第六節(jié)物料粉磨

在水泥生產(chǎn)過程中，磨制生料、制備煤粉和制成水泥都要進行粉磨作業(yè)。因此，物料的粉磨量很大，每生產(chǎn)lt硅酸鹽水泥至少有3t物料（包括原料、燃料、熟料、混合材、石膏等）需要經(jīng)過粉磨。物料粉磨需要的動力約占全廠動力的60%以上。在水泥工廠的設計中，合理選擇設計粉磨設備及粉磨系統(tǒng)非常重要。一、粉磨方法

——干法、濕法兩種。在濕法生產(chǎn)的水泥廠中，是將原料配合入磨粉磨為含水30～40%的生料漿，而后喂入濕法回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒為水泥熟料。在干法水泥生產(chǎn)中，則是將原料配合入磨粉磨為生料干粉，而后喂入干法回轉(zhuǎn)窯或經(jīng)成球喂入立窯內(nèi)煅燒為水泥熟料。干法水泥生產(chǎn)熱耗低。隨著現(xiàn)代新型干法水泥生產(chǎn)技術的發(fā)展與完善，干法生產(chǎn)已成為今后水泥生產(chǎn)方法的發(fā)展方向。

將原料配合入磨粉磨為含水30～40%的料漿;

將原料配合入磨粉磨為干粉。二、粉磨系統(tǒng)

（一）水泥生料粉磨系統(tǒng)

1．生料粉磨流程和設備發(fā)展情況隨著新型干法水泥生產(chǎn)技術的發(fā)展，為了適應不同原料和工藝的要求，提高粉磨效率，生料粉磨系統(tǒng)也得到了不斷的改進和發(fā)展。近年來，其發(fā)展特點如下：

1）原料的烘干和粉磨一體化，烘干兼粉磨流程得到了廣泛應用。并且由于結(jié)構(gòu)和材質(zhì)方面的改進，輥式磨獲得了快速發(fā)展，得到廣泛應用，粉磨電耗顯著降低。

2）磨機與新型高效選粉機，輸送設備相匹配，組成了各種新型干法閉路粉磨流程，提高了粉磨效率，降低電耗。

3）設備日趨大型化，以簡化設備和工藝流程，與窯的大型化相匹配。鋼球磨的最大直徑已達5.5m以上，電動機功率達6500kW以上，臺時產(chǎn)量達300t以上。輥式磨系列中磨盤直徑已達5m以上，電動機功率5000kW以上，臺時產(chǎn)量500t以上。

4）新型節(jié)能粉磨設備——輥壓機作為預粉碎設備得到應用。

5）采用預烘干（或預破碎）形式組成烘干（破碎）粉磨聯(lián)合機組。提高了粉磨、烘干效率，簡化了工藝流程。

6）管磨機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進：如新型環(huán)向溝槽襯板，揚料板角度可調(diào)的隔倉板等。7）利用懸浮預熱器窯和預分解窯320～350℃的廢氣烘干原料，發(fā)展了各種烘干磨。8）采用電子定量喂料秤，X熒光分析儀、電子計算機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，控制原料的配料，為入窯生料成份的均齊、穩(wěn)定創(chuàng)造了條件。9）磨機系統(tǒng)操作自動化。應用自動調(diào)節(jié)回路及電子計算機控制生產(chǎn)，代替人工操作。力求生產(chǎn)穩(wěn)定。2．生料粉磨流程和粉磨設備的選擇1）選用粉磨流程和粉磨設備需要考慮的因素（1）入磨物料的性質(zhì)物料的性質(zhì)主要包括水分、粒度、易磨性和磨蝕性，也要考慮粘土質(zhì)原料中的含砂量及石灰質(zhì)原料中燧石的影響。（2）粉磨產(chǎn)品的細度要求所選的粉磨流程和設備應盡可能便于控制粉磨產(chǎn)品的細度。（3）生料粉磨系統(tǒng)的要求小時產(chǎn)量生料粉磨系統(tǒng)的要求小時產(chǎn)量，由主機平衡計算確定。所選生料磨的生產(chǎn)能力，應能滿足這一要求。同時，為了簡化工藝線，對一臺窯來說，一般只配置一臺生料磨，而對大型窯來說，生料磨的設置也不宜超過兩臺。（4）粉磨電耗所選的粉磨流程和設備應盡可能符合節(jié)省電耗的要求。干法生料磨的電耗應在63MJ/t（17.5kWh/t）生料以下。（5）廢氣余熱利用的可能性對于干法生料磨和煤磨來說，應考慮盡可能利用廢氣余熱來烘干原料和燃料，使生料粉磨與烘干作業(yè)同時進行，以節(jié)約烘干熱能，節(jié)省烘干設備，簡化生產(chǎn)流程。（6）操作的可靠性和自動控制以及設備的耐磨性能。（7）所選的生料粉磨設施應力求占地面積小，需要空間小和基建投資低。2）干法生料粉磨流程和設備選擇

