第六節(jié)物料粉磨

在水泥生產(chǎn)過程中，磨制生料、制備煤粉和制成水泥都要進(jìn)行粉磨作業(yè)。因此，物料的粉磨量很大，每生產(chǎn)lt硅酸鹽水泥至少有3t物料（包括原料、燃料、熟料、混合材、石膏等）需要經(jīng)過粉磨。物料粉磨需要的動力約占全廠動力的60%以上。在水泥工廠的設(shè)計(jì)中，合理選擇設(shè)計(jì)粉磨設(shè)備及粉磨系統(tǒng)非常重要。一、粉磨方法

——干法、濕法兩種。在濕法生產(chǎn)的水泥廠中，是將原料配合入磨粉磨為含水30～40%的生料漿，而后喂入濕法回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒為水泥熟料。在干法水泥生產(chǎn)中，則是將原料配合入磨粉磨為生料干粉，而后喂入干法回轉(zhuǎn)窯或經(jīng)成球喂入立窯內(nèi)煅燒為水泥熟料。干法水泥生產(chǎn)熱耗低。隨著現(xiàn)代新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與完善，干法生產(chǎn)已成為今后水泥生產(chǎn)方法的發(fā)展方向。

將原料配合入磨粉磨為含水30～40%的料漿;

將原料配合入磨粉磨為干粉。二、粉磨系統(tǒng)

（一）水泥生料粉磨系統(tǒng)

1．生料粉磨流程和設(shè)備發(fā)展情況隨著新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，為了適應(yīng)不同原料和工藝的要求，提高粉磨效率，生料粉磨系統(tǒng)也得到了不斷的改進(jìn)和發(fā)展。近年來，其發(fā)展特點(diǎn)如下：

1）原料的烘干和粉磨一體化，烘干兼粉磨流程得到了廣泛應(yīng)用。并且由于結(jié)構(gòu)和材質(zhì)方面的改進(jìn)，輥式磨獲得了快速發(fā)展，得到廣泛應(yīng)用，粉磨電耗顯著降低。

2）磨機(jī)與新型高效選粉機(jī)，輸送設(shè)備相匹配，組成了各種新型干法閉路粉磨流程，提高了粉磨效率，降低電耗。

3）設(shè)備日趨大型化，以簡化設(shè)備和工藝流程，與窯的大型化相匹配。鋼球磨的最大直徑已達(dá)5.5m以上，電動機(jī)功率達(dá)6500kW以上，臺時產(chǎn)量達(dá)300t以上。輥式磨系列中磨盤直徑已達(dá)5m以上，電動機(jī)功率5000kW以上，臺時產(chǎn)量500t以上。

4）新型節(jié)能粉磨設(shè)備——輥壓機(jī)作為預(yù)粉碎設(shè)備得到應(yīng)用。

5）采用預(yù)烘干（或預(yù)破碎）形式組成烘干（破碎）粉磨聯(lián)合機(jī)組。提高了粉磨、烘干效率，簡化了工藝流程。

6）管磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)：如新型環(huán)向溝槽襯板，揚(yáng)料板角度可調(diào)的隔倉板等。7）利用懸浮預(yù)熱器窯和預(yù)分解窯320～350℃的廢氣烘干原料，發(fā)展了各種烘干磨。8）采用電子定量喂料秤，X熒光分析儀、電子計(jì)算機(jī)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，控制原料的配料，為入窯生料成份的均齊、穩(wěn)定創(chuàng)造了條件。9）磨機(jī)系統(tǒng)操作自動化。應(yīng)用自動調(diào)節(jié)回路及電子計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)，代替人工操作。力求生產(chǎn)穩(wěn)定。2．生料粉磨流程和粉磨設(shè)備的選擇1）選用粉磨流程和粉磨設(shè)備需要考慮的因素（1）入磨物料的性質(zhì)物料的性質(zhì)主要包括水分、粒度、易磨性和磨蝕性，也要考慮粘土質(zhì)原料中的含砂量及石灰質(zhì)原料中燧石的影響。（2）粉磨產(chǎn)品的細(xì)度要求所選的粉磨流程和設(shè)備應(yīng)盡可能便于控制粉磨產(chǎn)品的細(xì)度。（3）生料粉磨系統(tǒng)的要求小時產(chǎn)量生料粉磨系統(tǒng)的要求小時產(chǎn)量，由主機(jī)平衡計(jì)算確定。所選生料磨的生產(chǎn)能力，應(yīng)能滿足這一要求。同時，為了簡化工藝線，對一臺窯來說，一般只配置一臺生料磨，而對大型窯來說，生料磨的設(shè)置也不宜超過兩臺。（4）粉磨電耗所選的粉磨流程和設(shè)備應(yīng)盡可能符合節(jié)省電耗的要求。干法生料磨的電耗應(yīng)在63MJ/t（17.5kWh/t）生料以下。（5）廢氣余熱利用的可能性對于干法生料磨和煤磨來說，應(yīng)考慮盡可能利用廢氣余熱來烘干原料和燃料，使生料粉磨與烘干作業(yè)同時進(jìn)行，以節(jié)約烘干熱能，節(jié)省烘干設(shè)備，簡化生產(chǎn)流程。（6）操作的可靠性和自動控制以及設(shè)備的耐磨性能。（7）所選的生料粉磨設(shè)施應(yīng)力求占地面積小，需要空間小和基建投資低。2）干法生料粉磨流程和設(shè)備選擇

