TTRRMMSS33223311礦渣輥磨的特點及調試

石光，劉箴，邢建海，王慶利，梁盛鵬

TTRRMMSS33223311礦渣輥磨的特點及調試

The Characteristics and Commissioning of TRMS 33223311 Slag Roller Miillll

石光，劉箴，邢建海，王慶利，梁盛鵬

1 TRMS32.3礦渣輥磨的技術特點

1.1 TRMS型礦渣輥磨的特點

TRMS32.3礦渣輥磨采用了多項先進技術，在吸收原有國外礦渣輥磨成熟技術的同時，又進行了多項技術創新，包括新型高效籠式選粉技術、喂料防堵技術、料床整理技術和磨輥密封新型結構等。目前中材（天津）粉體技術裝備有限公司TRMS型礦渣輥磨已經實現了系列化，產品涵蓋年產30～120萬噸各種規格，其技術特點總結如下：

具有自動抬輥、落輥功能，可以實現空載啟動；

磨輥可以實現同時加壓或分別加壓；

磨輥密封采用新型結構形式；

配有翻輥裝置，可將磨輥翻出磨外，便于檢修；

磨機密封好，漏風系數低；

預壓排氣結構有利于料床的穩定，降低振動；

機械限位和電氣限位有效保護設備安全；

采用部分物料外循環系統，可大幅度降低系統的通風電耗；

高效動態籠式選粉機選粉效率高，調節細度靈敏；

主機配有輔助傳動裝置，方便檢修；

實現干濕料分開，防止下料管堵塞；

適應不同物料，水泥熟料和礦渣可以實現零間隔轉換。

1.2 工作原理

TRMS型礦渣輥磨本體由傳動裝置、磨盤裝置、磨輥裝置、搖臂裝置、機架、進風道、中殼體、分離器、操作平臺、加壓裝置、翻輥裝置、潤滑系統等部件組成。

輥磨的工作原理為：物料通過輸送皮帶，經過鎖風裝置沿著下料管落到磨盤中央，磨盤在驅動裝置的帶動下旋轉，在離心力的作用下物料向外均勻分散、鋪平，使其形成料床。磨輥在加壓裝置的作用下壓在物料上面，并連續進行碾壓，在磨盤邊緣物料被甩出磨盤，一部分通過風環進入磨內的熱氣體將物料送入分離器進行分選，在此過程中物料與熱氣體進行了充分的熱交換，水分迅速被蒸發，通過調節分離器轉子的轉速來控制成品細度，不合格的物料被送回至磨盤再次參加粉磨。另外一部分粗顆粒掉落下來，通過刮料裝置送入磨外，再通過輸送和提升裝置將物料重新送入磨內進行粉磨，如此循環往復。圖1為TRMS型輥式磨結構示意圖。

2 TRMS3231礦渣輥磨系統的工藝流程

2.1 系統工藝流程

原料礦渣儲存于露天堆廠中，由抓斗送入喂料倉，經計量皮帶秤、皮帶輸送機、鎖風閥裝置、喂料溜管落到磨盤上，恒速旋轉的磨盤借助于離心力將礦渣向外均勻分散，形成一定厚度的料床，物料在進入粉磨區域前先進行預壓實、排氣；同時料床上的物料受到3個磨輥的擠壓而被粉碎。顆粒較細的物料在磨盤邊緣處被從風環進入的熱氣體帶起并進入到選粉機中進行分選（動靜態組合式高效選粉機能有效調節礦渣微粉細度，產品比表面積可以控制在4000～5000cm2/g范圍內），合格細粉被帶入袋式收塵器收集作為成品，粗粉則返回到磨盤再次粉磨；大顆粒物料（包括鐵渣）在風環處落入進風道，通過吐渣口進入外循環系統。在此過程中，物料與熱氣體進行了充分熱交換，水分被迅速蒸發，按工藝要求操作，通過選粉機分選的合格細粉水分能控制在＜0.5%。部分難磨的大顆粒物料（包括鐵渣）落入風環，通過吐渣口進入外循環系統，并經過除鐵后再次進入輥磨與新喂物料一起粉磨。出收塵器的成品通過空氣輸送斜槽、提升機等設備送入到成品庫中。

