水泥磨级配.doc

研磨体装载量和级配虽有些公式可以参考，但一般还是靠经验调配。钢球级配还是以多级配球较多，在使用分级衬板时，磨仓内在长度方向上（进料端到出料端）各点处的物料平均粒径是逐渐降低的，钢球在各点处的平均球径也应该是逐渐降低，两条曲线的走势应该是一致的。调整钢球级配时要考虑到钢球尺寸的减小并不是一致的。例如有文献介绍，通过试验和计算得出，当90mm的钢球磨损至80mm时，同比，80mm的钢球磨损至71.11mm，70mm的钢球磨损至63.20mm，60mm的钢球磨损至56.20mm。显然，若只补大球，则平均球径必然有变大的趋势。研磨体装载量和级配是否合理，可通过下述四种方法在生产实践中进行检验和调整。

1 根据磨机产量和产品细度进行检验分析
（1）当磨机出现产量低、产品细度粗时，说明研磨体装载量不足或研磨体磨耗太大，此时应添加研磨体。
（2）当磨机出现产量高、产品细度粗时，说明磨内研磨体的冲击力太强，研磨能力不足，物料的流速过快所致。此时应适当减少大球，增加小球和钢段以提高研磨能力，同时减少研磨体之间的空隙，使物料在磨内的流速减慢，延长物料在磨内的停留时间，以便得到充分的研磨。
（3）如磨机出现产量低、产品细度细时，其原因可能是小钢球太多、大钢球太少而造成的。磨内冲击破碎作用减弱，而相对研磨能力增强。
（4）若磨机产量高、产品细度又细时，说明研磨体的装载量和级配都是合理的。
2 根据磨音判断
在正常喂料的情况下，一仓钢球的冲击较强，有哗哗的声音。若第一仓钢球的冲击声音特别洪亮时，说明第一仓钢球的平均球径过大或填充率较大；若声音发闷，说明第一仓钢球的平均球径过小或填充率过低了，此时应提高钢球的平均球径和填充率。第二仓正常时应能听到研磨体的唰唰声。
3 检查磨内物料情况
在磨机正常运转、正常喂料的情况下，根据生产经验，球仓中的钢球应露出半个钢球于料面上。如钢球外露太多，说明装载量偏多或钢球平均球径太大；反之，说明装载量偏少或钢球平均球径太小。
在细磨仓，研磨体应以覆盖着10-20mm的薄料层为宜。若盖料过厚，说明研磨体装载量不足或研磨体尺寸太小。
4 根据筛析曲线判断
研磨体级配合理、操作良好的磨机，其筛析曲线的变化应当是：在第一仓比较陡，靠近卸料端应平滑下降。如曲线中出现斜度不大或有较长的一段接近水平线，则表明磨机的作业情况不良，物料在这一段较长距离过程中细度变化不大。其原因可能是研磨体的级配、装载量和平均球径大小等不合适，应适当改变研磨体级配或清仓剔除碎、小球段；如果隔仓板前后的筛余百分数相差很大，说明两仓能力不平衡，此时应首先检查隔仓板篦孔宽度是否符合要求，若过宽且超过规定数值2mm以上时，即应更换或堵补；若有堵塞现象，应剔除堵物。
也可能由于磨机各仓的长度比例不当，前后仓破碎与研磨能力不匹配。先调研磨体的级配、装载量和平均球径，若无效，则应改变仓的长度、比例。
5 确定研磨体补充量的方法
（1）用单位产品的研磨体磨损量（同类研磨体年耗量/磨机年产量）乘以磨机阶段产量；
（2）用单位时间的研磨体磨损量（同类研磨体年耗量/磨机年运转时间）乘以磨机阶段运转时间；
（3）在必要的空磨后停磨，测量磨内球（段）面距磨机中心线的高度除以磨机有效内径可简易算得当时的填充率，与原配球时填充率对比，计算补球量。
此外还有根据空磨时的主电动机电流表值与经验值比较确定研磨体补充量等多种方法。以上的各种方法事实上都有一定的局限性，这是因为磨机的运转过程是一个不断变化的复杂过程，影响因素很多，容易出现判断失误而造成盲目补球，反而影响磨机的产量。因此，管理较好的水泥企业是采用定期清仓的传统办法。

水泥粉磨系统提高产量、降低电耗历来是人们关注的焦点，尤其是ISO标准实施后，对于多数水泥企业来说，都感到既要使产品适应新标准的质量要求，又不影响磨机产量、增加生产成本，对水泥粉磨系统进行优化改造无疑是首选措施。

