取得的效果进行对比，见表1。

表1 不同水泥厂预粉磨设备使用情况

3.1 存在差异
　　从表1看出，联合粉磨系统效果最好的是华润公司：φ3.2m×11m磨机台时产量大120t/h，吨水泥消耗量27kwh/t，远小于其他几个水泥厂的吨水泥电耗，节能效果明显。原因是：

      1）φ3.2m×11m磨机所配备的辊压机规格为500t/h，远远大于其他几个厂家的辊压机配置；
　　2）磨机为单仓结构，配置平均球径15.48mm；
　　3）入磨物料颗粒粒径不同。该公司入磨物料比表面积控制在240～300m2/kg。

　　3.2 存在差异
　　1）八方公司与昆明公司的联合粉磨系统中虽然配备了打散分级装置，将入磨物料控制在3 mm以下，但与华润公司联合粉磨系统相比：入磨物料粗；磨机保留了起粗磨作用的一仓，平均球径41mm以上，造成球磨机的研磨作用没有得到充分发挥。

　　2）亚泰公司和北京厂的联合粉磨系统中：①出辊压机的物料没有打散分级，入磨物料颗粒相对比较大；②辊压机系统所担负的只是球磨机的部分破碎功能，而不是全部；③磨机还保留着一仓，球磨机研磨效率高的优点不能得到充分发挥。最后还增加了不少的人力、物力、财力，通过调整钢球的级配方式，探索提高磨机的台时产量。

　　3）华润公司采用通过能力500 t / h的辊压机，并配备打散分级装置，保证球磨机入磨物料细度在240～300m2/kg的范围内，又保证符合细度要求的辊压机产量在120 t / h以上，这样，该公司增产节能效果明显优于其他几个公司。

　　由此可见，如若将入磨物料细度控制在240～300m2/kg，其他4个水泥厂所选用的辊压机的生产能力就不能满足系统的提产要求。

　　3.3 对比分析
　　辊压机的规格、入磨物料细度、磨机的内部结构是华润公司比其他4个公司增产节能的主要因素。这些因素中，辊压机的生产规格是基本条件。只有满足这一条件，才可以满足单仓球磨机的稳定生产运行。所以，在进行预粉磨设备规格选型时应该充分考虑辊压机的生产规格。

　　4、预粉磨设备规格选型
　　根据磨机粉磨理论，同样物料条件下：入磨物料粒径越小，磨机产量越高；预粉磨设备的能力越大，单位时间内产生的细粉越多。

　　要实现球磨机单仓生产：

　　（1）入磨物料粒径必须满足球磨机的直接研磨要求；
　　（2）对细度进行要求后，预粉磨设备的台时产量必须保证球磨机提产达标的需求。

　　因此以这两个条件进行预粉磨设备的规格选型。

　　4.1 确定入磨物料粒径
　　在预粉磨设备规格选型时，预粉磨效果是一个很关键的因素。从预粉磨设备出来的物料中，我们以能够满足球磨机直接研磨生产的物料百分含量对预粉磨效果进行考核。

　　2004年9月17日用两种规格的熟料筛对我厂3号磨机研磨仓仓头的物料进行颗粒分析，0.9mm筛余为2.8%；0.2mm为19.3%。

　　由此可以确定满足磨机单仓磨研磨生产的物料粒径为0.2mm。各个水泥厂可以根据本企业的物料情况和所生产的水泥品种对进入研磨仓的物料粒径进行适当调整，入磨物料粒径最好不超过0.9mm，否则磨机单仓研磨的产量将受到影响。

　　4.2 确定入磨物料粒径
　　根据前面论述，预粉磨设备的规格选型公式：  A=2μB/C
　　式中：A—所选粉磨设备的设计生产能力；
　　　　　B—现有球磨机的平均台时产量；
　　　　　C—符合入磨物料粒径（即0.2mm）的颗粒含量。C值越大，预粉磨设备效果越好。
　　　　　μ—选型系数，一般取1.2～1.4。

　　例如：φ3.0m×9m磨机预粉磨设备规格选型：

      球磨机平均产量B=30t/h，μ取1.2，假定C=30%，因此，预粉磨设备的生产能力：
　　A=2×1.2×30÷0.3=240 t / h

      因此，预粉磨设备的预粉磨效果（用C值进行衡定）是影响设备选型规格的一个关键因素。

　　5、结论
　　1）预粉磨设备规格、入磨物料细度、磨机的内部结构是联合粉磨系统提产降耗的三个要素。
　　2）预粉磨设备选型应该遵循公式A=2μB/C。
　　3）经过预粉磨后的物料中，符合单仓磨直接研磨要求的颗粒含量是衡量预粉磨设备效率的关键值。
　　4）取消球磨机破碎仓，将球磨机的破碎功能完全转移到预粉磨设备中进行；磨机采用单仓研磨结构，充分发挥球磨机研磨效率高的特点。
　　5）入磨物料平均粒径为0.2mm左右。在适当放宽要求时，入磨物料应能全部通过0.9mm筛。
　　6）预粉磨设备选型时，为进一步降低吨水泥粉磨综合电耗，在满足条件情况下，还应选用配置功率低的预粉磨生产设备。