水泥资料.docx
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水泥资料
我公司在筹建时,既引进了挤压粉碎机还引进了两台SF500/100打散分级机与其配套,进一步完善了挤压粉磨系统,使得进入后续粉磨系统的物料小而均匀,大大提高了其粉磨效率。
使用后,为了适应磨机产量不断提高的要求,并针对一些不足,对打散分级机进行改进,使打散分级机的台时产量及产品粒度均达到了要求。
1 工作原理及结构简介
打散分级机是一种集物料打散与分级于一体的新型设备。
挤压过的物料进入打散分级机后首先对其进行充分打散,打散是利用离心冲击破碎的原理。
物料接触到高速旋转的打散盘后被加速,加速后的物料在离心力的作用下脱离打散盘,冲击在反击板上而被粉碎。
粉碎后的物料进入风力选粉区内,粗粉运动状态改变较小,而细粉运动状态改变较大,从而使粗、细粉分离。
打散分级机结构如图所示。
2 问题分析及改进措施
2.1 问题分析
（1）设备故障多
打散分级机自1996年7月投产以来,一直事故不断,特别是主轴轴承一般一个月就已损坏,甚至还出现1号打散分级机主轴折断、2号打散分级机主轴弯曲的现象。
表1为打散分级机检修及更换零配件情况。
打散分级机结构示意
1.主轴;2.轴套;3.打散盘;4.反击板;5.挡料板;6.风轮;7.内锥壳体;8.外锥壳体;9.粗粉卸料口;
10.细粉卸料口；11.进料口;12.热风入口;13.出风口
分析原因:
①主轴设计不紧凑,使主轴过长;
②原设计过分注重风轮强度及使用寿命,制作风轮的钢板较厚,使风轮重量较重,主轴带动风轮旋转时产生的驱动扭矩较大,最终造成主轴振动大;
③风轮设计不够合理,为满足物料分级要求,风轮转速需高达1000r/min,加剧了主轴的振动。
表1 打散分级机检修及更换零配件情况
日 期（年.月）
检修原因及更换零配件情况
1号打散分级机
2号打散分级机
1996.8
主轴轴承损坏。
更换2号116轴承，1只2007116轴承。
同左
1996.9
主轴折断。
改造轴、风轮等。
机架松散，风轮轴弯曲，轴承损坏。
加固机架，更换轴、轴承、风轮。
1996.10
主轴轴承损坏。
更换2号116轴承，1号2007116轴承。
同左
1996.11
主轴轴承损坏。
更换轴承并把
116轴承换成SKF1016轴承。
同左
1996.12
主轴轴承损坏。
更换轴承。
同左
（2）分级效率低
生产过程中,我们发现,打散分级机分级效率低,从卸料口卸出的粗粉中,还有较多的细粉,造成产量较低。
分析原因,内锥壳体下部筛板设计不合理,使有些小颗粒物料未能经过筛板进入细粉卸料口。
2.2 改进措施
针对上述两个问题,于1997年1月利用检修时间对打散分级机进行了如下改进。
（1）主轴
主轴整体结构不变,只在固定风轮处缩短100mm,使结构更紧凑,减小了风轮及轴振动大的问题。
（2）风轮
在保证风轮强度的前提下,减小风轮钢板的厚度,使风轮重量减轻了一半;对风轮叶片重新设计,把均匀布置的12块平面叶片,改为均匀布置的32块圆弧叶片。
通过改造,风轮风力明显增大,风轮电机转速调节范围也增大了。
正常生产时,改进前风轮电机转速需调到1000r/min,才能满足半成品2.0mm筛余5%～10%的要求,改进后,风轮电机转速调节到450r/min就能满足半成品的要求。
因为风轮电机转速减小了一半,使主轴振动大大减弱了。
（3）内锥壳体下部筛板
改进前,内锥壳体下部筛板为横孔,孔径为4mm,后来,我们从筛板着手,对其进行改造,以增大分级效果,把横孔改为直孔,并把孔径扩大到5mm。
3 改进效果
