不同工艺水泥磨研磨体级配与装填的探讨

□□徐汉龙

不同工艺水泥磨研磨体级配与装填的探讨

Discussion of Grinding Media Gradation and filling in Different Process of Cement Mill

□□徐汉龙

新型干法水泥工艺快速发展，水泥粉磨技术也向高效、节电方向快速发展，由管磨机、辊压机、V型选粉机或打散分级机、O-sepa选粉机组成不同工艺技术的水泥粉磨系统，使整个粉磨系统取得了显著的增产、降耗效果。

现就预粉磨系统 （辊压机+管磨机+高效选粉机）、联合粉磨系统（辊压机+打散机或V型选粉机+管磨机）及联合预粉磨系统 （辊压机+V型选粉机+管磨机+高效选粉机）的管磨机研磨体级配与装填谈点认识。

1 水泥磨机配球的基本原则

1.1 配球时考虑的因素

入磨物料（熟料）粒径大小，物料特性与系统工艺技术，辊压机能力与磨机能力相对值大小，磨机规格性能、转速、磨内结构（各仓长度、衬板形式、隔仓板型式与篦缝的通料率），混合材品种与配比及水分，入磨熟料温度和熟料矿物组成等因素。

1.2 入磨物料粒径的确定

1.2.1 入磨物料平均粒径

了解物料粒度分布，取入磨物料样用套筛或颗粒级配仪测定，然后计算平均粒径。

1.2.2 入磨物料粒度特性方程

式中：Y——负累积百分数，即通过量累积百分数%

根据入磨物料粒度筛析，利用粒度特性方程式，求出通过量累积百分数80%和95%时物料粒径大小或任意粒径大小的累积百分数，供配球时使用。

1.3 入磨物料粒度与球径的关系

F.C邦德等专家学者提出各种计算公式。笔者根据多年实践使用KA拉朱莫夫公式较为简便。计算公式如下：

式中：DM——钢球直径，mm

d′m——入磨物料粒径，mm

i=28——是一个常数，也是一个系数(可修正)，n=3

2 预粉磨、联合粉磨、联合预粉磨系统管磨机研磨体级配

在已定的工艺技术的条件下，管磨机研磨体级配以入磨物料粒径分布和质量指标为主线，级配方法介绍如下。

（1）根据入磨物料筛析的最大粒径，按式（2）计算出该仓使用最大球径，以最大球径作该仓最大的一级球，然后向下级规格依此类推，确定该仓配球规格种类（头仓一般为4～5级配，二仓3～5级配，三仓2级配）。

（2）根据入磨物料粒度的筛析（表 1），用式（1）求 dcp、X80、X95 的粒径，根据不同工艺和生产品种确定入磨物料假设的平均粒径。然后按式（2）计算出平均球径。

（3）根据上述已定配球时选用研磨体规格、种类、平均球径。因挤压后经分选入磨物料粒径较均匀，一仓配球时中间某一级球或某二级为该仓主力球径，其量占该仓总量分别为35%～55%，75%～80%。二三仓配球按能粉磨最大粒径的前提下，尽量降低研磨体尺寸，加强细磨能力；已确定物料粒径与相对应球径。按该球径所对应入磨物料粒径分布的累积百分数减去上一级球径所对应入磨物料粒径分布的累积百分数，将该百分数（以小数）乘该仓研磨体总量后得出该球径在该仓的球量，然后根据经验修正，该仓的配球方案就确定。

3 预粉磨系统磨机研磨体级配

以泾阳声威磨机φ4.2m×13m，功率 3150kW 与 辊 压 机 120／80，N=3000，Osepa组成的预粉磨系统为例。

3.1 最大球径的确定

从表1知入磨物料大于19mm筛径 2.54%，按该筛径用式（2）计算球径为φ74.71mm，取整数即为φ80mm（预粉磨系统入磨物料混入边料效应的大颗粒或辊压机状态欠佳时，最大球径可提一级），这次配球最大球径为φ80m，该仓钢球种类依此类推， 即 φ80mm、φ70mm、φ60mm、φ50mm。若遇到入磨物料粒度增大，或不开辊压机，一仓补入φ90mm球2～4t即可。

平均球径的确定：开辊压机时，用(X80+X95)／2作为计算平均球径的物料粒径。若X80≤6时，只用X95。从表1知配球物径均值为10.87mm，按式（2）计算结果为 62.03mm（取值范围62～66mm）。不开辊压机时，用（dcp+X80+X95）／3，作为计算平均球径的物料粒径。

一仓配球组合见表2。

表1 各工艺入各仓物料粒度分布

3.2 二仓配球

一仓最后点和二仓进口点的物料粒径分布均值作为二仓配球的依据，最大球径确定：从表1知＞2.36mm筛筛余0.71%，相对球径＞37.28mm取整数，大一级选用的原则，该仓最大球径选用φ50mm的钢球。

平均球径的确定：X80≥1.0mm可选用 （dcp+X80+X95）／3作为计算平均球径。X80≤0.6mm时选用X95作为计算平均球径。0.6mm≤X80＜1mm用选项 (X80+X95)／2作为计算平均球径的，即配球选用(X80+X95)／2=1.176mm，相对平均球径为29.55mm，选用范围 27.55～31.55mm。配球组合见表3。

根据二仓使用经验，二仓φ50mm、φ40mm两级总量占该仓总量21%～25%为好。

4 联合粉磨系统磨机研磨体级配

以泾阳声威磨机规格为φ3.2m×13m联合粉磨系统为例，磨机研磨体级配计算步骤、方法在预粉磨系统中详细叙述，不同工艺均相同，本文只介绍研磨体级配。从表1知一仓入磨物料筛径，最大球径为φ60mm，五级配，平均球径为35.83～37.63mm，配球具体组合见表4。

