合肥院粉磨所副所長(zhǎng)鄭青在2009中國(guó)水泥工業(yè)粉磨技術(shù)高峰論壇上演講
??? 我國(guó)能源形勢(shì)相當(dāng)嚴(yán)峻，建材工業(yè)的現(xiàn)狀與可持續(xù)發(fā)展要求有較大差距。目前新型干法水泥生產(chǎn)線已經(jīng)成為水泥工業(yè)的發(fā)展主流，粉磨新技術(shù)應(yīng)用起到很重要的推動(dòng)作用。隨著水泥新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，下游用戶對(duì)水泥質(zhì)量要求的提高，節(jié)能降耗減排工作力度的加大，粉磨的任務(wù)還是很重。正如曾學(xué)敏會(huì)長(zhǎng)剛才談到的水泥生產(chǎn)原來(lái)講“兩磨一燒”，現(xiàn)在應(yīng)該講是“三磨一燒”，原來(lái)可能忽略了煤粉制備，這部分節(jié)能降耗也應(yīng)該提到日程上來(lái)。今天重點(diǎn)談水泥粉磨部分。
一、水泥粉磨新技術(shù)與裝備的發(fā)展現(xiàn)狀
水泥粉磨的三大經(jīng)典技術(shù)：
1.輥壓機(jī)技術(shù)
輥壓機(jī)技術(shù)在我國(guó)研究應(yīng)用了二十多年，技術(shù)日趨成熟，基本解決了應(yīng)用的一系列關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，尤其是對(duì)工藝技術(shù)的深入研究和主機(jī)可靠性的提高，輥壓機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，已經(jīng)可以達(dá)到球磨機(jī)的水平。輥壓機(jī)擠壓粉磨工藝主要有：預(yù)粉磨工藝、聯(lián)合粉磨工藝、半終粉磨工藝、終粉磨工藝。目前在我國(guó)水泥廠，技術(shù)改造過(guò)程中常采用的技術(shù)的是預(yù)粉磨工藝（早期）和聯(lián)合粉磨工藝。截止2008年底，國(guó)內(nèi)大型熟料輥壓機(jī)的開(kāi)發(fā)情況：合肥院已開(kāi)發(fā)出了輥徑1.6m、輥寬1.4m、裝機(jī)功率2240kW的輥壓機(jī)；天津院、中信重工、成都利君開(kāi)發(fā)出了輥徑1.7m、輥寬1.1～1.2m、裝機(jī)功率達(dá)2000kW的輥壓機(jī)。合肥院在成功開(kāi)發(fā)HFCG160-140輥壓機(jī)的基礎(chǔ)上，近期又開(kāi)發(fā)出了輥徑1.8m、輥寬1.6m、裝機(jī)功率3200kW目前國(guó)內(nèi)最大規(guī)格的熟料輥壓機(jī)（HFCG180-160）。
2.高效選粉機(jī)技術(shù)
在閉路水泥粉磨系統(tǒng)中，高效選粉機(jī)性能的好壞直接影響水泥粉磨系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。到目前為止，合肥院已自主研發(fā)出了DS-4500高效選粉機(jī)，處理風(fēng)量270000m3/h，產(chǎn)量達(dá)200~250t/h。對(duì)大型選粉機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造主要是在下面幾個(gè)方面：①撒料的改進(jìn)；②進(jìn)風(fēng)的改進(jìn)；③轉(zhuǎn)子的改進(jìn)；④導(dǎo)向葉片的改進(jìn)；⑤三次風(fēng)的改進(jìn)。選粉機(jī)整個(gè)分級(jí)過(guò)程可以分為三個(gè)階段或者說(shuō)三個(gè)環(huán)節(jié)：分散、分級(jí)、收集。收集由于采用了新型高效收塵器，可以說(shuō)已經(jīng)解決了，現(xiàn)在重點(diǎn)解決的是分散、分級(jí)，各個(gè)科研單位或公司追求的角度不同，具體做法也各具特色。
3.球磨機(jī)節(jié)能改造技術(shù)
