眾所周知，水泥行業(yè)是能耗大戶，能源消耗伴隨著水泥生產(chǎn)的全過程，粉磨工序是電老虎，水泥生產(chǎn)的電耗主要用在粉磨上。在激烈的市場競爭和緊迫的節(jié)能壓力下，節(jié)能措施不斷推陳出新。在生料立磨、水泥輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨等工藝技術(shù)，已經(jīng)成熟并得到快速推廣的今天，是否還有效果顯著的節(jié)能工藝呢？本文就自己了解的一些片面情況，作一下技術(shù)展望。

一、關(guān)于生料制備

　　1. 關(guān)于生料的分別粉磨

　　分別粉磨這個概念起源于水泥粉磨系統(tǒng)，國內(nèi)外在這方面已有諸多室內(nèi)試驗(yàn)和工業(yè)使用案例，主要是針對易磨性相差較大的不同組分采取的措施，目前在國內(nèi)外仍有使用的案例。而對于生料粉磨系統(tǒng)，目前尚未見到這方面的報(bào)道。

　　實(shí)際上，就生料粉磨來講，在不少的廠家，同樣存在著易磨性相差較大的配料組分。比如硅質(zhì)原料，特別是采用硬質(zhì)砂巖配料的企業(yè)，砂巖與石灰石等其他組分，其易磨性就相差很大。這一點(diǎn)在窯灰的成分上有很好的體現(xiàn)，窯灰的KH明顯高于生料的，就說明砂巖與石灰石的易磨性相差很大。

　　當(dāng)砂巖與其他組分的易磨性相差較大時(shí)，其生料中的組分細(xì)度就會有較大差別。生料就會在預(yù)熱器內(nèi)發(fā)生分選現(xiàn)象，導(dǎo)致窯灰與生料的成分產(chǎn)生了較大的差別，給窯灰的使用帶來一定的麻煩，最終導(dǎo)致了含窯灰的入窯生料在成分上的不穩(wěn)定，嚴(yán)重干擾了窯系統(tǒng)熱工制度的穩(wěn)定。

　　更重要的是，較大的砂巖顆粒形成了制約固相反應(yīng)的瓶頸。我們都知道，水泥熟料礦物都是通過固相反應(yīng)完成的，生料磨的愈細(xì)、物料的顆粒愈小、比表面積愈大、組分間的接觸面積就愈大、表面質(zhì)點(diǎn)的自由能也就愈大，就能使擴(kuò)散和反應(yīng)能力增強(qiáng)，反應(yīng)速度加快。

　　有人做過試驗(yàn)，當(dāng)生料中粒度大于0.2mm的顆粒占到4.6%時(shí)，在1400℃燒成的熟料fCa0為4.7%；當(dāng)生料中粒度大于0.2mm的顆粒減少到0.6%時(shí)，同樣在1400℃燒成的熟料，其fCa0盡然減少到1.5%以下?？梢娏６葘ι弦谉缘挠绊懹卸嗝创螅?

　　理論上，物料的固相反應(yīng)速度與其顆粒尺寸的平方成反比，即使有少量較大尺寸的顆粒存在，都會顯著延緩其反應(yīng)過程的完成。所以，生產(chǎn)上，要盡量使生料的顆粒控制在較窄的范圍內(nèi)，特別是要控制好0.2mm以上的顆粒。

　　但在實(shí)際生產(chǎn)中，生料粉磨得越細(xì)電耗就會越高。我們怎么樣在盡量減少生料粗顆粒的同時(shí)又少增加電耗呢？就是要將生料細(xì)度控制在較窄的范圍內(nèi)；對于易磨性相差較大的原料組分，怎么樣在將砂巖磨細(xì)的同時(shí)，又不會把其他組分磨得過細(xì)呢？將砂巖與其他組分進(jìn)行分別粉磨，就是完全必要的了。

　　在這方面，亞東水泥的江西公司已進(jìn)行了工業(yè)嘗試，實(shí)踐證明，對于同樣細(xì)度的生料，其易燒性得到了大幅度提高，可以節(jié)約燃料。換句話說，在同樣易燒性的情況下，可以將生料細(xì)度放粗，實(shí)現(xiàn)節(jié)電的目的。

　　江西亞東由原來外購軟砂巖，改采用自有砂巖（硬質(zhì)結(jié)晶），降低成本約21元/t(生料）。 使用一套原有RM56.4立磨，既研磨砂巖粉又磨石灰石粉，不增加主設(shè)備投資。采用砂巖分磨技術(shù)后，初步的結(jié)果顯示，對于熟料的強(qiáng)度有較大的提高，電耗下降，具體對比如下：

粉磨 工藝	窯別	日期	電耗 噸/度	煤耗 千克/噸	3天 強(qiáng)度MPa	28天 強(qiáng)度MPa	產(chǎn)量 T/D
砂巖 分磨前	#3窯	2012年8月	25.46	133.06	32.4	57.9	5400
		2012年9月	24.85	131.54	32.2	57.7
		2012年10月	24.96	130.95	31.4	58.6
		2012年11月	24.54	131.69	31.5	60.5
		2012年12月	24.19	130.88	32.9	60
	#4窯	2012年8月	25.7	131.4	32.7	57.1	5500
		2012年9月	23.9	128.3	32.4	57.4
		2012年10月	23.3	129.5	31.8	58.6
砂巖 分磨后	#3窯	2013年1月	24.09	133.06	32.4	60	5500
		2013年2月	23.77	131.92	33.3	60.8
	#4窯	2012年12月	22.8	130	32.4	59.2	5750
		2013年1月	23.2	132	32.5	59.8
		2013年2月	23.2	130	33.5	60.5

　　2. 生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)

　　目前生料制備有中卸烘干磨、立磨、輥壓機(jī)終粉磨三種方案，由于中卸磨能耗較高（22~28kWh/t），目前大都采用電耗較低的立磨粉磨生料（~18kWh/t），近幾年將輥壓機(jī)終粉磨用于粉磨生料，進(jìn)一步降低了電耗（11~13kWh/t）。

　　輥壓機(jī)終粉磨用于生料制備，不但節(jié)電效果顯著，而且操作和維護(hù)都較容易，備品備件費(fèi)用也低得多，應(yīng)該是今后的一個發(fā)展方向。

　　下面以2500t/d窯系統(tǒng)所配生料制備系統(tǒng)作一下對比：

項(xiàng)目	中卸烘干磨	立磨方案	輥壓機(jī)方案
設(shè)計(jì)能力	185t/h	190t/h	200t/h
90um細(xì)度	14%	14%	14%
主機(jī)規(guī)格	Ø4.6*（9.5+3.5）m	Ø3626mm	2-Ø1800*1000mm
主機(jī)功率	3550kw	2000kw	2*900kw
選粉機(jī)功率	160kw	75kw	75kw
提升機(jī)功率	132kw	37kw	2*90kw
系統(tǒng)風(fēng)機(jī)	1000kw	2000kw	1000kw
主機(jī)裝機(jī)功率	4842kw	4112kw	3055kw
主機(jī)裝機(jī)電耗	27kWh/t	22kWh/t	15kWh/t
實(shí)際生料電耗	24kWh/t生料	18kWh/t生料	12kWh/t生料
折合熟料電耗	37kWh/t熟料	28kWh/t熟料	19kWh/t熟料
總投資	1264萬元	1516萬元	1605萬元

