破碎與粉磨統(tǒng)稱為粉碎。行業(yè)內(nèi)習慣將大塊物料加工變?yōu)樾K物料的過程稱之為破碎;將粗顆粒物料變?yōu)榧毞鄣倪^程稱之為粉磨。
水泥生產(chǎn)過程中的粉磨工藝分為:生料制備工藝和水泥制成工藝兩大部分,簡稱為生料粉磨和水泥粉磨。
石灰石、粘土、鐵粉等配合磨細稱為生料;
熟料、石膏、混合材料配合磨細稱為水泥。
一、水泥生產(chǎn)物料粉碎的目的
(1)物料經(jīng)過粉碎后,單位質(zhì)量的物料表面積(比表面)增加,因而可以提高物理作用的效果及化學反應的速度;
(2)幾種不同物料在粉體狀態(tài)下,容易達到混合均勻的效果。
(3)粉狀物料也為烘干、運輸和儲存等提供了方便,并為煅燒熟料和制成水泥,保證出廠水泥的合格率創(chuàng)造了條件。
二、合理控制 生料細度
當粉磨細度在0.08mm方孔篩篩余10%以下時,隨著篩余量的減少,粉磨單位產(chǎn)品的電耗將顯著增加,產(chǎn)量也相應降低;因此,生料粉磨細度,通?刂圃0.08mm方孔篩篩余10%左右,0.20mm方孔篩篩余小于1.0%為宜。
用大型球磨生產(chǎn)時,由于產(chǎn)品粒度較均勻,粗大顆粒較少。在易燒性允許的前提下,0.08mm方孔篩余可放寬至12~16%,但應控0.20mm方孔篩篩小于1.5%。
三、研磨體及其級配
物料在粉磨過程中,一方面需要沖擊作用,另一方面需要研磨作用。不同規(guī)格的研磨體配合使用,還可以減少相互之間的空隙率,使其與物料的接觸機會多,有利于提高能量利用率;在研磨體裝載量一定的情況下,小鋼球比大鋼球的總表面積大;要將大塊物料擊碎,就必須鋼球具有較大的能量,因此,鋼球(段)的尺寸應該較大;需要將物料磨得細一些,就應選擇小些的鋼球(段)。因此在粉磨作業(yè)時,要正確選擇研磨體且必須進行合理的級配。
四、研磨體級配基本原則
(1)入磨物料的平均粒徑大,硬度高,或要求產(chǎn)品粗時,鋼球的平均徑應大些,反之應小些。磨機直徑小,鋼球平均球徑也應小。一般生料磨比水泥磨的鋼球平均球徑大些。
(2)開路磨機,前一倉用鋼球,后一倉用鋼段。
(3)研磨體大小必須按一定比例配合使用。鋼球的規(guī)格通常用3~5級。鋼段一般用2~3級,若相鄰兩倉用鋼球時,則前一倉的最小規(guī)格應作為后一倉的最大規(guī)格(交叉一級)。
(4)各級鋼球的比例可按“兩頭小、中間大”的原則配合,用兩種鋼段時,各占一半即可。用三種鋼段時,可根據(jù)具體情況適當配合。
(5)在滿足物料細度要求前提下,平均球徑應小些,借以增加接觸面積和單位時間的沖擊次數(shù),提高粉磨效率。
五、預粉碎技術及其對于粉磨作業(yè)的作用
以降低入磨物料粒度為主要手段,使球磨機節(jié)能高產(chǎn)的技術稱之為預粉碎技術。它把球磨機第一倉的粉碎工作,部分或全部由其他能量利用率高于球磨機的粉碎設備來完成,讓入磨物料粒度降低到5mm以下或更小,可使磨機臺時產(chǎn)量提高30%以上、單產(chǎn)電耗降低15~20%,產(chǎn)品顆粒組成更加合理。
應用預粉碎技術要采取的配套措施:
(1)選用振動篩或回轉(zhuǎn)篩,對粉碎后的入磨物料采用檢查篩分閉路流程,合格物料入磨,粒度過大的物料重新預粉碎;
(2)入磨粒度縮小后,第一倉研磨體平均球徑也要縮;第一倉長度要縮短,隔倉板前移;
(3)磨內(nèi)風速要提高,磨機通風量加大;
(4)閉路粉磨系統(tǒng)輔助設備的生產(chǎn)能力要加大,系統(tǒng)循環(huán)負荷率要降低,選粉效率要提高。
六、嚴格控制入磨物料的水份
為了保證磨機正常操作、配料的準確和提高磨機的產(chǎn)、質(zhì)量。當物料含水量大時,容易產(chǎn)生糊磨現(xiàn)象,磨內(nèi)細粉粘附在研磨體和襯板上,使粉磨效率降低,嚴重時會使隔倉板篦孔堵塞造成磨機通風不良,物料難以通過,產(chǎn)量急劇下降,質(zhì)量也引起較大的波動。
