提高磨机产质量的技术途径

　　1、问题的提出

　　我公司原有两条10万t机立窑水泥生产线，主要设备有两台带Φ3.5m离心式选粉机的Φ2.2m×6.5m闭路生料磨，两台Φ2.8m×10m机立窑和两台Φ2.2m×7m开路水泥磨。

　　1992年根据水泥市场情况，公司决定进行年产30万t水泥的扩建改造。当时设计了两个改造方案:一是增加一条年产10万t的水泥生产线，预算总投资为2500万元，由于场地的限制，难度较大;二是在原有基础上，只扩建一台Φ2.8m×10m机立窑，而生料磨和水泥磨则充分利用原有厂房设备，进行挖潜改造，完善配套，形成了两台生料磨、三台机立窑和两台水泥磨的“二三二”工艺布局，预算投资约1500万元，与前一方案相比，可节省投资1000余万元。通过反复论证，认为后一方案投资省，建设周期短，切实可行。 

　　计算表明，增加一台Φ2.8m×10m的机立窑后，两台生料磨和水泥磨的台时产量必须达到25t/h和17.5t/h以上，方能与窑的生产能力平衡。

　　2、提高磨机产质量的措施 

　　2.1  缩小入磨物料粒度

　　我公司原石灰石破碎工序采用一台2PF—1010双转子反击式破碎机一段破碎，由于石灰石硅含量高达7%左右，硬度高以及进厂石灰石粒度大，对设备的过载冲击造成了频繁损坏和板锤、边护板的严重磨损、出机物料中漏网块也较多较大，因而严重影响了磨机的产量。为了使破碎系统趋于合理，我们进行了如下的改造:

　　(1)采用二级破碎。在2PF—1010反击式破碎机前增设一台PE600×900颚式破碎机。二级破碎机进料粒度由300～500mm减小至50～100mm，大大减少了设备的损坏及磨损，同时也提高了破碎机的产量。

　　(2)第二级闭路破碎。为了杜绝石灰石漏网块，在反击式破碎机后面增设了一台自制的Φ2m×2.5m筛孔为20mm的回转筛，从而使入磨石灰石平均粒径由14.2mm降为6.29mm，见表1。  

表1  破碎系统改造前后入磨物料粒度对比 

　　(3)熟料的破碎。考虑立窑卸出的熟料温度较高、硬度大等因素，我们采用了PEX150×750破碎机，使入磨熟料粒度保持在25mm以下，从而为水泥磨机的稳产高产打下了有力的基础。 

　　2.2  选粉机的改造 

　　2.2.1  选粉机的选型改造 

　　原与Φ2.2m×6.5m生料磨配套的Φ3.5m离心式选粉机的生产能力和选粉效率，均不能满足大幅度提高磨机台时产量的要求，因此我们根据有关资料，对当时国内应用的四种选粉机经过对比，在生料磨和水泥磨上，都选用了选粉效率较高的Φ2m高效旋风式选粉机，作为磨机改造的配套选粉设备。实践证明，循环负荷率在100%～130%时，选粉效率达到70%～75%，收到了很好的生产效果。

　　2.2.2  选粉机的改进

　　为适应频繁变换水泥品种对水泥细度变化的要求，我们在选粉机上设计安装了调速式电机，并将仪表安装在微机配料控制室，这样操作工人根据产品细度要求，灵活地调节选粉机的转速，从而提高产品产质量。生产情况表明:控制的生料和水泥细度在目标值±0.5%的情况下，细度合格率都达到98%以上。

　　2.3  确定磨机合理的工艺参数

　　2.3.1  适当增加研磨体装载量

　　在生料磨改造过程中，拆除了原生料磨的烘干仓，并将280kW电机更换为380kW，同时增设了电容就地补偿。通过试验，将研磨体装载量从24t增加至34t，电机运行电流为额定电流的83%。Φ2.2m×7m的水泥磨在增加电容就地补偿的前提下，研磨体装载量从33t增加到36t，电机运行电流为额定电流的85%。通过以上改造，两年多来，既保证了设备的正常运行，也为大幅度提高磨机的台时产量奠定了基础。 

　　2.3.2  优化磨机配球

　　根据入磨物料粒度与球径的关系和实践经验，先初步定出磨机的配球方案，再通过台时产量、细度合格率、选粉效率、循环负荷率和筛余曲线等进行综合测试评价与试验调整，最终确定了合适的配球方案。生料磨改造前后配球方案见表2，生料磨筛余曲线见图1。 

