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【粉磨】新型陶瓷研磨体在Φ3.8×13m水泥粉磨系统的应用

关键词:球磨机厂家 众所周知,当前球磨机粉磨仍然是水泥粉磨的主要方式。水泥球磨机粉磨中的电耗和钢球钢锻等金属研磨体的磨损,占据着水泥粉磨成本的重要部分。近年来,一种优质耐磨的新型氧化铝陶瓷研磨体顺势而生,这种新型研磨体的推出在业界也成为热门话题,改变了长期以来水泥球磨机研磨体完全依靠金属研磨材料的现状。笔者经过3年多的跟踪和磨机调试,践行了水泥粉磨能耗明显降低、减少重金属污染的节能环保目的。

陶瓷研磨体简介

新型氧化铝陶瓷研磨体目前通常指的是氧化铝含量约为92%的高温陶瓷烧结体,有球形(研磨球)和柱形(研磨锻)以及球柱结合的胶囊型。这种氧化铝陶瓷烧结体具有耐高温、高硬度、耐磨损、耐腐蚀、低膨胀系数、高导热性、质量轻、脆性大等特性。其密度为3.6~3.8g/cm,莫氏硬度9级,洛氏硬度(HRA85-90), 耐磨损性能均大大优于传统钢球。作为研磨介质,其高硬度、高耐磨性是应有属性;质量轻是节能的前提,又是研磨效率相对偏低的原因;脆性大则是其突出的缺点,即破损率大。

陶瓷研磨体的正确选用

作为生产厂家,要实实在在地在研发上下功夫,做到用过硬的产品质量来说话,实事求是,诚信经营,不要拿概念来炒作,不可以夸大使用效果,不要拿不同生产厂家、不同质量的研磨体来装填客户的水泥磨机。通过多次、反复的破坏性试验,笔者发现:在研磨水泥物料的过程中,相同材质、相同规格的陶瓷研磨体,压制成型破损率低于滚制研磨体。

1.更换陶瓷研磨体前的考察和论证

不要见磨就装,形成你装我也装、一哄而上的乱局。否则,会造成使用时破碎率很高的后果,无法达到水泥粉磨生产要求,给生产企业带来产量损失,产生负面影响,致使水泥企业对陶瓷研磨体的使用效果产生质疑。

任何一种产品都有其适应范围和要求,不是所有的水泥磨机都能更换陶瓷研磨体。有的磨机直接更换就行,有的磨机要经过系统改造才能更换,有的就直接是不能更换。要有熟知水泥生产工艺的专业的工程技术人员,对生产工艺和粉磨技术参数有详细的了解和分析,做到心中有数,有的放矢。只有根据用户实际磨机工况综合优化,合理技改与调整,方能达到对磨机台时的影响较小,甚至没有影响的理想效果。

2.磨机内部结构和生产工艺调整

要用好陶瓷研磨体还需要双方相互沟通和理解。使用陶瓷研磨体后,磨机工况随之发生改变,所以从磨机运行参数上要完全改变原来的操作模式,且整个调整过程是逐步进行的,有一个调整周期,不能太心急,不可一蹴而就。

目前,大型水泥球磨机进料口都采用了溜管加料方式。但往往由于磨机进料落差大,在中心通风的共同作用下(风速20~25米/秒),使一仓进料端形成一个0.5~1m的“空料区”,球多料少,研磨体冲击衬板和相互碰撞的机率增多,做无用功,且加快了研磨体自身的消耗。改造后采用螺旋进料方式,物料被强制推进磨内,就不会出现这样的“空料区”了。

要做好对水泥球磨机情况的考察工作,对原材料易磨性、粉磨主辅机设备、工艺流程、中控室运行参数、成品品质指标进行详尽了解与掌握;要对磨机系统运行参数进行标定,包括台时产量、辊压机运行、入磨物料粒度、磨内物料流速、风速、进出口负压、选粉机选粉效率和循环负荷率;要对磨机填充率、最大球径和平均球径进行详细测量;要对磨机衬板、隔仓板和出料篦板的形式进行统计整理。通过以上工作,来确认磨机系统是否适合使用新型氧化铝陶瓷研磨体,不适合的磨机不要勉强试用。当然,大多数磨机是适应的。之后,根据物料筛余曲线变化数据进行研磨体级配,确认研磨体填充率和各级球径的级配。目前,新型陶瓷研磨体主要适用于磨机尾仓,要做好和前仓级配的匹配。

