李宪章：多点进出料，循环粉磨水泥工艺及装备

北票市理想机械有限公司董事长李宪章做报告

　　5月21日，由中国水泥网主办的“2011第四届国际粉磨峰会”在南京国际会议大酒店隆重召开。北票市理想机械有限公司董事长李宪章做了关于《多点进出料，循环粉磨水泥工艺及装备》的报告，中国水泥网记者整理如下：

　　水泥生产粉磨作业的重要意义

　　水泥粉磨系统的能耗所占比例之大，在水泥生产中占据重要位置。水泥粉磨工艺的优劣对水泥生产效益影响极大。目前水泥的粉磨生产工艺方法较多，也比较混乱，各持己见，规范性差，较多水泥企业存在着工艺设备不完善，窑磨产量不均衡的现象。有些厂家采用了少量先进技术，只注重磨机外部的辅助配套设备的健全，不考虑磨机本身的水平高低。也有的企业只注重磨机本身的能力不考虑配套设备的实用和先进性，因此国内粉磨工艺整体水平比较落后。

　　水泥粉磨工艺设备技术进步主要的特征和指标：

　　1、吨水泥生产较低的电耗，减少混合材的过粉磨的方法越先进，水泥的电耗就越低。

　　2、吨水泥生产的较低的熟料耗用量，水泥熟料粉磨至5um-20um的含量越多，水泥的强度就越高，熟料的用量就越少。

　　3、同等水泥生产能力较低的建设投资，采用辊压机的联合粉磨工艺投资最高，多点给料、多点取料、循环粉磨的工艺投资较低。

　　4、较高的系统设备运转率

　　5、较小的设备维修量和维护费用

　　一、LX（理想）粉磨新工艺

　　北票理想粉磨研究所，经过多次改革和创新，先后获得九项国家专利，一项企业标准晋升为建材行业装备标准，三项省级科技成果，省级高新技术企业，于2007年研究发明并且实践了LX（理想）水泥粉磨新技术。在水泥生产的粉磨系统采用了以多点给料、多点取料、分级循环粉磨为中心的新粉磨工艺，在半个世纪以来不断小改小革的开流粉磨工艺和带选粉机的圈流粉磨工艺基础上。有了新的突破，保留了开流粉磨水泥颗粒比表面积高的优点，又具备了圈流粉磨工艺产量高、电耗低的双重优点，使水泥生产的粉磨系统的工艺及设备进入了一个新的发展阶段。新技术特征如下：

　　多点给料、循环粉磨新工艺

　　1、第一个给料点：将易磨性较差的如熟料等单独进入到循环粗粉磨机进行预粉磨，使熟料等较硬物料被粉磨到一定细度之后，再进下台磨机粉磨，这使水泥成品微细颗粒中水泥熟料占的比例大，水泥强度增高。

　　2、第二个给料点：对易磨性较好的混合材料和循环粗粉磨机出磨粉状熟料，一起进入到下一台双位进料微粉管磨机的一仓进行细粉磨。使两者物料的易磨性比较接近，需要的研磨时间基本相同。为第二仓的超细粉磨奠定基础。

　　3、第三个给料点：将混合材种类中的象粉煤灰、石膏粉、矿渣超细粉、及粗粉磨机除尘器收下的细粉，由于不能完全达到水泥成品的细度，将其进入双位进料微粉磨机的二仓继续研磨，达到与一仓粉磨后的物料易磨性和需要的研磨时间基本相同。方便了二三仓研磨体级配，粉磨效率提高，同时也起到混合、搅拌均匀之目的。

　　4、循环粉磨原理：作为预粉磨设备的《循环粉磨粗粉磨机》和二段《微粉磨机》二台磨机都能够将粗粉返回到磨前进行循环粉磨，不需要增加外部设备和动力。起到了选粉机的作用，即减少了物料过粉磨现象又使出磨水泥的大小粒径差明显缩小。台时产量大幅度提高，电耗下降。[Page]

