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        【粉磨】新型陶瓷研磨體在Φ3.8×13m水泥粉磨系統的應用
        2017-4-24 15:25:47

        關鍵詞:球磨機廠家 眾所周知,當前球磨機粉磨仍然是水泥粉磨的主要方式。水泥球磨機粉磨中的電耗和鋼球鋼鍛等金屬研磨體的磨損,占據著水泥粉磨成本的重要部分。近年來,一種優質耐磨的新型氧化鋁陶瓷研磨體順勢而生,這種新型研磨體的推出在業界也成為熱門話題,改變了長期以來水泥球磨機研磨體完全依靠金屬研磨材料的現狀。筆者經過3年多的跟蹤和磨機調試,踐行了水泥粉磨能耗明顯降低、減少重金屬污染的節能環保目的。

        陶瓷研磨體簡介

        新型氧化鋁陶瓷研磨體目前通常指的是氧化鋁含量約為92%的高溫陶瓷燒結體,有球形(研磨球)和柱形(研磨鍛)以及球柱結合的膠囊型。這種氧化鋁陶瓷燒結體具有耐高溫、高硬度、耐磨損、耐腐蝕、低膨脹系數、高導熱性、質量輕、脆性大等特性。其密度為3.6~3.8g/cm,莫氏硬度9級,洛氏硬度(HRA85-90), 耐磨損性能均大大優于傳統鋼球。作為研磨介質,其高硬度、高耐磨性是應有屬性;質量輕是節能的前提,又是研磨效率相對偏低的原因;脆性大則是其突出的缺點,即破損率大。

        陶瓷研磨體的正確選用

        作為生產廠家,要實實在在地在研發上下功夫,做到用過硬的產品質量來說話,實事求是,誠信經營,不要拿概念來炒作,不可以夸大使用效果,不要拿不同生產廠家、不同質量的研磨體來裝填客戶的水泥磨機。通過多次、反復的破壞性試驗,筆者發現:在研磨水泥物料的過程中,相同材質、相同規格的陶瓷研磨體,壓制成型破損率低于滾制研磨體。

        1.更換陶瓷研磨體前的考察和論證

        不要見磨就裝,形成你裝我也裝、一哄而上的亂局。否則,會造成使用時破碎率很高的后果,無法達到水泥粉磨生產要求,給生產企業帶來產量損失,產生負面影響,致使水泥企業對陶瓷研磨體的使用效果產生質疑。

        任何一種產品都有其適應范圍和要求,不是所有的水泥磨機都能更換陶瓷研磨體。有的磨機直接更換就行,有的磨機要經過系統改造才能更換,有的就直接是不能更換。要有熟知水泥生產工藝的專業的工程技術人員,對生產工藝和粉磨技術參數有詳細的了解和分析,做到心中有數,有的放矢。只有根據用戶實際磨機工況綜合優化,合理技改與調整,方能達到對磨機臺時的影響較小,甚至沒有影響的理想效果。

        2.磨機內部結構和生產工藝調整

        要用好陶瓷研磨體還需要雙方相互溝通和理解。使用陶瓷研磨體后,磨機工況隨之發生改變,所以從磨機運行參數上要完全改變原來的操作模式,且整個調整過程是逐步進行的,有一個調整周期,不能太心急,不可一蹴而就。

        目前,大型水泥球磨機進料口都采用了溜管加料方式。但往往由于磨機進料落差大,在中心通風的共同作用下(風速20~25米/秒),使一倉進料端形成一個0.5~1m的“空料區”,球多料少,研磨體沖擊襯板和相互碰撞的機率增多,做無用功,且加快了研磨體自身的消耗。改造后采用螺旋進料方式,物料被強制推進磨內,就不會出現這樣的“空料區”了。

        要做好對水泥球磨機情況的考察工作,對原材料易磨性、粉磨主輔機設備、工藝流程、中控室運行參數、成品品質指標進行詳盡了解與掌握;要對磨機系統運行參數進行標定,包括臺時產量、輥壓機運行、入磨物料粒度、磨內物料流速、風速、進出口負壓、選粉機選粉效率和循環負荷率;要對磨機填充率、最大球徑和平均球徑進行詳細測量;要對磨機襯板、隔倉板和出料篦板的形式進行統計整理。通過以上工作,來確認磨機系統是否適合使用新型氧化鋁陶瓷研磨體,不適合的磨機不要勉強試用。當然,大多數磨機是適應的。之后,根據物料篩余曲線變化數據進行研磨體級配,確認研磨體填充率和各級球徑的級配。目前,新型陶瓷研磨體主要適用于磨機尾倉,要做好和前倉級配的匹配。

