不同工艺水泥磨研磨体级配与装填的探讨ok.docx
《不同工艺水泥磨研磨体级配与装填的探讨ok.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《不同工艺水泥磨研磨体级配与装填的探讨ok.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
不同工艺水泥磨研磨体级配与装填的探讨ok
不同工艺水泥磨研磨体级配与装填的探讨-ok
不同工艺水泥磨研磨体级配与装填的探讨
徐汉龙
（陕西声威建材集团有限公司713703）
新型干法水泥工艺快速发展，水泥粉磨技术也向高效、节电方向快速变化，由传统多仓管磨机组成开路、闭路系统，与我国自主研制创新的磨内筛分技术和采用微型研磨体的高细高产磨与各种类型高效选粉机组成水泥粉磨系统向管磨机、辊压机、V型选粉机或打散分级机、O-SEPA选粉机组成不同工艺技术的水泥粉磨系统。
使整个粉磨系统取得了显著的增产、降耗效果。
笔者经历过由φ4.2×11m、φ4.2×13m磨机组成的预粉磨系统，由φ2.6×13m、φ3.0×11m、φ3.2×13m、φ3.8×13m磨机组成开闭路与高细高产及联合粉磨系统，由φ3.8×11m磨机组成的联合预粉磨系统，调试与生产实践。
这些不同工艺水泥粉磨系统入磨物料粒径大大的减小，粒径组成也相对较均齐，物料粗碎和中碎任务均在磨外完成，而管磨机只承担细碎和细磨及超细磨任务。
所以，对水泥磨的研磨体级配与装填技术要求不是很高，但目前对管磨机成品质量要求很高，0.08筛的筛余1%，0.045筛的筛余为10%，从这点意义上讲，管磨机研磨体级配与装填的合理性对系统产量、质量影响仍然是不可忽视的重要环节。
现将预粉磨系统（辊压机+管磨机+高效选粉机组成），联合粉磨系统（辊压机+打散机或V型选粉机+管磨机），联合预粉磨系统（辊压机+V型选粉机+管磨机+高效选粉机组成）的管磨机研磨体级配与装填谈点探讨认识。
1水泥磨机配球的基本原则
1.1配球时考虑的因素
根据入磨物料（熟料）粒径大小，物料特性与系统工艺技术和辊压机能力与磨机能力相对值大小有关，磨机规格性能、转速、磨内结构（各仓长度、衬板形式、隔仓板型式与篦缝的通料率），混合材品种与配比及水份，入磨熟料温度和熟料矿物组成等综合因素。
1.2入磨物料粒径的确定
为了解物料粒度分布状况，取入磨物料样用套筛或颗粒级配仪测定，然后进行粒径计算并作出相应的粒径组成曲线。
1.2.1入磨物料平均粒径计算
Dcp=
……………………..1
式中：
dcp------物料平均粒径mm
Gi-------各筛径筛上物重量
di---------各筛径上下层平均直径mm
1.2.2入磨物料粒度特性方程
Y=AXk………………..2
式中Y--------负累积百分数，即通过量累积百分数%
K------直线斜率
K=
………….3
X------筛孔粒径mm
A---------系数，用反求法：
A=
根据入磨物料粒度筛析，利用粒度特性方程式，求出通过量累积百分数80%和95%时物料粒径大小或任意粒径大小的累积百分数，供配球时使用。
1.3入磨物料粒度与球径的关系
研磨体尺寸的大小和欲磨细物料的粒度间有一定关系。
根据粉碎理论，体积假设及假想的“聚积层”的关系，可以理论上演证出来物料粒度与研磨尺寸间的关系（计算公式略）。
另外，FC邦德莱专家学者提出计算公式。
笔者根据多年实践使用KA拉朱莫夫公式较为简便。
计算公式如下：
DM’=i
…………mm4
式中DM’--------钢球直径mm
d’m---------入磨物料粒径mm
i=28---------是一个常数，也是一个系数
n=3
根据不同水泥粉磨工艺和入磨物料易磨性可对I系数值进行修正后即可应用该公式。
2预粉磨、联合粉磨、联合预粉磨系统管磨机研磨体级配
在已定的工艺技术（系统设备规格、性能和工艺技术流程及布置）的条件下，系统管磨机研磨体级配以入磨物料粒径分布和生产品种的质量指标要求为主线，现将研磨级配方法介绍如下。
