HRM立式磨半终粉磨系统提高产质量改造实践

  在立磨预粉磨+双仓球磨机系统中，由于立磨产生的微细粉比辊压机多，采用“多级分选、分段粉磨”工艺，将由立磨产生的微粉（≤45um，大部分≤30um）分离出来直接进入成品库，系统产量大幅度提高。生产P·O42.5水泥产量由改造前的150~170t/h提高到目前的190~200t/h，水泥成品比表面积由350m2/kg提高到390m2/kg以上，粉磨系统电耗由35kWh/t降至30kWh/t以内，同时水泥的性能得到很大提高。

  引言

  立磨半终粉磨即选出大部分立磨所产生的微粉（主要为30um以下微粉）直接进入成品，一方面稳定了立磨料床，极大减轻了磨机的振动，提高了粉磨的效率；另一方面，大幅度减少了球磨机内的 “过粉磨”现象，提高了球磨机的粉磨效率，成品质量提高的同时，产量大幅度提高，经济效益十分显著。

  江苏某厂有一条年产120万吨水泥粉磨站，粉磨系统采用HRM3400P立式磨做预粉磨，配备PS双分级筛+HES型选粉机+Φ3.8X13米球磨机组成的联合粉磨系统。于2015年底进行了水泥半终粉磨工艺改造，取得了很好的增产节能效果。

  1、改造前基本情况

  工艺流程图见图1，主机设备见表1。

表1  改造前主机设备

  物料经中心下料管进入由减速机驱动的磨盘上，由于离心力的作用，物料向磨盘周边移动，进入粉磨辊道。在磨辊压力的作用下，物料受到挤压、研磨和剪切作用而被粉碎后，全部进入磨机的排料槽排出磨外，通过外循环提升系统进入PS分级筛进行筛分，＞3mm的物料重新返回立磨继续粉磨，≤3mm的物料进入HES型选粉机进行分级，入球磨机粒度要求R0。08≤20%或比表面积：220～260m²/kg。

  2、改造前存在的主要问题

  在系统改造前运行的两年时间里，暴露出了很多的问题，包括工艺、设备、原材料等方面。

  2.1缺少磨头仓。当配料秤一台或多台出现故障或入磨物料波动时，会破坏磨盘上稳定的料床，导致磨机振动，同时增加了操作者的难度。球磨机同样没有磨头仓，一方面入磨物料由高速冲击到球磨一仓，造成物料在磨内流速很快，未受到合理的粉磨就进入二仓；另一方面，很细的物料如粉煤灰无法直接加到球磨机内，而像这种细物料就没必要经过立磨预粉磨。

  2.2 选粉效率低，循环负荷大。PS分级筛为设计角度30°的自流筛，筛网篦缝为3mm，投产初期筛分效果很好，系统产量能够达到180t/h，不过很快筛网篦缝就堵塞严重，筛分效果极差（＜3mm含量在50%，＜0.08mm含量在10%），大量的回料造成立磨运行的不稳定，循环提升机电流接近额定值，循环量达到5倍之多。同时大量的循环加速了分级筛的磨损，大量的粗颗粒进入选粉机，增加了选粉机的负荷，降低了选粉效率。

  2.3 球磨机粉磨效率差，立磨预磨系统产生的大量细粉经筛分、选粉、布袋收尘器后全部入球磨，细度80um筛余18%左右，比表面积达250~270 m²/kg，而出球磨机细度80um筛余在2.0%左右，比表只有350m²/kg左右，入球磨粒度分布见表2。

表2  入球磨机粒度分布

  从表2中可以看出入球磨机的物料中存在有50%以上的32μm及以下的合格品，在球磨内产生“过粉磨”现象，降低了球磨机的粉磨效率。

  2.4 球磨机隔仓板蓖板蓖缝及出料蓖板蓖缝经常堵塞，减少了球磨机的通风面积，在风量一定的情况下，篦缝风速较高，造成大量未经充分研磨的粗颗粒物料进入后仓， 降低球磨机粉磨效率的同时出磨水泥细度还会出现“跑粗”现象。

