水泥电耗可与联合粉磨系统媲美的闭路粉磨系统

  0   引 言

  众所周知,水泥粉磨站企业降低生产成本主要靠降低吨水泥电耗和吨水泥熟料掺加量两个手段，而后者往往要受到外购熟料强度的限制。试想一下，如果外购熟料强度不高,如何能降低吨水泥中熟料的掺入比例?也就是说这一点不能完全由粉磨站企业自身所能控制，前者就是自身所能控制了。因此，从这个意义上说,降低吨水泥粉磨电耗对粉磨站企业降低生产具有更重要的意义。

  笔者公司于2009年5月动工新建了一套Φ3.2m×13m闭路磨水泥粉磨站,，2009年11月26日建成投产。没有任何磨前破碎设备，到加满100%研磨体装载量时,经标定P·O42.5R出磨水泥台时产量即达到64t,外加5%左右矿渣超微粉,系统产量为67.2吨，吨水泥粉磨电耗为33.62kＷｈ。后经不断努力，出磨水泥台时不断提高：至2010年11月，P·O42.5R出磨水泥台时产量已经稳定在65-70t，远超磨机厂商承诺的台时50t和设计院承诺的45t指标。水泥综合电耗不断下降，详见表１。

  注：[１]笔者厂生产PO42.5和PSA32.5两个品种水泥。为适应客户需要，生产P.O42.5水泥时，实际按PO42.5R质量指标控制。[2].本厂80微米出磨水泥筛余，P.O42.5为不超过1.0%；PSA32.5为不超过1.8%；[3]表1的电耗水平是在尚未使用任何助磨剂的情况下取得。

  从表１可以看出，笔者厂的吨水泥电耗远低于同规格的粉磨磨机水平，基本可与辊压机带Φ3.2m×13m开路磨水泥粉磨系统相媲美。但众所周知，同为Φ3.2m×13m水泥磨，带辊压机成为联合粉磨系统和带选粉机成为闭路粉磨系统，二者的投资额及维护费用是不可同日而语的！

  现将该系统作一介绍，以供同行参考。

  1  系统情况

  1.1 工艺流程

  系统流程图见图１：

  石子库－＞石膏库―＞熟料库１－＞熟料库２-＞水泥磨（带选粉机）－＞粉煤灰库―＞

  出磨水泥－＞水泥库－＞包装出厂矿渣超微粉－＞散装出厂

  图１本厂粉磨站工艺流程图

  从图１可以看出，本系统相较于一般闭路粉磨系统的主要区别在于：出磨水泥掺加矿渣超微粉成为水泥，稍后分析其特点。

  1.2 系统配置

  磨机主机部分见表２。选粉机部分见表３。

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  2.1 关于工艺流程

  本厂在新建该粉磨站工程时，事先做了大量的调研工作，笔者全程参与了调研。经历这些调研工作中所形成的一些见解，笔者写进了《谈谈粉磨站建设的若干问题》（发表于《四川水泥》2009年第四期）。但到最终确定上什么样的工艺流程，在我公司扩建办公室内部也争论不休，焦点是如下两个问题：

  一是是否上辊压机系统。赞成者认为，该系统是先进成熟的水泥粉磨系统，代表了水泥工艺的发展方向（立磨粉磨水泥目前国产化尚没有做大大型化，进口设备过于昂贵；辊式磨虽有应用，但毕竟没有广泛使用，成熟性令人担心），具有节电和提高水泥比表面积从而提高粉磨经济效益的作用；反对者主要是对该系统维护维修复杂性担心，担心本厂工人技术跟不上，一旦出现故障处置不了，影响整个系统运行稳定性。最终经过讨论决定，放弃了辊压机系统。

  二是球磨系统是采用开路流程还是闭路流程。赞成开路流程者主要是认为该系统设备少，投资少，维护简单，出磨水泥粒径分布宽，受粉磨站欢迎，尤其是某大院竭力推销他们的开路高细磨；赞成闭路流程者主要认为，闭路流程为发达国家和国内大型水泥企业海螺集团普遍采用，代表了粉磨技术的方向。至于某大院的开流高细磨实源自丹麦的康必登磨，当了上世纪九十年代，丹麦人自己都不做了！而水泥温度低的水泥与混凝土中的减水剂相容性更好，更受粉磨站欢迎。在这点上，采用引入外部冷风的O-sepa选粉机形成闭路流程，选粉机相当于巨大的冷却器，利于降低水泥温度。如果采用开路流程，要降低水泥温度，根据广东一些企业的做法：引入水冷设备冷却出磨水泥，一吨水泥需要1.5m3的水，也增加了系统的设备。而且，同规格的闭路磨比 开路磨增产20%-30%，更有利于降低单位水泥电耗。最终经过讨论决定，选择了闭路粉磨流程。

  2.2 关于水泥生产品种

  本地水泥粉磨站普遍生产P·O42.5和P·C32.5两个品种，本厂则一直生产P·O42.5和PSA32.5水泥两个品种。而且本厂的PSA32.5水泥很受用户欢迎，如果新上的粉磨站丢了这个品种，甚为可惜。但如果继续生产PSA32.5水泥，采用原矿渣和熟料等物料混合粉磨工艺，一是不合理，矿渣活性因粉磨细度的限制得不到充分发挥，浪费资源；二是还要使用原矿渣堆场和烘干机，原烘干机因使用年代久，几近报废，新上一台又受到场地和资金限制。几经调研讨论决定，购本地矿渣超微粉企业生产的矿渣超微粉，将出磨水泥和矿渣超微粉混合，一样可以生产PSA32.5水泥，简化了原矿渣堆场及烘干系统。

