TRM系列輥磨的研發(fā)與應(yīng)用

劉高爾，王奇，楊天喜，王宏濤，王慶利，梁盛澎

TRM系列輥磨的研發(fā)與應(yīng)用

Development and Application of TRM Series Roller Mills

劉高爾1，王奇2，楊天喜2，王宏濤2，王慶利2，梁盛澎2

本文介紹了中材裝備集團(tuán)有限公司輥磨的研發(fā)與應(yīng)用情況，展示了我國水泥粉磨裝備技術(shù)制造業(yè)在完成水泥生產(chǎn)無球化方面的技術(shù)進(jìn)步情況。

水泥工業(yè)；輥磨；生料輥磨；水泥輥磨

1 前言

水泥生產(chǎn)需要完成大量的物料粉磨，包括原料粉磨，煤或者石油焦等固體燃料粉磨，還有熟料粉磨等。據(jù)統(tǒng)計，粉磨作業(yè)的電耗占水泥生產(chǎn)電耗的近70%，如何提高粉磨功效是近年來水泥技術(shù)發(fā)展的重點。在國家政策的引導(dǎo)之下，經(jīng)過近年對水泥工藝技術(shù)和裝備研發(fā)的大力投入，水泥工業(yè)已經(jīng)基本完成了落后產(chǎn)能的淘汰和技術(shù)的升級換代，成功達(dá)到“十一五”初制定的工作目標(biāo)。

將原材料破碎到一定細(xì)度是幾乎所有材料工業(yè)必經(jīng)的工藝階段，而粉磨工序，即將物料粉磨到粒度在80μm的工作，是為了充分發(fā)揮物料的原料特性，一方面可以根據(jù)原材料及目標(biāo)材料特性進(jìn)行燒制、冶煉等工藝深加工，另一方面可以充分發(fā)揮物料的物理化學(xué)特性，例如將熟料粉磨成水泥而發(fā)揮其膠凝特性。對物料的破碎、粉磨是一種將物料內(nèi)能釋放的過程，這其中所消耗的能量非常大，有統(tǒng)計每年全世界所消耗的所有能量中，有30%都用在了對物料的破碎和粉磨工作中。

表1 越南福山二線5500t/h（2009年）輥磨應(yīng)用情況

立式輥磨誕生已過百年了，近些年來隨著材料工業(yè)、機(jī)械工業(yè)及控制工程工業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展，輥磨設(shè)備基于粉磨工藝原理上的多方面優(yōu)勢逐漸體現(xiàn)出來，投資費用低、工藝系統(tǒng)簡單、操作便捷、運行穩(wěn)定、成品質(zhì)量易調(diào)節(jié)等特點已得到業(yè)內(nèi)人士充分認(rèn)可，而最大的特點就是相對于傳統(tǒng)球磨機(jī)能耗大幅降低。國際市場上，在水泥行業(yè)中，生料粉磨已有逾八成的生產(chǎn)線采用了輥磨機(jī)；煤粉制備更是占到九成；熟料粉磨在新興市場中得到了大量應(yīng)用，大量國外新設(shè)計的大型生產(chǎn)線基本都實現(xiàn)了無球化生產(chǎn)。國內(nèi)市場方面，輥磨制備煤粉基本上已經(jīng)獲得了客戶的認(rèn)可；在生料粉磨上，立式輥磨機(jī)系統(tǒng)與輥壓機(jī)系統(tǒng)不相上下；而在熟料粉磨上，已經(jīng)有開始采用輥磨粉磨熟料的生產(chǎn)企業(yè)，市場對輥磨的認(rèn)知度也在逐漸增強(qiáng)，相信輥磨的熟料終粉磨工藝將逐漸成為主流工藝。

表2 馬來西亞HUME項目5500t/h（2012年）輥磨應(yīng)用情況

中材裝備集團(tuán)有限公司，在十余年間已經(jīng)迅速形成了自主的輥磨技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用風(fēng)格，并在多個技術(shù)關(guān)鍵點上實現(xiàn)了突破，已經(jīng)能在某些特定輥磨產(chǎn)品上代替國外產(chǎn)品，提高了國產(chǎn)裝備的國際競爭力。另外還拓展了水泥行業(yè)外的業(yè)務(wù)，例如礦渣、磷渣、粉煤灰、鋼渣、金屬尾礦、鐵礦石粉磨及其他工業(yè)廢渣類型等物料粉磨工作。