采用辊压机等磨前预粉碎设备的入磨物料粒度通常<3mm,甚至<1mm。由于入磨物料粒度减小,球磨机磨内研磨体的平均球径必然要随之减小。一般来说,一仓最大球的球径不要超过Φ50mm,合理的级配是让进入尾仓的颗粒能够被新型研磨体充分研磨。而且,应根据磨机的入磨颗粒粒度适时调整隔仓板位置,增大细磨仓长度。经验证明,尾仓陶瓷研磨体应该较金属研磨体填充率提高3%~6%,最大球径大一规格,装载量是原来金属研磨体的60%左右,要使更换后的研磨体的总表面积不能低于金属研磨体,以保证足够的研磨性能。加入新型陶瓷研磨体前,在仓内铺撒一部分水泥或者矿粉,作为一种开机缓冲。

水泥球磨机正常运行后,要密切关注各系统参数的变化。主机电流、磨机进出料口等处负压、出磨气体温度等参数会出现较大幅度的变化,应根据磨况变化及时进行调整。粉磨设备的工艺参数应与之前相适应或者接近,确保磨机系统安全运行。同时,岗位操作工尽快适应新的粉磨工况,在稳定水泥粉磨系统产、质量的前提下,节电降耗。因新型研磨体非金属组织结构特性,更换研磨体后静电吸附减少或者消失,磨内物料流速往往会加快甚至失控。由于物料在磨内没有足够停留时间,物料得不到充分研磨,如果解决不好,会导致选粉机循环负荷加大,磨内物料急剧增加,料球比失调,出磨提升机电流上升,出磨成品率和成品提升机电流下降,反复恶性循环,使磨机系统无法正常运行,影响生产。

现场调试时,允许出现磨内物料流速有所变化、选粉机循环负荷稍高、台时产量波动的情况出现,只要能够稳定磨机各参数和台时产量,成品质量指标达到控制要求,就可以逐步调整和调试。经过磨机系统调整后仍然有不可控制的情况,要与工厂设备管理人员进行交流沟通,对磨内活化衬板、隔仓篦板、出料篦板进行改造,分析出现问题的原因,拿出切实可行的改造方案,以适应磨况变化。

案例分析

四川省大型水泥生产集团XCC二厂,现有日产2800吨新型干法生产线,配置Φ3.8×13m双闭路磨机两台,主电机功率2800kW,研磨体设计装载量187t ,主减速机JS140-A,磨机工作转速n=16.6r/m,粉磨PO42.5水泥台时产量130t。

因为陶瓷研磨体质量相对较轻,研磨能力有限,改造后为了加强球磨机一仓做功,在原来级配基础上补加了3吨钢球,增加了一仓破碎能力,而二仓陶瓷研磨体的装载量比钢球明显减少了44吨。

开机运行后,为了防止二仓物料流速加快,采取了稳定辊压机稳流仓、磨内低风速操作的方法,磨机运行平稳,出磨筛余和比表面积达到更换前的质量要求,达到了预期的目标。同时,根据出磨物料筛余变化,及时调整O-Sepa选粉机主轴转速和用风量,提高了选粉效率。

从磨机运行参数可以看出,更换陶瓷研磨体后水泥球磨机主机电流下降明显,下降43A,降幅在23%,磨机功率由原来的2620kW下降为2000kW,单位产品电耗降低20%以上。同时,水泥的颗粒分布更加合理,导致水泥快速水化小于3μm的颗粒减少1%,对水泥性能影响较大的3~32μm颗粒增加1%,对水泥后期强度的增进有一定贡献。虽然磨机台时产量受到一定影响,但是降产幅度能控制在5%以内。案例结果表明:

1.陶瓷研磨体质量相对金属研磨体较轻,水泥球磨机实际装载量是金属研磨体质量的60%左右,填充率要比金属研磨体高出5%~10%。

2.伴随着球磨机尾仓装载量的降低,主机电流下降明显,一般在20%以上,吨水泥系统节电3~6kWh,经济效益明显。

3.使用陶瓷研磨体粉磨的水泥性能有所改善,3~32μm颗粒增加1%。

作者:朱文沛 林廷全 石效吉 刘登一

来源:中国建材报

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