2.1根据入磨物料筛析的最大粒径，按公式4计算出该仓使用最大球径，以最大球径作该仓最大的一级球，然后向下级规格以此类推，确定该仓配球规格种类（头仓一般为4-5级配，二仓3-5级配，三仓2级配）。
2.2根据入磨物料粒度的筛析，用公式1、2求dcp、X80、X95的粒径，根据不同工艺和生产品种确定入磨物料假设的平均粒径。
然后按公式4计算出平均球径。
2.3根据上述确定配球时选用研磨体规格、种类，然后确定物料粒径与相对应球径，（详见后述），按照该球径所对应入磨物料粒径分布的累积百分数减去上一级球径所对应入磨物料粒径分布的累积百分数，将该百分数（以小数）乘该仓研磨体总量后得出该球径在该仓的球量，然后根据经验进行修正，该仓的配球方案基本上就确定。
3预粉磨系统磨机研磨体级配。
以泾阳声威磨机规格为φ4.2×13m，功率3150KW与辊压机120/80，N=3000，O-SEPA组成的预粉磨系统为例。
3.1一仓配球物料经辊压机挤压后入磨物料粒度分布（见表1）
表1入磨物料粒度分布
筛孔mm
>19
16
9.5
7.0
5.0
2.36
1.0
0.2
0.08
0.045
<0.045
dcp
X80
X95
累积百分数%
2.54
4.8
10.9
18.75
28.97
44.66
52.07
64.11
75.53
85.05
100（14.95）
3.905
7.67
14.07
最大球径的确定：
入磨物料大于19mm筛径2.54%，按该筛径用公式4计算球径为φ74.71mm，取整数即为φ80mm，（预粉磨系统入磨物料混入边料效应的大颗粒或辊压机状态欠佳时，最大球径可提一级），这次配球最大球径为φ80m，该仓钢球种类组合以此类推，即φ80mm、φ70mm、φ60mm、φ50mm。
若遇到入磨物料粒度增大，或不开辊压机，一仓补入φ90mm球2-4吨即可。
平均球径的确定：
开辊压机时，计算平均球径用物料粒径（X80+X95）/2作为计算平均球径的物料粒径依据。
若X80≤6时，只用X95粒径为依据。
这次配球用物料粒径从表1中知均值为10.87mm，按公式4计算结果为62.03mm（取值范围62-66mm）。
不开辊压机计算平均球径时，用（dcp+X80+X95）/3，作为计算平均球径的物料粒径依据。
一仓配球组合见表2
表2配球组合
物料粒径mm
9.5
2.36
0.045
<0.045
∑
dcp
φ
相对应球径mm
80
70
60
50
累积百分数%
10.9
44.66
85.05
100
相应百分数%
10.9
33.76
40.39
14.95
相对球量T
6.54
20.256
24.234
8.97
60
64.06
27.97
修1
6
21
24
9
60
64
27.97
修2
7
24
22
7
60
65.17
27.97
在日常生产中，对入磨物料取样筛析，从中寻找入磨物料粒度特性，分布规律性数据，这样为研磨体级配调整提供规律性依据，从泾阳声威φ4.2×13m水泥预粉磨各级球量占该仓总量的百分数，φ80mm占10-15%、φ70mm占34-40%、φ60mm占34-40%、φ50mm占11-15%。
3.2二仓配球
以一仓最后点和二仓进口点的物料粒径分布均值作为二仓配球的依据，物料粒径分布见表3
表3入二仓物料粒径分布
筛孔mm
2.36
1.6
1.0
0.28
0.20
0.15
0.098
0.08
0.045
<0.045
dcp
X80
X95
累积百分数
0.71
0.825
1.27
6.26
10.01
12.305
30.16
39.05
70.12
100（29.88）
0.0671
0.852
1.4995
最大球径确定：
根据传统磨机一仓端点4.96mm的物料筛余为零，从表2知大于2.36mm筛余0.71%，其相对球径按公式4计算球径要大于37.28mm取整数，大一级选用的原则，该仓最大球径选用φ50mm的钢球。
