合肥院粉磨所副所长郑青在2009中国水泥工业粉磨技术高峰论坛上演讲
??? 我国能源形势相当严峻，建材工业的现状与可持续发展要求有较大差距。目前新型干法水泥生产线已经成为水泥工业的发展主流，粉磨新技术应用起到很重要的推动作用。随着水泥新标准的实施，下游用户对水泥质量要求的提高，节能降耗减排工作力度的加大，粉磨的任务还是很重。正如曾学敏会长刚才谈到的水泥生产原来讲“两磨一烧”，现在应该讲是“三磨一烧”，原来可能忽略了煤粉制备，这部分节能降耗也应该提到日程上来。今天重点谈水泥粉磨部分。
一、水泥粉磨新技术与装备的发展现状
水泥粉磨的三大经典技术：
1.辊压机技术
辊压机技术在我国研究应用了二十多年，技术日趋成熟，基本解决了应用的一系列关键技术问题，尤其是对工艺技术的深入研究和主机可靠性的提高，辊压机系统的运转率，已经可以达到球磨机的水平。辊压机挤压粉磨工艺主要有：预粉磨工艺、联合粉磨工艺、半终粉磨工艺、终粉磨工艺。目前在我国水泥厂，技术改造过程中常采用的技术的是预粉磨工艺（早期）和联合粉磨工艺。截止2008年底，国内大型熟料辊压机的开发情况：合肥院已开发出了辊径1.6m、辊宽1.4m、装机功率2240kW的辊压机；天津院、中信重工、成都利君开发出了辊径1.7m、辊宽1.1～1.2m、装机功率达2000kW的辊压机。合肥院在成功开发HFCG160-140辊压机的基础上，近期又开发出了辊径1.8m、辊宽1.6m、装机功率3200kW目前国内最大规格的熟料辊压机（HFCG180-160）。
2.高效选粉机技术
在闭路水泥粉磨系统中，高效选粉机性能的好坏直接影响水泥粉磨系统的技术经济指标。到目前为止，合肥院已自主研发出了DS-4500高效选粉机，处理风量270000m3/h，产量达200~250t/h。对大型选粉机进行技术改造主要是在下面几个方面：①撒料的改进；②进风的改进；③转子的改进；④导向叶片的改进；⑤三次风的改进。选粉机整个分级过程可以分为三个阶段或者说三个环节：分散、分级、收集。收集由于采用了新型高效收尘器，可以说已经解决了，现在重点解决的是分散、分级，各个科研单位或公司追求的角度不同，具体做法也各具特色。
3.球磨机节能改造技术
大型球磨机主要是采用高细高产磨技术，技术核心是采用磨内筛分装置、小规格的研磨体，闭路磨也可以移植这种关键技术，我们在Ф3.8、Ф4.2磨机上已经进行的推广应用。
二、水泥粉磨技术改造要点
1.开闭路粉磨工艺的选择
随着水泥生产线的规模越来越大，球磨机的规格也越来越大，但不同地区技术水平差距较大，所以采用技术也不能是唯一的。比如亚东水泥厂前后都采用立磨，他可能是想到以后二十年或者三十年，但一些中小型企业还要不要因地制宜了，是不是其他的技术就不能用了？经常有人问，开路磨闭路磨怎么选择，就目前粉磨站的规模，包括水泥生产线在线的规模，根据我的经验，大致可以这么划分：磨机直径≤Φ3.2m，既可采用开路，也可采用闭路工艺；磨机直径≥Φ3.4m，宜采用闭路工艺。
关于水泥粉磨工艺开、闭路之争，实际是颗粒分布和水泥强度之争。早期尤其在立窑兴盛时，小磨机+老式选粉机及采取控制筛余作为质量控制手段，确实出现过闭路磨水泥早强偏低的问题。但随着高效选粉机+球磨机节能技术的发展及采用比表面积作为质量控制手段，水泥强度问题已不存在了，大型水泥磨粉磨工艺采取闭路居多，开闭路共存。闭路磨产品细度和产品温度可控制，避免了石膏过渡脱水，且闭路磨适合生产多品种水泥，对物料水分的的适应性强。
2.中长磨是否适合闭路
新标准实施之后，对水泥质量要求提高，长径比3~4甚至4以上的中长磨及长磨也适合闭路粉磨。物料在磨内停留时间适当延长，有利于细粉量的增加、水泥质量的提高。但磨内的调整非常关键。
