□□徐漢龍

不同工藝水泥磨研磨體級配與裝填的探討

Discussion of Grinding Media Gradation and filling in Different Process of Cement Mill

□□徐漢龍

新型干法水泥工藝快速發(fā)展，水泥粉磨技術(shù)也向高效、節(jié)電方向快速發(fā)展，由管磨機、輥壓機、V型選粉機或打散分級機、O-sepa選粉機組成不同工藝技術(shù)的水泥粉磨系統(tǒng)，使整個粉磨系統(tǒng)取得了顯著的增產(chǎn)、降耗效果。

現(xiàn)就預(yù)粉磨系統(tǒng) （輥壓機+管磨機+高效選粉機）、聯(lián)合粉磨系統(tǒng)（輥壓機+打散機或V型選粉機+管磨機）及聯(lián)合預(yù)粉磨系統(tǒng) （輥壓機+V型選粉機+管磨機+高效選粉機）的管磨機研磨體級配與裝填談點認識。

1 水泥磨機配球的基本原則

1.1 配球時考慮的因素

入磨物料（熟料）粒徑大小，物料特性與系統(tǒng)工藝技術(shù)，輥壓機能力與磨機能力相對值大小，磨機規(guī)格性能、轉(zhuǎn)速、磨內(nèi)結(jié)構(gòu)（各倉長度、襯板形式、隔倉板型式與篦縫的通料率），混合材品種與配比及水分，入磨熟料溫度和熟料礦物組成等因素。

1.2 入磨物料粒徑的確定

1.2.1 入磨物料平均粒徑

了解物料粒度分布，取入磨物料樣用套篩或顆粒級配儀測定，然后計算平均粒徑。

1.2.2 入磨物料粒度特性方程

式中：Y——負累積百分數(shù)，即通過量累積百分數(shù)%

根據(jù)入磨物料粒度篩析，利用粒度特性方程式，求出通過量累積百分數(shù)80%和95%時物料粒徑大小或任意粒徑大小的累積百分數(shù)，供配球時使用。

1.3 入磨物料粒度與球徑的關(guān)系

F.C邦德等專家學(xué)者提出各種計算公式。筆者根據(jù)多年實踐使用KA拉朱莫夫公式較為簡便。計算公式如下：

式中：DM——鋼球直徑，mm

d′m——入磨物料粒徑，mm

i=28——是一個常數(shù)，也是一個系數(shù)(可修正)，n=3

2 預(yù)粉磨、聯(lián)合粉磨、聯(lián)合預(yù)粉磨系統(tǒng)管磨機研磨體級配

在已定的工藝技術(shù)的條件下，管磨機研磨體級配以入磨物料粒徑分布和質(zhì)量指標(biāo)為主線，級配方法介紹如下。

（1）根據(jù)入磨物料篩析的最大粒徑，按式（2）計算出該倉使用最大球徑，以最大球徑作該倉最大的一級球，然后向下級規(guī)格依此類推，確定該倉配球規(guī)格種類（頭倉一般為4～5級配，二倉3～5級配，三倉2級配）。

（2）根據(jù)入磨物料粒度的篩析（表 1），用式（1）求 dcp、X80、X95 的粒徑，根據(jù)不同工藝和生產(chǎn)品種確定入磨物料假設(shè)的平均粒徑。然后按式（2）計算出平均球徑。

（3）根據(jù)上述已定配球時選用研磨體規(guī)格、種類、平均球徑。因擠壓后經(jīng)分選入磨物料粒徑較均勻，一倉配球時中間某一級球或某二級為該倉主力球徑，其量占該倉總量分別為35%～55%，75%～80%。二三倉配球按能粉磨最大粒徑的前提下，盡量降低研磨體尺寸，加強細磨能力；已確定物料粒徑與相對應(yīng)球徑。按該球徑所對應(yīng)入磨物料粒徑分布的累積百分數(shù)減去上一級球徑所對應(yīng)入磨物料粒徑分布的累積百分數(shù)，將該百分數(shù)（以小數(shù)）乘該倉研磨體總量后得出該球徑在該倉的球量，然后根據(jù)經(jīng)驗修正，該倉的配球方案就確定。