从1997年1月对打散分级机进行改造后,取得了明显的效果。
3.1 故障率明显降低
打散分级机实用性得到改善,事故隐患和次数明显减少,生产过程中,再也没有出现过损坏轴承及损坏主轴现象,每月只需进行一些简单维护就能满足生产需要。
3.2 分级效率增大
进行技改后,从粗粉卸料口卸出的粗粉中的细粉明显减少,挤压打散系统台时产量增加,使整个挤压打散系统有更多的停机时间,从而更有利于挤压打散系统的维护保养工作。
3.3 挤压粉磨系统台时产量增加及电耗降低
自从引进打散分级机并进行改造后,使整个粉磨系统在节能、降耗方面有着显著的效果。
磨机设计能力为28～29t/h（开流普通水泥525号）,改进后1997年1～7月平均台时产量已达37.20t/h。
表2是我厂磨机的台时产量及整个挤压粉磨系统的电耗比较。
表2 磨机台时产量及挤压粉磨系统电耗对比
项目
改造前
改造后
1996.10
1996.11
1996.12
1997.1
1997.2
1997.3
1997.4
1997.5
1997.6
1997.7
台时产量（t/h）
34.84
34.89
34.79
34.32
35.20
36.41
37.77
36.94
40.47
39.30
电耗（kWh/t）
36.91
36.89
36.60
36.76
34.21
34.50
34.10
32.30
32.43
32.88
稳流称重仓
昆明水泥股份有限公司是湿法水泥生产企业，其水泥粉磨系统为两条Ф3.5m×11m的闭路磨系统，两条分别为Ф2.6m×13m和Ф2.4m×13m的开路磨系统，实际生产能力为年产85万t水泥。
该厂为了扩大水泥粉磨能力，以适应水泥市场季节性变化的需要，于1995年决定新建一条5号水泥磨系统，并经多种方案论证比较，确定采用由合肥水泥研究设计院提供关键设备而组成的水泥挤压联合粉磨新工艺系统。
2 系统介绍
2.l 系统组成
系统主机设备性能见表1。
2.2 系统工艺流程系统工艺流程见图1。
图1 水泥挤压联合粉磨系统工艺流程
1.提升机；2.皮带输送机；3.除铁器；4.稳流称重仓；5.辊压机；6.提升机；7.料饼秤；8.打散分级机；9.链式输送机；10.磨头仓；11.双管螺旋喂料机；12.冲板流量计；13.球磨机；14.提升机；15.高效选粉机；16.链式输送机；17.移动式空压机；18.旧气箱脉冲袋收尘器；19.链式输送机；20.中间仓；21.气化射流泵；22.主排风机
表1 主要技术参数
石膏、熟料和矿渣分别由联合储库内的抓斗送入各自的配料仓，经皮带秤计量，配好的混合料送入稳流称重仓，这一过程中物料经除铁器去掉磁性金属，接着混合料喂入辊压机，挤压物料中一小部分送回稳流称重仓，而大部分则送入打散分级机进行打散和分级，其中＞2.5mm的粗颗粒也送回稳流称重仓，然后由辊压机进行二次挤压，而＜2.5mm的细物料则送入磨头仓，再经过双管螺旋喂料机和冲板式流量计喂入球磨机，出磨物料送入高效选粉机，选粉机粗粉回到球磨机，而水泥成品则由气箱脉冲袋收尘器收集下来，再由气化射流泵送至各个水泥库，出磨废气作为高效选粉机一次风入选粉机，新鲜空气则作为高效选粉机二、三次风入选粉机，出气箱脉冲袋收尘器的干净空气经主排风机排入大气。
2.3 系统控制
2.3.l 物料中磁性金属异物的控制
在来料皮带输送机和稳流称重仓之前的皮带输送机上均设有交叉皮带式除铁器，以保护辊压机的安全运行。
2.3.2 仓内料位控制
稳流称重仓配有荷重传感器，确保仓内料位始终保持一定，从而保证物料连续、均匀、过饱和地喂入辊压机，另外磨头仓也配有荷重传感器，通过改变料饼秤的下料量或改变打散分级机的分级电机转速，调整进入磨头仓的下料量，确保仓内料位在一定的控制范围内波动，这样使球磨机得以连续、正常地运行。
