SC型選粉機(jī)在大型圈流磨機(jī)上的應(yīng)用
2009-04-10 00:00
1、技術(shù)開發(fā)背景
隨著水泥新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，傳統(tǒng)大型磨機(jī)開路工藝已經(jīng)很難滿足水泥生產(chǎn)的實(shí)際需要，水泥粉磨要圈流生產(chǎn)得到了越來越多的市場認(rèn)可。傳統(tǒng)大型磨機(jī)圈流選粉的主流產(chǎn)品O-Sepa選粉機(jī)，因選粉機(jī)自身不具備成品收集功能，其成品收集要配置布袋除塵器，這無疑增加了系統(tǒng)的投資，使工藝流程復(fù)雜化，系統(tǒng)裝機(jī)容量有所增加，操作相對復(fù)雜且困難。我國大型磨機(jī)急需能達(dá)到O-Sepa選粉機(jī)技術(shù)水平，且具備細(xì)粉收集功能，操作簡單、選粉效率高，價格適宜、維護(hù)方便的新型選粉機(jī)。
2、大型磨機(jī)圈流粉磨工藝優(yōu)勢
2.1 水泥顆粒級配更趨合理
開路高細(xì)磨生產(chǎn)出的水泥其顆粒分布范圍較寬，當(dāng)0.08mm方孔篩篩余控制<3%時，其<30μm顆粒的含量一般60%～65%，3um～30μm的含量45%～50%，而<3μm要占到15%左右，由于物料在磨內(nèi)的停留時間長，過粉磨現(xiàn)象嚴(yán)重，水泥中<3μm的微粉較多，對水泥后期強(qiáng)度發(fā)揮不利。
閉路高細(xì)高產(chǎn)磨粉磨系統(tǒng)，由于磨內(nèi)采用篩分裝置和微型研磨體，物料在磨內(nèi)的流速大大降低，同時微段的表面積要增大到一倍以上，研磨能力大幅度提高。同時由于增設(shè)了新型高效選粉機(jī)，物料在磨內(nèi)的流速加快，研磨時間縮短，過粉磨現(xiàn)象大大減輕。水泥中<3μm的含量由15%左右下降到5%左右，磨制的水泥的顆粒級配將更趨合理，當(dāng)生產(chǎn)比表面積340㎡/㎏的水泥時，其3um～30μm含量占到60%～65%，而<3μm的含量僅占5%左右，混凝土的性能大為改善。
2.2顯著降低磨內(nèi)溫度
水泥磨物料溫度高，特別是大型水泥磨，將對水泥產(chǎn)質(zhì)量、消耗產(chǎn)生較大影響。磨機(jī)在研磨時，大部分機(jī)械能將轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致磨內(nèi)溫度較高。而物料的易磨性隨溫度的升高而降低。磨內(nèi)溫度高，易使水泥因靜電吸引而聚結(jié)，嚴(yán)重的會粘附研磨體和襯板，從而降低粉磨效率，明顯的阻礙粉磨過程的順利進(jìn)行。溫度越高，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重。試驗(yàn)表明，溫度越高、粉磨細(xì)度越細(xì)，研磨能量消耗越大。如入磨物料溫度超過50℃，磨機(jī)產(chǎn)量將會受到影響，如超過80℃，水泥磨產(chǎn)量降低10%－15%。
磨內(nèi)溫度高還會引起石膏脫水成半水石膏甚至產(chǎn)生無水石膏，引起水泥假凝，影響水泥質(zhì)量，入庫水泥容易結(jié)塊。因此，入磨溫度應(yīng)控制在室溫，出磨水泥溫度不宜超過110℃－120℃。水泥溫度高，還會使包裝紙袋發(fā)脆，增大破損率。大型磨機(jī)要求細(xì)度較細(xì)的水泥，在粉磨過程中會產(chǎn)生大量的熱，即使入磨溫度不高，也會使磨內(nèi)溫度升高不利于粉磨。為了降低磨內(nèi)溫度，采用閉路系統(tǒng)，磨內(nèi)物料通過量大，磨內(nèi)風(fēng)速高，在選粉和輸送過程中能散發(fā)大量的熱。由于上述原因，閉路水泥磨磨內(nèi)溫度比開路磨系統(tǒng)的低20℃～30℃。
2.3 便于質(zhì)量控制和生產(chǎn)調(diào)節(jié)
