挤压粉磨技术在水泥厂粉磨系统技术改造中的应用(1)

1 前言
　　辊压机及挤压粉磨技术经过十余年的应用与完善已日趋完熟，不仅将其自身的高效节能的特点得以充分体现，而且随着主机可靠性的提高和工艺系统的完善，系统运转率得到大幅度提高。无论在国外还是在国内都已成为新建水泥生产线，尤其是大型水泥生产线粉磨系统的优选方案。此外由于辊压机可以和打散分级机、球磨机、选粉机等构成多种粉磨工艺流程，满足不同生产线的产量要求和产品质量要求；并且，由于辊压机系统占地面积小，布置方便，因而在水泥厂粉磨系统的技术改造中也得到广泛的应用。本文仅就我院辊压机在水泥厂粉磨系统技术改造中的应用情况作一简要的介绍。
2 挤压粉磨主要工艺流程及技术特点
2.1 系统主机性能特点
　　作为完整的挤压粉磨工艺系统的主机，包括辊压机、打散分级机/球磨和选粉机等，球磨机和选粉机是水泥厂最常用的设备，不再介绍，这里仅就辊压机和打散分级机的工艺性能特点简介如下。
2.1.1 辊压机工艺性能特点
　a。辊压机采用高压料层粉碎原理，对物料进行挤压粉碎。由于所施压力大大超过物料的强度，所以在挤压过的物料中产生大量的微粉（一般水泥粉磨在一次挤压的物料中0.08mm以下含量占20%~30%）；同时，由于存在选择性粉碎的特征，因而即使在料饼中也存在着未挤压好的颗粒。
　b。由于辊压机磨辊两端面存在边缘效应，因而约有10%~20%未经充分挤压压的物料混于出料中。
　c。 鉴于上述原因，就造成了挤压后的物料不仅颗粒分布很宽，而且易磨性差异很大（见表1）。
　表1 某立窑厂HFC800/200辊压机一次挤压水泥的颗粒分布
粒度(mm)/百分比(%)：
(＞15 /0)(15.0~10.0/2.1)(10.0~5.0/9.3)(5.0~3.0/15.1)(3.0~0.8/17.2)(0.8~0.2/12.4)(0.2~0.08/11.2)(＜0.08/32.7)

2.1.2 打散分级机工艺性能特点
　a。 打散分级机是为解决辊压机存在的上述问题而开发的，它将辊压机挤压后的物料打后分选出细粉（0.5~2.5mm），送入后序的粉磨系统，而粗颗粒则返回辊压机重新挤压。
　b。 由于打散分级机可以通过变频调速调整入球磨机物料的粒径，因而可以合理分配辊压机和球磨机的负何，使整个粉磨系统处于最佳的运行状态。
2.2 挤压粉磨主要工艺流程
　　挤压粉磨工艺主要有：预粉磨工艺、混合粉磨工艺、半终粉磨工艺、联合粉磨工艺及终粉磨工艺。在水泥厂粉磨系统技术改造中，通常采用预粉磨、半终粉磨和联合粉磨工艺，因此，仅就这三种工艺的特点介绍如下：
2.2.1 挤压预粉磨工艺
　　预粉磨工艺是将入球磨机的物料由辊压机挤压预处理，而后送入球磨机粉磨产品（见图1）。由于辊压机存在上述特性，送入球磨机中大于5mm的物料，随着辊压机进料装置的磨损而增加，造成粉磨系统产量降低。此外，为了破碎这些少量的5mm以上大颗粒，而不得不使用大规格的研磨体，造成球磨机研磨能力的下降，粉磨系统工艺参数不尽合理，造成技术经济指标不高。
2.2.2 挤压职合粉磨工艺
　　挤压联合粉磨工艺是将挤压后的物料（包括料饼和边部漏料），先经打散分级机打散分选，小于一定粒径的半成品（0.5~3.0mm）送入原有的球磨机粉磨至成品，分选出的粗颗粒返回转辊压机再次挤压（图2所示）。原有的球磨可以是开路，也可以是闭路。通过打散分级机调整入球磨的物料粒径，分配辊压机和球磨机系统的负荷，使系统工艺参数得到优化，辊压机磨辊边缘效应所产生的大颗粒物料通过打散分级机返回辊压机重新挤压，基本消除了辊压机的运行状态对后续球磨机系统的影响，同时由于入磨物料的最大粒径得到有效的控制，球磨机一仓球径大幅度下降，研磨能力得到加强，同时，球径的降低使球磨机的故障率得到有效控制。但是，由于打散分级机的成品中含有40~50%小于0.08mm的细粉，这些细粉直接送入球磨机，其产品必然是微粉含量高，颗粒分布宽。因而后续球磨机系统必须根据产品需要作优化调整。
2.2.3 挤压半终粉磨工艺
　　挤压半终粉磨工艺是将打散分级机的半成品与后续球磨机的出磨物料一同送入选粉机分选（见图3），也就是说一部分产品未经过球磨机而直接由辊压机和选粉机直接产生。这种粉磨系统的特点是产品的颗粒分布窄，均匀性系数高。由于这种工艺流程选粉机的入料与一般闭路磨系统的有较大差别，因而，选粉机的选型就显得尤为重要。与挤压联合粉磨工艺相同，由于粉磨机研磨体的最大粒径和平均粒径的大幅度降低，球磨机系统的运转率得到较大的提高。

3。 生料粉磨系统改造中挤压粉磨技术的应用
3.1 生料粉磨系统改造的主要特点
　　生料粉磨系统改造的目的一般是为了满足窑系统产量提高的要求，另外，兼顾节能、降耗及环保、收尘要求。生料粉磨通常以0.08mm和0.2mm方孔筛的筛余来控制，并且，以控制0.2mm筛余小于1.0~1.5%时，0.88mm筛余可以放宽至10~16%。而成品中不需要有一定的颗粒组成和大量的微细粉。所以，生料粉磨系统的改造必须围绕着如何提高以0.08mm和0.2mm为切割粒径的粉磨效率。
3.2 挤压粉磨工艺选择
　　根据生料粉磨系统技术改造的特点，在选用辊压机以增强系统粉磨能力的同时，必须着重考虑系统的选粉能力，以解决系统在0.08mm，尤其是0.2mm的分级效率，减少过粉磨，最大幅度地提高系统产量。
　　由于经辊压机挤压过的物料含有大量的细粉（0.08mm以下的细粉为30%左右），这些细粉在进球磨机之前就先被分选出来，必然会提高粉磨效率，因而，可以大幅度提高系统产量。所以对于生料粉磨最佳的改造方案应该是挤压半终粉磨系统，并且应该使用第三代高效选粉机，联合粉磨系统次之，预粉磨系统效率较低。
　　采用挤压半终粉磨工艺，使一部分成品由辊压机和选粉机直接产生并分选出来，减注了球磨机的通过量对整个粉磨系统的限制，所以就我们现在所掌握的技术，可以使原有的球磨机系统粉磨能力提高100~150%；而联合粉磨工艺则受到球磨机的限制，产量提高约80%；预粉磨工艺则由系统工艺系统参数得不到优化只能提高30~40%。