3.大型球磨机闭路系统改造
随着水泥生产的规模不断扩大，球磨机也超着大型化发展，原来采用高效选粉机的一般闭路生产工艺（即将磨尾排风引入选粉机一次风口）在实际使用中出现了一些问题。在上世纪80年代末90年代初，我们说新型选粉机出来以后，工艺流程简单了，磨机废气直接进选粉机了，不需要单独通风了，对磨机通风还有好处。大型化以后出现的问题：大型水泥磨或者大型磨机相对于产量的提高，通风减弱了，容易造成大型磨机出磨水泥的温度偏高。刚才讲工艺流程简单了，对于小型磨机来说，通风量不大，粉尘浓度不高；对于大型磨机来说，磨尾废气量还是比较大的，通风又不好，更希望通风多一些，多拉一些风，就更容易多带出一些粉尘，在选粉机风道包括管道里面容易沉降，长期的沉降，阻力的增加，加剧选粉机叶片的磨损、壳体的磨损。磨机、选粉机、收尘器组成全负压的系统，排风机的全压较大，收尘器承受的负压大，漏风较多，锁风不宜解决。 解决办法是采取磨机通风收尘系统与选粉系统分开的新工艺流程，同时增设磨尾高效静态分离器。
磨尾收尘系统实行两级收尘，大型磨机以生产高标号水泥为主的企业就非常显示出它的优势了，为什么呢？因为磨机通风不良要加强通风，磨内通风单独一套，互不干扰，相互独立，经过一级预收尘后进袋收尘，保证了收下的细粉不再进磨机和选粉机。我发现有不少厂尽管采用了分开收尘，但还是采用一台收尘器，由于企业担心收下来的细粉偏粗影响成品水泥质量，把细粉又回到提升机进选粉机了，增加了选粉机的负荷，而这里面绝大多数都是成品，磨内风速加快可能会带进一部分粗粉，磨尾增设高效静态分离器，它以45μm粒径控制，筛余可在8~10%，按照这个来处理，保证袋收尘收下来的粉尘不再进选粉机，提高了选粉效率。
关于大磨机内部配置优化，有两点要引起注意：
一是填充率问题。在大磨机设计时，由于注意到磨机通风要加强的问题，所以把进料装置以及隔仓板、出磨篦板的中心圆设计的比较大，但忽视了研磨体的填充率问题。如填充率上不去，达不到要求的装载量，系统产量肯定要受影响曾遇到投产以后发现装载量上不去的问题，作为水泥企业业主来讲在采购时要特别关注这一点。从道理上讲，研磨体适当多装一点，对提高产量、降低能耗有好处。
二是衬板问题。大家从球磨机粉磨原理上知道：大球磨大料、小球磨小料，极端地讲，把磨机分成无限等分，每一仓只用一种规格的球是最理想的，但不可能也不现实，分仓也是根据磨机特点让球和料更好地适应。大型磨机一般分两仓，二仓一般用分级衬板，这种分级衬板设计是非常有讲究的，选型也很讲究，可能同一种衬板，在某一个企业很好，在另外一个企业可能会出现反分级，如果出现反分级，粉磨效率会急剧下降，效果甚至还不如普通的波纹衬板。一旦产生反分级，现场很难处理，对粉磨效率影响较大。分级衬板是一种很好的节能衬板，分级衬板的种类很多，有锥形分级衬板、组合分级衬板、沟槽分级衬板，有一段式的、两段式的、三段式的。配置时，一定要适合物料情况，物料情况不一样，可能配置的球也不一样。[Page]
4.集成优化球磨机粉磨系统
将闭路粉磨新技术和开路粉磨节能技术-磨内筛分技术有机地结合起来，强化磨内的粉磨效率，把磨内筛分和磨外分级结合起来，进一步提高系统的技术经济指标。当然简单地把磨机按开流磨技术来改造是不可能达到较好的效果，必须进行必要的改进和调整，使之适合闭路磨的特点和要求，否则会适得其反。
5.新型挤压联合粉磨系统
在水泥粉磨系统中采用挤压联合粉磨系统已成为广泛的共识以及首选方案。随着辊压机大型化开发成熟，新型水泥挤压联合粉磨系统越来越倾向于采用大辊压机小磨机的更节能的模式，强化节能 设备辊压机的能力，弱化高能耗球磨机的做功比例。通过辊压机和球磨机装机功率之比可以看到，我们希望磨机的功率变小，辊压机的功率变大，变成倒挂，节能就更有优势。
