岳艳超
苏州中材建设有限公司 江苏昆山 215300
摘要：重视预粉磨装备及技术的发展，就是重视水泥联合（半终）粉磨工艺系统的粉磨效果。预粉磨段主机的吸收功耗越大，管磨机段主电机电耗降低越多，系统的总节电效果越显著。随着预粉磨段主电机功率与管磨机主电机装机功率比值的增加，预粉磨段处理能力进一步增大，投入的功耗越多，整个粉磨系统电耗降低的幅度也更大。在水泥粉磨生产线改造过程中，将高压力多辊外循环立磨用于预粉磨段，是降低粉磨电耗的发展方向之一。辊压机联合（半终）水泥粉磨系统中辊压机的吸收功耗至少应≥9.0 kWh/t，高值可以达到12.0 kWh/t，在此范围内越高越好。辊压机联合（半终）粉磨系统中，辊压机运行常常表现为不够平稳、时有偏辊现象发生、液压系统压力输出不稳定、操作不灵敏、液压系统现场“跑冒滴漏”严重、控制关键元器件购置困难等。建议采用辊压机SPC控制系统进行改造，以确保辊压机应保持稳定和较高的工作压力，确保良好的挤压做功能力，确保有更多的细粉产出，有利于系统高效低耗运行。
关键词：预磨辊压机；处理能力；电耗；辊压机
引言：在水泥生产过程中，降低电耗是企业降低生产成本的重要途径之一，是水泥工程技术人员不懈的努力与追求。中国建材联合会提出的第二代新型干法水泥制备技术，针对水泥粉磨工段制定的可比电耗定额指标为≤27 kWh/t，可比水泥综合电耗定额指标为≤65 kWh/t（均以P·O42.5级水泥计） 。最新GB/T16780《水泥单位产品能源消耗限额》国家标准报批稿中，将水泥粉磨工段电耗等级划分为3个等级。其中，粉磨工段电耗3级定额指标为≤32 kWh/t，粉磨工段电耗2级定额指标为≤28 kWh/t，粉磨工段电耗1级定额指标为≤26 kWh/t。现阶段，我国水泥行业大多数水泥粉磨系统配置了高效率料床预粉磨技术装备，并且采用了多种低能耗设备与技术组合，与初期的管磨机+选粉机配置的一级闭路粉磨系统以及不带分级机的预粉磨系统电耗相比，已降低了几个数量级。但从现场了解的情况来看，没有达到第二代新型干法水泥制备技术指标、没有达到GB/T16780《水泥单位产品能源消耗限额》的要求的水泥粉磨系统还很多。没有达标的原因很多，有的是预粉磨系统存在问题，有的是管磨机结构不合理，有的是分级技术需要优化，这些都需要我们从实际出发，对没有达标的粉磨系实施有效的统优化改造。本文就水泥预粉磨装备及技术的发展现状进行分析，并结合生产实际对相关新技术进行介绍。
1 、预粉磨设备与技术发展概况
1977年，以联邦德国科劳斯特尔大学选矿冶炼工学院Schonert教授的料床粉磨理论为基础研发推出的高压挤压预粉磨设备——辊压机Roller Press（同年Schonert教授申报并获辊压机专利权之后，德国KHD公司、Krupp Ploysius公司、Koppern公司以及Alpine公司购买了Schonert教授的辊压机专利技术），1981年第一台辊压机样机在德国问世。1985年12月由KHD公司制造的世界第一台RP180-57辊压机在德国里敏（Leimen）水泥工厂与Φ2.8 m×14 m管磨机配套作为预粉磨（无分级机配置）投入工业应用，运行后，粉磨系统增产幅度为34%，节电幅度为37% [2] 。同时期，由日本秩父小野田（ONODA）株式会社与川崎重工（KHI）联合研发推出了高效率料床碾压设备——CKP外循环预粉磨立磨（轮胎形三磨辊与凹槽盘结构，机械卸料形式，顶部无分级机配置）。由于各方面的原因，在后续的一段时间，应用于水泥粉磨系统中预粉磨段的主机设备中，辊压机的配用比例大于外循环预粉磨立磨。初期的应用设计为纯粹意义上的预粉磨工艺，由辊压机或外循环预粉磨立磨这两种高效率料床预处理设备组成的粉磨系统中，预粉磨段仅作为缩小入磨物料粒径的粉碎（仅相当于破碎机的功能，但破碎机处理后的物料微观结构无裂纹，仅完成物料粒径缩小的任务，最多也就是利用振动筛或回转筛形成磨前闭路循环，获得粒径小于筛孔的入磨物料），均未配置动态分级机或静态分级机，常用工艺就是切除边料实施循环挤压，而采用磨辊中部最大压力区挤压的物料入磨（粒径小，细粉多，裂纹多）。这种无分级机配置的预粉磨工艺，进入管磨机的物料颗粒粒径分布范围宽（粒径粗细不均匀），一仓仍需要配用Φ80甚至Φ90的钢球，导致粉磨系统的增产、节电幅度受到一定的限制（一般增产幅度在30%～50%，节电幅度≤15%）。?
