摘要:
??? Atox50立式磨的控制參數(shù)因生產(chǎn)線的工藝布局不同而有所差異是理所當然的，適于各自最佳工況的參數(shù)需要在生產(chǎn)調(diào)試過程中逐漸確定下來，如：風(fēng)量、風(fēng)速的大小，投料、加的時機和幅度，研磨壓力加載的時機和幅度等，確定這些參數(shù)的目的是為了使磨機盡快進入均衡穩(wěn)定的平衡粉磨狀態(tài)，達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)。以下是我廠在調(diào)試生產(chǎn)階段對立磨系統(tǒng)各參數(shù)選定的方法，淺議磨機各工藝參數(shù)設(shè)定的依據(jù)，以供參考。
圖1 生料粉磨系統(tǒng)工藝布局圖
0 前言
Atox50立式磨是一種集粉磨與粉體分級為一體的高效粉磨系統(tǒng)，它以氣力攜帶、輸送粉體，靠加載研磨壓力的磨輥與磨盤的相互擠壓、研磨粉碎物料，通過調(diào)整合適的風(fēng)速和選粉機轉(zhuǎn)速滿足細度指標。風(fēng)取決于粉磨的生料量，而生料量又取決于系統(tǒng)所加載的研磨壓力，這三個因素都是在實際的生產(chǎn)中可以直接調(diào)控的主變量，為可控參數(shù)，三者互為影響、互相制約，在實際生產(chǎn)中，風(fēng)、料、研磨壓力的匹配是保證磨機處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)的關(guān)鍵。本文擬從Atox50磨在實際生產(chǎn)中的風(fēng)、料、壓力三者平衡的角度淺議磨機各工藝參數(shù)設(shè)定的依據(jù)，探討如何提高磨機的粉磨效率，以達到降低能耗、增加臺時產(chǎn)量和減輕設(shè)備損耗的目的。Atox50立磨風(fēng)、料、研磨壓力參數(shù)的設(shè)定分別如下。
1 工藝流程及主機設(shè)備參數(shù)
我廠生料粉磨系統(tǒng)采用的是三風(fēng)機系統(tǒng)，粉磨系統(tǒng)為無循環(huán)風(fēng)管的工藝布局，生料磨、煤磨都設(shè)計在窯尾，生料磨采用出增濕塔的熱風(fēng)來烘干物料，煤磨使用的熱風(fēng)來自高溫風(fēng)機出口。工藝布局見圖1，主機設(shè)備性能見表1。
2 風(fēng)量、風(fēng)速對磨機成品量的影響
風(fēng)量決定了磨內(nèi)粉體的攜帶量，風(fēng)速決定了粉體被帶起的高度，風(fēng)量和風(fēng)速受系統(tǒng)拉風(fēng)、噴口環(huán)面積、磨機壓降以及工藝布局等影響，風(fēng)量和風(fēng)速的大小決定了最終的成品量。
2.1系統(tǒng)風(fēng)機（循環(huán)風(fēng)機）的工作性能應(yīng)滿足磨機所需的風(fēng)量和風(fēng)速Atox50立磨是靠風(fēng)力輸送成品生料的，風(fēng)量的大小直接決定了可以被攜帶的生料量，然而，風(fēng)量并不是唯一的因素，風(fēng)速的大小同樣至關(guān)重要，因為受噴口環(huán)面積、選粉機轉(zhuǎn)速以及磨內(nèi)結(jié)構(gòu)所造成的磨機壓降的影響，粉體必須有足夠的出口動能才能被帶出磨機出口，進入四管旋風(fēng)收塵器進行風(fēng)料分離，風(fēng)速的大小影響著旋風(fēng)收塵器的分離效率。
噴口環(huán)處的出口風(fēng)速和風(fēng)量是影響磨機成品量的重要因素之一，為達到這樣的工藝要求，通常都要求系統(tǒng)風(fēng)機的風(fēng)量在80×104 m3/h以上，風(fēng)機的壓頭在1×105Pa以上，所以在實際生產(chǎn)中需要調(diào)整高溫空氣量和循環(huán)空氣量即入磨總風(fēng)量（75～84×104m3/h），以保證立式磨適宜的噴嘴環(huán)風(fēng)速（一般不小于45～55m/s）和適當?shù)娜肽ワL(fēng)溫。
