水泥粉磨工艺的优化选择

 

 日前国内水泥生产的工艺方法较多，根据粉磨设备的选配不同可分为开流粉磨系统、一级圈流粉磨系统、预粉磨系统、联合粉磨系统等。根据原料入磨的工艺选择可分为混合粉磨系统和分别粉磨系统。 

一、开流粉磨工艺 
　　　开流粉磨工艺是利用管式磨机，将不同硬度、不同大小的混合物料同时送入磨内粉磨。开流粉磨对比圈流粉磨颗粒级配较好一此，强度也较高。因进入磨机的物料的粒度和易磨性不同，成品水泥中各组分的细度也有较大区别。粉磨后的成品水泥中30~80μm的颗粒中混合材的含量较少（30%以下），0~5μm的颗粒中混合材的较大（80%左右）。这种粉磨工艺比表而积虽然高但都是由混合材的过粉磨产生的，因此称为假性比表而积。飞混合材在水泥中主要起物理性能的载体作用，活性度较低。 
　　　开流粉磨工艺的成品细度主要依靠控制磨内通风来调节物料在磨内的流速 ，成品细度较难控制，而且磨内较易产生过粉磨现象。水泥的颗粒形状过细会导致产生静电、包球、吸水性人、石膏脱水等现象。在粉磨过程中过粉磨会降低磨机的粉磨效率，增加电耗。一般开流粉磨工艺的电耗在42~46度/吨。 
二、圈流粉磨工艺 
      圈流粉磨工艺是把经磨机粉磨之后的粉料输送至选粉设备中分选，细度达到要求的细粉成为水泥成品，粗粉回到磨头在一次粉磨。圈流粉磨有利于产品细度和磨内温度的调节与控制，粉磨效率比开流粉磨要高20%~30%左右，成品细度越细优势越明显。但圈流粉磨要求选粉机有较高的选粉效率，否则，回粉中细粉含量较大，一样会造成磨机产生过粉磨现象，降低磨机效率，使得圈流的增产幅度受限。一般圈流粉磨工艺的电耗为38~42度/吨。 
三、预粉磨工艺 
      日前我国在2 OOOt/d以上的新型干法水泥生产线中有较多采用辊压机（或立磨）与球磨机组成的预粉磨系统，这是因为辊压机在粉磨效率上几乎是球磨机的2倍左右，有很大幅度的节电效果。辊压机作为预粉磨设备与球磨机闭路系统配合工作。主要工艺特点是，挤压机的出料直接进入球磨机，可以较普通圈流粉磨大幅度地(30～40%)提高磨机产量，但挤压机与后续粉磨系统的设备生产能力同步匹配十分困难，工艺参数不易调控。从挤压机本身的使用情况看，给后续的粉磨设备带来不稳定的影响。当挤压机油缸工作压力为7～10MPa时，经一次挤压后的物料中约有30%为小于0.08mm的成品，同时也有15%左右大于5mm的粗颗粒，即物料颗粒组成分布很宽，而且易磨性差异很大，使得后续球磨系统对于这种入磨物料性质适应困难，使整个粉磨系统效率提高受到较大限制。 
四、联合粉磨工艺系统 
　　　目前， 我国国内建设的大型水泥粉磨工艺系统，大多是带辊压机的联合粉磨工艺系统。 在此工艺系统中，将以 V 型选粉机为中心的辊压机圈流分选系统与以第三代改进型 O-SEPA 高效选粉机为中心的球磨机圈流分选系统有效地相结合在一起。 
　　　辊压机对物料进行有效粉碎，采用的是大能量一次性输入的单颗粒粉碎群体化，亦即利用高压料层粒群粉碎的原理使得物料粒度迅速减小。 经检测，被挤压后的料饼中<0.08mm 的细粉含量可达 20%~35%，< 2mm 的物料颗粒达到 70%以上。 通过高倍显微镜的观察，可以发现被粉碎的物料表面布满裂纹，这说明不仅物料的粒度被大幅度减小，同时其易磨性也获得了显著的改善，这对大幅度增产节能起到至关重要的作用。 辊压机技术的节能幅度达 30%以上。 
　　　V 型选粉机是将出辊压机挤压后的物料进行打散并分级的一种设备。 它将小于一定粒径的物料送入球磨机进行研磨，大于一定粒径的物料返回辊压机重新挤压。一般通过“V 型分级机”分选后的物料比表面积在 180～250m2/kg 左右，<0.08mm 的细粉含量可达 60%~70%，<0.045mm 的细粉含量可达 35%~48%，喂入磨机的物料颗粒越小，分布均匀，就会使得球磨机增产幅度明显。  
五、半终粉磨工艺系统 
　　　半终粉磨工艺系统是将物料经辊压机挤压后的料饼喂入V 型选粉机进行分选，粗物料进入恒重仓返回辊压机重新挤压，细粉随V 型选粉机的出口气流进入成品选粉机（由选粉机底部进入），使得V 型选粉机出来的较细颗粒直接变成水泥成品。同时，出球磨机的物料由上部喂入同一台成品选粉机，成品由袋式除尘器捕集。这样，两种成品直接在选粉机和袋式除尘器内完成混合。成品选粉机的粗粉进入球磨机。这样解决了大量成品进入磨机影响粉磨效率的问题。 
　　　 
　　　 
　　　这种工艺与双闭路的联合粉磨工艺系统相比，用袋式除尘器取代了旋风收尘器，解决了循环风机的磨损问题。减少了旋风收尘器、成品选粉机的主排风机等设备。装机容量也相对节省。水泥电耗可以达到小于30度/吨。 
　　　但该系统有几个需要重视的方面： 
水泥成品中含有部分辊压机出来的呈棱状、片状、即球形化程度差、形状系数低的水泥颗粒，造成成品分布窄、堆积密度小、孔隙率大，提高了需水量。与联合粉磨工艺系统的成品相比，水泥综合性能略差，有待进一步改善。 
辊压机的压力需要稳定在9~11Mpa，不仅需要产生足够的细粉，而且要使颗粒出现微裂纹，提高其易磨性。从V 型选粉机出来的细粉中小于45μm的含量一般要在40%以上，成品选粉机的选分效率必须大于70%（45μm）。否则，提产幅度不大。 
V 型选粉机和成品选粉机使用一台风机，这就要求两者的风量必须能较好地匹配。生产过程中，改变V 型选粉机的风量，就必须对成品选粉机的参数作相应的调整，所以对中控操作提出了较高的要求。 
成品选粉机的循环负荷大（较双闭路的大70%左右），阻力损失也较大，这就要求其要有充足的风量和高的选粉效率。且V 型选粉机出来的物料较粗，要求其内部各部件要有较好地抗磨损能力。 
　　　总的说来，半终粉磨工艺系统在水泥成品质量上能满足使用要求，在工艺上较联合粉磨工艺系统得到了简化，节省了投资，在主机设备相同的情况下，较联合粉磨工艺系统产量有一定的提升，电耗得到进一步下降。是水泥粉磨系统发展的方向，值得示范和推广。