　　就粉磨系統(tǒng)來講，生料的比表面積一般在200m²/kg左右，在這個階段根本就談不上易磨性，影響產(chǎn)質(zhì)量的主要是易碎性；受易磨性影響的階段，比表面積一般在320m²/kg以上，這就是水泥了。所以，對原料關(guān)注的應(yīng)該是易碎性，而不是易磨性，輥壓機(jī)用于生料粉磨比用于水泥粉磨更適合。

河南嵩基5000t/d線輥壓機(jī)終粉磨中控操作畫面[Page]

　　鑒于生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)具有顯著的節(jié)電效益，而且后續(xù)維護(hù)維修簡單、運(yùn)行成本低，我也作了一些調(diào)查，了解的幾家公司的情況大致如下：

　　陜西滿意水泥，采用2000*1600mm  2*1800kWh 輥壓機(jī)，臺時(shí)430t/h，電耗10.7kWh/t生料；四川亞東水泥，采用1700*1800mm  2*1800kWh 輥壓機(jī)，臺時(shí)340~350t/h，電耗15~16 kWh/t生料；登封嵩基水泥，采用2000*1600mm  2*1800kWh 輥壓機(jī)，臺時(shí)430~450t/h，電耗12 kWh/t生料左右；邯鄲太行水泥，采用 ?1700*1000mm  2*1120kWh 輥壓機(jī)，臺時(shí)250t/h，電耗13.5kWh/t生料；采用鋼渣配料時(shí)，臺時(shí)200t/h，電耗17kWh/t生料；山西智海水泥，采用1800╳1000mm  2×900kW輥壓機(jī)，臺時(shí) 210～230t／h，電耗12kWh／t左右。

輥壓機(jī)終粉磨示意圖

　　仔細(xì)分析各公司的情況，有成功的、有不理想的、也有失敗的，但總體上節(jié)電效果都是肯定的，問題主要出在輥壓機(jī)的粘堵上。在北方干旱地區(qū)沒有太大問題，而同樣在南方多雨地區(qū)為什么有成功有失敗呢，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)：輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)并不怕雨水多、也不怕含土多，怕的是兩者都多，導(dǎo)致輥壓機(jī)粘堵。

　　就目前的運(yùn)行情況來看，臺灣花蓮是雨水多，但含土少，運(yùn)行良好；邯鄲太行是含土多，但雨水少，運(yùn)行良好；登封嵩基是新廠設(shè)計(jì)，加大了物料堆存，具有較強(qiáng)的抗雨能力，也運(yùn)行良好；四川亞東是雨水多、含土多、天氣潮濕，經(jīng)常發(fā)生粘堵現(xiàn)象，臺時(shí)產(chǎn)量較低，但由于節(jié)電效果還是有的，目前仍在使用。

　　因此，在選擇輥壓機(jī)生料終粉磨系統(tǒng)時(shí)，一定要慎重考慮輥壓機(jī)的粘堵問題，適當(dāng)加大防雨庫存、加強(qiáng)系統(tǒng)保溫措施、加強(qiáng)系統(tǒng)的烘干能力、甚至在破碎系統(tǒng)引入烘干功能，以確保在節(jié)電的同時(shí)能正常生產(chǎn)。對于雨水多而且原料含土多的生產(chǎn)條件，最好不要采用！

　　3. 中卸烘干磨改為輥壓機(jī)終粉磨的最新案例

　　某公司2006年投產(chǎn)的4000t/d窯生產(chǎn)線，配置的生料磨為φ4.6×（9.5+3.5）m中卸烘干管磨系統(tǒng)，設(shè)計(jì)臺時(shí)190t，配置總功率為4800kw，噸生料設(shè)計(jì)電耗為27度。近幾年磨機(jī)臺時(shí)在185～190噸，窯產(chǎn)量維持在2900t/d左右，生料工序電耗為28度左右，能力上也不能滿足窯的需要。

改造前運(yùn)行中的中卸烘干磨

　　為了降低生料粉磨電耗和提高生產(chǎn)能力，該廠在2014年4月份，在準(zhǔn)備好的情況下，停窯15天，將中卸烘干磨就地改成了輥壓機(jī)終粉磨，使系統(tǒng)裝機(jī)功率下降了1200多kw。

　　輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)的工藝主機(jī)為，一臺HFCG160-140輥壓機(jī)、一臺HFV4000 V型氣流分級機(jī)、一臺NBH1400D-25.50m循環(huán)提升機(jī)。

　　由于是老廠改造，為了利用原有空間、廠房、部分設(shè)備，系統(tǒng)增加一臺原料提升機(jī)、3條短皮帶機(jī)，從而利用了原有中卸烘干磨空間和廠房，解決了布置難題、降低了基建投資；系統(tǒng)利用了原有熱風(fēng)系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)，對選粉機(jī)進(jìn)行了局部改造，降低了設(shè)備投資。改造方案比新建方案投資降低了600多萬元。

輥壓機(jī)終粉磨改造方案圖

　　輥壓機(jī)生料終粉磨，與2014年4月29日投入運(yùn)行。一周的試運(yùn)行表明，細(xì)度控制80um篩余16%，200um篩余在1.5%左右，臺時(shí)產(chǎn)量在190t/h左右；細(xì)度放粗到80um篩余18%，200um篩余將上升到1.7%左右，臺時(shí)產(chǎn)量在210t/h。如果把細(xì)度放粗到80um篩余20%，200um篩余將上升到2.0%左右，估計(jì)臺時(shí)產(chǎn)量能到230t/h。

　　從一周的試運(yùn)行來看，輥壓機(jī)終粉磨的生料易燒性較好，80um篩余可以比中卸烘干磨放寬2.0%左右。輥壓機(jī)終粉磨20% 的細(xì)度，相當(dāng)于中卸烘干磨18% 細(xì)度的易燒性。

　　從一周的試運(yùn)行來看，生料電耗已經(jīng)由原來中卸烘干磨的28kWh/t下降到輥壓機(jī)終粉磨的16kWh/t。生料電耗下降了12kWh/t以上。在系統(tǒng)調(diào)整后，有望下降到13kWh/t生料以下。

　　改造總投資約1390萬元，按節(jié)電12kWh/t生料，0.55元/kwh，年產(chǎn)熟料80萬t，料耗1.55算，年節(jié)電效益800多萬元，投資回收期不到兩年。

試運(yùn)行中的輥壓機(jī)終粉磨中控操作畫面[Page]

二、關(guān)于水泥粉磨

　　1.關(guān)于水泥的分別粉磨

　　前面已談到了生料的分別粉磨，實(shí)際上分別粉磨這個概念，在水泥粉磨系統(tǒng)早有應(yīng)用，是普通開流磨年代的主要增效措施之一。后來，由于選粉機(jī)的出現(xiàn)，特別是由于輥壓機(jī)的出現(xiàn)，直至發(fā)展到目前的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，分別粉磨的光環(huán)逐漸被掩蓋。

　　對于水泥在混凝土中的使用性能來講，應(yīng)該說0~80um的顆粒都是必要的，但對于水泥強(qiáng)度的貢獻(xiàn)，則主要是3~32um的熟料顆粒。熟料顆粒＞32um就會影響到其水化速度，影響到其活性的發(fā)揮，影響到其對水泥強(qiáng)度的貢獻(xiàn)，應(yīng)該盡量控制；＜3um的顆粒雖能顯著提高水泥的早期強(qiáng)度，但會導(dǎo)致水泥的后期強(qiáng)度降低，引起水泥強(qiáng)度的前后不平衡，也是應(yīng)該努力減少的；由于熟料是水泥配料中成本最高的組分，所以水泥中的其他粒級應(yīng)該盡量減少對熟料的占用，而由其他成本較低的組分來補(bǔ)足。

