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(1.合肥水泥研究设计院，安徽 合肥 230051；2.曲阜中联水泥有限公司，山东 曲阜 273100；3.山西职业技术学院，山西 太原 030006)

引言

根据国家关于水泥工业产业政策的要求，限期淘汰Φ3.0 m以下的球磨机，允许保留Φ3.0 m的球磨机。2003年前建设的水泥粉磨线，有很多是Φ3.0 m的球磨机，生产能力低，水泥生产成本高，但淘汰更新的代价也比较大。本文以合肥水泥研究设计院在山东金塔王水泥有限公司改造Φ3.0 m×9 m球磨机为案例，为Φ3.0 m球磨机的水泥生产企业提供技改方案。

1 粉磨效率与球磨机规格的关系

从粉磨工序效率看，直径大的球磨机带起研磨体的高度高，势能大，有利于冲击破碎大块物料，因此，在物料粗磨阶段其破碎能力比小直径的球磨机强。但大直径球磨机的细磨效率相对低，因为细磨阶段是研磨体与物料之间相对滑动摩擦粉磨的过程，决定这个过程效率高低的主要有两个因素：一是研磨体与物料的接触面积，这主要取决于研磨体的尺寸和装载量。装载量越多，接触面积越大；研磨体规格越小，接触面积也越大。因此，细磨仓研磨体级配设计的原则一般根据磨机有效容积、进出细磨仓物料物理特性的要求，趋向大装载量、微型研磨体方案。二是研磨体与物料之间相对滑动的幅度，这与研磨体与物料的混合物随磨机筒体旋转形成的同心圆状截面中心滞留区比例有关，直径大的滞留区比例大，相对滑动量少，研磨效率低。尽管在磨内结构设计中增设了活化衬板，但实践表明其改善幅度有限。同理，直径小的球磨机对于大块物料的破碎能力弱，但研磨效率高。

随着辊压机装备的成熟及挤压联合粉磨工艺技术的进步，辊压机已成为当代水泥粉磨系统的必然选择。辊压机与球磨机形成的挤压联合粉磨系统工艺，随着辊压机的大型化，经过辊压机挤压-粗分级-细分选以后的入磨半成品粒度大幅度下降，可实现100%降低到1.0 mm以下，球磨机的冲击破碎功能已几乎完全被辊压机取代。因此，在大型辊压机配套小型球磨机的挤压联合粉磨工艺系统中，大直径球磨机比小直径球磨机所具有的破碎优势不再突出，而小型球磨机比大型球磨机的研磨优势更加突显。在毫米级粉磨(将物料粒度从20～80 mm粉碎到1.0 mm以下)的粗磨阶段，辊压机“料层粉碎”原理具有球磨机“冲击粉碎”原理无法比拟的比较优势；在微米级粉磨(从80～100 μm细磨到0～60 μm)的细磨阶段，小型球磨机的直径小，无效粉磨的滞留区比例小，研磨效率高，具有大型球磨机无法比拟的细磨优势。因此，采用大型辊压机改造小型球磨机成为理想的粉磨系统技改之选择。

2 挤压粉磨工艺流程

山东金塔王水泥有限公司原有Φ3.0 m×9 m水泥粉磨闭路一套，水泥生产品种为P·O 42.5水泥(以下同)，台时产量为40 t/h，水泥粉磨平均电耗36.5 kW·h/t，粉磨电耗较高。

结合工厂现有建设条件及存量设施、设备现状，合肥水泥研究设计院提出实施增产节能改造，改造目标从现在的粉磨能力40 t/h提高到75 t/h；电耗从现在的水泥平均粉磨电耗36.5 kW·h/t降低到水泥平均粉磨电耗30 kW·h/t；将原有的闭路粉磨系统改为开路系统，磨前采用合肥水泥研究设计院研究开发的HFCG140-80辊压机+HFV2000静态气流分级机+DSM2000(Ⅱ)下进风式专用动态高效选粉机等构成挤压分选系统，将原料粒度从原始粒度全部降低到1.0 mm以下，送入Φ3.0 m×9 m球磨机粉磨至成品的工艺方案。该项目技改于2012年6月完成。

挤压粉磨工艺流程描述如下：

(1)料流：库底配料秤→按比例配好的物料→库底皮带机→NE150型板链式提升机→辊压机上方稳流称重仓；称重仓混合料→HFCG140-80型辊压机→NBH600型料饼提升机→HFV2000型气流分级机→分级后粗的物料返回称重仓；分级后细的物料→DSM2000(Ⅱ)型下进风式专用动态高效选粉机→分级后的粗粉返回称重仓；分级后的细粉→2-Φ3 000 mm旋风筒→空气输送斜槽→Φ3.0 m×9 m水泥磨(磨机改造成开路高效筛分磨)→磨尾提升机→空气输送斜槽→入库提升机→水泥库。

(2)气流1：来自稳流称重仓、辊压机、料饼提升机→HFV2000型气流分级机→DSM2000(Ⅱ)型下进风式专用动态高效选粉机→2-Φ3 000 mm旋风筒→循环风机→大部分风返回HFV2000型气流分级机；少部分风→收尘器→旁路风机→排入大气。

(3)气流2：Φ3.0 m×9 m球磨机→原磨尾收尘器→原磨尾排风机→排入大气。

改造后的工艺流程如图1所示。

3 改造内容

山东金塔王水泥有限公司水泥粉磨生产线的主要改造内容见表1。

4 改造前后的主要技术经济指标

改造前与改造后主要技术经济指标对比见表2。

表1 改造前与改造后主要设备表

表2 改造前后的主要技术经济指标对比

5 结语

山东金塔王水泥有限责任公司采用140-80型辊压机在Φ3.0 m×9 m球磨机系统改造中的成功应用，为存量小型球磨机的高效应用和水泥企业水泥粉磨系统的节能、增产、增效技改提供了一个好的解决方案。该公司在没有增加球磨机的情况下，通过增加辊压机的技改手段，使水泥粉磨系统的生产能力大幅度提高，盘活了存量Φ3.0 m×9 m球磨机及现有生产设施，缓解了一些水泥企业粉磨能力不足的问题，同时显著降低了水泥粉磨电耗。