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2017/05

选粉机在大型圈流磨机上的应用

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选粉机在大型圈流磨机上的应用

1、技术开发背景

  随着水泥新标准的实施,传统大型磨机开路工艺已经很难满足水泥生产的实际需要,水泥粉磨要圈流生产得到了越来越多的市场认可。传统大型磨机圈流选粉的主流产品O-Sepa选粉机,因选粉机自身不具备成品收集功能,其成品收集要配置布袋除尘器,这无疑增加了系统的投资,使工艺流程复杂化,系统装机容量有所增加,操作相对复杂且困难。我国大型磨机急需能达到O-Sepa选粉机技术水平,且具备细粉收集功能,操作简单、选粉效率高,价格适宜、维护方便的新型选粉机。

 

  2、大型磨机圈流粉磨工艺优势

  2.1 水泥颗粒级配更趋合理

  开路高细磨生产出的水泥其颗粒分布范围较宽,当0.08mm方孔筛筛余控制<3%时,其<30μm颗粒的含量一般60%65%3um30μm的含量45%50%,而<3μm要占到15%左右,由于物料在磨内的停留时间长,过粉磨现象严重,水泥中<3μm的微粉较多,对水泥后期强度发挥不利。

 

  闭路高细高产磨粉磨系统,由于磨内采用筛分装置和微型研磨体,物料在磨内的流速大大降低,同时微段的表面积要增大到一倍以上,研磨能力大幅度提高。同时由于增设了新型高效选粉机,物料在磨内的流速加快,研磨时间缩短,过粉磨现象大大减轻。水泥中<3μm的含量由15%左右下降到5%左右,磨制的水泥的颗粒级配将更趋合理,当生产比表面积340/㎏的水泥时,其3um30μm含量占到60%65%,而<3μm的含量仅占5%左右,混凝土的性能大为改善。

 

  2.2显著降低磨内温度

  水泥磨物料温度高,特别是大型水泥磨,将对水泥产质量、消耗产生较大影响。磨机在研磨时,大部分机械能将转化为热能,导致磨内温度较高。而物料的易磨性随温度的升高而降低。磨内温度高,易使水泥因静电吸引而聚结,严重的会粘附研磨体和衬板,从而降低粉磨效率,明显的阻碍粉磨过程的顺利进行。温度越高,这种现象越严重。试验表明,温度越高、粉磨细度越细,研磨能量消耗越大。如入磨物料温度超过50,磨机产量将会受到影响,如超过80,水泥磨产量降低10%15%

磨内温度高还会引起石膏脱水成半水石膏甚至产生无水石膏,引起水泥假凝,影响水泥质量,入库水泥容易结块。因此,入磨温度应控制在室温,出磨水泥温度不宜超过110120。水泥温度高,还会使包装纸袋发脆,增大破损率。大型磨机要求细度较细的水泥,在粉磨过程中会产生大量的热,即使入磨温度不高,也会使磨内温度升高不利于粉磨。为了降低磨内温度,采用闭路系统,磨内物料通过量大,磨内风速高,在选粉和输送过程中能散发大量的热。由于上述原因,闭路水泥磨磨内温度比开路磨系统的低2030

 

  2.3 便于质量控制和生产调节

  随着中国加入WTO后,水泥市场与世界接轨,实行新标准,水泥出口大幅度增加。国外特别是发达国家,对水泥的性能要求非常高还规定了水泥在施工中必须要达到的性能指标,这要求水泥细度高,级配合理,均匀性稳定。国内市场对水泥的品种要求参次不齐,为了满足不同市场对不同水泥品种的要求,水泥的生产必须在细度、颗粒级配、均匀性等可调节和控制的工艺下生产。这种生产工艺的要求,开路磨是无法保证的,只有带高效选粉机的生产工艺才能随时根据不同水泥品种和性能的需求来进行调节。开流粉磨在水泥厂设计中很少采用,这是因为在相同条件下,圈流产量比开流产量高约15%30%,企业采用带高效选粉机的圈流水泥生产工艺,能实现节能降耗的目的。

 

  水泥中熟料和混合材的易磨性及其在水泥中的作用不一样,对其细度要求和掺入量也不相同。混合粉磨就是把水泥的混合料料共同入磨粉磨,水泥中各组分的细度由其易磨性能决定,易磨性好的细度细,易磨差的细度粗。新型高效粉磨的一个重要标志就是将粉磨水泥的大宗组分分别粉磨,根据各组分在不同品种水泥中的要求,分别控制其颗粒组成和细度,这种工艺要求要有混合装置,国内早些年采用进口装置。实际上选粉机不但能调节产品细度,其本身就是一个很好的混料装置。

 

  3  SC型高效涡流式选粉机

  3.1结构示意图

  3.2主要技术特点

  3.2.1 气动分散技术

  需选粉的物料首先要求有良好的分散性,特别是对由于静电吸附作用和水分超标而易造成结团的物料,只有良好的分散性,才能更好的分级。在物料进入主选粉室之前,进行缓冲均匀布料,对成团的物料和粗粉颗粒进行初步的分离分级,使其进入主选粉室分散分离性能更好,给后续的选粉创造良好的条件。

 

