摘 要：在管磨机，磨损后尺寸接近篦缝宽度的研磨体及其碎渣极易卡进铸造型篦板的篦缝，很难脱落而导致隔仓板和出料篦板篦缝堵塞，影响系统粉磨能效；高效涡流选粉机内部某些部件的工艺间隙失控会直接影响成品水泥的颗粒分布从而影响水泥质量。对策：启用新型防堵篦板；处理选粉机密封环宽度及折流锥环向间隙。
关键词：防堵型篦板 密封环 折流锥 筛析曲线 颗粒分布
0 引言
我公司一辊压机水泥半终粉磨系统于2011年7月投产，截止2020年8月共累计生产水泥超过1000万吨。2020年9月为客户专供浇筑管桩用的P·O42.5级水泥，系统产量降低了5～8 t/h，水泥成品比表面积也降低了25～32m²/kg，水泥成品中3～32 μm的颗粒比例降低了5.8% 以上，水泥对外加剂的适应性较差。为改善水泥性能，尽快解决该粉磨系统存在的技术问题，更好地服务客户，公司成立技术攻关小组査找原因。经多方论证，隔仓板和出料篦板篦缝堵塞、选粉机分级效果差是根本原因。本文就该问题的原因分析及处理措施进行总结。
01 工艺流程
熟料、混合材、石膏等原材料经过输送皮带、提升机入TRP160-140辐压机(处理能力650～765 t/h，电机功率1120kW×2)，被挤压后，经TVS-9620静态气流分级机(处理风量：220000～240000 m³/h，处理能力 0～960 t/h)分级，较粗混合料入称重稳流仓，返回到辗压机再碾压，较细物料被气流带入到TESu-330高效双分离选粉机(水泥成品比表面积340～360m²/kg，处理风量：270000m³/h，分级能力：190～225 t/h)， 分选出细度合格的水泥输送成品库，不合格物料返回到Φ4.2m×13m双仓管磨机(钢球装载量230t，电机功率3550 kW)研磨，出磨物料由磨尾提升机输送至TESu-330高效双分离选粉机分级，细度合格水泥与辊压机段产生的成品一同进入到水泥库。该系统工艺流程见图1。

图1 辊压机半终粉磨工艺流程

02 存在的主要问题
2020年9月，在生产浇筑管桩用的P·O42.5级水泥时，系统产量降低了5～8 t/h，水泥成品比表面积也降低了25～32 m²/kg，水泥成品中3～32μm的颗粒比例降低了5.8% 以上，水泥对外加剂的适应性较差。技术攻关小组在认真分析系统后，认为磨损是问题的关键所在，主要表现为研磨体和选粉机配件的磨损，分别导致隔仓板和出料篦板篦缝堵塞以及选粉机分级效果差。
2.1 隔仓板和出料篦板篦缝堵塞情况
(1)水泥磨隔仓板(厚50 mm)篦缝堵塞2/3，出磨篦缝堵塞3/4，“研磨体表面粘附”现象严重。
(2)带料停车后，一仓(有效长度4.0 m)料层厚度200～220mm，二仓(有效长度8.5 m)料层厚度65～72 mm，主要原因是隔仓板与磨尾出料篦板过料不畅。
(3)观察水泥磨内物料筛析曲线，磨机隔仓板前、后筛析百分数落差较大，因前、后卸料及通风能力影响，两仓料球比失衡情况较明显，进而严重影响磨内物料研磨效率，改造前磨内物料筛析数据见表1，筛析曲线见图2。