大型球磨機(jī)主要是采用高細(xì)高產(chǎn)磨技術(shù)，技術(shù)核心是采用磨內(nèi)篩分裝置、小規(guī)格的研磨體，閉路磨也可以移植這種關(guān)鍵技術(shù)，我們?cè)讧?.8、Ф4.2磨機(jī)上已經(jīng)進(jìn)行的推廣應(yīng)用。
二、水泥粉磨技術(shù)改造要點(diǎn)
1.開(kāi)閉路粉磨工藝的選擇
隨著水泥生產(chǎn)線的規(guī)模越來(lái)越大，球磨機(jī)的規(guī)格也越來(lái)越大，但不同地區(qū)技術(shù)水平差距較大，所以采用技術(shù)也不能是唯一的。比如亞?wèn)|水泥廠前后都采用立磨，他可能是想到以后二十年或者三十年，但一些中小型企業(yè)還要不要因地制宜了，是不是其他的技術(shù)就不能用了？經(jīng)常有人問(wèn)，開(kāi)路磨閉路磨怎么選擇，就目前粉磨站的規(guī)模，包括水泥生產(chǎn)線在線的規(guī)模，根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，大致可以這么劃分：磨機(jī)直徑≤Φ3.2m，既可采用開(kāi)路，也可采用閉路工藝；磨機(jī)直徑≥Φ3.4m，宜采用閉路工藝。
關(guān)于水泥粉磨工藝開(kāi)、閉路之爭(zhēng)，實(shí)際是顆粒分布和水泥強(qiáng)度之爭(zhēng)。早期尤其在立窯興盛時(shí)，小磨機(jī)+老式選粉機(jī)及采取控制篩余作為質(zhì)量控制手段，確實(shí)出現(xiàn)過(guò)閉路磨水泥早強(qiáng)偏低的問(wèn)題。但隨著高效選粉機(jī)+球磨機(jī)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展及采用比表面積作為質(zhì)量控制手段，水泥強(qiáng)度問(wèn)題已不存在了，大型水泥磨粉磨工藝采取閉路居多，開(kāi)閉路共存。閉路磨產(chǎn)品細(xì)度和產(chǎn)品溫度可控制，避免了石膏過(guò)渡脫水，且閉路磨適合生產(chǎn)多品種水泥，對(duì)物料水分的的適應(yīng)性強(qiáng)。
2.中長(zhǎng)磨是否適合閉路
新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之后，對(duì)水泥質(zhì)量要求提高，長(zhǎng)徑比3~4甚至4以上的中長(zhǎng)磨及長(zhǎng)磨也適合閉路粉磨。物料在磨內(nèi)停留時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，有利于細(xì)粉量的增加、水泥質(zhì)量的提高。但磨內(nèi)的調(diào)整非常關(guān)鍵。
3.大型球磨機(jī)閉路系統(tǒng)改造
隨著水泥生產(chǎn)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，球磨機(jī)也超著大型化發(fā)展，原來(lái)采用高效選粉機(jī)的一般閉路生產(chǎn)工藝（即將磨尾排風(fēng)引入選粉機(jī)一次風(fēng)口）在實(shí)際使用中出現(xiàn)了一些問(wèn)題。在上世紀(jì)80年代末90年代初，我們說(shuō)新型選粉機(jī)出來(lái)以后，工藝流程簡(jiǎn)單了，磨機(jī)廢氣直接進(jìn)選粉機(jī)了，不需要單獨(dú)通風(fēng)了，對(duì)磨機(jī)通風(fēng)還有好處。大型化以后出現(xiàn)的問(wèn)題：大型水泥磨或者大型磨機(jī)相對(duì)于產(chǎn)量的提高，通風(fēng)減弱了，容易造成大型磨機(jī)出磨水泥的溫度偏高。剛才講工藝流程簡(jiǎn)單了，對(duì)于小型磨機(jī)來(lái)說(shuō)，通風(fēng)量不大，粉塵濃度不高；對(duì)于大型磨機(jī)來(lái)說(shuō)，磨尾廢氣量還是比較大的，通風(fēng)又不好，更希望通風(fēng)多一些，多拉一些風(fēng)，就更容易多帶出一些粉塵，在選粉機(jī)風(fēng)道包括管道里面容易沉降，長(zhǎng)期的沉降，阻力的增加，加劇選粉機(jī)葉片的磨損、殼體的磨損。磨機(jī)、選粉機(jī)、收塵器組成全負(fù)壓的系統(tǒng)，排風(fēng)機(jī)的全壓較大，收塵器承受的負(fù)壓大，漏風(fēng)較多，鎖風(fēng)不宜解決。 解決辦法是采取磨機(jī)通風(fēng)收塵系統(tǒng)與選粉系統(tǒng)分開(kāi)的新工藝流程，同時(shí)增設(shè)磨尾高效靜態(tài)分離器。
