提高Ф3.8×13m水泥球磨机时产量的方案

发布时间:2012-04-13 09:02:58作者:红星机器

前言

球磨机

某厂为Ф3.8×13m水泥球磨机,自投产以来未达到其设计能力65t/h,台产一直波动在50—60t/h之间,同时由于烧成工艺的改进及一系列技术改造,熟料生产能力有了显著的提高,致使磨产量与窑产量能力的匹配问题进一步加深,从而经常导致熟料库满、水泥库存不多、常脱销的状况,能耗高、效益低下。

球磨机

为此,该厂积极采取措施,努力提高水泥粉磨系统的生产能力已成了迫切需要,水泥粉磨效率的提高,涉及粉磨工艺、设备及操作参数等诸多因素,欲有效提高整个系统的生产能力,必须综合分析各种因素,找出影响该磨机台产的主要原因,并进行全面的优化,从而有效地提高磨机产能。

1、影响该磨机能力的主要因素

熟料过剩、水泥常脱销,制约着该厂的发展,经过长达数月的观察分析,影响该Ф3.8×13m水泥磨能力的主要因素有以下几方面。

球磨机

①经观察该磨机出磨提升和O-Sepa选粉机电流高、负荷重,循环负荷率高达240%,选粉效率很低才25%左右,通过作筛析曲线也得到了印证,在一仓曲线很陡,二仓曲线接近水平线,显然该磨机一仓冲击力太强,二仓研磨能力严重不足。

②该磨机一仓采用的是阶梯衬板,它是水泥磨粗磨仓使用广泛的衬板形式,其阿基米德螺线状弯曲表面保证了磨机运转过程中能均衡地将研磨体提升到一定高度,从而增大其冲击粉碎物料的作用,但这种衬板仍然不能克服钢球与之点接触的缺点;二仓采用的是波纹衬板。同时该厂所用阶梯衬板材质存在一定的缺陷,三个月左右时间下来,阶梯已被磨耗不存在了。

球磨机

③该磨机两个仓所用的钢球材质较差,刚补上不出一月时间,碎球、变形球较多,改变了研磨体在磨内的运动状态,冲击、研磨能力减弱,影响了磨机的能力。

④该磨机使用了助磨剂,但由于以上等种种因素的影响,助磨剂所起到的粉磨效果并不明显,且助磨剂价格昂贵,用起来得不偿失。

2、水泥粉磨系统技术措施的优化

鉴于以上影响磨机产能的主要因素,该厂对水泥粉磨系统进行了全面的优化,以期待该磨机能力的更大化。

2.1 磨机的结构改进

磨机本身的结构也是影响其粉磨能力的重要方面。它包括磨内各仓长度的设置、衬板的形式、隔仓板的类型等。

①磨机内各仓的长度

球磨机

针对一仓冲击能力较强,二仓研磨能力较弱的状况,为了使各仓能力相匹配,该厂采取了适当缩短粗磨仓长度、增大细磨仓长度的做法,对磨机内部结构作了适当调整,将一仓长度由原来的5.35m缩短为4.85m,即把隔仓板向前移动一块衬板长度,二仓长度由原来的7.25m增加到7.75m,从而增加了细磨仓的研磨能力,提高了粉磨效率。

②磨内衬板的改进

针对该磨机所用衬板状况,通过改进,一仓采用曲面阶梯衬板,加大研磨体落差,提高冲击能力;二仓采用具有分级和提升作用的双曲面衬板,从而为提高粉磨效率,降低电耗创造条件。

2.2 研磨体的装载量及其级配

①研磨体的装裁量

球磨机

球磨机中研磨体的装载量通常是根据填充率来确定的,一般球磨机的填充率多为0.28~0.32。许多研究和实践证明,研磨体的填充率可以适当增大,即可适当增加研磨体的装载量,细磨仓尤其如此。首先,增大研磨体填充率在不改变级配的前提下可增加粉碎或粉磨的几率;其次,填充率增大后,研磨体的关键向磨机的轴线靠近,总作用力矩并无明显增大,故不会对功率传动造成影响。实际上,磨机配套电机的功率储备完全允许在一定范围内增加装载量。

②研磨体的级配优化

球磨机

由于粗磨仓缩短了50mm,细磨仓能力得到了加强,为了保证粗磨仓的能力,该厂将粗磨仓的平均球径由70mm提高到74mm,从而保证了原来的粗磨仓能力不致过低,使磨机总体能力提高。该厂研磨体级配见表1。

表1 Ф3.8×13m水泥磨研磨体级配表

仓位项目 Ⅰ仓 Ⅱ仓 合计
钢球规格(mm) 90 80 70 60 50 小计 40 30 25 20 15 小计

装载量 (t)

17 24 16 11 8 76 22 28 28 22 11 111 187
平均球径(mm) 74.08 27.25 46.28
填充率(%) 31.70 28.97 30.02
仓位尺寸 长度(m) 有效内径(m)

有效容积(m3)

长度(m) 有效内径(m)

有效容积(m3)

磨有效容积(m3)

4.85 3.7 52.12 7.75 3.7 83.29 135.41

钢球容积(m3)

16.52 24.13 40.65

钢球容重(t/m3)