干法生料粉磨系統(tǒng)主要有下列幾種型式：

開路流程：管磨；

閉路流程：管磨、烘干磨。

閉路烘干磨又分下列幾種型式：

鋼球磨：主要有風(fēng)掃磨和提升循環(huán)磨（有單倉尾卸、雙倉尾卸、雙倉中卸等）；

輥式磨：亦稱立式磨或輥輪磨；

輥壓機(jī)：亦稱擠壓機(jī)或雙輥磨。開路管磨和閉路管磨對進(jìn)磨物料水分的要求比較嚴(yán)格，必須把水分較高的原料預(yù)先進(jìn)行烘干后才能加入磨中粉磨。烘干磨由于能同時進(jìn)行物料的烘干和粉磨，并可大量利用溫度為320～350℃的廢氣的余熱，烘干平均水分達(dá)6～8%的原料，故目前得到了廣泛的應(yīng)用，而分別進(jìn)行烘干、粉磨的流程已很少采用。

常見的生料烘干兼粉磨流程有如下幾種:

（1）風(fēng)掃磨烘干兼粉磨系統(tǒng)

在磨尾排風(fēng)機(jī)的抽力作用下，熱風(fēng)進(jìn)入磨內(nèi)，已被粉磨的生料由通過磨內(nèi)的熱風(fēng)帶入粗粉分離器內(nèi)分選，粗粉再次回磨，細(xì)粉由旋風(fēng)收塵器收集，為了減少熱耗，部分廢氣重新返回磨內(nèi)循環(huán)使用，其余廢氣經(jīng)收塵器凈化后，排入大氣中。其流程如圖4.6—1所示。此流程的優(yōu)點(diǎn)是熱廢氣利用率高，流程簡單，輸送設(shè)備少，維修工作量小，設(shè)備利用率高，允許進(jìn)磨物料水分較高，可烘干水分含量8～12%的原料。當(dāng)原料水分含量高，要求烘干能力強(qiáng)，風(fēng)掃和提升物料所需的氣體量與烘干物料所需的熱風(fēng)量相匹配時，系統(tǒng)效率高。否則，則會造成粉磨單位產(chǎn)品的總電耗較高。圖4—6.1在風(fēng)掃磨內(nèi)烘干—粉磨流程

圖4—6.2預(yù)破碎烘干兼粉磨流程1—破碎機(jī)；2—磨機(jī)；3—粗粉分離器；4—旋風(fēng)筒；5—排風(fēng)機(jī)（2）尾卸提升循環(huán)烘干兼粉磨系統(tǒng)

物料從磨頭喂入，經(jīng)烘干倉和粗磨倉后進(jìn)細(xì)磨倉，物料由磨尾卸出，由提升機(jī)送到選粉機(jī)內(nèi)進(jìn)行選粉，粗粉由磨頭喂料端重新入磨，細(xì)粉作為成品。來自窯系統(tǒng)的熱廢氣或熱風(fēng)爐的熱氣體從喂料端進(jìn)入，窯尾廢氣可烘干含4～5%水分的原料，在利用熱風(fēng)爐高溫氣體時，烘干的水分可達(dá)8%。出磨廢氣經(jīng)收塵器凈化后排入大氣中。此系統(tǒng)的烘干能力差，在采用大型磨機(jī)而又利用窯尾廢氣作為烘干介質(zhì)時，需要增加一些輔助烘干設(shè)施。例如，常在磨機(jī)粉磨倉前增設(shè)烘干倉、立式烘干塔、選粉機(jī)內(nèi)烘干、預(yù)烘干破碎機(jī)組等，以適應(yīng)不同水分含量原料的烘干要求。圖4—6.3尾卸提升循環(huán)烘干—粉磨流程圖4.6—4帶立式烘干塔的尾卸提升循環(huán)烘干兼粉磨流程1—輔助熱風(fēng)爐；2—磨機(jī)；3—旋風(fēng)筒；4—收塵器

