現今，國家層面對工業(yè)領域節(jié)能降耗的要求日益趨嚴，綠色節(jié)能已成為水泥工業(yè)發(fā)展之路的重要航標。粉磨系統(tǒng)作為水泥生產鏈中的“耗電大戶”，在整個水泥生產工序中耗電占比超過60%。其能耗高、效率低一直是水泥行業(yè)節(jié)能降耗的痛點，為解決這一問題，越來越多的水泥企業(yè)開始進行粉磨系統(tǒng)節(jié)能改造。

近日，中國水泥網高級顧問、水泥粉磨實戰(zhàn)專家鄒偉斌以《水泥粉磨系統(tǒng)節(jié)能降耗技術改造措施分析》為主題進行精彩演講，詳細介紹了水泥聯合（半終）粉磨系統(tǒng)、輥壓機水泥半終粉磨工藝系統(tǒng)、選粉機系統(tǒng)、陶瓷研磨體等相關內容并強調，水泥企業(yè)應重視粉磨技術研究。

鄒偉斌指出，水泥工業(yè)發(fā)展將圍繞以“潔凈生產、節(jié)能減排”為中心，開展各項技術創(chuàng)新工作，包括高效節(jié)能粉磨設備與新工藝的研發(fā)與應用，降低粉磨系統(tǒng)電耗任重而道遠?！跋到y(tǒng)節(jié)能是硬道理”：對傳統(tǒng)粉磨理論的繼承、創(chuàng)新與發(fā)展；根據實際工藝狀況，對粉磨系統(tǒng)的不斷總結及持續(xù)改進與提高、加快技術進步。

一、水泥聯合（半終）粉磨系統(tǒng)能耗現狀

國內配置高效率料床預粉磨設備輥壓機與外循環(huán)立磨運行的水泥聯合（半終）粉磨系統(tǒng)，目前生產P.O42.5級水泥，系統(tǒng)粉磨電耗先進值已≤26kWh/t，少數系統(tǒng)粉磨電耗≤ 22 kWh/t ～24 kWh/t（應增大預粉磨能力），極個別在20kWh/t左右。

安徽巢湖恒信水泥公司輥壓機雙閉路半終粉磨系統(tǒng)P.O42.5級水泥，粉磨電耗19.6 kWh/t

二、不同主機設備、粉磨工藝特性

1、水泥粉磨主機粉磨特性

2、不同水泥粉磨工藝設備能耗比較

3、不同磨機不同水泥比表面積與電耗關系

4、預粉磨與聯合粉末工藝系統(tǒng)特點比較

三、輥壓機配置的分級設備特性

1、輥壓機+打散分級機：機械篩分及部分風選（氣流），分級后的入磨物料切割粒徑2.0mm～3.0mm；

2、輥壓機+V型選粉機，擠壓分級后的入磨物料比表面積150～220㎡/kg；

3、輥壓機+VSK選粉，擠壓分級后的入磨物料比表面積≥250㎡/kg；

4、輥壓機+V型選粉機+下進風高效組合式選粉機，擠壓分級后的入磨物料比表面積≥250㎡/kg；

5、輥壓機+V型選粉機+XR下進風選粉機，擠壓分級后的入磨物料比表面積≥ 250㎡/kg；

注：2～5均為空氣（氣流）分級，入磨物料切割粒徑均≤0.5mm。

輥壓機擠壓分級后的入磨物料具有“晶格裂紋效應”和“粒度效應”，易磨性提高15～25%（粉磨功指數下降15～25%，并非簡單的磨機接長），動、靜態(tài)分級設備（調節(jié)）平衡了輥壓機與管磨機的系統(tǒng)產量。

四、輥壓機料床擠壓特性分析

1、任何設備使用都是有條件的：輥壓機對被擠物料易碎性敏感，一次性擠壓施力大于立磨；

2、輥壓機輥面花紋必須保持完整（對物料牽制能力良好）；

3、雙輥不失圓、無剝落凹坑、輥面磨損均勻、兩邊緣及輥子中部不漏料，希望被擠壓處理的物料能夠100%通過輥縫；

4、輥壓機作業(yè)過程中對入機物料粒度均勻性及水份非常敏感，粒狀料擠壓效果好、粉狀料及綿軟料擠壓效果差，即有：“擠粗不擠細、擠硬不擠軟、擠脆不擠綿、擠干不擠濕”的料床擠壓粉磨特性（并非不擠壓上述物料，只是對細、軟、綿、濕的物料擠壓效果較差）；

