1 问题的提出

    水分对原料易磨性的影响性试验表明，当物料中的水分达到一定比例时，它就成了影响物料易磨性及磨机产量的主要因素，而这个因素在生产控制中是一个可变量，它受生产工艺条件、原材料情况、气候条件及生产管理等因素影响。如果生产工艺条件较好（有较好的烘干系统）、原料情况较好（有固定供应点）、原料库大型化（储量较大）、生产管理较完善的水泥企业，在物料水分控制方面就会做得比较好，对磨机产量的影响程度可望降低。反之，物料的水分控制差，物料中水分波动较大（1%～5%），造成磨机产量波动较大，严重影响了正常的生产运行。

    水泥是由熟料和混合材配制粉磨而成，混合材有粉煤灰、炉渣、矿渣等，一般入磨综合水分在2％左右，不影响粉磨效率。但由于许多水泥企业使用的混合材水分偏高，入磨综合水分高达4%以上，严重影响磨机的粉磨效率，导致磨机产量大幅度下降。为保证入磨综合水分，只能采用减少混合材掺量或采用单独混合材烘干，这样势必带来管理不便，生产成本及投资增加。如何在生产工艺环节上烘干物料、解决水分，从而达到投资少、成本低、管理方便的目的，是水泥企业的最佳选择。

    2 HSFM水泥烘干风选磨是解决混合材水分最便捷方式

    解决混合材的水分问题，最便捷的方式就是在FM风选预粉磨内增设烘干仓，由供热系统从外界补充大量的热量，使磨机系统达到热平衡，水分就能及时排出，就可以降低水分对物料易磨性及磨机产量的影响，充分发挥磨机的功效。

    根据各水泥厂的条件，可选用人工手烧炉或沸腾炉形式，有好的烟煤地区可采用磨煤喷粉机及燃烧器的形式。设计时结合初终水分及磨机产量，进行热工计算，确定热风炉燃烧室炉篦面积及炉室容积，选择合理的风机风量与风压，以使进入烘干仓的热风温度控制在400℃～600℃。

    在FM风选磨内增设烘干仓，根据不同磨型设计相匹配的烘干仓，仓内有弧形扬料装置及进料装置，使物料在烘干仓内充分预热烘干。进入预粉磨仓后的物料继续烘干，水分能尽快蒸发，避免发生由于水分过高而出现的糊球、饱磨现象。同时，由于进入烘干仓的物料经扬料板扬起后，相当一部分的细粉随热风迅速通过预粉磨仓，减少了预粉磨仓的过粉磨及“垫底”现象，提高了预粉磨仓的研磨粉碎能力，这样大大地提高了FM风选预粉磨的产量。

    3 HSFM水泥烘干风选磨工艺流程图

    4 HSFM水泥烘干风选磨烘干仓技术特色

    1）烘干性能好，效率高。在其它条件相同的情况下，可以提高产量15％～25%。能耗大大降低。
    2）采用了X形扬料板多次扬料结构，使料幕更加均匀，热交换更加充分，有助于物料的快速烘干。
    3）设置挡料环，控制物料流速，有利于烘干、预粉磨能力的平衡。
    4）劳动强度低，操作条件好，工作环境卫生。
    5）与物料接触的所有表面均采用高强度板材，磨损小，使用寿命长。
    6）结构简单，价格便宜，基本无维修，安装方便快捷。
    7）由于物料可能将热量通过进料螺旋筒传递给中空轴引起发热现象，采取有效隔热措施，减少了热量传递，确保设备长期稳定运行。

    5 HSFM水泥烘干风选磨工艺优势

    由南京旋立重型机械有限公司粉体工程公司研究开发的HSFM水泥烘干风选磨，是在原FM风选预粉磨的基础上，增设供热装置和烘干仓。由供热装置提供热源进入烘干仓，物料在烘干仓内热交换实现一次烘干；烘干后的物料进入工作腔内边破碎、边烘干，实现二次烘干；含水分高的轻质物料随气流上升，在管道内实现三次烘干。最后，水汽随含尘气体经除尘收集后由风机排出。