隨著水泥燒成工藝技術(shù)、水泥設(shè)備制造技術(shù)、自動控制技術(shù)等方面的進(jìn)步，進(jìn)一步提高了水泥生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)率，降低日常操作設(shè)備損耗及材料消耗、降低人工操作成本、降低操作人員勞動負(fù)荷并提高設(shè)備自動運行比例逐漸成為水泥生產(chǎn)廠家考慮的重點。而輥磨生產(chǎn)工藝上的特點特別符合上述要求，截至目前，中材裝備集團(tuán)已經(jīng)成功實現(xiàn)了兩條完整生產(chǎn)線的配套供貨，現(xiàn)場運行情況良好，其綜合能耗水平均已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。設(shè)備及生產(chǎn)情況見表1、表2。

表3 中材裝備集團(tuán)生料輥磨型譜

表4 中材裝備集團(tuán)煤輥磨型譜

表5 中材裝備集團(tuán)水泥輥磨型譜

2 生料輥磨的技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用

中材裝備集團(tuán)在生料輥磨研發(fā)上有著悠久的歷史，最初作為天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院機(jī)械所的一部分，在1985年江蘇吳江即完成了第一次輥磨工業(yè)試驗；1993年河南新鄉(xiāng)1000t/d生產(chǎn)線輥磨TRMR25.2配套投產(chǎn)；2004年華新陽新水泥5500t/d生產(chǎn)線上成功應(yīng)用兩臺TRMR38.4輥磨；2009年單臺TRMR53.4磨機(jī)配套5000t/d生產(chǎn)線；直至2012年為6000～7000t/d生產(chǎn)線單臺配套的TRMR60.4輥磨的安裝，中材裝備集團(tuán)在生料粉磨領(lǐng)域一直走在國內(nèi)同行的最前頭，到目前為止可以完成最大10000t/d水泥生產(chǎn)線的單機(jī)配套工作，并已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)品系列。現(xiàn)有運行的生料輥磨裝機(jī)功率最大可達(dá)5000kW，磨機(jī)運行的穩(wěn)定性以及各項考核指標(biāo)也處于行業(yè)領(lǐng)先地位，產(chǎn)品型譜見表3。從銷售情況來看，目前中材裝備集團(tuán)銷售的生料輥磨已經(jīng)超過130臺，其中為5000t/d生產(chǎn)線配套的TRM53規(guī)格以上輥磨銷售總量為36臺。

TRMR60.4生料輥磨于2013年5月26日，在由中國建筑材料聯(lián)合會組織的“TRMR60.4生料立式輥磨開發(fā)及應(yīng)用鑒定會”的會議上得到了鑒定委員會的高度評價，專家們一致認(rèn)為：“由中材裝備集團(tuán)有限公司研制的大型輥磨，是目前國產(chǎn)臺時產(chǎn)量最高的生料立式輥磨，可適應(yīng)不同易磨性原料的生產(chǎn)要求，填補(bǔ)了國內(nèi)6000～7000t/d級水泥熟料生產(chǎn)線配套單臺生料輥磨的空白。該立式輥磨的成功開發(fā)，對大型水泥熟料生產(chǎn)線簡化原料制備工藝流程、裝備的大型化、替代進(jìn)口具有重要意義，社會、經(jīng)濟(jì)效益顯著，市場前景廣闊。”

3 燃料煤輥磨的技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用

水泥熟料燒成系統(tǒng)需要穩(wěn)定的燃料供應(yīng)，中材裝備集團(tuán)的燃料輥磨無論是在常規(guī)的煙煤，還是易磨性很差的無煙煤、石油焦，還是熱帶地區(qū)高揮發(fā)分的原煤物料上，都有成功的應(yīng)用，實際案例有出口到俄羅斯圖拉項目高寒地帶的煤磨、應(yīng)用在安慶白水泥項目的石油焦輥磨、供貨給拉法基三岔項目的無煙煤煤磨，以及在越南福山的TRMC36.4目前最大規(guī)格的無煙煤煤磨等。已經(jīng)投產(chǎn)的項目都已經(jīng)實現(xiàn)了長期穩(wěn)定安全運行，為燒成工序保證了穩(wěn)定的燃料供給。目前中材裝備集團(tuán)的煤磨型譜也非常完整，可以為各種規(guī)模的水泥生產(chǎn)線配套，見表4。