干法生料粉磨系統(tǒng)主要有下列幾種型式：

開路流程：管磨；

閉路流程：管磨、烘干磨。

閉路烘干磨又分下列幾種型式：

鋼球磨：主要有風掃磨和提升循環(huán)磨（有單倉尾卸、雙倉尾卸、雙倉中卸等）；

輥式磨：亦稱立式磨或輥輪磨；

輥壓機：亦稱擠壓機或雙輥磨。開路管磨和閉路管磨對進磨物料水分的要求比較嚴格，必須把水分較高的原料預先進行烘干后才能加入磨中粉磨。烘干磨由于能同時進行物料的烘干和粉磨，并可大量利用溫度為320～350℃的廢氣的余熱，烘干平均水分達6～8%的原料，故目前得到了廣泛的應用，而分別進行烘干、粉磨的流程已很少采用。

常見的生料烘干兼粉磨流程有如下幾種:

（1）風掃磨烘干兼粉磨系統(tǒng)

在磨尾排風機的抽力作用下，熱風進入磨內(nèi)，已被粉磨的生料由通過磨內(nèi)的熱風帶入粗粉分離器內(nèi)分選，粗粉再次回磨，細粉由旋風收塵器收集，為了減少熱耗，部分廢氣重新返回磨內(nèi)循環(huán)使用，其余廢氣經(jīng)收塵器凈化后，排入大氣中。其流程如圖4.6—1所示。此流程的優(yōu)點是熱廢氣利用率高，流程簡單，輸送設備少，維修工作量小，設備利用率高，允許進磨物料水分較高，可烘干水分含量8～12%的原料。當原料水分含量高，要求烘干能力強，風掃和提升物料所需的氣體量與烘干物料所需的熱風量相匹配時，系統(tǒng)效率高。否則，則會造成粉磨單位產(chǎn)品的總電耗較高。圖4—6.1在風掃磨內(nèi)烘干—粉磨流程

圖4—6.2預破碎烘干兼粉磨流程1—破碎機；2—磨機；3—粗粉分離器；4—旋風筒；5—排風機（2）尾卸提升循環(huán)烘干兼粉磨系統(tǒng)

物料從磨頭喂入，經(jīng)烘干倉和粗磨倉后進細磨倉，物料由磨尾卸出，由提升機送到選粉機內(nèi)進行選粉，粗粉由磨頭喂料端重新入磨，細粉作為成品。來自窯系統(tǒng)的熱廢氣或熱風爐的熱氣體從喂料端進入，窯尾廢氣可烘干含4～5%水分的原料，在利用熱風爐高溫氣體時，烘干的水分可達8%。出磨廢氣經(jīng)收塵器凈化后排入大氣中。此系統(tǒng)的烘干能力差，在采用大型磨機而又利用窯尾廢氣作為烘干介質(zhì)時，需要增加一些輔助烘干設施。例如，常在磨機粉磨倉前增設烘干倉、立式烘干塔、選粉機內(nèi)烘干、預烘干破碎機組等，以適應不同水分含量原料的烘干要求。圖4—6.3尾卸提升循環(huán)烘干—粉磨流程圖4.6—4帶立式烘干塔的尾卸提升循環(huán)烘干兼粉磨流程1—輔助熱風爐；2—磨機；3—旋風筒；4—收塵器

圖4.6—5在選粉機內(nèi)烘干的烘干—粉磨流程

圖4.6—6在選粉機和磨機內(nèi)烘干的烘干—粉磨流程

（3）中卸提升循環(huán)烘干兼粉磨系統(tǒng)

喂入磨內(nèi)物料先在烘干倉內(nèi)經(jīng)過烘干，再進入粗磨倉進行初次粉碎。然后從磨機中部卸出，由提升機送入選粉機，選出合格細粉。粗粉中的少部分入磨頭，大部分入磨尾細磨倉，比例約為l:4。磨機粗、細粉分開，有利于最佳配球。物料出粗磨倉后經(jīng)過分級設備及時選出產(chǎn)品，減少了細磨倉喂料中的細料，消除了過粉磨現(xiàn)象，從而提高了粉磨效率。磨頭喂入部分粗粉，可以起到加速物料流速，增強粉磨的作用，同時也均衡了兩倉的負荷。該系統(tǒng)的缺點是密封困難，系統(tǒng)漏風較多，生產(chǎn)流程也比較復雜。圖4.6—7中卸提升循環(huán)烘干—粉磨流程

