辊压机自20世纪80年代中期在德国问世以来,其技术更新和推广应用一直受到水泥及冶金、矿山等行业的密切关注。 原辊压机存在的辊面磨损快的问题,我国多采取堆焊硬质合金层的办法解决。 国外公司则注重于整体铸造,选用机械性能优良的耐磨材料以及优化设计辊面形状,使辊面工作寿命显著提高。
据资料介绍2:德国洪堡公司推出的柱钉式辊面结构,辊面保证寿命达14000-20000h。 该结构形式的辊面采用硬质合金小圆柱镶嵌,挤压过程中产生的细料充填于柱钉间的小坑,开成自然的料衬保护层,减轻了大颗粒物料对辊面的磨损程度。 福建三德水泥公司引进使用了这种由德国洪堡公司生产的RP140-160柱钉式辊面的辊压机。 广东华润水泥公司进口的德国克虏伯一伯力鸠斯POLYCOM15/8辊压机,系整体铸造结构辊,辊面耐磨层厚度和硬度比堆焊硬质合金要高许多,工作寿命保证在18000h。 国内部分水泥企业针对辊压机辊面的磨损问题,采用备辊的方式确保在较短的时间内能够及时更换下磨损严重的辊进行堆焊维修,这样比停机堆焊更节省时间,大大减轻对生产过程的影响。 采用挤压联合粉磨工艺,管磨机前对物料的处理,仍属预粉磨范畴。 由于物料挤压循环次数多,允许辊压机消耗更多的能量,可使整个粉磨系统节能实现化,该工艺能使后续管磨机的增效系数达2以上。 经挤压、打散分级后的入磨物料粒度均<1mm,系统产量大幅度提高,粉磨电耗显著降低,已成为目前管磨机终粉磨系统的工艺。
挤压联合粉磨工艺整个设备系统运行过程中,对辊压机而言,细粉太多、辊缝越小、功率降低;导料板插入深度越深、辊缝越小、功率越低,最终导致系统产量下降。 一般规律是:辊压机两主辊电流越高,说明辊压机作功越多,系统产量越高,但辊压机运行电流必须控制在额定值范围内。 3以国内某水泥研究设计院研制、开发的辊压机为例,有以下规格、型号:表2 辊压机技术参数1.2 V型选粉机挤压联合粉磨系统中采用的V型选粉机,其作用仍属于对半成品粗、细粉分离。 V型选粉机集打散、分级于一体,结构简单、耐磨性好,是一种新型的打散分级设备。 V型选粉机主要是靠改变风量来调节半成品细度。 关于V型选粉机风量对半成品细度的影响,天津院柴星腾高工提供了下述技术参数3:V型选粉风量一般按4kg/m3的喂料量控制配风,风量不宜超过4.5kg/m3,以确保分级效果。
V型选粉机导流板间的设计风速6.7m/s左右;半成品细度达150?/kg;实际风速5.8m/s时,半成品细度可达185?/kg,即风速降低,半成品变细,适宜于磨制高强度等级的水泥。 表3 32.5R水泥力学性能 41.3 打散分级机打散分级机由打散和分级两部分构成。 该机与V型选粉机本质上都属于与辊压机配套的物料粗、细粉分离设备,与V型选粉机的区别在于打散分级机利用主轴转速来调节半成品细度。 现以国内某水泥研究设计院研制、研发的打散分级机为例,有以下规格、型号:表4 打散分级机技术参数2、挤压联合粉磨工艺中管磨机仓长的选择目前,国内采用挤压联合粉磨工艺的水泥制备系统,多配用三仓管磨,磨机直径都在φ3m以上,长度11—14m。 管磨机仓位长度的合理分配与选择,是影响到整个粉磨系统增产、节电、稳定产品质量的重要技术参数。
以上公式虽是在当时磨前预处理工艺不够完善的条件下推导出来的,但在挤压联合粉磨技术成热并广泛应用的,仍具有指导意义。 众所周知:管磨机的电能利用率很低,同时管磨机对物料的粗磨能力不足,利用磨机一仓破碎被磨物料效率低、电耗高,是极不合理的。 管磨机的独特之处在于其对物料的磨细功能突出,磨制的水泥颗粒级配连续、合理;颗粒圆形度好;但在实际生产中必须严格控制入磨物料粒度与水份的稳定。 管磨机名符其实地成为了能够充分发挥其磨细能力的粉磨设备。
实际生产中,既可以采用开流,又可以采取圈流粉磨流程。
笔者认为:多仓管磨机仓长的选取,既要考虑采用的磨前物料预处理方式及入磨物料粒度尺寸、颗粒形状、易磨性、水份,又要结合各仓所用衬板的工作表面形状、篦缝尺寸、研磨体材质及级配,还包括当圈流粉磨流程时,所用选粉机的分级精度等综合因素。 圈流管磨机粗磨仓(仓)长度宜适当延长,过渡仓(第二仓)可不变(当然也有取消过渡仓成为两仓磨的),细磨仓(第三仓)长度略有缩短。 修订后的《通用硅酸盐水泥》国家标准即将实施,目前国内大部分企业生产的42.5级、52.5级水泥的比表面积控制在380±10?/kg、32.5级水泥比表面积控制在360±10?/kg。 采用挤压联合粉磨工艺,在调整好仓长比例的前提下,对磨内研磨体级配及装载量等参数进行优化设计,完全可以满足上述质量指标要求。 综合国内部分企业技术资料,结合实际生产工艺状况。 采用挤压联合粉磨工艺,管磨机为开流粉磨流程时,在确保成品比表面积及磨机台时产量的前提下,需适当延长细磨仓(第三仓)长度,并缩小各仓研磨体平均尺寸,以提高粉磨效率。 采用挤压联合粉磨工艺,管磨机为圈流粉磨流程时,由于配用高效选粉机作为分级设备,能确保成品细度满足设计要求。 此时,为加快物料流速,提高系统产量、降低粉磨电耗,宜适当延长磨机粗磨仓(仓)及缩短细磨仓(第三仓)长度。
同时,尚需提高各仓研磨体平均尺寸,一般比开流磨研磨体平均尺寸略大3—5mm。
分析国内与其相同配置的生产线,被磨物料基本相同,先进的产量指标已大于90t/h。 该磨机产量略低的主要原因是由于仓长比例分配及研磨体级配、装载量不合理所致、研磨体平均尺寸普遍偏大,对物料的细磨能力不足,宜再重新调整磨机仓长比例、缩小研磨体平均尺寸、适当增加装载量,增大研磨体对物料的细磨功能,方可进一步提高系统产量。 该系统生产P.O42.5级水泥控制成品比表面积375?/kg,台时产量达90t/h,粉磨电耗为29kwh/t。 该磨机主电机1600kw,设计装载量125t,主电机额定运行电流≤115A;调整后,磨机研磨体装载量为135t,主电机运行电流108—110A,稳定在设计要求范围内,可确保电机安全、正常运行。
如果再做适当调整,将装载量提到140—145t,同时引入对水泥性能无害的液体助磨剂解决磨内因温度高导致研磨体及衬板表面的粘附现象,提高物料的流动性,该系统台时产量有望突破100t/h,粉磨电耗降至25kwh/t以下。