2.2 噴口環(huán)面積大小影響磨機的穩(wěn)定運行
Atox50立式磨機的噴口環(huán)的面積大小可以通過遮擋噴口環(huán)的擋板來調(diào)節(jié)，過大將導(dǎo)致出口風(fēng)速減小，生料粉帶不到合適的高度，造成外循環(huán)變大，主電機負荷加重；過小將導(dǎo)致出口風(fēng)速變大，細粉帶起量增多，造成內(nèi)循環(huán)大，選粉機負荷加重。這些都將影響風(fēng)、料混合均化效果，降低磨機換熱效率，導(dǎo)致出口溫度升高和出磨生料水分增大。在調(diào)試時一般使用以下兩個調(diào)節(jié)方案：一是通過熱風(fēng)爐低產(chǎn)量時用250mm（約50%的噴口環(huán)面積）寬的擋板遮蓋噴口環(huán)，這可以幫助在低產(chǎn)量時穩(wěn)定磨機的振動；二是正常生產(chǎn)時用125mm（約25%的噴口環(huán)面積）寬的擋板遮蓋噴口環(huán)。然而，受不同生產(chǎn)線設(shè)備選型、原材料物理性能等因素影響，噴口環(huán)的面積應(yīng)根據(jù)實際生產(chǎn)情況作適當?shù)恼{(diào)節(jié)，找到適合各企業(yè)粉磨系統(tǒng)的最佳噴口環(huán)面積，使磨機形成穩(wěn)定的料層、合理的外循環(huán)與內(nèi)循環(huán)，保證磨機均衡穩(wěn)定地運行。
2.3選粉機合適的轉(zhuǎn)速可保證產(chǎn)品細度和減緩設(shè)備磨損
Atox50立式磨機采用的是鼠籠式高效選粉機，它通過導(dǎo)向葉片將隨風(fēng)攜帶的粉體以一定的角度噴射在旋轉(zhuǎn)的籠子上，在離心力的作用下，細粉克服重力和葉片的摩檫阻力，隨風(fēng)進入旋風(fēng)收塵器進行氣固分離，其成品入庫；粗粉則落入選粉機底部，再通過底部的卸灰口落到磨盤上重新研磨，形成內(nèi)循環(huán)，通常要經(jīng)過多次循環(huán)，才能使全部粉體達到要求的細度。其選粉效率通常在90%以上。一般調(diào)試要求選粉機轉(zhuǎn)速為1250r/min（80%的額定轉(zhuǎn)速），然而，隨著磨機耐磨襯磨損造成的研磨效率下降和選粉機葉片磨損導(dǎo)致的分級效果降低，隨著使用時間的延長有些中控操作者往往只知道通過提高轉(zhuǎn)速來降低細度，而不知在磨況穩(wěn)定不減產(chǎn)的情況下適當?shù)亟档惋L(fēng)速也可以明顯降低細度，這種操作習(xí)慣造成轉(zhuǎn)速的提高是錯誤的，無形中增加了對選粉機葉片的磨損。由此應(yīng)該在設(shè)備使用壽命和產(chǎn)、質(zhì)量之間作出權(quán)衡，找出最佳的轉(zhuǎn)速范圍，使之達到最佳的經(jīng)濟效益。
2.4磨機供風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計差異對系統(tǒng)風(fēng)量的影響
一般而言，5000t/d生產(chǎn)線常用的磨機供風(fēng)系統(tǒng)布局分為無循環(huán)風(fēng)路和有循環(huán)風(fēng)路。無循環(huán)風(fēng)路布局的供風(fēng)系統(tǒng)將磨機循環(huán)風(fēng)管和高溫廢氣風(fēng)管合粉磨技術(shù)No.4.2009-16-SICHUAN CEMENT為一個，能起到處理窯尾廢氣和風(fēng)循環(huán)的雙重作用，這種設(shè)計投資較少，但造成磨機系統(tǒng)風(fēng)量的穩(wěn)定性差，我廠立磨系統(tǒng)就是無循環(huán)風(fēng)管的風(fēng)路布局。