　　用于粉磨水泥的不同組分的易磨性是相差很大的，目前的配料后共同粉磨，對水泥強(qiáng)度起主要貢獻(xiàn)的熟料很難磨到最佳的細(xì)度，造成一定的潛能浪費(fèi)；而比較易磨的其他組分又很難做到不產(chǎn)生過粉磨現(xiàn)象，增加除塵難度、影響磨內(nèi)通風(fēng)、產(chǎn)生包球及糊蓖縫，最終是降低了臺時(shí)和增加了電耗。那么，如何在各組分的易磨性相差很大的情況下，實(shí)現(xiàn)對水泥中熟料的最佳粉磨呢？

　　目前，隨著聯(lián)合粉磨系統(tǒng)可挖的潛力已經(jīng)不多，為了進(jìn)一步的節(jié)能降耗，分別粉磨又逐步被重視起來，在國內(nèi)的水泥廠、粉磨站，都已經(jīng)有了設(shè)計(jì)、改造、運(yùn)行的案例。這里簡單介紹一下拉法基瑞安東駿公司的水泥分別粉磨情況，供大家參考。

　　東駿公司擁有一條4000t/d的新型干法水泥生產(chǎn)線，于2005年6月點(diǎn)火生產(chǎn)，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)水泥148萬t。水泥粉磨采用分別粉磨工藝, 粉磨設(shè)備采用兩臺史密斯的OK33-4立磨，混合材和熟料的粉磨是分開進(jìn)行的。

熟料粉磨系統(tǒng)

混合材粉磨系統(tǒng)

混合攪拌系統(tǒng)  [Page]

　　熟料和石膏用一臺立磨粉磨，礦渣和石灰石用一臺立磨粉磨，分別送入相對應(yīng)的粉料庫儲存。然后，根據(jù)市場對水泥品種的需求，經(jīng)沖板流量計(jì)計(jì)量按比例配合后，喂入兩臺KM3000D型混合攪拌機(jī)，經(jīng)過攪拌混合后送入水泥儲存庫儲存及出廠。

　　立磨設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為：礦粉比表面積＞420㎡/kg，臺時(shí)84t/h；熟料粉比表面積＞330㎡/kg ，臺時(shí)150t/h。其中熟料磨可以粉磨熟料粉或者直接生產(chǎn)水泥成品，礦渣磨可以在礦粉庫滿時(shí)先用熟料洗磨，然后調(diào)入熟料粉庫粉磨熟料粉，可以根據(jù)生產(chǎn)情況和市場需求靈活多變的組織生產(chǎn)。

2009年本步電耗情況統(tǒng)計(jì)表：

品種 項(xiàng)目	年累計(jì)用電量（kW.h）	年累計(jì)單耗（kW.h／t）
熟料粉	29144408	26.74
純礦渣粉	4195665	46.70
混合材礦粉	9271879	34.82
攪拌水泥	3097326	2.30

2009年水泥粉磨系統(tǒng)綜合平均電耗為31.13 kWh∕t，各品種電耗如下：

品種	P.O52.5	P.O42.5R	P.O42.5	P.SA32.5R	P.SA42.5	P.SA32.5
電耗	30.56	29.16	30.63	36.71	31.90	34.08

 　　通過以上數(shù)據(jù)我們可以清楚的看出，該公司選用立磨機(jī)進(jìn)行水泥的分別粉磨是具有極大優(yōu)勢的，在當(dāng)前的行業(yè)局勢下，在原材料價(jià)格一路攀升的情況下，它可以控制水泥粉磨的電耗。需要指出的是，東駿公司水泥磨系統(tǒng)的大型電機(jī)采用已經(jīng)淘汰的水電阻啟動方式，如果采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)，水泥粉磨電耗還能進(jìn)一步降低。

　　2. 水泥立磨終粉磨已經(jīng)成熟

　　立磨以其粉磨、烘干效率高，入磨物料粒度大，粉磨物料適應(yīng)性好，工藝流程簡單，空間布置緊湊，維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在生料粉磨系統(tǒng)中的應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展。

　　但目前，國內(nèi)粉磨水泥熟料仍然以輥壓機(jī)+球磨機(jī)雙閉路聯(lián)合粉磨為主。球磨機(jī)的粉碎機(jī)理是對于大塊物料，靠球的沖擊，屬于單顆粒破碎。100多年來球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)和工藝系統(tǒng)有了很大改變，但粉碎機(jī)理依舊，所以能量利用率沒有大幅度的變化。由于破碎粉磨效率低下，絕大部分鋼球的沖擊能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽俨糠譀_擊能轉(zhuǎn)變?yōu)樵肼?，不但浪費(fèi)了能源，而且污染了環(huán)境。

　　水泥粉磨是保證水泥成品質(zhì)量的最后一關(guān)，盡管人們一直想將水泥行業(yè)推進(jìn)到無球化時(shí)代，但由于球磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用可靠、適合水泥工業(yè)的粉磨要求，所以它仍然長期占據(jù)著水泥粉磨的主導(dǎo)地位。

　　實(shí)際上，以立磨為代表的新一代水泥粉磨，尤其是水泥立磨終粉磨技術(shù)，以其工藝系統(tǒng)流程簡單，單位電耗低、水泥產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定以及操作方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在水泥工業(yè)迅速發(fā)展起來。國外尤其是歐美等國大公司在水泥立磨終粉磨方面技術(shù)已經(jīng)非常成熟，已經(jīng)有大量的銷售使用業(yè)績。

　　實(shí)踐表明，水泥立磨終粉磨產(chǎn)品，完全可以和球磨機(jī)媲美，能夠滿足各種工程需要。根據(jù)中國水泥行業(yè)的資深專家高長明的統(tǒng)計(jì)，在歷年新建水泥項(xiàng)目中，水泥立磨終粉磨的選用率如下表：

粉磨物料	國外（不含中國）				中國大陸
	2000年	2005年	2010年		2000年	2005年	2010年
生料磨	35%	90%	85%		00%	70%	80%
煤粉磨	60%	75%	80%		02%	05%	12%
礦渣粉	1~2%	80%	93%		00%	65%	85%
水泥磨	15%	45%	70%		00%	02%	08%

　　2004年9月臺灣幸福水泥公司在越南福山（phuc son）設(shè)計(jì)的無球化工廠，設(shè)計(jì)能力為5000t/d，采用1臺LM48.4的生料磨、2臺LM46.2+2C的水泥磨和1臺MPS3070BK的煤磨。整個水泥廠的噸產(chǎn)品電耗降到78~80kWh/t。

　　成都院設(shè)計(jì)的阿聯(lián)酋10000TPD生產(chǎn)線，也于2006年投產(chǎn)，印度新建的10000TPD生產(chǎn)線也投入運(yùn)行，全部采用立磨，分別粉磨原料、煤、水泥，都取得了良好的業(yè)績。還有多條新建水泥生產(chǎn)線采用了水泥立磨終粉磨技術(shù)。