4.6


3、水泥粉磨系统工艺措施的优化

3.1 采用煤矸石作混合材料

球磨机

使用助磨剂能消除水泥颗粒之间、水泥和钢球之间的粘聚现象,增大水泥的流动性,提高磨机产量,还能提高3~30um颗粒含量,对改善水泥性能十分有利。同时可以提高水泥磨产量、降低水泥磨电耗、增进水泥强度,但助磨剂价格昂贵,致使水泥成本增高得不偿失。同时针对该厂所用助磨剂的效果,决定采用煅烧后煤矸石作混合材,既能降低水泥成本、增加水泥产量,同时具有助磨剂的功能,需要注意的是,利用煤矸石作水泥混合材生产复合水泥,煤矸石先进行煅烧,同时应控制煤矸石Loss≤5%,S03≤3%。掺加煤矸石具有一料两代(代混合材、代助磨剂)的作用,可在有效提高磨机产量、降低水泥成本的同时能较大幅度地增加水泥的比表面积,这意味着水泥中细颗粒的含量增大,有利于提高水泥的早期强度。煤矸石是廉价的助磨剂,矿渣具有优良的潜在水硬性,通过合适的SO3(石膏)的激发,可得到较高的水泥强度,对提高水泥磨产量、增进水泥强度、降低粉磨电耗起到了积极作用。

球磨机材质

3.2 降低入磨物料粒度、减少混合材水分

在影响磨机产量、质量诸多因素中,入磨物料的水分、粒度。所以必须严格控制入磨物料粒度和尽可地减少入磨物料水分,以尽可能地提高磨机产量、降低电耗,追求效益更大化。

①加强混合材烘干、严格控制入磨物料水分

水泥细度越细,对水分越敏感,水分较大时就会糊球糊磨。一般认为,入磨物料综合水分每增加1%,磨机产量会降低10%。当水分大于5%时,磨机就基本“停止”粉磨了。该厂从两个方面来加强矿渣的烘干,一是利用天时,当天气晴朗时,将矿渣放在坝子里进行晾晒(一到两天的用量),一旦将要下雨时,及时地利用铲车将矿渣铲回堆棚;二是通过立式烘干机,利用窑头篦冷机废气,将矿渣烘干,这样就基本解决了矿渣水分重的问题。因石膏掺量不大,且本生水分不重,故石膏水分对粉磨的影响可以忽略不计。

球磨机

②及时调整熟料破碎机间隙,减小入磨物料粒度

降低入磨物料粒度,可降低单位产品电耗,提高水泥粉磨能力。入磨物料粒度大小是影响磨机产量的主要因素,粒度小可减小钢球的平均球径,在装载量相同的情况下,钢球个数增加,钢球的总面积增加,可增加钢球与物料的接触面积,提高粉磨效率。该厂通过调整熟料、煤矸石、石膏破碎机间隙,控制入磨物料粒度由以前的20mm以下降到了15mm以下,对加强水泥粉磨起到了积极作用。

③强化磨内通风

球磨机

加强磨内通风对产质量都有明显影响,通风好,不仅可将细粉及时排出磨机,以免形成过粉磨,而且还可以带走粉磨热量,降低磨内温度,减少石膏脱水和磨内糊球堵篦的机率。可减少磨内缓冲垫层现象,有利于加快磨内流速,可起到提高磨机产量,另一方面可达到收集细粉尘量的目的,因提高产量相应地降低了磨机电耗,但通风量过大将使收尘颗粒增大,从而影响水泥产品细度,对质量不利,当通风量增大到一定程度时,会使粉磨单位产品电耗增加,该厂通过在进料口处开通风口、下料溜子作成阶梯形、放大隔仓板和出料篦板的孔以及卸料口加强锁风等措施加以改进,不仅可解决堵料现象,而且还能加大通风面积。

3.3 降低进磨熟料温度

①加强物料管理。主要是在熟料库内根据熟料温度进行合理调节,要求岗位工按规定严格操作,并予以考核。随时用温度计进行检测,避免温度很高的熟料入磨头仓,杜绝红料入磨,如熟料温度过高可适量喷水。

球磨机

②篦冷机内喷水。喷水位置在篦冷机中部,采用¢15mm的镀锌管钻两排¢1.2mm的小孔,喷水量控制在500-600kg/h,经测试出磨水泥温度可降低10℃左右。以上喷水措施降温效果明显,但也有副作用。篦冷机内喷水使部分水汽带入篦冷机尾部的破碎机内,水汽捕捉熟料粉尘在破碎机内壁形成粘结,久而久之影响破碎机的正常运转。因此,要勤观察熟料温度,根据熟料温度及时调整喷水量,每隔一段时间要对熟料破碎机进行清理。

4、水泥粉磨系统优化后的效果

①通过采取以上措施,水泥磨台时产量由60t/h提高到了80t/h,粉磨效率达到了更大化。

②由于煤矸石一料两代(混合材、助磨剂)的作用,起到了积极的效果,故该厂取消了价格昂贵的液体助磨剂,创造了可观的经济效益。以前每月使用液体助磨剂20t左右,每吨液体助磨剂7000元,助磨剂一项费用就可节约140000元。

球磨机客户现场

该厂通过对水泥粉磨系统进行技术和工艺措施的全面优化,使水泥磨能力得到了显著提高,结束了熟料经常满库、水泥常脱销的状况,同时采用煅烧煤矸石作水泥混合材和助磨剂,不仅解决了环境污染而且取代了价格昂贵的助磨剂,具有显著的经济效益和社会效益。

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