0? 前言
按全国工业产品生产许可证办公室2007.4.4公布的《水泥产品生产许可证实施细则》(以下简称细则)1.3.4规定：水泥企业按生产工艺划分为水泥厂、熟料厂、粉磨站和配制厂四种类型。粉磨站包括：水泥粉磨、水泥均化及配制、水泥包装及散装生产工序的企业。
笔者所在企业拟建一年产60万吨规模的粉磨站，从2007年起即对该项目展开了调研工作，掌握了大量的调研资料。现撰文谈谈关于建设粉磨站企业方面的一些问题，以供同行参考。由于按《细则》3.7条规定：2006年10月17日以后新建粉磨站规模至少为年产60万吨。这一规模的粉磨站建设问题对于拟新建粉磨站的业主具有针对性，以下讨论对象基本限制在年产60万吨规模粉磨站建设问题方面。
1? 粉磨站的选址
水泥企业的布局，一般是在靠近原料矿区建立水泥熟料生产线，在大中城市附近也就是靠近水泥销售市场建立水泥粉磨站，这样可以减少运输成本。如果把熟料生产线建在城市附近，由于每吨熟料约需1.6吨生料，就需要增加60%的运输成本。反之，如果把粉磨站和熟料生产线一起建在原料矿区附近，由于混合材大部分是城市产生的废渣，这些混合材要运到建在矿区附近的水泥厂里，粉磨成水泥后再运到城市使用，又增加了运输成本。因此，在城市附近建设粉磨站有其节约运输成本的社会经济效益。所以，近些年来，许多大中城市周围建立了水泥粉磨站。
2? 工艺流程及主机设备
实现年产60万吨水泥的工艺流程，可以采用：
方案一：辊压机+Φ3．2×13m球磨机；
方案二：Φ3．8×13m闭路磨；
方案三：熟料细碎机+Φ3．2×13m球磨机。
甲级设计院一致的意见是采用方案一，理由是：
(1)辊压机是自上世纪八十年代中期引进的技术，历经二十多年的消化改造，实践证明是一种先进成熟的预粉磨工艺技术。
(2)采用辊压机可以大幅度提高磨机产量，从而减小磨机使用规格，较大幅度降低磨机采购费用。Φ3．2×13m球磨机是边缘传动磨，每台260～265万元，Φ3．8×13m球磨机是中心传动磨，每台480～485万元。两者差价达220万元。
(3)采用辊压机可以显著节电并增大水泥中混合材掺加比例，延长磨内装置的使用寿命，从而降低水泥制造成本，提高粉磨站效益。
(4)采用辊压机可以大幅度降低球磨噪音，利不保及生产一线工人身心健康。据合肥院专家介绍,由于熟料经辊压后，球磨机所配最大钢球可由空90或100mm降为直径60mm以下，磨机噪音可由原100～110分贝降到70或60分贝以下。
方案二的最大优点是系统维护简单，该系统磨机甚至被称为“傻瓜磨”，但吨水泥电耗一般在35～36kWh左右，没有运行成本低的优势，缺乏市场竞争力。相较之下，方案一毕竟增加了辊压机系统,运行维护复杂性增加。但据我们调研结果：辊压机故障集中表现在液压系统和辊面磨损两个方面。前者采用国外元件后稳定性大为提高，后者一般运行6000～7000小时(一年)才需要对辊面堆焊(一些采用低谷电生产的厂家，在每天避高峰期间固定抽出两小时打开辊面检查，见辊面有磨损点就及时堆焊效果更好)。一般方案一系统运转率可以达到72%以上。