该仓钢球种类组合为φ50mm、φ40mm、φ30mm、φ25mm、φ20mm、φ17mm（φ15mm）。
平均球径的确定：
X80≥1.0mm可选用（dcp+X80+X95）/3作为平均入磨物料粒径计算平均球径。
X80≤0.6mm时选用X95粒径作为计算平均球径的依据。
0.6mm≤X80<1mm时选（X80+X95）/2作为计算平均球径的依据。
从表3知X80=0.671mm；即这次配球选（X80+X95）/2=1.17575mm，按公式4求出相对平均球径为29.55mm，选用范围（27.55-31.55）mm。
配球组合见表4
表4二仓配球组合
物径mm
0.20
0.098
0.06
0.045
<0.045
∑
dcp
φ
相对球径mm
50
40
30
25
20
1组
累积百分数%
10.01
30.16
47.05
70.12
100
单独百分数%
10.01
20.15
16.89
23.07
29.88
球量T
16.016
32.24
27.024
36.912
47.808
160
29.88
31.36
修正
13.0
28
34
37
48
160
29.22
31.36
2组
物径mm
0.28
0.12
0.08
0.052
0.052
累积百分数%
6.26
21.2375
39.05
63.885
100
单独百分数%
6.26
14.9775
17.8125
24.225
36.115
球量T
10
25.572
26.908
39.736
57.784
160
27.995
31.36
修正
10
25
27
40
58
160
27.97
31.36
根据二仓使用经验，二仓φ50mm、φ40mm两级总量占该仓总量21-25%为好。
4联合粉磨系统磨机研磨体级配
以泾阳声威磨机规格为φ3.2×13m，功率1600KW与HFCG120/45辊压机、SF500/100打散机组成联合粉磨系统为例，同时参考铜川声威同系统磨机研磨体级配的经验。
该系统磨机为三仓管磨，一仓装球，二、三仓装锻。
泾阳声威该磨机系统是生产低碱425（相当于PII型水泥，同时熟料C2S>24%，相对较高，特别反映在细磨阶段粉磨阻力大，水泥比表面积相应偏低），磨机研磨体级配计算步骤、方法在预粉磨系统中详细叙述，不同工艺均是相同，本文只写研磨体级配的结果。
4.1一仓配球
入磨物料粒径分布见表5。
表5联合粉磨入磨物料粒径分布
筛孔径mm
9.5
7.0
5.0
2.36
1.6
1.0
0.28
0.20
0.15
0.098
0.08
0.045
<0.045
dcp
X80
X95
累积百分数%
0.045
0.13
2.43
5.16
7.11
12.84
3.25
38.75
41.05
49.95
55.79
65.85
100
0.615
2.835
6.54
从表5知一仓入磨物料筛径大于9.5mm占0.045%，相对球径为59.30mm取整数φ60mm该仓配球组合以此类推，即φ60mm、φ50mm、φ40mm、φ30mm、φ25mm五级配。
平均球径根据水泥品种、质量指标、物料易磨性、熟料强度选用物料粒径（dcp+X80）/2，或用X80作为计算平均球径。
根据上述要求，计算平均球径分别为33.58mm、39.63mm、41.81mm。
我们这次配球选用平均球径范围为35.83-37.63mm，配球具体组合见表6。
表6一仓研磨体级配
物料粒径mm
2.36
1.0
0.098
0.011
<0.011
∑
dcp
φ
相对球径mm
60
50
40
30
<25
累积百分数%
5.16
12.84
49.95
84.1
100
各级球量t
1.29
1.92
9.2775
85.375
3.975
25
36
27.26
修正
1.0
2.0
10.0
8.0
4.0
25
36.0
27.26
