工廠工藝設計：物料粉磨.ppt

1、第六節(jié) 物料粉磨,在水泥生產過程中，磨制生料、制備煤粉和制成水泥都要進行粉磨作業(yè)。因此，物料的粉磨量很大，每生產l t硅酸鹽水泥至少有3 t物料（包括原料、燃料、熟料、混合材、石膏等）需要經過粉磨。物料粉磨需要的動力約占全廠動力的60% 以上。在水泥工廠的設計中，合理選擇設計粉磨設備及粉磨系統(tǒng)非常重要。 一、粉磨方法 干法、濕法兩種。 在濕法生產的水泥廠中，是將原料配合入磨粉磨為含水3040%的生料漿，而后喂入濕法回轉窯內煅燒為水泥熟料。,在干法水泥生產中，則是將原料配合入磨粉磨為生料干粉，而后喂入干法回轉窯或經成球喂入立窯內煅燒為水泥熟料。干法水泥生產熱耗低。隨著現代新型干法水泥生產技術的發(fā)

2、展與完善，干法生產已成為今后水泥生產方法的發(fā)展方向。 將原料配合入磨粉磨為含水3040%的料漿; 將原料配合入磨粉磨為干粉。,二、粉磨系統(tǒng)（一）水泥生料粉磨系統(tǒng)1生料粉磨流程和設備發(fā)展情況 隨著新型干法水泥生產技術的發(fā)展，為了適應不同原料和工藝的要求，提高粉磨效率，生料粉磨系統(tǒng)也得到了不斷的改進和發(fā)展。近年來，其發(fā)展特點如下： 1）原料的烘干和粉磨一體化，烘干兼粉磨流程得到了廣泛應用。并且由于結構和材質方面的改進，輥式磨獲得了快速發(fā)展，得到廣泛應用，粉磨電耗顯著降低。 2）磨機與新型高效選粉機，輸送設備相匹配，組成了各種新型干法閉路粉磨流程，提高了粉磨效率，降低電耗。,3）設備日趨大型化，以簡

3、化設備和工藝流程，與窯的大型化相匹配。鋼球磨的最大直徑已達5.5 m以上，電動機功率達6500 kW以上，臺時產量達300 t以上。輥式磨系列中磨盤直徑已達5 m以上，電動機功率5000 kW以上，臺時產量500 t以上。4）新型節(jié)能粉磨設備輥壓機作為預粉碎設備得到應用。5）采用預烘干（或預破碎）形式組成烘干（破碎）粉磨聯(lián)合機組。提高了粉磨、烘干效率，簡化了工藝流程。6）管磨機內部結構的改進：如新型環(huán)向溝槽襯板，揚料板角度可調的隔倉板等。,7）利用懸浮預熱器窯和預分解窯320350的廢氣烘干原料，發(fā)展了各種烘干磨。 8）采用電子定量喂料秤，X熒光分析儀、電子計算機自動調節(jié)系統(tǒng)，控制原料的配料，

4、為入窯生料成份的均齊、穩(wěn)定創(chuàng)造了條件。 9）磨機系統(tǒng)操作自動化。應用自動調節(jié)回路及電子計算機控制生產，代替人工操作。力求生產穩(wěn)定。,2生料粉磨流程和粉磨設備的選擇,1）選用粉磨流程和粉磨設備需要考慮的因素 （1）入磨物料的性質 物料的性質主要包括水分、粒度、易磨性和磨蝕性，也要考慮粘土質原料中的含砂量及石灰質原料中燧石的影響。 （2）粉磨產品的細度要求 所選的粉磨流程和設備應盡可能便于控制粉磨產品的細度。 （3）生料粉磨系統(tǒng)的要求小時產量 生料粉磨系統(tǒng)的要求小時產量，由主機平衡計算確定。所選生料磨的生產能力，應能滿足這一要求。同時，為了簡化工藝線，對一臺窯來說，一般只配置一臺生料磨，而對大型窯

5、來說，生料磨的設置也不宜超過兩臺。,（4）粉磨電耗 所選的粉磨流程和設備應盡可能符合節(jié)省電耗的要求。干法生料磨的電耗應在63MJ/ t （17.5kWh / t）生料以下。 （5）廢氣余熱利用的可能性 對于干法生料磨和煤磨來說，應考慮盡可能利用廢氣余熱來烘干原料和燃料，使生料粉磨與烘干作業(yè)同時進行，以節(jié)約烘干熱能，節(jié)省烘干設備，簡化生產流程。 （6）操作的可靠性和自動控制以及設備的耐磨性能。 （7）所選的生料粉磨設施應力求占地面積小，需要空間小和基建投資低。,2）干法生料粉磨流程和設備選擇 干法生料粉磨系統(tǒng)主要有下列幾種型式： 開路流程：管磨； 閉路流程：管磨、烘干磨。 閉路烘干磨又分下列幾種

