立式辊磨在磨水泥料时预粉系统是怎样的

众所周知,立式辊磨(简称立磨,Roller mill)和辊压机(Roller press)出现以后,很快在水泥工业中得到了推广,表现出很强的生命力。与传统的球磨机相比,立磨和辊压机的粉磨效率高,能耗低,当与球磨机组成预粉磨系统后,可以大幅度增加产量。

在欧洲,主要在德国,使用辊压机作为水泥预粉磨设备早已出现,之后,辊压机作为水泥终粉磨设备也得到了应用。更近又出现了一种新型水泥终粉磨设备———水平辊磨(Horomill和CEMAX),但使用效果的报道还很少见到。

另一方面,日本在采用立磨作为水泥终粉磨和预粉磨设备的研究开发上,取得了很大进展,例如专用于水泥熟料和矿渣终粉磨的0K立磨和用于水泥预粉磨的CKP磨已在一些国家得到应用。

我国80年代就从德国引进了MPS立磨和洪堡辊压机的制造技术,并且加强了自己的开发工作。通过不断改进和创新,国产立磨和辊压机技术已经成熟,天津水泥工业设计研究院现在已经可以提供大型生料立磨和水泥粉磨的辊压机,并已着手开发国产化的立磨水泥预粉磨系统。

立磨与辊压机在机械结构、粉磨特点及对水泥性能的影响上有着很大的不同。水泥工艺人员在确定水泥粉磨流程和进行设备选型时,有时会遇到难以决择的情况,是选择立磨预粉磨系统还是辊压机预粉磨系统?是选择预粉磨系统还是终粉磨系统?

此时应根据工程项目的具体情况,进行全面的综合比较。本文拟从多篇文献报道中,归纳总结各种大型水泥粉磨系统的特点,以便为水泥粉磨系统的确定提供一些依据。

在水泥粉磨过程中,两仓或三仓的球磨机一直是主要的粉磨设备,但球磨机的粉磨效率很低,如果将入磨前的熟料事先用其它破碎粉磨设备进行预粉碎或预粉磨,则可大大提高磨机能量的利用。因此,预粉碎或预粉磨技术具有如下的意义:将水泥磨一仓的工作移到前处理装置去作,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;另一方面,降低入磨熟料的粒径,可以提高粉磨系统的产量和降低电耗。70年代初就有人用反击式破碎机与水泥球磨机组成过熟料预粉磨系统。

辊压机自1985年问世以来,由于实现了高压条件下的料床粉碎,不仅降低了出料粒度,而且物料的岩相结构也受到破坏,从而使物料易磨性得到提高,有利于磨机的增产节能,辊压机理所当然地成了水泥粉磨的初磨设备。在流程演变中,辊压机也可以作为水泥的终粉磨设备,但要注意对水泥质量的影响。

这之后,又出现了用立式冲击破碎机作为预粉磨的装置,引起了人们很大的兴趣,但由于其内部结构和辊子转速等要随物料特性的变化加以优化,转子磨损也快,故在水泥工业中没有被推广开来。

几乎与此同时,主要以日本为代表,又开发了立式辊磨作为预粉磨装置。这种装置基本上是立磨,但去掉了磨内的选粉装置,它的出现主要是受辊压机预粉磨的启发,并且立磨在稳定性和使用寿命上占有一定优势。预粉磨机与球磨机组成的系统形式见图1,其中预粉磨机本身可以采用一次通过式的粉磨方式,也可以采用带分级机的循环粉磨方式。

减小入磨物料粒度有一个更佳值的问题。根据系统与设备的不同,对于入磨物料的合适粒径也有不同看法。60年代,有人提出更经济的入磨物料平均粒径为6～8 mm,更近又有人提出4 mm左右较为合适。另外,采用预粉磨技术时,要注意将水泥磨各仓的长度及仓内钢球的级配作适当调整,一般要缩短一仓的长度,降低平均球径并适当提高填充率。

用辊压机与球磨机配合的几种预粉磨形式如图2所示。德国洪堡公司、伯力鸠斯公司、美国富勒公司都是有名的辊压机制造公司,我国通过技术引进和自行开发的辊压机,已逐步在水泥粉磨系统中得到采用。由于立磨对物料的挤压是一种非限制性挤压,而辊压机几乎是完全限制性挤压,故从理论上讲,辊压机的粉磨效率要比立磨高。

由辊压机将一部分碎料进行多次挤压粉碎,即通过多次循环,与后段的球磨可以形成两个独立的流程系统。图2(b)为混合预粉磨系统,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。图2(c)是半终粉磨系统,也是典型的预粉磨系统。由粗粉分离器将粗的碎料返回到预粉磨机中,而由分离器选出的细粉喂入球磨机中。在此流程中,预粉磨机可以充分发挥作用,并可使球磨机一仓的平均球径减小。