　　多点取料技术特征：

　　1、前仓粉磨后的成品物料被及时的提取出来；

　　2、避免了合格品物料在下一个仓影响粗颗粒物料的粉磨；

　　3、解决了管磨机产生的物料过粉磨现象，物料经过每一个仓的粉磨后所产生的成品物料在进入到下一个仓之前会被及时取出；

　　4、实现对粉磨物料时间的缩短、台时产量的提高、台时产量粉磨电耗的降低，实现粉磨工艺和装备的技术进步；

　　多点给料，循环粉磨工艺的几项优点：

　　（1）节省投资。既可以采取一条生产作业线系统，具有工艺简单，设备台数少，操作人员少的优点。 可以采取二条生产线并联作业的生产系统，其优点是32.5级和42.5级两标号水泥可以同时生产，一种标号水泥用量大时可以两条线同时生产。

　　（2）电机配套功率小。如年产100万吨水泥粉磨工艺；由于预粉磨系统采用了循环粗粉磨机，配套电机功率减掉了800KW，那么在工厂配电计 划上5000KW左右就能满足要求。在水泥产品的吨电耗上可由35度降至26-30度电左右。每吨水泥可节省5-10度电，全年可节省电费400余万元。

　　（3）台时产量高。如年产100万吨水泥粉磨工艺。一段预粉磨设备采用循环粉磨粗粉磨机，磨机的物料在仓内进行循环粉磨之后，具有磨前破碎机和普通管磨机的一仓、二仓的三项破碎兼粉磨作用。主体磨机采用节能型双位进料技术又具有减少物料过粉磨现象。使产品合格率提高很多。系统配套电机功率与台时产量相比提高了25%左右。

　　（4）水泥熟料用量少，可以降低水泥生产成本。由于采用了多点给料，循环粉磨的生产工艺和设备，水泥产品细度的合格率大幅度提高，因此水泥强度也有所提高。在同等水泥强度的标准下，水泥熟料的掺加量可以减少，混合材掺加量可以增加，生产成本可以减少，利润率也有所提高。

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　　通过对不同硬度、不同粒度的物料在粉磨时采取了多点的给料方式进入磨机进行粉磨之后，使难磨的物料磨的时间长，容易磨细的物料在磨机里粉磨的时间短，使其达到各种物料经过粉磨之后达到粒径比较接近，水泥成品粒径分布更加合理、水泥成品中30um-800um的颗粒中水泥熟料的含量明显减少，5um-20um的颗粒中水泥熟料的含量明显增多。水泥强度增高，熟料掺加量减少5%-10%以上。克服了现有粉磨生产工艺存在的多种物料一同直接进入磨机前仓共同粉磨时出现的过粉磨现象。取代选粉机的圈流粉磨工艺，减少循环负荷所用电耗，克服了采用辊压机工艺投资昂贵的缺点。工艺布置简单，土建施工费用低。因此说是一种理想的粉磨工艺。

　　二、新型预粉磨设备循环粉磨粗粉磨机

　　1、配置了循环粉磨的技术原理，物料从筒体前端进行粉磨后在磨机磨尾排料前，采取了对物料进行筛选的方法，筛下小颗粒物料则通过磨尾出料装置排出磨外。筛上大颗粒物料通过筒体圆周上的排料装置排出，进入到安装在筒体外部上的循环回料管道，随着筒体的转动被送回前端回料装置进入到磨前进行再粉磨，直到物料的粒度小于筛孔的孔径才后排出。

　　2、主轴承采用滚动轴承，可节电10%以上，节省润滑油80%，提高研磨体装载量15-20%，提高磨机工作转速10%左右，达到最佳运转效率。

　　3、大幅度提高磨机的台时产量。使开流水泥磨机产量至少高出30-40% 。

　　从粒度分布情况来看，基本达到了普通管磨机的第二仓尾部的粉磨细度。就是说循环粗粉磨机的一个仓的作用，起到了磨前破碎机和管磨机的一仓及二仓的三种作用，粉磨效率高。

　　4、筒体衬板采用双U型衬板，此衬板提升能力大，球与衬板是面接触，因而破碎效率高，消除了阶梯衬板等（球与衬板是点接触）有研磨死角的弊端，循环粗粉磨机预粉磨工艺流程是比较合理、比较经济。

　　5、还具有象球磨机一样操作简单、维修量少、运转率高的特点。

　　从上述节省投资等多方面优点中可以看出，其效率已达到或超过了采用辊压机做预粉磨设备的工艺。老式球磨机、短粗磨、球破机以及各种破碎机与现代XLCM循环粉磨节能粗粉磨机已不能相提并论。