方案三为一些省级水泥设计院和私企性质的设计单位乐于推荐，但业主往往担心细碎机的破碎效果和运行稳定性。细碎机往往被推荐的有华氏磨、冲击式细碎机、球破磨，据介绍有较好的运行稳定性。球破磨在理论上分析只能提高系统产量，不能降低电耗。这一分析结论在安徽省巢湖市一家使用球破磨的粉磨站得到验证：该企业用球破磨配Φ3．2×13m开路磨，球破磨系统功率近360 kW(其球破磨320kW，其余为除尘和输送设备功率)，运行后系统台时产量提高6～8吨。
3? 辊压机系统配置
辊压机的配置可分“辊压机+打散机”和“辊压机+V形机”两种。
按合肥院的介绍，辊压机配置打散机，Φ3．2×13m球磨机配套的应是HFCG120×50系统，而采用V形机配置的辊压机就要增大一一规格。虽然系统产量可以提高15%左右，但投资要增加，吨水泥电耗也要增加1～2kWh。但辊压机+V形机配制由于V形机没有运动部件，运转率高于辊压机+打散机配置，运行维护也更简单，其分离分级效果也优于打散机。另有介绍，采用配置如果引入热源(另建热风炉等设施)，可以同时烘干矿渣，进系统矿渣水分在10%以下没有问题。
南京一公司介绍，选择辊压机配置的依据是看熟料的温度。如果熟料温度不高，可以选择辊压机配置打散机。反之，宜采用辊压机+v形机配置。
4? 辊压机系统维护维修
辊压机忌铁器进入，一旦进入会严重损伤辊面。因此，进辊压机的物料必须安装除铁器和金属探测器。前者直接除去铁器，后者检测除锰钢等非磁性金属件如锰钢件后，人工除去。
对于辊压机系统在运行中维护维修难度及费用，合肥水泥院专家介绍：日常运行中只需注意确保润滑并紧地脚螺栓即可，能保证90%以上的运转率。运行一个周期6000小时(一般8000小时)堆焊一次辊面，约花费20000元左右。运行五个周期以后，需要更换轴套，约花费30万元。
打散机中的风轮一般3个月堆焊一次，如果用耐磨焊条堆焊，寿命会更长。V形机中的冲击板现有的做成抽屉式结构，方便更换。值得一提的是，该系统循环风机风叶必须采用耐磨技术，否则磨损很快。
5? 球磨机工艺流程
对于球磨机是选择开路还是闭路，各单位意见不一。海螺设计院认为应选闭路流程，开路磨出磨水泥质量适应性不好，主要是水泥温度高混凝土搅拌站不欢迎。合肥院认为开路流程水泥标准稠度用水量低，搅拌站欢迎。南京两家公司都认为就粉磨工艺流程的先进性而言，肯定是闭路流程优于开路。但具体到规格Φ3．2×13m这种磨机，长径比较大就是为开路流程设计的。一公司认为如果采用闭路流程，磨机长度宜减少到11m。
事实上，调研中一资深水泥专家介绍：发达国家在上世纪八十年代就停止关于球磨机开闭路的争论，而转向采用闭路流程了。某大院极力推销他们的开流高细磨实源自丹麦，可是到了上世纪九十年代，丹麦人自己都不做开流磨而转向闭路流程磨了。水泥的生产应该向精细化方向发展，发达国家一个粉磨站最多能生产70多个品种的水泥，全靠闭路流程调整。我国华南理工学院在广东局部主张采用开路流程磨，北方绝大部分主张采用闭路流程。
其实相对于闭路磨，开路流程磨机只是投资省些，维护管理方便。但闭路磨调整方便，对原材料品质变化及水分的适应性更强些。新建粉磨站，从数家熟料生产企业购买熟料时，熟料易磨性必然不同，此时闭路磨产量及出磨水泥细度因易于调节而变化不大，比开路磨有优势。而当入磨物料综合水分超过1.5%时，开路磨产量下降幅度较大。如我单位拟建的粉磨站，将来生产的水泥，一方面是出售给混凝土搅拌站，另一方面是本公司内部用于生产水泥混凝土轨枕。这两者对水泥细度的要求正好相反：前者不能太细。否则水泥与混凝土中减水剂的适应性不好。后者不能太粗，否则水泥早强上不来，影响水泥轨枕早期强度。这样的水泥细度需要，只有在闭路流程中调整才方便。