磨尾收塵系統(tǒng)實(shí)行兩級(jí)收塵，大型磨機(jī)以生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)水泥為主的企業(yè)就非常顯示出它的優(yōu)勢(shì)了，為什么呢？因?yàn)槟C(jī)通風(fēng)不良要加強(qiáng)通風(fēng)，磨內(nèi)通風(fēng)單獨(dú)一套，互不干擾，相互獨(dú)立，經(jīng)過(guò)一級(jí)預(yù)收塵后進(jìn)袋收塵，保證了收下的細(xì)粉不再進(jìn)磨機(jī)和選粉機(jī)。我發(fā)現(xiàn)有不少?gòu)S盡管采用了分開(kāi)收塵，但還是采用一臺(tái)收塵器，由于企業(yè)擔(dān)心收下來(lái)的細(xì)粉偏粗影響成品水泥質(zhì)量，把細(xì)粉又回到提升機(jī)進(jìn)選粉機(jī)了，增加了選粉機(jī)的負(fù)荷，而這里面絕大多數(shù)都是成品，磨內(nèi)風(fēng)速加快可能會(huì)帶進(jìn)一部分粗粉，磨尾增設(shè)高效靜態(tài)分離器，它以45μm粒徑控制，篩余可在8~10%，按照這個(gè)來(lái)處理，保證袋收塵收下來(lái)的粉塵不再進(jìn)選粉機(jī)，提高了選粉效率。
關(guān)于大磨機(jī)內(nèi)部配置優(yōu)化，有兩點(diǎn)要引起注意：
一是填充率問(wèn)題。在大磨機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，由于注意到磨機(jī)通風(fēng)要加強(qiáng)的問(wèn)題，所以把進(jìn)料裝置以及隔倉(cāng)板、出磨篦板的中心圓設(shè)計(jì)的比較大，但忽視了研磨體的填充率問(wèn)題。如填充率上不去，達(dá)不到要求的裝載量，系統(tǒng)產(chǎn)量肯定要受影響曾遇到投產(chǎn)以后發(fā)現(xiàn)裝載量上不去的問(wèn)題，作為水泥企業(yè)業(yè)主來(lái)講在采購(gòu)時(shí)要特別關(guān)注這一點(diǎn)。從道理上講，研磨體適當(dāng)多裝一點(diǎn)，對(duì)提高產(chǎn)量、降低能耗有好處。
二是襯板問(wèn)題。大家從球磨機(jī)粉磨原理上知道：大球磨大料、小球磨小料，極端地講，把磨機(jī)分成無(wú)限等分，每一倉(cāng)只用一種規(guī)格的球是最理想的，但不可能也不現(xiàn)實(shí)，分倉(cāng)也是根據(jù)磨機(jī)特點(diǎn)讓球和料更好地適應(yīng)。大型磨機(jī)一般分兩倉(cāng)，二倉(cāng)一般用分級(jí)襯板，這種分級(jí)襯板設(shè)計(jì)是非常有講究的，選型也很講究，可能同一種襯板，在某一個(gè)企業(yè)很好，在另外一個(gè)企業(yè)可能會(huì)出現(xiàn)反分級(jí)，如果出現(xiàn)反分級(jí)，粉磨效率會(huì)急劇下降，效果甚至還不如普通的波紋襯板。一旦產(chǎn)生反分級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)很難處理，對(duì)粉磨效率影響較大。分級(jí)襯板是一種很好的節(jié)能襯板，分級(jí)襯板的種類很多，有錐形分級(jí)襯板、組合分級(jí)襯板、溝槽分級(jí)襯板，有一段式的、兩段式的、三段式的。配置時(shí)，一定要適合物料情況，物料情況不一樣，可能配置的球也不一樣。[Page]