6.分别粉磨技术
分别粉磨有很多优点，可以提高粉磨效率、降低水泥成本、增加水泥混合材掺量、提高水泥产量等，比较适合立窑水泥厂多台磨机改造粉磨站和比较小的旋窑水泥厂。另外，工业废渣比较丰富的地区，以消纳粉煤灰、炉渣、钢渣、矿渣为主的综合利用项目，也是比较适合。对大型水泥粉磨系统来说，分别粉磨确实应用不多，因为更多的考虑到劳动生产效率。从某种意义上说，立磨更适合分别粉磨，一台球磨机可以今天磨矿渣明天磨熟料可以吗？我说可以，但你花不起这个本钱，因为磨不同物料的钢球级配是不一样的，不可能磨一天换一次钢球或者清一次仓，那么立磨不一样，一个磨盘、几个磨辊不等，它基本不需要改变什么，只需在料层、研磨压力的控制上做一些调整，或在分离器的转速上也做调整，这种调整很容易做到。
7、磨内喷水及助磨剂技术
磨内喷水技术很早就有了，但早期喷头易出现“马蜂窝”，不出半个月就开始滴水，不是起正效应而是反效应了，所以这项技术中间停顿了几年。近几年大型水泥磨应用越来越多，这项技术慢慢的又被提及了，我们这几年进行了研究和攻关，解决了包括结团、控制等问题。磨内喷水可以有效地降低粉磨温度20℃~30℃，提高水泥质量。直径3.8、4.2的磨机，开路磨到夏天很难长期连续运行，在线的粉磨系统就更麻烦了，离线的粉磨站还好些，即使采用辊压机，磨机做功少了，磨高标号水泥时磨内温度难以控制，出磨水泥温度达到120℃以上甚至到130℃，这时就会导致水泥质量出现问题。我们已在国内外的一些项目，主要是大型开路矿渣磨以及大型水泥磨上进行了应用，有了很大的突破。
国家新标准中规定水泥中助磨剂的加入量为0.5%对助磨剂的要求也越来越严格了。坦率地讲，国内助磨剂企业良莠不齐，作为水泥企业更要认清，一定要做适应性试验。陈绍龙教授讲到，不应该叫“助磨剂”应该叫“助剂”，我觉得这个提法很好，助磨剂在水泥厂企业使用中一定要考虑适应性问题，要考虑一些盐类助磨剂对混凝土性能的影响。
三、展望
水泥粉磨技术的研究今后除注重节能之外，还要注意水泥质量改善技术。除了采用新型粉磨工艺技术和装备优化水泥质量外，水泥质量的控制指标要更加重视。发达国家水泥企业已普遍重视对水泥粉磨粒度分布的控制。建议使用45μm筛余和比表面积两个参数同时控制。水泥的粉磨不仅要控制产品的颗粒分布，更要注重颗粒形态的改善，才能达到真正实现高性能水泥的目标。
对水泥粉节能技术前景的展望：
1、立磨制备水泥，立磨磨水泥在国内已有水泥设计院和大的水泥公司在做工业试验，在国外已有应用。在国内还有一些工作要做，相信在不长的时间内会有重大突破。
2、辊压机终粉磨，当然这个工作也在做，现在制约我们的还是颗粒的分布和颗粒的形态，当然还有耐磨材料方面，如果这方面有重大突破的，前景是非常好的。
3、其他技术（如卧辊磨等），卧辊磨、筒辊磨也在研究，国内也有两台FCB公司的在用，但开发应用没有想象的那么快，我认为还是有工作可做，高性能粉磨系统，最终我们考虑的是水泥质量，水泥性能。
4、高性能选粉机，选粉机除了提高选粉效率之外，还要考虑对水泥性能是不是有好处，对颗粒分布的优化有没有特点，这是今后研究的重点。
5、水泥粉磨专家系统的开发。
①水泥粉磨系统中原材料的快速分析及水泥成品的快速分析；
②水泥粉磨工艺参数对水泥成品性能的函数关系确定；
③水泥粉磨系统工艺参数的调整方法与实施方法；
④根据原材料性能和最优成本原理来调整粉磨系统参数。
水泥粉磨“无球化”时代的到来，应该说是不远，只要在座的同仁一起努力，应该来说不远的将来，我们将迎来“无球化”粉磨时代的到来，那时水泥粉磨能耗会大幅度的下降。
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