水泥輥壓機半終粉磨系統(tǒng)的提產(chǎn)改造

李曉劍

我公司現(xiàn)有兩條水泥生產(chǎn)線，配備輥壓機半終粉磨系統(tǒng)，其中，2 號水泥磨系統(tǒng)于2011 年7 月投產(chǎn)，產(chǎn)量可達248t/h，能耗水平也可達到公司標準要求。而1號水泥磨系統(tǒng)于2007年8月投產(chǎn)，產(chǎn)量一直未達到預期。在對1 號水泥磨執(zhí)行新的配料方案后（摻用水渣），系統(tǒng)產(chǎn)量更低，尤其是使用新的配料方案（摻用水渣）生產(chǎn)P·O42.5水泥時，系統(tǒng)產(chǎn)量僅為165t/h，且能耗高，不利于降本增效。2021 年2～3 月，利用淡季檢修時間，公司對1 號水泥磨系統(tǒng)進行了技術(shù)改造。改造后，1號水泥磨系統(tǒng)產(chǎn)量大幅提升，能耗明顯降低。

1 1號水泥磨系統(tǒng)配置及工藝流程

1 號水泥磨系統(tǒng)生產(chǎn)工藝配置情況見表1。1號水泥磨系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 1號水泥磨系統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程

表1 1號水泥磨系統(tǒng)生產(chǎn)工藝配置

水泥生產(chǎn)時，熟料、石膏、混合材等混合料首先經(jīng)膠帶輸送機、上料提升機送入輥壓機進行物料碾壓；碾壓后的物料經(jīng)V型選粉機逐級打散、分選后，較粗的混合料經(jīng)穩(wěn)流倉返回至輥壓機繼續(xù)碾壓成餅，較細的物料被分選至高效渦流選粉機，進行二次分選。合格的物料由提升機、空氣輸送斜槽等設備送入成品水泥庫，不合格的粗粉經(jīng)溜管返回至水泥磨再次粉磨；將再次粉磨后的物料送入高效渦流選粉機進行分選，分選合格的物料與輥壓機碾壓生成的合格物料一同送入水泥成品庫儲存。

2 1號水泥磨系統(tǒng)存在的主要問題

2.1 料流調(diào)節(jié)裝置損壞且維護成本高

1 號水泥磨輥壓機原配套的料流調(diào)節(jié)裝置，僅剩直立擋料板（需人工調(diào)整位置）與斜插板（螺栓螺紋損壞，已徹底無法調(diào)整）。若要繼續(xù)使用該料流調(diào)節(jié)裝置，需購置配套的扭矩電機、螺旋升降機、聯(lián)軸器、連桿及位移傳感器等配件。料流調(diào)節(jié)裝置恢復后，可根據(jù)工藝要求，遠程控制擋料板的升降高度，進而控制輥壓機物料流量。但該調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)效果較差，易損壞，維護成本較高，不宜再作恢復。改造前，1號水泥磨輥壓機喂料量完全依靠工作人員手動調(diào)節(jié)，通過手拉葫蘆調(diào)節(jié)直立擋料板上、下位置，控制輥壓機物料流量。該調(diào)節(jié)裝置控制不及時、不準確、不穩(wěn)定，效率低，且存在較大的人身、設備安全隱患，需徹底改造。改造前的輥壓機料流控制機構(gòu)見圖2。

圖2 改造前的輥壓機料流控制機構(gòu)

2.2 輥壓機端部側(cè)擋板易掉落或翹起

1 號水泥磨輥壓機側(cè)擋板為上、下分體式結(jié)構(gòu)，在正常帶料運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)端部側(cè)擋板掉落或翹起等現(xiàn)象。側(cè)擋板掉落或翹起，易造成側(cè)擋板與輥壓機邊緣間隙≥8mm，導致輥壓機帶料運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，輥壓機無法過飽和做功，最高做功效率僅達72%。輥壓機端部側(cè)擋板故障制約了1 號水泥磨系統(tǒng)產(chǎn)量的提升及電耗的降低，需對其進行改進優(yōu)化。

2.3 V型選粉機內(nèi)部配件磨損嚴重

1 號水泥磨V 型靜態(tài)選粉機內(nèi)部側(cè)邊板、導流板、打散板等磨損嚴重，需常年焊接粘補，V型選粉機有效通風截面積已至少損失了15%，直接影響了半成品入水泥磨或入渦流選粉機的比例及水泥產(chǎn)質(zhì)量。

