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水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)與裝備

破碎與粉磨統(tǒng)稱為粉碎。行業(yè)內(nèi)習(xí)慣將大塊物料加工變?yōu)樾�塊物料的過(guò)程稱之為破碎；將粗顆粒物料變?yōu)榧?xì)粉的過(guò)程稱之為粉磨。 

水泥生產(chǎn)過(guò)程中的粉磨工藝分為：生料制備工藝和水泥制成工藝兩大部分，簡(jiǎn)稱為生料粉磨和水泥粉磨。 

石灰石、粘土、鐵粉等配合磨細(xì)稱為生料；熟料、石膏、混合材料配合磨細(xì)稱為水泥。  

一、水泥生產(chǎn)物料粉碎的目的 

（1）物料經(jīng)過(guò)粉碎后，單位質(zhì)量的物料表面積（比表面）增加，因而可以提高物理作用的效果及化學(xué)反應(yīng)的速度； 

（2）幾種不同物料在粉體狀態(tài)下，容易達(dá)到混合均勻的效果。 

（3）粉狀物料也為烘干、運(yùn)輸和儲(chǔ)存等提供了方便，并為煅燒熟料和制成水泥，保證出廠水泥的合格率創(chuàng)造了條件。 

二、合理控制 

生料細(xì)度 

當(dāng)粉磨細(xì)度在0.08mm方孔篩篩余10％以下時(shí)，隨著篩余量的減少，粉磨單位產(chǎn)品的電耗將顯著增加，產(chǎn)量也相應(yīng)降低；因此，生料粉磨細(xì)度，通常控制在0.08mm方孔篩篩余10％左右，0.20mm方孔篩篩余小于1.0%為宜。 

用大型球磨生產(chǎn)時(shí)，由于產(chǎn)品粒度較均勻，粗大顆粒較少。在易燒性允許的前提下，0.08mm方孔篩余可放寬至12～16％，但應(yīng)控0.20mm方孔篩篩小于1.5%。 

三、研磨體及其級(jí)配 

物料在粉磨過(guò)程中，一方面需要沖擊作用，另一方面需要研磨作用。不同規(guī)格的研磨體配合使用，還可以減少相互之間的空隙率，使其與物料的接觸機(jī)會(huì)多，有利于提高能量利用率；在研磨體裝載量一定的情況下，小鋼球比大鋼球的總表面積大；要將大塊物料擊碎，就必須鋼球具有較大的能量，因此，鋼球（段）的尺寸應(yīng)該較大；需要將物料磨得細(xì)一些，就應(yīng)選擇小些的鋼球（段）。因此在粉磨作業(yè)時(shí)，要正確選擇研磨體且必須進(jìn)行合理的級(jí)配。 

四、研磨體級(jí)配基本原則 

（1）入磨物料的平均粒徑大，硬度高，或要求產(chǎn)品粗時(shí)，鋼球的平均徑應(yīng)大些，反之應(yīng)小些。磨機(jī)直徑小，鋼球平均球徑也應(yīng)小。一般生料磨比水泥磨的鋼球平均球徑大些。 

（2）開路磨機(jī)，前一倉(cāng)用鋼球，后一倉(cāng)用鋼段。 

（3）研磨體大小必須按一定比例配合使用。鋼球的規(guī)格通常用3～5級(jí)。鋼段一般用2～3級(jí)，若相鄰兩倉(cāng)用鋼球時(shí)，則前一倉(cāng)的最小規(guī)格應(yīng)作為后一倉(cāng)的最大規(guī)格（交叉一級(jí)）。 

（4）各級(jí)鋼球的比例可按“兩頭小、中間大”的原則配合，用兩種鋼段時(shí)，各占一半即可。用三種鋼段時(shí)，可根據(jù)具體情況適當(dāng)配合。 

（5）在滿足物料細(xì)度要求前提下，平均球徑應(yīng)小些，借以增加接觸面積和單位時(shí)間的沖擊次數(shù)，提高粉磨效率。 

五、預(yù)粉碎技術(shù)及其對(duì)于粉磨作業(yè)的作用

以降低入磨物料粒度為主要手段，使球磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的技術(shù)稱之為預(yù)粉碎技術(shù)。它把球磨機(jī)第一倉(cāng)的粉碎工作，部分或全部由其他能量利用率高于球磨機(jī)的粉碎設(shè)備來(lái)完成，讓入磨物料粒度降低到5mm以下或更小，可使磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高30%以上、單產(chǎn)電耗降低15～20%，產(chǎn)品顆粒組成更加合理。  