4.集成優(yōu)化球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)
將閉路粉磨新技術(shù)和開(kāi)路粉磨節(jié)能技術(shù)-磨內(nèi)篩分技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，強(qiáng)化磨內(nèi)的粉磨效率，把磨內(nèi)篩分和磨外分級(jí)結(jié)合起來(lái)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。當(dāng)然簡(jiǎn)單地把磨機(jī)按開(kāi)流磨技術(shù)來(lái)改造是不可能達(dá)到較好的效果，必須進(jìn)行必要的改進(jìn)和調(diào)整，使之適合閉路磨的特點(diǎn)和要求，否則會(huì)適得其反。
5.新型擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)
在水泥粉磨系統(tǒng)中采用擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)已成為廣泛的共識(shí)以及首選方案。隨著輥壓機(jī)大型化開(kāi)發(fā)成熟，新型水泥擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)越來(lái)越傾向于采用大輥壓機(jī)小磨機(jī)的更節(jié)能的模式，強(qiáng)化節(jié)能 設(shè)備輥壓機(jī)的能力，弱化高能耗球磨機(jī)的做功比例。通過(guò)輥壓機(jī)和球磨機(jī)裝機(jī)功率之比可以看到，我們希望磨機(jī)的功率變小，輥壓機(jī)的功率變大，變成倒掛，節(jié)能就更有優(yōu)勢(shì)。
6.分別粉磨技術(shù)
分別粉磨有很多優(yōu)點(diǎn)，可以提高粉磨效率、降低水泥成本、增加水泥混合材摻量、提高水泥產(chǎn)量等，比較適合立窯水泥廠多臺(tái)磨機(jī)改造粉磨站和比較小的旋窯水泥廠。另外，工業(yè)廢渣比較豐富的地區(qū)，以消納粉煤灰、爐渣、鋼渣、礦渣為主的綜合利用項(xiàng)目，也是比較適合。對(duì)大型水泥粉磨系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，分別粉磨確實(shí)應(yīng)用不多，因?yàn)楦嗟目紤]到勞動(dòng)生產(chǎn)效率。從某種意義上說(shuō)，立磨更適合分別粉磨，一臺(tái)球磨機(jī)可以今天磨礦渣明天磨熟料可以嗎？我說(shuō)可以，但你花不起這個(gè)本錢，因?yàn)槟ゲ煌锪系匿撉蚣?jí)配是不一樣的，不可能磨一天換一次鋼球或者清一次倉(cāng)，那么立磨不一樣，一個(gè)磨盤、幾個(gè)磨輥不等，它基本不需要改變什么，只需在料層、研磨壓力的控制上做一些調(diào)整，或在分離器的轉(zhuǎn)速上也做調(diào)整，這種調(diào)整很容易做到。
7、磨內(nèi)噴水及助磨劑技術(shù)
磨內(nèi)噴水技術(shù)很早就有了，但早期噴頭易出現(xiàn)“馬蜂窩”，不出半個(gè)月就開(kāi)始滴水，不是起正效應(yīng)而是反效應(yīng)了，所以這項(xiàng)技術(shù)中間停頓了幾年。近幾年大型水泥磨應(yīng)用越來(lái)越多，這項(xiàng)技術(shù)慢慢的又被提及了，我們這幾年進(jìn)行了研究和攻關(guān)，解決了包括結(jié)團(tuán)、控制等問(wèn)題。磨內(nèi)噴水可以有效地降低粉磨溫度20℃~30℃，提高水泥質(zhì)量。直徑3.8、4.2的磨機(jī)，開(kāi)路磨到夏天很難長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，在線的粉磨系統(tǒng)就更麻煩了，離線的粉磨站還好些，即使采用輥壓機(jī)，磨機(jī)做功少了，磨高標(biāo)號(hào)水泥時(shí)磨內(nèi)溫度難以控制，出磨水泥溫度達(dá)到120℃以上甚至到130℃，這時(shí)就會(huì)導(dǎo)致水泥質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題。我們已在國(guó)內(nèi)外的一些項(xiàng)目，主要是大型開(kāi)路礦渣磨以及大型水泥磨上進(jìn)行了應(yīng)用，有了很大的突破。
