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水泥磨工艺知识培训资料

  • 2022-11-26

一、名词解释

1、破碎与粉磨统称为粉碎。行业内习惯将大块物料加工变为小块物料的过程称之为破碎;将粗颗粒物料变为细粉的过程称之为粉磨。

2、水泥生产过程中的粉磨工艺分为:生料制备工艺和水泥制成工艺两大部分,简称为生料粉磨和水泥粉磨。

3、石灰石、粘土、铁粉等配合磨细称为生料;

4、熟料、石膏、混合材料配合磨细称为水泥。 

二、水泥生产物料粉碎的目的

(1)物料经过粉碎后,单位质量的物料表面积(比表面)增加,因而可以提高物理作用的效果及化学反应的速度;

(2)几种不同物料在粉体状态下,容易达到混合均匀的效果。

(3)粉状物料也为烘干、运输和储存等提供了方便,并为煅烧熟料和制成水泥,保证出厂水泥的合格率创造了条件。

三、合理控制生料细度

粉磨细度在0.08mm方孔筛筛余10%以下时,随着筛余量的减少,粉磨单位产品的电耗将显著增加,产量也相应降低;因此,生料粉磨细度,通常控制在0.08mm方孔筛筛余10%左右,0.20mm方孔筛筛余小于1.0%为宜。

用大型球磨生产时,由于产品粒度较均匀,粗大颗粒较少。在易烧性允许的前提下,0.08mm方孔筛余可放宽至12~16%,但应控0.20mm方孔筛筛小于1.5%。

四、研磨体及其级配

物料在粉磨过程中,一方面需要冲击作用,另一方面需要研磨作用。不同规格的研磨体配合使用,还可以减少相互之间的空隙率,使其与物料的接触机会多,有利于提高能量利用率;在研磨体装载量一定的情况下,小钢球比大钢球的总表面积大;要将大块物料击碎,就必须钢球具有较大的能量,因此,钢球(段)的尺寸应该较大;需要将物料磨得细一些,就应选择小些的钢球(段)。因此在粉磨作业时,要正确选择研磨体且必须进行合理的级配。

五、研磨体级配基本原则

(1)入磨物料的平均粒径大,硬度高,或要求产品粗时,钢球的平均径应大些,反之应小些。磨机直径小,钢球平均球径也应小。一般生料磨比水泥磨的钢球平均球径大些。

(2)开路磨机,前一仓用钢球,后一仓用钢段。

(3)研磨体大小必须按一定比例配合使用。钢球的规格通常用3~5级。钢段一般用2~3级,若相邻两仓用钢球时,则前一仓的最小规格应作为后一仓的最大规格(交叉一级)。

(4)各级钢球的比例可按“两头小、中间大”的原则配合,用两种钢段时,各占一半即可。用三种钢段时,可根据具体情况适当配合。

(5)在满足物料细度要求前提下,平均球径应小些,借以增加接触面积和单位时间的冲击次数,提高粉磨效率。

六、预粉碎技术及其对于粉磨作业的作用

以降低入磨物料粒度为主要手段,使球磨机节能高产的技术称之为预粉碎技术。它把球磨机第一仓的粉碎工作,部分或全部由其他能量利用率高于球磨机的粉碎设备来完成,让入磨物料粒度降低到5mm以下或更小,可使磨机台时产量提高30%以上、单产电耗降低15~20%,产品颗粒组成更加合理。

应用预粉碎技术要采取的配套措施:

(1)选用振动筛或回转筛,对粉碎后的入磨物料采用检查筛分闭路流程,合格物料入磨,粒度过大的物料重新预粉碎;

(2)入磨粒度缩小后,第一仓研磨体平均球径也要缩小;第一仓长度要缩短,隔仓板前移;

(3)磨内风速要提高,磨机通风量加大;

