联合粉磨系统中磨机的优化改造

张益阔，王良勇，李建兵，朱鹏飞，陈峰

¹洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司 河南洛阳 471039

²矿山重型装备国家重点实验室 河南洛阳 471039

³攀枝花瑞达水泥有限公司 四川攀枝花 617000

⁴中信重工机械股份有限公司 河南洛阳 471039

摘要：RD水泥有限公司为了提高水泥粉磨系统产量，降低磨机电耗，改善水泥成品质量，对水泥联合粉磨系统中的水泥磨进行了优化改造，主要对筒体衬板、活化衬板、隔仓装置和出料篦板的结构进行了优化，调整了一仓和二仓的研磨体级配，从而提高了磨机的研磨能力，取得了节能降耗、提高产量、改善水泥成品质量的效果。

关键词：水泥磨；筒体衬板；隔仓装置；出料篦板；研磨体级配

中图分类号：TD453 文献标志码：B文章编号：1001-3954(2021)09-0043-04

RD水泥有限公司水泥生产线采用170-80辊压机+V型选粉机+Φ3.5m×11.5m水泥磨+动态选粉机的双闭路联合粉磨系统。辊压机功率为2×800kW，V型选粉机型号为Vx6817，水泥磨功率为2000kW，磨机转速为16.6r/min，O-S选粉机型号为N2500。生产P.O42.5R水泥，原系统产量为85~90t/h，成品比表面积为360±15m2/kg，系统电耗约为34kW·h/t。

为了提高水泥粉磨系统产量，降低电耗，改善水泥成品质量，该公司对水泥磨进行了技术改造。

1水泥磨优化改造

1.1筒体衬板

优化前筒体衬板如图1所示。一仓采用沟槽阶梯衬板，其有效长度为3.15m，沟槽阶梯衬板有磨损，阶梯的高度差和沟槽可进一步优化；二仓采用小波纹衬板+4圈活化衬板，小波纹衬板厚度为75mm，降低了有效内径，增加了电耗，活化衬板磨损严重，排列方式可进一步优化。

(a) 沟槽阶梯衬板

(b) 小波纹衬板

(c) 活化衬板

图1优化前的筒体衬板

优化后的筒体衬板如图2所示。一仓仍采用沟槽阶梯衬板，阶梯的高度差决定了衬板的提升能力，沟槽的波纹兼顾研磨作用。优化后衬板的阶梯高度差为100mm，沟槽的半径为R20mm，深度为1mm，提高了衬板的提升和研磨效率，可更好地发挥仓以细碎为主、研磨为辅的作用。二仓为小波纹衬枕+5圈活化衬板。小波纹衬板的波纹重新设计，波峰波谷高度差为15mm，尽可能地增大研磨面积，以提高二仓的研磨效率，增强研磨能力。考虑研磨体填充率为30%，活化衬板高度为750mm，环数增加至5圈，重新排列活化衬板的安装位置（见图3），每一圈的活化衬板交错排列，可更好地发挥研磨体的粉磨能力，最大程度消除研磨死区；合理设计活化衬板的过料面积，将靠近筒体外圆高度为150mm的部分设计成盲板，可有效控制物料在磨内的研磨时间，提高磨机研磨效率和物料的磨细程度，降低循环负荷，从而提高产量、降低电耗[1-2]。

(a) 沟槽阶梯衬板

(b) 小波纹衬板

(c) 活化衬板

图2优化后的筒体衬板

优化改造后磨内布置如图3所示。一仓有效长度缩短为2.9m，由于进料装置增加了返料板，增加了一仓的有效研磨长度，且磨机的进料比表面积在200m³/kg以上，不需要太多的冲击粉碎，因此可将更多的空间向具有磨细作用的二仓偏移，以提高磨机的整体研磨能力。

由于物料在进入磨机前经过了辊压机和Ⅴ型选粉机，粒度较细，研磨体直径较小，因此，筒体衬板均采用超薄衬板，既降低了衬板质量，又增加了筒体有效内径，在填充率一定的情况下，料面降低，可以增大隔仓装置的中心环，进而改善磨内通风。

