降低开路磨出磨水泥温度的技术措施

贾月彩，刘振华，夏珍珍，冯富宁

实际生产中，开路磨所磨制的水泥颗粒级配合理，但受工艺条件的限制，开路磨出磨水泥温度普遍偏高。出磨水泥温度过高可引起水泥中所掺加的二水石膏脱水成半水石膏，甚至部分脱水成无水石膏，使水泥产生假凝，影响混凝土的施工性能，产生快凝，混凝土坍落度损失大，甚至易使水泥混凝土产生温差应力，造成混凝土开裂等危害。另外，出磨水泥温度过高对磨机本身也不利，如会产生轴承温度升高的问题，会降低润滑作用，使筒体产生一定的热应力，引起衬板螺栓折断，甚至会造成磨机无法连续运行的问题，危及设备安全。

1 现状分析

某水泥生产线配置φ3.8m×13m的开路磨，出磨水泥温度高达140℃以上，对水泥性能造成了一定的影响。出磨水泥温度过高的主要原因是磨机内大量的研磨体之间、研磨体与衬板之间相互冲击、摩擦，产生大量热量，且热量不能及时带走。如何降低开路磨出磨水泥温度，提高产品适应性，是首要解决的问题。

图1 详细开口位置的流程工艺图

图2 磨头、磨头下料口、磨尾及出磨水泥斜槽技改后的效果图

2 主要技改措施

针对该水泥生产线开路磨温度过高的问题，经初步分析，提出了以下解决措施：

2.1 加大冷风阀开度

冷风阀的主要作用是增大冷风的加入量，未调整前，冷风阀一直处于关闭状态，为降低水泥出磨温度，生产P·S·A32.5R水泥时，将冷风阀开度由0%调整到85%～90%，生产P·O42.5水泥时，将冷风阀开度由0%调整到95%～100%，加大冷风阀的开度可提高入磨冷风比例，降低水泥温度。

2.2 提高磨内通风量及冷风比例

磨内及输送管道内的气体温度高于外界空气的温度，为了降低磨内温度，主要通过在磨头、磨头下料管、磨尾及出磨水泥斜槽增开开口（见图1），使外界低温空气进入磨内及输送管道内，以降低水泥温度。增开开口使风量增大的同时又带入了更多的冷风进入磨内，有利于降低磨内物料温度。为了保证系统负压，还需要加大尾排风机的拉风量。图2为磨头、磨头下料口、磨尾及出磨水泥斜槽技改后的效果图。其中，出磨水泥斜槽处的开度可以根据负压变化进行调整，若斜槽内负压允许，尽量将开口开到最大，以达到更好的降温作用。

3 改造效果

3.1 出磨水泥温度和水泥凝结时间的变化

技术改造后，磨内总风量及冷风比例加大，出磨水泥温度有明显的降低，初凝时间和终凝时间有不同程度的延长。水泥磨调整前后水泥温度及凝结时间对比见表1。

图3、图4分别为调整前后出磨温度及凝结时间的箱线图。图中显示数字为组数据的中位值，矩形边框为组数据的四分位间距框。从图3、图4中可以看出，调整后出磨水泥温度有明显的降低，由之前的148℃降低到118℃。初凝时间和终凝时间有相应的延长，初凝时间由之前的171min提高到194min，初凝时间延长了23min；终凝时间由之前的217min延长到248min，终凝时间延长了31min。凝结时间的四分位间距框有减小的趋势，说明质量数据更加稳定，产品性能有较大的提高。

表1 水泥磨工艺调整前后水泥温度及凝结时间对比表（P·O 42.5水泥）*

3.2 差热实验

针对公司所用脱硫石膏及调整前后的出磨水泥进行了差热分析。图5为公司所用脱硫石膏的差热曲线。从图5中可以看出，附着水失水温度为91.68℃，失水吸收热量为81.231 4J/g；二水石膏的两个结晶水脱水分两步进行，首先随着温度升高至132.05℃，失去3/2个结晶水，吸收热量为370.133J/g，然后温度继续升高，当温度达到181.94℃时，失去最后1/2个结晶水，吸收热量为128.086 3J/g，两者吸收热量比例约为3：1，公司所用石膏为含有附着水的脱硫二水石膏。

图6、图7分别为调整前后出磨水泥P·O42.5的差热曲线，此水泥均为不含矿粉的出磨水泥。从图6中可以看出，调整前出磨水泥的差热曲线只有一个半水峰，脱水峰点温度为182.94℃，脱水吸收热量只有8.324 7J/g，所用石膏中3/2个结晶水均已失去，只有少量1/2个结晶水存在，说明此出磨水泥中不含二水石膏，水泥中的石膏已完全转化为半水石膏和无水石膏，水泥中石膏脱水比较严重。从图7中可以看出，工艺调整后，差热曲线出现两个吸热峰，峰点温度分别为143.65℃和163.04℃时，其脱水吸收热量分别为120.986 9J/g和102.681 0J/g，两者热量比例约为1：1，出磨水泥中石膏存在二水石膏和半水石膏共存，可见磨内温度降低，水泥中石膏脱水情况有较大的改善。

图3 调整前后出磨温度变化箱线图

图4 调整前后凝结时间变化的箱线图

图5 脱硫石膏的差热曲线

图6 调整前P·O42.5的差热曲线

图7 调整后P·O42.5的的差热曲线

3.3 磨机系统工艺参数的变化

表2 调整前后滑履轴承温度的变化和磨尾收尘器入口负压的变化

图8 调整前后滑履轴承温度的变化

图9 调整前后窑尾收尘器入口负压的变化

通过以上调整，出磨水泥温度降低的同时，滑履轴承温度（靠近磨尾端的两个滑履轴承）有明显的降低。由于通风面积提高，为了保证磨内物料的合理走向和磨机产量，需要加大尾排风机转速，加大磨尾拉风量，因此磨尾收尘器入口负压有增大的趋势。表2为调整前后滑履轴承温度的变化和磨尾收尘器入口负压的变化。图8、图9为调整前后滑履轴承温度的变化和磨尾收尘器入口负压的变化图。

从图8、图9中可以看出，磨尾滑履轴承温度由之前的58℃～60℃降低至50℃～53℃，磨尾收尘器入口负压提高了150Pa左右，由之前的-300Pa提高到-450Pa左右，电耗相应增加约0.5kWh/t水泥。

4 结语

通过加大冷风阀的开度及对系统进行工艺改造，出磨水泥温度降低了30℃以上，石膏脱水情况改善，水泥性能大幅提升，水泥磨滑履轴承（尤其是靠近磨尾端的两个滑履轴承）温度降低，设备运转率提高。