RD水泥有限公司水泥生產線采用 170-80 輥壓機+V 型選粉機+?3.5 m×11.5 m 水泥磨+動態選粉機的雙閉路聯合粉磨系統。輥壓機功率為 2×800 kW，V 型選粉機型號為 Vx6817，水泥磨功率為2 000 kW，磨機轉速為 16.6 r/min，O-S 選粉機型號為 N2500。生產 P.O 42.5R 水泥，原系統產量為 85～ 90 t/h，成品比表面積為 360±15 m2/kg，系統電耗約為34 kW·h/t。
為了提高水泥粉磨系統產量，降低電耗，改善水泥成品質量，該公司對水泥磨進行了技術改造。
1 水泥磨優化改造
1.1 筒體襯板
優化前筒體襯板如圖 1 所示。一倉采用溝槽階梯襯板，其有效長度為 3.15 m，溝槽階梯襯板有磨損，階梯的高度差和溝槽可進一步優化；二倉采用小波紋襯板+4 圈活化襯板，小波紋襯板厚度為 75 mm，降低了有效內徑，增加了電耗，活化襯板磨損嚴重，排列方式可進一步優化。
(a) 溝槽階梯襯板
(b) 小波紋襯板
(c) 活化襯板
圖1 優化前的筒體襯板
優化后的筒體襯板如圖 2 所示。一倉仍采用溝槽階梯襯板，階梯的高度差決定了襯板的提升能力，溝槽的波紋兼顧研磨作用。優化后襯板的階梯高度差為100 mm，溝槽的半徑為 R20 mm，深度為 10 mm，提高了襯板的提升和研磨效率，可更好地發揮一倉以細碎為主、研磨為輔的作用。二倉為小波紋襯板+5 圈活化襯板。小波紋襯板的波紋重新設計，波峰波谷高度差為 15 mm，盡可能地增大研磨面積，以提高二倉的研磨效率，增強研磨能力。考慮研磨體填充率為30%，活化襯板高度為 750 mm，環數增加至 5 圈，重新排列活化襯板的安裝位置 (見圖 3)，每一圈的活化襯板交錯排列，可更好地發揮研磨體的粉磨能力，最大程度消除研磨死區；合理設計活化襯板的過料面積，將靠近筒體外圓高度為 150 mm的部分設計成盲板，可有效控制物料在磨內的研磨時間，提高磨機研磨效率和物料的磨細程度，降低循環負荷，從而提高產量、降低電耗。
圖2 優化后的筒體襯板
優化改造后磨內布置如圖 3 所示。一倉有效長度縮短為 2.9 m，由于進料裝置增加了返料板，增加了一倉的有效研磨長度，且磨機的進料比表面積在 200 m2/kg 以上，不需要太多的沖擊粉碎，因此可將更多的空間向具有磨細作用的二倉偏移，以提高磨機的整體研磨能力。
圖3 優化改造后的磨內布置
由于物料在進入磨機前經過了輥壓機和 V 型選粉機，粒度較細，研磨體直徑較小，因此，筒體襯板均采用超薄襯板，既降低了襯板質量，又增加了筒體有效內徑，在填充率一定的情況下，料面降低，可以增大隔倉裝置的中心環，進而改善磨內通風。
1.2 隔倉裝置
原隔倉裝置是料流與氣流混合在一起，易出現沖料現象，造成二倉前段出現無料的粉磨盲區。優化后的隔倉裝置采用氣料分離式雙隔倉，如圖 4 所示。雙隔倉可將料流和氣流分開，分別由不同的通道通過中間隔倉裝置，改變了常規球磨機內部氣流與料流混合的現狀，增加了二倉的有效破碎研磨長度，延長了物料研磨時間，提高了磨機的粉磨效率，可使系統磨內風量調整更加便利，加大了磨內通風量，降低了物料的出磨溫度，改善了水泥的品質。
圖4 優化后的氣料分離式雙隔倉
結構方面，在考慮研磨體填充率與料面的情況下，盡可能增大中心圓的直徑，隔倉兩側采用篦板，篦縫寬度為 6 mm，通孔率為 7.8%，兩側篦板的通孔率保持一致，可改善隔倉截面通風，降低通風阻力和中心圓處風速。物料流動方向安裝有閘板，現場可根據粉磨工藝及物料特性等來控制物料的流速，從而提高產品的質量和產量。
1.3 出料篦板
原出料篦板為篩板外加鑄件邊框的防堵型篦板，篦縫為 5～ 8 mm，此種篦板雖有防堵效果，但磨尾的粗顆粒物料與鋼段會從篦板之間的縫隙中進入到選粉機，再進入磨機一倉。
將出料篦板優化升級為壓條與篩板的組合，如圖5 所示。篩板篦縫寬度為 4 mm，通孔率為 15%，將篩板用壓板壓在篦板架上，同時可堵住篩板之間的縫隙，避免磨尾的粗顆粒物料與鋼段從縫隙中進入到選粉機后再進入一倉。在保證通孔率的前提下，將靠近筒體最外圈高度為 300 mm的部分設計為盲板形式的鑄件襯板，有助于抑制物料流速，延長物料在磨內的研磨時間，提高研磨效率。
圖5 優化后的出料篦板
1.4 研磨體級配
磨機是通過襯板將能量傳遞給研磨體，研磨體在運動中對物料進行磨細與整形，合理的研磨體級配對提高粉磨效率和節能降耗有著重要作用。
由于對磨內襯板、隔倉裝置和出料篦板進行了優化，使得研磨效率提高，因而可適當減少研磨體填充量，將一倉和二倉的填充率由 28% 降至 22%，降低了磨機負荷，進而降低了電耗。優化前后研磨體級配如表 1 所列。
表1 優化前后研磨體級配
優化前水泥成品中 -3 µm的細粒級含量約為20%，有時甚至達到 25%，細粒級含量高會影響水泥質量。因此技術改造加大了一倉和二倉的平均球徑，一倉和二倉的平均球徑分別由優化前的 27.00、12.98 mm 增加到 28.96 和 14.42 mm；一倉中 ?40 mm的鋼球由 2 t 增加至 5 t，相應地減少了一部分小球。因為熟料易磨性較差，因此提高一倉對熟料和其他粗顆粒的處理能力，可避免出現選擇性磨細現象；二倉中不再裝 ?10 mm×10 mm的鋼段，可避免出現過粉磨現象。
2 優化改造結果
優化改造后，磨內通風得到了改善，水泥成品溫度有一定降低，水泥成品中 -3 µm的細粒級含量降為10% 左右，粒徑分布趨于合理，質量得到改善。P.O 42.5R 水泥的系統產量提高到 105～ 110 t/h，比表面積為 360±15 m2/kg，系統電耗約為 32 kW·h/t，提產降耗效果明顯。
3 結語
(1) 優化水泥磨筒體襯板和活化襯板的結構，以控制物料流速，提高研磨效率，降低粉磨電耗。
(2) 對料風分離式隔倉裝置在結構與工藝上都進行了優化，料流和氣流分開，使得整個工藝系統調整磨內風量更加便利，二倉有效研磨長度增加，有助于改善通風，增加系統產量。
(3) 出料篦板采用壓條與篩板的組合，既能防堵，又可提高通孔率，避免磨尾的粗顆粒物料與鋼段從縫隙中進入到選粉機后再進入一倉。
(4) 研磨體級配對系統的產量和成品的質量有著非常重要的影響，合理的研磨體級配可提高粉磨效率，改善水泥成品質量。
