摘要:
??? Atox50立式磨的控制參數因生產線的工藝布局不同而有所差異是理所當然的，適于各自最佳工況的參數需要在生產調試過程中逐漸確定下來，如：風量、風速的大小，投料、加的時機和幅度，研磨壓力加載的時機和幅度等，確定這些參數的目的是為了使磨機盡快進入均衡穩定的平衡粉磨狀態，達到優質、高產。以下是我廠在調試生產階段對立磨系統各參數選定的方法，淺議磨機各工藝參數設定的依據，以供參考。
圖1 生料粉磨系統工藝布局圖
0 前言
Atox50立式磨是一種集粉磨與粉體分級為一體的高效粉磨系統，它以氣力攜帶、輸送粉體，靠加載研磨壓力的磨輥與磨盤的相互擠壓、研磨粉碎物料，通過調整合適的風速和選粉機轉速滿足細度指標。風取決于粉磨的生料量，而生料量又取決于系統所加載的研磨壓力，這三個因素都是在實際的生產中可以直接調控的主變量，為可控參數，三者互為影響、互相制約，在實際生產中，風、料、研磨壓力的匹配是保證磨機處于平衡穩定狀態的關鍵。本文擬從Atox50磨在實際生產中的風、料、壓力三者平衡的角度淺議磨機各工藝參數設定的依據，探討如何提高磨機的粉磨效率，以達到降低能耗、增加臺時產量和減輕設備損耗的目的。Atox50立磨風、料、研磨壓力參數的設定分別如下。
1 工藝流程及主機設備參數
我廠生料粉磨系統采用的是三風機系統，粉磨系統為無循環風管的工藝布局，生料磨、煤磨都設計在窯尾，生料磨采用出增濕塔的熱風來烘干物料，煤磨使用的熱風來自高溫風機出口。工藝布局見圖1，主機設備性能見表1。
2 風量、風速對磨機成品量的影響
風量決定了磨內粉體的攜帶量，風速決定了粉體被帶起的高度，風量和風速受系統拉風、噴口環面積、磨機壓降以及工藝布局等影響，風量和風速的大小決定了最終的成品量。
2.1系統風機（循環風機）的工作性能應滿足磨機所需的風量和風速Atox50立磨是靠風力輸送成品生料的，風量的大小直接決定了可以被攜帶的生料量，然而，風量并不是唯一的因素，風速的大小同樣至關重要，因為受噴口環面積、選粉機轉速以及磨內結構所造成的磨機壓降的影響，粉體必須有足夠的出口動能才能被帶出磨機出口，進入四管旋風收塵器進行風料分離，風速的大小影響著旋風收塵器的分離效率。
噴口環處的出口風速和風量是影響磨機成品量的重要因素之一，為達到這樣的工藝要求，通常都要求系統風機的風量在80×104 m3/h以上，風機的壓頭在1×105Pa以上，所以在實際生產中需要調整高溫空氣量和循環空氣量即入磨總風量（75～84×104m3/h），以保證立式磨適宜的噴嘴環風速（一般不小于45～55m/s）和適當的入磨風溫。
2.2 噴口環面積大小影響磨機的穩定運行
Atox50立式磨機的噴口環的面積大小可以通過遮擋噴口環的擋板來調節，過大將導致出口風速減小，生料粉帶不到合適的高度，造成外循環變大，主電機負荷加重；過小將導致出口風速變大，細粉帶起量增多，造成內循環大，選粉機負荷加重。這些都將影響風、料混合均化效果，降低磨機換熱效率，導致出口溫度升高和出磨生料水分增大。在調試時一般使用以下兩個調節方案：一是通過熱風爐低產量時用250mm（約50%的噴口環面積）寬的擋板遮蓋噴口環，這可以幫助在低產量時穩定磨機的振動；二是正常生產時用125mm（約25%的噴口環面積）寬的擋板遮蓋噴口環。然而，受不同生產線設備選型、原材料物理性能等因素影響，噴口環的面積應根據實際生產情況作適當的調節，找到適合各企業粉磨系統的最佳噴口環面積，使磨機形成穩定的料層、合理的外循環與內循環，保證磨機均衡穩定地運行。
2.3選粉機合適的轉速可保證產品細度和減緩設備磨損
