《精编》水泥粉磨工艺概述

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1、第五章粉磨工艺 水泥生产中 每生产1吨水泥需要粉磨各种物料达3吨左右 粉磨电耗占水泥生产总电耗的60 70 因此 提高粉磨效率非常重要 影响粉磨消耗和生产能力的主要因素 物料的性质 易磨性 温度 水分物料粒度与产品细度磨机与粉磨系统性能 一 粉磨系统 1 开路 开流 系统 在粉磨过程中 物料一次通过磨机后即为产品时 称为开路系统 即物料加入磨内经过粉磨到卸出磨时的成品需全部达到合格的标准 优点 流程简单 设备少 投资省 操作维护方便 缺点 1 部分已磨细合格的物料不能及时出磨 过粉碎现象 导致细颗粒团聚 研磨体 衬板等粘粉 形成缓冲层 导致粉磨产量低 电耗高 2 磨内温度较高 水泥工业应用最广

2、泛的是钢球磨系统 1 闭路 圈流 系统 在粉磨过程中 当物料出磨后经过分级设备选出产品 粗料返回磨机内再磨 称为闭路系统 即磨内的物料不需全部达到合格才出磨 出磨物料送入选粉设备 把合格的细粉选出 不合格的再送回磨中继续粉磨 优点 1 能及时选出合格细粉 避免了过粉碎现象 提高了粉磨效率 2 物料流速较快 有散热作用 3 产品质量易控制 细度可调节 细度均齐 缺点 流程复杂 设备多 投资大 维护管理复杂 要求操作水平高 设备运转率低 与开路系统相比 在保证产品细度相同时 产量大幅度提高 生料磨提高30 50 水泥磨提高15 可降低单位产品电耗8 30 节省研磨体与衬板消耗 开路系统闭路系统 二

3、 提高粉磨系统产质量 降低消耗的主要途径 1 入磨物料的物理性质 1 易磨性 生料磨 原料晶体结构 晶体细小 微晶 隐晶 水泥磨 熟料矿物组成和冷却制度 C3S多 熟料脆 易磨 快冷 熟料颗粒小 玻璃体多 疏松多孔 2 温度 生料磨 常温水泥磨 温度较高 物料因静电吸附而聚集 粘附于研磨体和衬板上 降低粉磨效率 温度高石膏脱水 导致假凝 温度高对磨机本身不利 对包装纸袋不利 所以 熟料出窑后要适量洒水 使温度降至80 90 对磨机筒体淋水及向磨内喷入一定量的水降温 3 水分 对干法磨 入磨物料含水分过多生料磨 粘堵隔仓板篦缝 使生料成分不均匀生料磨 水泥磨 隔仓板 衬板 研磨体表面粘附粉料 形

4、成缓冲垫层 阻碍物料流通 降低粉磨效率控制平均水分 1 5 对原材料水分控制较好的指标 石灰石1 粘土1 5 铁粉8 煤3 萤石8 熟料0 5 石膏8 混合材2 粘土要烘干 熟料余热烘干混合材 2 入磨物料粒度与产品细度 减小生料磨入磨物料粒度 主要是石灰石的粒度 1 调小破碎机出口 使破碎机出料细 但要及时维修更换易磨损件 2 在破碎机后加一道筛 筛选合格的细物料入磨头仓 大块物料返回再破碎 3 将二级破碎改为三级破碎 颚式破碎机 锤式破碎机 立式锤破机 4 提高破碎机转速 增大皮带轮 生料粉磨细度 影响煅烧时熟料的形成速度 所以应综合考虑生料反应速度 磨机产量和电耗来确定生料粉磨细度 以8

5、0 m筛余10 左右为宜 闭路系统粉磨时 控制200 m筛余小于1 0 1 5 80 m筛余10 16 水泥粉磨细度 水泥越细 水化越快 早期强度越高 还能改善水泥的泌水性 和易性 水泥颗粒大小与水化关系 60 m 水化缓慢 90 m 表面水化 只起微集料作用 硅酸盐水泥比表面积大于300m2 kg 普通硅酸盐水泥80 m方孔筛筛余不得超过10 0 细度的表示方法 1 80 m方孔筛筛余 未通过筛的物料占总物料的百分含量 2 比表面积 m2 kg 3 颗粒分布 各种不同粒度的颗粒占总物料的百分含量 粒度分布的数学表达式 RRS表达式 R 100e x x nR 某一粒径x m 的筛余 e 自然

