立窯水泥廠在我國經(jīng)濟建設(shè)中做出了 歷史性貢獻：一是滿足地方經(jīng)濟建設(shè)和廣大農(nóng)村市場對水泥的需求；二是營造了156萬個直接就業(yè)崗位；三是為許多地區(qū)和農(nóng)村的經(jīng)濟騰飛完成了原始的資本積累。 即使在今天，在規(guī)模總量上也是占據(jù)絕對優(yōu)勢；在經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)仍然是地方稅收和財政收入的主要來源。但是，隨著國內(nèi)經(jīng)濟的連續(xù)快速發(fā)展，尤其在我國加入 WTO 后，立窯水泥生存的空間在減小。國家產(chǎn)業(yè)政策和結(jié)構(gòu)的調(diào)整、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的日益高標(biāo)準(zhǔn)的要求、 跨國建材巨頭們加緊進軍中國建材市場 、國內(nèi)大企業(yè)集團的快速擴張、市場的無序競爭，這一切不得不使所有的立窯企業(yè)面對一個現(xiàn)實——生存與發(fā)展的問題。
　　解決生存與發(fā)展問題至少要做兩件事：一是順應(yīng)潮流，把企業(yè)規(guī)模做大，上新型干法生產(chǎn)線或建水泥粉磨站，主動調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；二是對有一定規(guī)模的企業(yè)加強管理，完善工藝，節(jié)能挖潛，增加效益，提高市場抗風(fēng)險能力。前者解決發(fā)展問題，后者解決生存問題。
　　不論新線或老廠改造，都涉及到工廠粉磨系統(tǒng)的技術(shù)方案選擇。就我國立窯水泥廠粉磨系統(tǒng)技術(shù)改造方案的選擇，本人談以下幾點，供參考。 
一、立窯水泥廠粉磨系統(tǒng)的主要問題
　　• 磨機規(guī)格小：由于立窯單機規(guī)模?。ㄗ畲竽戤a(chǎn) 10 萬噸），因此絕大多數(shù)立窯廠的磨機規(guī)格都是 Φ 2.2 ～ 2.4m 的小磨機。隨著立窯臺數(shù)的增加，出現(xiàn)了磨機群。在這種情況下，企業(yè)磨機規(guī)格小而多、產(chǎn)能低、電耗高，環(huán)境污染嚴(yán)重，效益低下。
　　• 綜合技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)落后：由于磨機規(guī)格小，單機產(chǎn)量低。即使采用群窯大磨的廠，其磨機規(guī)格大都在 3m 。就立窯水泥整體而言，水泥質(zhì)量還是不夠穩(wěn)定。除了水泥熟料質(zhì)量因素外，也不乏粉磨原因而帶來的水泥質(zhì)量問題。隨著水泥新標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，水泥比表面積的提高，磨機臺時產(chǎn)量降低，粉磨系統(tǒng)電耗提高，增加了生產(chǎn)成本，降低了企業(yè)經(jīng)濟效益。也還是規(guī)格小的問題，粉磨系統(tǒng)的人均生產(chǎn)能力最多達到干法大廠的 30% 。 日本小野田水泥公司在大連設(shè)立的合資企業(yè)華能－小野田水泥公司， 150萬噸/年水泥，員工500人。
　　• 環(huán)保不達標(biāo)：由于磨機規(guī)格小而多，每臺磨機從進料到出料的粉塵污染；單機的噪音污染；單機的潤滑和冷卻水排放污染都是不可避免的。單從粉塵治理就要上許多收塵設(shè)備。過多的收塵設(shè)備一是給企業(yè)帶來較大的投資，二是給企業(yè)的管理和維護帶來諸多不便。 
　　有資料表明，目前我國大氣粉塵污染主要源自于水泥、火電和冶金三大行業(yè)，其中水泥行業(yè)的排放量躍居首位。據(jù)專家保守估計，我國水泥工業(yè)每年排放的粉塵總量超過 1200萬噸，約占水泥年產(chǎn)量的2.5%，而德國、美國、日本等先進國家，其水泥工業(yè)粉塵排放量僅占產(chǎn)量的0.01%左右，兩者相差200多倍。 
