TRM型立式輥磨用于水泥終粉磨技術(shù)研究與實(shí)踐
天津院粉體專家 劉子河
7月26日，在中國水泥網(wǎng)主辦的“2009中國水泥粉磨技術(shù)高峰論壇（成都）”上，天津院粉體專家劉子河作重要報告。
一、水泥生產(chǎn)各階段粉磨能耗調(diào)查——傳統(tǒng)工藝以現(xiàn)代工藝對比
1.水泥生產(chǎn)粉磨電耗分布表（三磨一燒）
傳統(tǒng)粉磨技術(shù)
粉磨綜合電耗: 74kWh/t；粉磨電耗比例: 68%
注：1、熟料熱耗7500kCal/kg,煤熱值5500kCal/kg
2、生料料耗1.520kg/kg熟料
3、水泥品種P.O42.5中熟料比例按80%考慮
先進(jìn)粉磨技術(shù)
粉磨綜合電耗: 50kWh/t（74kWh/t）；粉磨電耗比例: 59%(68%)；5000TPD水泥廠僅熟料粉磨年 節(jié)能：15kwh/t X 5000t/d X 300d = 2250萬kwh
注：1、熟料熱耗7500kCal/kg，煤熱值5500kCal/kg
2、生料料耗1.520kg/kg熟料
3、水泥品種P.O42.5中熟料比例按80%考慮[Page]
2.最新調(diào)研結(jié)果
3.現(xiàn)代粉磨工藝 VS 傳統(tǒng)粉磨工藝
原料粉磨：
球磨：優(yōu)點(diǎn)（設(shè)備成本低，易操作，運(yùn)轉(zhuǎn)率高）；缺點(diǎn)（粉磨效率低，電耗高，金屬磨耗大）
輥磨：優(yōu)點(diǎn)（1、粉磨效率高，電耗可降低30%以上；2、集粉磨、分級和烘干于一體，設(shè)備布置緊湊，簡化工藝路程，節(jié)省基建投資；3、烘干能力強(qiáng)，利用輔助熱源可烘干20%的原料水分；4、入磨粒度大可達(dá)100mm以上,簡化破碎；5、物料在磨內(nèi)停留時間短，過粉磨少，生料級配合理；6、適應(yīng)性強(qiáng)：生料，孰料，礦渣，鋼渣等；7、適應(yīng)大型化配套需要）；缺點(diǎn)（設(shè)備成本高，操作相對復(fù)雜）。
二、水泥立磨應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)研
1.無球化水泥廠已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)
?。?）理論上的可能：料床粉磨原理：高壓形成料床，顆粒本身的應(yīng)力傳遞形成相互擠壓的自身研磨作用，提高能量利用率和降低金屬消耗（立磨，輥壓機(jī)，筒輥磨機(jī)）；
?。?）節(jié)能降耗要求：a.粉磨在水泥生產(chǎn)中的能耗占70%；現(xiàn)代粉磨：110kWh/t → 80kWh/t；
b.金屬消耗：下降15-20%；
?。?）三種設(shè)備的PK：a.立磨：研磨力小多次反復(fù)；研磨時間長，有利于精粉和粒度的調(diào)整；
b.輥壓機(jī)：大研磨力粉磨軌跡短不利于粒度配比調(diào)整。很難實(shí)現(xiàn)大型化。
c.介于兩者之間；大型化困難。
2004-2005：磨機(jī)總銷量365臺：立磨221臺(60.5%)球磨117臺(32.1%)；輥壓機(jī)22臺(6.0%)，筒輥磨5臺(1.4%)。
熟料粉磨占45%，生料粉磨占37%，煤磨占11%，礦渣粉磨為7%，生料和礦渣粉磨中，輥式磨占絕對優(yōu)勢，分別為89%和92%，在熟料粉磨中，輥式磨僅占市場份額的26%。
[Page] 水泥粉磨流程
輥式磨工藝流程圖
聯(lián)合粉磨系統(tǒng)流程圖
2.市場情況
2002-2004年粉磨設(shè)備市場份額
|
物料 |
總數(shù) 臺 |
輥磨 % |
筒輥磨 % |
輥壓機(jī) % |
球磨 % | |
|
預(yù)粉磨 |
終粉磨 | |||||
|
煤 |
54 |
81 |
0 |
0 |
0 |
10 |
|
生料 |
198 |
94 |
1 |
0 |
2 |
3 |
|
水泥 |
157 |
26 |
3 |
13 |
0 |
58 |
|
礦渣 |
41 |
53 |
0 |
11 |
7 |
29 |
2005-2006年粉磨設(shè)備市場份額
|
物料 |
總數(shù) |
輥磨% |
球磨% |
其他 |
|
煤 |
40 |
|
|
|
|
生料 |
135 |
89 |
8 |
3 |
|
水泥 |
164 |
26 |
60 |
14 |
|
礦渣 |
26 |
92 |
8 |
0 |
3.水泥立磨終粉磨已成為現(xiàn)實(shí)
(1)第一個全部立磨水泥廠：越南Hon Chong的 Morning Star Plant