圖4.6—5在選粉機(jī)內(nèi)烘干的烘干—粉磨流程

圖4.6—6在選粉機(jī)和磨機(jī)內(nèi)烘干的烘干—粉磨流程

（3）中卸提升循環(huán)烘干兼粉磨系統(tǒng)

喂入磨內(nèi)物料先在烘干倉內(nèi)經(jīng)過烘干，再進(jìn)入粗磨倉進(jìn)行初次粉碎。然后從磨機(jī)中部卸出，由提升機(jī)送入選粉機(jī)，選出合格細(xì)粉。粗粉中的少部分入磨頭，大部分入磨尾細(xì)磨倉，比例約為l:4。磨機(jī)粗、細(xì)粉分開，有利于最佳配球。物料出粗磨倉后經(jīng)過分級設(shè)備及時選出產(chǎn)品，減少了細(xì)磨倉喂料中的細(xì)料，消除了過粉磨現(xiàn)象，從而提高了粉磨效率。磨頭喂入部分粗粉，可以起到加速物料流速，增強(qiáng)粉磨的作用，同時也均衡了兩倉的負(fù)荷。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是密封困難，系統(tǒng)漏風(fēng)較多，生產(chǎn)流程也比較復(fù)雜。圖4.6—7中卸提升循環(huán)烘干—粉磨流程

（4）輥式磨系統(tǒng)

輥式磨——立磨。常用的輥式磨有LM（菜歇磨）、伯力鳩斯磨、ATOX磨、雷蒙磨、MPS磨、E型磨、MB磨等。已投產(chǎn)的輥式磨，生產(chǎn)能力已超過500t/h，產(chǎn)品系列中生產(chǎn)能力最大者可達(dá)1000t/h。輥式磨——風(fēng)掃磨。內(nèi)部裝有粗粉分離器而構(gòu)成閉路循環(huán)，烘干與粉磨作業(yè)同時進(jìn)行。物料在回轉(zhuǎn)的底盤與磨輥間受到擠壓而被粉碎，磨機(jī)底部進(jìn)入熱風(fēng)及時將被粉碎的物料帶到粉磨室上部的分離室內(nèi)，或卸出磨外由提升機(jī)提至分離器分離，粗粒被分離后返回磨盤再進(jìn)行磨細(xì)，細(xì)粉隨氣流到收塵器被收集下來即為成品。圖4.6—8磨外循環(huán)輥式磨

圖4.6—9輥式磨產(chǎn)品收集流程（一）圖4.6—9輥式磨產(chǎn)品收集流程（二）（5）輥壓機(jī)

輥壓機(jī)是一種料床粉碎設(shè)備，其能量利用率高。輥壓機(jī)可用于粉磨水泥原料及熟料。輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)的流程可分為以下幾大類：預(yù)粉磨系統(tǒng)

——預(yù)粉磨系統(tǒng)見圖4.6—10。在現(xiàn)有粉磨系統(tǒng)中，安裝一臺輥壓機(jī)作為預(yù)粉磨設(shè)備，可以使產(chǎn)量大輻度提高。物料喂入輥壓機(jī)，擠壓過的料片再喂入磨機(jī)，在閉路系統(tǒng)中進(jìn)行最終粉磨。終粉磨系統(tǒng)

——終粉磨系統(tǒng)見圖4.6—11。經(jīng)配和的各種物料喂入輥壓機(jī)后，壓成碎片，然后在細(xì)粉碎設(shè)備中將團(tuán)聚在一起的細(xì)粉打散，同時使已經(jīng)壓出裂紋的小顆粒進(jìn)一步粉碎。圖4.6—10預(yù)粉磨系統(tǒng)流程