5、當系統(tǒng)循環(huán)負荷較大或輥壓機處理能力大、入機物料中細粉料量多時，會造成輥壓機實際運行輥縫小，主電機出力少（運行電流低），工作壓力低，若不及時調整，則擠壓效果會變差、系統(tǒng)電耗增加；

6、輥壓機運行的三個階段：“壓緊階段、擠壓階段、膨脹階段”，輥壓機適應于脆性物料，對于粘性物料及水份大的物料擠壓效果差；

7、輥壓機動輥脫離中間架擋板作往復運動，標志著液壓力完全通過物料傳遞；

8、兩臺主電機運行電流不大于額定電流，在額定電流允許范圍內（至少達60%以上，有的達到70～90%），作小幅度擺動，標志著輥壓機對物料輸入了粉碎所需能量（斜插板開度放大）；

9、輥壓機及分級設備向管磨機提供的細粉越多、比表面積越高、說明輥壓機做功越多、擠壓效果越好（決定系統(tǒng)產量因素的80%以上）；

10、輥壓機進料裝置具備良好的可控性能；

11、稱重倉保持至少60%或以上的操作倉容；

12、輥壓機輥面磨損量較大時，由于輥面失圓，與物料之間呈現非緊密接觸料床（料床不密實或漏料）即使強行加壓，對物料的擠壓效果仍然不會好；

13、輥壓機輥面必須保持相對完好，可采用備輥形式更換，進行離線堆焊（修復效果優(yōu)于在線堆焊）；

14、擠壓不同特性物料，輥面磨耗值大致范圍為：≤1.0g/t物料

15、經輥壓機擠壓后的物料微觀結構被破壞，具備“裂紋效應”、物料易磨性顯著改善，并非簡單的磨機接長所能達到的效果；

五、物料水分、易磨性、溫度等因素的影響

1、入磨物料水分對粉磨效率的影響

2、入磨物料易磨性的影響

2.1、入磨熟料溫度超過50℃，磨機產量將受影響；如果超過80℃，水泥磨產量降低約10～15％；

2.2、急冷的熟料易磨性好；

2.3、對于Φ4.2m以上的磨機，每提高10㎡/kg的比表面積，相應臺時產量約降低5~10t/h左右；

2.4、窯皮熟料、飛砂料、高C2S、高C4AF熟料、鋁酸鹽熟料、硫鋁酸鹽熟料、高鎂熟料、黃心料、慢冷熟料、受潮熟料、部分欠燒料、還原料、礦渣、鋼渣、磷渣、粉煤灰、天然火山灰（沸石、凝灰?guī)r、玄武巖等）等易磨性差，尤其與入磨水份大的料疊加，系統(tǒng)產量大幅度降低；

從礦物組成與強度來講，應生產C3S含量高的熟料。因熟料的易磨性系數隨C3S含量的增多而直線性地增大，熟料的C3S含量由40%增為50%時，其易磨性系數約提高0.10；再增為60%時，易磨性系數又提高約0.10。

熟料易磨性與C2S含量對應關系

3、磨內溫度與磨機各參數的關系

當磨內溫度從80℃上升至120 ℃ ，系統(tǒng)產量下降10%左右，粉磨電耗上升15%左右；開路磨磨內溫度應控制100 ℃以下、閉路磨溫度應控制80 ℃以下。

4、入磨物料溫度的影響

4.1、水泥顆粒表面帶有靜電荷，溫度升高使研磨體和襯板表面的細粉包層增加導致粘附；水泥顆粒越細，越易形成粘附；

4.2、溫度超過100℃，顆粒表面的空氣膜破壞，粘附現象加??；

4.3、石膏有阻止細粉粘附于研磨體表面的傾向，但溫度升高，石膏脫水，則更易包球、包鍛，還會造成水泥假凝或速凝；

4.4、磨內溫度高易導致滑履軸承溫度高、潤滑作用降低、襯板變形等機械損壞；

六、管磨機產量與入磨物料粒度之間關系

關于管磨機產量與入磨物料粒度之間的關系，可由下式表述:

Kd=（G2/G1）=（d1/d2）X

式中:Kd-磨機的相對生產率或稱粒度系數

G1、G2-分別代表入磨粒度為d1、d2時的磨機產量（t/h）

X--指數，與物料特性、成品粒度、粉磨條件有關，一般X=0.15～0.35

現以X=0.20為例，以此推出不同入磨粒度時磨機的相對生產率Kd:

七、聯合粉末系統(tǒng)技術特點

1、充分發(fā)揮輥壓機“料床粉磨”技術優(yōu)勢，“多擠少磨”，擠壓后料餅采用粗、細兩級分級設備；

2、分級更精確、分級效率更高、入磨物料更細（凸顯“裂紋效應”與“粒度效應”、“部分成品效應”，入磨物料呈細粉狀）、全部取代磨機一倉功能及二倉部分功能，可縮小研磨體尺寸，對提高后續(xù)管磨機細磨能力更顯著；

3、由輥壓機和兩級分級設備喂入管磨機的物料最細已超過300m2/kg，輥壓機的實際使用功率達到9kWh/t，使管磨機實際使用功率降到了11kWh/t、粉磨效率顯著提升、系統(tǒng)電耗降低；

4、后續(xù)管磨機為開路操作，成品水泥顆粒級配分布范圍寬，顆粒形貌好，水泥工作性能優(yōu)良；

八、水泥半終粉磨工藝系統(tǒng)特點

1、與傳統(tǒng)聯合粉磨工藝系統(tǒng)相比，須采用一臺物料處理能力較大的輥壓機和一臺喂料、分選能力大的下進風雙分離高效選粉機，V型選粉機與雙分離高效選粉機則共用一臺系統(tǒng)風機，取消了聯合粉磨系統(tǒng)中一臺循環(huán)風機與旋風收塵器（雙旋風筒或單旋風筒）及部分管道和輸送設備，減少了設備數量及維護點，維修成本降低；

2、半終粉磨系統(tǒng)中直接采用高濃度布袋收塵器收集由輥壓機段擠壓所產生的及管磨機段粉磨后生產的水泥成品，避免了大量＜45μm細粉進入管磨機內部，導致細磨倉出現“過粉磨”所引起的研磨體及襯板表面嚴重粘附現象，使管磨機系統(tǒng)始終保持較高而穩(wěn)定的粉磨效率；

3、水泥成品經過高濃度布袋收塵器收集，后續(xù)管道與系統(tǒng)風機中的粉塵濃度顯著降低，徹底消除了傳統(tǒng)聯合粉磨工藝系統(tǒng)中導致管道與循環(huán)風機葉輪磨損嚴重的因素，降低了系統(tǒng)設備磨損并減少了裝機功率，設備磨耗量明顯降低、整個系統(tǒng)粉磨電耗低；

4、該系統(tǒng)的管磨機段既可由閉路粉磨流程轉換為開路粉磨流程、亦可由開路粉磨流程轉換為閉路粉磨流程，實現了一套粉磨系統(tǒng)可開、可閉的靈活轉換與調節(jié)，轉換操作簡單、快捷；

5、輥壓機水泥半終粉磨工藝系統(tǒng)中，當后續(xù)管磨機系統(tǒng)為開路方式操作時，即輥壓機段創(chuàng)造的成品與開路管磨機粉磨系統(tǒng)生產的成品共同混合入庫，成品顆粒級配范圍比閉路操作時要寬；

6、當后續(xù)管磨機系統(tǒng)為閉路方式操作時，即輥壓機段創(chuàng)造的成品與閉路管磨機粉磨系統(tǒng)生產的成品共同混合入庫，成品顆粒級配范圍仍然比開路操作時要窄，且由輥壓機制造的水泥顆粒球形度非常低，其顆粒形貌多呈不規(guī)則的長條狀、多角形等；

7、采用輥壓機高效率料床粉磨設備制得的水泥顆粒分布范圍相對集中（分布窄），即顆粒粒徑更均勻，均勻性系數n值增大，顆粒之間空隙增多，水泥粉體顆粒堆積密度就小，難以形成最緊密堆積，當達到相同流動度時需要多加水，水則變成了填充物，充填于水泥顆粒之間的空隙、穴道，導致水泥標準稠度需水量增大；水泥制成系統(tǒng)的粉磨效率越高，對增產、節(jié)電越有利，但成品水泥需水量增大現象則會越突出，這就是半終粉磨閉路工藝系統(tǒng)水泥標準稠度需水量偏大的主要原因之一；

