HRM型立磨在水泥行业的应用

一、 概述  
　　HRM型立式磨是合肥水泥研究设计院在广泛吸收国外先进技术，总结国内外立式磨应用经验的基础上研布出的一种高效节能烘干兼粉磨设备。它既有莱歇磨可翻辊检修的优点，又具有MPS磨辊套可翻面使用、寿命长的特点。集细碎、烘干、粉磨、选粉、输送为一体，具有粉磨效率高、电耗低、烘干能力大、产品细度易于调节、工艺流程简单、占地面积小、噪音低、无粉尘污染、磨耗低、检修方便、运行可靠等优点。  
　　HRM型立式磨项目在1994年获国家级新产品称号，同年该项目被列为国家级火炬计划项目，1996年荣获全国建材行业部级科技进步二等奖。1990年以来，该设备在水泥行业得到大量推广，已有200多台套设备投入运行，在煤粉制备、矿渣粉磨、石膏粉磨煅烧及粉磨非金属矿等项目上也迅速得到了推广应用，同时该设备在水泥熟料、矿渣的预粉磨方面，也有着良好的发展前景。  
　　目前合肥水泥研究设计院已开发出十种规格三十多个型号HRM型立式磨，HRM生料属系列可满足300t/d~2500t/d熟料生产线生料制备要求，HRM煤磨可满足300t/d~5000t/d熟料生产线煤粉制备要求。产品已遍及四川、广东、江苏、安徽、吉林、山东、河南、河北、浙江、湖北、福建、湖南、内蒙、江西、辽宁、黑龙江、广西、甘肃、宁夏、重庆等二十多个省、市、自治区，并出口印尼及巴基斯坦。与日产1000吨水泥熟料生产线配套的HRM2200大型原料立式磨已在四川省峨眉山市佛光水泥厂、贵州顶效水泥厂、湖南益阳水泥厂、贵州遵义水泥厂、四川大竹水泥厂、四川峨眉山市水泥厂、湖南印山水泥厂、宁夏宏威水泥厂成功运行，在四川天泉水泥厂1000t/d~1200t/d等生产线上也选用了HRM2200A生产立式磨制备生料。2002年浙江虎山集团（原江山水泥厂）与合肥水泥研究设计院签定了日产2500吨水泥熟料生产线，HRM3400原料立式及HRM1700M立式煤磨供货合同，预计将在2003年投入运行。大型HRM立式磨及其工艺系统的开发成功，将为我国水泥工业“上大改小”的新政策作出重大贡献。  
二、HRM型立式磨工作原理  
　　1. 主要结构及用途  
图（2—1）是HRM型立式磨主要结构示意图。它由分离器、磨辊、磨盘、加压装置、立式减速机、电动机、壳体等部分组成。（图2—1）   
1.动态分离器（带可调整旋转叶片） 2.上壳体 3.下壳体 4.立式减速机 5.机架　6.磨辊（总成，磨辊辊套为轮胎形，材料为高铬铸铁，可翻面使用，延长使用寿命） 7.磨盘（总成，上有耐磨衬板，材料为高铬铸铁） 8.液压系统（包括液压站，工作油缸，检修油缸）9.限位装置（可防止磨辊、磨盘直接接触）分离器是保证产品细度的重要部件，它由可调速的传动装置、转子、壳体、出风口等组成，与选粉机的工作原理类似。磨盘固定在立式减速机的出轴上，磨盘上有环形槽，即为粉磨物料的碾压槽。磨盘由盘座、衬板、挡料环等组成。加压装置是提供碾磨压力的重要部分，它由高压油站、液压缸、拉杆、蓄能器等组成，能向磨辊施加足够的压力使物料粉碎。立式减速机既要起到减速和传递功率、带动磨盘转动的作用，又要承受磨盘的重量以及研磨压力。  
　　2. 工作原理  
　　电动机通过立式减速机带动磨盘转动，湿物料从进料口落在磨盘中央，同时热风从进风口进入磨内，在离心力的作用下，物料向磨盘边缘移动，经过磨盘上的环形槽时受到磨辊的碾压而粉碎，粉碎后的物料在磨盘边缘被风环处高速气流带起，在上风环的导向作用下，较大大颗粒直接落到磨盘上重新粉磨，气流中的物料经过分离器时，在旋转转子的作用下，粗粉落到磨盘重新粉磨，合格细粉随气流一起出磨，在收尘装置中收集，即为产品。含有水分的物料在悬浮状态下与热气体充分接触，瞬间被烘干，达到所要求的产品水分。  
三、HRM型立式磨与球磨机的主要区别  
　　1. 粉磨效率高  
　　　立式磨采用料层粉磨原理粉磨物料，能耗低，粉磨系统的电耗比球磨机低20~30%，而且随原料水分的增加，节电效果更加显著。  
　　2. 烘干能力大  
　　　立式磨采用热风输送物料，在粉磨水分较大的物料时可控制进风温度，使产品达到要求的最终水分。在立式磨内可烘干入磨水分高达15%的物料。  