1—料倉；2—輥壓機(jī)；3—磨機(jī)；4—提升機(jī)；5—選粉機(jī)；6—粗分離器；7—收塵器；8—排風(fēng)機(jī)

預(yù)粉磨系統(tǒng)流程圖4.6—11終粉磨系統(tǒng)流程1—料倉；2—輥壓機(jī)；3—打散機(jī)；4—提升機(jī)；5—粗分離器；6—選粉機(jī)；7—收塵器；8—排風(fēng)機(jī)

部分終粉磨系統(tǒng)流程混合粉磨系統(tǒng)

——混合粉磨是預(yù)粉磨和終粉磨相結(jié)合的方式，見圖4.6—12。從選粉機(jī)中卸出的一部分粗粉回入磨中、一部分粗粉與原料一起喂入輥壓機(jī)進(jìn)行循環(huán)粉磨。聯(lián)合粉磨系統(tǒng)

——聯(lián)合粉磨是當(dāng)今輥壓機(jī)應(yīng)用的主要流程。輥壓機(jī)自成系統(tǒng)，料餅經(jīng)粗選粉機(jī)分選，粗料全部返回輥壓機(jī)再壓，因?yàn)轭w粒粗不再需要料餅再循環(huán)而又能大大提高輥壓饑的循環(huán)量。由于回料部分的細(xì)粉已被選出，就使輥壓機(jī)輥壓更為有效，不再作無用功。分選后的細(xì)粉部分作為中間產(chǎn)品喂入后續(xù)球磨機(jī)，因?yàn)榱６刃《鶆颍浅Ｓ欣谀C(jī)的配球，粉磨效率高。圖4.6—12混合粉磨系統(tǒng)流程

混合粉磨系統(tǒng)流程

磨機(jī)類別預(yù)破碎機(jī)磨機(jī)本身風(fēng)機(jī)及附屬設(shè)備總電耗[MJ/t(kWh/t)]風(fēng)掃球磨1.4457.2415.8474.52(20.7)雙倉尾卸提升循環(huán)磨1.4450.0818.0069.52(19.3)雙倉中卸提升循環(huán)磨1.4446.0819.0866.60(18.5)輥式磨--27.3625.2052.56(14.6)幾種生料烘干磨的電耗比較表4—13

（6）各種粉磨系統(tǒng)的選用條件

①鋼球磨與輥式磨的選用條件

對于鋼球磨系統(tǒng)與輥式磨系統(tǒng)的選型，主要應(yīng)考慮物料水分、難磨程度、電耗和維修條件。a.從物料水分及電耗方面分析：

磨機(jī)驅(qū)動電機(jī)電耗，對于鋼球磨來說總是較高的，一般為50.4～54.0MJ/t生料；而輥式磨則較低，當(dāng)采用新的耐磨部件時為25.2～28.8MJ/t生料，采用已磨損的耐磨部件時約增高25%。b.從物料難磨程度及維修條件分析：

鋼球磨系統(tǒng)對物料的易磨性和磨蝕性要求不高，適應(yīng)性和可靠性較好，維修費(fèi)用較低；而輥式磨對耐磨部件材質(zhì)要求較高，對硬質(zhì)物料特別是磨蝕性物料較難適應(yīng)。②幾種鋼球磨機(jī)系統(tǒng)的選用條件

風(fēng)掃磨、尾卸磨和中卸磨——選型中應(yīng)考慮的因素主要是物料的水分及粉磨電耗。當(dāng)物料水分在3～4%以下時，以后兩者的經(jīng)濟(jì)效果較好。當(dāng)物料水分超過4%時，由于風(fēng)掃磨通風(fēng)和烘干能力最強(qiáng)，而此時烘干物料所需的熱風(fēng)量已足以提升物料，故以選用風(fēng)掃磨為宜。中卸磨比尾卸磨適應(yīng)大的物料水分。③其它烘干粉磨系統(tǒng)的選用條件

a．帶有預(yù)烘干破碎機(jī)的球磨機(jī)系統(tǒng)，被粉磨物料的水分最高可達(dá)12%；b．帶有預(yù)烘干破碎機(jī)的風(fēng)掃磨系統(tǒng)，物料水分最高允許15%；c．當(dāng)物料水分在15%以上時，可考慮選用無介質(zhì)磨或單獨(dú)的預(yù)烘干裝置；d．當(dāng)某種原料或配合后的物料容易在輸送過程或中間儲倉發(fā)生粘結(jié)堵塞時，應(yīng)考慮采用單獨(dú)的烘干設(shè)備預(yù)烘干；e．當(dāng)磨制難磨物料時，可采用預(yù)烘干裝置及簡單的管磨機(jī)系統(tǒng)。（二）水泥粉磨系統(tǒng)