8、該系統(tǒng)因輥壓機段擠壓生產的水泥中≤5μm以下微細顆粒含量較高、成品水泥比表面積與抗壓強度一般均偏高，為綜合利用工業(yè)廢渣，大摻量制備復合水泥、降低水泥生產成本創(chuàng)造了先決條件。該系統(tǒng)應權衡水泥使用性能與系統(tǒng)高效、增產、節(jié)電等幾個方面的關系，并對系統(tǒng)中相關控制參數、管磨機內部結構以及所用混合材料品種等做出相應調整，以使水泥成品性能滿足混凝土制備要求；

9、該系統(tǒng)中管磨機磨尾配置有單獨的通風、收塵設備，收塵風機采用變頻調速控制，便于生產過程中磨內通風量的調節(jié)與操作；

九、O-sepa渦流選粉機

高效選粉機關鍵技術環(huán)節(jié)：“均勻分散是前提、有效分級是核心、高效收集是保證”。

問世近四十年，改進較少，實際應用中存在：撒料、分散不均勻、不能形成均勻料幕；通風不均勻、蝸殼易積灰、三次風作用??；分級效果差、部分成品又回到磨內循環(huán)；選粉效率低、回料中成品量多、易造成過粉磨、影響系統(tǒng)產量及粉磨電耗等問題。

粉磨工藝設計：磨尾配置單風機或雙風機系統(tǒng)

1、O-sepa選粉機系統(tǒng)操作要點

1.1、不同規(guī)格O-Sepa選粉機設計有兩個或四個進料口及三個進風管道。其中，一次風為主風，進風比例約占總風量的67.5%，二次風占22.5%，三次風占10%；（N-3000以上選粉機未設置三次風）進風形式:一、二次風為切向進風，隨導風葉片分配及籠型轉子旋轉形成平面渦流，對入機物料進行分散與分級。三次風則由下錐體圓周上水平180o均布的兩個風管或120o均布的三個相同直徑（配置調節(jié)閥門）的風管進入；

1.2、確保各入料口料量均勻、不偏料，保證均勻分散效果；

1.3、可對一次、二次進風管道實施改進，提高選粉室空氣流場的穩(wěn)定性及對入機物料分散效果；

1.4、應定期或不定期對系統(tǒng)風機實際風量、風壓進行檢測，確保風量、風壓滿足選粉要求（利用停機時間清理積灰）；

1.5、由于O-sepa選粉機以負壓抽吸形式收集成品，通過選粉室上端出風口管道與布袋收塵器聯接收集分選后的合格水泥，粉磨系統(tǒng)中選粉機（管磨機尾部）常用的配風形式有兩種：

a.單風機共用風系統(tǒng)

管磨機磨尾通風管道與選粉機一次風管相聯，通過負壓收集磨內通風中的成品顆粒，稱為單風機系統(tǒng)。

特點：少用一臺風機與一臺收塵器 （需要在磨機至選粉機一次風之間設置輔助調節(jié)風閥）。

b.雙風機單列風系統(tǒng)

管磨機的磨內通風收塵與選粉機供風均系由各自單列的風機完成，稱為雙風機（磨收塵風機與選粉機系統(tǒng)風機）系統(tǒng)。

特點：多用一臺收塵器及一臺風機，收塵與選粉兩臺主機設備風路互不干擾。

實際生產中，成品水泥細度細，比表面積不一定高；而水泥細度適當放粗時，比表面積反而提高；其影響因素主要是水泥的均勻性系數n值，即水泥的顆粒分布范圍寬窄程度，顆粒分布范圍寬，比表面積相應高；選粉效率高，n值高。

助磨劑的應用：表面活性劑會改變（善）水泥顆粒之間的透氣性能，同時也會相應提高n值，導致水泥比表面積測定值降低，但同時45μm篩余值也下降。

此時，建議成品水泥控制45μm篩余值，比表面積值作為參考。

十、重視系統(tǒng)除鐵提高粉磨效率

粉磨過程中，隨著管磨機筒體旋轉，通過襯板將能量遞給研磨體做功，研磨體個體之間、研磨體與襯板、物料之間摩擦、研磨，完成磨細物料作業(yè)的同時，產生噪聲及熱量。研磨體、襯板與磨內其他抗磨件材質多為合金鑄鐵或鑄鋼，屬于強鐵磁性材料或弱鐵磁性材料（研磨體及其他抗磨件磨損，被磨物料部分帶入），在雙閉路聯合粉磨系統(tǒng)和一級閉路粉磨系統(tǒng)中細鐵屑或小鐵粒會磨損管道、選粉機撒料盤、導風葉片、輸送設備等，且循環(huán)量隨磨機規(guī)格增大而增大，將嚴重影響粉磨效率，降低系統(tǒng)產量，必須予以去除。