　　三、双位进料、双位取料、循环粉磨微粉管磨机

　　目前，市场上使用的老式管磨机、球磨机，原设计的技术参数只适应粉磨物料成品细度在80微米左右，我们称它为细粉磨设备。其缺点是不同粒度的物料都从磨前一个进料口进入到磨内，粉磨后的物料粗细不均，

　　现行设计的物料粉磨工艺设备其粉磨后物料成品细度要求在40微米左右。老式管磨机已经不能满足现行要求。

　　LMGU双位进料、双位排料、循环粉磨微粉管磨机

　　1、将易磨性较差、粒度大的物料单独进入到前仓，由于磨机自身特殊粉磨特性，筛上大颗粒物料通过筒体圆周上的排料装置排出，进入到安装在筒体外部上的循环回料管道，随着筒体的转动被送回前端回料装置进入到磨前进行再粉磨，直到物料的粒度小于筛孔的孔径才后排出，为下一仓的细磨奠定了良好的基础。

　　2、易磨性较好的混合材料和上一仓的粉状物料进入二仓或中间仓进行细磨，克服了现粉磨生产工艺存在的多种物料一同直接进入磨机前仓共同粉磨出现的多种缺点。

　　LMGU双位进料、双位排料、循环粉磨微粉管磨机

　　1、前仓粉磨后的成品物料被及时的提取出来。

　　2、避免了合格品物料在下一个仓影响粗颗粒物料的粉磨。

　　3、解决了管磨机产生的物料过粉磨现象，物料经过每一个仓的粉磨后所产生的成品物料在进入到下一个仓之前会被及时取出。

　　4、取代和解决了闭路磨机需加分级设备带来的投资大、管理困难、配电功率大等诸多问题。

　　5、解决了老工艺设计中存在的开路磨机虽然产品比表面积高，但是细度合格率低，为了减少筛余提高细度合格率只能降低台时产量的缺陷，台时产量比原工艺提高25％左右。

　　6、因为比表面积增大筛余合格率提高，在同等水泥强度等级标准下，水泥熟料的掺量可以减少，混合材掺加量可以增加，使水泥的生产成本降低利润率也会有所提高。

　　7、磨机采用滚动轴承后节电10％以上，还会克服老式滑动轴承（乌金瓦）磨机、缺油、断水、瓦升温等停产的事故发生，减少了设备维修量，大大提高了设备运转率。

　　8、对于设备场地狭小、资金较少的水泥企业，磨机前可不配置熟料破碎机，微粉磨机的一仓已具备了破碎兼粉磨一次完成的功能。

　　9、该技术还可应用在现有使用的老式磨机的技术改造上，同样达到良好效果。[Page]

　　老式水泥圈流原料磨机的缺点

　　1、由于选粉机的250%的回粉，使磨机一仓的物料负荷达到350，降低了一仓对大颗粒的破碎能力。

　　2、由于物料循环负荷量大，物料颗粒大，磨内的研磨体平均直径较大，研磨体的个数变少，粉磨效率下降。

　　3、循环负荷过大，选粉机的型号和电耗、设备磨损都相应加大。

　　风扫磨、中卸磨的缺点：

　　1、风扫磨由于是一个仓，研磨体的平均球径较大，粉磨效率低。

　　2、循环风机的电机功率特大，一般都相当于主机的功率，非粉磨功率消耗高。

　　3、经常出现磨机粉磨仓的物料过少，料位过低、空磨现象，粉磨效率过低。

　　双位进料循环粉磨烘干原料磨优点

　　1、在原有管磨机的一仓尾部设置物料筛分装置和在筒体外部设置粗粉回料装置。使一仓尾部未磨细的粗粉，在一仓内进行循环粉磨，直至达到粒径2㎜以下，才被送到二仓进行微细粉磨。

　　2、在原磨机一仓至二仓之间的筒体外部设置一个连续给料装置，将选粉机的回料粗粉直接进入到磨机的二仓进行粉磨，这样即不影响一仓对大颗粒物料的破碎，同时二仓对选粉机的回粉和一仓粉磨后的物料一起粉磨更加趋于合理。

　　改造后实现节电、降耗、增产的好效果。

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　　四、ＬＸ（理想）水泥粉磨新技术改造现有老式粉磨工艺及装备