1．水泥粉磨流程和設(shè)備發(fā)展情況

l）在設(shè)備大型化的同時，力求選用高效、節(jié)能型磨機(jī)——用于水泥粉磨的鋼球磨機(jī)直徑已達(dá)5m以上，電機(jī)功率達(dá)7000kW以上，臺時產(chǎn)量達(dá)300t/h以上。丹麥?zhǔn)访芩构鹃_發(fā)了微鋼段節(jié)能的康必丹磨（Combidanmill）；輥式磨、輥壓機(jī)用于水泥粉磨系統(tǒng)；2）采用高效選粉機(jī)

——日本小野田O-SEPA、丹麥?zhǔn)访芩构镜腟EPAX、美國斯特蒂文特公司的SD等高效選粉機(jī)；選粉能力已達(dá)500t/h3）采用新型襯板，改善磨機(jī)部件及研磨件材質(zhì)

——目前水泥磨常用的襯板有壓條式凸棱襯板、大曲波形襯板、曲面環(huán)向階梯襯板、錐面分級襯板，螺旋凸棱形分級襯板、角螺旋分級襯板、圓角方形襯板、環(huán)溝襯板、橡膠襯板、無螺旋襯板等；4）添加助磨劑，提高粉磨效率；5）降低水泥溫度，提高粉磨效率，改善水泥品質(zhì)；6）實(shí)現(xiàn)操作自動化。

2．水泥粉磨流程

水泥粉磨流程主要有下列幾種型式：1）開路流程：管磨、康必丹磨；2）閉路流程：一級管磨閉路、康必丹磨一級閉路、輥式磨和輥壓機(jī)。近年來，水泥粉磨已趨向于閉路流程，特別是大型磨機(jī)更是這樣。在閉路流程中，又趨向于球磨機(jī)、輥壓機(jī)及高效選粉機(jī)不同組合的粉磨流程。聯(lián)合粉磨系統(tǒng)

——聯(lián)合粉磨是當(dāng)今輥壓機(jī)應(yīng)用的主要流程。輥壓機(jī)自成系統(tǒng)，料餅經(jīng)粗選粉機(jī)分選，粗料全部返回輥壓機(jī)再壓，因?yàn)轭w粒粗不再需要料餅再循環(huán)而又能大大提高輥壓饑的循環(huán)量。由于回料部分的細(xì)粉已被選出，就使輥壓機(jī)輥壓更為有效，不再作無用功。分選后的細(xì)粉部分作為中間產(chǎn)品喂入后續(xù)球磨機(jī)，因?yàn)榱６刃《鶆颍浅Ｓ欣谀C(jī)的配球，粉磨效率高。聯(lián)合粉磨系統(tǒng)流程（雙閉路）聯(lián)合粉磨系統(tǒng)流程（球磨機(jī)開路）喂料提升分選分離料倉輥壓機(jī)輸送風(fēng)機(jī)選粉機(jī)球磨機(jī)提升收塵器排風(fēng)機(jī)成品圖4.6—13輥壓機(jī)混合型粉磨系統(tǒng)流程

不同輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)電耗對比粉磨系統(tǒng)球磨系統(tǒng)預(yù)、混合粉磨聯(lián)合粉磨終粉磨單位電耗kWh/t39332824電耗對比%10084.671.861.5（三）陶瓷廠物料的粉磨

陶瓷廠物料的粉磨有濕法和干法，以濕法居多，多采用間歇式石襯或橡膠襯濕法球磨機(jī)。球磨機(jī)的進(jìn)料粒度由輪碾機(jī)出料口的篩孔或雷蒙磨的風(fēng)選來保證。球磨機(jī)的規(guī)格應(yīng)力求一致，生產(chǎn)規(guī)模較大的工廠，宜采用5噸或5噸以上的大型球磨機(jī)。三、粉磨車間布置

（一）水泥廠粉磨車間布置1.粉磨車間的位置——窯尾預(yù)熱器附近。2.供料——庫底喂料磨頭倉喂料倉容積——2～3小時