可在磨尾、選粉機喂料部位或選粉機回料過程中安裝除鐵、除渣裝置解決，以進一步提高粉磨效率。

十一、管磨機的技術特點與不足

粉磨機理：

1、研磨體經旋轉筒體上襯板提升、拋落隨機做功，依靠其“集群研磨效應”，不能形成料床；

2、細磨能力有余（閉路系統(tǒng)成品細度調節(jié)更方便）；

3、粗（碎）磨能力不足；

4、適宜于粉磨片狀、粗粉狀物料；對于大水份、大粒徑、難磨物料、襯板打滑、研磨體串倉、隔倉板（篦板）堵塞通風排料不暢、磨內高溫、襯板及研磨體表面粘附、裝載量不足等因素極其敏感；生產過程中，應對被磨物料性能進行控制，改善磨內結構及研磨體級配與通風等技術參數進行優(yōu)化組合；

5、筒體與襯板、研磨體重量大，主電機功率大，無磨前預處理措施時，粉磨效率低、電耗高；

6、金屬耐磨材料磨損量大、磨耗成本高；

7、管磨機筒體工作轉速恒定，磨內需要不同工作表面形狀的襯板進行組合，實現“磨內磨細”；

8、聯合（半終）粉磨系統(tǒng)實現了“分段粉磨”，能夠充分發(fā)揮管磨機細磨功能（優(yōu)化水泥顆粒分布及顆粒整形，提高水泥球形度）；

十二、影響管磨機效率的主要因素

1、磨內粘附：襯板工作表面、研磨體表面；隔倉板及出磨篦板篦縫；

2、隔倉板、出磨篦板堵塞：破碎的研磨體及物料顆粒堵塞篦縫，影響通風及過料（或材質硬度低造成篦縫延展）；

3、研磨體與襯板之間切向滑動：襯板表面磨損無花紋、對研磨體牽制能力大大降低（摩擦系數低、打滑或無活化環(huán)消除死區(qū)）；

4、研磨體串倉：（隔倉板破漏）導致各倉功能紊亂；閉路系統(tǒng)應防止磨尾泄漏、必須有排渣篩；增加除鐵裝置；

5、物料易磨性極差：物料水份大、入磨粒徑大（或這些因素疊加）；

6、研磨體硬度低、變形、破損未定期清倉；研磨體裝載量偏少、未定期補充；

7、襯板尺寸選擇不當等…

十三、水泥聯合（半終）粉磨系統(tǒng)穩(wěn)定高產低消耗的有效技術途徑

1、“磨前處理是關鍵、磨內磨細是根本、磨后選粉是保證”，真正實現“分段粉磨”（重視熟料及混合材易磨性、溫度及水份）

2、優(yōu)化設計、合理選取磨內結構技術參數；

3、倉長比例、各倉襯板工作表面形狀、活化（擋料）裝置、雙（單）層隔倉板（球徑、鍛徑?。?、出磨篦板縫形狀、尺寸及過料能力（優(yōu)選自清潔設計）、磨尾排渣圓篩、除鐵裝置設置；

4、選用優(yōu)質研磨體（高硬度、低磨耗、低破損率、良好的表面光潔度、穩(wěn)定合理的級配）；

5、重視物料磨前除鐵及磨尾除鐵（開路、閉路必須設置，采用氣箱懸浮除鐵、除渣專利技術）；

6、采用優(yōu)質助磨劑（優(yōu)良的分散性能、消除磨內粘附、充分發(fā)揮研磨體細磨能力）；

7、配置機械性能、分級性能優(yōu)良的磨尾分級與成品收集設備（閉路系統(tǒng)）；

8、主機、輔機、風機設備選型應留有富裕量、運行無瓶頸；

9、高效除塵、良好的磨內通風（降溫）實現“系統(tǒng)高效穩(wěn)定”；

十四、水泥企業(yè)可應用的技術與節(jié)能產品

（一）節(jié)能電機與節(jié)能風機應用

（二）陶瓷研磨體與陶瓷襯板應用

（三）輥壓機新型耐磨柱釘輥面應用

（四）金屬復合陶瓷以及柱釘立磨磨輥應用

（五）新型打散分級一體機應用

（六）新型高效選粉機應用

（七）新型設計筒體襯板及應用

（八）新型設計活化環(huán)應用

（九）新型設計隔倉板、出磨篦板應用