一些推荐采用开路流程磨的专家认为，开路流程磨出磨水泥因为具有比闭路磨更宽的粒径分布，因而标准稠度需水量更低，混凝土搅拌站欢迎。对此，资深水泥专家认为，闭路流程磨完全可以通过调整选粉机的办法来调整出磨水泥粒径。我国选粉机产业有一种片面追求高选粉效率的倾向，不好!选粉效率在70%左右即可。第一代选粉机有约30%合格细粉进入粗粉；第二代选粉机有约20%～25%合格细粉进入粗粉；第三代选粉机只有约5%～8%合格细粉进入粗粉。可以调整选粉效率，使约14%的合格细粉进入粗粉。这样闭路流程磨的出磨水泥的粒径分布变宽，标准稠度需水量因之得到改善。但磨机产量会下降，可同时进行磨内改造及研磨体级配调整使磨内物料流速变慢，加大循环负荷来提高磨机产量。事实上影响水泥标准稠度需水量的因素很多，水泥粒径分布只是一个方面。关于这个问题的详细论述，可参见笔者的另外一篇文章《浅谈水泥标准稠度用水量对混凝土用水量的影响》。
至于开路磨水泥温度，一般人可能认为粉磨站不存在这个问题，在线水泥企业出磨水泥温度容易高。其实，笔者调研的一些采用辊压机+Φ3.2×13m开流磨企业，冬季出磨水泥温度都大致在120℃，夏天则高达140℃。另一在线辊压机+Φ3.8×13m开路磨，投产后竟因磨内温度高导致轴瓦温度高而致磨机跳停。资深水泥专家介绍，发达国家都控制出厂水泥温度，我国很快也会控制。笔者通过学习，总结出出厂水泥温度高的四大缺点：与混凝土中减水剂的相容性不好；容易导致混凝土早期裂缝；易导致石膏脱水水泥假凝；易使水泥标准稠度需水量升高。因此，新建粉磨站球磨机系统采用开流系统实为不明智。采用闭路磨流程时，如果采用O-Sepa选粉机引入冷风选粉，可以较开路磨降低出磨水泥温度30～40℃。
对于Φ3.2×13m磨机长径比较高更适于开流磨的说法，笔者认为可以将磨机长度缩短两米，即采用Φ3.2×11m磨机作为闭路磨。这既可以降低一点磨机采购费用，又可以减少磨内研磨体装载量从而减少磨机基础土建费用。还可以降低磨机电机功率200kW，从而降低吨水泥电耗。这也是一个有经济价值的选择。当然，也可以用Φ3.2×13m磨机作为闭路磨机，这对提高出磨水泥比表面积，增大混合材掺量更有利。
6? 混合材的使用工艺
目前，矿渣微粉的使用日渐普遍，粉煤灰也将以其微粉形式被利用。因此，凡新建粉磨站要考虑在水泥磨尾、水泥库前设矿渣(或粉煤灰)微粉库及矿渣(或粉煤灰)计量秤，以便与出磨水泥搭配经“均化”后入水泥库。此举既可改善水泥品质，又可较大幅度增加粉磨站水泥产量。
7? 结束语
以上仅为笔者总结了在粉磨站建设调研中形成的一些观点。其实，各种选择都有其利弊，不存在一个十全十美的方案，关键是业主在做选择时追求的目标要明确。选择时要考虑方案的先进及成熟性，还要考虑本企业员工素质能否适合。比如单从节约吨水泥电耗降低运行成本方面看，选择立磨终粉磨系统肯定是最先进的。但鉴于国内制造的立磨其磨辊材质及出磨水泥粒径分布不理想(某大院介绍在酒钢集团有一台用来粉磨水泥，系统产量尚存在问题)，目前不宜采用。因此，就当前技术水平，考虑粉磨站运行后具有一定的成本优势和确保水泥质量，笔者赞同粉磨站应采用辊压机+闭路磨形式的粉磨工艺。