利用隔仓板和活化衬板调控水泥磨内料流的方法研究

闫 伟，桑圣欢（南京凯盛国际工程有限公司，江苏 南京 210036）

0 引言

水泥生产中，水泥磨以两种方式运行：开流操作和圈流操作。早期圈流系统因物料能及时的从磨内排出，过粉磨少，粉磨效率高，单位电耗低，单位容积产量大，产品粒度分布均匀[1]等优点而被大规模推广。但随着水泥辊压机联合粉磨技术的发展以及立磨联合粉磨系统的成熟应用，现进入水泥管磨机的物料粒度有越来越小的趋势。以某粉磨系统为例，出辊压机或立磨的物料粒度已经达到了1～2mm，这种改变对管磨机的设计及应用提出了新的要求。

由于研磨体在磨内的运动具有随机性，入料粒度的降低，会使研磨体的直径相应减小，在填充率不变的情况下，研磨体的数量会增加，这样就会导致物料被冲击、研磨的概率增大，有利于成品的生成。现在随着进料粒度的减小，水泥磨开流操作因为其电耗低，投资省，循环负荷小等优点已经被越来越多的厂家所接受。而如何在开流操作中克服以往过粉磨，跑粗等缺点，以及如何实现水泥磨既能开流操作，也能适应圈流系统，成为了新的课题。

对同一规格的管磨机而言，开流和圈流操作所需的产量要求差异较大，而进料粒度的减小，有利于物料在磨内的流通，进而会缩短物料在磨内的停留时间。故对水泥磨处理量及物料流速的调控，成为现阶段水泥磨设计及操作的关键所在。

1 料流调控方法与手段

在结构上，影响喂料量及磨内流速的因素主要有：磨内衬板结构及排布，隔仓板的形式，扬料板的形式及布置。而对料流的有效调控，主要通过以下手段来实现。

1.1 隔仓板调控

隔仓板调控是近几年刚出现的新的调控手段，也是很有应用前景的一种调控方式，特别是针对双层隔仓板，它克服了单层隔仓板过料量过小，过度依赖前后料压的缺点，但是由于双层隔仓板为强制过料，故由一仓进入二仓的物料量无法得到调控。特别是随着进料粒度的变化，当进磨粒度明显减小时，双层隔仓板表现出了过料量太大的缺点，因此我们可以通过平衡、调控隔仓板的过料量来实现磨内的料流可控。

如图1所示，隔仓板调控主要是通过改变隔仓板卸料口的卸料能力或扬料板的扬料能力来实现。

图1 隔仓板调控原理示意图

1.1.1 卸料口调控

双层隔仓板的工作原理为：经过一仓研磨破碎后的物料，通过前篦板及细筛板，进入到隔仓板中部，随磨转动过程中在扬料板的作用下被扬起至隔仓板顶部，随后在重力的作用下沿着扬料板滑落至中心孔上方的出料口处。因此，通过改变隔仓板出料口结构以调控料流成为了可能。通过在隔仓板卸料口增加调控装置，使卸料口的大小变得可调，这样被扬起的物料有一部分因卸料口变小而留在隔仓板中被再次循环。由于物料通过前篦板及细筛板进入扬料板区域是靠料压的推动作用，故留存在隔仓板中没有通过卸料口的物料在转动过程中再次回落至磨体底部时会增大隔仓板中的料压，从而使得通过前篦板的物料量变小。

卸料口大小的不同，会导致在隔仓板内部循环的物料量不同，进而致使隔仓板中的料压不同，这样依赖一仓的料压才能进入隔仓板的物料量变为了可控。

1.1.2 扬料板调控

扬料板调控的原理是：将扬料板设计为活动式或组合式，在转动过程中通过改变活动式扬料板与隔仓板外圈的间隙大小，或者调控组合式扬料板上的通孔大小，使得扬料板上的物料在其沿扬料板滑落过程中被漏至下一个扬料板上，从而实现一部分物料在隔仓板中循环，进而改变隔仓板中的料压，达到调控料流的目的。

现阶段的水泥磨，特别是圈流磨，由于磨内拉风的原因，通过隔仓板中心孔的高速气流的裹带效应，致使在隔仓板出料侧存在无料区，有时这一区域会达到1.5m[2]。无料区的存在，将大大缩短磨机的有效研磨长度，进而缩小物料的停留时间。而且通过改变隔仓板的结构，增加物料引导结构，可以有效的抑制隔仓板中心孔这种“喷流”，“风洞”现象，有效的增大磨机的有效研磨长度，使物料分布得到改善。实际运用表明，隔仓板调控是一种方便快捷的调控手段，调控范围大，对进料粒度的适应范围较广。

1.2 活化衬板调控方式

对料流的调控，除了调节通过量之外，我们还需要调控物料的磨内流动速度，原则上流动速度越慢，物料在磨内的停留时间越长，被磨细的几率也越高。活化衬板是波纹衬板与挡球圈有机结合的产物，在细磨仓中分布几道活化衬板，其既能发挥波纹衬板对研磨体的提升作用，又能实现挡料的作用。研究表明：料位的稳定可使得磨机始终处于一个相对平衡的粉磨状态，有利于产量的稳定[3]。活化衬板调控料流的原理是每道活化衬板都组成了一个简易的单层隔仓板，只有物料达到一定的高度，才能溢流过活化衬板，向出磨端移动。活化衬板的中心开孔及其具体结构可根据实际需要而定，不同的开孔及结构，形成的料位也不尽相同。故通过改变活化衬板的开孔大小及高度，我们便可有效的增加物料在磨内流通的阻力，进而实现对料速的调控。

活化衬板对料流的调控还体现在对物料的分布上，在磨机转动过程中，在圆周方向上物料和研磨体在做抛物线运动，在此过程中最外圈的物料不能得到应有的冲击与破碎。而活化衬板的安装，可以扰乱这种相对平稳的抛物运动，使物料的降落点较为分散。从而增加最外圈物料被破碎，研磨的几率。

1.3 其他调控，优化料流方式

除了隔仓板及活化衬板，水泥磨的料流还可以通过其他手段而得到优化。原则上只要能改变物料在磨内的分布及流通状态的方法，比如改变衬板的结构，根据实际提升高度选取合适的研磨体的级配，合理选取、排布阶梯衬板，大、小波纹衬板，采用螺旋进料来替代溜子以改变物料的入磨速度，均能实现对料流的优化。

2 结语

（1）在进磨粒度减小的情况下，通过对磨内料流进行适当的调控，既能增加磨机对物料的适用性，又能有效增加物料的研磨时间，提高磨机产量。

（2）实际应用表明通过改变传统隔仓板的结构，进而调控料流是一种方便可行的调控手段，其调控范围较广，既能影响物料在磨内的停留时间，又能增加磨机的有效研磨长度，调控便捷，可靠。

（3）活化衬板不仅能发挥其扬料，扬球，实现对研磨体的分级作用，通过合理布置活化衬板，改变活化衬板的结构，比如使活化衬板中心孔高度可调，也能优化磨内料流，实现增产降耗的目的。

本文仅从料流控制方面提出了一些提高水泥磨研磨效率的建议，生产实践中还有其他技术能实现水泥磨的节能降耗。比如超临界研磨，超临界磨在矿山粉磨领域已经被证实是一种高效节能设备，它大大提高了碾磨体的碾磨效率，整体能量利用率较高，但由于其自身结构的限制，并没有在水泥行业应用。实现水泥磨的超临界研磨，可能是水泥磨发展的一个方向。