(2)TCDRI（2004年）: 越南福山（Phuc Son）5000TPD（生料1xLM48.4；水泥熟料2xLM46.4C；煤1xMPS3070BK）
(3)CCDRI: 阿聯(lián)酋10000TPD：生料1x LM60.4；水泥熟料2xLM56C（3+3）（采用天然氣，故不需要煤磨）
(4)國內(nèi)進(jìn)口立磨：湖北亞東，云南東俊，四川行船等
(5)國產(chǎn)立磨：張家口金隅水泥有限公司 TRMK32.31 1臺 已投產(chǎn)
甘肅酒鋼宏達(dá)建材 TRMK32.31 1臺 已投產(chǎn)
越南福山 TRMK45.41 3臺 待投產(chǎn)[Page]
4.立磨粉磨熟料現(xiàn)狀
|
萊歇公司UBE |
型號 |
LM35(2+2) |
LM46(2+2) |
LM56(2+2) |
LM53(3+3) |
LM56(3+3) |
|
裝機(jī)kW |
1600 |
3100 |
4000 |
4600 |
5400 | |
|
產(chǎn)能T/h |
60 |
120 |
160 |
180 |
210 | |
|
規(guī)模Wt/y |
40 |
80 |
100 |
120 |
140 | |
|
非凡公司 |
型號 |
MPS4250BC |
MPS4750BC |
MPS5000BC |
MPS530BC |
MPS5600BC |
|
裝機(jī)kW |
2000 |
3X1500 |
3000 |
4500 |
5300 | |
|
產(chǎn)能T/h |
75 |
130 |
120 |
180 |
210 | |
|
規(guī)模Wt/y |
50 |
90 |
80 |
120 |
140 | |
|
伯力鳩斯公司 |
型號 |
RMC51/26 |
RMC54/27 |
RMC60/29 |
|
|
|
裝機(jī)kW |
2800 |
3270 |
4300 |
|
| |
|
產(chǎn)能T/h |
110 |
130 |
170 |
|
| |
|
規(guī)模Wt/y |
65 |
90 |
110 |
|
| |
|
天津仕名粉體公司 |
型號 |
TRMK31.31 |
TRMK43.41 |
TRMK45.41 |
|
|
|
裝機(jī)kW |
1600 |
3150 |
4000 |
|
| |
|
產(chǎn)能T/h |
60 |
120 |
150 |
|
| |
|
規(guī)模Wt/y |
40 |
80 |
100 |
|
|
5.水泥立磨終粉磨存在疑慮
a.粒級匹配
b.需水量
c.水泥強(qiáng)度
3d強(qiáng)度對比
28d強(qiáng)度對比
[Page]
d.單位電耗
|
用 戶 |
越南福山 |
湖北亞東 |
云南東俊 |
四川行船 |
|
水泥立磨型號 |
LM46C(2+2) |
LM56.3+3C/S |
OK33-4 |
LM56.2+2C/S |
|
計劃生產(chǎn)能力(t/h) |
135 |
210 |
117 |
160 |
|
實(shí)際生產(chǎn)能力(t/h) |
156 |
213.6 |
116 |
186 |
|
裝機(jī)功率kW |
3400 |
5300 |
3000 |
4500 |
|
水泥質(zhì)量(cm2/g) |
3530 |
3720 |
3410 |
4100 |
|
主機(jī)電耗(kwh/t) |
17 |
19 |
21 |
20 |
|
選粉機(jī)電耗(kwh/t) |
0.9 |
1.2 |
1 |
1.3 |
|
風(fēng)機(jī)電耗(kwh/t) |
8 |
7 |
13 |
9.5 |
|
系統(tǒng)電耗(kwh/t) |
26 |
27.2 |
35 |
30.8 |
e.粒形
6.水泥立磨終粉磨疑慮問題小結(jié)
a.粒級匹配：通過調(diào)整磨機(jī)的操作參數(shù)，在很大范圍內(nèi)可以調(diào)整水泥的顆粒匹配；
b. 需水量：經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，可以控制在26~28%；
c.水泥強(qiáng)度：3d、7d、28d的強(qiáng)度與球磨機(jī)持平；有的略高于球磨機(jī)。
d.單位電耗：單耗25kwh/t;
e.粒形：與球磨相當(dāng)
三、TRM型水泥立磨應(yīng)用報告
1.工業(yè)試驗(yàn)流程
2.試驗(yàn)結(jié)果
根據(jù)操作記錄和產(chǎn)量標(biāo)定，系統(tǒng)的產(chǎn)量及配比如下：
|
水泥品種 |
喂料量,t/h |
比表面積,m2/kg |
