目前我国水泥磨机研磨体仍主要沿用普通锻钢球,球耗相当高,致使磨机台时产量不稳定,水泥细度波动大,补球及倒磨筛选次数频繁,严重影响磨机的运转率。为了降低研磨体消耗,提高企业经济效益,保定地区水泥厂于1988年3月至5月在φ2.2×6.5米闭路水泥磨机第一仓,应用本地区生产的高铬钒钛铸铁球进行了整仓耐磨试验。经连续运转1758小时,生产火山灰硅酸盐水泥2.26万吨,平均每吨水泥耗球30.23克,其耐磨度为普通锻钢球的16.5倍。降低了生产成本,提高了企业经济效益。介绍如下:
1 高铬钒钛铸铁球化学成分及机械性能
高铬钒钛铸铁球化学成分及机械性能如表1和表2。
表1 化学成分
研磨材料 | 化 学 成 分(%) | |||||||
C | Si | Mn | Cr | P | S | V | Ti | |
高铬钒钛铸铁球 | 2.2~3.2 | <1.3 | 0.4~0.6 | 11~16 | <0.1 | <0.05 | 微量 | 微量 |
表2 机械性能
研磨材料 | 抗弯强度σw(MPa) | 冲击韧性αk(J/cm2) | 硬度HRC |
高铬钒钛铸铁球 | ≥600 | ≥4 | 50~60 |
2 生产应用试验条件
1.设备概况
磨机规格:φ2.2×6.5米闭路;
有效直径:2.10米;
有效长度:一仓2.75米,二仓3.40米;
有效容积:21.4米3;
磨机转速:24转/分;
电机功率:380千瓦;
传动方式:边缘传动;
衬板:高铬衬板;
选粉机:φ3.5米离心式。
2.入磨物料参数
入磨物料参数见表3。
表3
物料名称 | 配比(%) | 水分 (%) | 平均粒度(mm) | 标号 |
熟 料 | 60~70 | <0.5 | <25 | 525 |
石 膏 | 5 | 5 | <25 | - |
引燃煤矸石 | 30~40 | <8 | <25 | - |
3.研磨体级配
研磨体级配见表4。
按表4中级配将高铬钒钛铸铁球装入φ2.2×6.5米水泥磨一仓内,经连续运转一定时间,倒磨清仓称量检测。
表4
项 目 | 一 仓 | 二 仓 | ||||
球径(mm) | φ90 | φ80 | φ70 | φ60 | φ50 | φ20×25~φ30×35 |
重量(kg) | 1512 | 5020 | 5030 | 2018 | 508 | 17000 |
材 质 | 高铬钒钛铸铁球 | 白口铁段 | ||||
平均球径(mm) | 73.6 | - | ||||
装载量(t) | 14.088 | 17.00 | ||||
填充率(%) | 32 | 32 |
3 生产应用试验结果
1.高铬钒钛铸铁球几何尺寸及重量变化(见表5)
表5
项目 | φ90 | φ80 | φ70 | φ60 | φ50 | 备注 | ||
几 何 尺 寸 | X 方 向 | 原尺寸(mm) | 89.90 | 80.00 | 70.30 | 59.90 | 50.04 | 连续 运转 1758 小时 |
使用后尺寸(mm) | 88.97 | 78.47 | 68.50 | 59.07 | 48.87 | |||
球径减量(mm) | 0.93 | 1.53 | 1.80 | 0.83 | 1.17 | |||
Y 方 向 | 原尺寸(mm) | 90.20 | 81.14 | 70.70 | 60.90 | 50.08 | ||
使用后尺寸(mm) | 89.03 | 80.07 | 69.67 | 59.23 | 49.7 | |||
球径减量(mm) | 1.17 | 1.07 | 1.03 | 1.67 | 1.10 | |||
重 量 | 原装重量(kg) | 1512 | 5020 | 5030 | 2018 | 508 | ||
清仓后重量(kg) | 1450 | 4815 | 4828 | 1937 | 487 | |||
磨耗量(kg) | 62 | 205 | 202 | 81 | 21 |
注:球径几何尺寸的测量,是将各规格球按级配表分别称量堆放,然后
分别在各规格球堆中任意取10个球,测量其几何尺寸,取平均值,X方向
指分型面方向,Y方向指垂直分型面方向。
2.清仓检测试验结果(一仓)
清仓检测试验结果详见表6。
表6
累积粉磨时间(h) | 水泥生产总量(t) | 水泥 细度(%) | 磨机 产量(t/h) | 装球 总量 (kg) | 球总 耗量 (kg) | 碎裂球总量 (kg) | 破碎率 (%) | 单位产品耗球(g/t水泥) | 粉磨 总电耗 (kwh) | 单位产品电耗 (kwh/t水泥) |
1758 | 22643 | 4 | 12.89 | 14088 | 571 | 113.4 | 0.8 | 30.23 | 668040 | 29.5 |
4 经济效益分析
使用普通锻钢球和使用高铬钒钛铸铁球的各项指标对比详见表7。
通过表7所列数据,分析如下:
表7
研磨材料 | 磨机产量(t/h) | 球 耗 (g/t水泥) | 电 耗 (kWh/t水泥) | 价 格 (元/t球) | 研磨材料费用(元/t水泥) |
高铬钒钛铸铁球 | 12.89 | 30.23 | 29.5 | 4000 | 0.12 |
普通锻钢球 | 11.85 | 500.00 | 32.1 | 1300 | 0.65 |
1.提高了水泥磨机产量
使用高铬钒钛铸铁球(一仓)和使用普通锻钢球相比较,水泥磨机台时产量提高1.04吨。全年平均运转率为72%,每年运转6220小时,全年可增产水泥6468.8吨,每吨水泥获利税按20元计算,年增利税12.94万元。
2.降低了电耗
使用高铬钒钛铸铁球(一仓)和使用普通锻钢球相比较,水泥电耗下降了2.6度/吨水泥。该厂年产水泥13万吨,每年可节电33.8万度,全年可节约电费10.14万元。
3.降低了球耗
使用高铬钒钛铸铁球(一仓)和使用普通锻钢球相比较,水泥球耗下降了469.77克/吨水泥。该厂年产水泥13万吨,年节约钢材61吨。由于球耗低,水泥研磨材料费用降低0.53元/吨水泥。全年可节约研磨材料费用6.89万元。
4.减少了倒磨清仓次数,提高了磨机运转率
该厂使用普通锻钢球时,平均每月倒磨筛选一次。使用高铬钒钛铸铁球后,倒磨清仓周期由原来每月一次,减到每季一次,减少了开停机次数。年倒磨清仓次数减少8次,每次停机16小时,年磨机运转时间增加128小时,台时产量按13吨计算,该厂2台水泥磨,年增产水泥3328吨,年增利税6.65万元。
综上所述,该厂水泥磨机全部使用高铬钒钛铸铁球,与原来使用的普通锻钢球比较,全年可增加收益总计36.62万元。
5 结论
从表面上看,高铬钒钛铸铁球价格比较高,是普通锻钢球价格的3.08倍,而前者的耐磨度为后者的16.5倍。虽然一次性投资大,但总的经济效益较好,完全有必要在水泥行业中推广应用。
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