不同工艺水泥磨研磨体级配与装填的探讨

第1页共9页不同工艺水泥磨研磨体级配与装填的探讨徐汉龙（陕西声威建材集团有限公司713703）新型干法水泥工艺快速发展，水泥粉磨技术也向高效、节电方向快速变化，由传统多仓管磨机组成开路、闭路系统，与我国自主研制创新的磨内筛分技术和采用微型研磨体的高细高产磨与各种类型高效选粉机组成水泥粉磨系统向管磨机、辊压机、V型选粉机或打散分级机、O-SEPA选粉机组成不同工艺技术的水泥粉磨系统。使整个粉磨系统取得了显著的增产、降耗效果。笔者经历过由φ4.2×11m、φ4.2×13m磨机组成的预粉磨系统，由φ2.6×13m、φ3.0×11m、φ3.2×13m、φ3.8×13m磨机组成开闭路与高细高产及联合粉磨系统，由φ3.8×11m磨机组成的联合预粉磨系统，调试与生产实践。这些不同工艺水泥粉磨系统入磨物料粒径大大的减小，粒径组成也相对较均齐，物料粗碎和中碎任务均在磨外完成，而管磨机只承担细碎和细磨及超细磨任务。所以，对水泥磨的研磨体级配与装填技术要求不是很高，但目前对管磨机成品质量要求很高，0.08筛的筛余1%，0.045筛的筛余为10%，从这点意义上讲，管磨机研磨体级配与装填的合理性对系统产量、质量影响仍然是不可忽视的重要环节。现将预粉磨系统（辊压机+管磨机+高效选粉机组成），联合粉磨系统（辊压机+打散机或V型选粉机+管磨机），联合预粉磨系统（辊压机+V型选粉机+管磨机+高效选粉机组成）的管磨机研磨体级配与装填谈点探讨认识。1水泥磨机配球的基本原则1.1配球时考虑的因素根据入磨物料（熟料）粒径大小，物料特性与系统工艺技术和辊压机能力与磨机能力相对值大小有关，磨机规格性能、转速、磨内结构（各仓长度、衬板形式、隔仓板型式与篦缝的通料率），混合材品种与配比及水份，入磨熟料温度和熟料矿物组成等综合因素。1.2入磨物料粒径的确定为了解物料粒度分布状况，取入磨物料样用套筛或颗粒级配仪测定，然后进行粒径计算并作出相应的粒径组成曲线。1.2.1入磨物料平均粒径计算Dcp=∑Gidi∑Gi……………………..1式中：dcp------物料平均粒径mm第2页共9页Gi-------各筛径筛上物重量di---------各筛径上下层平均直径mm1.2.2入磨物料粒度特性方程Y=AXk………………..2式中Y--------负累积百分数，即通过量累积百分数%K------直线斜率K=lgy'-lgy''lgxi'-lgxi''………….3X------筛孔粒径mmA---------系数，用反求法：A=Yixik根据入磨物料粒度筛析，利用粒度特性方程式，求出通过量累积百分数80%和95%时物料粒径大小或任意粒径大小的累积百分数，供配球时使用。1.3入磨物料粒度与球径的关系研磨体尺寸的大小和欲磨细物料的粒度间有一定关系。根据粉碎理论，体积假设及假想的“聚积层”的关系，可以理论上演证出来物料粒度与研磨尺寸间的关系（计算公式略）。另外，FC邦德莱专家学者提出计算公式。笔者根据多年实践使用KA拉朱莫夫公式较为简便。计算公式如下：DM’=ind'm…………mm4式中DM’--------钢球直径mmd’m---------入磨物料粒径mmi=28---------是一个常数，也是一个系数n=3根据不同水泥粉磨工艺和入磨物料易磨性可对I系数值进行修正后即可应用该公式。2预粉磨、联合粉磨、联合预粉磨系统管磨机研磨体级配在已定的工艺技术（系统设备规格、性能和工艺技术流程及布置）的条件下，系统管磨机研磨体级配以入磨物料粒径分布和生产品种的质量指标要求为主线，现将研磨级配方法介绍如下。2.1根据入磨物料筛析的最大粒径，按公式4计算出该仓使用最大球径，以最大球径作该仓最大的一级球，然后向下级规格以此类推，确定该仓配球规格种类（头仓一般为4-5级配，第3页共9页二仓3-5级配，三仓2级配）。2.2根据入磨物料粒度的筛析，用公式1、2求dcp、X80、X95的粒径，根据不同工艺和生产品种确定入磨物料假设的平均粒径。