在開磨用風(fēng)時無法避免進入熱風(fēng)，喂料稍遲時就造成磨內(nèi)溫度急劇上升，若完全關(guān)閉熱風(fēng)閥，只開冷風(fēng)閥，則產(chǎn)生立磨系統(tǒng)風(fēng)路不能循環(huán)，導(dǎo)致窯尾袋收塵器正壓過大；若進口風(fēng)路全部關(guān)閉，將造成噴口環(huán)出口風(fēng)速低，磨盤上的積料在開啟主電機時會從振動篩觀察孔中涌出；當因配料秤故障或斷料時，短時間的止料都會導(dǎo)致溫度升高，使用極不方便。且我廠使用的是窯尾生料磨與煤磨雙磨布局，煤磨開機時將造成雙磨供風(fēng)不勻，此時應(yīng)根據(jù)煤磨所用的風(fēng)量及時減少生料磨的喂料量，否則將造成飽磨，但由于風(fēng)路的補償作用，減料時不必完全根據(jù)風(fēng)量的比例作相應(yīng)減少，只能適當遞減，使其平穩(wěn)過渡。而有循環(huán)風(fēng)路布局的供風(fēng)系統(tǒng)因其風(fēng)量自動及時補償，且可以在開、停磨時不摻入熱風(fēng)，不會出現(xiàn)上述無循環(huán)風(fēng)路系統(tǒng)的弊端，有利于操作。這就要求中控操作者根據(jù)生產(chǎn)線的工藝布局特點，在磨機剛開時參照生料入磨的速度把握好拉風(fēng)、噴水、加壓的時機，力爭保持良好的粉磨狀態(tài)，為后續(xù)的快速加料創(chuàng)造條件。
3 生料的易磨性和喂料速率對磨機穩(wěn)定運行的影響
3.1原材料的礦物組成決定了粉磨的難易程度水泥生產(chǎn)所需原料的礦物組成和結(jié)晶形態(tài)決定了其破碎的難易程度和粉磨的易磨性狀況，也是決定粉磨工藝參數(shù)的重要條件。
3.2合適的料層厚度可以保持較高的粉磨效率和減小磨機振動
穩(wěn)定料層厚度是立磨操作的關(guān)鍵，料層薄則粉磨效率高，但易振動；料層厚則振動小，但粉磨效率低，料層不均勻?qū)⒃斐烧駝釉龃?。理論上講，料層厚度應(yīng)為磨輥直徑的2%±20mm，該立磨磨輥直徑為3000mm，因此60±20mm是適宜的料層厚度。料層厚度受擋料圈高度、系統(tǒng)拉風(fēng)、喂料量、噴水量等影響。擋料圈高度一般在安裝時根據(jù)喂料粒度及粒度級配等確定，我廠目前擋料圈高度為240mm。操作中調(diào)節(jié)料層厚度的前提是做到系統(tǒng)拉風(fēng)與喂料量的匹配，拉風(fēng)過大將造成磨內(nèi)物料走空，料層變薄，振動變大；拉風(fēng)過小則物料進出不平衡，料層增厚，粉磨效率下降，甚至造成飽磨。噴水的調(diào)節(jié)是在拉風(fēng)與喂料量匹配的情況下，對料層厚度進行微調(diào)，在振動值穩(wěn)定的前提下保持較薄的料層厚度，可以提高粉磨效率。
3.3喂料速率的大小取決于磨況的平衡穩(wěn)定程度
所謂磨況，是指磨機的粉磨平衡穩(wěn)定程度，即磨機處在平衡穩(wěn)定或不穩(wěn)定的粉磨狀態(tài)，其中磨內(nèi)壓差、主機電流、內(nèi)外循環(huán)量、振動、料層等參數(shù)是衡量它的主要標志。喂料量的大小要根據(jù)磨況來決定，剛開磨時由于磨內(nèi)較空，可以預(yù)加70%左右的生料，待壓差、主機電流、料層、磨機振動穩(wěn)定后，隨著研磨壓力和系統(tǒng)排風(fēng)的加大，若磨機有富裕的粉磨能力，可以適當加料。操作中要求能使磨機逐漸由一系列低端的粉磨平衡逐步地向高端的粉磨平衡過渡，過渡中盡量減少波動。當磨機加料到額定能力時，此時應(yīng)穩(wěn)定運行一段時間，使磨機達到物料進出平衡、破碎平衡、風(fēng)料平衡的穩(wěn)定狀態(tài)，此時可以選擇是否增產(chǎn)。我們知道，任何平衡都是具有一定彈性的，在這個平衡下，適當?shù)募訙p一些料，對磨況的影響是不大的。