2.3.3 运行操作控制
该控制系统的实质就是以球磨机负荷控制为核心的系统物料平衡的自动控制。
球磨机负荷控制、磨头仓料位、打散分级机转速、料饼回料秤流量、稳流称重仓料位、配料总流量是控制系统的关键控制点。
这些关键控制点既相对独立，又相互制约。
它们的控制效果决定了整个控制系统的控制质量。
该系统设置自动─拨码开关手动─停机─机旁四个状态。
各状态由转换开关选择，集散型分布式自控系统判断转换开关的位置后决定运行相应的控制程序。
3 系统生产运行情况
3.l 原料情况
原料配比为：
熟料：
矿渣：
（石膏＋石灰石）＝55：
30：
15。
原料物理性能见表2。
表2 原料物理性能分析
物料名称
水分／％
最大粒径／mm
粒度分布／％
＞40mm
30～40mm
20～30mm
10～20mm
5～10mm
2.5～5mm
1～2.5mm
＜1mm
熟料
80
16.3
4.3
11.0
23.8
23.4
11.8
4.4
5.0
矿渣
7.0
38
0
6.1
9.4
9.2
9.1
17.2
18.7
30.3
石膏＋石灰石
2.5
45
2.4
4.5
10.7
17.0
15.0
11.0
6.0
33.4
3.2 辊压机系统运行状况
1）由于挤压联合粉磨系统的要求是采用低压大循环的操作方式，故运行中辊压机液压系统的操作压力较低（＜7.0MPa），而物料的循环量加大，使挤压混合料中细颗粒（≤3mm）的总量增加，保障了球磨机提高产量的需求。
因为压力的适当降低，料饼中成品含量下降，减轻了球磨机内的过粉磨现象，同时低压力使得辊压机辊面磨损降低，提高了设备运行的可靠性，见表3、4。
表3 辊压机运行参数
液压压力/MPa
辊缝/mm
处理量/（t/h）
入料配比/%
主电机电流/A
电耗/（kWh/t）
新料∶回料∶粗粉
固定辊
活动辊
5.5～7.0
25～30
110～130
45∶17∶38
244
212
～4.8
表4 挤压混合料物理性能分析
粒度分布/%
物料温度/℃
料饼厚度
/mm
最大粒径/mm
＞5.0mm
5.0～2.5mm
2.5～1.0mm
1.0～0.5mm
0.5～0.08mm
＜0.08mm
29.5
15.9
9.4
13.8
22.8
8.6
80
27
36
2）在挤压联合粉磨系统中，由于打散分级机的打散分级作用，使得大于3.0mm的物料仅在辊压机和打散分级机之间循环，不会对球磨机系统产生影响，而且通过调整辊压机操作参数，就能使打散分级机半成品中的成品含量达到50％，并基本不含3.0mm以上的颗粒，从而保证了整个生产线的稳产高产，见表5、表6。
3）球磨机系统运行状况。
入磨物料的平均粒径为1.5mm，所以辊压机基本取代了球磨机粗磨仓的作用。
为了适应物料粒度的变化，适当降低球磨机的破碎能力，缩小了研磨体的直径，见表7。
为强化磨内通风，提高选粉机分级风量，防止过粉磨现象产生。
尽量提高主排风机的转速，并适当提高选粉机的转速，使得选粉机在高风量、高转速下运转。
在保证产品质量的前提下，加大选粉机的回粉量，提高磨机的循环负荷率，使球磨机在高循环负荷率的状态下运行，见表8。
表5 打散分级机运行参数
喂料量/（t/h）
打散线速度/（m/s）
打散电流/A
分级粒径R3.0/%
分级电流/A
分级转速/（r/min）
99～110
～30
30～33
5～9
～30
650～850
表6 打散分级机半成品物理性能分析
粒度分布（干筛）/%
平均粒径d80/mm