6、型式： 鋼球磨：主要有風掃磨和提升循環(huán)磨（有單倉尾卸、雙倉尾卸、雙倉中卸等）； 輥式磨：亦稱立式磨或輥輪磨； 輥壓機：亦稱擠壓機或雙輥磨。,開路管磨和閉路管磨對進磨物料水分的要求比較嚴格，必須把水分較高的原料預先進行烘干后才能加入磨中粉磨。烘干磨由于能同時進行物料的烘干和粉磨，并可大量利用溫度為320350的廢氣的余熱，烘干平均水分達68%的原料，故目前得到了廣泛的應用，而分別進行烘干、粉磨的流程已很少采用。,常見的生料烘干兼粉磨流程有如下幾種:,（1）風掃磨烘干兼粉磨系統(tǒng) 在磨尾排風機的抽力作用下，熱風進入磨內，已被粉磨的生料由通過磨內的熱風帶入粗粉分離器內分選，粗粉再次回磨，細粉由旋風收塵

7、器收集，為了減少熱耗，部分廢氣重新返回磨內循環(huán)使用，其余廢氣經收塵器凈化后，排入大氣中。其流程如圖4.61所示。 此流程的優(yōu)點是熱廢氣利用率高，流程簡單，輸送設備少，維修工作量小，設備利用率高，允許進磨物料水分較高，可烘干水分含量812%的原料。當原料水分含量高，要求烘干能力強，風掃和提升物料所需的氣體量與烘干物料所需的熱風量相匹配時，系統(tǒng)效率高。否則，則會造成粉磨單位產品的總電耗較高。,圖46.1 在風掃磨內烘干粉磨流程,圖46.2 預破碎烘干兼粉磨流程 1破碎機；2磨機；3粗粉分離器；4旋風筒；5排風機,（2）尾卸提升循環(huán)烘干兼粉磨系統(tǒng),物料從磨頭喂入，經烘干倉和粗磨倉后進細磨倉，物料由磨

8、尾卸出，由提升機送到選粉機內進行選粉，粗粉由磨頭喂料端重新入磨，細粉作為成品。來自窯系統(tǒng)的熱廢氣或熱風爐的熱氣體從喂料端進入，窯尾廢氣可烘干含45%水分的原料，在利用熱風爐高溫氣體時，烘干的水分可達8%。出磨廢氣經收塵器凈化后排入大氣中。 此系統(tǒng)的烘干能力差，在采用大型磨機而又利用窯尾廢氣作為烘干介質時，需要增加一些輔助烘干設施。例如，常在磨機粉磨倉前增設烘干倉、立式烘干塔、選粉機內烘干、預烘干破碎機組等，以適應不同水分含量原料的烘干要求。,圖46.3 尾卸提升循環(huán)烘干粉磨流程,圖4.64 帶立式烘干塔的尾卸提升循環(huán)烘干兼粉磨流程 1輔助熱風爐；2磨機；3旋風筒；4收塵器,圖4.65 在選粉機

9、內烘干的烘干粉磨流程,圖4.66 在選粉機和磨機內烘干的烘干粉磨流程,（3）中卸提升循環(huán)烘干兼粉磨系統(tǒng),喂入磨內物料先在烘干倉內經過烘干，再進入粗磨倉進行初次粉碎。然后從磨機中部卸出，由提升機送入選粉機，選出合格細粉。粗粉中的少部分入磨頭，大部分入磨尾細磨倉，比例約為l : 4。磨機粗、細粉分開，有利于最佳配球。 物料出粗磨倉后經過分級設備及時選出產品，減少了細磨倉喂料中的細料，消除了過粉磨現象，從而提高了粉磨效率。磨頭喂入部分粗粉，可以起到加速物料流速，增強粉磨的作用，同時也均衡了兩倉的負荷。 該系統(tǒng)的缺點是密封困難，系統(tǒng)漏風較多，生產流程也比較復雜。,圖4.67 中卸提升循環(huán)烘干粉磨流程,