　　在國內(nèi)，湖北亞東(萊歇立磨)、云南東駿（史密斯立磨OK33-4）、四川星船城（萊歇立磨）等水泥公司采用了進(jìn)口水泥立磨，目前這些水泥立磨系統(tǒng)均運(yùn)行正常。目前水泥立磨已成功的生產(chǎn)出了普通水泥、中熱水泥、礦渣粉，可以認(rèn)為各品種的水泥，立磨系統(tǒng)均能正常生產(chǎn)。

湖北亞東的水泥立磨

　　2009年張家口金隅水泥有限公司，率先采用兩臺國產(chǎn)TRMS3131立磨穩(wěn)定粉磨水泥的目標(biāo)，磨機(jī)產(chǎn)量和主機(jī)電耗達(dá)到了預(yù)期的指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)水泥立磨的工業(yè)應(yīng)用。

　　2010年6月，華新東川水泥公司采用華新設(shè)計(jì)的HXLM4300水泥立磨用于水泥粉磨。水泥成品的顆粒分布和標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量，與球磨系統(tǒng)的產(chǎn)品相當(dāng)；混凝土的性能，也達(dá)到了工程要求的優(yōu)良水平。

　　2013年7月6日，據(jù)華新水泥的副總李華講，立磨用于水泥粉磨已經(jīng)在華新得以普及，目前，華新公司的水泥粉磨系統(tǒng)已有29臺立磨在生產(chǎn)，全部是華新自己制造的立磨，產(chǎn)品質(zhì)量沒問題，節(jié)電效果顯著。

華新東川HXLM4300水泥立磨

　　實(shí)踐證明，立磨粉磨系統(tǒng)和輥壓機(jī)+球磨聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，生產(chǎn)的水泥都能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　立磨終粉磨工藝集烘干、研磨、選粉于一體，工藝流程簡單，設(shè)備數(shù)量少，粉磨效率高，物料停留時(shí)間短，設(shè)備裝機(jī)功率低、電耗低、運(yùn)轉(zhuǎn)率高，建筑面積和占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低，操作維護(hù)簡單，單機(jī)規(guī)格大。

　　特別是，立磨終粉磨系統(tǒng)，允許入磨物料綜合水分更高。這在干排粉煤灰資源已經(jīng)緊張、價(jià)格大幅度上漲的今天，優(yōu)勢更加突出，國內(nèi)還有歷史遺留的、大量的、原來濕排的，粉煤灰資源可資利用，是降低生產(chǎn)成本的有效措施之一。

　　通過磨盤和磨輥的研磨曲線組合、磨內(nèi)選粉機(jī)性能的改進(jìn)、和磨盤轉(zhuǎn)速及壓力的調(diào)整，可以優(yōu)化水泥顆粒形狀和級配；在系統(tǒng)操作參數(shù)方面，通過提高立磨磨內(nèi)溫度，在風(fēng)量一定的情況下，提高選粉機(jī)轉(zhuǎn)速，可以明顯降低水泥的篩余，但對提高比表面積影響并不明顯；在選粉機(jī)轉(zhuǎn)速一定的情況下，降低風(fēng)量，有利于比表面積的提高；可以對水泥組分的石膏變化施加影響來優(yōu)化水泥性能。

　　大家所擔(dān)心的主要是水泥的顆粒形狀。目前，大家公認(rèn)的比較好的水泥立磨是萊西公司的立磨，根據(jù)2009年11月20日，萊西公司在武漢會議上的介紹，我仔細(xì)分析了這臺立磨的特點(diǎn)，概括起來主要是：

輔料輥預(yù)碾壓，料床研磨，顆粒級配寬分布

寬磨盤短錐輥，邊緣輥壓，減小顆粒棱形化

萊西公司水泥立磨結(jié)構(gòu)圖 [Page]

　　增加輔輥預(yù)碾壓，可提前實(shí)現(xiàn)回料的排氣和預(yù)壓，形成一個有一定承載力的料床，避免主輥與磨盤的直接沖擊引起振動，同時(shí)料床研磨比沖擊研磨更能提高顆粒級配的分布寬度；

　　較大的磨盤較短的磨輥在邊緣輥壓、采用大錐度的磨輥，讓每個接觸點(diǎn)的線速度盡量保持一致，使磨輥、磨盤實(shí)現(xiàn)相對滾動，有利于使磨盤與磨輥給予物料的力趨于同向，從而減小由于相對搓動導(dǎo)致的剪切力，使研磨部件的磨損更均勻，使水泥顆粒的形狀更球形化。

萊西公司水泥立磨原理圖

　　兩項(xiàng)措施較好的解決了原有立磨生產(chǎn)的水泥，球形度不好和顆粒級配分布過窄的問題，從而改善了立磨水泥的和易性。

　　實(shí)踐證明，立磨系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥完全能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。下面是西南科技大學(xué)的有關(guān)調(diào)查資料，供參考：

不同粉磨流程電耗對比

物料	水泥比表面積m2/kg	水泥粉磨流程	系統(tǒng)電耗 kWh/t	較圈流節(jié)電 %
普通水泥	350	圈流球磨	40
		輥壓機(jī)預(yù)粉磨	35	13.5
		輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨	30	25
		立磨終粉磨	25	38.5

 不同粉磨流程實(shí)際運(yùn)行參數(shù)對比

不同粉磨流程管理及投資對比

　　不同流程水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量對比如下圖。由圖可見，需水量最高的是閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，而不是立磨。

水泥成品的顆粒分布對比

水泥品種	顆粒含量(%)							篩余(%)		比表 面積 m2/kg
	≤5μm	5-10μm	10-30μm	30-45μm	45-60μm	≥60μm	N值	30μm	45μm
OPC	24.11	13.64	34.44	16.49	8.28	3.04	0.98	25.1	13.6	320
PCB40	26.19	13.74	31.86	13.80	9.38	5.03	0.90	29.8	16.3	330

不同磨別普通波特蘭水泥（OPC）性能對比

表5 普通波特蘭水泥（OPC）
水泥磨	球磨		立磨
細(xì)度	比表面積/(m2·kg-1)	375	377
	+45μm/%	5.3	1.3
水泥性能測試（ISO）	標(biāo)稠需水量/%	27.0	26.5
	初凝/min	125	110
	終凝/min	170	160
抗壓強(qiáng)度/MPa	7d	39	42.8
	28d	60.5	60.3

不同磨別水泥配置混凝土性能比較

表6 不同磨別水泥配置混凝土性能比較
磨別	水泥 等級	水泥28d抗壓強(qiáng)度 MPa	混凝土 等級	混凝土試驗(yàn)配比，kg					混凝土 水灰比	混凝土初始坍塌度mm	混凝土28d抗壓強(qiáng)度 MPa
				水	水泥	砂	石子	JF-9型減水劑
立磨	P.O 42.5R	54.9	C30	155	287	685	1271	2.30	0.540	45	39.6
			C35	150	341	629	1277	2.73	0.440	40	47.1
			C40	150	375	562	1310	3.00	0.400	48	50.9
球磨	P.O 42.5R	54.5	C30	165	284	682	1267	2.27	0.580	46	39.4
			C35	160	340	626	1271	2.72	0.470	45	46.2
			C40	155	369	562	1311	2.95	0.420	42	51.1

3，水泥磨外粉碎磨新理念[Page]

