采用棒磨作為水泥預(yù)粉磨的試驗研究
1 原破碎系統(tǒng)簡介
該廠原有熟料破碎系統(tǒng)為:出窯熟料經(jīng)一級PEX250/1000細顎破碎機入熟料庫，配料后混合料經(jīng)二級破碎———1500立式反擊破碎機加回轉(zhuǎn)篩的閉路篩分系統(tǒng)。
2 存在的問題
入磨物料粒度情況見表1。
| 粒徑/mm | >12 | 5～12 | 0.9～5 | 0.2～0.9 | < 0.2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 含量/% | 5.08 | 32.09 | 31.92 | 20.83 | 8.08 |
由表1可見，大于5mm的顆粒含量占了37%左右，使球磨機負荷太重，影響產(chǎn)量，增加了能耗。同時，該廠擴建3號窯，原系統(tǒng)不能滿足需要。此外，原系統(tǒng)除鐵困難，一旦金屬塊進入破碎腔后，易打壞反擊板和錘頭，降低錘頭使用壽命，并產(chǎn)生非常大的震動和噪音。因此，選擇采用工藝簡單、運行可靠的棒磨為預(yù)粉磨系統(tǒng)。
3 改造方案
3.1 設(shè)備改造
該廠采用一臺閑置的風(fēng)掃磨進行改造。主要改造風(fēng)掃磨內(nèi)部結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速和增加卸料篦板等。改造前后有關(guān)參數(shù)見表2。
| 風(fēng)掃磨 | 棒 磨 |
|---|---|
| 規(guī)格型號：Φ2.5m×3.9m | 有效直徑：2.5m |
| 電機型號：JRQ158-8 | 有效長度：3.6m |
| 功率：380kW | 棒長：3.5m |
| 傳動方式：齒輪減速傳動 | 磨機轉(zhuǎn)速：18.65r/min |
| 磨機轉(zhuǎn)速：20r/min | 襯板型式：小波紋 |
| 研磨體裝載量：25t | 固定方式：螺栓固定 |
| 生產(chǎn)能力：10t/h | 篦板型式：放射型單層篦板 |
| 篦孔：6～8mm | |
| 研磨體總裝載量：21.45t | |
| 生產(chǎn)能力：55t/h |
3.2 流程改造
拆除原二破系統(tǒng)，采用棒磨作為預(yù)粉磨設(shè)備，并且和球磨一起組成半終粉磨系統(tǒng)。棒磨易產(chǎn)生亂棒現(xiàn)象，該廠采用庫底配料，電子皮帶秤控制喂料量，保證喂料均勻，以避免發(fā)生亂棒現(xiàn)象。工藝流程如圖1所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，增加棒磨后，入球磨物料粒度分布發(fā)生巨大變化，詳見表3。
圖1 改造后預(yù)粉磨系統(tǒng)工藝流程
1.PEX250/1000細顎破碎機；2.TH315斗式提升機；3.配料電子皮帶秤；4.B500皮帶機；5.Φ2.5m×3.9m棒磨；6.TH400斗式提升機；7.Φ4.0m高效離心式選粉機；8.1號磨頭倉；9.2號磨頭倉
| 粒徑/mm | >5.0 | 5.0～2.0 | 2.0～0.9 | 0.9～0.5 | < 0.5 |
|---|---|---|---|---|---|
| 含量/% | 10.91 | 27.50 | 10.67 | 12.78 | 38.20 |
3.2.1 調(diào)整球磨機內(nèi)部結(jié)構(gòu)
采用棒磨作預(yù)粉磨后入球磨物料大于5mm的顆粒含量從37%大幅下降到10.91%，因此對球磨機內(nèi)部結(jié)構(gòu)作了相應(yīng)調(diào)整。首先，縮短一倉長度，將隔倉板前移一塊襯板的長度，一倉長度由原來的2.75m縮短到2.25m。其次，將隔倉板篦縫間距由原來的10～12mm減小為6～8mm。
3.2.2 調(diào)整配球方案
入磨物料變細，為提高球磨機粉磨效率，需減小球磨機一倉平均球徑。將一倉鋼球的級配由Φ90～Φ60mm調(diào)整為Φ60～Φ30mm，平均球徑由Φ70.3mm降為Φ48.0mm。同時增加二倉研磨體裝載量，使用棒磨前后球磨機配球方案見表4。
| 時間 | 一 倉 | 二 倉 | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Φ90/t | Φ80/t | Φ70/t | Φ60/t | Φ50/t | Φ40/t | Φ30/t | 倉長/m | 裝載量/t | 平均球徑/mm | Φ30×35 /t | Φ25×30 /t | 倉長 /m | 裝載量 /t | |
| 改造前 | 0.6 | 3.8 | 5.0 | 4.6 | 2.75 | 14.0 | 70.3 | 9.0 | 8.0 | 3.45 | 17 | |||
