一、概述 高效筛分磨的基本原理与目前国内外流行的康毕登磨、高产磨、高细磨、微介质磨等是相同的。不过,高效筛分磨技术除了采用小钢锻的磨内筛分装置外,还对磨机的衬板、隔仓板、出料装置、筛分装置等进行了优化与改进,并且增加了活化装置。因而,增产、节能效果更加显著,运行更加稳定、可靠,更加符合我国国情。 二、高效筛分磨结构及规格性能 1、高效筛分磨结构如图一 2、规格性能
规格 |
φ1.83×7 |
φ2.2×7 |
φ2.2×13 |
φ2.4×8.5 |
φ2.4×13 |
φ2.6×13 |
φ3×11 |
电机功率(kw) |
245 |
380 |
630 |
570 |
800 |
1000 |
1250 |
装载量(t) |
21 |
31 |
50 |
45 |
64 |
80 |
100 |
入料粒度(mm |
<30 |
<30 |
<30 |
<30 |
<30 |
<30 |
<30 |
水泥细度R0.08 |
4-6 |
4-6 |
4-6 |
3-5 |
4-6 |
3-5 |
4-6 |
3-5 |
4-6 |
3-5 |
4-6 |
3-5 |
熟料种类 |
立窑 |
立窑 |
立窑 |
旋窑 |
立窑 |
旋窑 |
立窑 |
旋窑 |
立窑 |
旋窑 |
立窑 |
旋窑 |
磨机产量(t/h) |
8-9 |
12-13 |
20-22 |
17-19 |
18-20 |
14-16 |
28-30 |
24-26 |
36-38 |
30-32 |
44-46 |
34-36 |
三、高筛分磨技术的应用条件 现有的管磨机改造为高效筛分磨时,应具备以下条件: 1、磨机为开流磨。 2、入磨物料综合水份≤2%,一般的水泥粉磨系统都能达到这要求。 3、磨机规格:磨机直径可以从1.5m至3.5m,磨机长度应满足L>2.5×D,即磨机长径比>利时2.5,水泥行业的球磨机均符合这一条件。 4、水泥品种、入磨物料粒度、磨机通状况、磨机载量、磨机功率等均不受限制。在生料磨上使用同样有效(如水份过高,可同时采用烘干粉磨系统)。 四、指标与效果 现有的开流水泥磨改造为高效筛分磨后,可以达到以下效果。 1、当保证水泥强不变时,可使水泥磨增产25-35%,单位电耗下降20-25%,一般来说,仅节电效益,一年便可收回全部投资。 2、当维持现有产量不变时,可对水泥进行细磨,即在保持磨机产量不变的前提下,水泥比表面积可增加70-90㎡/㎏,从而使水泥强度大幅度提高。这可带来两个好处:一是增加水泥标号,保证水泥质量的稳定;二是可以通过多混合材来提水泥产量,可使水泥总产量增加5%左右,效率非常显著。 3、粉磨车间投资少,与闭路型投资相比,可节省25-30%的经费,与带有预破碎辊压机的闭型相比,仅占40%左右。 4、运转率高,一般可90%以上,因磨内部件使用的是耐磨材料,实际可95%以上。 5、研磨体利用率高,由于二仓使用的是微介质,可使衬板、篦板的使用寿命延长。 6、日常维修工作量少,管理和操作方便,细度容易控制,质量稳定可靠。 7、粉磨高细水泥,为增加水泥新品种生产,提高新工艺、新设备。为企业增强竞争能力。 8、改造周期短,三至四天即可完工投产。 9、粉磨的水泥、颗粒级配合理,大于40μm的粗颗粒大幅度的减少,促使水泥中游离钙加速解,将显著提高立窑水泥安定性的合格率。 由此可见,本项目是个“短、平、快”的高效益技改项目。 五、与闭路粉磨系统的比较 高效筛分磨与闭路磨系统相比,具备如下特点: ⑴投资省。当现有开流水泥磨改造为高效筛分磨时,仅需对磨内的易损件进行改造与更换,而不涉及磨机外部的工艺设备,不增加任何土建费用,因而投资不到闭路粉磨系统的一半。 ⑵技改周期短。采用高效筛分磨技术对磨机进行改造时,一般大型磨需停产一周左右,对于φ1.83×(6.1~7.0)m磨机,一般停产时间不超过3天(其中安装技改配件约需3个班),几乎不影响生产。 ⑶水泥质量好。高效筛分磨仍然保留了开流磨系统的优点,水泥的颗粒级配合理,水泥早强较闭路粉磨系统好。同样细度时,开流磨粉磨的水泥闭路粉磨系统强度高。 ⑷电耗低。高效筛分磨与普通闭路磨系统的产量相近,但高筛分磨省去了提升机、选粉机、螺旋输送机等设备,节省了大量的电能,单产电耗低。 ⑸设备运转率高。由于高效筛分磨系统是开流系统,没有影响运转率的提升机、选粉机、螺旋输送机等设备,故系统运转高。一般闭路粉磨系统的运转率为70-75%,而高效筛分磨系统的运转率为90-95%,甚至更高。 ⑹操作简单。高效筛分磨内部设置了筛分装置,磨机操作时不易跑粗,细度稳定,非常受操作工人的欢迎。 ⑺维修方便。高效筛分磨内部的易损件采用耐磨的铸造件拼装结构,易损件寿命长,更换维修方便。 六、高效筛分磨的技术原理 高效筛分磨的工作原理类似于国外的康毕登磨以及国内微介质磨、高产高细磨,它们都是通过在磨内安装有带筛分装置的隔仓板、衬板、磨尾出料装置、筛分装置上作进一步的改进与优化,使其增节能的效果更佳。同时高效筛分磨产品细度可任意调节,在设备结构方面全部易损件采用耐磨合金钢铸造,其使用寿命可达两年以上,磨内结构简单可靠,安装拆卸维护均很方便,使该技术以装备的形式出现成为可能。 高效筛分磨和康毕登这类技术,其技术经济效果主要来源于微介质和筛分装置,综合两者的特点具有相得益彰的效果。 粉磨动学可表达为:粉磨速度与磨机中粗级别颗粒的含量成正比。由下式表达: Dr/dt=-Kr 式中Dr/dt=-Kr——粉磨速度;R——经过时间t以后粗级颗粒的含量; t——粉磨时间;k——粉磨速度常数,决定于粉磨条件。 高效筛分磨是在普通开流球磨机内设置筛分装置,并在细磨仓采用微型研磨体来实现其技术目的的,物料从粗磨仓进入细磨仓时,先通过筛分装置分选,筛分装置将粗粉送回粗磨伊仓,而让细粉进入细粉仓。由于筛分装置将细粉及时选出,使粗磨仓内的粗粉含量减少。筛分装置象闭路的选粉机,它能分离出合格粒度的物料,磨内筛分装置的设备相当于将磨外的选粉机移到磨机内部,从而减少粗磨仓内的过粉磨现象,同时根据粉磨动力原理,又提高了粗磨仓的粉磨效率。 微型研磨体的应用对细磨仓粉磨效率的提高起着重要作用,可从以下几方面得到解释。 首先,由于筛分装置的限制,进入细磨仓的物料相对细且没有粗颗粒,在细磨过程中,所需要的能量小,对磨细起决定作用的不再是冲击力的大小,而是研磨次数的多少。高效筛分磨采用微型研磨体作为研磨介质,研磨体的个数是普通次数的20倍左右,因而对细粉的研磨次数增加,研磨作用大大加强。 第二、就是我们习惯上所说的研磨体表面积越大,研磨能力越强。微型研磨体具有很大的表面积,每吨φ10×10 mm的微锻要比普通的φ25×30 mm钢锻在表面积上高1.6倍,研磨体表面积的大小与粉磨效率之间虽没有明确的定量关系,但肯定是有利的。 第三、筛分装置和微型研磨体两者的作用效果使水泥成品中的颗粒分布产生变化(与开流磨比较),其均匀性提高,微粉和粗粉颗粒含量降低,减轻了过粉磨现象,同时也有效地控制了粗颗粒含量,所以,其粉磨效率得到提高。 七、高效筛分磨技术的有关问题探讨 1、工艺流程与水泥强度的关系 大多数水泥厂都是利用水泥细度(R0.08筛余值)来控制出厂水泥质量,保证水泥强度。而水泥细度相同的情况下,普通开路粉磨系统由于过粉磨严重,水泥成品中小于3微米含量较高,而这部分含量对水泥强度贡献较少,相应3-30微米颗粒的含量就低,因此普通开路粉磨系统并不利于水泥质量的提高;闭路粉磨系统则情况相反,水泥成品中小于3微米含量较小,但由于大于30微米的含量较开路粉磨系统高,使得水泥成品中3-30微米含量并不很高,同样不利于水泥质量的提高;高效筛分磨实际上是带磨内选粉的开路粉磨系统,水泥成品中小于3微米含量大于闭路系统而普通开路系统,虽然过粉磨现象较闭路系统严重,但由于细磨仓物料颗粒粒径均匀性较好,且使用微锻提高了粉磨能力,使得水泥成品中的颗粒分布比较理想,3-30微米含量反而比闭路系统高,最有利于水泥强度的发挥。