應(yīng)用預(yù)粉碎技術(shù)要采取的配套措施：  

（1）選用振動(dòng)篩或回轉(zhuǎn)篩，對(duì)粉碎后的入磨物料采用檢查篩分閉路流程，合格物料入磨，粒度過(guò)大的物料重新預(yù)粉碎；  

（2）入磨粒度縮小后，第一倉(cāng)研磨體平均球徑也要縮小；第一倉(cāng)長(zhǎng)度要縮短，隔倉(cāng)板前移；  

（3）磨內(nèi)風(fēng)速要提高，磨機(jī)通風(fēng)量加大；  

（4）閉路粉磨系統(tǒng)輔助設(shè)備的生產(chǎn)能力要加大，系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率要降低，選粉效率要提高。  

六、嚴(yán)格控制入磨物料的水份  

為了保證磨機(jī)正常操作、配料的準(zhǔn)確和提高磨機(jī)的產(chǎn)、質(zhì)量。當(dāng)物料含水量大時(shí)，容易產(chǎn)生糊磨現(xiàn)象，磨內(nèi)細(xì)粉粘附在研磨體和襯板上，使粉磨效率降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使隔倉(cāng)板篦孔堵塞造成磨機(jī)通風(fēng)不良，物料難以通過(guò)，產(chǎn)量急劇下降，質(zhì)量也引起較大的波動(dòng)。  根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各種物料的水份可控制在下列范圍內(nèi)：石灰石＜1%，粘土＜2％，鐵粉＜8％，混合材＜2％，石膏＜8％，熟料＜0.5％，煤＜4％，綜合水分控制在1.5％以內(nèi)。   

七、粉磨系統(tǒng)  

物料一次通過(guò)磨機(jī)即為產(chǎn)品的粉磨系統(tǒng)，稱之為開路系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱：開流）；物料出磨后必須經(jīng)過(guò)分級(jí)設(shè)備分選，合格細(xì)粉作為成品，不合格的粗粉重新返回磨機(jī)再粉磨的粉磨系統(tǒng)，稱之為閉路系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱：圈流）。  

選粉機(jī)是閉路粉磨系統(tǒng)的分級(jí)設(shè)備。它及時(shí)對(duì)出磨物料進(jìn)行分選，合格細(xì)粉作為成品，不合格的粗粉重新返回磨機(jī)再粉磨；它能調(diào)節(jié)成品顆粒組成，滿足工藝要求，保證粉磨產(chǎn)品質(zhì)量，選粉機(jī)的性能是影響閉路粉磨系統(tǒng)產(chǎn)、質(zhì)量的主要因素之一。  

開路系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：流程簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，基建投資少。其缺點(diǎn)是：容易產(chǎn)生過(guò)粉磨現(xiàn)象；即：磨內(nèi)物料必須全部達(dá)到合格細(xì)度后才能出磨；當(dāng)一些容易磨細(xì)的物料提前磨細(xì)后，在磨內(nèi)形成緩沖層，防礙其它物料的粉磨，有時(shí)甚至出現(xiàn)細(xì)粉包球現(xiàn)象，從而降低了粉磨效率，使磨機(jī)產(chǎn)量降低、電耗升高。  閉路系統(tǒng)與開路系統(tǒng)正好相反。其優(yōu)點(diǎn)是：可以消除過(guò)粉磨現(xiàn)象，可降低磨內(nèi)溫度，因而粉磨效率高、產(chǎn)量高，同規(guī)格的水泥磨機(jī)產(chǎn)量一般可提高10～20％，生料磨可提高30％左右。其缺點(diǎn)是：流程復(fù)雜、設(shè)備多，操作管理技術(shù)要求也高，基建投資大。   

八、加強(qiáng)磨機(jī)通風(fēng)  

