浅谈水泥粉磨技术的节能减耗_水泥粉磨节能降耗措施

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浅谈水泥粉磨技术的节能减耗

武汉理工大学 无机非1002 杨竞

摘要：节能是促进经济社会可持续发展、实现全面建设小康社会宏伟目标的关键之一。工业是能源和原材料的主要消耗大户，水泥工业又是大量耗能的工业，因此节能降耗成为我国水泥工业长期而重要的任务，实现这一目标的关键在于提高粉磨效率，降低粉磨作业电耗。

关键词：水泥粉磨技术，节能减耗，粉末系统

1.水泥粉末简介及节能创新意义

水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料(及缓凝剂、性能调节材料等)粉磨至适宜的粒度(以细度、比表面积等表示)，形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速率，满足水泥浆体凝结，硬化要求。

随着预分解窑发展日趋完善，熟料生产热耗大幅度降低，而水泥生产综合电耗却长期居高不下。20世纪80年代，人们重点关注粉磨技术的改进和突破。关注利用挤压粉磨技术代替冲击粉磨技术的研究，以提高粉磨功的利用率，降低水泥生产综合电耗。因此，水泥粉磨技术创新，对于提高水泥产品质量、节约能源消耗、降低水泥成本，使新型干法水泥生产更具经济竞争力，具有重要意义。

2．国内外研究现状分析

水泥粉磨系统提产降耗历来是人们关注的焦点，尤其是ISO标准实施后，对于国内大多数水泥生产厂家来说，尽快使自己的产品适应新标准要求，又不影响水泥产量、增加生产成本，对水泥粉磨系统进行优化改造无疑是一条必经之路。我国是水泥生产大国，但整体装备水平较为落后，水泥粉磨系统与国际先进水平差距更大。从这一角度来讲，国家实施ISO标准，将在一定程度上促进我国水泥行业粉磨技术的进步。

德国科劳斯特尔大学的K．逊拉特教授于1977年获得了辊压机技术的专利，1984年德国制造出第一台辊压机。我国引进德国洪堡公司技术，并且加强了自己的开发工作，在1992年制造出第一台国产辊压机，通过不断改进和创新，国产辊压机技术已经成熟，合肥水泥研究设计院、天津水泥工业设计研究院现在已经可以提供大型水泥粉磨的辊压机。辊压机的出现使粉磨技术有了重大进步，尤其是随着世界能源形势的日益紧张，在水泥厂采用辊压机粉磨技术将变得更为重要。众所周知，自辊压机出现以后，在水泥工业很快得到了推广，表现了很强的生命力。与传统的球磨机相比，辊压机的粉磨效率高、能耗低，当与球磨机组成联合粉磨系统后，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，辊压机作为水泥联合粉磨和终粉磨设备也得到了应用。

3.水泥粉磨技术发展与现状

现代水泥粉磨技术观点认为：好水泥是磨出来的。随着科学技术的不断进步，水泥粉磨技术已呈现多元化的趋势。现代水泥粉磨技术发展大体 经历两个阶段：第一，20 世纪50年代至70年代球磨机大型化及其匹配设备的优化改进和提高阶段；第二，20 世纪 70 年代至今的挤压粉磨技术发展完善和大型化阶段。在当前水泥工业发展过程中，随着生产线规模的不 断扩大，水泥粉磨系统产量的增加和能耗的降低——即实现高产低耗，成为越来越重要的问题。人们一方面寻求单一粉磨设备，以尽可能的简化工 艺流程，节省投资成本，并在此基础上降低粉磨电耗，如各类高细磨的开 发以及发展立磨、辊压机终粉磨系统；另一方面在现有基础上开发低能耗的粉磨流程如各种预粉磨、联合粉磨系统等。挤压联合粉磨系统被越来 越广泛地应用在水泥粉磨系统中，这是人们经过多年研究、试验，结合水 泥粉磨原料特点及水泥质量要求，将辊压机和球磨机的各自优势发挥到最大，从而实现系统最优而总结出的实践经验。

水泥粉磨系统从最初的小直径钢球磨发展到大直径的水泥球磨，然后 又发展到超细磨，这几个都是从球磨上的发展，虽然产量和电耗有一定的 提高但是提高幅度不是太大。随着技术的不断提高发现应用水泥立磨和辊 压机来粉磨水泥可以大大的降低电耗，但是也出现了粉磨的水泥性能不是 太好。后来经过改进把辊压机（立磨）+球磨组合到一块成为联合粉磨系，使得水泥磨的台时产量大幅度提高，电耗也降低不少，水泥性能也较好，因此联合粉磨系统也最受人们的青睐。

