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浅析管磨机隔仓板结构对水泥产质量的影响

技术交流

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浅析管磨机隔仓板结构对水泥产质量的影响

分类:
技术交流
作者:
徐怀洲 中国散协水泥工程技术专委会
来源:
2020/12/11
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    球磨机如何做到高产、优质、低耗?磨内结构是主要因素之一,各仓仓长的合理划分、衬板的形式、隔仓板的过料能力、出料篦板的排料能力等至关重要。磨机的内部结构必须要适应工艺的要求。大多数厂家在使用球磨机时,缺少对磨机内部结构形式的设计,通常直接采用磨机厂家的统一配置,没有结合自身的工艺特点做针对性的设计,往往导致效果不佳。笔者多年从事磨机调试工作,对磨机的内部结构,特别是隔仓板、出料篦板对产质量的影响深有感触,下面谨就隔仓板和出料篦板结构对水泥产质量的影响谈一点浅显看法。

1 隔仓板的作用和工艺要求
  (1)隔仓装置的首要任务是满足分仓的要求。使磨内不同直径的钢球分开,以适应物料粉磨过程中粗粒级用大球、细粒级用小球的合理原则。同时卡住粗颗粒,防止它从前仓窜向后仓。一旦过粗颗粒跑到后仓,因后仓没有大球,无法粉碎而将跑粗,将影响产质量。

  (2)控制物料流速。使各仓料位相互适应,球料比适当,以满足不同的粉磨过程和操作制度的变动。隔仓板的合适的排料结构和篦孔宽度、篦孔形状的联合作用,保证不阻塞和合理流速,使物料在磨内有一个合适的停留时间。(3)有利于磨内通风。水泥磨需要通风来散去热量以冷却水泥,同时可及时快速地移出粉磨细粒粉料,减少过粉磨。隔仓装置必须尽量消除对通风不均的影响,有足够的通风过料面积和较小的压力损失。

2 不合理的隔仓板和出料篦板的弊端
  (1)单层隔仓板。单隔仓基本上是溢流式排料,料面层以下的细料通过时阻力较大,料流速度慢,这种结构通常需要调整前后仓的填充率来调整各仓的能力。大直径磨机中由于磨头进风和进料的需要,磨头进料锥直径通常较大,一仓填充率受限制,不能大于28%,因此单隔仓不适用于高填充率磨机。

  (2)无筛分的双层隔仓板。这种隔仓板通常由篦板和盲板组成,中间设有提升扬料装置。系强制排料,流速较快,不受隔仓前后填充率的影响,即使前仓料位低亦能顺利排料。其弊端一是由于篦板铸造工艺限制,篦缝宽度通常最小只有6mm,隔仓板处的小于5mm的颗粒料极易通过篦缝进入下一仓。而后仓通常为小规格的球锻,无法粉碎这些颗粒料而将跑粗。二是由于后层为盲板结构,不利于磨内的均匀通风。此种结构在隔仓板前后一段距离范围段通风几乎全部由中心处通过,中心处风速过快,通风阻力大。由于风全部由中心处通过,篦缝处几乎无风,负压也小,如果物料水分稍高或篦缝小,篦缝处易糊堵,过料能力将达不到工艺要求。过料能力小将导致一仓内球料比较小,一仓内粉磨效率差,进入二仓的物料细度较粗,将加大二仓的负荷,使成品细度易粗,产量也较低。

  江苏宜兴某厂一台Φ3.2m×13m开路水泥磨,磨内分为三仓,一二仓之间是无筛分的双层隔仓板,二三仓之间为筛分式隔仓板,生产P·O42.5水泥时,台时产量只有40~42t/h,细度经常超出0.08mm筛余≤3.0%的控制值。运行一年后,将原二三仓之间筛分式隔仓板换用到一二仓之间,由于能在前仓将大粒料卡住,产量上升到45~48t/h,细度能稳定在控制值之内。

  (3)后道为盲板的筛分双层隔仓板。这种隔仓板篦板后有一层薄钢板冲压成型的立面筛板,可控制大颗粒料进入下一仓。但由于其后道为盲板结构,同上述类型的隔仓板一样,中心处风速大,筛板处负压小,筛分能力差,细粉料易在筛缝处糊堵,过料能力差,料通常会被中心处的高速风由中心圆处带入下一仓,失去了筛分作用。由于过料能力差,用于闭路磨会造成前仓饱磨,后仓空磨的后果,严重影响磨机的产质量。