加強(qiáng)磨機(jī)通風(fēng)是提高磨機(jī)生產(chǎn)能力的主要途徑之一，有以下優(yōu)點(diǎn)：  

（1）減少球磨機(jī)內(nèi)的過(guò)粉磨現(xiàn)象。使磨內(nèi)微細(xì)粉，及時(shí)地被氣流帶走，消除了細(xì)粉結(jié)團(tuán)、糊球、糊襯板現(xiàn)象以及對(duì)研磨體的緩沖作用。  

（2）磨內(nèi)的水蒸汽能及時(shí)的排除，使隔倉(cāng)板篦縫不易堵塞，減少飽磨、糊磨現(xiàn)象。

（3）能降低磨內(nèi)溫度，防止石膏脫水、出磨水泥假凝，有利于磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和保證水泥質(zhì)量。  

（4）有利于車間環(huán)保和清潔生產(chǎn)。 

九、“飽磨”原因（磨音發(fā)悶，電流表讀數(shù)下降，卸料很少） 

（1）喂料量過(guò)多或入磨物料粒度變大、變硬，而未及時(shí)調(diào)整喂料量。 

（2）入磨物料的水份過(guò)大，通風(fēng)不良，水汽不能及時(shí)排出，造成“糊磨”，使鋼球的沖擊減弱，物料流速減慢。 

（3）鋼球級(jí)配不當(dāng)，一倉(cāng)小球過(guò)多，平均球徑太低，沖擊力不強(qiáng)，或鋼球加得太少；或鋼球磨損嚴(yán)重，而沒(méi)有及時(shí)補(bǔ)球或倒球清倉(cāng)，以及粉磨作用減弱。 

（4）隔倉(cāng)板損壞，研磨體竄倉(cāng)，鋼球鋼段混合，級(jí)配失調(diào)。 

（5）閉路磨機(jī)，由于選粉機(jī)的回料量過(guò)多，增加了磨機(jī)負(fù)荷。 

十、 影響球磨機(jī)產(chǎn)、質(zhì)量的因素 

（1）入磨物料的粒度。由于立窯水泥廠使用的球磨機(jī)規(guī)格普遍偏小，所以，入磨物料粒度的大小對(duì)磨機(jī)的產(chǎn)、質(zhì)量影響很大，粒度小，則磨機(jī)的產(chǎn)、質(zhì)量高，電耗低；粒度大，則磨機(jī)的產(chǎn)、質(zhì)量低，電耗高。 

（2）物料的易磨性。物料的易磨性，是指物料被粉磨的難易程度，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用粉碎功指數(shù)Wi（kwh/t）表示。該數(shù)值愈小，說(shuō)明物料愈好磨，反之愈難磨。水泥廠習(xí)慣使用相對(duì)易磨性系數(shù)，來(lái)表示物料被粉磨的難易程度。它是利用試驗(yàn)小磨，將被測(cè)物料與標(biāo)準(zhǔn)砂對(duì)比，達(dá)到規(guī)定細(xì)度值，計(jì)算被粉磨的時(shí)間，與標(biāo)準(zhǔn)砂粉磨時(shí)間相同的為1，大于1的難磨；小于1的容易磨；比值越大越難磨，越小越好磨。 

（3）入磨物料的水份。對(duì)于干磨法來(lái)說(shuō)，入磨物料的水份對(duì)磨機(jī)的產(chǎn)、質(zhì)量影響很大，入磨物料的水份越高，容易引起飽磨或糊磨，降低粉磨效率，磨機(jī)產(chǎn)量越低。因此，含水份較大的物料，入磨前的烘干是十分必要的。 

（4）入磨物料的溫度。入磨物料的溫度過(guò)高再加上研磨體的沖擊摩擦，會(huì)使磨內(nèi)溫度過(guò)度，發(fā)生粘球現(xiàn)象，降低粉磨效率，影響磨機(jī)產(chǎn)量。同時(shí)磨機(jī)筒體受熱膨脹影響磨機(jī)長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，必須嚴(yán)格控制入磨物料溫度。 

（5）出磨物料的細(xì)度要求。出磨物料的細(xì)度要求愈細(xì)，產(chǎn)量愈低，反之，產(chǎn)量則愈高。 

（6）粉磨工藝流程。同規(guī)格的球磨機(jī)，閉路流程比開路流程產(chǎn)量高15～20%；在閉路操作時(shí)，選擇恰當(dāng)?shù)倪x粉效率與循環(huán)負(fù)荷率，是提高磨機(jī)產(chǎn)量的重要因素。 