10、（4）輥式磨系統(tǒng),輥式磨立磨。 常用的輥式磨有LM（菜歇磨）、伯力鳩斯磨、ATOX磨、雷蒙磨、MPS磨、E型磨、MB磨等。已投產的輥式磨，生產能力已超過500 t/h，產品系列中生產能力最大者可達1000 t/h。 輥式磨風掃磨。 內部裝有粗粉分離器而構成閉路循環(huán)，烘干與粉磨作業(yè)同時進行。物料在回轉的底盤與磨輥間受到擠壓而被粉碎，磨機底部進入熱風及時將被粉碎的物料帶到粉磨室上部的分離室內，或卸出磨外由提升機提至分離器分離，粗粒被分離后返回磨盤再進行磨細，細粉隨氣流到收塵器被收集下來即為成品。,圖4.68 磨外循環(huán)輥式磨,圖4.69 輥式磨產品收集流程 （一）,圖4.69 輥式磨產品收集流程 （

11、二）,（5）輥壓機,輥壓機是一種料床粉碎設備，其能量利用率高。輥壓機可用于粉磨水泥原料及熟料。輥壓機粉磨系統(tǒng)的流程可分為以下幾大類： 預粉磨系統(tǒng) 預粉磨系統(tǒng)見圖4.610。在現有粉磨系統(tǒng)中，安裝一臺輥壓機作為預粉磨設備，可以使產量大輻度提高。物料喂入輥壓機，擠壓過的料片再喂入磨機，在閉路系統(tǒng)中進行最終粉磨。 終粉磨系統(tǒng) 終粉磨系統(tǒng)見圖4.611。經配和的各種物料喂入輥壓機后，壓成碎片，然后在細粉碎設備中將團聚在一起的細粉打散，同時使已經壓出裂紋的小顆粒進一步粉碎。,圖4.610 預粉磨系統(tǒng)流程 1料倉；2輥壓機；3磨機；4提升機； 5選粉機；6粗分離器；7收塵器；8排風機,預粉磨系統(tǒng)流程,圖4

12、.611 終粉磨系統(tǒng)流程 1料倉；2輥壓機；3打散機；4提升機；5粗分離器； 6選粉機；7收塵器；8排風機,部分終粉磨系統(tǒng)流程,混合粉磨系統(tǒng) 混合粉磨是預粉磨和終粉磨相結合的方式，見圖4.612。從選粉機中卸出的一部分粗粉回入磨中、一部分粗粉與原料一起喂入輥壓機進行循環(huán)粉磨。 聯(lián)合粉磨系統(tǒng) 聯(lián)合粉磨是當今輥壓機應用的主要流程。輥壓機自成系統(tǒng)，料餅經粗選粉機分選，粗料全部返回輥壓機再壓，因為顆粒粗不再需要料餅再循環(huán)而又能大大提高輥壓饑的循環(huán)量。由于回料部分的細粉已被選出，就使輥壓機輥壓更為有效，不再作無用功。分選后的細粉部分作為中間產品喂入后續(xù)球磨機，因為粒度小而均勻，非常有利于磨機的配球，粉磨

13、效率高。,圖4.612 混合粉磨系統(tǒng)流程,混合粉磨系統(tǒng)流程,幾種生料烘干磨的電耗比較 表413,（6）各種粉磨系統(tǒng)的選用條件, 鋼球磨與輥式磨的選用條件 對于鋼球磨系統(tǒng)與輥式磨系統(tǒng)的選型，主要應考慮物料水分、難磨程度、電耗和維修條件。 a. 從物料水分及電耗方面分析： 磨機驅動電機電耗，對于鋼球磨來說總是較高的，一般為50.454.0MJ/t生料；而輥式磨則較低，當采用新的耐磨部件時為25.228.8MJ/t生料，采用已磨損的耐磨部件時約增高25%。 b. 從物料難磨程度及維修條件分析： 鋼球磨系統(tǒng)對物料的易磨性和磨蝕性要求不高，適應性和可靠性較好，維修費用較低；而輥式磨對耐磨部件材質要求較高

14、，對硬質物料特別是磨蝕性物料較難適應。, 幾種鋼球磨機系統(tǒng)的選用條件,風掃磨、尾卸磨和中卸磨選型中應考慮的因素主要是物料的水分及粉磨電耗。 當物料水分在34%以下時，以后兩者的經濟效果較好。當物料水分超過4%時，由于風掃磨通風和烘干能力最強，而此時烘干物料所需的熱風量已足以提升物料，故以選用風掃磨為宜。 中卸磨比尾卸磨適應大的物料水分。, 其它烘干粉磨系統(tǒng)的選用條件,a帶有預烘干破碎機的球磨機系統(tǒng)，被粉磨物料的水分最高可達12%； b帶有預烘干破碎機的風掃磨系統(tǒng)，物料水分最高允許15%； c當物料水分在15%以上時，可考慮選用無介質磨或單獨的預烘干裝置； d當某種原料或配合后的物料容易在輸送過