说明这次配球用<0.098mm筛余累计百分数作为计算φ30mm、φ25mm两级配，总量φ30mm球占总量2/3，φ25mm占总量1/3，所得表6φ30mm、φ25mm的球量。
也可用<0.08mm的累积百分数作为φ30mm、φ25mm两级球总量，取值视具体情况而定。
4.2二仓研磨体级配
进二仓物料粒径分布见表7
表7二仓首点物料粒径分布
筛孔mm
0.28
0.2
0.15
0.098
0.08
0.045
<0.045
累积百分数%
0.54
1.78
2.82
14.46
20.28
45.20
100
从表7知大于0.28mm筛的筛余为0.54%，其最大研磨体直径为18.32mm，取φ18×20的锻，该仓级配组合以此类推，即φ18×20mm、φ16×18mm、φ14×16mm三级配，各级量分别为7T、8T、10T，总量25T，平均锻径dcp=15.76，填充系数30%。
4.3三仓研磨体级配
进三仓物料粒径分布见表8
表8三仓首点物料粒径分布
筛孔mm
0.2
0.15
0.098
0.08
0.045
<0.045
累积百分数%
0.12
0.2
3.04
6.08
24.72
100
从表8知大于0.2mm的筛余为0.12%，而大于0.098mm筛余为3.04%，选用φ12×14mm和φ10×12mm的两种即可，其量分别为27T和48T，合计75T，平均锻径10.72，填充率系数32.35%若生产高标号水泥，产品质量要求高，φ12×14mm和φ10×12mm的比例为1：
（2.4-3.2）生产P.C32.5也可少许φ14×16mm段。
5联合预粉磨系统磨机研磨级配
联合预粉磨系统工艺在近年发展较快，生产时间相应较短。
现以陕西泾阳声威磨机规格为φ38×11m功率2240KW与CLF170/100辊压机、VX3000选粉机N3000型O-SEPA选粉机组成联合预粉磨系统为例。
5.1一仓研磨体级配
入磨物料粒径分布见表9
表9联合预粉磨入磨物料粒径分布
筛孔mm
1.6
1.0
0.28
0.2
0.15
0.098
0.08
0.045
0.045
X80
X95
dcp
累积百分数%
0.02
0.12
3.27
7.14
9.54
24.22
30.55
46.27
100
0.444
1.193
0.209
从表9知,一仓入磨物料筛径大于1.6mm占0.02%，筛径大于0.28mm占3.27%，相应球径为32.75mm和18.31mm，最大球径取φ40mm，也可取φ30mm。
因该公司熟料易磨性较差，生产高标号水泥，从表9知筛径大于0.2mm占7.14%，所以该仓配球最大球径选用φ40mm球，该级球对大于0.2mm以上物料细碎效果较好。
该仓配球组合以此类推，即φ40mm、φ30mm、φ25mm、φ20mm四级配。
平均球径选用物料粒径（X80+X95）/2或X95作为计算平均球径的依据，计算结果平均球径分别为26.19mm和29.70mm，若以（dcp+X80+X95）/3计算平均球径为23.82mm。
据报导目前国内该工艺系统一仓平均球径dcp=18.99-32.83mm，一般选用27±3mm范围，配球具体组合见表10。
表10一仓研磨体级配
物径mm
0.12
0.045
0.038
0.038
∑
dcp
φ
相对球径mm
40
303
25
20
累积百分数%
16.88
46.27
76.6
100
各级球量t
5.064
8.817
9.099
7.02
30
27.66
28.34
修正
4.0
9.0
10
7.0
30
27.33
28.34
若入磨物料X95≤0.8mm时，算出球径时乘系数K，见表11。
表11K系数值
X95mm
0.25
0.35
0.45
0.60
0.75
K系数
1.3
1.25
1.20
1.15
1.05
二仓研磨体级配
进二仓物料粒径分布见表12
表12二仓首点物料粒径分布
物径mm
0.28
0.2
0.15
0.098
0.08
0.045
0.045
累积百分数%
0.28
0.64
1.16
10.0