然后按公式4计算出平均球径。2.3根据上述确定配球时选用研磨体规格、种类，然后确定物料粒径与相对应球径，（详见后述），按照该球径所对应入磨物料粒径分布的累积百分数减去上一级球径所对应入磨物料粒径分布的累积百分数，将该百分数（以小数）乘该仓研磨体总量后得出该球径在该仓的球量，然后根据经验进行修正，该仓的配球方案基本上就确定。3预粉磨系统磨机研磨体级配。以泾阳声威磨机规格为φ4.2×13m，功率3150KW与辊压机120/80，N=3000，O-SEPA组成的预粉磨系统为例。3.1一仓配球物料经辊压机挤压后入磨物料粒度分布（见表1）表1入磨物料粒度分布筛孔mm19169.57.05.02.361.00.20.080.0450.045dcpX80X95累积百分数%2.544.810.918.7528.9744.6652.0764.1175.5385.05100(14.95)3.9057.6714.07最大球径的确定：入磨物料大于19mm筛径2.54%，按该筛径用公式4计算球径为φ74.71mm，取整数即为φ80mm，（预粉磨系统入磨物料混入边料效应的大颗粒或辊压机状态欠佳时，最大球径可提一级），这次配球最大球径为φ80m，该仓钢球种类组合以此类推，即φ80mm、φ70mm、φ60mm、φ50mm。若遇到入磨物料粒度增大，或不开辊压机，一仓补入φ90mm球2-4吨即可。平均球径的确定：开辊压机时，计算平均球径用物料粒径(X80+X95)/2作为计算平均球径的物料粒径依据。若X80≤6时，只用X95粒径为依据。这次配球用物料粒径从表1中知均值为10.87mm，按公式4计算结果为62.03mm（取值范围62-66mm）。不开辊压机计算平均球径时，用（dcp+X80+X95）/3，作为计算平均球径的物料粒径依据。一仓配球组合见表2表2配球组合物料粒径mm9.52.360.0450.045∑dcpφ相对应球径mm80706050第4页共9页累积百分数%10.944.6685.05100相应百分数%10.933.7640.3914.95相对球量T6.5420.25624.2348.976064.0627.97修1621249606427.97修27242276065.1727.97在日常生产中，对入磨物料取样筛析，从中寻找入磨物料粒度特性，分布规律性数据，这样为研磨体级配调整提供规律性依据，从泾阳声威φ4.2×13m水泥预粉磨各级球量占该仓总量的百分数，φ80mm占10-15%、φ70mm占34-40%、φ60mm占34-40%、φ50mm占11-15%。3.2二仓配球以一仓最后点和二仓进口点的物料粒径分布均值作为二仓配球的依据，物料粒径分布见表3表3入二仓物料粒径分布筛孔mm2.361.61.00.280.200.150.0980.080.0450.045dcpX80X95累积百分数0.710.8251.276.2610.0112.30530.1639.0570.12100(29.88)0.06710.8521.4995最大球径确定：根据传统磨机一仓端点4.96mm的物料筛余为零，从表2知大于2.36mm筛余0.71%，其相对球径按公式4计算球径要大于37.28mm取整数，大一级选用的原则，该仓最大球径选用φ50mm的钢球。该仓钢球种类组合为φ50mm、φ40mm、φ30mm、φ25mm、φ20mm、φ17mm（φ15mm）。平均球径的确定：X80≥1.0mm可选用（dcp+X80+X95）/3作为平均入磨物料粒径计算平均球径。X80≤0.6mm时选用X95粒径作为计算平均球径的依据。0.6mm≤X801mm时选(X80+X95)/2作为计算平均球径的依据。从表3知X80=0.671mm；即这次配球选(X80+X95)/2=1.17575mm，按公式4求出相对平均球径为29.55mm，选用范围(27.55-31.55)mm。