(4)闭路粉磨系统辅助设备的生产能力要加大,系统循环负荷率要降低,选粉效率要提高。

七、严格控制入磨物料的水份

为了保证磨机正常操作、配料的准确和提高磨机的产、质量。当物料含水量大时,容易产生糊磨现象,磨内细粉粘附在研磨体和衬板上,使粉磨效率降低,严重时会使隔仓板篦孔堵塞造成磨机通风不良,物料难以通过,产量急剧下降,质量也引起较大的波动。

根据生产实践经验,各种物料的水份可控制在下列范围内:石灰石<1%,粘土<2%,铁粉<8%,混合材<2%,石膏<8%,熟料<0.5%,煤<4%,综合水分控制在1.5%以内。 

八、粉磨系统

物料一次通过磨机即为产品的粉磨系统,称之为开路系统(简称:开流);物料出磨后必须经过分级设备分选,合格细粉作为成品,不合格的粗粉重新返回磨机再粉磨的粉磨系统,称之为闭路系统(简称:圈流)。

选粉机是闭路粉磨系统的分级设备。它及时对出磨物料进行分选,合格细粉作为成品,不合格的粗粉重新返回磨机再粉磨;它能调节成品颗粒组成,满足工艺要求,保证粉磨产品质量,选粉机的性能是影响闭路粉磨系统产、质量的主要因素之一。

开路系统的优点是:流程简单,操作简便,基建投资少。其缺点是:容易产生过粉磨现象;即:磨内物料必须全部达到合格细度后才能出磨;当一些容易磨细的物料提前磨细后,在磨内形成缓冲层,防碍其它物料的粉磨,有时甚至出现细粉包球现象,从而降低了粉磨效率,使磨机产量降低、电耗升高。

闭路系统与开路系统正好相反。其优点是:可以消除过粉磨现象,可降低磨内温度,因而粉磨效率高、产量高,同规格的水泥磨机产量一般可提高10~20%,生料磨可提高30%左右。其缺点是:流程复杂、设备多,操作管理技术要求也高,基建投资大。 

九、加强磨机通风

加强磨机通风是提高磨机生产能力的主要途径之一,有以下优点:

(1)减少球磨机内的过粉磨现象。使磨内微细粉,及时地被气流带走,消除了细粉结团、糊球、糊衬板现象以及对研磨体的缓冲作用。

(2)磨内的水蒸汽能及时的排除,使隔仓板篦缝不易堵塞,减少饱磨、糊磨现象。

(3)能降低磨内温度,防止石膏脱水、出磨水泥假凝,有利于磨机正常运转和保证水泥质量。 

(4)有利于车间环保和清洁生产。

十、“饱磨”原因(磨音发闷,电流表读数下降,卸料很少)

(1)喂料量过多或入磨物料粒度变大、变硬,而未及时调整喂料量。

(2)入磨物料的水份过大,通风不良,水汽不能及时排出,造成“糊磨”,使钢球的冲击减弱,物料流速减慢。

(3)钢球级配不当,一仓小球过多,平均球径太低,冲击力不强,或钢球加得太少;或钢球磨损严重,而没有及时补球或倒球清仓,以及粉磨作用减弱。

(4)隔仓板损坏,研磨体窜仓,钢球钢段混合,级配失调。

(5)闭路磨机,由于选粉机的回料量过多,增加了磨机负荷。

十一、影响球磨机产、质量的因素

1、工艺因素

(1)入磨物料的粒度。由于立窑水泥厂使用的球磨机规格普遍偏小,所以,入磨物料粒度的大小对磨机的产、质量影响很大,粒度小,则磨机的产、质量高,电耗低;粒度大,则磨机的产、质量低,电耗高。

(2)物料的易磨性。物料的易磨性,是指物料被粉磨的难易程度,国家标准规定使用粉碎功指数Wi(kwh/t)表示。该数值愈小,说明物料愈好磨,反之愈难磨。水泥厂习惯使用相对易磨性系数,来表示物料被粉磨的难易程度。它是利用试验小磨,将被测物料与标准砂对比,达到规定细度值,计算被粉磨的时间,与标准砂粉磨时间相同的为1,大于1的难磨;小于1的容易磨;比值越大越难磨,越小越好磨。