        采用輥壓機等磨前預粉碎設備的入磨物料粒度通常<3mm,甚至<1mm。由于入磨物料粒度減小,球磨機磨內研磨體的平均球徑必然要隨之減小。一般來說,一倉最大球的球徑不要超過Φ50mm,合理的級配是讓進入尾倉的顆粒能夠被新型研磨體充分研磨。而且,應根據磨機的入磨顆粒粒度適時調整隔倉板位置,增大細磨倉長度。經驗證明,尾倉陶瓷研磨體應該較金屬研磨體填充率提高3%~6%,最大球徑大一規格,裝載量是原來金屬研磨體的60%左右,要使更換后的研磨體的總表面積不能低于金屬研磨體,以保證足夠的研磨性能。加入新型陶瓷研磨體前,在倉內鋪撒一部分水泥或者礦粉,作為一種開機緩沖。

        水泥球磨機正常運行后,要密切關注各系統參數的變化。主機電流、磨機進出料口等處負壓、出磨氣體溫度等參數會出現較大幅度的變化,應根據磨況變化及時進行調整。粉磨設備的工藝參數應與之前相適應或者接近,確保磨機系統安全運行。同時,崗位操作工盡快適應新的粉磨工況,在穩定水泥粉磨系統產、質量的前提下,節電降耗。因新型研磨體非金屬組織結構特性,更換研磨體后靜電吸附減少或者消失,磨內物料流速往往會加快甚至失控。由于物料在磨內沒有足夠停留時間,物料得不到充分研磨,如果解決不好,會導致選粉機循環負荷加大,磨內物料急劇增加,料球比失調,出磨提升機電流上升,出磨成品率和成品提升機電流下降,反復惡性循環,使磨機系統無法正常運行,影響生產。

        現場調試時,允許出現磨內物料流速有所變化、選粉機循環負荷稍高、臺時產量波動的情況出現,只要能夠穩定磨機各參數和臺時產量,成品質量指標達到控制要求,就可以逐步調整和調試。經過磨機系統調整后仍然有不可控制的情況,要與工廠設備管理人員進行交流溝通,對磨內活化襯板、隔倉篦板、出料篦板進行改造,分析出現問題的原因,拿出切實可行的改造方案,以適應磨況變化。

        案例分析

        四川省大型水泥生產集團XCC二廠,現有日產2800噸新型干法生產線,配置Φ3.8×13m雙閉路磨機兩臺,主電機功率2800kW,研磨體設計裝載量187t ,主減速機JS140-A,磨機工作轉速n=16.6r/m,粉磨PO42.5水泥臺時產量130t。

        因為陶瓷研磨體質量相對較輕,研磨能力有限,改造后為了加強球磨機一倉做功,在原來級配基礎上補加了3噸鋼球,增加了一倉破碎能力,而二倉陶瓷研磨體的裝載量比鋼球明顯減少了44噸。

        開機運行后,為了防止二倉物料流速加快,采取了穩定輥壓機穩流倉、磨內低風速操作的方法,磨機運行平穩,出磨篩余和比表面積達到更換前的質量要求,達到了預期的目標。同時,根據出磨物料篩余變化,及時調整O-Sepa選粉機主軸轉速和用風量,提高了選粉效率。

        從磨機運行參數可以看出,更換陶瓷研磨體后水泥球磨機主機電流下降明顯,下降43A,降幅在23%,磨機功率由原來的2620kW下降為2000kW,單位產品電耗降低20%以上。同時,水泥的顆粒分布更加合理,導致水泥快速水化小于3μm的顆粒減少1%,對水泥性能影響較大的3~32μm顆粒增加1%,對水泥后期強度的增進有一定貢獻。雖然磨機臺時產量受到一定影響,但是降產幅度能控制在5%以內。案例結果表明:

        1.陶瓷研磨體質量相對金屬研磨體較輕,水泥球磨機實際裝載量是金屬研磨體質量的60%左右,填充率要比金屬研磨體高出5%~10%。

        2.伴隨著球磨機尾倉裝載量的降低,主機電流下降明顯,一般在20%以上,噸水泥系統節電3~6kWh,經濟效益明顯。

        3.使用陶瓷研磨體粉磨的水泥性能有所改善,3~32μm顆粒增加1%。

        作者:朱文沛 林廷全 石效吉 劉登一

        來源:中國建材報

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