第7章 水泥粉磨1

•第7章水泥粉磨•第一节水泥预粉磨系统•一、预粉磨•将入球磨机前的物料用其他破碎粉磨设备预先进行粉磨，将球磨机粗磨仓的工作移到磨前处理，用工作效率高的粉磨设备代替效率低的球磨机的一部分工作，降低入磨熟料的粒径，以提高粉磨系统的产量和降低电耗。水泥预粉磨工艺流程•二、辊压机预粉磨系统由球磨机的选粉机把一部分粗粉循环反馈到辊压机中,增强了预粉磨的作用。•三、立磨预粉磨系统•以日本为代表开发的立磨预粉磨装置。•结构基本上是立磨，去掉磨内的选粉装置。•辊压仅为辊压机的1/4～1/10，设备的运转率较高。•一台管磨机与CKP预粉磨机组成预粉磨系统后，产量可以达到原有管磨机的150％以上，水泥粉磨电耗比原单独管磨降低20％～30％。•CKP磨国内使用情况：•我国冀东水泥厂4000t/d水泥熟料生产线二线•秦皇岛浅野水泥有限公司的4000t/d水泥熟料生产线•华新水泥厂利用亚洲开发银行贷款扩建的4000t/d水泥熟料生产线•第二节水泥终粉磨系统•1.立磨终粉磨•优点：•粉磨效率高；•电耗低；•物料在磨内停留时间短；•声压小，噪音低；•投资少……•缺点：•水泥颗粒级配范围窄：早期水化缓慢，孔隙率高，易产生假凝；需水量大，混凝土强度降低，易泌水。•0～3um:6％（要求在10%）•3~30um:82%(要求70％左右)•解决措施：•选用分离精度低的选粉机；•结构改进，降低内循环量（30次降至10～15次），增加外循环；•立磨、球磨分别研磨后再混合达到合理级配•主要问题：•部件的磨损与大功率减速机的问题•熟料比生料难磨，要减少磨损，必须从改进材质及正确研究设计易磨件形状两方面入手。•材质：镍硬Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ号合金和白口铁20：1制做耐磨件；铬钢、钼钢•形状：保证表面均匀磨损•传动方面：行星齿轮传动装置和环形马达传动装置正在得到发展。•2.辊压机终粉磨传统的球磨系统单位主机电耗：33～38kWh/t料床预粉磨系统：25～30kWh/t料床终粉磨系统：18～20kWh/t•第三节辊压机•一、辊压机结构•1.压辊：两个辊子做慢速相对运动，水平方向上一个固定，一个活动，活动辊的轴承在机架上可以前后移动。•2.传动装置：a.辊轴用联轴器和行星减速机直接相连；b.通过万向联轴器、减速机与辊轴相连。一般为双传动。•3.主机架：焊接结构。•4.液压系统：蓄能器、液压缸、油泵等。液压缸使活动辊以一定压力向固定辊靠近，如压力过大，则液压油排至蓄能器，使活动辊后移，起到保护机器的作用。•5.喂料装置：是满足辊压机满料操作的重要装置。由弹性支撑的侧挡板和调整喂料量的调节插板组成，通过调节改变喂料量以与料饼厚度相适应。•二、辊压机工作原理•辊压机工作时两辊相向旋转。当活动辊被电动机带动转动时，松散的物料由上方喂入两辊的间隙中，并向下运动，到下面受到破碎和挤压，形成密实的料床，经150-200Mpa的高压处理后，物料颗粒内部都产生强大的应力，当应力达到颗粒的破碎应力时，这些颗粒就相继被粉碎，或粒径变小，或成粉状，或部分颗粒产生微小裂纹，增大了物料的易磨性。这就是“粒间粉碎”的效应，即“料床粉碎”。•从辊压机卸出的物料成片状料饼，但强度很低，可用打散机打散。两辊之间的缝隙约为15～35mm。