  2.5 P·O425水泥性能较差，表现为标准稠度需水量高、早期强度高、后期强度偏低、预拌混凝土性能较差。对比试验数据见表3。

  3、改造措施

  3.1 调整生产工艺

  采取半终粉磨工艺，将立磨预粉磨系统中的部分合格细粉通过选粉机分选出来，直接通过斜槽输送入水泥库。

  3.2 改造后的工艺流程

  改造后的工艺流程图见图2。

  3.3具体实施措施

  3.3.1、拆除PS16090型分级筛，新增一台V4000型选粉机：处理能力1200t/h；处理风量220000~250000m³/h。

  3.3.2、拆除HES—N3000型选粉机，新增一台组合式选粉机：选粉风量240000m³/h；系统产量200~260t/h（比表:370~410m²/kg）；电机功率75 kW；选粉机主轴转速100～200r/min。

  3.3.3、循环风机利用原预粉磨系统风机。原系统风机处理风量：220000 m³/h、全压:51000Pa、电机功率500kw。经计算，风机的风量、风压能够满足需要。

  3.3.4、增加一台尾排风机，风量：65000m³/h，压力：4700Pa，电机160kW（利用原HES—N3000型选粉机电机）。

  3.3.5、增加空气输送斜槽，将选出的成品水泥汇入原有斜槽，经提升机进入水泥库。

  3.3.6、改联合粉磨为选择性半终粉磨，将立磨粉磨出的物料经V型选粉机分级机打散分级后，大于200um的物料返回立磨粉磨。小于200um的物料经ZH4000型高效分级机将45um以下（主要32um）的从预粉磨系统中分离出来进入旋风收尘器收集进成品斜槽与球磨机出来的物料混合后入水泥库；45-200um的物料进入球磨机系统继续粉磨至成品。如球磨机消化不了，亦可将部分45-200um的物料返回立磨继续粉磨。

  3.3.7、对立磨粉磨系统进行优化

  1)、增加立磨磨头仓和定量给料料称，稳定入立磨机的物料流量。

  2)、增加磨内挡料装置，防止未经粉磨的大颗粒“逃逸”。

  3)、增加磨内通风系统，将立磨粉磨产生的微粉及时通过收尘器收集进入成品斜槽。

  4)、V型选粉机物料入口增加撒料装置，提高V型选粉机分级效率。

  3.3.8、对球磨机进行优化调整

  1)、将传统的双层隔仓板的盲板改为防堵塞篦板，有效增加了隔仓板的通风面积，降低了磨内物料通过隔仓板时的流速。

  2)、二仓增加了两道活化环装置。

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  4、改造后效果

  改造完成后，系统产量由160~170t/h稳步提高到190~200t/h，系统粉磨电耗由35kwh/t降低到29kwh/h左右，水泥在拌制混凝土过程中与外加剂的适应性问题策底解决，甚至超过了老线辊压机联合粉磨水泥。P·O425水泥熟料配比由82%降低到79%，水泥早期强度比改造前降低2MPa左右，但后期强度提高了6MPa左右，需水量较改造前降低了2个点左右，水泥性能得到大大的提高。达到了改造目标。

  4.1改造前后技术经济指标对比见表4。

表4: 改造前后技术经济指标对比

  4.2改造后新系统与辊压机联合粉磨系统对比，对比试验数据见表5。

  4.3立磨半终粉磨水泥与辊压机联合粉磨水泥粒度分布比较

立磨半终粉磨水泥

辊压机联合粉磨水泥

  4.4水泥电镜分析比较

立磨半终粉磨水泥

辊压机联合粉磨水泥

  总结：

  通过此次改造解决了球磨机过粉磨现象，球磨机的粉磨效率显著得到提高，入球磨细度80um筛余由20%以内放宽到40%左右；出球磨机细度80um筛余由2.3%降低到1%以内，充分说明微粉进球磨机对球磨机做功起阻碍作用。

  立磨预粉磨稳定运行对原料的颗粒级配很敏感，改造后增加了磨内通风系统和调节磨盘的转速措施，对立磨预粉磨的稳定运行有十分重要的作用。另一方面增加了磨头仓对磨机的稳定运行也有着十分重要的的作用，立磨预粉磨的循环量大大降低，循环提升机电流由改造前180~200A降低到100~110A。成品质量提高的同时，产量大幅度提高，经济效益十分显著。

  特别说明的是由于市场等方面的因素，该厂每天只生产8小时，如能连续生产粉磨系统电耗应该更低。