　　• 電氣自動化水平底：從自動控制和自動化技術(shù)而言，立窯廠與回轉(zhuǎn)窯廠沒有多少區(qū)別，但在投資上，立窯廠上過多的自控和高檔次的自動化顯然在經(jīng)濟上是不合算的。雖然在“七五”期間，國家積極推廣立窯技改 14 項新技術(shù)，其中有一部分自動化技術(shù)，但檔次低，立窯的自動控制技術(shù)至今還不成熟。在粉磨系統(tǒng)的自動化技術(shù)方面，當(dāng)回轉(zhuǎn)窯廠在對立式磨和輥壓機系統(tǒng)進行自動控制的時候，我們的立窯廠主要還是圍繞球磨機的自動配料和進項機的使用。
　　• 生產(chǎn)工藝不完善，尤其是部分工廠還沒有烘干設(shè)備：用于生料粉磨的粘土和煤及水泥粉磨的濕礦渣等混合材，基本靠自然曬干，造成了入磨物料綜合水分偏高和波動。水分偏大影響磨機的產(chǎn)量；水分波動 對配料計量及檢驗數(shù)據(jù)有影響，從而影響生產(chǎn)控制和產(chǎn)品質(zhì)量。 隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的增大，粉磨與烘干的矛盾就越現(xiàn)突出。
　　6 、先進立窯企業(yè)技術(shù)八項指標(biāo)：中國水泥協(xié)會立窯研究會近期公布了“先進立窯企業(yè)技術(shù)八項指標(biāo)”。⑴、企業(yè)規(guī)模為年產(chǎn)水泥 30 萬噸以上。⑵、工藝設(shè)備完善，生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化控制及計算機管理。⑶、產(chǎn)品質(zhì)量通過認(rèn)證：穩(wěn)定生產(chǎn) 32.5 、 42.5 等級水泥；出廠水泥 3d 、 28d 抗壓強度超標(biāo) 4 MP a 、 5MPa ；熟料 28d 強度 52 MPa 以上； f CaO 在 2.5% 以下。⑷、水泥均勻穩(wěn)定性不大于 1.1R （ R 為同品種不同強度等級水泥 28d 抗壓強度上月平均值）。⑸、環(huán)保達標(biāo)，逐步實現(xiàn)環(huán)保體系認(rèn)證。⑹、能耗指標(biāo)：可比熟料燒成熱耗： 900 × 4.18kJ/kg ?？杀人嗑C合電耗： 80kWh/t 以下。⑺、全員實物勞動生產(chǎn)率： 1000t/ 人· a 以上（不含礦山）。⑻、企業(yè)管理：建立嚴(yán)格的科學(xué)管理機制，追求技術(shù)進步，堅持文明生產(chǎn)，并形成具有特色的企業(yè)文化，通過 ISO9001 質(zhì)量體系認(rèn)證。

二、技術(shù)改造的目標(biāo)和指標(biāo) 
　　1 、擴大規(guī)模：首先是擴大新型干法生產(chǎn)線。在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)應(yīng)該瞄準(zhǔn) 2000t/d 生產(chǎn)線；經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)可在 1000t/d 上起步?？拷笾谐鞘泻徒煌òl(fā)達地區(qū)可與大企業(yè)集團聯(lián)手改建水泥粉磨站，進入大企業(yè)集團就解決了企業(yè)的生存和發(fā)展問題。上述兩項條件不具備的立窯廠必須按照中國水泥協(xié)會立窯研究會公布的指標(biāo)：至少盡快將規(guī)模發(fā)展到年產(chǎn) 30 萬噸。也就是說，粉磨系統(tǒng)的技術(shù)改造優(yōu)先考慮在單機 30 萬噸規(guī)模的基礎(chǔ)上。 
　　2 、節(jié)能降耗：不論是立窯廠還是回轉(zhuǎn)窯廠，粉磨系統(tǒng)的節(jié)能降耗是永恒的主題。水泥生產(chǎn)中 70% 的電耗都用在了生料和水泥粉磨，任何粉磨新技術(shù)的研究和采用無不是圍繞節(jié)能降耗而展開的。噸生料粉磨系統(tǒng)電耗 17kWh ；噸水泥粉磨系統(tǒng)電耗 30 kWh ，應(yīng)是我們技術(shù)改造的指標(biāo)。
