水泥輥壓機半終粉磨系統的提產改造

李曉劍

我公司現有兩條水泥生產線，配備輥壓機半終粉磨系統，其中，2 號水泥磨系統于2011 年7 月投產，產量可達248t/h，能耗水平也可達到公司標準要求。而1號水泥磨系統于2007年8月投產，產量一直未達到預期。在對1 號水泥磨執行新的配料方案后（摻用水渣），系統產量更低，尤其是使用新的配料方案（摻用水渣）生產P·O42.5水泥時，系統產量僅為165t/h，且能耗高，不利于降本增效。2021 年2～3 月，利用淡季檢修時間，公司對1 號水泥磨系統進行了技術改造。改造后，1號水泥磨系統產量大幅提升，能耗明顯降低。

1 1號水泥磨系統配置及工藝流程

1 號水泥磨系統生產工藝配置情況見表1。1號水泥磨系統工藝流程見圖1。

圖1 1號水泥磨系統生產工藝流程

表1 1號水泥磨系統生產工藝配置

水泥生產時，熟料、石膏、混合材等混合料首先經膠帶輸送機、上料提升機送入輥壓機進行物料碾壓；碾壓后的物料經V型選粉機逐級打散、分選后，較粗的混合料經穩流倉返回至輥壓機繼續碾壓成餅，較細的物料被分選至高效渦流選粉機，進行二次分選。合格的物料由提升機、空氣輸送斜槽等設備送入成品水泥庫，不合格的粗粉經溜管返回至水泥磨再次粉磨；將再次粉磨后的物料送入高效渦流選粉機進行分選，分選合格的物料與輥壓機碾壓生成的合格物料一同送入水泥成品庫儲存。

2 1號水泥磨系統存在的主要問題

2.1 料流調節裝置損壞且維護成本高

1 號水泥磨輥壓機原配套的料流調節裝置，僅剩直立擋料板（需人工調整位置）與斜插板（螺栓螺紋損壞，已徹底無法調整）。若要繼續使用該料流調節裝置，需購置配套的扭矩電機、螺旋升降機、聯軸器、連桿及位移傳感器等配件。料流調節裝置恢復后，可根據工藝要求，遠程控制擋料板的升降高度，進而控制輥壓機物料流量。但該調節裝置調節效果較差，易損壞，維護成本較高，不宜再作恢復。改造前，1號水泥磨輥壓機喂料量完全依靠工作人員手動調節，通過手拉葫蘆調節直立擋料板上、下位置，控制輥壓機物料流量。該調節裝置控制不及時、不準確、不穩定，效率低，且存在較大的人身、設備安全隱患，需徹底改造。改造前的輥壓機料流控制機構見圖2。

圖2 改造前的輥壓機料流控制機構

2.2 輥壓機端部側擋板易掉落或翹起

1 號水泥磨輥壓機側擋板為上、下分體式結構，在正常帶料運行過程中，經常出現端部側擋板掉落或翹起等現象。側擋板掉落或翹起，易造成側擋板與輥壓機邊緣間隙≥8mm，導致輥壓機帶料運行過程中經常出現溢料現象，輥壓機無法過飽和做功，最高做功效率僅達72%。輥壓機端部側擋板故障制約了1 號水泥磨系統產量的提升及電耗的降低，需對其進行改進優化。

2.3 V型選粉機內部配件磨損嚴重

1 號水泥磨V 型靜態選粉機內部側邊板、導流板、打散板等磨損嚴重，需常年焊接粘補，V型選粉機有效通風截面積已至少損失了15%，直接影響了半成品入水泥磨或入渦流選粉機的比例及水泥產質量。

2.4 渦流選粉機冷風閥調節不及時

自生產線建成投產以來，1 號水泥磨渦流選粉機的冷風閥閥門一直由工作人員現場手動控制。在水泥生產工藝調整過程中，此閥門的開度調節頻率非常高，尤其是在粉磨不同水泥品種時，閥門開度均有所不同。冷風閥開度的手動調節幅度及調節時間的控制難以達到中控操作員的要求，對系統工況以及水泥質量的穩定性影響較大。