表6 中材裝備集團(tuán)水泥輥磨業(yè)績

4 水泥輥磨的技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用

熟料輥磨終粉磨是近年的技術(shù)進(jìn)步之一，在國際市場上已經(jīng)得到了很高的認(rèn)可度，但在國內(nèi)的接受度尚不高。中材裝備集團(tuán)供貨的水泥輥磨在2010年越南福山現(xiàn)場已經(jīng)實現(xiàn)了成功生產(chǎn)，出產(chǎn)的水泥成品完全符合技術(shù)指標(biāo)，并且也得到了混凝土生產(chǎn)廠家的認(rèn)可，在國內(nèi)同行業(yè)中也走到了最前端。越南福山的成功經(jīng)驗進(jìn)一步促進(jìn)了我公司在技術(shù)上的進(jìn)步與設(shè)備升級，之后隨著更大型的TRMK50.4水泥輥磨在喀什天山項目的成功運行投產(chǎn)，水泥輥磨在國內(nèi)已經(jīng)逐漸得以推廣，更有陜西堯柏集團(tuán)在2011年一次性購買9臺水泥輥磨的案例，目前堯柏集團(tuán)項目已經(jīng)有部分輥磨投入生產(chǎn)，運行良好。

而作為中材裝備集團(tuán)一款重要產(chǎn)品的礦渣水泥磨，TRMKS43在哈薩克南方石油項目和武漢陽邏項目上成功實現(xiàn)了水泥和礦渣的切換粉磨，即在一臺輥磨上實現(xiàn)礦渣和水泥兩種物料的粉磨工作，產(chǎn)品的切換時間可以控制在半小時之內(nèi)，這一類型的產(chǎn)品在未來市場上必將占有重要地位。

而需要強(qiáng)調(diào)的是，之前對于輥磨熟料粉磨主要存在著這樣一種看法，認(rèn)為輥磨的水泥產(chǎn)品需水性高、顆粒級配不合理、粒型差、強(qiáng)度差，混凝土成品也不適應(yīng)當(dāng)今施工要求，而且在粉磨過程中還需要增加助磨劑等。但是通過對其他進(jìn)口輥磨生產(chǎn)的水泥產(chǎn)品的性能分析，以及對中材裝備集團(tuán)水泥輥磨在越南、新疆、陜西、馬來西亞等地區(qū)的產(chǎn)品跟蹤試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，輥磨的水泥產(chǎn)品主要體現(xiàn)了以下幾個特點：

（1）顆粒分布介于圈流球磨和開流球磨之間；

（2）水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量多數(shù)在25%～27%之間；

（3）水泥的凝結(jié)時間合理；

（4）水泥的強(qiáng)度與球磨機(jī)相當(dāng)；

（5）混凝土的塌落度較高，有良好的工作性能。

由此可見，輥磨系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥與聯(lián)合粉磨系統(tǒng)以及圈流球磨系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥并沒有本質(zhì)上的差別，甚至在某些特性方面要優(yōu)于其他兩種系統(tǒng)的產(chǎn)品，輥磨系統(tǒng)在系統(tǒng)投資、運行維護(hù)成本、節(jié)能減排、噪音控制、水泥品種切換等方面的優(yōu)勢也必將逐漸體現(xiàn)出來，預(yù)計未來會成為市場上的主流產(chǎn)品。

中材裝備集團(tuán)的水泥輥磨產(chǎn)品型譜見表5，業(yè)績見表6。

5 結(jié)語

輥磨粉磨工藝是一種傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，隨著技術(shù)的進(jìn)步，其本身粉磨工藝及設(shè)備設(shè)計上的優(yōu)點將會得到更大的發(fā)揮，輥磨能耗低、投資少、工藝流程簡單、操作靈活、控制便捷等特點將在未來越發(fā)顯示出它的優(yōu)勢。中材裝備集團(tuán)將繼續(xù)提高產(chǎn)品的制造質(zhì)量，確保設(shè)備高效安裝，完善工藝設(shè)計，保證設(shè)備的最佳運行。

此外，中材裝備集團(tuán)輥磨粉磨礦渣、粉煤灰、鋼渣等物料，也有大量的成功實例，并已進(jìn)入中材裝備集團(tuán)的延伸應(yīng)用領(lǐng)域，且將有專門的文章進(jìn)行介紹，本文不再贅述。

[1]高長明.水泥工業(yè)粉磨技術(shù)發(fā)展及其裝備選型趨向[J]，水泥技術(shù)，2011/4.

[2]高長明.輥磨的應(yīng)用與推廣已成潮流[J]，水泥技術(shù)，2013/2.

[3]王仲春.水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)[M].中國建材工業(yè)出版社，1998.■

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2013-06-25；編輯：呂光