| 改造后 | 3.0 | 5.0 | 3.5 | 1.0 | 2.25 | 12.5 | 48.0 | 8.0 | 12.5 | 3.95 | 20.5 | |||
3.2.3 調(diào)整選粉機結(jié)構(gòu)
選粉設(shè)備是一臺Φ2.5m的旋風(fēng)式選粉機，為了充分發(fā)揮選粉機工作能力，使磨機與選粉機平衡，將小葉片長度縮短0.1m(18片)。經(jīng)過調(diào)整后選粉效率由原來的58.6%提高到68.9%，循環(huán)負荷率由原來的175.9%減小到122.4%，因而提高了磨機產(chǎn)量。
4 使用效果
棒磨從1997年11月份投入運行，入磨粒度控制為不大于60mm，多數(shù)為25～60mm。棒徑選擇Φ80～Φ65mm 4種，開始裝載量為7.15t，結(jié)果產(chǎn)量比計算值高，達30t/h左右，但磨機振動較大，襯板螺絲易松動，出磨粒度偏大。因此，我們改用Φ75～Φ60mm 4種棒，磨機情況正常，產(chǎn)量降到25t/h左右，出磨細度較合適。當鋼棒裝載量增至14.3t時，棒磨產(chǎn)量為50t/h。此時棒磨電機實際消耗功率為220kW，棒磨選粉機產(chǎn)量8t/h(細度5%)。Φ2.2m×6.5m一級閉路球磨機產(chǎn)量達21t/h，若繼續(xù)增加棒磨產(chǎn)量，系統(tǒng)失去平衡。生產(chǎn)實踐表明，采用棒磨作為預(yù)粉磨取得了三個較為明顯的效果。
第一，改造后入球磨粒度更加均勻，棒磨出磨和經(jīng)選粉機后入球磨機粒徑分布見表5。由表可見，2mm以下的占90%以上，最大粒徑不超過5mm，其中有30%左右是通過0.080mm方孔篩的成品。
| 粒徑/mm | >5 | 3～5 | 2～3 | 0.9～2 | 0.2～0.9 | 0.08～0.2 | < 0.08 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 棒磨出口 | 0.78 | 2.54 | 6.68 | 14.33 | 15.21 | 23.52 | 31.27 |
| 選粉后 | 1.39 | 4.67 | 10.59 | 19.86 | 21.34 | 29.59 | 12.56 |
第二，改造后產(chǎn)量有所提高，使用棒磨后水泥磨系統(tǒng)產(chǎn)量由原來的32t/h提高到現(xiàn)在50t/h，產(chǎn)量提高了18t/h，而系統(tǒng)裝機容量只增加140kW，見表6。
| 類 別 | 1號磨產(chǎn)量/(t/h) | 2號磨產(chǎn)量/(t/h) | 棒磨選粉產(chǎn)量/(t/h) | 細度/% | 裝機容量/kW |
|---|---|---|---|---|---|
| 改造前 | 16.2 | 15.8 | < 6 | 1 100 | |
| 改造后 | 21 | 21 | 8 | < 6 | 1 240 |
第三，改造前后產(chǎn)品性能無明顯變化，水泥細度略有降低。改造前后水泥的性能見表7。
| 時間 | 安定性 | 凝結(jié)時間/(h∶min) | 細度/% | 抗壓強度/MPa | 抗折強度/MPa | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 初凝 | 終凝 | 3d | 28d | 3d | 28d | |||
| 改造前 | 合格 | 3∶40 | 5∶08 | < 5.0(4.4) | 29.6 | 47.0 | 4.6 | 7.4 |
| 改造后 | 合格 | 3∶45 | 5∶13 | < 5.0(4.3) | 29.8 | 46.7 | 4.9 | 7.6 |
5 結(jié)束語
1)棒磨作為預(yù)粉磨設(shè)備有很多優(yōu)點:產(chǎn)量高，物料在磨內(nèi)停留時間短，不會出現(xiàn)“飽磨”現(xiàn)象；棒磨工藝簡單，管理方便；由于出磨粒度均勻，使球磨配球易解決；鋼棒磨損較鋼球小，材質(zhì)易解決(用45號圓鋼棒就能滿足需求)。
2)棒磨使用中容易出現(xiàn)的問題是亂棒，其主要影響因素為喂料量的穩(wěn)定控制與入磨粒度。研究表明，棒磨入磨粒度較球磨機大，以≤60mm為宜。
3)從生產(chǎn)實際來看，若選用半終粉磨系統(tǒng)，選粉機規(guī)格不宜太小，以旋風(fēng)式選粉機為宜。此外，球磨機也應(yīng)進行一些調(diào)整，要避免磨頭進料口漏料。一倉平均球徑不宜太大，以40mm左右為好。
4)采用棒磨作預(yù)粉磨，水泥性能無明顯變化。
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