    本工艺集烘干、半终粉磨为一体，工艺简便，烘干、粉磨效率高，运行可靠，管理方便，是目前既能解决水分困扰，又能大幅度提高磨机产量的理想工艺装备。

    例：φ3.2×13m水泥磨，比表≥350m2/kg，台时产量≥90t/h，综合粉磨电耗≤26kWh/t。

    6 HSFM水泥烘干风选预粉磨工艺系统的工艺优化

    6.1 预粉磨系统的物料细度控制
    物料经HSFM磨粉磨分级后，约占40﹪的细粉物料随气流上升，先通过MSC高效动态选粉机再次分级，符合成品要求的物料，随气流进入KSC高效除尘器收集，收集量在20﹪左右。由于HSFM磨采用钢球破碎研磨，物料颗粒形貌好，除尘器收集的物料完全可作成品用。选粉分级的粗料和HSFM磨出磨物料混合后进入下道磨，由于实现入磨物料0.08mm筛余40％～50％，比表180m2/kg～200 m2/kg，进磨物料颗粒粒径分布窄，后道磨过粉磨现象少，可作开路粉磨。

    6.2 烘干能力和粉磨能力的平衡
    干法粉磨物料必须在干燥的情况下才能磨细。怎样才算烘干能力适合呢？可以从以下几方面考察。HSFM磨粉磨作业正常，没有糊球、粘磨、堵塞；出磨物料和成品干燥，应使水分控制在0.5%～1.0%；出磨废气温度适当，一般在90℃左右，这是衡量烘干能力的综合指标，低于此值烘干能力不足，难于保证物料干燥，还可能造成收尘系统冷凝的麻烦，高于此值浪费热量和电能。

    6.3 烘干预粉磨系统风量的选择
    风量的选择要结合烘干和选粉的需要。首先要满足烘干的需要，根据原料的水分和供热温度等条件进行热平衡计算求出需用风量。如果烘干需用风量大于选粉风量则根据烘干用风选择。如果原料水分较小，烘干用风量少，不能满足动态选粉机需要的风量，则根据选粉机用风选择。排风机的选型一定要满足系统风量、阻力的需要，并备有15%的备用。

    6.4球磨机磨内装置的工艺要求

    6.4.1隔仓装置
    隔仓装置的作用首先是分仓，满足钢球分开以适应粗细磨的要求，并卡住料块跑向后仓。其次是控制流速，使各仓料位相适应。第三是要利于通风。篦板是隔仓装置的主要部件，篦孔又是关键，必须要满足控制流速，有利于通风，防止堵塞。篦孔排列可分为同心圆和放射状。前者流速慢，易堵塞，后者流速快，不易堵塞。一般粗磨仓用同心圆，细磨仓用放射状。篦孔大小和通料面积大小要配合，既要卡住粗粒又要顺利排料。

    6.4.2 合理配球
    正确地选择研磨体，合理地确定填充率及级配，对提高粉磨效率，降低消耗具有重要作用。

    钢球的质量对磨机产质量有较大影响。最好选择高铬球，Cr>10%；不要为便宜选质次的铸铁球，否则磨内碎球多，严重影响钢球的粉碎作用，还将堵塞篦缝。

    研磨体的填充率对于HSFM风选磨一般取0.24~0.28，风选磨因为要兼顾烘干的需要，故不宜填充率不宜太高。

    磨机球的级配必须通过不断地摸索找到理想的级配，一般采用微球微段。

    6.4.3 磨机通风
    HSFM烘干风选预粉磨内通风是为了满足烘干的需要，必须要进行热平衡计算来确定用风量。系统的密闭堵漏至关重要，一般磨头进料设强迫开闭的翻板锁风阀，磨尾及选粉机出料可用重力翻板阀。卸料罩直径大，特别要求加工规整。热风管路尽可能满焊，以减少漏风。