（4）輥式磨系統(tǒng)

輥式磨——立磨。常用的輥式磨有LM（菜歇磨）、伯力鳩斯磨、ATOX磨、雷蒙磨、MPS磨、E型磨、MB磨等。已投產(chǎn)的輥式磨，生產(chǎn)能力已超過500t/h，產(chǎn)品系列中生產(chǎn)能力最大者可達1000t/h。輥式磨——風掃磨。內(nèi)部裝有粗粉分離器而構(gòu)成閉路循環(huán)，烘干與粉磨作業(yè)同時進行。物料在回轉(zhuǎn)的底盤與磨輥間受到擠壓而被粉碎，磨機底部進入熱風及時將被粉碎的物料帶到粉磨室上部的分離室內(nèi)，或卸出磨外由提升機提至分離器分離，粗粒被分離后返回磨盤再進行磨細，細粉隨氣流到收塵器被收集下來即為成品。圖4.6—8磨外循環(huán)輥式磨

圖4.6—9輥式磨產(chǎn)品收集流程（一）圖4.6—9輥式磨產(chǎn)品收集流程（二）（5）輥壓機

輥壓機是一種料床粉碎設備，其能量利用率高。輥壓機可用于粉磨水泥原料及熟料。輥壓機粉磨系統(tǒng)的流程可分為以下幾大類：預粉磨系統(tǒng)

——預粉磨系統(tǒng)見圖4.6—10。在現(xiàn)有粉磨系統(tǒng)中，安裝一臺輥壓機作為預粉磨設備，可以使產(chǎn)量大輻度提高。物料喂入輥壓機，擠壓過的料片再喂入磨機，在閉路系統(tǒng)中進行最終粉磨。終粉磨系統(tǒng)

——終粉磨系統(tǒng)見圖4.6—11。經(jīng)配和的各種物料喂入輥壓機后，壓成碎片，然后在細粉碎設備中將團聚在一起的細粉打散，同時使已經(jīng)壓出裂紋的小顆粒進一步粉碎。圖4.6—10預粉磨系統(tǒng)流程

1—料倉；2—輥壓機；3—磨機；4—提升機；5—選粉機；6—粗分離器；7—收塵器；8—排風機

預粉磨系統(tǒng)流程圖4.6—11終粉磨系統(tǒng)流程1—料倉；2—輥壓機；3—打散機；4—提升機；5—粗分離器；6—選粉機；7—收塵器；8—排風機

部分終粉磨系統(tǒng)流程混合粉磨系統(tǒng)

——混合粉磨是預粉磨和終粉磨相結(jié)合的方式，見圖4.6—12。從選粉機中卸出的一部分粗粉回入磨中、一部分粗粉與原料一起喂入輥壓機進行循環(huán)粉磨。聯(lián)合粉磨系統(tǒng)

——聯(lián)合粉磨是當今輥壓機應用的主要流程。輥壓機自成系統(tǒng)，料餅經(jīng)粗選粉機分選，粗料全部返回輥壓機再壓，因為顆粒粗不再需要料餅再循環(huán)而又能大大提高輥壓饑的循環(huán)量。由于回料部分的細粉已被選出，就使輥壓機輥壓更為有效，不再作無用功。分選后的細粉部分作為中間產(chǎn)品喂入后續(xù)球磨機，因為粒度小而均勻，非常有利于磨機的配球，粉磨效率高。圖4.6—12混合粉磨系統(tǒng)流程

混合粉磨系統(tǒng)流程

磨機類別預破碎機磨機本身風機及附屬設備總電耗[MJ/t(kWh/t)]風掃球磨1.4457.2415.8474.52(20.7)雙倉尾卸提升循環(huán)磨1.4450.0818.0069.52(19.3)雙倉中卸提升循環(huán)磨1.4446.0819.0866.60(18.5)輥式磨--27.3625.2052.56(14.6)幾種生料烘干磨的電耗比較表4—13

（6）各種粉磨系統(tǒng)的選用條件

①鋼球磨與輥式磨的選用條件

對于鋼球磨系統(tǒng)與輥式磨系統(tǒng)的選型，主要應考慮物料水分、難磨程度、電耗和維修條件。a.從物料水分及電耗方面分析：

磨機驅(qū)動電機電耗，對于鋼球磨來說總是較高的，一般為50.4～54.0MJ/t生料；而輥式磨則較低，當采用新的耐磨部件時為25.2～28.8MJ/t生料，采用已磨損的耐磨部件時約增高25%。b.從物料難磨程度及維修條件分析：

鋼球磨系統(tǒng)對物料的易磨性和磨蝕性要求不高，適應性和可靠性較好，維修費用較低；而輥式磨對耐磨部件材質(zhì)要求較高，對硬質(zhì)物料特別是磨蝕性物料較難適應。②幾種鋼球磨機系統(tǒng)的選用條件