(3)入磨物料的水份。对于干磨法来说,入磨物料的水份对磨机的产、质量影响很大,入磨物料的水份越高,容易引起饱磨或糊磨,降低粉磨效率,磨机产量越低。因此,含水份较大的物料,入磨前的烘干是十分必要的。

(4)入磨物料的温度。入磨物料的温度过高再加上研磨体的冲击摩擦,会使磨内温度过度,发生粘球现象,降低粉磨效率,影响磨机产量。同时磨机筒体受热膨胀影响磨机长期安全运转。因此,必须严格控制入磨物料温度。

(5)出磨物料的细度要求。出磨物料的细度要求愈细,产量愈低,反之,产量则愈高。

(6)粉磨工艺流程。同规格的球磨机,闭路流程比开路流程产量高15~20%;在闭路操作时,选择恰当的选粉效率与循环负荷率,是提高磨机产量的重要因素。(7)添加助磨剂。常用助磨剂大多是表面活性较强的有机物质,在物料粉磨过程中,能够吸附在物料表面,加速物料粉碎中的裂纹扩展、减少细粉之间的相互粘结,提高粉磨效率,有利于球磨机的节能高产。国家标准规定:在水泥生产过程中允许加入助磨剂,但掺加量不得超过1%。

2、机械因素有:

(1)磨机各仓长度。各仓长度选择不当,使各仓能力不平衡,从而影响粉磨效

(2)磨机通风。加强通风可排出磨内水蒸汽和微细粉,防止粘球和堵塞,减少磨内过粉磨现象,降低磨内温度,改善粉磨条件,提高粉磨效率,以利于磨机产、质量提高。

(3)磨机结构。球磨机筒体内的衬板、隔仓板、进、出料装置、主轴承形式、传动方式等,对磨机产、质量影响很大,目前改进方法很多,效果明显。

(4)研磨体的种类、级配、平均球径和装载量。球磨机粉碎物料的过程,主要是通过研磨体的运动来实现的,合理地选择和使用研磨体是球磨机节能高产的重要环节。

(5)高效选粉机的选用。闭路粉磨系统中,选粉机是物料细度控制的重要设备,也是节能高产的主要帮手;其结构、性能和系统组成,对磨机生产过程的影响至关重要。

(6)磨机操作自动化。粉磨系统的率值配料在线控制、球磨机负荷自动控制、变频调速控制等现代高新技术已经成熟,在立窑水泥企业发挥了重要作用;它不仅有利于球磨机的节能高产,而且有利于立窑水泥企业生产管理水平与新型干法水泥生产接轨。

十二、研磨体装载量和级配的检验

(1)磨机产量低,产品细度较粗:一般是装载量不足所致,应增加研磨体装载量;

(2)磨机产量较高,但产品细度较粗:是由于磨内物料流速太快,冲击能力过强而研磨能力不足所致。应该在装载量不变的情况下,减大球,加小球,降低平均球径; 

(3)磨机产量低,产品细度较细:一般是大钢球太少,填充率偏大,导致冲击破碎作用减弱,应该在装载量不变的情况下,减小球,加大球,提高平均球径。

(4)产量高、细度合格:研磨体装载量和级配都比较合理。

十三、水泥颗粒的大小对水泥的性能的影响

水泥的水化速率和浆体强度的作用发挥,与水泥(熟料)颗粒的大小有直接的关系。

(1)0~10μm的水泥颗粒在7天内起主要作用;

(2) 10~30μm的在7天~3个月期间其主要作用;

(3)30~60μm的在28天以后起一定的作用;

(4)大于60μm的3个月后可能起一些作用;

因此水泥具有较好耐久性和较高强度的最佳颗粒组成是3~30μm的含量、并占65%以上。