球磨机‘饱磨’问题解决实例

引言

某干法水泥厂应用ф4.2m×12m(两仓)球磨机+561-SR1选粉机闭路系统磨制水泥，生产工艺流程为：熟料、石灰石、炉渣和石膏按比例混合入球磨，出磨物料经选粉、收尘进入水泥库。系统研磨P·O42.5水泥台时产量110t/h，水泥细度指标为45μm筛余≤10％，比表面积340～360m²/kg。该磨机在2016年4月下旬掺助磨剂生产中，出现约4h一次饱磨的生产异常情况，严重时会从磨头进风口往磨外‘吐料’(又称之为返灰)；不加助磨剂生产时，也会发生饱磨情况，但频次低很多。

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现象描述

磨机正常运行功率为3350～3480kW，此时加入助磨剂，出库提升机、入库斗提电流和选粉机电流均不同程度升高，磨机功率逐渐上涨至3450～3530kW，出磨负压没有明显变化，出磨气体温度会缓慢上升；此时即使保持喂料量不变，运行2h后风压会逐步走低，磨机功率会在5min内迅速降至3200kW以下，磨机出口气体温度将快速上升，出磨、入库斗提和选粉机电流接近空车，磨机几乎无排料，出现饱磨现象。该阶段助磨剂的使用未能起到改善磨机研磨效果的作用，反而恶化了磨况，使饱磨状况更容易发生。

现场巡检察看磨音变化，在饱磨发生前0.5h和发生时，现场反馈二仓钢球撞击声音清脆，且响声越来越大，饱磨时筒体温度高；在饱磨前10min和发生时，一仓声音沉闷。在球磨机饱磨状态下急停检查，一仓料球比高，料平面距离钢球面约0.4m，磨机篦板表面粘附细粉，很多篦孔塞满粉状和颗粒物，过料面积非常小；二仓料球比小，约1.5个钢球露出料面。在磨机正常磨况下(非饱磨状态)止喂摇空后检查，一仓钢球填充率0.26，窜入少量40mm小球，中间隔仓篦板干净、篦孔通畅；二仓钢球填充率0.30，钢球级配良好。

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原因分析

助磨剂加入生产过程中，球磨机一仓饱磨形成一般原因可分为：

(1)物料水分高，降低了研磨效率和物料流动性。查阅近一年入厂混合材料和石膏检测水分，混合材料中的电炉渣水分波动大，入磨物料综合水分计算值在1.29％～2.18％，对比前后未见明显增大。生产过程中，当入磨物料综合水分1.29％时，饱磨发生频次没有变化，可排除水分为引起饱磨的主要影响。

(2)液体助磨剂的加入，增加了物料水分。该厂使用掺量1‰的液体助磨剂，对物料综合水分增加小于0.1％，掺量一直未变。

(3)中间隔仓篦板堵塞严重，过料和通风能力差。检查空磨篦板，一仓篦板宽度为12mm和15mm，篦缝通畅，不应成为影响饱磨因素。

(4)物料计量设备异常。该厂计量设备相对稳定，排除成为引起饱磨原因。

(5)物料易磨性变化或颗粒过大。入磨颗粒料有熟料和天然石膏，熟料小磨易磨性实验反映处于正常水分，熟料结粒正常，波动小；天然石膏掺量5％，对破碎效率影响很弱。

(6)一仓破碎能力差。检查磨机一仓填充率0.26，窜入少量40mm钢球，与一仓0.29的填充率和大于40mm钢球设计要求相比，破碎能力稍有下降。分别检查在磨机加助磨剂和不加助磨剂，饱磨发生时急停检查，对比空磨时篦板的通畅性，中间隔仓篦板面粘附约2mm厚粉料，篦孔被粉料和颗粒料堵塞，阻碍了物料流经一仓，是引起饱磨的主要原因。