　　3.保達標(biāo)：尤其在粉塵排放上要達到或低于國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。在磨機系統(tǒng)和烘干機系統(tǒng)達到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)并不難，收塵機技術(shù)早已過關(guān)，只是資金投入問題。 
　　4 、提高自動化水平：只要粉磨系統(tǒng)的規(guī)模上去了，提高自動化水平也不難。關(guān)鍵是領(lǐng)導(dǎo)的意識、管理的水平、職工的素質(zhì)。生產(chǎn)全線的集散自動控制是最終目標(biāo)，至少生料和水泥粉磨系統(tǒng)的兩個車間各自獨立自動控制生產(chǎn)是能做到的。 
　　5 、解決烘干問題：創(chuàng)造條件上烘干機，對已有烘干機的尤其是回轉(zhuǎn)式烘干機的，可以采用“快速沸騰式烘干機”技術(shù)進行改造，使烘干機單機產(chǎn)量提高 80% 。暫時條件不具備的廠可采用“烘干兼粉磨技術(shù)”進行技術(shù)改造。入磨前被烘干的物料水分至少應(yīng)控制在 2% 以下。 
三、開流磨的技術(shù)改造 
　　開流高細(xì)高產(chǎn)磨技術(shù)主要用于水泥粉磨、非金屬礦超細(xì)粉磨、無煙煤粉磨等。對原有的磨機改造時，應(yīng)具備以下工況條件：
　　• 磨機直徑可以從 1.5m至3.8 m ，磨機長徑比至少 >2.5；• 入磨物料綜合水分 <2% ；• 入磨物料粒度、研磨體裝載量、磨機運行等正常穩(wěn)定； • 磨機通風(fēng)狀況良好，收塵和計量設(shè)備完好。 
（一）、改造的主要內(nèi)容
　　1 、襯板：段倉安裝活化襯板，有效地消除了“滯留帶”，激發(fā)和強化了研磨體的運動。 
　　2 、隔倉板：尾倉更換帶內(nèi)篩分裝置的隔倉板，嚴(yán)格控制進入尾倉的小顆粒，使前倉的鋼球和尾倉的小段各自最大限度地發(fā)揮破碎和研磨作用。 
　　3 、研磨體：采用微型研磨體強化尾倉的研磨能力。 直徑 8～12 mm的小段，單位質(zhì)量的個數(shù)是普通鋼段的20倍,總表面積是普通鋼段的2.5倍。研磨效率與研磨體的表面積的0.5～0.7次方成正比。小段的應(yīng)用起到了提高產(chǎn)量、增加產(chǎn)品比表面積、改善微粉顆粒組成的至關(guān)重要的作用。
　　4 、料段分離裝置：對于微型研磨體，有必要設(shè)計一個讓細(xì)粉順利出磨，同時微型研磨體不致跑出磨外的出料篦板裝置。 
　　5 、合理的工藝參數(shù)設(shè)置：改造后的高細(xì)高產(chǎn)磨，其工藝參數(shù)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的水泥品種、熟料的易磨性、混合材的品種和摻入比例、磨機規(guī)格的大小，來設(shè)置磨機的倉位、研磨體的級配和細(xì)度的控制。 
（二）、改造的指標(biāo)
　　• 增產(chǎn) 20 ～ 35% ； 節(jié)電 17～25%。 • 水泥比表面積可達 300～350m 2 /kg。 • 研磨體消耗降低 25%以上。
（三）、改造效果
　　表 1 磨機改造前/后主要技術(shù)指標(biāo)對比表 

四、閉路磨的技術(shù)改造
　　選粉機的功能是通過將出磨物料中達到一定粒徑的顆粒及時選出，減少磨內(nèi)過粉磨量，從而達到提高磨機粉磨系統(tǒng)效率。但選粉機本身并不產(chǎn)生細(xì)粉，選粉機的改造應(yīng)與磨機改造結(jié)合起來進行。當(dāng)然，一般說來，選粉機的效率高，系統(tǒng)產(chǎn)量也高。這里有一點需要說明，隨著磨機規(guī)格的增大， 采用閉路粉磨是水泥粉磨工藝的必然趨勢。