     1粉磨工艺改造的原则

以往进行粉磨工艺的研究主要注重提高磨机产量和降低粉磨电耗。事实上，粉磨工艺对产品的质量有着很大影响，因此今后在研究和进行粉磨工艺改造时，应全面考虑产量、质量和能耗的关系。

⑴节能原则
由于传统的球磨机粉磨工艺能源利用率太低，水泥生产中70%的电耗都用于生料和水泥的粉磨，因此节能是改造粉磨工艺的基本任务。

⑵高产原则
提高粉磨设备的产量是改造和完善粉磨工艺的基本目标。

⑶优质原则
产品不仅达到一定细度和比表面积，并有合理的颗粒级配和尽可能高比例的球形颗粒，是改造和完善粉磨工艺的重要任务。

   2 采用预粉碎技术

预粉碎是球磨机粉磨系统大幅度提高产量的主要措施，按粉碎理论可分为预破碎和预粉磨。

     2.1 预破碎
预破碎一般是指在球磨机前设置一台细碎机，使入磨粒度降低，将原来球磨机粗磨仓坦负的部分粗碎任务交由效率较高的细碎机来完成，即所谓的“多破少磨”。国内采用水泥磨前加细碎机的措施已有数十年历史，但受设备材质的局限，该技术一直未能得到大量使用。当前有些机械厂推出了新一代细碎机，使用寿命有一定提高，但关键部件磨损的问题仍没有根本改善。

出库物料的除铁问题必须重视，往往是铁块或其它金属杂质对细碎机造成致命的伤害。增设预破碎后，球磨机内部结构也要进行相应调整，尤其是一仓应以提高研磨能力为目标。有的厂曾尝试过提高磨机转速来提高产量，但效果不好。从理论上分析，加预破碎后入磨物料粒度降低，一仓的破碎作用与研磨作用已退居次要地位。磨速提高，研磨体提升高度增加，破碎能力增大而研磨能力降低，这显然不符合要求。
采用预破碎系统进行提高磨机产量的改造，低投资是其最大优势，它主要适合于磨机辅助设备和输送设备富裕能力有限，以及大幅度升级成本效益不合理的厂家。

     2.2 预粉磨
预粉磨是指球磨机前增设一台粉磨设备，使原有的粉磨系统大幅度增产的措施。

用于预粉磨的设备主要有短球磨、辊磨、辊压机、筒辊磨等。上述四种预粉磨设备的能量利用率由低到高依次为短球磨、辊磨、筒辊磨、辊压机。

采用球磨机作为预粉磨设备，建议采用半终粉磨流程，即预粉磨球磨机与选粉机组成闭路系统，使进入后续球磨机的物料粒度更加均匀，一般<2mm的占90%左右，最大粒度控制在<5mm，可缩短物料在磨内的停留时间，避免出现“饱磨”现象。球磨机预粉磨工艺提高产量的幅度可达50%以上，不过节能效果较差，对于有闲置设备的厂家较为适宜

对于采用辊磨、辊压机、筒辊磨作预粉磨设备，由于投资大，工艺相对复杂，一般在立窑水泥企业很少采用。

     3 开流磨的技术改造

开流高细、高产磨技术主要用于水泥粉磨。对原有磨机进行改造时，应具备以下工况条件：
⑴磨机直径可大可小，即Φ1.5-3.8m均可，但磨机的长径比至少要＞2.5；
⑵入磨物料综合水分<2%；
⑶入磨物料粒度、研磨体装载量、磨机运行等正常稳定；
⑷磨机通风良好，收尘与计量设备完好。

     3.1 开流磨技术改造的主要内容

⑴衬板
经过长期生产实践的检验，目前仍在使用的球磨机筒体衬板主要有11种形式。国外公司推出的衬板有逐渐统一的趋势。一仓一般采用提升衬板即所谓的阶梯衬板，二仓则采用分级衬板。但这种分级衬板不是国内常见的锥形分级衬板或平衬板加锥形分级衬板，而是两种甚至三种衬板的组合或复合体。经过优化组合或复合，一种衬板可发挥不同形式衬板的优势，从而保证了最大限度地将能量输入装球区，并尽量消除磨内死区。建议有关单位加大研究力度，为水泥厂提供性能更优越的衬板。