我们对以上三种系统在相同的工艺条件下的粒度分析证明了我们的结论是正确的,可以这样认为,高效筛分磨既克服了普通开路系统的微粉量过多的弊病(过粉磨严重),又解决了闭路系统微粉不足的问题,在水泥细度相同的情况下,最有利于水泥强度的发挥,因而是一种理想的粉磨工艺系统。 2、高效筛分磨与其它水泥粉磨新技术的关系 由于一般的水泥熟料都比较难破碎,因而,目前国内的水泥熟料破碎机或细碎机等设备均不过关,表现在锤头等关键易损部件的使用寿命太短,使用过程中由于磨损快使出料细度不易控制,设备易损件更换大,生产成本高,不利于在水泥生产企业的推广使用,因此,在开发出新型耐磨材料来解决这一问题之前,应用熟料破碎机加普通球磨机系统的多破少磨核技术不可能得到很好的推广应用。 各种新型选粉机设备的开发利用,确实比传统的带离心式选粉机闭路粉磨系统前进了一步,产量也得到一定程度的提高,但我们认为选粉设备厂毕竟只是改善了磨机的过粉磨现象,一定程度上提高了磨机的粉磨效率,但这种发送改善不是无限度的,同时,选粉设备本身并不能产生水泥成品的微粉,即没有粉磨能力。因此,选粉设备性能的进一步提高所带来的水泥磨机产量的提高是有限度的,而过分复杂的设备给生产管理及设备的维护等工作带来一定的难度,从经济及管理上考虑,过分追求选粉设备的先进性并不是一种好的选择。 以高压料层粉碎理论为基础的挤压机预粉磨技术,由于能量利用极为合理,因而增产节能效果显著,近几年来获得了一定的发展,实践表明,挤压机与球磨机的闭路系统工艺基本可以达到系统电耗降低30%,产量提高到40%以上。技术经济指标非常优秀,但这样的完整系统比较复杂,容易受建设受场地及资金等客观条件的限制,设备操作技术水平要求高,系统运转率比较低,考虑到我国现今的投资政策,且水泥企业普遍不景气,资金紧张的状况是普遍存在的,同时,现有水泥企业的生产技术及管理水平参差不齐,因此,这样复杂的系统并不普遍适用。 总之,高效筛分磨技术具有良好的技术经济指标,系统简单且容易实现,适用范围广阔,因而在水泥粉磨中具有一定的优势。当然,高效筛分磨本身并不排斥少磨技术、挤压预粉磨技术甚至闭路生产技术,相反只要条件允许可以和上述技术中的各类设备组成各种在水泥粉磨生产中与其它技术有良好的兼容性,具有广阔的应用前景。 3、高效筛分磨应用过程中技术方案确定及调试的重要性 由于各厂的工艺条件、熟料易磨性、混合材掺量、水泥品种等具体情况的不同,高效筛分磨技术的应用是一个完整的体系,并非象有的人误认为只是安装一特殊隔仓板而已。在应用过程中技术方案的确定是极其重要的,关键的技术参数有:考虑粗磨、细磨出料装置的过料能力;衬板类型的选择;微锻的合理配置;活化衬板的使用等。这些工作参数的确定必须全面综合地考虑,不但要适应各厂的具体情况,而且要使各工作参数之间不发生冲突,使整个系统达到良好的工作状态,而这些都必须由熟悉高效筛分磨技术的专业人员来完成。调试工作同样重要,前述磨机工作参数的合理与否要通过调试结果来检验,同样根据调试运行中发现的问题又要反过来调整磨机工作参数,调试是一项技术要求很高的工作,调试人员必须具备能够发现并解决问题的能力,这种能力很大程度上是一种调试经验和积累。如果把高效筛分磨技术的磨内装置当成硬件部分,那么,技术方案确定及调试工作就是软件部分,这两部分的有机结合是该技术成功应用的关键。我们发现有的厂家盲目使用该技术,而未达到应有的效果,造成了不必要的损失。 综上所述,高效筛分磨技术具有广泛的适用性,具有集高产、高细、产品细度可任意调节的工艺先进性,磨机内部改造只需2-6天的时间,投资仅为相应闭路系统的1/2~1/3,一般不超过半年可收回投资,磨机系统运转率高、操作简单、维护方便,增产节能效果显著,因而该新技术具有技术经济上的优势,值得在水泥粉磨中大力推广应用。 |