折算到 3200 cm2/g的產(chǎn)量,t/h |
配比，% | |
|
熟料 |
石膏 | ||||
|
熟料粉 |
55.5 |
347 |
61.6 |
92 |
8 |
|
熟料粉 |
55.5 |
340 |
60.1 |
92 |
8 |
利用電表度數(shù)標(biāo)定的電機(jī)功率與根據(jù)中控顯示的電流計算的電機(jī)功率一致，電機(jī)功率及電耗如下：
|
主機(jī)功率,kW |
風(fēng)機(jī)功率,kW |
選粉機(jī)功率,kW |
主機(jī)電耗,kWh/t |
風(fēng)機(jī)電耗,kWh/t |
選粉機(jī)電耗,kWh/t |
系統(tǒng)電耗,kWh/t |
|
1139.4 |
560 |
23.8 |
20.5 |
10.1 |
0.4 |
31.1 |
|
1154.2 |
561 |
23.3 |
20.8 |
10.1 |
0.4 |
31.3 |
|
基準(zhǔn)主機(jī)電耗,kWh/t（320） |
基準(zhǔn)風(fēng)機(jī)電耗,kWh/t（320） |
基準(zhǔn)選粉機(jī)電耗,kWh/t（320） |
基準(zhǔn)系統(tǒng)電耗,kWh/t（320） |
|
18.5 |
9.1 |
0.4 |
28.0 |
|
19.2 |
9.3 |
0.4 |
28.9 |
該系統(tǒng)的主機(jī)功率還有富裕，有加壓提產(chǎn)的潛力；[Page]
根據(jù)中國水泥發(fā)展中心物化檢測所的試驗(yàn)結(jié)果，水泥成品的顆粒分布情況如下：
|
顆粒含量，% |
篩余，% |
比表面積，cm2/g | |||||||
|
≤5µm |
5-10µm |
10-30µm |
30-45µm |
45-60µm |
≥60µm |
n值 |
30µm |
45µm | |
|
21.35 |
14.72 |
37.21 |
16.21 |
7.55 |
2.97 |
0.986 |
21.6 |
4.7 |
3401 |
可以看出，本次試驗(yàn)水泥成品的顆粒分布較寬，n值小于1，30µm篩余較高。
根據(jù)中國水泥發(fā)展中心物化檢測所的試驗(yàn)結(jié)果，水泥成品的物理性能如下：
|
比表面積cm2/g |
45µ篩余% |
30µ篩余% |
標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量% |
抗折強(qiáng)度MPa |
抗壓強(qiáng)度MPa | ||
|
3d |
28d |
3d |
28d | ||||
|
3401 |
4.7 |
21.6 |
25.6 |
4.4 |
8.1 |
24.7 |
49.7 |
張家口金隅水泥化驗(yàn)室的檢測結(jié)果如下：
|
標(biāo)準(zhǔn)稠度，% |
初凝h:min |
終凝h:min |
比面積cm2/g |
3d抗折MPa |
28d抗折MPa |
3d抗壓MPa |
28d抗壓MPa |
|
25.5 |
2：08 |
3：56 |
3520 |
4.6 |
- |
23.5 |
- |
水泥成品的凝結(jié)時間在合理的范圍內(nèi)。
工業(yè)試驗(yàn)結(jié)論
a.TRMK31.31輥磨可以用來粉磨水泥，磨機(jī)產(chǎn)量和主機(jī)電耗達(dá)到了預(yù)期的指標(biāo)。
b. TRMK31.31輥磨粉磨水泥的需要噴水穩(wěn)定料床；
c. TRMK31.31輥磨水泥成品的顆粒分布與國外水泥輥磨相當(dāng)；水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量與國外水泥輥磨相當(dāng)，低于圈流球磨和聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。
d. 球磨助磨劑在TRMK31.31輥磨粉磨水泥時同樣有效。
e.對3臺 TRMK45.41 越南幸福水泥終粉磨具有指導(dǎo)意義。
四.水泥立磨終粉磨特點(diǎn)
1、能耗低：24~27kWh/t
2、水泥顆粒調(diào)整容易；可根據(jù)市場需要很方便 調(diào)整水泥品種；
3、需水量和球磨產(chǎn)品相當(dāng)
4、水泥質(zhì)量好：越南福山水泥立磨終粉磨水泥在政府 重點(diǎn)工程招標(biāo)中以高質(zhì)量水泥中標(biāo)。
5、生產(chǎn)流程簡單；操作維修方便；
6、磨損小
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