不同工藝水泥磨研磨體級配與裝填的探討

□□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展，水泥粉磨技術也向高效、節電方向快速發展，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的水泥粉磨系統，使整個粉磨系統取得了顯著的增產、降耗效果。

現就預粉磨系統 （輥壓機+管磨機+高效選粉機）、聯合粉磨系統（輥壓機+打散機或V型選粉機+管磨機）及聯合預粉磨系統 （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，物料特性與系統工藝技術，輥壓機能力與磨機能力相對值大小，磨機規格性能、轉速、磨內結構（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，即通過量累積百分數%

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

1.3 入磨物料粒度與球徑的關系

F.C邦德等專家學者提出各種計算公式。筆者根據多年實踐使用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，也是一個系數(可修正)，n=3

2 預粉磨、聯合粉磨、聯合預粉磨系統管磨機研磨體級配

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

（1）根據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，然后向下級規格依此類推，確定該倉配球規格種類（頭倉一般為4～5級配，二倉3～5級配，三倉2級配）。

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

（3）根據上述已定配球時選用研磨體規格、種類、平均球徑。因擠壓后經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球徑。按該球徑所對應入磨物料粒徑分布的累積百分數減去上一級球徑所對應入磨物料粒徑分布的累積百分數，將該百分數（以小數）乘該倉研磨體總量后得出該球徑在該倉的球量，然后根據經驗修正，該倉的配球方案就確定。

3 預粉磨系統磨機研磨體級配

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

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，取整數即為φ80mm（預粉磨系統入磨物料混入邊料效應的大顆?；蜉亯簷C狀態欠佳時，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，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，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。

根據二倉使用經驗，二倉φ50mm、φ40mm兩級總量占該倉總量21%～25%為好。

4 聯合粉磨系統磨機研磨體級配

以涇陽聲威磨機規格為φ3.2m×13m聯合粉磨系統為例，磨機研磨體級配計算步驟、方法在預粉磨系統中詳細敘述，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32.35%，若生產高標號水泥，產品質量要求高，φ12mm×14mm和φ10mm×12mm的比例為1：（2.4～3.2）。

5 聯合預粉磨系統磨機研磨級配

以陜西涇陽聲威φ3.8m×11m聯合預粉磨系統為例。從表1知,一倉最大球徑選用φ40mm，該級球對＞0.2mm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，填充系數為30.56%。

據報導，國內該工藝系統二倉使用 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

各種工藝磨機各倉的填充系數在研磨體級配給出數據，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，隨著入磨物料顆粒粒徑的大大下降，研磨體直徑大大下降，相應填充系數增大，以提高研磨體量來提高磨機產量。

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27%～29%，后倉逐漸提高，填充系數30%～33%。入磨物料粒徑較細和小型磨機，磨機填充系數可選高些，全磨研磨體裝填量達設計量的95%～97%，提高動力產量。入磨物料粒徑較粗和大型磨機，磨機填充數可選低些，全磨研磨體裝填量達設計量的88%～92%，提高鋼球產量，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量、質量、電耗?，F將觀察法、篩析法效果判斷點滴經驗介紹如下。

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，使磨內料流暢通，是磨機產量的基礎，是穩定磨音維持正常生產的必備條件。磨內或該倉末點篦板處有無小渣小料或倉內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量而定。

7.1.2 球料比

一倉前端鋼球沖擊聲不連續，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，為合理填充系數提供依據。

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。筆者根據實踐經驗體會如下。

7.2.1 高細高產開流水泥磨

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。二倉末端0.2mm篩篩余＜1%，最好為0。

7.2.4 聯合預粉磨

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