Atox50立式磨機采用的是鼠籠式高效選粉機，它通過導向葉片將隨風攜帶的粉體以一定的角度噴射在旋轉的籠子上，在離心力的作用下，細粉克服重力和葉片的摩檫阻力，隨風進入旋風收塵器進行氣固分離，其成品入庫；粗粉則落入選粉機底部，再通過底部的卸灰口落到磨盤上重新研磨，形成內循環，通常要經過多次循環，才能使全部粉體達到要求的細度。其選粉效率通常在90%以上。一般調試要求選粉機轉速為1250r/min（80%的額定轉速），然而，隨著磨機耐磨襯磨損造成的研磨效率下降和選粉機葉片磨損導致的分級效果降低，隨著使用時間的延長有些中控操作者往往只知道通過提高轉速來降低細度，而不知在磨況穩定不減產的情況下適當地降低風速也可以明顯降低細度，這種操作習慣造成轉速的提高是錯誤的，無形中增加了對選粉機葉片的磨損。由此應該在設備使用壽命和產、質量之間作出權衡，找出最佳的轉速范圍，使之達到最佳的經濟效益。
2.4磨機供風系統的設計差異對系統風量的影響
一般而言，5000t/d生產線常用的磨機供風系統布局分為無循環風路和有循環風路。無循環風路布局的供風系統將磨機循環風管和高溫廢氣風管合粉磨技術No.4.2009-16-SICHUAN CEMENT為一個，能起到處理窯尾廢氣和風循環的雙重作用，這種設計投資較少，但造成磨機系統風量的穩定性差，我廠立磨系統就是無循環風管的風路布局。在開磨用風時無法避免進入熱風，喂料稍遲時就造成磨內溫度急劇上升，若完全關閉熱風閥，只開冷風閥，則產生立磨系統風路不能循環，導致窯尾袋收塵器正壓過大；若進口風路全部關閉，將造成噴口環出口風速低，磨盤上的積料在開啟主電機時會從振動篩觀察孔中涌出；當因配料秤故障或斷料時，短時間的止料都會導致溫度升高，使用極不方便。且我廠使用的是窯尾生料磨與煤磨雙磨布局，煤磨開機時將造成雙磨供風不勻，此時應根據煤磨所用的風量及時減少生料磨的喂料量，否則將造成飽磨，但由于風路的補償作用，減料時不必完全根據風量的比例作相應減少，只能適當遞減，使其平穩過渡。而有循環風路布局的供風系統因其風量自動及時補償，且可以在開、停磨時不摻入熱風，不會出現上述無循環風路系統的弊端，有利于操作。這就要求中控操作者根據生產線的工藝布局特點，在磨機剛開時參照生料入磨的速度把握好拉風、噴水、加壓的時機，力爭保持良好的粉磨狀態，為后續的快速加料創造條件。
3 生料的易磨性和喂料速率對磨機穩定運行的影響
3.1原材料的礦物組成決定了粉磨的難易程度水泥生產所需原料的礦物組成和結晶形態決定了其破碎的難易程度和粉磨的易磨性狀況，也是決定粉磨工藝參數的重要條件。
3.2合適的料層厚度可以保持較高的粉磨效率和減小磨機振動
穩定料層厚度是立磨操作的關鍵，料層薄則粉磨效率高，但易振動；料層厚則振動小，但粉磨效率低，料層不均勻將造成振動增大。理論上講，料層厚度應為磨輥直徑的2%±20mm，該立磨磨輥直徑為3000mm，因此60±20mm是適宜的料層厚度。料層厚度受擋料圈高度、系統拉風、喂料量、噴水量等影響。擋料圈高度一般在安裝時根據喂料粒度及粒度級配等確定，我廠目前擋料圈高度為240mm。操作中調節料層厚度的前提是做到系統拉風與喂料量的匹配，拉風過大將造成磨內物料走空，料層變薄，振動變大；拉風過小則物料進出不平衡，料層增厚，粉磨效率下降，甚至造成飽磨。噴水的調節是在拉風與喂料量匹配的情況下，對料層厚度進行微調，在振動值穩定的前提下保持較薄的料層厚度，可以提高粉磨效率。
3.3喂料速率的大小取決于磨況的平衡穩定程度