國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定水泥中助磨劑的加入量為0.5%對(duì)助磨劑的要求也越來(lái)越嚴(yán)格了。坦率地講，國(guó)內(nèi)助磨劑企業(yè)良莠不齊，作為水泥企業(yè)更要認(rèn)清，一定要做適應(yīng)性試驗(yàn)。陳紹龍教授講到，不應(yīng)該叫“助磨劑”應(yīng)該叫“助劑”，我覺(jué)得這個(gè)提法很好，助磨劑在水泥廠企業(yè)使用中一定要考慮適應(yīng)性問(wèn)題，要考慮一些鹽類助磨劑對(duì)混凝土性能的影響。
三、展望
水泥粉磨技術(shù)的研究今后除注重節(jié)能之外，還要注意水泥質(zhì)量改善技術(shù)。除了采用新型粉磨工藝技術(shù)和裝備優(yōu)化水泥質(zhì)量外，水泥質(zhì)量的控制指標(biāo)要更加重視。發(fā)達(dá)國(guó)家水泥企業(yè)已普遍重視對(duì)水泥粉磨粒度分布的控制。建議使用45μm篩余和比表面積兩個(gè)參數(shù)同時(shí)控制。水泥的粉磨不僅要控制產(chǎn)品的顆粒分布，更要注重顆粒形態(tài)的改善，才能達(dá)到真正實(shí)現(xiàn)高性能水泥的目標(biāo)。
對(duì)水泥粉節(jié)能技術(shù)前景的展望：
1、立磨制備水泥，立磨磨水泥在國(guó)內(nèi)已有水泥設(shè)計(jì)院和大的水泥公司在做工業(yè)試驗(yàn)，在國(guó)外已有應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)還有一些工作要做，相信在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)會(huì)有重大突破。
2、輥壓機(jī)終粉磨，當(dāng)然這個(gè)工作也在做，現(xiàn)在制約我們的還是顆粒的分布和顆粒的形態(tài)，當(dāng)然還有耐磨材料方面，如果這方面有重大突破的，前景是非常好的。
3、其他技術(shù)（如臥輥磨等），臥輥磨、筒輥磨也在研究，國(guó)內(nèi)也有兩臺(tái)FCB公司的在用，但開(kāi)發(fā)應(yīng)用沒(méi)有想象的那么快，我認(rèn)為還是有工作可做，高性能粉磨系統(tǒng)，最終我們考慮的是水泥質(zhì)量，水泥性能。
4、高性能選粉機(jī)，選粉機(jī)除了提高選粉效率之外，還要考慮對(duì)水泥性能是不是有好處，對(duì)顆粒分布的優(yōu)化有沒(méi)有特點(diǎn)，這是今后研究的重點(diǎn)。
5、水泥粉磨專家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。
①水泥粉磨系統(tǒng)中原材料的快速分析及水泥成品的快速分析；
②水泥粉磨工藝參數(shù)對(duì)水泥成品性能的函數(shù)關(guān)系確定；
③水泥粉磨系統(tǒng)工藝參數(shù)的調(diào)整方法與實(shí)施方法；
④根據(jù)原材料性能和最優(yōu)成本原理來(lái)調(diào)整粉磨系統(tǒng)參數(shù)。
水泥粉磨“無(wú)球化”時(shí)代的到來(lái)，應(yīng)該說(shuō)是不遠(yuǎn)，只要在座的同仁一起努力，應(yīng)該來(lái)說(shuō)不遠(yuǎn)的將來(lái)，我們將迎來(lái)“無(wú)球化”粉磨時(shí)代的到來(lái)，那時(shí)水泥粉磨能耗會(huì)大幅度的下降。
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