2.4 渦流選粉機冷風閥調(diào)節(jié)不及時

自生產(chǎn)線建成投產(chǎn)以來，1 號水泥磨渦流選粉機的冷風閥閥門一直由工作人員現(xiàn)場手動控制。在水泥生產(chǎn)工藝調(diào)整過程中，此閥門的開度調(diào)節(jié)頻率非常高，尤其是在粉磨不同水泥品種時，閥門開度均有所不同。冷風閥開度的手動調(diào)節(jié)幅度及調(diào)節(jié)時間的控制難以達到中控操作員的要求，對系統(tǒng)工況以及水泥質(zhì)量的穩(wěn)定性影響較大。

2.5 磨機回粉量偏低，滑履溫度易超限

改造前，因輥壓機系統(tǒng)做功效率低，出輥壓機料餅經(jīng)打散后，無法形成足夠量的半成品。半成品量少，導致經(jīng)高效渦流選粉機分選后的入水泥磨回粉量（摻用水渣時）偏低，僅達200～330t/h。磨機一倉經(jīng)常處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，尤其是入磨物料易碎性好時，此情況尤為突出。另外，由于磨機回粉量少，夏季易出現(xiàn)滑履溫度超限等問題。雖然公司已于2013 年進行了水泥磨隔倉板的移位改造，解決了1 號水泥磨“一倉料多飽磨、二倉料少空砸”的問題，但水泥磨的整體物料循環(huán)量仍偏低，因滑履溫度超限頻繁報警而被迫停機的情況仍較突出。

為解決回粉量少、磨機“吃不飽”的問題，公司采取了適當開啟“直通溜子”的方法增加入磨物料量（輥壓機料餅及混合料入V 型選粉機溜子，篩網(wǎng)篩孔7mm×50mm）。此方法雖有一定效果，但由于入磨物料顆粒較大（粒徑0.5～4.7mm 顆粒占比約≥75%），鋼球（?30mm～?40mm）無法將其破碎。另外，該物料流量波動較大，不利于水泥磨機的正常操作控制，一定程度上影響了水泥磨磨內(nèi)研磨效率。同時，磨機二倉研磨體存在“倒分級”現(xiàn)象，磨尾吐渣嚴重，對系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量也有一定影響。改造前的入磨直通溜子情況見圖3。

圖3 改造前的入磨直通溜子情況

3 解決措施

3.1 使用輥壓機自動控制喂料機構(gòu)

公司組織工藝、設備、電氣等專業(yè)技術(shù)人員，用時18d，完成了自動控制喂料機構(gòu)的設計、制圖、零部件制作、液壓件采購、現(xiàn)場拆除、設備安裝調(diào)試等工作，實現(xiàn)了1號水泥磨系統(tǒng)輥壓機自動控制喂料機構(gòu)的投產(chǎn)運行。該機構(gòu)框架、控制曲柄、迎料板、雙面整體式側(cè)擋板、液壓伸縮機構(gòu)及電氣自動控制系統(tǒng)等均由公司技術(shù)人員自行設計制作，可實現(xiàn)喂料量的中控遠程控制。改造后，輥壓機喂料量準確，料流穩(wěn)定，系統(tǒng)運行安全、高效。

自動控制喂料機構(gòu)可根據(jù)工藝要求及時、自動調(diào)節(jié)喂料量，使輥壓機始終處于飽和喂料狀態(tài)。該裝置有中控室操作和現(xiàn)場操作兩種方式，正常生產(chǎn)時，由中控室操作人員根據(jù)輥壓機系統(tǒng)運行狀態(tài)進行遠程控制；檢修時，由中控室操作方式切換至現(xiàn)場操作方式。應用該裝置后，維修工人調(diào)整、修復、更換側(cè)擋板更為方便，有效降低了輥壓機邊緣效應的影響，保障了輥壓機對物料的擠壓效果和研磨效率，減少了輥壓機偏輥、液壓系統(tǒng)頻繁加減壓、輥子磨損加劇、液壓件漏油或密封件損壞情況的發(fā)生頻率。輥壓機自動控制喂料機構(gòu)設計圖見圖4，輥壓機自動控制喂料機構(gòu)現(xiàn)場照片見圖5。

圖4 輥壓機自動控制喂料機構(gòu)設計圖

圖5 輥壓機自動控制喂料機構(gòu)現(xiàn)場照片

3.2 安裝V型選粉機溜子布料錐

觀測發(fā)現(xiàn)，入V 型選粉機溜子南側(cè)、V 型選粉機南側(cè)打散板及南側(cè)耐磨邊板磨損較嚴重，推斷是因物料打散不均勻所致，影響了V型選粉機橫截面料幕的形成，導致V 型選粉機選粉效率較低。因此，設計安裝了V 型選粉機溜子布料錐，將3 塊110mm 厚（小端）/200mm 厚（大端）的階梯襯板呈60°交叉排布于V 型選粉機溜子內(nèi)，使物料能夠均勻打散。改造前后V 型選粉機下料溜子的物料情況見圖6。