系統中設計了三道除鐵裝置：計量秤后的第一條皮帶設有帶式除鐵器，經過兩處轉運點后的第三條皮帶設有另一臺帶式除鐵器，物料循環系統中設有一臺超精細除鐵器，這三道除鐵裝置可以有效地除去礦渣中的鐵質，降低設備的磨損。圖2為TRMS3231礦渣粉磨系統流程簡圖。

2.2 系統主要設備及參數

TRMS3231礦渣輥磨是根據料床粉磨的原理，通過磨輥、磨盤之間的相對運動研磨礦渣的機械設備裝置，集粉碎、粉磨、烘干、選粉等工序于一體，結構緊湊。表1為天津天地源建材有限公司的年產30萬噸礦渣粉磨生產線的主要配置。

3 TRMS3231礦渣輥磨系統運行情況

礦渣輥磨系統的運行穩定性決定了礦渣微粉產量和質量的高低。其中主要影響輥磨系統穩定性的因素包括：入磨原料礦渣的粒度和水分、磨機的研磨壓力、選粉機密封結構及轉速、系統風溫和風量、磨輥與磨盤、擋料圈的情況等。在實際應用中必須有效控制上述各因素，通過加強生產管理和不斷探索，優化各參數。

3.1 原料礦渣粒度和水分

天津天地源建材有限公司的原料礦渣來源是天津榮程鋼鐵廠煉鐵后外排的水淬高爐礦渣。其中含有0.2%左右的鐵渣及0.6%的直徑2cm以上的大塊爐渣，這些鐵渣及爐渣如進入磨機會造成磨機的振動加大、料層不穩，進而影響粉磨的效果。在生產初期曾發生因振動過大引起磨機跳停現象，為排除礦渣中鐵渣及大塊爐渣對生產的影響，在皮帶輸送機上安裝了兩套皮帶除鐵器及一套振動篩，使入磨的礦渣顆粒直徑＜2cm，避免了礦渣中含鐵物料對生產的影響。

礦渣的含水量對生產的穩定性也有較大的影響，從實際生產操作得出這樣的結論：入磨礦渣本身的含水量在10%左右時該磨機系統運行非常穩定，產量可以達到50t/h。礦渣的含水量影響著生產操作參數的調整，我們通過調節磨內噴水裝置噴水量，來穩定料層、減小磨機的振動，提高粉磨效率。

3.2 研磨壓力

表1 系統主要設備參數

液氣彈性系統通過磨輥將壓力傳遞給物料，合適的壓力是輥磨實現穩定料床粉磨的前提。如果壓力過低，輥磨的產量下降，料床厚度增加、循環負荷增大；如果壓力過高，主電機電流增大、料床變薄、磨機振動加大。TRMS3231礦渣輥磨采用對三個磨輥分別加壓的液壓系統，一般情況下，有桿腔的油壓設定值為11MPa（蓄能器充氮壓力為5.5MPa）；無桿腔的油壓設定為2.5MPa（蓄能器充氮壓力為1.2MPa）。加壓油缸的這兩個設定值能夠保證液壓系統的穩定和保證系統的保壓時間，并使料層穩定在25～35mm左右，減少磨機的振動，有效發揮磨機的粉磨效率。

3.3 選粉機密封結構及轉速

TRMS3231礦渣輥磨的選粉機為籠式動態選粉機。粉磨系統運行時，粉磨后的物料在熱風的帶動下，成螺旋狀氣流被吸入選粉機進行分選。選粉機的密封情況及轉速影響礦渣微粉的產量和質量。礦渣微粉篩余控制的關鍵部位在轉子上側的密封結構，該處的密封結構為迷宮密封。當該部分結構磨損較大時，大量的粗顆粒礦渣微粉從該處通過，使產品的篩余值變大，甚至超過2%的規定值。所以該處的部件材料采用耐磨材料，防止密封結構因磨損而失去原有的功能。在生產時通過選粉機轉速的調整，來改變礦渣微粉的產品細度。當產量增加時，應考慮適當提高選粉機的轉速。如產量為45t/h時，系統風門開度70%，研磨壓力11MPa的條件下，選粉機的轉速一般在168r/min；當產量增加到50t/h時，系統風門開度78%，研磨壓力11.5MPa的條件下，選粉機的轉速調整至173r/min。在上述參數情況下，礦渣微粉產品的比表面積能控制在4200～4600cm2/g之間。