6、对数的底 e 2 718 x 特征粒径 对于一种粉磨产品x为常数 n 均匀性系数 对于一种粉磨产品n为常数 n值愈大 颗粒分布范围愈窄 颗粒愈均匀 n值愈小 颗粒分布范围愈宽 颗粒愈不均匀 x值愈大 粉磨产品愈粗 x值愈小 粉磨产品愈细 对水泥与生料的颗粒级配 希望n值大 x值小 使产品颗粒分布均匀 且粗粒减少 有利于水泥熟料的煅烧或水泥的水化 3 磨机性能 与磨机型式和规格 仓数及各仓间的长度比例 隔仓板形状及有效断面的大小 衬板形状 筒体转速均有关 向粉磨设备大型化方向发展 不仅可以提高劳动生产率 降低单位产品投资 易于管理 有利于自动化 而且可以提高粉磨效率 节约能源 提高经济效益 4

7、喂料的均匀性 要求 准确 稳定 耗电少 利于维护采用圆盘喂料机或斗式电子秤喂料 5 研磨体的种类 装载量和级配 1 种类 普遍使用钢球和钢锻 多用锰钢 碳素钢锻造 要求 耐磨 坚硬又不易碎裂 目前新材质 铬合金 2 装载量 重量G填充系数 指磨内研磨体占磨机容积百分数 G 0 785D2L D 磨机内径 m L 磨机长度 m 研磨体容重 t m3 随球径增大而减小 一般近似值4 5t m3 通常先确定填充系数 再计算装载量 a 一般两仓磨 平均值为25 35 以30 为宜 45 研磨体运动失去常轨 b 开路系统研磨体常采用逐仓升高的办法 使物料流速不要过快 以控制成品的细度 闭路系统研磨体常采

8、用逐仓降低的办法 以加快物料在磨内的流速 一般前后两仓研磨体高度相差25 50mm c 研磨体最佳填充率 h 0 16Dh 研磨体平面与磨机中心线距离 m D 磨机内径 m d 适当提高研磨体装载量 磨机产量提高 3 级配 是指用哪几种尺寸大小的研磨体 用量各为多少 a 物料从粗到细 要求不同的粉磨能力 刚入磨的大颗粒物料 需要较大的冲击力破碎物料 应选用较大的钢球 物料磨到一定细度要进一步磨细时 要求研磨体有较强的研磨作用 则应选用较小的研磨体 以增加研磨体的个数和接触研磨面积 在细磨仓则可用钢锻 以增加研磨表面 b 仅仅是一种球径的球堆积在一起 球之间的空隙大 物料流速快 易跑粗 几种不同

9、球径的球堆积 小球填充大球空隙 物料受阻 流速慢 在磨内停留一定时间 粉磨效率好 为了适应各种不同粒度对冲击和研磨作用的要求 达到优质 高产 低耗的目的 所以采用几种不同球径的钢球 或不同尺寸的钢锻 配合 球仓常采用3 5种不同球径的钢球 40 80mm 球的配合比例一般是 两头小 中间大 平均球径在50 65mm 细磨仓常采用2 3种不同尺寸的钢锻 15mm 20mm 25mm 前后两仓均用钢球 其尺寸最好交叉一级 即前一仓最小尺寸的球是后一仓最大尺寸的球 平均球径 与入磨物料粒度和产品细度有关入磨物料粒度大或产品细度较粗 平均球径可大些 水泥磨钢球平均球径小于生料磨的 对细磨仓 水泥磨以

10、15 20mm钢锻为主 生料磨以 20 25mm为主 平均球径表达式 D1G1 D2G2 D3G3 D 钢球直径 mm G1 G2 G3 G 钢球重量 t D1G1T1 D2G2T2 D3G3T3 G1T1 G2T2 G3T3 T 单位重量钢球个数 个 t D平均 D平均 1 球料比 可由磨音判断 磨音很响 听到球撞击声 球料比过大 磨音洪亮 听到哗哗扣击声 正常 磨音沉闷 无扣击声 球料比过小 开路系统的球料比大些 闭路系统的球料比小些 水泥要求磨得较细 水泥磨球料比大些 一般 15 一般1仓4 6 2仓7 8 1仓钢球大部分露出料面半个球 2仓物料刚好盖过锻面 磨满 物料超出球面很多 球料

11、比过小 会导致物料流速慢 易产生过粉碎现象 6 球料比和磨内物料流速 2 磨内物料流速 流速太快 容易跑粗料 难以保证产品细度 流速太慢 易产生过粉碎现象 增加粉磨阻力 降低粉磨效率 一般1仓料面高出2仓20 50mm 保持物料流速 料装填量 开路系统 Ra WB 60 GT闭路系统 Ra WB 60 GT 1 K Ra 物料装填量 t G 磨机产量 t h T 物料停留时间 min WB 钢球装载量 t 7 磨机的操作方法 1 干法磨内通风 通风作用 a 及时排出磨内微粉 减少过粉碎现象和缓冲作用 提高粉磨效率 b 及时排出磨内水蒸气 防止堵塞篦孔 减少粘球现象 c 降低磨机和物料温度 有利