　　改造现有开流水泥粉磨工艺

　　开流粉磨工艺的缺点：不同块度和硬度的水泥混合物料同时进入磨机内进行粉磨。>30um的水泥熟料含量较多，水泥产品中大颗粒物料比例较大的都是水泥熟料。水泥熟料应该磨得较细才能最大限度地发挥自身强度，开流粉磨水泥还是有一定的自身的缺陷。

　　增加一台循环粗粉磨机

　　1、第一个给料点：将易磨性较差的如熟料等单独进入到循环粗粉 磨机进行预粉磨，使熟料等较硬物料被粉磨到一定细度之后，再进下台磨机粉磨。

　　2、第二个给料点：对易磨性较好的混合材料和循环粗粉磨机出磨粉状熟料，一起进入到下一台双位进料微粉管磨机的一仓进行细粉磨。减少管磨机一仓的的物料通过量，延长物料在一仓的粉磨停留时间，提高一仓的破碎能力。

　　3、在管磨机的二仓和三仓之间将前仓粉磨后的成品物料被及时的提取出来，避免了合格品物料在下一个仓内的过粉磨。减少三仓的物料通过量，延长物料在三仓的粉磨停留时间，提高三仓的粉磨能力。

　　4、具有磨尾选粉机的分级效果，克服过粉磨现象发生。

　　5、与辊压机良联合粉磨工艺的粉磨效果相比美。

　　改造之后，水泥成品中水泥熟料的比表面积增高，最大限度地发挥水泥熟料强度，熟料用量减少，磨机台时产量增幅35%～40%。

　　改造现有圈流水泥粉磨工艺

　　老式圈流粉磨工艺，存在着一仓的大量选粉机回粉而影响大颗粒的充分破碎，循环负荷大，粉末效率低。工艺设备多，维修困难等带来的不足之处。

　　水泥成品中熟料粉的粒径较大，5um-20um细粉含量较少， 水泥强度没有尽可能地发挥出来。

　　1、在原有管磨机的一仓尾部设置物料筛分装置和在筒体外部设置粗 粉回料装置。使一仓尾部未磨细的粗粉，在一仓内进行循环粉磨，直至 达到粒径2㎜以下，才被送到二仓进行微细粉磨。

　　2、在原磨机一仓至二仓之间的筒体外部设置一个连续给料装置，将 选粉机的回料粗粉直接进入到磨机的二仓进行粉磨，这样即不影响一仓 对大颗粒物料的破碎，同时二仓对选粉机的回粉和一仓粉磨后的物料一 起粉磨更加趋于合理，改造后实现节电、降耗、增产的好效果。

　　改造现有辊压机水泥粉磨工艺

　　1、无选粉机的工艺，辊压机的细粉自管磨机的磨头开始进入，产生细粉的过粉磨，磨尾跑粗。

　　2、有选粉机的工艺，管磨机的1-3仓的循环负荷增加2.5倍。物料流速加快，粉磨效率降低。

　　3、电耗高，吨水泥电耗在35ku\h左右

　　4、圈流粉磨水泥熟料粉5um-20um的含量较少，水泥细度的比表面积在370以上时产量明显降低。不能完全发挥水泥熟料的全部强度。

　　5、设备复杂、建筑量大，投资多回报率低。维修量大，更换滚皮时费用高。[Page]

　　改造现有水泥生料水泥粉磨工艺

　　1、将辊压机除尘器收集的细粉，或选粉机的大量回粉；改为从管磨机的二仓前给入，一仓的物料通过量减少30%，一仓粗颗粒的粉磨时间延长30%，降低了细粉物料过粉磨现象，提高台时产量。

　　2、不配置选粉机的工艺，在磨机的二仓和三仓之间设置成品取料装置，经辊压机和管磨机一仓、二仓的粉磨之后，会有30%以上的水泥成品，在这里可以通过磨尾除尘器直接取走，减轻了管磨机三仓的粉磨负担30%左右，使未达到成品细度的物料能够在三仓内停留的时间延长，粉磨效率提高，起到替代选粉机的作用。

　　对于配置选粉机的工艺，采取将选粉机的回粉直接进入磨机的二仓进行粉磨，减轻磨机一仓的粉磨负担，延长一仓物料的粉磨时间，会减少选粉机的循环负荷和管磨机二仓、三仓的循环负荷，提高粉磨能力，达到增产、降耗的良好目的。