根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,各種物料的水份可控制在下列范圍內(nèi):石灰石<1%,粘土<2%,鐵粉<8%,混合材<2%,石膏<8%,熟料<0.5%,煤<4%,綜合水分控制在1.5%以內(nèi)。
七、粉磨系統(tǒng)
物料一次通過磨機即為產(chǎn)品的粉磨系統(tǒng),稱之為開路系統(tǒng)(簡稱:開流);物料出磨后必須經(jīng)過分級設備分選,合格細粉作為成品,不合格的粗粉重新返回磨機再粉磨的粉磨系統(tǒng),稱之為閉路系統(tǒng)(簡稱:圈流)。
選粉機是閉路粉磨系統(tǒng)的分級設備。它及時對出磨物料進行分選,合格細粉作為成品,不合格的粗粉重新返回磨機再粉磨;它能調(diào)節(jié)成品顆粒組成,滿足工藝要求,保證粉磨產(chǎn)品質(zhì)量,選粉機的性能是影響閉路粉磨系統(tǒng)產(chǎn)、質(zhì)量的主要因素之一。
開路系統(tǒng)的優(yōu)點是:流程簡單,操作簡便,基建投資少。其缺點是:容易產(chǎn)生過粉磨現(xiàn)象;即:磨內(nèi)物料必須全部達到合格細度后才能出磨;當一些容易磨細的物料提前磨細后,在磨內(nèi)形成緩沖層,防礙其它物料的粉磨,有時甚至出現(xiàn)細粉包球現(xiàn)象,從而降低了粉磨效率,使磨機產(chǎn)量降低、電耗升高。
閉路系統(tǒng)與開路系統(tǒng)正好相反。其優(yōu)點是:可以消除過粉磨現(xiàn)象,可降低磨內(nèi)溫度,因而粉磨效率高、產(chǎn)量高,同規(guī)格的水泥磨機產(chǎn)量一般可提高10~20%,生料磨可提高30%左右。其缺點是:流程復雜、設備多,操作管理技術要求也高,基建投資大。
八、加強磨機通風
加強磨機通風是提高磨機生產(chǎn)能力的主要途徑之一,有以下優(yōu)點:
(1)減少球磨機內(nèi)的過粉磨現(xiàn)象。使磨內(nèi)微細粉,及時地被氣流帶走,消除了細粉結(jié)團、糊球、糊襯板現(xiàn)象以及對研磨體的緩沖作用。
(2)磨內(nèi)的水蒸汽能及時的排除,使隔倉板篦縫不易堵塞,減少飽磨、糊磨現(xiàn)象。
(3)能降低磨內(nèi)溫度,防止石膏脫水、出磨水泥假凝,有利于磨機正常運轉(zhuǎn)和保證水泥質(zhì)量。
(4)有利于車間環(huán)保和清潔生產(chǎn)。
九、“飽磨”原因(磨音發(fā)悶,電流表讀數(shù)下降,卸料很少)
(1)喂料量過多或入磨物料粒度變大、變硬,而未及時調(diào)整喂料量。
(2)入磨物料的水份過大,通風不良,水汽不能及時排出,造成“糊磨”,使鋼球的沖擊減弱,物料流速減慢。
(3)鋼球級配不當,一倉小球過多,平均球徑太低,沖擊力不強,或鋼球加得太少;或鋼球磨損嚴重,而沒有及時補球或倒球清倉,以及粉磨作用減弱。
(4)隔倉板損壞,研磨體竄倉,鋼球鋼段混合,級配失調(diào)。
(5)閉路磨機,由于選粉機的回料量過多,增加了磨機負荷。
十、 影響球磨機產(chǎn)、質(zhì)量的因素
(1)入磨物料的粒度。由于立窯水泥廠使用的球磨機規(guī)格普遍偏小,所以,入磨物料粒度的大小對磨機的產(chǎn)、質(zhì)量影響很大,粒度小,則磨機的產(chǎn)、質(zhì)量高,電耗低;粒度大,則磨機的產(chǎn)、質(zhì)量低,電耗高。
(2)物料的易磨性。物料的易磨性,是指物料被粉磨的難易程度,國家標準規(guī)定使用粉碎功指數(shù)Wi(kwh/t)表示。該數(shù)值愈小,說明物料愈好磨,反之愈難磨。水泥廠習慣使用相對易磨性系數(shù),來表示物料被粉磨的難易程度。它是利用試驗小磨,將被測物料與標準砂對比,達到規(guī)定細度值,計算被粉磨的時間,與標準砂粉磨時間相同的為1,大于1的難磨;小于1的容易磨;比值越大越難磨,越小越好磨。