物料从被辊面咬住时开始，受到辊子作用力逐渐增加，最大压力可达200Mpa（图7－4），物料在两辊间是以一个料层或一个料床得到破碎压实，料床在高压下形成，压力导致一部分颗粒挤压其它邻近的颗粒，直至其主要部分破碎、断裂、产生裂缝或劈开。所在双辊之间必须要有一层相适应的物料，否则就成为一台辊式破碎机了。粉碎作用主要决定于料粒间的压力，而不是决定于间隙。•三、高压料床粉碎的条件•1.强制喂料，物料必须充满辊缝形成料床，颗粒之间如有自由空间，则形不成料床。•2.喂料粒度应小于两辊之间的间隙，但由于挤压粉碎机可施行先挤碎后加压的功能，一定数量的大颗粒进入不致影响粉碎效果，但必须是不影响喂料。•3.水泥厂使用的辊压机两辊间的平均压力需要150MPa以上，石灰石低，燃料和矿渣高。•四、工艺参数•1.压力•2.转速•辊压机加压时间对料饼质量无关，故转速对质量无关，转速只与辊压机的能力有关。转速快，生产能力大，但超过一定速度，能力不再增加。•辊压机的转速常用辊子的线速度ν表示。现在一般达1.5～1.6m/s。换算成转速为•3.生产能力•a单机生产能力•b新生比表面积计算法•c辊压机处理能力•V为线速度•Q为生产能力•QR为通过量•4.功率•辊压机的功率与被挤压物料的品种、工艺流程有关。•第四节选粉机•一、分级概述•1、什么是分级？•考试也是一种分级……•分级包括：分成等级和分离等内涵。•2、如何分级？•利用（水泥）粉粒状物料特性：粒径、形状、密度……•3、分级方法有哪些？•A、流体分级法•B、筛分法•4.为什么分级？水泥生产商为什么不惜巨资选用闭路系统？•分级------减少过粉磨！------提高粉磨效率。•二、粗粉分离器•优点：结构简单、操作方便、没有运动部件。•缺点：必须与风机、除尘器配合使用。•细度调节方法：改变气流速度，速度低，出粉细；改变导向叶片的角度，夹角愈大，离心作用愈强，产品愈细。•三、离心式选粉机•第一代风力分级机•第一代离心式选粉机的分级原理为:选粉机内的大风叶旋转产生分级气流，气流由导风叶片进入选粉区(过粗的物料经撒料盘抛撒，撞击内筒壁后沉降)，经小风叶再次分选，粗粉沉降，合格的细粉随气流经出风口后，进入内外筒体间，自由沉降后收集为成品。气流内部循环。•特点：•分级气流在机内循环，物料的分级和粗粉、细粉的收集都在机内进行，结构紧凑，能耗较低，设备较轻，占空间较小。•离心式选粉机无法消除其存在的三个根本性缺点：循环气流中粉尘多，致使选粉区内物料的实际浓度大，扩大了干扰沉降的影响；选粉区内存在着较大的风速梯度，使分离粒径不均，粗颗粒会被其遇到的高速气流带出；存在着边壁效应问题，使细小颗粒随粗颗粒碰撞而降落。•四、旋风式选粉机•第二代风力分级机•第二代旋风式选粉机的分级原理为:选粉机配风机，代替离心式选粉机内大风叶，提供分级气流。采用6一8个旋风筒收集细粉。气流由空气入口进入选粉机，经导流叶片进入选粉区，经小风叶的再次分选后，细粉被提升后进入旋风筒，收集为成品。分离后的空气经风机后，再次进入选粉机循环。气流外部循环。•旋风式选粉机用旋风筒代替离心式选粉机的大直径外筒来收集细粉，提高了收尘效率，从而使循环气流中的含尘浓度大为降低，即改进了离心式选粉机的第一项根本性的缺点，但无法消除离心式选粉机存在的第2、3项缺点，易造成粉磨系统循环负荷的恶性增加。