　　水泥窯由于生料分解要消耗大量的能量，為了減輕窯的負(fù)荷將分解功能移出窯外，專門設(shè)置了分解效率比窯更高的分解爐，由此形成了窯外分解窯。

　　那么，水泥磨的主要能耗用于物料粉碎，能否將粉碎功能移出磨外，也設(shè)置一個粉碎效率更高的設(shè)備承擔(dān)，由此形成磨外粉碎磨呢？答案是可以的?，F(xiàn)有的輥壓機(jī)預(yù)粉磨、輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)都是在不同程度上的粉碎移出。

　　我們知道，目前在水泥粉磨系統(tǒng)上，還不能使用輥壓機(jī)終粉磨，其主要原因不是輥壓機(jī)的效率低，而是由輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)出的水泥，一是顆粒級配過窄，二是水泥顆粒的球形度不好，所以仍然甩不掉球磨機(jī)。

　　聯(lián)合粉磨系統(tǒng)就是要利用輥壓機(jī)和球磨機(jī)各自的長處，既要實(shí)現(xiàn)高效率，又要有好的顆粒級配和球形度，只是目前的分工還不夠徹底。

　　如果我們在聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中，進(jìn)一步把輥壓機(jī)做大、并加大其循環(huán)負(fù)荷，就能將大部分粉碎功能在磨外完成，留給球磨機(jī)的任務(wù)就主要是整形了，這就形成了磨外粉碎磨。從而使球磨機(jī)的負(fù)荷大幅度減輕，便可以把球磨機(jī)的規(guī)格縮小并改為單倉磨，不但減輕了球磨機(jī)本身的能耗，而且降低了系統(tǒng)阻力。

　　首先，在水泥粉磨系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，要敢于大膽嘗試，因?yàn)榻?jīng)過這幾年聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的發(fā)展，輥壓機(jī)越配越大，實(shí)際上走的就是這條路線，只是還不到位而已，已經(jīng)沒有什么風(fēng)險(xiǎn)了。下圖是天津院近幾年的配置變化：

　　如果受輥壓機(jī)裝備制造能力的限制，一時(shí)還做不了足夠大的輥壓機(jī)，則可以先把球磨機(jī)配小點(diǎn)，并采用單倉磨配置，適當(dāng)降低一些系統(tǒng)能力也是可以的，只要系統(tǒng)電耗降下來就值得。

　　退一步講，如果暫時(shí)不具備改造條件，在現(xiàn)有聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的操作中，我們也應(yīng)該努力加大輥壓機(jī)的循環(huán)負(fù)荷，向磨外粉碎磨趨近，這也是一個有效的節(jié)能措施。

　　誠然，問題并非如此簡單，這不單是一項(xiàng)輥壓機(jī)技術(shù)，而是一項(xiàng)粉磨系統(tǒng)的系統(tǒng)工程技術(shù)。在制定方案和實(shí)施過程中，還有好多具體問題需要做系統(tǒng)的研究，這也正是這項(xiàng)技術(shù)至今未能推開的原因。實(shí)際上，國內(nèi)一些比較前衛(wèi)的公司已經(jīng)在這方面做了一些探索，但結(jié)果都不太理想。

　　4.關(guān)于水泥輥壓機(jī)半終粉磨系統(tǒng)

　　目前，部分廠家在積極推行半終粉磨系統(tǒng)，將輥壓機(jī)閉路系統(tǒng)收集的部分細(xì)粉直接加入到成品中，據(jù)說：一是能增加產(chǎn)量降低電耗，二是能改善水泥的顆粒級配，拓寬水泥粒度的分布范圍，降低水泥的需水量。

　　所謂半終粉磨，就是將一部分未加整形的水泥顆粒，直接加進(jìn)了水泥成品之中，提高了系統(tǒng)的選粉效率，提高產(chǎn)量和降低電耗是必然的，這一點(diǎn)兒毋容置疑。但至于水泥需水量，既取決于顆粒級配、又取決于顆粒形狀，級配的拓寬能降低需水量、但顆粒的異化又能增加需水量，實(shí)踐證明，半終粉磨系統(tǒng)的水泥其需水量是增加的。

天山蘇州公司的水泥半終粉磨雙選粉機(jī)流程

　　由于其在V選與旋風(fēng)收塵器之間加了一臺選粉機(jī)，降低了對成品水泥顆粒級配的拓寬能力，姑且不論是否能拓寬顆粒級配的分布范圍，但可以肯定，這部分物料是沒有通過球磨機(jī)整形的輥壓機(jī)細(xì)粉，其顆粒的球形度極差。

　　水泥的堆積密度、需水量，除與水泥的顆粒級配有關(guān)外，還與水泥的顆粒形狀有關(guān)，圓度系數(shù)（與顆粒投影面積相等的圓的周長與顆粒投影面積的實(shí)際周長之比）越高，與水的接觸表面積就越小，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量就越小。

　　輥壓機(jī)為料床擠壓一次破碎，效率高但球形度不好，球磨機(jī)為多次沖擊研磨，效率低但球形度高，這也正是輥壓機(jī)甩不掉球磨機(jī)的主要原因。所以，半終粉磨系統(tǒng)不可能改善水泥的需水量，事實(shí)證明半終粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥，其需水量反而比較高，不太受用戶歡迎。

　　生產(chǎn)混凝土對水泥的要求是多方面的，首先要滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，除了水泥強(qiáng)度以外，混凝土企業(yè)更關(guān)注水泥的需水量。 如果任其需水量增高，就難以保證混凝土的標(biāo)號；如果使用減水劑保證混凝土標(biāo)號，就要增加混凝土的生產(chǎn)成本，犧牲混凝土企業(yè)的利益。這等于把水泥企業(yè)的效益建立在了混凝土企業(yè)的成本之上，實(shí)際上是在與自己的用戶爭奪利益，最終導(dǎo)致了混凝土企業(yè)提出限制水泥比表面積、直至限制水泥需水量的措施。用戶是上帝嗎，他可是有這個權(quán)利！

　　所用水泥的需水量，關(guān)系到混凝土企業(yè)的利益，勢必影響到水泥企業(yè)的產(chǎn)品競爭力。多數(shù)水泥企業(yè)已經(jīng)注意到了這個問題，一般將水泥的需水量控制在了24~26%之間；也有一些企業(yè)給予了高度關(guān)注，已經(jīng)把降低水泥需水量，作為了提高產(chǎn)品競爭力的措施。比如，在福建、廣東的一些公司，已將水泥需水量控制到22.0~23.0%左右，其水泥產(chǎn)品也因此受到了混凝土企業(yè)的青睞，有效促進(jìn)了銷售增長。

　　實(shí)際上，如果考慮拓寬水泥的顆粒級配，降低其需水量，將球磨機(jī)磨內(nèi)通風(fēng)的收塵粉直接加入成品中更加合適。但要注意收塵粉的細(xì)度，如果存在過粗的顆粒，則可以在袋除塵器之前加一級旋風(fēng)除塵器。

　　但這不等于說半終粉磨系統(tǒng)就沒用了，反倒可以說是精細(xì)化管理的一項(xiàng)成果。半終粉磨雖然具有水泥需水量高的缺點(diǎn)，但對提高粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)量和降低電耗還是確實(shí)有效的。任何性能的提高都伴隨著針對性提高和適應(yīng)性下降，只要我們能用其所長避其所短，半終粉磨還是能有所作為的。

　　比較適應(yīng)半終粉磨的條件：對水泥需水量不敏感的市場和用戶、對于大部分低標(biāo)號水泥、對于水泥開路粉磨系統(tǒng)、對于比表面積控制比較低的水泥、對于需水量不高的熟料、對于外摻礦渣微分的水泥。