2.5 磨機回粉量偏低，滑履溫度易超限

改造前，因輥壓機系統做功效率低，出輥壓機料餅經打散后，無法形成足夠量的半成品。半成品量少，導致經高效渦流選粉機分選后的入水泥磨回粉量（摻用水渣時）偏低，僅達200～330t/h。磨機一倉經常處于空轉狀態，尤其是入磨物料易碎性好時，此情況尤為突出。另外，由于磨機回粉量少，夏季易出現滑履溫度超限等問題。雖然公司已于2013 年進行了水泥磨隔倉板的移位改造，解決了1 號水泥磨“一倉料多飽磨、二倉料少空砸”的問題，但水泥磨的整體物料循環量仍偏低，因滑履溫度超限頻繁報警而被迫停機的情況仍較突出。

為解決回粉量少、磨機“吃不飽”的問題，公司采取了適當開啟“直通溜子”的方法增加入磨物料量（輥壓機料餅及混合料入V 型選粉機溜子，篩網篩孔7mm×50mm）。此方法雖有一定效果，但由于入磨物料顆粒較大（粒徑0.5～4.7mm 顆粒占比約≥75%），鋼球（?30mm～?40mm）無法將其破碎。另外，該物料流量波動較大，不利于水泥磨機的正常操作控制，一定程度上影響了水泥磨磨內研磨效率。同時，磨機二倉研磨體存在“倒分級”現象，磨尾吐渣嚴重，對系統產質量也有一定影響。改造前的入磨直通溜子情況見圖3。

圖3 改造前的入磨直通溜子情況

3 解決措施

3.1 使用輥壓機自動控制喂料機構

公司組織工藝、設備、電氣等專業技術人員，用時18d，完成了自動控制喂料機構的設計、制圖、零部件制作、液壓件采購、現場拆除、設備安裝調試等工作，實現了1號水泥磨系統輥壓機自動控制喂料機構的投產運行。該機構框架、控制曲柄、迎料板、雙面整體式側擋板、液壓伸縮機構及電氣自動控制系統等均由公司技術人員自行設計制作，可實現喂料量的中控遠程控制。改造后，輥壓機喂料量準確，料流穩定，系統運行安全、高效。

自動控制喂料機構可根據工藝要求及時、自動調節喂料量，使輥壓機始終處于飽和喂料狀態。該裝置有中控室操作和現場操作兩種方式，正常生產時，由中控室操作人員根據輥壓機系統運行狀態進行遠程控制；檢修時，由中控室操作方式切換至現場操作方式。應用該裝置后，維修工人調整、修復、更換側擋板更為方便，有效降低了輥壓機邊緣效應的影響，保障了輥壓機對物料的擠壓效果和研磨效率，減少了輥壓機偏輥、液壓系統頻繁加減壓、輥子磨損加劇、液壓件漏油或密封件損壞情況的發生頻率。輥壓機自動控制喂料機構設計圖見圖4，輥壓機自動控制喂料機構現場照片見圖5。

圖4 輥壓機自動控制喂料機構設計圖

圖5 輥壓機自動控制喂料機構現場照片

3.2 安裝V型選粉機溜子布料錐

觀測發現，入V 型選粉機溜子南側、V 型選粉機南側打散板及南側耐磨邊板磨損較嚴重，推斷是因物料打散不均勻所致，影響了V型選粉機橫截面料幕的形成，導致V 型選粉機選粉效率較低。因此，設計安裝了V 型選粉機溜子布料錐，將3 塊110mm 厚（小端）/200mm 厚（大端）的階梯襯板呈60°交叉排布于V 型選粉機溜子內，使物料能夠均勻打散。改造前后V 型選粉機下料溜子的物料情況見圖6。