.png)
随着物料分级机技术与装备制造技术的快速发展，现已推出不少于八种不同形式的分级机。用于预粉磨段的动态筛分分级机或者一级V型静态分级机，以及动态+静态两级组合的物料分级机，为进一步提高水泥粉磨系统产量，降低粉磨电耗奠定了坚实的基础。由高效率料床预粉磨设备（辊压机或外循环预粉磨立磨）+动态分级机或一级V型静态气流分级机（或一级V型静态气流分级机+二级动态气流分级机组合）+管磨机+高效率成品选粉机相结合组成的联合（半终）粉磨系统（即“分段粉磨”技术）得到了极其广泛的应用，大幅度降低了水泥粉磨系统电耗。
2、台初磨机技术性能与系统磨粉效率对比??
均能达到增产节电的目的。与辊压机相比，现阶段开发发布的外循环预磨立磨一般采用3～4辊磨辊。磨盘线速度高，磨辊工作压力高，外置预循环粉必须积极采用容量，研磨系统以降低功耗，辊压磨辊采用碳化钨 (WC) 螺柱辊表面。??????
3、预磨系统和半终磨系统的优化改造
国内设备制造厂家，积极针对外循环预粉磨立磨液压系统存在的技术问题实施改进，有效提高了磨辊投影压力，料床粉磨特性更稳定（随着新技术、新材料与新工艺的不断发展与进步，现阶段磨辊投入的工作压力已由过去的8～10 MPa提高至14 MPa以上，运行工作压力稳定在13 MPa）。入机水泥物料在磨内经多个高压力磨辊的多次碾压，能够产生更多的成品量，供给磨外高效选粉机分级（根据应用工厂取样测试，出机物料中＜90μm的细粉含量在45%以上，碾压后的物料微观裂纹较多，提高了易磨性）。此外，在粉磨系统运行过程中，还可以对旋风收尘器提取的成品比例实施调节，非常方便地控制进入管磨机的物料细度与比表面积。通过对后续管磨机进行磨内结构优化配置与研磨体级配调整，能够显著提高磨内磨细能力，促使粉磨系统获得优质高产低电耗。在水泥粉磨系统实施节能技术改造过程中，外循环预粉磨立磨已凸显出优良的技术性能。
与传统依靠旋转锤头空中打击方式、实施单粒物料低效率破碎的细碎机（反击式、冲击式等，立式或卧式结构）相比，经高压料床预粉磨设备挤压或碾压处理后的物料，同时具备“粒径效应、裂纹效应与部分成品含量”三大显著的技术优势。根据德国KHD公司测试，由高压力辊压机挤压经气流分级机分级后的物料中＜32μm的水泥成品颗粒含量可达到30%左右。德国Krupp Ploysius公司测试了该公司制造的Ploycom辊压机，一次性挤压处理后的物料中＜250目（61μm）的细粉含量可达30%以上 [4] 。扫描电子显微镜显示，经高压挤压或碾压处理后的入磨物料，磨辊的高投影压力导致物料微观结构中的裂纹数量与晶格缺陷显著增加，对易磨性的改善更多（微观裂纹与晶格缺陷的增多，是物料易磨性得以显著提高的根本原因。鉴于所用材料品种以及材料自身晶体结构不同，经高压料床预粉磨处理后，粉磨功指数W i 一般可降低25%以上），大幅度提高了系统产量，降低了粉磨电耗。?????
4、结论
复合（半成品）磨粉系统提高产量和节省动力的关键条件之一是在辊压机的预磨部分保持稳定和高的工作压力，这取决于材料的磨粉性能: 压制功能产生更细的粉末，这对于研磨和成型管磨机部分非常有用。在生产现场应用辊压机30多年的过程中，存在辊压机运行不顺畅、出现弯曲现象，这将有针对性地解决上述辊压机机电液压一体化技术问题，稳定辊压挤出工作效率。????????
参考文献：
[1]姜旭昌．浅谈水泥回转窑型式的发展[J]．新世纪水泥指南，2020（1）：5-17。??
[2] 黄友峰, 王岚, 顾正义.?水泥工业挤压粉磨新技术[M].?北京：中国建材工业出版社，1996。??