　　3. 产品的化学成分稳定、颗粒级配均齐，有利于煅烧。物料在立式磨内停留的时间仅2~3分钟，而在球磨机内则要15~20分钟。所以立式磨产品化学成分及细度可以很快测定、校正。  
　　4. 工艺流程简单、占地面积及占用空间小。立式磨本身带有选粉机，不需要另加选粉机和提升设备，出磨含尘气体可直接由高浓度袋收尘器或电收尘器收集、故工艺简单，布局紧凑，可露天布置。建筑面积约为球磨系统的70%，建筑空间约为球磨系统的50~60%。  
　　5. 噪音低、扬尘少、操作环境清洁。立式磨在工作中磨辊和磨盘不直接接触，没有球磨机中钢球互相碰撞、钢球撞击衬板的金属撞击声，因此噪音小，比球磨机低20~25分贝。另外，立式磨采用全密封系统，系统在负压下操作，无扬尘，环境清洁。  
　　6. 研磨体磨损小，利用率高。由于立式磨运行中没有金属之间的直接接触，故其研磨体磨损小，单位产品磨耗一般为5~10克/吨。  
四、HRM型立式磨在粉磨系统中的运用  
　　1. HRM型立式磨在原料粉磨系统中的运用主要有以下两种形式，详见图4—1至图4—2。（图4—1）  
1. 电子皮带称 2.胶带输送机 3.电磁除铁器 4.回转锁风喂料机 5.立式磨 6.外循环提升机 7.气箱脉冲收尘器 8.风机风门 9.主风机 10.循环风阀 11.热风阀 12.冷风阀  

（图4—1）所示的工艺流程为“一级收尘系统”。具有工艺流程简单，系统操作方便，工艺布置灵活，系统主风机叶轮无磨损等优点。但需要配置高浓度收尘器，相对投资较大。主要用于老厂改造或立窑水泥的生料制备。  （图4—2）  
　　1. 电子皮带称 2.胶带输送机 3.电磁除铁器 4.回转锁风喂料机 5.立式磨 6.外循环提升机 7.旋风收尘器 8.主风机 9.窑尾收尘器 10.排风机 11.旁路风阀门 12.热风阀门 13.冷风阀门 （图4—2）所示的工艺流程为“二级收尘系统”是新型干法生产线生料制备系统最常用的工艺流程。其重大的特点是第二级收尘可与窑尾收尘器共用，充分利用窑尾废气烘干热源，而且工艺布置紧凑，节省投资，节省能耗。但系统操作相对复杂一些，系统主风机叶轮有磨损，约2~3年寿命。  
　　以上两种形式的工艺流程都没有“外循环系统”。‘外循环系统’可减少系统风量，降低风机电耗，减少来料波动对系统的影响。因系统风量减少，有利于产品的细度控制，还可降低 分离器转速，减少叶片磨损。  
　　2. HRM立式煤磨煤粉制备系统  
　　随着防爆型高浓度气箱脉冲收尘器的推广应用，使立式磨煤粉制备系统双风扫球磨机系统简单了很多（详见图4—3），还有粗粉分离器及回粉绞刀等设备。系统电耗降低约40~50%，而且烘干能力更大（可烘干15%以上的原煤水分），煤粉细度更容易保证。特别是立式磨具有对物料有‘选择性’的特点，在操作时，通过调整操作参数，可将原煤中大部分较硬的煤矸石排出机外，一方面相对提高了煤粉的热值，另一方面改善了原煤的易磨性，可提高磨机产量，延长研磨体寿命。由此可见，采用立式磨制备煤粉，大大提高了煤粉制备的技术经济指标，改善了作业环境。目前已有30多台HRM型立式煤磨在水泥行业及冶金行业投入运行，取得了良好的经济和社会效益。  
（图4—3）  
　　五、方案比较  
　　企业在进行新建、扩建或技术改造时，采用何种技术方案，主要是考虑经济效益及社会效益。如投资大小、贷款偿还期长短、运行成本及维护费用、环境保护、操作工人定员、运行安全及检修维护方便等因素。下面以年产1000t/d熟料生产线生料制备系统及煤粉制备系统为例（见表5—1、表5—2），对比使用立式磨和球磨机两种方案的有关指标。  
　　表5—1是1000t/d熟料生产线生料制备系统四种方案的比较。由表中可看出，使用中心传动的中卸烘干磨粉磨系统比使用立式磨粉磨系统多投资近50%，而各项技术经济指标却低于立式磨粉磨系统。特别是单位产品电耗，立式磨粉磨系统要比中心传动的中卸烘干磨粉磨系统低20%。由此可见，立式磨粉磨系统无论是技术指标还是经济指标，都远远低于球磨机粉磨系统。  
煤粉制备系统方案对比详见表5—2。从表中可看出，虽然立式磨机价格要高于球磨机，但立式磨系统约只有球磨机系统的50%，在其他技术指标方面，也同样是立式磨系统要先进的多。  
　　目前，越来越多的新型干法水泥生产线已采用立式磨粉磨生料和煤粉，它已成为取代传统球磨机的首选设备。