图1  生料磨筛余曲线  

表2  生料磨改造前、后配球方案 

注:生料磨一仓改造前长度为2m，改造后为2.5m;二仓改造前为3.25m，改造后为3.75m。

表3  水泥磨改造前、后配球方案  

注:水泥磨一仓改造前长度为2.5m，改造后为2.75m;二仓改造前为4.25m，改造后为4m。Φ2.2m×7m水泥磨通过优化配球(方法同于生料磨)也收到良好的效果。水泥磨改造前后配球方案见表3，水泥磨筛余曲线见图2。 

图2  水泥磨筛余曲线 

　　2.3.3  保持良好的磨内通风

　　我公司Φ2.2m×6.5m生料磨改造前是按原磨机台时产量16t/h设计磨机通风量的，使用4—72№.6C风机，转速为1800r/min，风机配用11kW电机，工作电流仅为11A，负载率仅达50%，磨机改造后，台时产量从19t/h提高到21t/h时，磨尾排风管道出现严重降尘现象，每班次降尘多达800～1000kg。我们通过对设备的系统检查分析认为，由于增加了研磨体装载量，同时磨内阻力也有所增加，风速变慢，致使气体中的部分粉尘产生重力降落。为此，我们决定采用不改变设备原状，只换风机皮带轮的办法，将风机转速从1800r/min调到2000r/min，风管降尘量有所减少，但没有彻底解决。又将风机转速从2000r/min提高到2200r/min(该风机允许转速2240r/min)，风管降尘问题得到彻底解决。经测试电机电流从11A提高到17A，风机排风量也从原来的5600m3增加至7070m3，磨内风速从0.48m/s增加到0.65m/s，风机电机负载率也从50%增加至77%。两年多来生产运行情况良好，仅此改造，可提高磨机台时产量1.3t/h左右。与此同时，在水泥磨上也做了相应的改造，磨内风速从0.42m/s提高到0.58m/s，对水泥磨的高产也起到了重要作用。

　　2.3.4  定期补加研磨体和清仓重配工作

　　在正常生产中，为了保持磨机良好的粉磨效果，我们根据磨机的阶段产量和不同材质研磨体消耗，结合磨机小时耗电变化，来计算研磨体补加数量，一般半月补加一次球段，一季度进行一次磨机清仓重配工作。在补加前，对磨机的出磨物料、回粉、成品的细度做一次系统筛析，检验粉磨状况，然后，决定其补加的规格及数量，以便使磨机始终处于良好的粉磨状态，保持磨机的稳产高产，生料磨、水泥磨的台时产量统计见表4和表5。 

表4   生料磨改造前后台时产量对比(t/h)  

注:1.磨机更换电机是在1993年8月完成的。2.破碎系统改造、高效旋风式选粉机改造是1994年12月下旬至1995年1月上旬完成的。 

表5  水泥磨改造前后台时产量统计(t/h)  

注:磨机、选粉机改造是在1993年8月结束的，9月进行工艺参数的试验。 

　　3、磨机改造后的技术经济效果

　　本次磨机提高产质量改造，是边生产边扩建同时进行的，从1993年1月起，至1995年1月结束，又经11个月的生产检验，历时三年的时间。1995年在电力紧张、停电压负荷较多的情况下，当年完成水泥产量25.1万t。Φ2.2m×6.5m生料磨台时产量达到25.8t/h(0.08mm筛筛余8%～9%)，Φ2.2m×7m水泥磨台时产量达到18.4t/h(0.08mm筛筛余4%～5%，水泥品种主要是425R普通水泥和425号火山灰水泥)。

　　由于生料磨、水泥磨台时产量的大幅度提高，吨生料耗电从22kWh降至18.9kWh，年节电106万kWh;吨水泥粉磨耗电由34kWh降至28kWh，年可节电150.6万kWh，以上两项年综合节电256.6万kWh，使公司的吨水泥生产综合耗电降到75.6kWh，比改造前降低10.2kWh，比国家定额90kWh还低14.4kWh，若按现行电价0.76计算，年可节支195.0万元。 

　　参考文献
　　1、手册编写组.立窑水泥厂工艺设计手册.北京:中国建筑工业出版社，1992
　　2、程荣达.磨机节电大有可为.新技术资料汇编(内部资料)，1990