15、程或中間儲倉發(fā)生粘結堵塞時，應考慮采用單獨的烘干設備預烘干； e當磨制難磨物料時，可采用預烘干裝置及簡單的管磨機系統(tǒng)。,（二）水泥粉磨系統(tǒng),1水泥粉磨流程和設備發(fā)展情況 l）在設備大型化的同時，力求選用高效、節(jié)能型磨機用于水泥粉磨的鋼球磨機直徑已達5m以上，電機功率達7000kW以上，臺時產量達300t/h以上。丹麥史密斯公司開發(fā)了微鋼段節(jié)能的康必丹磨（Combidan mill）；輥式磨、輥壓機用于水泥粉磨系統(tǒng)； 2）采用高效選粉機 日本小野田 O-SEPA、丹麥史密斯公司的SEPAX、美國斯特蒂文特公司的SD等高效選粉機； 選粉能力已達500t/h,3）采用新型襯板，改善磨機部件及研磨件材

16、質 目前水泥磨常用的襯板有壓條式凸棱襯板、大曲波形襯板、曲面環(huán)向階梯襯板、錐面分級襯板，螺旋凸棱形分級襯板、角螺旋分級襯板、圓角方形襯板、環(huán)溝襯板、橡膠襯板、無螺旋襯板等； 4）添加助磨劑，提高粉磨效率 ； 5）降低水泥溫度，提高粉磨效率，改善水泥品質 ； 6）實現操作自動化。,2水泥粉磨流程 水泥粉磨流程主要有下列幾種型式： 1）開路流程：管磨、康必丹磨； 2）閉路流程：一級管磨閉路、康必丹磨一級閉路、輥式磨和輥壓機。 近年來，水泥粉磨已趨向于閉路流程，特別是大型磨機更是這樣。在閉路流程中，又趨向于球磨機、輥壓機及高效選粉機不同組合的粉磨流程。,聯(lián)合粉磨系統(tǒng) 聯(lián)合粉磨是當今輥壓機應用的主要流

17、程。輥壓機自成系統(tǒng)，料餅經粗選粉機分選，粗料全部返回輥壓機再壓，因為顆粒粗不再需要料餅再循環(huán)而又能大大提高輥壓饑的循環(huán)量。由于回料部分的細粉已被選出，就使輥壓機輥壓更為有效，不再作無用功。分選后的細粉部分作為中間產品喂入后續(xù)球磨機，因為粒度小而均勻，非常有利于磨機的配球，粉磨效率高。,聯(lián)合粉磨系統(tǒng)流程 （雙閉路）,聯(lián)合粉磨系統(tǒng)流程 （球磨機開路）,圖4.613 輥壓機混合型粉磨系統(tǒng)流程,不同輥壓機粉磨系統(tǒng)電耗對比,（三）陶瓷廠物料的粉磨,陶瓷廠物料的粉磨有濕法和干法，以濕法居多，多采用間歇式石襯或橡膠襯濕法球磨機。球磨機的進料粒度由輪碾機出料口的篩孔或雷蒙磨的風選來保證。球磨機的規(guī)格應力求一致

18、，生產規(guī)模較大的工廠，宜采用5噸或5噸以上的大型球磨機。,三、粉磨車間布置,（一）水泥廠粉磨車間布置 1. 粉磨車間的位置窯尾預熱器附近。 2. 供料庫底喂料 磨頭倉喂料 倉容積23小時 磨頭倉喂料入磨機 3. 傳動裝置,2、3種物料直線型,4種物料田字型,溜管直入占面積小，較擠,加輸送皮帶機結構易布置,大型磨機隔離布置,小型磨機偏心布置,粉磨車間位置示意圖,4. 廠房凈高，磨機直徑的33.5倍 5. 物料的分級系統(tǒng)： 磨機 提升機 選粉機 成品 磨機 輸送 提升機 輸送 選粉機 成品 粗粉 6.產品的輸送機械，氣力 7. 收塵卸料罩風管 收塵器 風機 大氣 8. 磨機中心高0.81倍磨機直徑 9. 兩臺磨機中心距(35)