14.84
49.8
100
从表12知大于0.28mm筛筛余为0.28%，最大研磨直径为18.3mm，取φ18×20mm的锻，该仓级配组合经此类推，即φ18×20mm、φ16×18mm、φ14×16mm、φ12×14mm、10×12mm五级配，各级钢锻取量分别为10T、15T、38T、36T、24T，平均锻径为13.20mm，填充系数为30.56%。
据报导，国内该工艺系统二仓使用钢球种类φ30mm、φ25mm、φ17mm、φ15mm，平均球径16.98—21.0mm。
6研磨体填充系数
各种工艺管磨机各仓的填充系数在研磨体级配给出数据，这对泾阳声威三种粉磨工艺来讲是比较合理。
目前一般来讲控制在28-34%，以30%为基础，随着入磨物料颗粒粒径的大大下降，目前辊压机、V型选粉机、打散分级机使用，研磨体直径大大下降，相应填充系数增大，以提高研磨体量来提高磨机产量。
据经典试验，磨机填充系数40%，磨机产量最大，电耗高；填充系数28%，电耗最小。
笔者认为水泥粉磨磨机主电机负荷控制88-93%较合理，一仓填充系数27-29%，后仓逐渐提高，填充系数30-33%。
填充系数过高会增大磨况死区，反而使磨机磨况作用减弱，而电耗上升。
入磨物料粒径较细和小型磨机，磨机填充系数可选用高些，全磨研磨体装填量达设计量的95-97%，提高动力产量。
入磨物料粒径较粗和大型磨机，磨机填充数可选低些，全磨研磨体装填量达设计量88-92%，提高钢球产量，降低电耗。
7水泥磨机研磨级配和装填效果判断
磨机研磨体级配与装填效果，最直接反映是磨机产量、质量、电耗。
现将观察法、筛析法效果判断点滴经验介绍如下。
7.1观察法
7.1.1一仓能力的判断
三种水泥粉磨工艺的入磨物料粒径较细，研磨体级配一定要注重一仓能力，使磨内料流畅通的前提，也是磨机产量的基础，是稳定磨音维持正常生产必备条件。
磨内或该仓末点篦板处有无小渣小料或仓内有无小渣小料沉积移位。
无小渣小料存在说明最大球径和球量配比合适，若有小渣小料存在，说明大球径和球量需增加，具体增径增量视小渣小料颗粒大小和数量而定。
7.1.2球料比
一仓前端钢球冲击声不连续，磨音低，而在一仓中后部位磨音高，说明一仓料存量偏多，造成磨音不正常。
一仓露半个球面，或料球面持平，二仓料球面持平或料高出10-30mm，三仓料面高30-60mm或40-60mm。
闭路磨二仓，正常停磨观察，若料球段面平整，说明级配合理，若前部有凹部分，说明大直径研磨量不足，若仓尾部有凹部分，说明小直径研磨量不足。
观察仓内研磨堆积密度，从中看出那种球多，那种球少，为补球提供参考。
测定球料高度，算研磨体量，为合理填充系数提供依据。
7.2筛析法
一仓取样筛析0.08mm、0.2mm筛余值开始下降很快后，逐渐减缓，说明该仓配球基本合理，尤其是0.2mm筛余值下降很快，该仓配球是非常合理。
据经典报导：
传统开流水泥磨一仓末端>4.7mm，5.0mm的颗粒应全部消除，二仓末端>0.83mm，20#筛余小于1%，笔者根据生产实践经验体会如下:
7.2.1高细高产开流水泥磨：
一仓末端10#筛1.92mm筛余不超过60%或0.9mm筛余不超过10%，最多<12%，1.0mm筛余<10%，
二仓末端0.2mm筛余不超过3%。
7.2.2预粉磨：
一仓末端3.0mm筛余不超过0.5%，普通闭路或不开辊压机时1.92mm筛余<1.5%，或1.0mm筛余不超过4%。
二仓末端，0.2mm筛余不超过2.5%，最好2%，0.08mm筛余不超过26%，最好23%，不开辊压机时，0.2mm筛余不超过1.5%，最多不超过2%，最好为1%，0.08mm筛余不超过18%。
7.2.3联合粉磨：
一仓末端20#筛余不超过1%，1.0mm筛筛余等于0，0.2mm筛余<5%，最好在4%以内。
二仓末端0.2mm筛余<1%，最好为0。
7.2.4联合预粉磨：
二仓末端0.08mm筛余<6%，最好<5%，0.045mm筛余<23%，最好<20%。
升级会员 