3 預(yù)粉磨系統(tǒng)磨機研磨體級配

以涇陽聲威磨機φ4.2m×13m，功率 3150kW 與 輥 壓 機 120／80，N=3000，Osepa組成的預(yù)粉磨系統(tǒng)為例。

3.1 最大球徑的確定

從表1知入磨物料大于19mm篩徑 2.54%，按該篩徑用式（2）計算球徑為φ74.71mm，取整數(shù)即為φ80mm（預(yù)粉磨系統(tǒng)入磨物料混入邊料效應(yīng)的大顆粒或輥壓機狀態(tài)欠佳時，最大球徑可提一級），這次配球最大球徑為φ80m，該倉鋼球種類依此類推， 即 φ80mm、φ70mm、φ60mm、φ50mm。若遇到入磨物料粒度增大，或不開輥壓機，一倉補入φ90mm球2～4t即可。

平均球徑的確定：開輥壓機時，用(X80+X95)／2作為計算平均球徑的物料粒徑。若X80≤6時，只用X95。從表1知配球物徑均值為10.87mm，按式（2）計算結(jié)果為 62.03mm（取值范圍62～66mm）。不開輥壓機時，用（dcp+X80+X95）／3，作為計算平均球徑的物料粒徑。

一倉配球組合見表2。

表1 各工藝入各倉物料粒度分布

3.2 二倉配球

一倉最后點和二倉進口點的物料粒徑分布均值作為二倉配球的依據(jù)，最大球徑確定：從表1知＞2.36mm篩篩余0.71%，相對球徑＞37.28mm取整數(shù)，大一級選用的原則，該倉最大球徑選用φ50mm的鋼球。

平均球徑的確定：X80≥1.0mm可選用 （dcp+X80+X95）／3作為計算平均球徑。X80≤0.6mm時選用X95作為計算平均球徑。0.6mm≤X80＜1mm用選項 (X80+X95)／2作為計算平均球徑的，即配球選用(X80+X95)／2=1.176mm，相對平均球徑為29.55mm，選用范圍 27.55～31.55mm。配球組合見表3。

根據(jù)二倉使用經(jīng)驗，二倉φ50mm、φ40mm兩級總量占該倉總量21%～25%為好。

4 聯(lián)合粉磨系統(tǒng)磨機研磨體級配

以涇陽聲威磨機規(guī)格為φ3.2m×13m聯(lián)合粉磨系統(tǒng)為例，磨機研磨體級配計算步驟、方法在預(yù)粉磨系統(tǒng)中詳細敘述，不同工藝均相同，本文只介紹研磨體級配。從表1知一倉入磨物料篩徑，最大球徑為φ60mm，五級配，平均球徑為35.83～37.63mm，配球具體組合見表4。

從表1知，二倉最大研磨體直徑為 18.32mm，取 φ18mm×20mm 的段，該倉級配組合依此類推，即φ16mm×18mm、φ14mm×16mm 三級配，各級量分別為 7t、8t、10t，總量 25t，平均段徑dcp=15.76mm，填充系數(shù)30%。三倉從表 1知 ， 選用 φ12mm×14mm和φ10mm×12mm的兩種即可，量分別為 27t和 48t，合計 75t， 平均段徑10.72，填充率系數(shù)32.35%，若生產(chǎn)高標(biāo)號水泥，產(chǎn)品質(zhì)量要求高，φ12mm×14mm和φ10mm×12mm的比例為1：（2.4～3.2）。

5 聯(lián)合預(yù)粉磨系統(tǒng)磨機研磨級配

以陜西涇陽聲威φ3.8m×11m聯(lián)合預(yù)粉磨系統(tǒng)為例。從表1知,一倉最大球徑選用φ40mm，該級球?qū)Γ?.2mm以上物料細碎效果較好。平均球徑選用27±3mm范圍，配球具體組合見表5。

從表1知二倉最大研磨直徑為18.3mm， 取 φ18mm×20mm 的段，即φ18mm ×20mm、φ16mm ×18mm、φ14mm ×16mm、φ12mm ×14mm、10mm×12mm五級配，各級鋼段取量分別為 10t、15t、38t、36t、24t， 平均段徑為13.20mm，填充系數(shù)為30.56%。

據(jù)報導(dǎo)，國內(nèi)該工藝系統(tǒng)二倉使用 鋼 球 種 類 φ30mm、φ25mm、φ20、φ17mm、φ15mm， 平均球徑 16.98～21.0mm。