3.4 磨機風溫和風量

磨機的風溫包括入口熱風溫度和磨機出口溫度。正常生產時，根據不同的投料量，磨機的入口風溫控制在200～250℃之間，這個溫度的熱風能有效烘干成品粉。以熱值20900kJ/kg煤為燃料的沸騰爐在正常生產情況下，煤耗量控制在28～33kg/t之間。

磨機的出口溫度是有效穩定生產的影響因素之一，一般控制在85～95℃之間。在喂料水分約10%的條件下，出磨溫度85℃時仍然能夠保證成品水分≤0.5%。從生產實際看，磨機的出口溫度控制在90～95℃對生產非常有利，在這個溫度區間，能有效控制生產的穩定，可以調節投料量、噴水量及其他參數，保持磨內的動態平衡；這個溫度能保證入除塵器的氣體溫度高于露點溫度，所以90～95℃的出口溫度既能保證磨內的物料充分烘干，又能防止除塵布袋結露。

磨機系統的通風量直接影響入庫礦渣微粉成品顆粒的粗細。風量過大，會使礦渣粉的較粗顆粒被帶起，使流體中的含塵濃度增加，產品比表面積變小，磨內壓差增大；風量過小，會降低產量，產品比表面積變大、回料量增加。磨機系統的通風量的大小由主風機的風門開度決定。主風機風門開度要根據投料量的大小來相應調整。在正常生產時，現場測定袋式收塵器出口的風量結果為：溫度85℃，氣體壓力-6700Pa，工況風量153000m3/h，標況風量108000m3（標）/h。考慮到袋收塵器的漏風因素，出磨氣體的風量在140000m3/h，壓力在-5200Pa左右。

3.5 料層厚度與擋料圈高度

磨輥與磨盤、擋料圈的幾何尺寸、相對位置及耐磨層的材質直接影響料層的穩定及粉磨的效率。TRMS3231輥磨的磨輥與磨盤的間隙控制在10mm左右，擋料圈與磨輥大端的間隙控制在15mm左右。磨機穩定運行時料層的厚度在25～35mm之間，如果料層太薄，＜15mm時磨機會振動劇烈；料層太厚磨機也會振動，而且會增加主電機負荷，降低粉磨效率。擋料圈的高度控制在180～200mm之間，擋料圈過高會導致料層變厚，降低粉磨效率，同時會增加排鐵的難度；擋料圈過低，會增加回料量，產量難以提高。

4 結論

輥磨是集機械、液壓、電氣自動化為一體的設備，其操作相對于其他設備要復雜得多，每臺新的輥磨投產時都需要一段時間的調整和摸索。天津天地源建材有限公司使用的TRMS3231礦渣輥磨自2010年8月投產以來，經過一年多的生產實踐，其生產的礦渣粉在實驗室進行了檢測，各項性能指標均達到并超過了“用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉（GB/T 18046-2000）”國家標準中S95級礦渣粉的技術要求（見表2）。

表2 礦渣粉的性能

同時，通過中材（天津）粉體技術裝備有限公司與該公司員工的共同努力，該磨機系統設備及工藝參數不斷得到優化，生產運行日趨穩定。在保證產品質量的前提下，產量穩定在48～50t/h，全廠綜合電耗在 52kWh/t，其中粉磨系統電耗41kWh/t，生產成本不斷降低，公司獲得了很好的社會經濟效益。

[1]柴星騰,聶文海.礦渣粉磨技術進展[J].中國建材報,2006.

[2]王仲春,李德宇.礦渣高細粉磨技術[J].水泥技術,2001(4).

[3]王仲春.水泥工業粉磨工藝技術[M].北京:中國建材工業出版社,1998.

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2012-02-27；

呂 光