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提高球磨机产量和质量关键问题
发布日期:2008-09-12点击: 次

提高球磨机产量和质量的几个关键问题

1存在的问题
1.1球磨机的产量问题
  通常来说,提高球磨机产量的直接途径有3种:
(1)磨机前加置细碎机;
(2)改进粉磨系统,提高粉磨效率;
(3)加置高效选粉机。
上述3种方法,任何1种都可以大幅度提高球磨机的产量。当然,如果工厂条件许可的话,上述3种方法配套使用,效果最为理想,这也是近年来国内外粉磨系统设计的大趋势。三者的关系:磨前细碎是前提,磨后选粉是保证,磨内改造是根本。磨前细碎使得入磨物料粒度大大降低,从而降低了粉磨系统的负荷;选粉效率的提高,最直接的效益就是成品细粉最大限度地被及时选出,减少水泥成品回粉率,降低磨机负荷;而磨内改造,也就是粉磨系统的改进,是最根本的解决办法。入磨物料粒度降低了、选粉效率提高了,如果粉磨系统效率较低,影响的不仅仅是磨机的产量,更影响水泥的质量。
1.2水泥的质量问题  
水泥的质量,单从粉磨工艺来说,与磨前破碎和选粉效率没有直接关系。我国水泥质量的检验指标一般有2个:水泥筛余值和比表面积。但近年来国际上的水泥质量检验指标则是水泥颗粒级配,而且,这一指标比水泥筛余值和比表面积更能反映水泥质量的真实情况。这一点,已经引起我国水泥工作者的相当重视。一般说,水泥颗粒中,小于3μm的颗粒水化较快,不利于水泥的长期强度,建议不超过10%;大于65μm的颗粒基本无活性,最好没有;16-24μm的颗粒活性最高。有的水泥厂在生产中添加石灰石。石灰石是没有活性的,纯粹是一种填充料,但却可以改善水泥成品的颗粒级配。
实施水泥新标准以后,水泥筛余值这个指标的实际操作意义已经不大。新标准中对于比表面积更重视一些,而针对水泥颗粒级配则尚无具体要求。
2提高球磨机产量和质量的几个关键问题
2.1粉磨工艺流程
不考虑磨前细碎,那么粉磨工艺流程有两种:开流与圈流。在同等条件下,圈流产量比开流高约20-35%。圈流产品,其颗粒分布比较均匀,调整水泥等级也比较方便;而开流磨的出磨物料即是成品,产品的颗粒组成分布较分散,存在过粉磨现象,影响水泥的质量和产量。
(1)有些人认为,开流水泥的质量比圈流好,强度也高,所以就把圈流磨改成开流磨――――这种观点现在看来有失偏颇:当生产老标准325号水泥时,水泥颗粒较粗,R0.08为6%-8%甚至更粗一些,很少有细粉;而开流磨存在较多细粉甚至过细粉,“无意中”使得水泥成品的颗粒组成分散分布,从而看上去好旬开流水泥的质量比圈流的要好。实施新标准后,由于圈流磨水泥也要求磨得很细,细粉增多了,这种现象也就自然消失了。事实上,开流磨的水泥颗粒分布均匀系数一般为0.8-0.9,有的甚至更低,仅为0.7,其颗粒分布很宽,水泥的3d强度可能较高,但后期强度和水化率都较低,改变均匀性系数和水泥质量也比较困难。其中的细粉需水量大增会很快水化;而超过65μm的颗粒不会水化,对混凝土的强度不起作用。所以,我们建议有条件的水泥厂最好采用圈流工艺生产,圈流磨水泥颗粒分布均匀系数可达1.0,相对来说窄很多,混凝土质量更好二些。
(2)在目前水泥生产仓促应对新标准阶段,对圈流磨单纯通过降低水泥成品的筛余值来达标,其产量自然会有较大幅度降低,甚至会低于开流磨的产量。但通过调整粉磨系统,圈流磨的产量会有很大幅度的提高。这是开流磨所无法比拟的。
2.2入磨物料的特性
(1)入磨物料的品种及其配比
入磨物料的品种及其配比直接关系到磨机的单产功耗(kwh/t)、磨机的产量和质量。在同样细度时,粉磨回转窑熟料,磨机的产量比粉磨立窑熟料下降20%。在混合材中,矿渣是最难粉磨的,水泥成品的筛余物多为矿渣;粉煤灰和煤矸石就好磨得多,一级粉煤灰可不经粉磨直接成为成品。最新的研究表明:任何混合材料都会降低水泥的强度,只是混合材的活性不同,其降低水泥强度的程度不同罢了。常用混合材中,矿渣的活性是最高的,但如果矿渣的比表面积在300-450m2/kg之间时,其对水泥强度的影响几乎是一样的。
(2)入磨物料粒度
北京民峰粉磨技术的设计要求是入磨物料粒度D<25mm的设计。当入磨物料粒度D=2-25mm时,磨机产量的经验换算公式为:Qb=Qa(Da/Db)x,其中:Q代表产量,D代表入磨物料粒度,系数X=0.1-0.145。如果加置一些预粉磨设备,如立轴式破碎机、辊压机、立磨(CKP)、简辊磨、细破碎机等,磨机的台时产量会明显提高。当然,入磨物料粒度减小,出磨物料的均匀性系数也会相应下降,研磨体的级配也必须随之改变。
由于破碎机锤头磨损后入磨物料粒度会变粗,因此会影响磨机生产的稳定性,从而影响磨机的产量及水泥成品的质量。建议磨前加置筛分机。
(3)入磨物料的水分