圖6 改造前后V型選粉機下料溜子的物料情況

3.3 增設補風口

為最大限度提升V型選粉機效率，協(xié)調(diào)V型選粉機及輥壓機負荷，在輥壓機稱重倉上蓋處開設了1 處L400mm×L800mm 的補風口，在V 型選粉機背風側(cè)增加了3組助力補風通道。增加補風通道后，能夠根據(jù)分級區(qū)物料的打散程度，按所需風量比例，調(diào)整V 型選粉機各“分級室”風量，并形成適宜的氣流選粉軌跡，盡可能多地將細顆粒物料輸送至出風口。以上4處補風口，不僅可有效消除因V型選粉機通風截面減少造成的風量損失，還可有效分選V型選粉機打散料幕物料，避免穩(wěn)流倉塌倉和物料離析，提高輥壓機做功效率，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。V型選粉機3組助力補風通道見圖7。

圖7 V型選粉機3組助力補風通道

3.4 拆除磨尾收塵器閥門執(zhí)行器

布線>200m，現(xiàn)場制作執(zhí)行器底座、連桿、翻板等配件，增加對1號水泥磨渦流選粉機冷風閥執(zhí)行機構(gòu)的遠程控制。渦流選粉機冷風閥執(zhí)行機構(gòu)見圖8。

圖8 渦流選粉機冷風閥執(zhí)行機構(gòu)

3.5 拆除原V型選粉機入磨直通溜子

結(jié)合V型選粉機溜子布料錐改造情況，調(diào)整V型選粉機溜子，粗顆粒物料經(jīng)輥壓機碾壓粉碎后方可進入水泥磨環(huán)節(jié)。

3.6 對水泥磨進行整體倒倉處理

根據(jù)入磨物料細度篩余檢測數(shù)據(jù)，重新確定磨機一倉、二倉研磨體級配，并按新級配標準對水泥磨研磨體進行調(diào)整，改造前的水泥磨研磨體級配見表2，改造后的水泥磨研磨體級配見表3。

表2 改造前的水泥磨研磨體級配

表3 改造后的水泥磨研磨體級配

水泥磨研磨體級配調(diào)整后，一倉、二倉研磨體平均球徑比調(diào)整前分別降低了6.64mm、4.76mm，但出磨物料比表面積達232m2/kg，較調(diào)整前（209m2/kg）提高了23m2/kg。

4 改造效果

（1）目前，輥壓機做功效率可高達90%，比去年同期（72%）提高了18個百分點。

（2）目前，1 號水泥磨M32.5 水泥產(chǎn)量>200t/h，較去年的產(chǎn)量（180t/h）提高了20t/h，P·O42.5 水泥產(chǎn)量>190t/h，較去年的產(chǎn)量（165t/h）提高了25t/h。

（3）目前，V 型選粉機選粉效率提升了8%，入磨物料比表面積提高了13m2/kg，成品水泥球形顆粒的比例相應增加，對水泥標準稠度需水量、強度等質(zhì)量指標有利。

（4）目前，1 號水泥磨系統(tǒng)工序電耗實際下降了2.21kW·h/t，2021年共節(jié)約電費80.2萬元。

（5）在渦流選粉機冷風閥自動控制系統(tǒng)改造前，中控員平均每班需聯(lián)系現(xiàn)場調(diào)整3～5 次，改造后，中控員可遠程調(diào)整閥門開度，省時、省力、高效。

（6）自2021 年4 月試生產(chǎn)后，1 號水泥磨未再出現(xiàn)過因入磨回粉量偏少造成滑履溫度超限，系統(tǒng)被迫停機的情況，且入磨檢查四次，均未出現(xiàn)過一、二倉研磨體“倒分級”現(xiàn)象，磨內(nèi)物料研磨過程穩(wěn)定、高效。

5 結(jié)語

對輥壓機半終粉磨系統(tǒng)進行改造后，系統(tǒng)產(chǎn)量大幅提升，但在生產(chǎn)過程中仍應注意以下問題：

（1）經(jīng)常檢查輥壓機側(cè)擋板間隙是否在5mm左右，若超出合理區(qū)間，需第一時間予以調(diào)整糾正。經(jīng)常檢查側(cè)擋板耐磨層情況，定期做好耐磨層的刨除和補焊工作。

（2）保證各原材料上料口“料篩”尺寸的完好性及有效性，避免大塊物料進入系統(tǒng)。若有大塊物料卡進溜管，將會極大影響V 型選粉機篩分效率，進而造成料流離析、輥壓機做功不理想等，影響輥壓機的安全穩(wěn)定運行。

（3）系統(tǒng)每次停機前，建議倒空輥壓機穩(wěn)料倉，避免水渣等潮濕物料在倉內(nèi)粘結(jié)掛壁及出現(xiàn)料流離析現(xiàn)象等?！?/p>