12、于磨机正常运转 d 有利于环境卫生 减少设备磨损 通风方法 自然通风 拔风筒机械通风 磨尾排风机减少磨内阻力防止漏风 尤其是磨尾卸料端 2 使用助磨剂 在粉磨过程中 加入少量的外加剂 可消除细粉的粘附和聚集现象 加速物料粉磨过程 提高粉磨效率 降低单位粉磨电耗 提高产量 这类外加剂统称为助磨剂 种类 湿法生料磨 料浆稀释剂 木质素 糖蜜 硅酸钠 碳酸钠干法生料磨 煤 石墨 焦炭 树脂水泥磨 三乙醇胺 乙二醇 丙二醇用量 物料的万分之几 过多 影响水泥强度 3 闭路系统的循环负荷和选粉效率 循环负荷K 是指选粉机的回粉量T与成品量Q之比 以百分数表示 选粉效率 是选粉机选出的产品中的细粉量占入选

13、粉机细粉量的百分数 即选粉不完全 总有合格的产品混入粗粉中重新入磨 Q 选粉机的成品量 即系统产量 t h T 选粉机的回粉量 t h a 选粉机的喂料细度 通过80 m方孔筛的百分数 a 筛余百分数 b 选粉机的回料细度 通过80 m方孔筛的百分数 b 筛余百分数 c 选粉机的成品细度 通过80 m方孔筛的百分数 c 筛余百分数 循环负荷K T Q a Tb QcK T 100 Q c a 100 a b a c 100 b a 选粉效率 Qc 100 Q T a c a b 100 a c b 100 c b a 100 100 a b c 一般 循环负荷 生料磨K 200 300 水泥磨

14、K 300 左右 选粉效率 50 70 以大于60 为宜 a 成品细度c不变时 循环负荷K随选粉机喂料变粗 a减小 而增加 随回料变粗 b减小 而降低 选粉效率 随选粉机喂料变粗 a减小 而降低 随回料变粗 b减小 而增加 b 选粉效率 随循环负荷K提高而降低 随成品细度c减小 成品变粗 而下降 c 循环负荷K小 即出磨合格的粉多 磨内存在过粉碎现象 粉磨效率低 适当提高循环负荷K 减少过粉碎现象 物料在磨内流速较快 停留时间较短 粉磨效率提高 循环负荷K过大 磨内物料过多 流速慢 球料比太小 粉磨效率会下降 选粉效率会降低过多 所以 循环负荷K有一个适宜值 要提高粉磨效率 应在合适的循环负荷

15、下 设法提高选粉效率 避免合格的粉重复粉磨 生料粉磨系统 水泥粉磨系统 球磨机 带组合式高效选粉机的钢球磨系统 立 辊 式磨系统 高效笼型选粉机 高效布袋收尘器 管磨机 辊压机系统 康比丹磨 球磨机 三 粉磨系统的新技术 烘干兼粉磨系统 带预破碎兼烘干粉磨系统 生料粉磨系统 立 辊 式磨系统 生料粉磨系统 4 6 13m康比丹磨示意图 特点 由粗磨仓和用小钢锻作研磨体的细磨仓组成 细磨仓研磨体尺寸远小于目前一般磨机所用的研磨体尺寸 每个研磨体质量不超过10g 设计了专门的筛分双层隔仓板 能将粗粒物料拱住 小颗粒进入细磨仓 适于用小钢锻研磨 细磨仓出口设计了特殊的篦板 能将一起卸入出口篦板的小钢

16、锻经导料板送回细磨仓 防止随水泥卸出磨外 水泥粉磨系统 辊压机作用示意图 辊压机通常作为预粉磨 以提高磨机产量并节约能耗 辊压机不作为终粉磨 因为它对物料进行挤压粉碎 出磨物料的粒形多为片状 影响粉体性能 所以一般再经过球磨机以调整粒形 辊压机系统工艺流程图a 用于细磨的生产流程b 用于预粉磨的生产流程 水泥粉磨系统 辊压机预粉磨系统工艺流程 2台辊压机 3台 2 2m 6 5m球磨机 其它措施 产量提高到25 7t h 塔牌集团恒基建材公司 挤压半终水泥粉磨工艺流程 安庆白鳍豚水泥有限公司 辊压机 打散机 选粉机 2 2m 7m球磨机 产量 28 05t h比表面积 340 350m2 kg电耗 22 7kwh t 思考题 1 简要说明高铁配方与高铝配方物料适宜的冷却制度有何不同 2 预分解窑入窑生料碳酸钙分解率一般控制90 左右 为何不控制为100 3 某预分解窑水泥厂原来生产正常 其熟料率值为 KH 0 89 0 91 SM 2 4 2 6 IM 1 4 1 5 熟料游离氧化钙为0 8 1 2 后使用含砂量较大的砂页岩 熟料率值不变 熟料游离氧化钙平均为2 5 请分析原因 并提出