水泥细度越细,对水分越敏感,水分不合要求时就要糊球糊磨。一般认为,入磨物料综合水分每增加1%,磨机产量会降低10%。当水分大于5%时,磨机就基本“停止”粉磨了。
2.3磨机内部的通风
磨机内部的通风至关重要,对磨机的产量和质量都有明显影响。通风的作用一是及时将磨内细粉排出,以免影响粉磨效率;二是降低磨内温度,避免石膏脱水和尾仓糊球堵篦。森利粉磨技术规定:磨内风速≥0.5m/s。
有些人认为磨机的通风只与风机性能有关,这是不全面的。事实上,磨机的通风与整个通风锁风系统有直接的密切关系。比如,现在常见的Φ2.2m×6.5m/7m磨机依旧是1965年设计的,其进料口为90度直角进料,在拐角处会形成物料滞留区,这就大大减小了实际进风断面积,严重阻碍磨机通风,也就是我们经常说的“通风口瓶颈”现象。理论上,最佳进风口的断面应该与磨机筒体实际断面相同,虽然实际上是不可能的,但在可能的条件下,进风口的断面是越大越好,尽可以能减弱“通风瓶颈”现象。这就要求在实际生产中必须改造进料口。
同样,锁风系统也必须搞好,否则,风机的风从排料口处直接被抽走了,形成了通风短路,磨内就没有多少风了。现在许多厂在卸料口加置翻板阀,实际作用并不理想,须重新制作锁风装置。
2.4隔仓板、出料篦板及筒体衬板
现在水泥厂的磨机尤其是小规格磨机,即便是新生产的磨机,其设计也仍旧是沿袭五、六十年代的图纸,近四十年而不变,其隔仓板与出料篦板的作用,只是为了隔离钢球和阻挡研磨体不被排出;而在森利粉磨技术中,其还应具有控制料粒流速、平衡首尾仓的粉磨能力、提高料球比和均衡料位的作用。
在筒体衬板中,粗磨仓的任务主要是破碎,要求衬板有较大的提升能力,现在多用大阶梯衬板。近几年国外新开发一种阿基米德对数螺线衬板,也是大阶梯衬板的一种,系根据不同的磨体转速、不同的入磨物料及不同的钢球等设计不同的提升角。其设计更细腻,效果更好。
细磨仓的任务主要是研磨,要求钢球尽可能多地进行摩擦研磨,目前较理想的是双曲面衬板,即不仅有轴向倾斜曲面,沿圆周方向亦有倾斜曲面,不但能够增加钢球的横向分级,还能提高钢球的研磨率。
2.5研磨体的填充率和级配
研磨体的填充率和级配对磨机的产量和细度都有很大作用。文献指出:水泥的细粉含量和颗粒级配影响混凝土浆的和易性、需水量、硬化混凝土的早期强度、强度增进率、密实性、易开裂性和耐久性。颗粒分布过窄水量高,对和易性不利。为此,民峰粉磨技术专门研究了尾仓“主辅球”技术,即每种主球配以辅球,比如Φ24和26的球,从而使水泥成品颗粒级配更合理,效果显著。
上述5个相关因素,既互相补充促进又互相制约,优化这些相关要素的程度不同,其效果也不同。处理不当不但不会增产提质,有时反而会导致减产、降质、增耗。所以必须在科学理论的指导下,通过科学实践证明行之有效的优化组合,才能取得最为理想的效果。
3应用实例  
重庆黔江水泥厂,磨机规格:Φ2.2m×6.5m水泥磨,NHX-500旋风选粉机,其改造前技术参数如下:
台时产量:13t/h,水泥等级:32.5级,R0.08≤4%,比表面积:300m2/kg;研磨体装载量:31t(其中一仓14t,二仓17t);级配:一仓Φ60mm、Φ70mm、Φ80mm、Φ90mm的钢球;二仓Φ30mm×35mm、Φ30mm×25mm、Φ20mm×25mm、的铸铁段;各仓长度:一仓2.75m,二仓3.4m;衬板形式:一仓为大阶梯衬板,二仓为小波纹衬板,单层隔仓板。
改造后的技术参数:台时产量:16.5t/h,水泥等级:32.5级,R0.08≤3%,比表面积:320m2/kg;研磨体装载量:33.5t(其中一仓13t,二仓20.5t);级配:一仓Φ50mm、Φ60mm、Φ70mm、Φ80mm、Φ90mm的钢球;二仓Φ25±1mm、Φ20±1mm、Φ15±1mm的废旧轴承滚珠。                        各仓长度:一仓2.5m,二仓3.5m;
衬板形式:一仓为阿基米德螺线衬板,二仓为双曲面衬板,双层隔仓板加扬料板,二仓加装两排挡料环,目的是增加相同时间内运动摩擦面积,增加磨细能力。
附带说明一点:废旧轴承滚珠系从废旧轴承上拆下来的滚珠,硬度高达HRC65-68,E且内外硬度均匀一致,耐磨性极好,永不失圆并且无破碎现象,表面光滑不伤衬板,非常适合作为磨机尾仓的微型研磨体使用,且无须清仓。
四川宪民水泥厂,磨机规格:Φ2.6m×13m水泥磨,高效旋风式选粉机,其改造前主要技术参数为:台时产量:26-27t/h,水泥标号425号,R0.08≤5%,比表面积:320m2/kg。
改造后的主要技术参数:研磨体及衬板等的形式同重庆黔江,其他技术参数为:台时产量:33t/h,水泥等级:32.5级,R0.08≤3%,比表面积:310-330m2/kg。而且,吨水泥泥平均电耗下降达7KWH,矿渣的掺加量也有了大幅度的增加。

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