水筛R0.08/%
物料温度/℃
最大粒径/mm
＞5.0mm
2.5～5.0mm
1.0～2.5mm
0.5～1.0mm
0.08～0.5mm
＜0.08mm
1.9
6.8
11.5
19.8
24.8
35.2
1.5
51.1
50
7.0
表7 Φ3.0m×9.0m球磨机运行参数
仓别
仓长/m
球磨机级配/t
平均球径/mm
装载量/t
填充率/%
衬板形式
1
2.255
Ф60mm
Ф50mm
Ф40mm
48.33
21
31.3
大波纹
6.5
4.5
10
2
6.3
Ф30mm×35mm
Ф25mm×30mm
Ф20mm×25mm
Ф18mm×18mm
59
31.5
大波纹，平波纹
10
18
20
11
表8 选粉机、收尘器、主排风机运行参数
高效选粉机
气箱脉冲袋收尘器
主排风机
系统产量（/t/h）
成品比表面积/（m2/kg）
循环负荷率/%
一次风开度/%
二次风开度/%
三次风开度/%
转速/（r/min）
入口负压/Pa
出口负压/Pa
转速/（r/min）
实测风量/（m3/h）
65
80
100
910
2944
5001
972
79155
50
373
180
3.3 系统运行状况
该系统于1997年4月开始投料生产，经过一段时间的调试及整改后，于1998年4月16日至18日，对该系统进行了连续48h测试标定，除去生产调库、断料及设备加油共计lh36min，系统净运行时间为46h24min。
在系统测试标定过程中，5号水泥磨生产的产品为矿渣PS425R早强水泥，见表9、10。
4 整改措施与效果
尽管标定结果达到了设计指标的要求，但在实际生产操作中也暴露了以下一些问题：
l）磨头采用皮带秤喂料很不稳定，由于入磨物料平均粒径很小，流动性极好，无论是用自动控制，还是用手动控制，都难以稳定磨机的正常操作。
因此改用双管螺旋喂料机来喂料，并在其下料口处连接冲板流量计进行计量，通过冲板流量计显示的下料量来调整双管螺旋喂料机的转速，这套装置相对于皮带秤，不但喂料稳定，且由于全封闭而没有粉尘污染。
表9 昆明水泥股份有限公司生产日报表（1997年）
日期
（月.日）
生产量/t
运转时间/h∶min
台时产量/（t/h）
电耗/（kWh）
时电耗
/（kWh/h）
吨电耗
/（kWh/t）
本日
月累计
本日
月累计
本日
月平均
日电耗
月累计
4.16
250
2370
5:
19
48:
51
47.02
48.52
9600
92160
1806
38
4.17
1260
3630
23:
37
72:
28
53.35
50.09
38400
130560
1626
30
4.18
940
4570
18:
59
91:
27
49.52
49.97
32640
163200
1722
35
表10 系统测试标定结果
项目
产量
/（t/h）
比表面积
/（m2/kg）
细度/%
SO3/%
CaO/%
电耗（kWh/t）
磨音/dB
排放浓度（标况）/（mg/m3）
收尘器
集中收尘
控制值
＞50
350～380
≤3
1.9～2.5
56～57
-
-
100
100
平均值
52.37
362
≤1.3
2.25
56.50
32.7
112
70.23
46.37
合格率/%
-
83.3
100
95.8
75
-
-
100
100
2）打散分级机在运行了两个多月后，检查发现打散盘锤头的磨损严重，这使得进入打散分级机的挤压物料得不到充分打散，并给物料分级也带来困难，于是采用新的材质，重新加工了打散分级机的锤头，经安装使用后，效果较好，磨损比以前大大降低，一副锤头可以使用半年以上，1997年9月装上新锤头，一直使用至1998年2月才更换，而换下的旧锤头磨损也仅有1／3，还可继续使用。