　　不太適合半終粉磨的因素：對水泥需水量要求苛刻的市場和用戶、對于大部分高標(biāo)號水泥、對于水泥閉路粉磨系統(tǒng)、對于比表面積控制比較高的水泥、對于需水量高的熟料、對于比較差的石灰石礦山、對于堿含量比較高的原料。

　　實(shí)際上，上述條件都不是一成不變的，有時(shí)適應(yīng)有時(shí)不適應(yīng)。我們可以設(shè)計(jì)為“半終粉磨”和“聯(lián)合粉磨”并存的工藝，按需切換、各取所長、互相彌補(bǔ)，在具備條件的情況下把產(chǎn)能發(fā)揮到最大、把電耗降到最低。

　　5.水泥輥壓機(jī)終粉磨探討

　　眾所周知，輥壓機(jī)和立輥磨，是近幾年在水泥行業(yè)粉磨系統(tǒng)中廣泛采用的節(jié)電設(shè)備，應(yīng)該說都取得了顯著的效果。但立輥磨已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生料終粉磨，應(yīng)用于水泥的終粉磨也已經(jīng)起步，而輥壓機(jī)卻晚了一步，輥壓機(jī)生料終粉磨才剛剛起步，輥壓機(jī)水泥終粉磨尚處在萌芽階段。

　　實(shí)踐證明，輥壓機(jī)用于生料終粉磨確實(shí)比立輥磨更加節(jié)電，那么用于水泥終粉磨能否也具有比立輥磨更節(jié)電的效果呢？大家普遍擔(dān)心的對水泥顆粒級配和顆粒形狀的影響，是否能夠取得突破呢？

　　在球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)中，對物料的粉磨是以無數(shù)次的沖擊與摩擦混雜進(jìn)行的，其中不乏鋼球之間、鋼球與磨體襯板之間的沖撞，做了不少無用功；包含選粉在內(nèi)，物料在粉磨系統(tǒng)中停留時(shí)間長，粉磨效率低，單位電耗高。

　　物料在立磨粉磨系統(tǒng)中，所受的粉磨力以擠壓為主，研磨為輔，物料在磨盤與磨輥之間被粉磨的次數(shù)較少，整個粉磨過程包含選粉在內(nèi)進(jìn)展快時(shí)間短；因而粉磨效率高，節(jié)省粉磨電耗。

　　鑒于輥壓機(jī)已成功用于生料終粉磨，并且具有系統(tǒng)簡單、操作方便、管理維護(hù)容易、電耗低的特點(diǎn)，那么輥壓機(jī)是否也可以取代立磨作為水泥終粉磨系統(tǒng)呢？輥壓機(jī)與立磨同樣屬于擠壓粉碎，立磨能生產(chǎn)性能合格的水泥，輥壓機(jī)為什么就不能呢？

　　實(shí)際上，水泥輥壓機(jī)終粉磨，是每個水泥人的希望，也受到了水泥行業(yè)專家和領(lǐng)導(dǎo)的重視，我國在上世紀(jì)末就有一個專題項(xiàng)目，直接叫“無球磨機(jī)擠壓粉磨系統(tǒng)”項(xiàng)目，所指很明確，就是期望輥壓機(jī)的節(jié)能優(yōu)勢在水泥粉磨中得到體現(xiàn)。

　　伯力鳩斯和洪堡公司也進(jìn)行了這方面的嘗試，遺憾的是，由于沒有從系統(tǒng)工藝和設(shè)備原理上進(jìn)行改進(jìn)，僅僅將研究局限在設(shè)備的適應(yīng)性調(diào)整上，簡單試驗(yàn)的結(jié)果是：水泥需水量大、快凝、早期強(qiáng)度下降。由于兩大公司在國際水泥界的地位和聲望，他們的簡單試驗(yàn)反而影響了該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步研究。

　　可喜的是，目前國內(nèi)外有關(guān)這方面的研究和嘗試并沒有停止，并取得了一定的進(jìn)展，我們有理由相信他們能夠取得成功。

　　據(jù)有關(guān)資料介紹，在水泥輥壓機(jī)終粉磨工藝技術(shù)攻關(guān)期間，合肥水泥研究設(shè)計(jì)院，在安徽省安慶白鰭豚水泥有限公司，就建成了一套水泥輥壓機(jī)終粉磨生產(chǎn)線，并在實(shí)際運(yùn)行中，通過調(diào)整輥壓機(jī)的液壓壓力、磨輥轉(zhuǎn)速等操作參數(shù)，摸索了一些輥壓機(jī)在擠壓不同粒徑、不同物料時(shí)的運(yùn)行規(guī)律。

　　在水泥成品比表面積＞300m²/kg時(shí)，可以保證輥壓機(jī)在安全、平穩(wěn)的狀態(tài)下運(yùn)行，使輥壓機(jī)的性能得到充分發(fā)揮；通過調(diào)整粉磨系統(tǒng)的循環(huán)負(fù)荷、打散分級機(jī)的分級轉(zhuǎn)速、以及選粉機(jī)轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了水泥粉磨系統(tǒng)單位電耗＜24kWh/t，比表面積為300±10m²/kg，質(zhì)量符合P.O 42.5水泥標(biāo)準(zhǔn)的基本要求。

　　據(jù)介紹，合肥水泥研究設(shè)計(jì)院還研制了出粒度分布調(diào)節(jié)器,用以控制返回輥壓機(jī)重新擠壓的回粉量和調(diào)節(jié)入機(jī)物料的粒度分布，使水泥成品的顆粒形貌、粒度組成趨于合理；通過調(diào)整輥壓機(jī)的循環(huán)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了對水泥成品顆粒的整形，水泥性能等指標(biāo)基本與普通圈流磨一致。輥壓機(jī)終粉磨成品粒度分布見下表。 

輥壓機(jī)終粉磨水泥的成品粒度分布

試樣編號	＜80μm %	＜50μm %	＜30μm %	＜20μm %	＜10μm %
1	98.26	88.09	71.31	55.76	33.08
2	98.40	90.47	72.19	56.14	32.62
3	98.73	92.33	75.56	59.85	35.74
4	99.02	93.87	79.54	63.85	38.73

　　天津院的研究也表明，在多次擠壓料層粉碎條件下，輥壓機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)2~3um的水泥顆粒，而且生產(chǎn)微細(xì)產(chǎn)品的能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于通常的粉磨系統(tǒng)。

　　天津院曾經(jīng)在天津振興水泥公司，在聯(lián)合粉磨系統(tǒng)上做過簡單的終粉磨生產(chǎn)試驗(yàn)，據(jù)有關(guān)資料介紹，該系統(tǒng)為φ180/140輥壓機(jī)+φ3.8×13m球磨機(jī)的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，原生產(chǎn)能力為180t/h。

　　終粉磨工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果為：比表面積達(dá)到380m2/kg，產(chǎn)量達(dá)到120~140t/h，系統(tǒng)電耗為26.4kWh/t，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量檢測為28.3%。其中系統(tǒng)電耗的分項(xiàng)為：輥壓機(jī)20 kWh/t，風(fēng)機(jī)4.0 kWh/t，選粉機(jī)0.4 kWh/t，其他輔機(jī)2.0 kWh/t。

　　從以上天津院的試驗(yàn)可以看出，系統(tǒng)在專項(xiàng)設(shè)計(jì)后，電耗還有下降的空間；標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量雖然偏高，但還沒有到了失控的狀態(tài)，在采取一定措施后，還有下降的可能。