所謂磨況，是指磨機的粉磨平衡穩定程度，即磨機處在平衡穩定或不穩定的粉磨狀態，其中磨內壓差、主機電流、內外循環量、振動、料層等參數是衡量它的主要標志。喂料量的大小要根據磨況來決定，剛開磨時由于磨內較空，可以預加70%左右的生料，待壓差、主機電流、料層、磨機振動穩定后，隨著研磨壓力和系統排風的加大，若磨機有富裕的粉磨能力，可以適當加料。操作中要求能使磨機逐漸由一系列低端的粉磨平衡逐步地向高端的粉磨平衡過渡，過渡中盡量減少波動。當磨機加料到額定能力時，此時應穩定運行一段時間，使磨機達到物料進出平衡、破碎平衡、風料平衡的穩定狀態，此時可以選擇是否增產。我們知道，任何平衡都是具有一定彈性的，在這個平衡下，適當的加減一些料，對磨況的影響是不大的。
4研磨壓力對磨況的影響
磨輥的自重與研磨壓力所產生的勢能等同于粉體產生新表面所需要的表面能，表面能的提高能使磨機達到理想粉磨的效果。
4.1研磨壓力應根據物料的量和易磨性設定合理的范圍
研磨壓力一般常用的設定范圍是80~130Bar（1Bar=1×105Pa），這要根據生料的易磨性和設計產量等設定，我廠目前使用的滿負荷研磨壓力為116～118Bar。研磨壓力小將導致物料粉碎量少，外循環量增大，造成料層增厚、壓差增大，影響磨內通風，產量降低，同時影響刮料板的安全使用；研磨壓力過大將導致料層過薄，造成物料碎而不細，增加內循環負荷和磨內壓差，同時增大主電機負荷，造成粉磨功率浪費，不利于長時間的穩定運行和節能降耗目標的實現。
4.2研磨壓力加載的時機和幅度要根據磨內物料量而定
判斷磨內料量多少最直觀的參數是磨內壓差，壓差為磨機噴口環處的靜壓損失。磨機剛開時，系統拉風要參照磨機出口壓力，通常在6000～000Pa之間，物料入磨后，等壓差逐漸達到45～50MPa時，落輥加壓粉磨。待料層均勻、振動穩定后，逐漸加大研磨壓力。若磨機出現急停現象，是由于磨內存料較多，可以提前落輥加壓粉磨。這就要求操作者在實際生產中總結經驗，根據壓差、外循環量、入磨皮帶電流、入磨皮帶上的攝像頭等準確判斷磨況，判斷好加壓時機，過早則料層不穩，容易造成振動較大，過遲則造成磨內物料多，壓差大，易飽磨，這些均不利于后續的提產操作。加載幅度要依據液壓泵最小工作壓力差而定，換言之，就是使液壓泵在輸入新的壓力設定時要有動作，一般每次加載幅度不應超過5Bar，待液壓壓力反饋穩定后再根據磨內壓差增減情況決定是否再加壓或減壓，最后逐漸根據喂料量決定最終的研磨壓力。
4.3 研磨壓力的卸載
研磨壓力的卸載常在止料停磨時開始，在操作中要做到“快而不急”，減壓在止料時開始，每次減4～5Bar左右，待反饋穩定后再減壓，直到減至最小壓力，一般為80Bar。過急減壓將導致溢流閥一直處于開狀態，不利于液壓站的穩定工作。且在止料時，因入磨皮帶上的物料走空需要一定的時間，同時考慮到磨機內外循環量，通常在這段時間內將研磨壓力減到最小是不會造成磨機振動變大的。待磨內壓差和主電機電流降低時，可以停磨，此時，磨內物料基本磨空，方便以后開磨。
5 結論
通過優化各工藝參數，我廠目前生料磨臺時產量達到450t/h以上，出磨細度控制為R80≤15%，合格率達到80%，水分小于1.0%，合格率達到90%以上，均化庫每班可增長約1.5m，可有效避過用電高峰的峰值電，節約了生產成本。Atox50立式磨只有達到風、料、研磨壓力平衡時才能保證磨機處于均衡穩定的最佳粉磨狀態，在生產中樹立用好風是關鍵、壓力是保證的意識，同時根據物料的物理性能調節好恰當的擋料環高度，控制適宜的噴水量，穩定料層，才能發揮磨機的粉磨能力。操作者應參照因變量對主變量作出適宜的調節，根據磨機的粉磨狀態，科學增產。