隨著中國加入WTO后，水泥市場與世界接軌，實(shí)行新標(biāo)準(zhǔn)，水泥出口大幅度增加。國外特別是發(fā)達(dá)國家，對水泥的性能要求非常高還規(guī)定了水泥在施工中必須要達(dá)到的性能指標(biāo)，這要求水泥細(xì)度高，級配合理，均勻性穩(wěn)定。國內(nèi)市場對水泥的品種要求參次不齊，為了滿足不同市場對不同水泥品種的要求，水泥的生產(chǎn)必須在細(xì)度、顆粒級配、均勻性等可調(diào)節(jié)和控制的工藝下生產(chǎn)。這種生產(chǎn)工藝的要求，開路磨是無法保證的，只有帶高效選粉機(jī)的生產(chǎn)工藝才能隨時根據(jù)不同水泥品種和性能的需求來進(jìn)行調(diào)節(jié)。開流粉磨在水泥廠設(shè)計(jì)中很少采用，這是因?yàn)樵谙嗤瑮l件下，圈流產(chǎn)量比開流產(chǎn)量高約15%～30%，企業(yè)采用帶高效選粉機(jī)的圈流水泥生產(chǎn)工藝，能實(shí)現(xiàn)節(jié)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樣，對其細(xì)度要求和摻入量也不相同。混合粉磨就是把水泥的混合料料共同入磨粉磨，水泥中各組分的細(xì)度由其易磨性能決定，易磨性好的細(xì)度細(xì)，易磨差的細(xì)度粗。新型高效粉磨的一個重要標(biāo)志就是將粉磨水泥的大宗組分分別粉磨，根據(jù)各組分在不同品種水泥中的要求，分別控制其顆粒組成和細(xì)度，這種工藝要求要有混合裝置，國內(nèi)早些年采用進(jìn)口裝置。實(shí)際上選粉機(jī)不但能調(diào)節(jié)產(chǎn)品細(xì)度，其本身就是一個很好的混料裝置。
3 SC型高效渦流式選粉機(jī)
3.1結(jié)構(gòu)示意圖
3.2主要技術(shù)特點(diǎn)
3.2.1 氣動分散技術(shù)
需選粉的物料首先要求有良好的分散性，特別是對由于靜電吸附作用和水分超標(biāo)而易造成結(jié)團(tuán)的物料，只有良好的分散性，才能更好的分級。在物料進(jìn)入主選粉室之前，進(jìn)行緩沖均勻布料，對成團(tuán)的物料和粗粉顆粒進(jìn)行初步的分離分級，使其進(jìn)入主選粉室分散分離性能更好，給后續(xù)的選粉創(chuàng)造良好的條件。
3.2.2 渦流分級技術(shù)
選粉機(jī)氣流通過水平切向進(jìn)入選粉室內(nèi)，形成一個旋轉(zhuǎn)渦流氣流，與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)籠形成一個上下穩(wěn)定的內(nèi)外壓差，氣流均勻穩(wěn)定，物料顆粒在此基礎(chǔ)上有一個很穩(wěn)定的強(qiáng)力選粉力場，從而達(dá)到精確的分級。
3.2.3 細(xì)粉收集技術(shù)
采用高效低阻旋風(fēng)筒，布置在主機(jī)周圍，形成一個整體，有效的簡化了系統(tǒng)的工藝流程，減少了占地面積，降低了后續(xù)布袋除塵器的負(fù)荷要求，降低了一次性投資及裝機(jī)容量。
4、磨機(jī)磨內(nèi)必須同步改造
4.1加強(qiáng)磨內(nèi)通風(fēng)
磨內(nèi)通風(fēng)對產(chǎn)質(zhì)量都有明顯影響，通風(fēng)好，不僅可將細(xì)粉及時排出磨機(jī)，以免形成過粉磨，而且還可以帶走粉磨熱量，降低磨內(nèi)溫度，減少石膏脫水和尾倉糊球堵篦。一般圈流磨內(nèi)風(fēng)速為0.8m/s－1.0m/s，而開流磨由于磨內(nèi)溫度高，風(fēng)速要比圈流磨的高些。有些廠采用的是90年代以前設(shè)計(jì)的球磨機(jī)，在結(jié)構(gòu)上一般都存在風(fēng)路不暢的問題，可以通過在進(jìn)料口處開通風(fēng)口、進(jìn)料口螺旋的改進(jìn)、下料溜子作成階梯形、放大隔倉板和出料篦板的中心孔以及卸料口加強(qiáng)鎖風(fēng)等措施加以改進(jìn)，不僅解決了堵料現(xiàn)象，而且加大了通風(fēng)面積。
4.2改進(jìn)隔倉板和出料篦板