3）气箱脉冲袋收尘器的进出风口的负压有时会出现反复波动，出磨负压也相应波动，磨内工况急剧恶化，致使系统产量下降，经检查发现这是由于气源三联体的水杯堵塞和汽缸提升压力过低造成的，通过清洗水杯并重新调整压力，解决了收尘器负压的波动，但这些必须停机才能进行，所以此处增加了一个气源三联体备用回路，可以在不影响系统正常生产的情况下来检修。
4）料饼提升机经常出现故障停车，并造成提升机地坑堵料，严重影响系统连续生产，经过仔细观察和分析，发现料饼提升机的实际输送量与产品样本的保证值出入较大，所以它不能满足辊压机瞬时下料的输送需要，究其原因主要是与设备本身制造质量有关。
5）试生产初期水泥成品的比表面积时常有波动，增大了操作工的工作难度，因此对磨机参数（包括仓位设置、仓长、隔仓板和出料蓖板蓖缝以及研磨体级配等）进行了必要的调整，生产时适当增大磨机的循环负荷，提高选粉机转速，尽量使主排风机在最高转速、最大风量下运转，并在保证产品质量的前提下，提高磨机的粉磨效率，从而使系统产量得以提高，质量也更加稳定。
5 有待解决的问题
1）磨机一仓的粗磨能力目前仍显不足，由于一仓长度为2.255m，仅占磨机总有效仓长的26.5％，从生产实践看来，此比例有些偏小，所以该问题有待今后对磨机进行改造来加以解决。
2）由于生产的水泥品种变化频繁，给球磨机配球带来一定的难度，所以级配方案还有待于在生产实践中继续优化。
3）打散分级机的体积较大，而且打散部分检修不够方便，需要改进设计、不断完善。
国产大型辊压机及粉磨系统的方案1
作者：
-
作者：
张永龙王学敏王虔虔单位：
合肥水泥研究设计院
1 国产辊压机发展简介
自上世纪八十年代中期由合肥水泥研究设计院、天津水泥工业设计研究院、洛阳矿山机器厂、唐山水泥机械厂四家单位联合引进德国KHD公司辊压机设计制造技术以来，经过了二十年的发展历程。
国产辊压机的规格，辊径由800mm发展到今天的1600mm；辊宽由200mm发展到今天的1400mm；装机功率由90kW×2发展到今天的1120kW×2；整机重量由30多吨发展到今天的200多吨，产品质量逐步提高。
辊压机的通过量由40t/h发展到今天的800t/h；配套磨机的产量由20t/h发展到今天的180t/h，节能幅度达30%以上。
回顾国产辊压机二十年的发展历程，大致可以分成三个阶段：
1.1研究开发阶段 1986年—1992年
在此期间参加引进辊压机设计制造技术的四家单位在做好引进样机的转化设计和制造的同时，相继开发出各自的国产化辊压机，并在1990年前后通过鉴定。
在此期间国内的减速机生产厂家、轴承生产厂家、液压元器件生产厂家、耐磨堆焊生产研发等单位也都为国产化辊压机的研制成功做出了贡献。
合肥水泥研究设计院经国家“七五”重点科技攻关专题研究，推出第一台国产辊压机，并成功地应用于工业性生产，取得了使磨机增产40%，节电15%的效果。
1.2整改提高阶段 1993年—1999年
在此期间由于各厂家制造的辊压机在生产线上相继出现问题，使得许多看中辊压机增产节能效果的厂家想上而不敢上，一些用了辊压机的厂家也觉得是“尝到了甜头，吃尽了苦头”。
合肥水泥研究设计院针对出现的问题进行了分析认为主要存在两个方面问题，一是加工件、配套件的质量问题，二是工艺系统的设计及配套问题。
经国家“八五”、“九五”重点科技攻关课题的持续研究，集十余年的应用经验，推出了具有自主知识产权，设计更合理、性能更优越，可靠性更高的第三代HFCG系列辊压机。