4研磨壓力對磨況的影響
磨輥的自重與研磨壓力所產(chǎn)生的勢能等同于粉體產(chǎn)生新表面所需要的表面能，表面能的提高能使磨機達到理想粉磨的效果。
4.1研磨壓力應(yīng)根據(jù)物料的量和易磨性設(shè)定合理的范圍
研磨壓力一般常用的設(shè)定范圍是80~130Bar（1Bar=1×105Pa），這要根據(jù)生料的易磨性和設(shè)計產(chǎn)量等設(shè)定，我廠目前使用的滿負荷研磨壓力為116～118Bar。研磨壓力小將導(dǎo)致物料粉碎量少，外循環(huán)量增大，造成料層增厚、壓差增大，影響磨內(nèi)通風(fēng)，產(chǎn)量降低，同時影響刮料板的安全使用；研磨壓力過大將導(dǎo)致料層過薄，造成物料碎而不細，增加內(nèi)循環(huán)負荷和磨內(nèi)壓差，同時增大主電機負荷，造成粉磨功率浪費，不利于長時間的穩(wěn)定運行和節(jié)能降耗目標的實現(xiàn)。
4.2研磨壓力加載的時機和幅度要根據(jù)磨內(nèi)物料量而定
判斷磨內(nèi)料量多少最直觀的參數(shù)是磨內(nèi)壓差，壓差為磨機噴口環(huán)處的靜壓損失。磨機剛開時，系統(tǒng)拉風(fēng)要參照磨機出口壓力，通常在6000～000Pa之間，物料入磨后，等壓差逐漸達到45～50MPa時，落輥加壓粉磨。待料層均勻、振動穩(wěn)定后，逐漸加大研磨壓力。若磨機出現(xiàn)急?，F(xiàn)象，是由于磨內(nèi)存料較多，可以提前落輥加壓粉磨。這就要求操作者在實際生產(chǎn)中總結(jié)經(jīng)驗，根據(jù)壓差、外循環(huán)量、入磨皮帶電流、入磨皮帶上的攝像頭等準確判斷磨況，判斷好加壓時機，過早則料層不穩(wěn)，容易造成振動較大，過遲則造成磨內(nèi)物料多，壓差大，易飽磨，這些均不利于后續(xù)的提產(chǎn)操作。加載幅度要依據(jù)液壓泵最小工作壓力差而定，換言之，就是使液壓泵在輸入新的壓力設(shè)定時要有動作，一般每次加載幅度不應(yīng)超過5Bar，待液壓壓力反饋穩(wěn)定后再根據(jù)磨內(nèi)壓差增減情況決定是否再加壓或減壓，最后逐漸根據(jù)喂料量決定最終的研磨壓力。
4.3 研磨壓力的卸載
研磨壓力的卸載常在止料停磨時開始，在操作中要做到“快而不急”，減壓在止料時開始，每次減4～5Bar左右，待反饋穩(wěn)定后再減壓，直到減至最小壓力，一般為80Bar。過急減壓將導(dǎo)致溢流閥一直處于開狀態(tài)，不利于液壓站的穩(wěn)定工作。且在止料時，因入磨皮帶上的物料走空需要一定的時間，同時考慮到磨機內(nèi)外循環(huán)量，通常在這段時間內(nèi)將研磨壓力減到最小是不會造成磨機振動變大的。待磨內(nèi)壓差和主電機電流降低時，可以停磨，此時，磨內(nèi)物料基本磨空，方便以后開磨。
5 結(jié)論
通過優(yōu)化各工藝參數(shù)，我廠目前生料磨臺時產(chǎn)量達到450t/h以上，出磨細度控制為R80≤15%，合格率達到80%，水分小于1.0%，合格率達到90%以上，均化庫每班可增長約1.5m，可有效避過用電高峰的峰值電，節(jié)約了生產(chǎn)成本。Atox50立式磨只有達到風(fēng)、料、研磨壓力平衡時才能保證磨機處于均衡穩(wěn)定的最佳粉磨狀態(tài)，在生產(chǎn)中樹立用好風(fēng)是關(guān)鍵、壓力是保證的意識，同時根據(jù)物料的物理性能調(diào)節(jié)好恰當?shù)膿趿檄h(huán)高度，控制適宜的噴水量，穩(wěn)定料層，才能發(fā)揮磨機的粉磨能力。操作者應(yīng)參照因變量對主變量作出適宜的調(diào)節(jié)，根據(jù)磨機的粉磨狀態(tài)，科學(xué)增產(chǎn)。