  (4)弧形筛板的双层隔仓板。这种隔仓板在径向上设有扬料板式的弧形筛,物料在进入弧形筛面上时,在随磨机运转过程中主要靠重力筛分,细料进入下一仓,粗料返回。这种结构筛分效率较高,但由于弧形筛面宽度仅为100多毫米,长度仅相当于磨机半径,数量也只有8~10块,总的筛分面积小,过料能力小,不能用于闭路磨。

河南商丘某厂一台Φ3.2m×13m水泥磨,开路时使用弧形筛隔仓板结构,磨前有一辊式破碎机,入磨粒度90%小于6mm,生产P·C42.5水泥时产量为55~57t/h。磨机增加选粉机后,产量仅为62~65t/h,吨水泥粉磨电耗反而高于开路生产,只能停用选粉机。

  (5)出料篦板堵塞严重。传统的铸造件出料篦板由于篦缝受铸造工艺的制约,缝度通常为7~10mm。而生产中为了提高细磨仓的研磨能力,使用了大量的微型研磨体,小研磨体尺寸接近篦缝的宽度,甚至有的小于篦缝的宽度,因而极易进入篦缝中,堵塞篦缝。篦缝堵塞后,过料和通风面积均缩小。堵塞情况见图1。出料篦板堵塞篦板的过料能力估算公式为:磨机有效断面积×总填充率×开孔率×排料充满度×排料速度×时间。从公式分析:篦缝堵塞后通孔率低,过料能力小。为了提高过料能力,只有提高总填充率或排料速度。故通过提高风速,可以提高排料速度。因磨机研磨体填充率受装机容量限制,不能过高,只有当存料量多时,球和料的总填充率才会高些,但此情况下,磨内球料比小,粉磨效率低。提高风速后,磨内物料流速快,也会降低粉磨效率。因此两种方式都不适合,都会降低粉磨效率。

3 合理的隔仓板和出料篦板结构

  针对上述隔仓板的结构缺陷,对于无预粉磨系统我们设计了一种均风不堵塞筛分隔仓板。其主要特点有以下几点。

     (1)隔仓板两面均为有篦孔的篦板或用防堵塞篦板,篦缝采用自清洁式结构,篦缝不易糊堵,保证了通风和过料的要求,通风阻力小,无中心风洞效应。

      (2)采用立面筛,选用优质板材,筛孔分布合理,筛分面积大,过料能力强。

      (3)篦板和筛板之间增设粗料扬料板,有利于粗粒料及时返回。

      (4)料流可调。物料通过细粉扬料板的提升由卸料孔进入下一仓,这些孔的出口面积很容易用操作滑板调节。根据前后两仓球料比的情况,通过调节滑板上的固定螺杆,调节出口面积,从而保证各仓合适的球料比,达到各仓粉磨能力的平衡。在生产不同品种产品时,也可根据其特点进行调节出口面积,适应不同过料能力的要求。同时,我们在设计时还根据具体的生产工艺,设计了合理的篦板通孔率。根据设计产量,针对性地设计篦板的通孔率。如开路矿渣磨通孔率为3%~4%,闭路磨则需要4%~6%。无预粉磨的水泥磨,开路通孔率为4%~6%,闭路为8%~10%.有预粉磨的通孔率需要相应增加30%~50%。对有辊压机预粉磨系统圈流磨的隔仓板宜仍使用双层隔仓板,隔仓板前后篦板均使用防堵塞篦板结构。防堵塞篦板采用镂空的篦板框架和筛缝为3~5mm筛板组合成防堵塞篦板。由于筛板比较薄,厚度仅为5~10mm,小研磨体进入的部分少,极易在其他研磨体的推动下返回,即使是6mm左右的小研磨体,也不易堵塞在筛缝中。由于镂空的空间相对较小,研磨体在其中的运动幅度不大,对筛板的磨损也较小。同时,由于筛板较薄,其弹性大,在运转过程中,即使由于水分大时,少量物料易黏糊,也极易被弹出。因而在运转中不易堵塞,也不易黏糊,因而过料能力强,通风阻力小。这种篦板在实际使用中可彻底解决碎小研磨体易堵塞易黏糊的缺点。由于篦板不堵塞,保证了大部分料和风从篦板处通过,磨内风速均匀且较小,无局部风速过快现象,磨内球料比合适,从而提高了粉磨效率,提高磨机产量。防堵塞篦板结构见图2