天津振興水泥公司的水泥磨中控畫面 [Page]

　　綿陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)為，國外學(xué)者的有關(guān)研究，采用的熟料鋁率高達(dá)3．0，與我國硅酸鹽水泥熟料的鋁率相差甚遠(yuǎn)，不符合我國的實(shí)際情況。他們采用鋁率較低的水泥熟料，對終粉磨水泥的顆粒級配、水化特性進(jìn)行了小磨研究。有關(guān)數(shù)據(jù)見表1、表2、表3、表4。

　　實(shí)驗(yàn)采用四川某廠硅酸鹽水泥熟料，在熟料中加入3％石膏后分成兩部分，一部分進(jìn)φ500×500球磨，磨細(xì)成球磨水泥；另一部分經(jīng)輥壓機(jī)擠壓成料餅(其中包含部分合格細(xì)粉)，其中粗粉在實(shí)驗(yàn)室裝入模具擠壓至合格。

　　采用GXS一203A光定點(diǎn)掃描式顆粒分布儀測定，比表面積測定采用勃氏法，對水泥顆粒分布進(jìn)行了測定對比；對兩種水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行了測定對比；對兩種水泥的凈漿、砂漿強(qiáng)度(凈漿采用2 cm×2 cm×2 cm小試模)進(jìn)行了測定對比。

　　實(shí)驗(yàn)表明，輥壓機(jī)終粉磨水泥與球磨機(jī)粉磨水泥凝結(jié)時(shí)間都正常，均符合國家標(biāo)準(zhǔn)；輥壓機(jī)終粉磨水泥凝結(jié)時(shí)間較球磨機(jī)粉磨水泥短，輥壓機(jī)終粉磨水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量比球磨機(jī)粉磨水泥大。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論認(rèn)為，對鋁率在1．3左右的水泥，輥壓機(jī)終粉磨水泥與球磨機(jī)粉磨水泥性能差別不大；輥壓機(jī)終粉磨水泥凝結(jié)時(shí)間比球磨機(jī)粉磨水泥略短、需水量略大、早期強(qiáng)度高，完全可用于實(shí)際生產(chǎn)中。

　　比利時(shí)水泥制造商CBR是世界最大的水泥制造集團(tuán)之一。其在比利時(shí)的Lixhe水泥廠設(shè)備能力為年產(chǎn)熟料170萬噸，包括80萬噸波特蘭水泥、60萬噸粉煤灰水泥和30萬噸礦渣水泥。由8臺球磨機(jī)完成170萬噸的粉磨任務(wù)，總裝機(jī)容量為1600kW。

　　其中5臺水泥磨是50年代初期安裝的，隨設(shè)備老化生產(chǎn)費(fèi)用上升，為補(bǔ)救這種狀況，CBR在與世界著名的裝備公司和水泥公司，進(jìn)行了反復(fù)的實(shí)驗(yàn)和論證后，于1992年下半年決定在Lixhe水泥廠采用輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)。

　　輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)為，輥壓機(jī)和打散機(jī)、高效選粉機(jī)形成閉路循環(huán)操作，選粉機(jī)的細(xì)粉經(jīng)袋收塵器收集，粗粉返回輥壓機(jī)。該系統(tǒng)的工藝流程圖如下：

Lixhe水泥廠輥壓機(jī)終粉磨水泥系統(tǒng)工藝流程

　　CBR認(rèn)為輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)的可靠性可以同球磨系統(tǒng)相媲美，它能提供精確的輥?zhàn)映叽?，適宜的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力。除了節(jié)能和總投資費(fèi)用上的效益以外，該粉磨系統(tǒng)尚有如下優(yōu)點(diǎn)：①水泥成品溫度即使在夏季也低于50℃；②該系統(tǒng)適應(yīng)不同品種水泥的粉磨，轉(zhuǎn)換時(shí)間很短；③該技術(shù)不需要輔助粉磨設(shè)備，這也是一種節(jié)約。

　　在設(shè)計(jì) 方面考慮了如下問題：①當(dāng)粉磨勃氏比表面積為300m²／kg的水泥時(shí)，粉磨物料經(jīng)輥壓機(jī)的循環(huán)次數(shù)需達(dá)到五次，因此決定平行設(shè)置兩列斗式提升機(jī)；②輥壓機(jī)喂料倉采用溢流操作，以保證在輥壓機(jī)上方盡可能有穩(wěn)定的料柱，這個喂料措施相當(dāng)重要；③輥壓機(jī)采用變頻調(diào)速，變頻電機(jī)允許輥?zhàn)拥膱A周速度，可根據(jù)喂料細(xì)度在1．00～1．65m／s之間作相應(yīng)調(diào)節(jié)，這對于輥壓機(jī)的無振動操作非常必要。

　　在裝備方面采用了一流的設(shè)備：輥壓機(jī)由KruppPolysius公司提供，規(guī)格為POLYCOM20／13，Φ2．00m×1．30m，裝機(jī)功率2×1460kW；兩列斗式提升機(jī)由Rexnord公司提供，輸送能力為2×660t／h，比系統(tǒng)的物料循環(huán)量要高；選粉機(jī)和打散機(jī)采用一體化設(shè)備，選粉機(jī)內(nèi)置打散機(jī)，由KruppPolysius公司提供，選粉機(jī)的柵籠直徑為3．1m，最大分選風(fēng)量為285000m³／h；后置的袋收塵器過濾面積為4400m²。

SEPOL-IP選粉機(jī)簡圖

　　比利時(shí)的Lixhe水泥廠的第一套輥壓機(jī)終粉磨水泥系統(tǒng)，于1995年4月投入生產(chǎn)。該系統(tǒng)至今已運(yùn)轉(zhuǎn)了3000小時(shí)，生產(chǎn)了40萬噸水泥，節(jié)電效果顯著，其電耗情況見下表。

輥壓機(jī)系統(tǒng)中各單機(jī)電耗(kWh/t)表

項(xiàng)目	水泥品種
	Ⅰ42.5	ⅡB32.5	ⅢA32.5
輥壓機(jī)	11.5	9.0	13.0
碎散機(jī)、選粉機(jī)、主風(fēng)機(jī)、斗式提升機(jī)	7.9	5.2	11.9
水泥輸送設(shè)備	7.6	5.8	12.1
總計(jì)	27.0	20.0	37.0

球磨系統(tǒng)與輥壓機(jī)系統(tǒng)粉磨電耗比較(kWh/t)表

水泥品種	球磨系統(tǒng)	輥壓機(jī)系統(tǒng)	節(jié)能效果(%)
ⅡB32.5	41	20	51
Ⅰ42.5LA	40	22	45
Ⅰ42.5R	47	27	42
ⅢA32.5	54	37	34

　　對比球磨機(jī)系統(tǒng)和輥壓機(jī)系統(tǒng)的水泥性能，生產(chǎn)的Ⅱ42.5波特蘭水泥的砂漿及混凝土性能如下表。數(shù)值n表示水泥在比表面積340m2/kg時(shí)水泥顆粒分布的斜率。