4.不同粉磨技术及设备能耗比较

①球磨机系统：影响球磨机粉磨效率的因素较多，包括研磨体级配、磨机通风、熟料温度和粉磨工艺等。应优先采用配高效选粉机的圈流球磨工艺，圈流磨利于产品细度和温度的调节和控制，粉磨效率比开流磨高10%～20%，成品越细优势越明显。

②辊压机预粉磨系统：辊压机与球磨机组成的各种预粉磨系统（包括循环预粉磨、联合粉磨、半终粉磨等）已经成为水泥粉磨的主要方案，这是由于辊压机的粉磨效率约为球磨机的2倍左右，可以大幅度节电。辊压机系统节电水平取决于辊压机消耗功率的大小，辊压机每消耗1kWh/t,主机电耗（辊压机+球磨机）可降低0.8kWh/t～1kWh/t。辊压机的功率消耗与投影压力成线性关系，循环预粉磨辊压机投影压力为5500kN/m2～6500kN/m2，联合粉磨投影压力略低，控制在5000kN/m2～6000kN/m2。

5.水泥粉磨技术的节能改造措施

（1）闭路粉磨工艺

①采用预粉碎工艺。为寻求磨机的增产节能途径，国内粉碎工作者经多年科学实验与生产实践，推出了“缩小入磨物料粒度，多碎少磨，提高磨机产量，降低电耗”的预粉碎工艺，即将入磨物料粒度缩小到3mm，将球磨机的第一仓工作移到磨外由破碎机来完成，而破碎机的效率达25％～40％。②预粉磨工艺。水泥粉磨采用预粉磨工艺，在新型干法日产2000吨以上的生产线中得到普遍采用，已成为新建工厂或老厂技术改造的流行趋势，预粉磨设备主要是辊压机和立磨（辊式磨）。从能量利用率的情况来看，辊压机略高于立磨，但是从运转的稳定性和对喂料粒度的适应性来看，立磨要优于辊压机。从国内使用情况看，无论利用辊压机或CKP立磨作为预粉磨设备，均可获得增产节能的效果，增产幅度达33％～100％。相比之下，辊压机的使用维护难度稍大一些，辊面磨损周期约为6000小时，之后必须拆下重新堆焊加工修复。而CKP立磨运转率高，辊面使用周期达到20000小时以上，维护工作量较少，但从投资上比较，CKP立磨要高于辊压机。

（2）开路粉磨系统

开路粉磨系统的技术改造主要是采用高细高产磨技术，它与普通开流管磨有以下不同和区别：①仓室个数不同。高细高产磨比普通管磨机多增设一至二个仓室，仓室个数依据磨机尺寸的大小及长径比（L/D）确定。②仓室比例不同。重新调整仓室的比例，相对普通磨机，缩短了球仓的长度，增加了段仓的长度。③仓室之间均设置双层仓板。高细高产管磨机各仓室之间均用双层隔仓板分隔。在球仓与段仓之间设置带有粗细物料分开装置的双层隔仓板。它的作用机理与选粉机类似。达到某一设定粒度的细料顺利地进入下一仓，未达到这一粒级的粗料，利索地返回到前仓继续粉磨，直到合格为止。高细高产管磨机通过上述一系列的改变后，物料在磨仓内从粉碎到研磨有序地进行，最后变成成品排出磨外。采用高细磨技术对普通开流磨进行改造，可使磨机产量提高20％左右，电降低20％左右，细度降低1.5％左右，比表面积提高了35m2/kg。

6．结语

我国是水泥生产大国，也是水泥消费大国，因此大力降低水泥粉磨过程中的过高能耗，对我国节能减排意义重大。而其节能减耗的关键在于水泥粉磨设备的合理使用与工艺流程的创新。

我们作为水泥研究的后备军，当以水泥制造的节能减耗为首要的研究目的，而水泥的粉磨则是一个很好的切入点。

参考文献：

［1］邹伟斌.水泥粉磨工艺发展趋势及改造要点[J].四川水泥,2008,(2).［2］王英,何其昂.水泥粉磨技术与装备进步[J].建材发展导向,2003,(1).［3］水泥粉粉磨-百度百科