  3.2.2 涡流分级技术

  选粉机气流通过水平切向进入选粉室内,形成一个旋转涡流气流,与旋转的转笼形成一个上下稳定的内外压差,气流均匀稳定,物料颗粒在此基础上有一个很稳定的强力选粉力场,从而达到精确的分级。

 

  3.2.3 细粉收集技术

  采用高效低阻旋风筒,布置在主机周围,形成一个整体,有效的简化了系统的工艺流程,减少了占地面积,降低了后续布袋除尘器的负荷要求,降低了一次性投资及装机容量。

 

  4、磨机磨内必须同步改造

  4.1加强磨内通风

  磨内通风对产质量都有明显影响,通风好,不仅可将细粉及时排出磨机,以免形成过粉磨,而且还可以带走粉磨热量,降低磨内温度,减少石膏脱水和尾仓糊球堵篦。一般圈流磨内风速为0.8m/s1.0m/s,而开流磨由于磨内温度高,风速要比圈流磨的高些。有些厂采用的是90年代以前设计的球磨机,在结构上一般都存在风路不畅的问题,可以通过在进料口处开通风口、进料口螺旋的改进、下料溜子作成阶梯形、放大隔仓板和出料篦板的中心孔以及卸料口加强锁风等措施加以改进,不仅解决了堵料现象,而且加大了通风面积。

 

  4.2改进隔仓板和出料篦板

  早期设计的隔仓板及出料篦板,只是为了按功能划分仓室、隔离大小钢球和阻挡研磨体不被排出,而今则具有控制物料流速、平衡首尾仓的粉磨能力、提高料球比和防止反分级的作用,由此增大了研磨体动能的有效利用,从而提高了产量。对老式球磨机便可按物料特性选择带筛分功能的隔仓板和出料篦板。筛分隔仓板是一种能对通过隔仓板的物料进行粗细分级的新型隔仓板,其主要作用是对进入细磨仓的物料进行筛分,阻止粗颗粒进入细磨仓,为细磨仓使用比表面积大、粉磨效率高的微型研磨体创造了条件,即新型隔仓板不仅增加了控制料流及平衡各仓粉碎能力的功能,而且可以实现粗细颗粒的分级和强制提升物料的作用,使较细的物料及早进入细磨仓进行粉磨。

 

  4.3增加活化装置

  为充分发挥磨机的粉磨潜力,磨内还可增设活化装置,为微介质创造三维的运动条件,强化研磨能力,使研磨体的动能得以更充分利用,从而使粉磨效率大幅度地提高。活化装置的主要结构是在磨机衬板上安装与磨机轴向成一定角度的梯形装置,其高度约为磨机筒体直径的20-30%,厚度为40mm左右,宽度同衬板宽度。视产品的不同要求,沿磨机轴向安装2-5道,纵向与磨机衬板每隔一块安装一块。由于活化装置的作用,研磨体在磨内除沿着磨机衬板作圆周运动外,还作轴向运动。与此同时,离筒体衬板较远的研磨体因磨机衬板不能有效带动而运动程度减弱的滞留区因活化装置的作用可得到消除。

 

  4.4新型衬板的应用

  衬板除起防护作用外主要是用来调节研磨体的动态分布和运动轨迹,它的形式要与磨机转速、物料特性相匹配。各种新型衬板的使用,对研磨体运动状态的调节以及对物料的适应性都有了较大的改善。磨机尾仓选用双曲面衬板,在轴向和圆周方向均有倾斜曲面,不仅能够增加钢球的横向分级,还能提高钢段、钢球的研磨效率。分级衬板可使磨机内研磨体实现分级,形成大球打大料、小球打小料的理想状态。

 

  5 应用实例

  朝阳重机集团有限公司φ3.8×12m磨机,采用LCF170×1000辊压机作预粉磨,配套VX3500选粉机,形成预粉磨圈流粉磨系统。原来是开路粉磨工艺,磨尾除尘采用KSC型除尘器。决定采用朝阳重机的SC3000型选粉机进行圈流改造,以解决生产中过粉磨严重极易造成水泥假凝的突出问题。同时对磨机磨内进行较大幅度的改造,把原来的三仓改为二仓,加大磨机的过料能力,有利于保证磨机破碎、研磨能力的平衡。隔仓板采用新型双隔仓板有利于控制物料的流速。一仓采用大波纹衬板,二仓采用小波纹衬板。加强磨尾等处漏风处锁风,使系统漏风降到最小,确保磨机的通风。根据物料的性质、颗粒大小确定合理的仓长及级配方案。具体的仓长及级配方案见表1

  生产P·O52.5R水泥,产量从原来的100t/h提高到目前的135t/h,增产达到35%;生产P·O42.5R水泥,产量从原来的110t/h提高到目前的150t/h,增产达到36.4%。生产P·O52.5R水泥比表面积略有提高,从370m2/kg380m2/kg,提高到380m2/kg390m2/kg;生产P·O42.5R水泥比表面积略有提高,从350m2/kg360m2/kg,提高到360m2/kg370m2/kg。从强度指标看,1d强度略有下降,3d强度持平,但是28d强度优于改造前,见表3。水泥抗压强度有所改善,完全符合标准。

  技改后吨水泥电耗有所下降,从原来的31kWh/t水泥下降到26Wh/t,降幅达16%