球磨機(jī)系統(tǒng)與輥壓機(jī)系統(tǒng)水泥性能比較

水泥性能			球磨機(jī)系統(tǒng)	輥壓機(jī)系統(tǒng)
比表面積(m2/kg)			340	335
分布斜率n			0.75	0.96
需水量(%)			26	29
混凝土水灰比			0.54	0.54
初凝時(shí)間(h)			3.30	4.10
抗壓強(qiáng)度(MPa)	水泥砂漿	3d	26.0	28.0
		7d	44.0	47.0
		28d	57.0	60.0
	混凝土	3d	20.0	20.3
		7d	36.0	35.5
		28d	47.0	46.5

　　可以看出,輥壓機(jī)系統(tǒng)比球磨系統(tǒng)水泥顆粒分布窄, 因?yàn)樾路勰ハ到y(tǒng)裝備了高效選粉機(jī)，需水量受其影響也由26%上升到29%。而在混凝土上目前尚未暴露出問題,水灰比與抗壓強(qiáng)度之間基本沒有區(qū)別，在CemⅢA32．5高爐礦渣水泥檢測中結(jié)果也相同。

　　在某些銷售市場，需水量高的水泥不被接受，但CBR公司很幸運(yùn)，輥壓機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥為顧客所接受，他們對水泥很滿意。尤其在質(zhì)量穩(wěn)定性與水泥溫度低兩方面，即使夏季也＜50℃，盡管需水量仍有些偏高,但銷售狀況良好。

　　實(shí)踐證明，輥筒磨已經(jīng)成功用于水泥終粉磨，而且其產(chǎn)品水泥的性能要優(yōu)于立磨。輥筒磨在一個橄欖形變徑輥與一個圓筒內(nèi)面間粉磨物料，具有如下特點(diǎn)：

　　① 由于輥?zhàn)訛閹有D(zhuǎn)，中間還有物料，滑動不可避免，二者的角速度不同；② 由于輥?zhàn)友剌S向變徑，輥面在軸向上的線速度不同。兩個不同導(dǎo)致物料沿軸向受到的擠壓力和剪切力不同，有利于拓寬產(chǎn)品的顆粒級配。

　　③ 由于輥?zhàn)虞^長，輥筒之間給予物料的力不是太大；④ 由于輥筒磨的長徑比較大，物料將受到多次循環(huán)粉磨。中等壓力下的多次循環(huán)、反復(fù)搓磨，有利于產(chǎn)品顆粒形狀的球形化。

　　那么，用于終粉磨的輥壓機(jī)也可借鑒輥筒磨的特點(diǎn)，采用變徑輥甚至調(diào)速設(shè)計(jì)，也可作為優(yōu)化水泥顆粒級配和形狀的措施之一。

　　最簡單的是將輥?zhàn)釉O(shè)計(jì)為錐臺結(jié)構(gòu)，沿軸線方向呈一頭大一頭小，將兩個輥?zhàn)诱{(diào)頭裝配，一支輥?zhàn)哟箢^與另一支輥?zhàn)拥男☆^置同一側(cè)。這樣，當(dāng)兩支輥?zhàn)酉鄬πD(zhuǎn)時(shí)，即使兩個輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速相同，即輥?zhàn)拥慕撬俣认嗤珒蓚€輥?zhàn)酉鄬?yīng)點(diǎn)的線速度卻不同，通過輥?zhàn)拥奈锪暇蜁谑艿綁毫Φ耐瑫r(shí)，在軸線上的不同點(diǎn)也受到不同剪切力。

　　其一，剪切力的不同可以拓寬物料的顆粒級配；其二，在中等壓力大循環(huán)的情況下，剪切力可以對物料反復(fù)搓磨，從而使擠壓產(chǎn)生的片狀、柱狀、棱形物料被球形化。如果對兩個輥?zhàn)釉俜謩e施行變頻調(diào)速，將進(jìn)一步增大對物料的適應(yīng)性和改善水泥的和易性。

　　輥壓機(jī)與立磨的粉磨機(jī)理同樣為料層粉碎，沖擊物料的飛濺能得到比立磨更好的應(yīng)用，因而粉磨能量利用率更高，粉磨電耗應(yīng)該比立磨更低。但輥壓機(jī)粉磨產(chǎn)品存在球形度差、石膏粒度偏粗、C3A活化不佳等問題，導(dǎo)致水泥需水量高，影響了水泥的產(chǎn)品性能。

出立磨與出輥壓機(jī)的顆粒形狀對比

　　輥壓機(jī)與立磨的不同點(diǎn)在于立磨是多次粉碎，而輥壓機(jī)的粉碎次數(shù)要少得多。那么，我們是否能夠通過增加輥壓機(jī)閉路系統(tǒng)的循環(huán)負(fù)荷，以增加粉碎次數(shù)呢？這一點(diǎn)，我們已經(jīng)利用現(xiàn)有的水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，作了一定的研究試驗(yàn)，遺憾的是，結(jié)果很不理想。

　　隨著輥壓機(jī)及其循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)一步加大，結(jié)果是系統(tǒng)裝機(jī)功率上去了，而輥壓機(jī)的實(shí)際運(yùn)行功率卻要比預(yù)想的小的多，有的還有所下降，大輥壓機(jī)只是干了小輥壓機(jī)的活，導(dǎo)致了系統(tǒng)電耗不但不能降低，反而升高。

　　怎么會是這種結(jié)果呢？分析認(rèn)為，輥壓機(jī)對物料的粒度均一性要求較高，特別對易碎性比較差的物料更是如此，不像球磨機(jī)對大粒小粒都能做功，對物料顆粒的適應(yīng)范圍較寬。

　　當(dāng)輥壓機(jī)被粒大難碎的物料擠開輥縫后，對粒度小得多的回粉做功就非常有限了，所以單純的提高循環(huán)負(fù)荷是沒有用的。問題講清了措施也就有了，輥壓機(jī)用于水泥終粉磨的根本問題，就是必須解決輥壓機(jī)對物料粒度的均一性要求。

　　要解決輥壓機(jī)對物料粒度的均一性要求，最簡單的措施就是采用二級輥壓粉磨系統(tǒng)。第一級為輥壓機(jī)預(yù)粉碎系統(tǒng)，采用高壓力輥壓機(jī)，開路一次通過，主要是消除物料的大顆粒；第二級為循環(huán)粉磨系統(tǒng)，采用中壓力輥壓機(jī)，閉路多次循環(huán)通過，經(jīng)分級設(shè)備分選出合格產(chǎn)品。據(jù)有關(guān)報(bào)導(dǎo),法國Cormeillers水泥廠，就是采用多次循環(huán)工藝建成投產(chǎn)了世界上第一條輥壓機(jī)水泥終粉磨生產(chǎn)線。

水泥輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)流程圖

　　不論是“輥壓機(jī)磨外粉碎” 系統(tǒng)、輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)，還是現(xiàn)有的輥壓機(jī)預(yù)粉磨和聯(lián)合粉磨，都必須關(guān)注入料的粒度均一性問題。如果入料粒度的均一性較差，特別是易碎性差時(shí)，就應(yīng)該考慮對大粒度物料的預(yù)破碎或者預(yù)輥壓。

　　以上，只是一些理念性設(shè)想，尚需大量的實(shí)踐驗(yàn)證。今天談這個問題還有點(diǎn)兒早，目的是想通過拋磚引玉，促進(jìn)溝通交流，希望設(shè)計(jì)院、設(shè)備廠、水泥廠等都不要喪失信心，共同攜手開發(fā)，讓水泥輥壓機(jī)終粉磨技術(shù)盡快成熟起來，服務(wù)于水泥行業(yè)。