風掃磨、尾卸磨和中卸磨——選型中應考慮的因素主要是物料的水分及粉磨電耗。當物料水分在3～4%以下時，以后兩者的經(jīng)濟效果較好。當物料水分超過4%時，由于風掃磨通風和烘干能力最強，而此時烘干物料所需的熱風量已足以提升物料，故以選用風掃磨為宜。中卸磨比尾卸磨適應大的物料水分。③其它烘干粉磨系統(tǒng)的選用條件

a．帶有預烘干破碎機的球磨機系統(tǒng)，被粉磨物料的水分最高可達12%；b．帶有預烘干破碎機的風掃磨系統(tǒng)，物料水分最高允許15%；c．當物料水分在15%以上時，可考慮選用無介質(zhì)磨或單獨的預烘干裝置；d．當某種原料或配合后的物料容易在輸送過程或中間儲倉發(fā)生粘結(jié)堵塞時，應考慮采用單獨的烘干設備預烘干；e．當磨制難磨物料時，可采用預烘干裝置及簡單的管磨機系統(tǒng)。（二）水泥粉磨系統(tǒng)

1．水泥粉磨流程和設備發(fā)展情況

l）在設備大型化的同時，力求選用高效、節(jié)能型磨機——用于水泥粉磨的鋼球磨機直徑已達5m以上，電機功率達7000kW以上，臺時產(chǎn)量達300t/h以上。丹麥史密斯公司開發(fā)了微鋼段節(jié)能的康必丹磨（Combidanmill）；輥式磨、輥壓機用于水泥粉磨系統(tǒng)；2）采用高效選粉機

——日本小野田O-SEPA、丹麥史密斯公司的SEPAX、美國斯特蒂文特公司的SD等高效選粉機；選粉能力已達500t/h3）采用新型襯板，改善磨機部件及研磨件材質(zhì)

——目前水泥磨常用的襯板有壓條式凸棱襯板、大曲波形襯板、曲面環(huán)向階梯襯板、錐面分級襯板，螺旋凸棱形分級襯板、角螺旋分級襯板、圓角方形襯板、環(huán)溝襯板、橡膠襯板、無螺旋襯板等；4）添加助磨劑，提高粉磨效率；5）降低水泥溫度，提高粉磨效率，改善水泥品質(zhì)；6）實現(xiàn)操作自動化。

2．水泥粉磨流程

水泥粉磨流程主要有下列幾種型式：1）開路流程：管磨、康必丹磨；2）閉路流程：一級管磨閉路、康必丹磨一級閉路、輥式磨和輥壓機。近年來，水泥粉磨已趨向于閉路流程，特別是大型磨機更是這樣。在閉路流程中，又趨向于球磨機、輥壓機及高效選粉機不同組合的粉磨流程。聯(lián)合粉磨系統(tǒng)

——聯(lián)合粉磨是當今輥壓機應用的主要流程。輥壓機自成系統(tǒng)，料餅經(jīng)粗選粉機分選，粗料全部返回輥壓機再壓，因為顆粒粗不再需要料餅再循環(huán)而又能大大提高輥壓饑的循環(huán)量。由于回料部分的細粉已被選出，就使輥壓機輥壓更為有效，不再作無用功。分選后的細粉部分作為中間產(chǎn)品喂入后續(xù)球磨機，因為粒度小而均勻，非常有利于磨機的配球，粉磨效率高。聯(lián)合粉磨系統(tǒng)流程（雙閉路）聯(lián)合粉磨系統(tǒng)流程（球磨機開路）喂料提升分選分離料倉輥壓機輸送風機選粉機球磨機提升收塵器排風機成品圖4.6—13輥壓機混合型粉磨系統(tǒng)流程

不同輥壓機粉磨系統(tǒng)電耗對比粉磨系統(tǒng)球磨系統(tǒng)預、混合粉磨聯(lián)合粉磨終粉磨單位電耗kWh/t39332824電耗對比%10084.671.861.5（三）陶瓷廠物料的粉磨

陶瓷廠物料的粉磨有濕法和干法，以濕法居多，多采用間歇式石襯或橡膠襯濕法球磨機。球磨機的進料粒度由輪碾機出料口的篩孔或雷蒙磨的風選來保證。球磨機的規(guī)格應力求一致，生產(chǎn)規(guī)模較大的工廠，宜采用5噸或5噸以上的大型球磨機。三、粉磨車間布置

（一）水泥廠粉磨車間布置1.粉磨車間的位置——窯尾預熱器附近。2.供料——庫底喂料磨頭倉喂料倉容積——2～3小時