•五、O-sepa新型高效选粉机•第三代空气选粉机•1.分级原理：•分级气流由外配引风机提供，细粉由高效率的袋式收尘器收集。可将磨机内通风引入选粉机，既环保又简单。一次风和二次风切向进入类似旋风筒的壳体，通过导流叶片进入选粉区，在旋转的转子叶片和水平隔板的作用下，形成一个均衡稳定的水平涡流选粉区。•物料在撒料盘的离心力作用下，抛向缓冲板，打散后落入选粉区，自上而下，被气流挟带，连续不断地被气流及转子叶片多次分选，细粉经转子叶片、出风管进入收尘器，收集为成品。分离后的空气经引风机，排入大气，气流不循环。•O－SEPA高效选粉机利用高效率的收尘器收集细粉，较旋风式选粉机又进了一步，引进自然风，因而从根本上消除了第一项缺点；利用了水平涡流分级原理，以笼式转子取代小风叶，通过导向叶片的作用，使气流成一定角度稳定均匀地穿越整个选粉区，这样就消除了第2、3项的缺点。同时，冷空气的进入，有利于水泥质量的提高。所以说，O－SEPA高效选粉机在分级原理上实现了跨时代的突破。•2.结构•(1)撒料盘与缓冲板配合，兼有撒料、打散功能，从而保证了物料充分被气流分选。撒料盘用耐磨材料，确保在物料冲击、磨损工况下的寿命。撒料盘上设有凸棱，其高度对物料的分散以及系统的能耗、选粉效率、颗粒级配都有较大影响。研究证明:凸棱高度与内径比为0.037时，分级精度最高。•(2)导流叶片与蜗壳配合，保证了气流、风速的稳定。从一次风或二次风进入的气流，经过导流叶片进入选粉区，导流叶片的角度，控制了气流的方向;如蜗壳截面不变，则气流速度随着经过导流叶片间隙的增加而逐渐降低。为了解决这一矛盾，设计者将导流叶片间增加的通风面积，通过减少蜗壳面积来平衡，确保了风速的稳定。•(3)灰斗内设计有迷宫式挡料圈，可以形成料层保护，因而避免了灰斗磨损。结构、制造都简单可行，细微之处犹显构思之巧。•(4)转子设计有分层隔板和分级叶片，与导流叶片共同整合气、固“两相”，延长了分选时间，避免形成速度梯度，造成成品颗粒不均匀。克服了一、二代选粉机存在的缺陷。•(5)整个传动系统采用稀油润滑，不仅散热润滑效果好，并且使选粉机对环境的适应性强，可以提高选粉机的运转率。•(6)壳体内衬耐磨材料，以确保选粉机的寿命和运转率。采用了铬刚玉陶瓷片，在日本获得了“永不磨损”的称号。•3.工作参数•⑴喂料量•⑵风量•⑶功率•4.O-sepa高效选粉机的调节•⑴细度的调整•两个指标：比表面积、筛余细度•①比表面积的控制•选粉风量调节：不可取•选粉机转速调节：转速快，比表面积增大•②成品细度的控制•降低风量，产品变细•③比面积和细度的调整•比面积与细度的关系：不一定成线性关系•均匀性系数n或颗粒级配•表7－10比面积和细度调整方法•⑵风量的调整与系统工况•合理调节一次风（水泥磨含尘气体，70％左右）、二次风（提升机等含尘气体，20％左右）和三次风（清洁气体，10％左右）•表7－11各次风量调整对系统工况的影响•⑶选粉机的调节与辊压机运行状况的关系•辊压机运行：出磨水泥细度偏粗，选粉效率偏低，循环负荷增大。一般应关小一次风的阀门开度，增加二次风和三次风风量，降低选粉机转速来改善磨机工况。•辊压机停运：出磨水泥偏细，选粉效率偏高，循环负荷减小，回料量过少，磨内流速变慢，易造成过粉磨现象。应增大一次风阀门开度，减小二次风和三次风风量，提高选粉机转速。