水泥技术|采用棒磨作为水泥预粉磨的试验研究

防水之家讯：60年代成功开发了湿法棒球磨，近些年来一些水泥厂将其用于干法粉磨，取得了很好的效果。我们于1997年在河南某厂将棒磨作为水泥预粉磨设备，并与球磨机组成半终粉磨系统，通过近一年来运行，在生产中取得了很好的经济效益。 1　原破碎系统简介

该厂原有熟料破碎系统为:出窑熟料经一级PEX250/1000细颚破碎机入熟料库，配料后混合料经二级破碎———1500立式反击破碎机加回转筛的闭路筛分系统。

2　存在的问题

入磨物料粒度情况见表1。 表1 入磨物料粒度 粒径/mm >12 5～12 0.9～5 0.2～0.9 < 0.2 含量/% 5.08 32.09 31.92 20.83 8.08由表1可见，大于5mm的颗粒含量占了37%左右，使球磨机负荷太重，影响产量，增加了能耗。同时，该厂扩建3号窑，原系统不能满足需要。此外，原系统除铁困难，一旦金属块进入破碎腔后，易打坏反击板和锤头，降低锤头使用寿命，并产生非常大的震动和噪音。因此，选择采用工艺简单、运行可靠的棒磨为预粉磨系统。

3　改造方案


3.1　设备改造
该厂采用一台闲置的风扫磨进行改造。主要改造风扫磨内部结构、转速和增加卸料篦板等。改造前后有关参数见表2。 表2 设备改造前后有关参数 风扫磨 棒 磨 规格型号：Φ2.5m×3.9m 有效直径：2.5m 电机型号：JRQ158-8 有效长度：3.6m 功率：380kW 棒长：3.5m 传动方式：齿轮减速传动 磨机转速：18.65r/min 磨机转速：20r/min 衬板型式：小波纹 研磨体装载量：25t 固定方式：螺栓固定 生产能力：10t/h 篦板型式：放射型单层篦板 篦孔：6～8mm 研磨体总装载量：21.45t 生产能力：55t/h
3.2　流程改造


拆除原二破系统，采用棒磨作为预粉磨设备，并且和球磨一起组成半终粉磨系统。棒磨易产生乱棒现象，该厂采用库底配料，电子皮带秤控制喂料量，保证喂料均匀，以避免发生乱棒现象。工艺流程如图1所示。结果发现，增加棒磨后，入球磨物料粒度分布发生巨大变化，详见表3。



图1　改造后预粉磨系统工艺流程


1.PEX250/1000细颚破碎机；2.TH315斗式提升机；3.配料电子皮带秤；4.B500皮带机；5.Φ2.5m×3.9m棒磨；6.TH400斗式提升机；7.Φ4.0m高效离心式选粉机；8.1号磨头仓；9.2号磨头仓

表3 改造后入球磨物料粒度 粒径/mm >5.0 5.0～2.0 2.0～0.9 0.9～0.5 < 0.5 含量/% 10.91 27.50 10.67 12.78 38.20

3.2.1　调整球磨机内部结构


采用棒磨作预粉磨后入球磨物料大于5mm的颗粒含量从37%大幅下降到10.91%，因此对球磨机内部结构作了相应调整。首先，缩短一仓长度，将隔仓板前移一块衬板的长度，一仓长度由原来的2.75m缩短到2.25m。其次，将隔仓板篦缝间距由原来的10～12mm减小为6～8mm。


3.2.2　调整配球方案


入磨物料变细，为提高球磨机粉磨效率，需减小球磨机一仓平均球径。将一仓钢球的级配由Φ90～Φ60mm调整为Φ60～Φ30mm，平均球径由Φ70.3mm降为Φ48.0mm。同时增加二仓研磨体装载量，使用棒磨前后球磨机配球方案见表4。