配球组合见表4表4二仓配球组合物径mm0.200.0980.060.0450.045∑dcpφ相对球径mm50403025201组累积百分数%10.0130.1647.0570.12100第5页共9页单独百分数%10.0120.1516.8923.0729.88球量T16.01632.2427.02436.91247.80816029.8831.36修正13.02834374816029.2231.362组物径mm0.280.120.080.0520.052累积百分数%6.2621.237539.0563.885100单独百分数%6.2614.977517.812524.22536.115球量T1025.57226.90839.73657.78416027.99531.36修正102527405816027.9731.36根据二仓使用经验，二仓φ50mm、φ40mm两级总量占该仓总量21-25%为好。4联合粉磨系统磨机研磨体级配以泾阳声威磨机规格为φ3.2×13m，功率1600KW与HFCG120/45辊压机、SF500/100打散机组成联合粉磨系统为例，同时参考铜川声威同系统磨机研磨体级配的经验。该系统磨机为三仓管磨，一仓装球，二、三仓装锻。泾阳声威该磨机系统是生产低碱425（相当于PII型水泥，同时熟料C2S24%，相对较高，特别反映在细磨阶段粉磨阻力大，水泥比表面积相应偏低），磨机研磨体级配计算步骤、方法在预粉磨系统中详细叙述，不同工艺均是相同，本文只写研磨体级配的结果。4.1一仓配球入磨物料粒径分布见表5。表5联合粉磨入磨物料粒径分布筛孔径mm9.57.05.02.361.61.00.280.200.150.0980.080.0450.045dcpX80X95累积百分数%0.0450.132.435.167.1112.843.2538.7541.0549.9555.7965.851000.6152.8356.54从表5知一仓入磨物料筛径大于9.5mm占0.045%，相对球径为59.30mm取整数φ60mm该仓配球组合以此类推，即φ60mm、φ50mm、φ40mm、φ30mm、φ25mm五级配。平均球径根据水泥品种、质量指标、物料易磨性、熟料强度选用物料粒径（dcp+X80）/2，或用X80作为计算平均球径。根据上述要求，计算平均球径分别为33.58mm、39.63mm、41.81mm。我们这次配球选用平均球径范围为35.83-37.63mm，配球具体组合见表6。表6一仓研磨体级配第6页共9页物料粒径mm2.361.00.0980.0110.011∑dcpφ相对球径mm6050403025累积百分数%5.1612.8449.9584.1100各级球量t1.291.929.277585.3753.975253627.26修正1.02.010.08.04.02536.027.26说明这次配球用0.098mm筛余累计百分数作为计算φ30mm、φ25mm两级配，总量φ30mm球占总量2/3，φ25mm占总量1/3，所得表6φ30mm、φ25mm的球量。也可用0.08mm的累积百分数作为φ30mm、φ25mm两级球总量，取值视具体情况而定。4.2二仓研磨体级配进二仓物料粒径分布见表7表7二仓首点物料粒径分布筛孔mm0.280.20.150.0980.080.0450.045累积百分数%0.541.782.8214.4620.2845.20100从表7知大于0.28mm筛的筛余为0.54%，其最大研磨体直径为18.32mm，取φ18×20的锻，该仓级配组合以此类推，即φ18×20mm、φ16×18mm、φ14×16mm三级配，各级量分别为7T、8T、10T，总量25T，平均锻径dcp=15.76，填充系数30%。4.3三仓研磨体级配进三仓物料粒径分布见表8表8三仓首点物料粒径分布筛孔mm0.20.150.0980.080.0450.045累积百分数%0.120.23.046.0824.72100从表8知大于0.2mm的筛余为0.12%，