　　以日本小野田的 O-Sepa選粉機為代表的渦流式選粉機，是一種分級效率高達80%以上的高效選粉機。引進該技術(shù)生產(chǎn)的國內(nèi)有兩家，他們是上海新建和山東建機。國產(chǎn)同類技術(shù)的最早是以合肥院的HES和DS高效選粉機為代表。近幾年，成都利君等公司也陸續(xù)推出類似的選粉機。國外主要有德國的Sepol型、SKS型、丹麥的Sepax型、美國的SD型、法國的TSV高效動態(tài)選粉機。這些選粉機的分散、分級及收集機理非常明確，尤其分級機理與離心式和旋風(fēng)式相比有突破性的改變，選粉機的各環(huán)節(jié)均達到了相當(dāng)高的水平，因而整體的選粉效率很高，是一種極具優(yōu)勢的分級設(shè)備。
　　與離心式或旋風(fēng)式的選粉機相比，渦流高效選粉機可提高磨機產(chǎn)量 15～40%；節(jié)電10～20%；體積小、重量輕、布置靈活；產(chǎn)品可在300～600m 2 /kg任意調(diào)節(jié)；系統(tǒng)負(fù)壓操作，無粉塵污染。不足之處是一次性投資較大，但根據(jù)已改造后的諸多實例統(tǒng)計，一般投資回收率在一年半之內(nèi)。
　　立窯廠的閉路磨改造或新建時應(yīng)直接采用這種第三代渦流高效選粉機。一種新的方式就是將高細(xì)高產(chǎn)磨和帶渦流選粉機的技術(shù)有機組合的研究正在試驗中。其目的既提高磨機產(chǎn)量，又改善水泥質(zhì)量。
五、新建或改造生料磨系統(tǒng)的方案選擇 
　　生料粉磨的環(huán)節(jié)是為窯的煅燒提供合格的原料，除了穩(wěn)定的化學(xué)成分之外，均齊的生料粉顆粒也為煅燒過程提供了良好的條件，從而影響到水泥熟料的質(zhì)量。生料生產(chǎn)的通?？刂埔?nbsp;0.08mm 和 0.2mm 篩余為指標(biāo)，當(dāng) 0.2mm 篩余小于 1.0% 或 1.5% 時， 0.08mm 篩余可放寬到 10 ～ 16% 。所以，生料粉磨系統(tǒng)的改造必須圍繞著如何提高 0.08mm 和 0.2mm 為切割粒經(jīng)的粉磨效果。
　　閉路磨方案：采用渦流式高效選粉機作為閉路磨設(shè)計和改造的方案選擇已是不爭的共識。它選粉時的高效率，產(chǎn)品細(xì)度調(diào)節(jié)的自動化，極少的維修量為用戶帶來諸多方便之處。尤其是產(chǎn)生的顆粒均齊的生料粉為生料磨方案的首選。
　　立式磨方案：立式磨是融粉磨和選粉為一體的先進的粉磨設(shè)備。國外新建水泥廠幾乎 90% 都是采用立式磨技術(shù)。立式磨技術(shù)經(jīng) 20 年的不斷改進和實踐，已開始大有逐漸取代球磨機的之勢。與球磨機系統(tǒng)相比，它的電耗節(jié)省 20 ～ 30% ；通風(fēng)和烘干能力強；入磨粒度可達 60 ～ 80mm ，從投資上可減少一級破碎；噪音小，聲強在 80dB 以下；金屬磨耗小，磨輥和磨盤的使用壽命可達 8000 小時以上。國外最大規(guī)格的立式磨生料粉磨能力已達 400t/h ，系統(tǒng)裝機功率 6800Kwh 。因此，尤其對于新建生料磨系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先考慮采用立式磨方案。
　　輥壓機方案：利用老磨機前加輥壓機系統(tǒng)的方案在國內(nèi)已有許多示例，生料粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)量幾乎翻一番，系統(tǒng)電耗在 17kWh/t 以下。對于生料粉磨系統(tǒng)最佳的方案是擠壓半終粉磨系統(tǒng)，并采用帶渦流的高效選粉機閉路流程。 

兗州礦務(wù)局水泥廠 1#窯生料磨擠壓半終粉磨工藝流程圖 
兗州礦務(wù)局水泥廠 1#窯生料磨技改，是利用一臺Φ2.2×6.5m老磨機上加DS750高效組合選粉機，磨機前加輥壓機的半終粉磨工藝流程（圖1）。改造后標(biāo)定R 0。08 =6.5%，產(chǎn)量46t/h，系統(tǒng)電耗16.1kWh/t。山東水泥廠也在Φ2.4×10m中卸烘干磨上使用了同樣的技術(shù)方案，臺時產(chǎn)量達65t，電耗16.23kWh/t。

六、新建或改造水泥磨系統(tǒng)的方案選擇