从表1知，二仓最大研磨体直径为 18.32mm，取 φ18mm×20mm 的段，该仓级配组合依此类推，即φ16mm×18mm、φ14mm×16mm 三级配，各级量分别为 7t、8t、10t，总量 25t，平均段径dcp=15.76mm，填充系数30%。三仓从表 1知 ， 选用 φ12mm×14mm和φ10mm×12mm的两种即可，量分别为 27t和 48t，合计 75t， 平均段径10.72，填充率系数32.35%，若生产高标号水泥，产品质量要求高，φ12mm×14mm和φ10mm×12mm的比例为1：（2.4～3.2）。

5 联合预粉磨系统磨机研磨级配

以陕西泾阳声威φ3.8m×11m联合预粉磨系统为例。从表1知,一仓最大球径选用φ40mm，该级球对＞0.2mm以上物料细碎效果较好。平均球径选用27±3mm范围，配球具体组合见表5。

从表1知二仓最大研磨直径为18.3mm， 取 φ18mm×20mm 的段，即φ18mm ×20mm、φ16mm ×18mm、φ14mm ×16mm、φ12mm ×14mm、10mm×12mm五级配，各级钢段取量分别为 10t、15t、38t、36t、24t， 平均段径为13.20mm，填充系数为30.56%。

据报导，国内该工艺系统二仓使用 钢 球 种 类 φ30mm、φ25mm、φ20、φ17mm、φ15mm， 平均球径 16.98～21.0mm。

表2 配球组合

表3 二仓配球组合

表4 一仓研磨体级配

表5 一仓研磨体级配

6 研磨体填充系数

各种工艺磨机各仓的填充系数在研磨体级配给出数据，这对泾阳声威三种粉磨工艺来讲比较合理。目前一般来讲控制在28%～34%，以30%为基础，随着入磨物料颗粒粒径的大大下降，研磨体直径大大下降，相应填充系数增大，以提高研磨体量来提高磨机产量。

笔者认为水泥粉磨磨机主电机负荷控制在88%～93%较合理，一仓填充系数27%～29%，后仓逐渐提高，填充系数30%～33%。入磨物料粒径较细和小型磨机，磨机填充系数可选高些，全磨研磨体装填量达设计量的95%～97%，提高动力产量。入磨物料粒径较粗和大型磨机，磨机填充数可选低些，全磨研磨体装填量达设计量的88%～92%，提高钢球产量，降低电耗。

7 水泥磨机研磨级配和装填效果

磨机研磨体级配与装填效果，最直接的反映是磨机产量、质量、电耗。现将观察法、筛析法效果判断点滴经验介绍如下。

7.1 观察法

7.1.1 一仓能力的判断

三种水泥粉磨工艺的入磨物料粒径较细，研磨体级配要注重一仓能力，使磨内料流畅通，是磨机产量的基础，是稳定磨音维持正常生产的必备条件。磨内或该仓末点篦板处有无小渣小料或仓内有无小渣小料沉积移位，无小渣小料存在说明最大球径和球量配比合适，若有小渣小料存在，说明大球径和球量需增加，具体增径增量视小渣小料颗粒大小和数量而定。

7.1.2 球料比

一仓前端钢球冲击声不连续，磨音低，而在一仓中后部位磨音高，说明一仓料存量偏多。

一仓露半个球面，或料球面持平，二仓料球面持平或料高出10～30mm，三仓料面高30～60mm。闭路磨二仓，正常停磨观察，若料球段面平整，级配合理，若前部有凹部分，说明大直径研磨量不足，若仓尾部有凹部分，小直径研磨量不足。

观察仓内研磨堆积密度，从中看出哪种球多，哪种球少，为补球提供参考。测定球料高度，算研磨体量，为合理填充系数提供依据。

7.2 筛析法

一仓取样筛析 0.08mm、0.2mm筛筛余值开始下降很快，逐渐减缓，说明该仓配球基本合理，尤其是0.2mm筛筛余值下降很快，该仓配球是非常合理。笔者根据实践经验体会如下。

7.2.1 高细高产开流水泥磨

一仓末端10号筛1.92mm筛筛余不超过60%或1.0mm筛筛余＜10%，二仓末端0.2mm筛筛余不超过3%。

7.2.2 预粉磨

一仓末端3.0mm筛筛余不超过0.5%，普通闭路或不开辊压机时1.92mm筛筛余＜1.5%，或1.0mm筛筛余不超过4%。二仓末端，0.2mm筛筛余不超过2.5%，0.08mm筛筛余不超过26%，最好23%，不开辊压机时，0.2mm筛筛余最多不超过2%，最好为1%，0.08mm筛筛余不超过18%。

7.2.3 联合粉磨

一仓末端20号筛余不超过1%，1.0mm筛筛余等于0，0.2mm筛筛余＜5%，最好在4%以内。二仓末端0.2mm筛筛余＜1%，最好为0。

7.2.4 联合预粉磨

二仓末端0.08mm筛筛余＜6%，最好＜5%，0.045mm 筛筛余＜23%，最好＜20%。

文中点滴认识不很全面，可能有不妥之处，需在实践中修正、补充、完善，以更符合客观规律。

(注：泾阳声威张国锋、铜川声威杨冰凌、张桂南参于实施工作)

TQ172.632.1

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2009-07-31；

吕 光