  深入地讨论下去，采用出磨水泥和矿渣超微粉混合掺加工艺还具有如下优点：

  一是拓宽水泥颗粒径分布范围。相较于开路粉磨流程，闭路流程出磨水泥颗粒径分布范围确实窄，不利于颗粒实现紧密堆积以降低水泥标准稠度需水量。掺加矿渣超微粉后，水泥中小于３微米颗粒由矿渣超微粉填充，拓宽了水泥颗粒径分布范围；同时，水泥小于3微米颗粒由矿粉填充，其水化热必然低于熟料微粉的水泥，降低混凝土开裂的风险，受搅拌站欢迎。

  二是降低吨水泥综合电耗。矿渣超微粉仅输送和计量耗电，远低于水泥粉磨电耗，这成为本厂降低吨水泥综合电耗的重要技术手段。本厂目前生产P·O42.5水泥出磨水泥台时达到65-70吨，以掺矿渣超微粉6计算，每小时掺加矿微粉约4.0吨，这4.0吨矿微粉成为水泥 所耗电很少。

  三是可以在矿渣超微粉与水泥价差较大时为企业创下较大利润。本地区吨矿渣超微粉一度比吨水泥价低110元右，在符合质量控制要求的情况下，这意味着每掺加一吨矿渣超微粉，几乎可以带来尽利润100元，这个利润相当诱人！也吸引了本地一大型水泥厂前来参观学习取经。

  四是在外购熟料中含有较高的铝酸三钙时,掺加矿渣超微粉可以明显改善水泥的抗硫酸盐性能,从而赢得客户欢迎。

  2.3 关于矿渣超微粉掺量确定

  采用出磨水泥与矿渣超微粉外掺工艺，重要的是确定合适的掺加量。掺少了不能充分发挥系统优点，不经济；掺多了，对水泥的早强影响大。本厂采用安装两个自动取样器进行连续取平均样的方法，对出磨水泥和掺加了矿渣超微粉的入库水泥进行强度对比分析，得出结论：一般生产P·O42.5水泥时掺量5%~8%；生产PSA32.5水泥时掺量13%~15%。

  2.4 磨内结构的改造

  众所周知，进行磨内改造是提高水泥磨的重要途径。投入少，搞得好效果也会比较显著，这早已成为业内同行的普遍做法。但说实在的，一般人们都是在旧磨机上进行改造，对新购进的磨机进行改造似乎很少见。对尚未投入使用、尚不知道产质量效果的情况下对新磨机即进行改造很难被一般人接受，阻力较大。2009年十月份，本厂粉磨站工程安装工作进入尾声，即将装机投产时，笔者参加了《水泥》杂志两年一度的技术交流会，带着我厂磨机即将试产的有关问题，虚心请教有关设计研究院和大学的老师们，获得了许多有益的指导。回厂后，笔者将这些问题作了汇总并向领导汇报，引起了重视。最终对新磨机的原仓厂比例分配、隔仓板和出料箆板型式等都作了大幅度改造。此外，对入磨物料取样送相关研究院做了邦德功指数试验，据此进行研磨体级配方案设计。在分不同比例装球试产过程中，装到总研磨体量５０％时取样做筛析曲线，分析曲线形状，以作为下一步调整装球比例的依据，调整曲线往正常形状靠近。这一工作不能随试产结束就停止了，在正常生产时，仍需要取样做筛析曲线，以作为补充研磨体损耗规格和量的重要依据。这一点往往被忽略。

  2.5 选粉机风阀的选择

  选粉机O-sepa对其工作效果的影响较大，确定的不好，整个粉磨系统产质量都要受影响。笔者经过多次调整，对于本厂的闭路磨，一次风风门全开，二次风开度85％~90％，三次风开度40% ~50％是比较合适的，偏离这个范围，往往水泥细度跑粗，产量降低。

  2.6 关于熟料的易磨性

  粉磨站企业的水泥磨并不完全等同于带有熟料厂的水泥磨,尽管在设备上可能完全一样。后者因为熟料自产, 性能基本是固定的。而前者通常不止一个熟料供应商,比如我厂就有四个熟料商。正确认识各个不同厂家的熟料性能特点,予以合理搭配使用,往往能得到较好的产质量效果。

  我厂的四个熟料供应商R、P、L、B公司,就易磨性而言, R、P较易粉磨, L、B易磨性较差。单独使用R、P 公司熟料和单独使用L、B公司熟料粉磨P.O42.5水泥时,台时最多相差10吨。这在实际生产是无法通过调整研磨体级配方案等工艺参数去提高产量的,不利于磨机台时产量的均衡稳定。为此,我们在熟料进厂时将R、P公司熟料进同一圆库,将L、B公司熟料同进另一熟料库,粉磨水泥时将两库熟料按比例搭配使用,稳定了进磨熟料的易磨性也就基本稳定了进磨物料的易磨性,磨机的工艺参数也相对容易掌握,也有利于中控操作。

  3  结束语

  经过努力，笔者厂Φ3.2m×13m闭路磨水泥粉磨站产质量达到同行业较好水平，在没有任何磨前破碎和不使用助磨剂的前提下，吨水泥电综合电耗相当于联合粉磨系统。归纳技术要点为：选择外掺矿渣超微粉是前提、进行磨内技术改造是关键、选择合适的选粉机参数和稳定进磨易磨性不可忽略、适时进行研磨体补充和调整是保证。