表2 配球組合

表3 二倉配球組合

表4 一倉研磨體級配

表5 一倉研磨體級配

6 研磨體填充系數(shù)

各種工藝磨機各倉的填充系數(shù)在研磨體級配給出數(shù)據(jù)，這對涇陽聲威三種粉磨工藝來講比較合理。目前一般來講控制在28%～34%，以30%為基礎(chǔ)，隨著入磨物料顆粒粒徑的大大下降，研磨體直徑大大下降，相應(yīng)填充系數(shù)增大，以提高研磨體量來提高磨機產(chǎn)量。

筆者認為水泥粉磨磨機主電機負荷控制在88%～93%較合理，一倉填充系數(shù)27%～29%，后倉逐漸提高，填充系數(shù)30%～33%。入磨物料粒徑較細和小型磨機，磨機填充系數(shù)可選高些，全磨研磨體裝填量達設(shè)計量的95%～97%，提高動力產(chǎn)量。入磨物料粒徑較粗和大型磨機，磨機填充數(shù)可選低些，全磨研磨體裝填量達設(shè)計量的88%～92%，提高鋼球產(chǎn)量，降低電耗。

7 水泥磨機研磨級配和裝填效果

磨機研磨體級配與裝填效果，最直接的反映是磨機產(chǎn)量、質(zhì)量、電耗?，F(xiàn)將觀察法、篩析法效果判斷點滴經(jīng)驗介紹如下。

7.1 觀察法

7.1.1 一倉能力的判斷

三種水泥粉磨工藝的入磨物料粒徑較細，研磨體級配要注重一倉能力，使磨內(nèi)料流暢通，是磨機產(chǎn)量的基礎(chǔ)，是穩(wěn)定磨音維持正常生產(chǎn)的必備條件。磨內(nèi)或該倉末點篦板處有無小渣小料或倉內(nèi)有無小渣小料沉積移位，無小渣小料存在說明最大球徑和球量配比合適，若有小渣小料存在，說明大球徑和球量需增加，具體增徑增量視小渣小料顆粒大小和數(shù)量而定。

7.1.2 球料比

一倉前端鋼球沖擊聲不連續(xù)，磨音低，而在一倉中后部位磨音高，說明一倉料存量偏多。

一倉露半個球面，或料球面持平，二倉料球面持平或料高出10～30mm，三倉料面高30～60mm。閉路磨二倉，正常停磨觀察，若料球段面平整，級配合理，若前部有凹部分，說明大直徑研磨量不足，若倉尾部有凹部分，小直徑研磨量不足。

觀察倉內(nèi)研磨堆積密度，從中看出哪種球多，哪種球少，為補球提供參考。測定球料高度，算研磨體量，為合理填充系數(shù)提供依據(jù)。

7.2 篩析法

一倉取樣篩析 0.08mm、0.2mm篩篩余值開始下降很快，逐漸減緩，說明該倉配球基本合理，尤其是0.2mm篩篩余值下降很快，該倉配球是非常合理。筆者根據(jù)實踐經(jīng)驗體會如下。

7.2.1 高細高產(chǎn)開流水泥磨

一倉末端10號篩1.92mm篩篩余不超過60%或1.0mm篩篩余＜10%，二倉末端0.2mm篩篩余不超過3%。

7.2.2 預(yù)粉磨

一倉末端3.0mm篩篩余不超過0.5%，普通閉路或不開輥壓機時1.92mm篩篩余＜1.5%，或1.0mm篩篩余不超過4%。二倉末端，0.2mm篩篩余不超過2.5%，0.08mm篩篩余不超過26%，最好23%，不開輥壓機時，0.2mm篩篩余最多不超過2%，最好為1%，0.08mm篩篩余不超過18%。

7.2.3 聯(lián)合粉磨

一倉末端20號篩余不超過1%，1.0mm篩篩余等于0，0.2mm篩篩余＜5%，最好在4%以內(nèi)。二倉末端0.2mm篩篩余＜1%，最好為0。

7.2.4 聯(lián)合預(yù)粉磨

二倉末端0.08mm篩篩余＜6%，最好＜5%，0.045mm 篩篩余＜23%，最好＜20%。

文中點滴認識不很全面，可能有不妥之處，需在實踐中修正、補充、完善，以更符合客觀規(guī)律。

(注：涇陽聲威張國鋒、銅川聲威楊冰凌、張桂南參于實施工作)

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呂 光