(3)入磨物料的水份。對于干磨法來說,入磨物料的水份對磨機的產(chǎn)、質(zhì)量影響很大,入磨物料的水份越高,容易引起飽磨或糊磨,降低粉磨效率,磨機產(chǎn)量越低。因此,含水份較大的物料,入磨前的烘干是十分必要的。
(4)入磨物料的溫度。入磨物料的溫度過高再加上研磨體的沖擊摩擦,會使磨內(nèi)溫度過度,發(fā)生粘球現(xiàn)象,降低粉磨效率,影響磨機產(chǎn)量。同時磨機筒體受熱膨脹影響磨機長期安全運轉(zhuǎn)。因此,必須嚴格控制入磨物料溫度。
5)出磨物料的細度要求。出磨物料的細度要求愈細,產(chǎn)量愈低,反之,產(chǎn)量則愈高。
(6)粉磨工藝流程。同規(guī)格的球磨機,閉路流程比開路流程產(chǎn)量高15~20%;在閉路操作時,選擇恰當?shù)倪x粉效率與循環(huán)負荷率,是提高磨機產(chǎn)量的重要因素。
(7)添加助磨劑。常用助磨劑大多是表面活性較強的有機物質(zhì),在物料粉磨過程中,能夠吸附在物料表面,加速物料粉碎中的裂紋擴展、減少細粉之間的相互粘結(jié),提高粉磨效率,有利于球磨機的節(jié)能高產(chǎn)。國家標準規(guī)定:在水泥生產(chǎn)過程中允許加入助磨劑,但摻加量不得超過1%。
機械因素有:
(1)磨機各倉長度。各倉長度選擇不當,使各倉能力不平衡,從而影響粉磨效率。
(2)磨機通風。加強通風可排出磨內(nèi)水蒸汽和微細粉,防止粘球和堵塞,減少磨內(nèi)過粉磨現(xiàn)象,降低磨內(nèi)溫度,改善粉磨條件,提高粉磨效率,以利于磨機產(chǎn)、質(zhì)量提高。
(3)磨機結(jié)構(gòu)。球磨機筒體內(nèi)的襯板、隔倉板、進、出料裝置、主軸承形式、傳動方式等,對磨機產(chǎn)、質(zhì)量影響很大,目前改進方法很多,效果明顯。
(4)研磨體的種類、級配、平均球徑和裝載量。球磨機粉碎物料的過程,主要是通過研磨體的運動來實現(xiàn)的,合理地選擇和使用研磨體是球磨機節(jié)能高產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。
(5)高效選粉機的選用。閉路粉磨系統(tǒng)中,選粉機是物料細度控制的重要設備,也是節(jié)能高產(chǎn)的主要幫手;其結(jié)構(gòu)、性能和系統(tǒng)組成,對磨機生產(chǎn)過程的影響至關重要。
(6)磨機操作自動化。粉磨系統(tǒng)的率值配料在線控制、球磨機負荷自動控制、變頻調(diào)速控制等現(xiàn)代高新技術已經(jīng)成熟,在立窯水泥企業(yè)發(fā)揮了重要作用;它不僅有利于球磨機的節(jié)能高產(chǎn),而且有利于立窯水泥企業(yè)生產(chǎn)管理水平與新型干法水泥生產(chǎn)接軌。
十一、研磨體裝載量和級配的檢驗
(1)磨機產(chǎn)量低,產(chǎn)品細度較粗:一般是裝載量不足所致,應該增加研磨體裝載量;
(2)磨機產(chǎn)量較高,但產(chǎn)品細度較粗:是由于磨內(nèi)物料流速太快,沖擊能力過強而研磨能力不足所致。應該在裝載量不變的情況下,減大球,加小球,降低平均球徑;
(3)磨機產(chǎn)量低,產(chǎn)品細度較細:一般是大鋼球太少,填充率偏大,導致沖擊破碎作用減弱,應該在裝載量不變的情況下,減小球,加大球,提高平均球徑 。
(4)產(chǎn)量高、細度合格:研磨體裝載量和級配都比較合理。
十二、水泥顆粒的大小對水泥的性能的影響
水泥的水化速率和漿體強度的作用發(fā)揮,與水泥(熟料)顆粒的大小有直接的關系。
0~10μm的水泥顆粒在7天內(nèi)起主要作用;
10~30μm的在7天~3個月期間其主要作用;
30~60μm的在28天以后起一定的作用;
大于60μm的3個月后可能起一些作用;
因此水泥具有較好耐久性和較高強度的最佳顆粒組成是3~30μm的含量、并占65%以上。