在目前开流磨进行技术改造时，段仓一般都安装活化衬板，有效地消除了“滞留带”，激发和强化了研磨体的运动。

⑵隔仓板
对于隔仓装置的改进，国内企业仍关注于篦板的耐磨、耐冲击及防堵等方面，而对于隔仓装置对磨内料、气流的影响和控制作用重视不够。以Φ2.2m球磨机为例，隔仓板有效通风面积为0.38m2，中心件面积0.33 m2，中心件有效通风面积0.03 m2，可见仅中心件的面积就相当于隔仓装置有效通风面积的87%，同时也表明此形式的中心件有效通风面积是相当小的。通过分析比较，加大中心件通风面积对于加大整个隔仓装置通风面积的影响最大，也是最可行的方案。因为无论加大篦板孔尺寸或增加开孔数量，都将对篦板强度及其对料球的控制作用产生较大影响。此外，改造老式中心件的另一个目的在于通过它来实现对物料流速的控制，从而方便灵活地调节磨内各仓中的料球比，控制物料磨内停留时间。

开流磨进行技术改造时，尾仓更换带内筛分装置的隔仓板，严格控制进入尾仓的小颗粒，使前仓的钢球和尾仓的小段各自最大限度地发挥破碎和研磨作用。

⑶研磨体

研磨体尺寸基于粉磨能力和喂料粒度，比较通用的是“两头小，中间大”的级配方案。因为各厂实际情况不同，磨内研磨体和物料运动情况极为复杂，以及物料性能的差异，很难找出普遍不平适用的规律，长期在实践中摸索才是获得合适级配的有效途径。

稳定的粉磨工艺条件在很大程度上取决于研磨体的材质。由于磨损消耗，研磨体的级配在磨机运转过程中是不断变化的，不同尺寸研磨体的磨损规律也不同。补球（段）只能保持装载量相对平衡，不能保持级配始终如一。如果研磨体的硬度和耐磨性能差，在运转过程中易发生变形和碎裂，不但影响粉磨效率，碎块还会堵塞篦板孔，使隔仓装置排料困难，磨内运行状况恶化，因此，提高研磨体的质量才是磨机长期稳定工作的有力保证，否则，再合理的级配方案也是难于始终能达到预期效果的。

从经济角度出发，研磨体损耗大，不仅影响粉磨能力，频繁的停机补球导致系统运转率低和工况不稳定，还会直接造成粉磨成本提高。国内粉磨1t水泥，普通钢球的损耗最大达1000g/t，补球周期多为半个月；耐磨球如轴承钢球、高铬球、低合金球等，可将损耗降至30-40g/t，仅为普通钢球的1/25-1/30，补球周期可延长至半年以上；普通钢球4000元/t，耐磨球7000-8000元/t，使用耐磨球虽说一次性投资较高，但其优异的性能可大大减轻清仓补球的工作强度，提高磨机粉磨能力，显著降低粉磨成本，进而带来可观的经济效益。

在目前开流磨进行技术改造时，采用微型研磨体以强化尾仓的研磨能力。直径8-12mm的小段，单位质量的个数是普通钢段的20倍，总表面积是普通钢段的2.5倍。研磨效率与研磨体的表面积的0.5-0.7次方成正比。小段的应用起到了提高产量、增加产品比表面积、适当改善微粉颗粒组成的至关重要的作用。

⑷料段分离装置对于微型研磨体，有必要设计一个让细粉顺利出磨，但微型研磨体不致跑出磨外的出料篦板装置。

⑸合理的工艺参数设置改造后的高细高产磨，其工艺参数应根据生产的水泥品种、熟料的易磨性、混合材的品种和掺加比例、磨机规格等来设计磨机的仓位、研磨体的级配和确定细度的控制。

     3.2 开流磨技术改造后的技术指标
⑴增产20-35%，节电17-25%；
⑵水泥比表面积可达300-350m2/kg；
⑶研磨体消耗可降低25%以上。

     3.3 微型研磨体消除了在高细粉磨时的“恶性粉磨现象”

⑴“恶性粉磨现象”的形成
在开流水泥磨中粉磨时,在磨仓内的料球(段)率(物料占研磨体的百分率)随着台时产量降低而下降。粉磨比表面积越高，台时产量就越低，其间料球(段)率就越低，即磨仓内的存料越少，研磨体的能力显得越大。于是球与球、段与段、球与衬板之间，在运转过程中，碰撞状态越是剧烈。