表4 使用棒磨前后球磨机配球方案 时间 一 仓 二 仓 Φ90/t Φ80/t Φ70/t Φ60/t Φ50/t Φ40/t Φ30/t 仓长/m 装载量/t 平均球径/mm Φ30×35
/t Φ25×30
/t 仓长
/m 装载量
/t 改造前 0.6 3.8 5.0 4.6 　 2.75 14.0 70.3 9.0 8.0 3.45 17 改造后 3.0 5.0 3.5 1.0 2.25 12.5 48.0 8.0 12.5 3.95 20.5
3.2.3　调整选粉机结构


选粉设备是一台Φ2.5m的旋风式选粉机，为了充分发挥选粉机工作能力，使磨机与选粉机平衡，将小叶片长度缩短0.1m(18片)。经过调整后选粉效率由原来的58.6%提高到68.9%，循环负荷率由原来的175.9%减小到122.4%，因而提高了磨机产量。

4　使用效果

棒磨从1997年11月份投入运行，入磨粒度控制为不大于60mm，多数为25～60mm。棒径选择Φ80～Φ65mm 4种，开始装载量为7.15t，结果产量比计算值高，达30t/h左右，但磨机振动较大，衬板螺丝易松动，出磨粒度偏大。因此，我们改用Φ75～Φ60mm 4种棒，磨机情况正常，产量降到25t/h左右，出磨细度较合适。当钢棒装载量增至14.3t时，棒磨产量为50t/h。此时棒磨电机实际消耗功率为220kW，棒磨选粉机产量8t/h(细度5%)。Φ2.2m×6.5m一级闭路球磨机产量达21t/h，若继续增加棒磨产量，系统失去平衡。生产实践表明，采用棒磨作为预粉磨取得了三个较为明显的效果。


第一，改造后入球磨粒度更加均匀，棒磨出磨和经选粉机后入球磨机粒径分布见表5。由表可见，2mm以下的占90%以上，最大粒径不超过5mm，其中有30%左右是通过0.080mm方孔筛的成品。

表5 棒磨出磨和选粉后入球磨粒径分布 % 粒径/mm >5 3～5 2～3 0.9～2 0.2～0.9 0.08～0.2 < 0.08 棒磨出口 0.78 2.54 6.68 14.33 15.21 23.52 31.27 选粉后 1.39 4.67 10.59 19.86 21.34 29.59 12.56第二，改造后产量有所提高，使用棒磨后水泥磨系统产量由原来的32t/h提高到现在50t/h，产量提高了18t/h，而系统装机容量只增加140kW，见表6。 表6 使用棒磨前后生产情况对比 类 别 1号磨产量/(t/h) 2号磨产量/(t/h) 棒磨选粉产量/(t/h) 细度/% 装机容量/kW 改造前 16.2 15.8 　 < 6 1 100 改造后 21 21 8 < 6 1 240第三，改造前后产品性能无明显变化，水泥细度略有降低。改造前后水泥的性能见表7。 表7 改造前后水泥性能对比 时间 安定性 凝结时间/(h∶min) 细度/% 抗压强度/MPa 抗折强度/MPa 初凝 终凝 3d 28d 3d 28d 改造前 合格 3∶40 5∶08 < 5.0(4.4) 29.6 47.0 4.6 7.4 改造后 合格 3∶45 5∶13 < 5.0(4.3) 29.8 46.7 4.9 7.6

5　结束语

1)棒磨作为预粉磨设备有很多优点:产量高，物料在磨内停留时间短，不会出现“饱磨”现象；棒磨工艺简单，管理方便；由于出磨粒度均匀，使球磨配球易解决；钢棒磨损较钢球小，材质易解决(用45号圆钢棒就能满足需求)。


2)棒磨使用中容易出现的问题是乱棒，其主要影响因素为喂料量的稳定控制与入磨粒度。研究表明，棒磨入磨粒度较球磨机大，以≤60mm为宜。


3)从生产实际来看，若选用半终粉磨系统，选粉机规格不宜太小，以旋风式选粉机为宜。此外，球磨机也应进行一些调整，要避免磨头进料口漏料。一仓平均球径不宜太大，以40mm左右为好。


4)采用棒磨作预粉磨，水泥性能无明显变化。




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