防堵塞篦板结构对于辊压机预粉磨系统,一仓面球径相对较大,其对防堵塞篦板中筛板的冲击力相对大些,我们筛板采用厚度为10mmNM500耐磨钢板精加工,筛缝宽度设计为4~5mm,防止一仓中研磨体磨损变形后对筛缝的堵塞。出料篦板均使用防堵塞篦板结构,结构中筛板厚度,筛缝宽度,筛孔开孔率均针对性设计,以满足合适的过料能力,保证仓内合适的球料比,为提高粉磨效率提供保证条件。

4 隔仓板结构改造的应用案例

4.1 江苏无锡天山(硕放)水泥有限公司

  该公司磨机系统为辊压机预粉碎圈流磨,原磨机隔仓板为无筛分功能的双层隔仓板,因辊压机系统为边料循环,入磨物料没有进行任何分级,入磨物料中有大颗粒料。因隔仓板无筛分功能,大颗粒料不可避免进入到二仓,不得不加大二仓平均球径,二仓平均球径大,粉磨效率低,出磨细度粗,循环负荷大,系统产量低。改造时利用原隔仓支架,将一仓面篦板重新设计,加大通孔率,二仓面盲板改为防堵塞篦板。隔仓板前部一块衬板长度缩短为190mm,一仓面篦板和隔仓支架上筛分板留有45mm的空腔,使穿过篦缝的物料进入筛分腔内筛分。二仓面盲板改为防堵塞篦板后,增加了通风的均匀性,也使得筛分板处负压加大,筛分效率提高。改造前后结构见图3。 改造前后的隔仓板结构改造后,降低二仓平均球径,提高研磨能力。改造后系统台时产量由原125~130t/h上升提高到138~145t/h,节能效果十分显著。
4.2 广东恩平华新水泥有限公司

  该公司磨机系统为辊压机联合粉磨开流工艺,其辊压机规格为1800×1200V型选粉机后设有RS4000卧式选粉机,入磨物料比表面积可达200m2/kg。因原隔仓板二仓面为盲板结构,通风阻力大,过料能力小。出料篦板篦孔设计通孔率低,且易堵塞,造成实际通孔率更小。因隔仓板过料能力小,一仓内存料量多,粉磨效率差。而二仓因出料篦板过料能力也小,二仓内存料量也多,球料比小,粉磨效率低,过粉磨现象严重,出磨比表面积有时高达430m2/kg,但细度仍粗。改造时将隔仓板篦板全部采用防堵塞篦板,出料篦板也采用防堵塞篦板,并设计好通孔率。改造后系统生产P·O42.5水泥台时产量由原190~195t/h上升到215~220t/h,细度下降为45μm筛余小于12%,比表面积稳定在340~360m2/kg。水泥标准稠度用水量由原28%~29%下降为26%~27%,混凝土外加剂适应性较好。

4.3 封开华润水泥有限公司

  该公司磨机系统为辊压机联合粉磨圈流工艺,其磨机研磨体填充率较低,仅为21%左右。隔仓板原为双仓隔仓板,一仓面篦缝数量少,通孔率低,二仓面篦板为盲板结构。出料篦板通孔率也低。由于通孔率低,过料能力小,磨内存料量多,球料比小,粉磨效率低。改造时针对低填充率,为了降低设备投资费用,采用单层防堵塞隔仓篦板更换原双层隔仓板,出料篦板更换为防堵塞板。针对单层隔仓板溢流式过料的特点,我们将一仓填充率设为22%,二仓填充率设为20.5%,一仓高于二仓,增加隔仓板过料能力。改造后,系统生产P·O42.5水泥台时产量由原135~140t/h上升为150~155t/h,吨水泥粉磨工序电耗下降近2kWh/t,效益十分显著。改造后水泥质量也有较大改善,净浆流动度增加,经时损失减小。

结束语
  磨机的隔仓板和出料篦板的结构要和具体生产工艺相适应,结构合理,功能才能有效发挥,粉磨效率高。新型的防堵塞篦板可有效解决传统铸造件篦板易堵塞的问题,降低通风阻力,提高各仓的粉磨效率。作者简介

作者:徐怀洲

单位:盐城市助成粉磨科技有限公司

中国散协水泥工程技术专业委员会会员单位

水泥工艺高级工程师,1993年毕业于建材专业院校盐城工专后一直从事水泥行业工作,在江苏科行集团盐城市粉磨研究所工作十五年,从事选粉机、磨机调试设计工作,积累了大量实践经验,成功为多家水泥企业球磨机系统实施提产改造。

交流电话13814374059

 

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