1.2隔仓装置

原隔仓装置是料流与气流混合在一起，易出现冲料现象，造成二仓前段出现无料的粉磨盲区。优化后的隔仓装置采用气料分离式双隔仓，如图4所示。双隔仓可将料流和气流分开，分别由不同的通道通过中间隔仓装置，改变了常规球磨机内部气流与料流混合的现状，增加了二仓的有效破碎研磨长度，延长了物料研磨时间，提高了磨机的粉磨效率，可使系统磨内风量调整更加便利，加大了磨内通风量，降低了物料的出磨温度，改善了水泥的品质。

结构方面，在考虑研磨体填充率与料面的情况下，尽可能增大中心圆的直径，隔仓两侧采用篦板，篦缝宽度为6mm，通孔率为7.8%，两侧篦板的通孔率保持一致，可改善隔仓截面通风，降低通风阻力和中心圆处风速。物料流动方向安装有闸板，现场可根据粉磨工艺及物料特性等来控制物料的流速，从而提高产品的质量和产量。

1.3出料篦板

原出料篦板为筛板外加铸件边框的防堵型篦板，篦缝为5~8mm，此种篦板虽有防堵效果，但磨尾的粗颗粒物料与钢段会从篦板之间的缝隙中进入到选粉机，再进入磨机一仓。

将出料篦板优化升级为压条与筛板的组合，如图5所示。筛板篦缝宽度为4mm，通孔率为15%，将筛板用压板压在篦板架上，同时可堵住筛板之间的缝隙，避免磨尾的粗颗粒物料与钢段从缝隙中进入到选粉机后再进入一仓。在保证通孔率的前提下，将靠近筒体最外圈高度为300mm的部分设计为盲板形式的铸件衬板，有助于抑制物料流速，延长物料在磨内的研磨时间，提高研磨效率。

1.4研磨体级配

磨机是通过衬板将能量传递给研磨体，研磨体在运动中对物料进行磨细与整形，合理的研磨体级配对提高粉磨效率和节能降耗有着重要作用。

由于对磨内衬板、隔仓装置和出料篦板进行了优化，使得研磨效率提高，因而可适当减少研磨体填充量，将一仓和二仓的填充率由28%降至22%，降低了磨机负荷，进而降低了电耗。优化前后研磨体级配如表1所列。

优化前水泥成品中-3um的细粒级含量约为20%，有时甚至达到25%，懒断燃含量高会影响水泥质量。因此技术改造加大了一仓和二仓的平均球径，一仓和二仓的平均球径分别由优化前的27.00、12.98mm增加到28.96和14.42mm；一仓中Φ40mm的钢球由2t增加至5t，相应地减少了一部分小球。因为熟料易磨性较差，因此提高一仓对熟料和其他粗颗粒的处理能力，可避免出现选择性磨细现象；二仓中不再装Φ10mm×10mm的钢段， 可避免出现过粉磨现象[3]。

2优化改造结果

优化改造后，磨内通风得到了改善，水泥成品温度有一定降低，水泥成品中-3um的细粒级含量降为10%左右，粒径分布趋于合理，质量得到改善。P.O42.5R水泥的系统产量提高到105~110t/h，比表面积为360±15m2/kg，系统电耗约为32kW·h/t，提产降耗效果明显。

3结语

(1) 优化水泥磨筒体衬板和活化衬板的结构，以控制物料流速，提高研磨效率，降低粉磨电耗。

(2) 对料风分离式隔仓装置在结构与工艺上都进行了优化，料流和气流分开，使得整个工艺系统调整磨内风量更加便利，二仓有效研磨长度增加，有助于改善通风、增加系统产量。

(3) 出料篦板采用压条与筛板的组合，既能防堵，又可提高通孔率，避免磨尾的粗颗粒物料与钢段从缝隙中进入到选粉机后再进入一仓。

(4) 研磨体级配对系统的产量和成品的质量有着非常重要的影响，合理的研磨体级配可提高粉磨效率，改善水泥成品质量。

参考文献

[1] 邹伟斌.水泥粉磨系统异常案例分析及解决措施(三)[J].新世纪水泥导报，2016，22(3)：55-62.

[2] 滕槟，邹伟斌，刘锋.开路水泥联合粉磨系统管磨机段相关问题的分析与探讨[J]，新世纪水泥导报，2015，21(5)：14-18.

[3]邹伟斌.粉磨过程与颗粒粒径分布及水泥性能的关系探讨[J].新世纪水泥导报.2018.24(2)：54-61.

来源：矿山机械杂志第49卷第9期

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