引起隔仓篦板被堵塞过程分析：

(1)一仓钢球填充率下降，混杂了小体积钢球，破碎能力较之前弱，导致一仓料球比高，有颗粒料被挤进筛板缝隙；

(2)由于熟料出库温度达160～180℃，磨机出口气体温度最高可达132℃，石膏会超量脱水引起水泥流变性变差，二仓也会发生轻微糊球现象。

为了控制磨机出口气体温度，在磨机一仓喷水(2t/h)降温，以稳定磨况和改善水泥流变性。在磨机一仓喷的水受温度影响会少量蒸发变成气体，水蒸气混合气流中的粉尘，随风粘附于篦板，另外喷水落点靠近选粉回粉料位置，细粉料被喷洒水润湿；随着助磨剂加入磨内，一仓少量细粉料和选粉机回粉料流速变快；当混杂了水分的细粉料加快速度和大量涌入篦板，沾染水汽的篦板会不断粘附粉料，篦板上粘附一层粉料，甚至有粉料塞进篦孔缝隙，物料流经时进一步受阻。此时喂料量不变，而篦孔被粉料和颗粒料堵塞，一仓穿过中间篦板物料量减少，负荷逐渐升高，随着料球比增大，靠近篦板的物料将会被挤压进篦孔和夹层筛板，恶化过料和通风，直到磨内篦板完全无法出料、一仓负荷超限为止。此时经一仓流到二仓的物料很少，二仓料球比小，运行中钢球冲击的声响大，磨内温度升高。

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处理措施和效果

加入助磨剂出现饱磨征兆初期，通过减少喂料量来改善磨况和消除饱磨，或者在饱磨时，采取骤然增加风量然后快速恢复，试图避免饱磨的发生均无效果，主要是该饱磨受一仓破碎效率和磨内喷水的影响，前者影响表现为在不加助磨剂出现饱磨，后者影响表现为在掺入助磨剂后加剧了筛板堵塞程度，增加了饱磨发生频次。

因此，将一仓球径小于50mm的钢球筛选掉，填充率增加到0.29；一仓磨内喷水取消，通过降低冷却机一、二段炉排料厚、加大熟料冷却机的风量，熟料库多点循环下料，提高磨内负荷等方式，从而降低磨机研磨和出口气体温度。

通过提升一仓填充率、增大平均球径和取消磨头喷水，加强一仓破碎能力，避免向一仓直接喷水发生气化和落入细粉末，磨况明显稳定很多，饱磨情况完全消除；也杜绝了熟料直接遇水，发生预水化和强度损失。在磨机运行约一周后，对掺加助磨剂工况下，统计6h磨机功率、出口风压和出磨提升机电流数据，对比曲线如图1。

图1 调整前后参数变化曲线

表1 调整前后产量和45μm细度变化

图1(a)显示频繁发生饱磨时间段内，球磨机功率、出磨斗提电流、出磨风压变化幅度很大。在发生饱磨时，出磨斗提电流变化要先于磨机功率，趋势基本一致，而出磨风压的绝对值与前两者变化趋势相反，该段时间内磨况变化大，研磨效率低。图1(b)显示调整一仓钢球和取消喷水后，磨机运行功率上涨30kW，前述三个参数波动幅度小，反映出研磨效率提高，磨况平稳。调整前后的磨机产量、水泥细度变化进行了统计，见表1。

由表1可以看出，台时产量和45μm细度统计有明显变化，调整后磨机平均产量高出调整前18t/h，标准偏差由14.5降低至1.8；45μm筛余量降低0.8％，标准偏差由1.03降低至0.57。

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结语

国内很多工厂在水泥粉磨阶段，受到炎热的外部环境和高温熟料影响，磨机温度会超过控制限度，超限的磨机温度会劣化水泥流变性能以及缩短磨机轴瓦使用寿命，为了可以达到显著降低出磨气体或物料温度的效果，低成本的磨内喷水方法成为常选手段。但磨内喷水会引起磨机篦板孔隙粘附粉料和堵塞，导致磨内通风不良和过料不畅；再遇到一仓破碎效率不足，则磨机产量和工况恶化程度显著。

另外，鉴于磨内喷水也会使水泥预水化而损失强度，出现收尘袋糊袋现象，增加入库水泥水分等，在发生磨机出口气体温度、水泥温度超限情况时，建议寻求加强熟料冷却效果和通过设备改造引入冷风降温的措施，审慎使用磨内喷水的办法。

来源：水泥备件网

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