（7）添加助磨劑。常用助磨劑大多是表面活性較強(qiáng)的有機(jī)物質(zhì)，在物料粉磨過(guò)程中，能夠吸附在物料表面，加速物料粉碎中的裂紋擴(kuò)展、減少細(xì)粉之間的相互粘結(jié)，提高粉磨效率，有利于球磨機(jī)的節(jié)能高產(chǎn)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：在水泥生產(chǎn)過(guò)程中允許加入助磨劑，但摻加量不得超過(guò)1%。 

機(jī)械因素有： 

（1）磨機(jī)各倉(cāng)長(zhǎng)度。各倉(cāng)長(zhǎng)度選擇不當(dāng)，使各倉(cāng)能力不平衡，從而影響粉磨效率。 

（2）磨機(jī)通風(fēng)。加強(qiáng)通風(fēng)可排出磨內(nèi)水蒸汽和微細(xì)粉，防止粘球和堵塞，減少磨內(nèi)過(guò)粉磨現(xiàn)象，降低磨內(nèi)溫度，改善粉磨條件，提高粉磨效率，以利于磨機(jī)產(chǎn)、質(zhì)量提高。

（3）磨機(jī)結(jié)構(gòu)。球磨機(jī)筒體內(nèi)的襯板、隔倉(cāng)板、進(jìn)、出料裝置、主軸承形式、傳動(dòng)方式等，對(duì)磨機(jī)產(chǎn)、質(zhì)量影響很大，目前改進(jìn)方法很多，效果明顯。  

（4）研磨體的種類、級(jí)配、平均球徑和裝載量。球磨機(jī)粉碎物料的過(guò)程，主要是通過(guò)研磨體的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，合理地選擇和使用研磨體是球磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。  

（5）高效選粉機(jī)的選用。閉路粉磨系統(tǒng)中，選粉機(jī)是物料細(xì)度控制的重要設(shè)備，也是節(jié)能高產(chǎn)的主要幫手；其結(jié)構(gòu)、性能和系統(tǒng)組成，對(duì)磨機(jī)生產(chǎn)過(guò)程的影響至關(guān)重要。  

（6）磨機(jī)操作自動(dòng)化。粉磨系統(tǒng)的率值配料在線控制、球磨機(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制、變頻調(diào)速控制等現(xiàn)代高新技術(shù)已經(jīng)成熟，在立窯水泥企業(yè)發(fā)揮了重要作用；它不僅有利于球磨機(jī)的節(jié)能高產(chǎn)，而且有利于立窯水泥企業(yè)生產(chǎn)管理水平與新型干法水泥生產(chǎn)接軌。  

十一、研磨體裝載量和級(jí)配的檢驗(yàn)  

（1）磨機(jī)產(chǎn)量低，產(chǎn)品細(xì)度較粗：一般是裝載量不足所致，應(yīng)該增加研磨體裝載量； 

（2）磨機(jī)產(chǎn)量較高，但產(chǎn)品細(xì)度較粗：是由于磨內(nèi)物料流速太快，沖擊能力過(guò)強(qiáng)而研磨能力不足所致。應(yīng)該在裝載量不變的情況下，減大球，加小球，降低平均球徑；   

（3）磨機(jī)產(chǎn)量低，產(chǎn)品細(xì)度較細(xì)：一般是大鋼球太少，填充率偏大，導(dǎo)致沖擊破碎作用減弱，應(yīng)該在裝載量不變的情況下，減小球，加大球，提高平均球徑 。  

（4）產(chǎn)量高、細(xì)度合格：研磨體裝載量和級(jí)配都比較合理。 十二、水泥顆粒的大小對(duì)水泥的性能的影響   水泥的水化速率和漿體強(qiáng)度的作用發(fā)揮，與水泥（熟料）顆粒的大小有直接的關(guān)系。 0～10μm的水泥顆粒在7天內(nèi)起主要作用； 10～30μm的在7天～3個(gè)月期間其主要作用； 30～60μm的在28天以后起一定的作用； 大于60μm的3個(gè)月后可能起一些作用；因此水泥具有較好耐久性和較高強(qiáng)度的最佳顆粒組成是3～30μm的含量、并占65%以上。