　　微粉磨机采用双“U”型衬板技术原理

　　磨机回转筒体内表面安装一层筒体衬板。其衬板结构形状是在筒体圆周方向有间隔不断的U型槽；在筒体轴线方向也有间隔不断的“U”型槽。 主要作用有三点：

　　1、筒体衬板上圆周方向的“U”型槽可起到将研磨介质随筒体的转动带到一定高度再自由落下，这样可以增加研磨介质的提升高度，加强了研磨介质和衬板之间、研磨介质和研磨介质之间对物料的破碎研磨能力 。

　　2、筒体衬板的轴向“U”型槽和圆周方向的“U”型槽都起到了增加筒体衬板内表面积的作用，由于筒体衬板内表面积的增加，相应的起到了筒体衬板与研磨介质之间的接触点。

　　3、筒体衬板的“U”型槽与钢球的外表面呈圆弧过渡接触，接触点面有积所增加。

　　采用“U”型衬板结构之后，磨内研磨介质的直径及单体质量可以大幅度缩小，在研磨体装载总重量不变的前提下，单个质量的缩小就意味着个数的增多，个数的增多就达到冲击和研磨次数的增多，达到了研磨效率的大幅度提高。

　　磨机主轴承采用滚动轴承技术LMGU磨机滚动轴承建材行业标准

　　辽宁北票市理想机械工程有限公司理想粉磨技术研究所、经过近十年的研究、试验和多年的用户使用，将大直径磨机采用滚动轴承。最初第一阶段使用的滚动轴承是短圆柱滚动轴承，采用这种轴 承需要继续使用下球面座解决调心问题，这样制造和加工都比较麻烦。在第二阶段的设计时采用了短圆柱轴承外套圈为球面体形状， 虽然减去了下部球面座，但是仍然是滑动形势的调心，调心阻力偏大，不够理想。进入第三个阶段是采用双列调心滚动轴承，这种轴承调心功能 好、阻力小，但也存在着一定的缺点。由于轴承的规格大、轮幅宽，润 滑比较困难，定期检修清洗轴承不方便，轴承组件有一件损坏就需要换整套轴承。

　　为了解决上述三种轴承存在的诸多缺点，使其达到造价低又非常实用之目的，一种LMGU下半环外套圈双列调心滚动轴承诞生了，主要有如下特点：

　　1、将轴承的外套圈制成下半环结构形状，球磨机在运行时，主轴承受的力是向下的，也有较小的轴向和侧向力，没有向上的力。达到滚动轴承较小的耗材，也简化了加工工艺和缩短了生产周期，使整个轴承体的造价降低。

　　2、球磨机滚动轴承外形尺寸随磨机规格的大小、动负荷的轻重而确定，更适合球磨机的使用要求。

　　3、实现良好润滑，延长轴承使用寿命。采用新研制的LMGU滚动轴承之后，滚动体的上半圈外露，能够使润滑油直接与滚动体接触，即可形成良好润滑，

　　4、年末检修、清洗轴承时非常方便。因为轴承的滚动体和保持架上半圈全部外露，废油和杂物都清洗掉。而国标轴承整体的外套圈移动量小，滚动体和保持架不能全部外露，因此不可能将全部的废油和杂物清洗干净，会影响今后作用。

　　5、LMGU滚动轴承由内圈、外圈、保持架和滚动体四大部件组成，可以随时更换每个部件，消除了采用老式轴承每坏一个部件，就要更换整套轴承的缺点。

　　6、为了使这种轴承向系列化、标准化方向发展，该公司承担了中华人民共和国建材行业标准《水泥工业用轴瓦（轴承）》标准的起草工作，通过了行业内专家的审议，经中华人民共和国国家发展和改革委员会批准于2006年12月1日开始颁布实施。

　　7、降低工作电流：选择合理的滚动轴承应用在磨机上，在转动时产生的摩擦系数只为0.0025，低于滑动轴承近16倍，磨机转动时滚动轴承消耗的电机功率只占配套电机功率的0.5-1%，这样就会降低正常工作电耗，实现节省电费支出。