有效解决了包括辊压机偏辊、偏载、水平振动和传动系统扭振等一系列关键性技术难题，在此期间国内的减速机生产厂家、轴承生产厂家、液压元器件生产厂家、耐磨堆焊生产研发等单位的配套件质量也都大大提高，为国产化辊压机的长期安全运转做出了贡献，设备运转率达90%以上；研究、开发出具有自主知识产权的国家专利产品——SF系列打散分级机以及“V”型选粉机，使辊压机和球磨机各自的优点得以充分发挥，构成的粉磨系统工艺参数更加合理。
1.3快速发展阶段 2000年至今
解决了国产化辊压机设备制造和工艺配套两方面的问题，为国产化辊压机的快速发展应用奠定了基础，近些年国家水泥产业结构调整，淘汰立窑，发展旋窑，加上能源紧张又为辊压机的快速发展创造了难得的机遇。
近几年旋窑朝着大型化发展，5000t/d熟料生产线已成为市场的主流，这就要求国产化辊压机也朝着大型化发展，我们抓住了机遇，及时开发出装机功率在1120kW×2的大型HFCG160-140辊压机。
近些年国产工业迅速发展，加工能力和加工质量进一步提高，为5000t/d熟料生产线设备国产化创造了条件，同样也为大型辊压机国产化创造了条件。
HFCG160-140大型辊压机配Ф4.2×13m开路水泥磨产量可达170t/h以上，配Ф4.2×13m闭路水泥磨产量可达180t/h以上，取得使磨机增产100%，节电30%的效果。
2 辊压机基本工作原理及其特点
2.1辊压机工作原理
辊压机采用的是高压料层粉碎原理使物料得以粉碎，是大能量一次性输入。
为了实现工业生产连续性作业，采用一对相向运动的辊子，（其中一只固定辊一只活动辊）液压力通过活动辊将拉入两辊之间的物料压实粉碎，辊压机磨辊两端设有侧挡板以减少漏料。
2.2辊压机工作中存在的固有缺陷
边缘效应：
⑴辊压机磨辊两端漏料；⑵向两边逃逸出的物料。
选择性粉碎：
由于不同物料间物理性能的差异，即使在料饼中仍然存在未得到充分粉碎的物料颗粒。
2.3辊压机配套的分级设备
基于以上辊压机的工作特点，为给下一道工序（球磨机）提供合格的半成品，以充分发挥球磨机的研磨作用，必须设置物料分级装置，将小于一定粒径的物料作为半成品送入经过改造的球磨中继续粉磨至水泥成品，而大于此粒径的物料返回辊压机重新挤压。
目前我们配套的分级设备有打散分级机和V型分级机两种，其各有优缺点，简要介绍如下：
2.3.1打散分级机
2.3.2 V型分级机
2.3.3 两种分级系统的主要区别
①分级原理、分级精度
——“V型分级机”完全靠风力提升分选，分级精度较高。
适合分选0.5mm以下的物料；
——“打散分级机”机械与风力结合，分级精度较低。
分选粒径可达3.0～5.0mm；
②分级系统的装机功率、复杂程度和日常维护费用
——“V型分级机”设备本身结构简单，无回转部件，但系统复杂。
磨损主要集中在隔板、管道、旋风筒、循环风机等；
——“打散分级机”有回转部件，设备结构相对复杂，但系统简单。
磨损主要是内部的风轮、打散盘、衬板等；
③系统电耗：
——“V型分级机”系统辊压机和球磨机主机电耗低，输送和分选电耗高；
——“打散分级机”辊压机和球磨机电耗略高，输送和分选电耗低；
——分选0.5mm以下物料，“V型分级机”系统占优，反之“打散分级机”占优。
④ 对辊压机工艺参数的要求
——“V型分级机”系统必须采用低压大循环操作方式，否则料饼无法打散，更无法选出料饼中挤压好的细粉。
要求辊压机磨辊长径比大；KHD公司采用“V”选粉机时，2×800kW（或900kW）的辊压机，一般只配到产量＜150t/h
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