圖6 改造前后V型選粉機下料溜子的物料情況

3.3 增設補風口

為最大限度提升V型選粉機效率，協調V型選粉機及輥壓機負荷，在輥壓機稱重倉上蓋處開設了1 處L400mm×L800mm 的補風口，在V 型選粉機背風側增加了3組助力補風通道。增加補風通道后，能夠根據分級區物料的打散程度，按所需風量比例，調整V 型選粉機各“分級室”風量，并形成適宜的氣流選粉軌跡，盡可能多地將細顆粒物料輸送至出風口。以上4處補風口，不僅可有效消除因V型選粉機通風截面減少造成的風量損失，還可有效分選V型選粉機打散料幕物料，避免穩流倉塌倉和物料離析，提高輥壓機做功效率，保障系統穩定運行。V型選粉機3組助力補風通道見圖7。

圖7 V型選粉機3組助力補風通道

3.4 拆除磨尾收塵器閥門執行器

布線>200m，現場制作執行器底座、連桿、翻板等配件，增加對1號水泥磨渦流選粉機冷風閥執行機構的遠程控制。渦流選粉機冷風閥執行機構見圖8。

圖8 渦流選粉機冷風閥執行機構

3.5 拆除原V型選粉機入磨直通溜子

結合V型選粉機溜子布料錐改造情況，調整V型選粉機溜子，粗顆粒物料經輥壓機碾壓粉碎后方可進入水泥磨環節。

3.6 對水泥磨進行整體倒倉處理

根據入磨物料細度篩余檢測數據，重新確定磨機一倉、二倉研磨體級配，并按新級配標準對水泥磨研磨體進行調整，改造前的水泥磨研磨體級配見表2，改造后的水泥磨研磨體級配見表3。

表2 改造前的水泥磨研磨體級配

表3 改造后的水泥磨研磨體級配

水泥磨研磨體級配調整后，一倉、二倉研磨體平均球徑比調整前分別降低了6.64mm、4.76mm，但出磨物料比表面積達232m2/kg，較調整前（209m2/kg）提高了23m2/kg。

4 改造效果

（1）目前，輥壓機做功效率可高達90%，比去年同期（72%）提高了18個百分點。

（2）目前，1 號水泥磨M32.5 水泥產量>200t/h，較去年的產量（180t/h）提高了20t/h，P·O42.5 水泥產量>190t/h，較去年的產量（165t/h）提高了25t/h。

（3）目前，V 型選粉機選粉效率提升了8%，入磨物料比表面積提高了13m2/kg，成品水泥球形顆粒的比例相應增加，對水泥標準稠度需水量、強度等質量指標有利。

（4）目前，1 號水泥磨系統工序電耗實際下降了2.21kW·h/t，2021年共節約電費80.2萬元。

（5）在渦流選粉機冷風閥自動控制系統改造前，中控員平均每班需聯系現場調整3～5 次，改造后，中控員可遠程調整閥門開度，省時、省力、高效。

（6）自2021 年4 月試生產后，1 號水泥磨未再出現過因入磨回粉量偏少造成滑履溫度超限，系統被迫停機的情況，且入磨檢查四次，均未出現過一、二倉研磨體“倒分級”現象，磨內物料研磨過程穩定、高效。

5 結語

對輥壓機半終粉磨系統進行改造后，系統產量大幅提升，但在生產過程中仍應注意以下問題：

（1）經常檢查輥壓機側擋板間隙是否在5mm左右，若超出合理區間，需第一時間予以調整糾正。經常檢查側擋板耐磨層情況，定期做好耐磨層的刨除和補焊工作。

（2）保證各原材料上料口“料篩”尺寸的完好性及有效性，避免大塊物料進入系統。若有大塊物料卡進溜管，將會極大影響V 型選粉機篩分效率，進而造成料流離析、輥壓機做功不理想等，影響輥壓機的安全穩定運行。

（3）系統每次停機前，建議倒空輥壓機穩料倉，避免水渣等潮濕物料在倉內粘結掛壁及出現料流離析現象等。■