　　8、降低起动电流：主轴承改用滚动轴承之后，可以减小配套电机功率或增加磨机研磨体装入量，提高了电机效率，减小了无用功，又可提高台时产量。

　　9、减小润滑油消耗：因此稀油的消耗和浪费现象特别严重。改用滚动轴承之后，因为转数低，承载能力大，不产生摩擦热源，这样就可以去掉稀油润滑站，节省油耗90%。

　　10、减小维修量，提高运转率：采用滚动轴承之后只要及时加注少量的干油，就能正常运转，不需要专门看护磨机。且滚动轴承的实际使用年限在8-12年，用户可放心使用，这会减小部分维修量和停机现象，提高了设备运转率。

　　11、节约冷却水，改善环境卫生：没有油渍污染现象发生，改善了环境卫生。[Page]

　　改造现有滑动轴承磨机

　　当年投资，当年见效。原磨机的中心高度不变，磨机原基础高度不变，安装尺寸不变。利用原磨机的中空轴再加工或不加工配用精密调整套后装配滚动轴承和所配套的轴承盒。现场安装3—4天即可交付使用，降低起动电流：降低工作电流：减小润滑油消耗：减小维修量，提高运转率：节约冷却水，改善环境卫生：由于使用功率的降低实现增加磨机研磨体装入量，提高了电机效率，减小了无用功，又可提高台时产量。改造之后同样达到上述的各种技术指标。

　　方法一：原磨机中空轴不用卸，只是把原轴承座去掉，更换成滚动轴承座既可，停产时间3-5天。

　　方法二：原磨机中空轴卸下车床加工，达到安装滚动轴承内径尺寸，利用原轴承座，采用MGUY外球面下半环双列圆柱滚动轴承。投资节省1/3 ，停产时间20天左右。

　　对即将淘汰Φ1.83m、Φ 2.2m、Φ 2.4m的短磨进行扩径改造筒体加粗，变为大直径管磨机前面的预粉磨设备—循环粗粉磨机。

　　1、 改造方法：将原磨机筒体更换为较粗直径，较短长度的筒体。采用磨内循环粉磨技术，使用户利用了再生资源，减少了设备投资，同样达到新制作的循环粉磨粗粉磨机的良好效果。

　　2、原电机、减速机、大小齿轮、进出料部、中空轴都可利用。

　　3、主轴承改造为滚动轴承，实现节能、降耗。比购买一台新磨机节省投资50%。

　　4、产量可增加35-40%以上。

　　理想粉磨研究所承担水泥粉磨工艺与装备设计

　　1、立窑水泥企业向水泥粉磨站转产工艺设计

　　2、日产1000t-5000t熟料的原料及水泥粉磨系统设计

　　3、年产30万吨-200万吨水泥粉磨系统设计

　　4、现有水泥水泥粉磨系统的技术改造项目设计

　　理想粉磨实验站为水泥企业 增产、降耗﹑增效益服务

　　实验磨机的规格有Φ2.2 m﹑Φ 2.4m﹑Φ2.6m﹑ Φ3.0m Φ3.5m，解决的问题如下；

　　目前我国尚无同等规格的实验磨，各水泥企业磨机的使用方法都是粗略经验方法，实验磨机总结出的经验数据会有实际指导意义。

　　粗粉磨﹑中粉磨实验流程。总结出磨机不同的研磨体装载量、电耗和产量的最佳比值。

　　总结出不同物料粒度、最佳的研磨体级配细粉磨实验流程。

　　经过粉磨实验总结出，达到理想的水泥的比表面积时，最佳的细粉磨仓入料粒度，最佳的研磨体平均球径。

　　选择磨机的固定转数，更换不同提升衬板再进行研磨，总结出最佳电耗、最佳提升高度和最佳细度的经验数据。

　　将粗粉磨的物料在同样研磨体装载量的前提下，在实验磨内进行三种不同转数的粉磨实验，从中得出耗电量最低和细度最佳的工作转数。

　　对不同水泥混合材进行单独粉磨实验和混合粉磨实验，总结出在同等粉磨时间下，不同水泥混合材的粒度和强度，以总结出合理的研磨体级配和最佳研磨效率。

　　通过粉磨实验找出开流水泥磨机和普通高细磨机产量略低﹑电耗略高的原因。

　　总结出即能提高台时产量又可降低吨水泥电耗磨机改造方按和磨机使用操作方法，使其达到或接近圈流磨机运行指标。

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