早期設(shè)計(jì)的隔倉板及出料篦板，只是為了按功能劃分倉室、隔離大小鋼球和阻擋研磨體不被排出，而今則具有控制物料流速、平衡首尾倉的粉磨能力、提高料球比和防止反分級的作用，由此增大了研磨體動能的有效利用，從而提高了產(chǎn)量。對老式球磨機(jī)便可按物料特性選擇帶篩分功能的隔倉板和出料篦板。篩分隔倉板是一種能對通過隔倉板的物料進(jìn)行粗細(xì)分級的新型隔倉板，其主要作用是對進(jìn)入細(xì)磨倉的物料進(jìn)行篩分，阻止粗顆粒進(jìn)入細(xì)磨倉，為細(xì)磨倉使用比表面積大、粉磨效率高的微型研磨體創(chuàng)造了條件，即新型隔倉板不僅增加了控制料流及平衡各倉粉碎能力的功能，而且可以實(shí)現(xiàn)粗細(xì)顆粒的分級和強(qiáng)制提升物料的作用，使較細(xì)的物料及早進(jìn)入細(xì)磨倉進(jìn)行粉磨。
4.3增加活化裝置
為充分發(fā)揮磨機(jī)的粉磨潛力，磨內(nèi)還可增設(shè)活化裝置，為微介質(zhì)創(chuàng)造三維的運(yùn)動條件，強(qiáng)化研磨能力，使研磨體的動能得以更充分利用，從而使粉磨效率大幅度地提高。活化裝置的主要結(jié)構(gòu)是在磨機(jī)襯板上安裝與磨機(jī)軸向成一定角度的梯形裝置，其高度約為磨機(jī)筒體直徑的20％-30%，厚度為40mm左右，寬度同襯板寬度。視產(chǎn)品的不同要求，沿磨機(jī)軸向安裝2-5道，縱向與磨機(jī)襯板每隔一塊安裝一塊。由于活化裝置的作用，研磨體在磨內(nèi)除沿著磨機(jī)襯板作圓周運(yùn)動外，還作軸向運(yùn)動。與此同時，離筒體襯板較遠(yuǎn)的研磨體因磨機(jī)襯板不能有效帶動而運(yùn)動程度減弱的滯留區(qū)因活化裝置的作用可得到消除。
4.4新型襯板的應(yīng)用
襯板除起防護(hù)作用外主要是用來調(diào)節(jié)研磨體的動態(tài)分布和運(yùn)動軌跡，它的形式要與磨機(jī)轉(zhuǎn)速、物料特性相匹配。各種新型襯板的使用，對研磨體運(yùn)動狀態(tài)的調(diào)節(jié)以及對物料的適應(yīng)性都有了較大的改善。磨機(jī)尾倉選用雙曲面襯板，在軸向和圓周方向均有傾斜曲面，不僅能夠增加鋼球的橫向分級，還能提高鋼段、鋼球的研磨效率。分級襯板可使磨機(jī)內(nèi)研磨體實(shí)現(xiàn)分級，形成大球打大料、小球打小料的理想狀態(tài)。
5 應(yīng)用實(shí)例
江蘇南京SL水泥公司φ3.8×12m磨機(jī)，采用LCF－170×1000輥壓機(jī)作預(yù)粉磨，配套VX3500選粉機(jī)，形成預(yù)粉磨圈流粉磨系統(tǒng)。原來是開路粉磨工藝，磨尾除塵采用KSC型除塵器。2008年6月，決定采用南京蘇材的SC3000型選粉機(jī)進(jìn)行圈流改造，以解決生產(chǎn)中過粉磨嚴(yán)重極易造成水泥假凝的突出問題。同時對磨機(jī)磨內(nèi)進(jìn)行較大幅度的改造，把原來的三倉改為二倉，加大磨機(jī)的過料能力，有利于保證磨機(jī)破碎、研磨能力的平衡。隔倉板采用新型雙隔倉板有利于控制物料的流速。一倉采用大波紋襯板，二倉采用小波紋襯板。加強(qiáng)磨尾等處漏風(fēng)處鎖風(fēng)，使系統(tǒng)漏風(fēng)降到最小，確保磨機(jī)的通風(fēng)。根據(jù)物料的性質(zhì)、顆粒大小確定合理的倉長及級配方案。具體的倉長及級配方案見表1。
生產(chǎn)P·O52.5R水泥，產(chǎn)量從原來的100t/h提高到目前的135t/h，增產(chǎn)達(dá)到35%；生產(chǎn)P·O42.5R水泥，產(chǎn)量從原來的110t/h提高到目前的150t/h，增產(chǎn)達(dá)到36.4%。生產(chǎn)P·O52.5R水泥比表面積略有提高，從370m2/kg－380m2/kg，提高到380m2/kg－390m2/kg；生產(chǎn)P·O42.5R水泥比表面積略有提高，從350m2/kg－360m2/kg，提高到360m2/kg－370m2/kg。從強(qiáng)度指標(biāo)看，1d強(qiáng)度略有下降，3d強(qiáng)度持平，但是28d強(qiáng)度優(yōu)于改造前，見表3。水泥抗壓強(qiáng)度有所改善，完全符合標(biāo)準(zhǔn)。
技改后噸水泥電耗有所下降，從原來的31kWh/t水泥下降到26Wh/t，降幅達(dá)16%。
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