　　水泥粉磨系統(tǒng)對最終產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)控制指標(biāo)是細(xì)度和比表面積，而在新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行后，還要考慮到微粉的顆粒級配，既— 30 微米的含量。目前，立窯廠按新標(biāo)準(zhǔn)要求生產(chǎn)時普遍出現(xiàn)水泥磨產(chǎn)量下降，這就要求我們改變以下傳統(tǒng)的工藝選型思路——大一個規(guī)格選磨機。而在方案的選擇上，各廠的規(guī)模、工況不同，方案的選擇也應(yīng)有所區(qū)別。
　　1 、開流磨系統(tǒng)：由于立窯廠多數(shù)球磨機規(guī)格較小，對于Φ 3.2m 以下的磨機采用高細(xì)磨技術(shù)在國內(nèi)已相當(dāng)成熟。帶磨內(nèi)篩分裝置的高細(xì)磨國內(nèi)已有 300 多臺在運行。開流高細(xì)磨方案的選擇尤其適合立窯廠的熟料粉磨，它的產(chǎn)品中微粉量高，在篩余細(xì)度 4% 以下，比表面積 340m 2 /kg 時有利于克服熟料早期強度不高。其次，開流磨流程簡單、投資小、便于管理。在增產(chǎn)節(jié)能方面，同規(guī)格磨機相比可增產(chǎn) 25% 以上，系統(tǒng)電耗降低至少 20% 以上。尤其對摻礦渣混合材量較高時，高細(xì)磨的選用似乎比閉路磨更易于控制質(zhì)量。 
　　2 、閉路磨系統(tǒng)：在熟料溫度偏高，水泥品種經(jīng)常更換、已有磨機長徑比較小的水泥磨系統(tǒng)，宜選用帶渦流式的高效選粉機。選粉機的外進風(fēng)可將入選粉機的粗粉進行冷卻，轉(zhuǎn)子的無級調(diào)速便于品種的更換。閉路磨系統(tǒng)操作的好壞，主要是系統(tǒng)工藝參數(shù)的設(shè)計是否合理。
　　3 、輥壓機 + 球磨機系統(tǒng)：在一次性投資許可的情況下，上輥壓機 + 球磨機系統(tǒng)可同時滿足以上兩種情況，并可大幅度提高系統(tǒng)產(chǎn)量，降低系統(tǒng)電耗。經(jīng)輥壓機擠壓后的熟料料餅，通過打散分級機后產(chǎn)生的細(xì)粉均在 2mm 以下，而且微粉中已有 20~30% 的成品。帶輥壓機的水泥粉磨系統(tǒng)一般比原來系統(tǒng)至少可增產(chǎn) 50% 以上，系統(tǒng)電耗在 30kWh/t 。 選擇輥壓機后，磨機的規(guī)格可以降低。也可以用一臺輥壓機同時帶多臺球磨機。由于擠壓后的物料不同與破碎機破碎的物料，在球磨機的工藝參數(shù)設(shè)計上要有所區(qū)別。 

七、結(jié)束語 
　　今天的立窯廠的粉磨系統(tǒng)技術(shù)改造，正處在市場競爭激烈，新標(biāo)準(zhǔn)貫徹執(zhí)行，“上大改小”的政策引導(dǎo)，環(huán)保和綠色工業(yè)要求日益加強的背景之下，無論是為了生存或發(fā)展，立窯廠對粉磨系統(tǒng)的技術(shù)改造都顯得尤為迫切和重要。
　　由于粉磨生料和粉磨水泥的生產(chǎn)控制指標(biāo)有所不同，因此，在生料磨系統(tǒng)方案的選擇上應(yīng)優(yōu)先考慮閉路磨；在水泥粉磨系統(tǒng)方案的選擇上要考慮如何盡可能獲得較多的微細(xì)粉。又由于各廠的工況不同，在方案選擇前應(yīng)摸清被粉磨的原料的性能，多方案比較，按合理、高效、經(jīng)濟的原則選擇不同的粉磨系統(tǒng)。
　　要轉(zhuǎn)變觀念，技術(shù)改造不是修修補補、填平補齊，要從技術(shù)進步、節(jié)能降耗的目標(biāo)出發(fā)，盡可能選擇最先進的技術(shù)和裝備，一次改造到位。有最好的投資回報率是技術(shù)改造成功的標(biāo)志。技術(shù)改造除了取得經(jīng)濟效益之外，也可以促進企業(yè)管理水平的提高，更體現(xiàn)了企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的意識和水平。