表1 改造前磨内物料筛余及比表面积

图2 改造前磨内筛析曲线

2.2 水泥磨篦板堵塞及其影响
该系统水泥磨采用的出料篦板为耐磨合金铸钢材质，篦缝宽度在7～9 mm之间。磨内研磨体经长期使用磨损严重，有的研磨体尺寸接近篦缝宽度，伴随研磨体碎渣一起卡进隔仓板篦板和出料篦板篦缝，很难脱落，随着时间推移，篦板严重堵塞，见图3。  
(1)导致磨内物料通过篦板的流速减慢，通风阻力增大，磨内温度升高，出现“研磨体表面粘附”现象，管磨机呈饱磨状态，研磨能力显著降低。
(2)磨头返料现象严重，虽然返料路径经改造后未影响到磨房环境，但返料直接进入到出磨斗提，而后入TESu-330高效双分离选粉机，增加了循环负荷，降低了选粉机分级效率。尤其生产管桩水泥，比表面积调整幅度受限，导致水泥质量波动，系统产量降低，粉磨电耗增加。
(3)由于磨尾出料篦板篦缝堵塞，岗位工需要频繁进磨疏通，磨内的高温粉尘环境，增加了现场作业安全及职业健康危害风险。
2.3 TESu-330高效双分离选粉机分级效果差问题
水泥磨成品粒径分布较宽，水泥成品颗粒中存在过大颗粒，分析判断选粉机存在颗粒分级效果差等问题，不利于成品水泥的强度增长。图4为调整前的TESu330高效双分离选粉机密封环宽度及折流锥环向间隙，参考相关资料及经验，选粉机密封环宽度应在6 mm较为理想，但密封环经长期磨损，造成调整前的密封环实际宽度高达16 mm，这为出磨半成品中的“粗颗粒”物料进入成品提供了有效路径，对成品水泥的强度增长以及需水量等指标造成较大影响，密封环内存在的大量“碎铁渣”等颗粒物，强有力地证明了这一点。此外，调整前的折流锥环向间隙高达45 mm，可导致从V型选粉机送入到TESu330高效双分离选粉机的半成品可直接经由此较宽间隙，进入到笼型转子内部，从而相应增加了进入成品的概率，直至对水泥颗粒分布造成不利影响(见图5)，综合分析，该折流锥环形间隙应适当缩小。

图4 调整前选粉机密封环宽度及折流锥环向间隙

图5 调整前水泥成品颗粒分布图

03 技术改进措施
3.1 应用防堵型磨尾出料篦板
为解决篦缝堵塞，并充分考虑物料种类、易磨性、研磨体级配、磨内风速及水泥质量个性化需求，引入一种新型防堵篦板。该篦板由镂空的篦板框架和筛片组成，见图6。筛片厚度仅为6 mm，相比传统型篦板，厚度降低了49 mm，其篦缝宽度由原来的9 mm缩小为5 mm，该篦板框架为镂空结构，相对缩小了筛片厚度及篦缝尺寸。篦板材质为不锈钢，篦缝耐刷，不易变形，过料与通风能力良 好，不易堵塞。改造后，篦缝堵塞现象基本消失。磨内通风与过料能力明显增大，出磨物料比表面积与系统产量明显提高，对改善水泥性能起到了关键作用。磨尾收尘风机将磨内热量与水分及时排出，大幅度降低了磨机研磨体“表面粘附”几率。

图6 防堵型篦板

3.1.2 防堵型篦板应用后水泥磨内状况
(1)将堵塞严重的传统型篦板6圈全部更新为防堵型篦板，连续运转13天后，带料停机，磨内隔仓板、磨尾出料篦板堵塞基本消失，磨内研磨体光亮，没有出现“研磨体表面粘附”现象。
(2)一仓料层厚度25～60 mm，二仓基本露半球，个别位置料层厚度5～10 mm，隔仓板与磨尾出料篦板过料能力显著改善。
(3)观察筛析曲线，磨头至磨尾方向，磨内研磨体能力发挥良好，出磨水泥比表面积提高了31 m²/kg，应用防堵篦板后的水泥磨内物料筛析数据见表2，对应的水泥磨内物料筛析曲线见图7。
3.2 TESu330高效双分离选粉机分级效果的优化
(1)针对TESu33O高效双分离选粉机密封环间隙过大问题，初期考虑将选粉机笼型转子沿主轴方向整体上移10 mm，但受限于繁琐的主轴再加工工艺，滚子轴承和止推轴承位置的更改要求过于严苛，整个调整费用需近8万元，选用4 mm厚度的耐磨陶瓷片，分上、下两层均匀、环向粘贴至“笼型转子上沿”，最终将选粉机密封环间隙成功缩小至了6 mm，人工及材料成本仅消耗0.2万元，密封环粘贴工艺见图8右上角，经过一年多的运行使用，耐磨陶瓷片密封环依然非常牢固。另外，为尽量减少碎铁对选粉机密封环的进一步磨损，对水泥磨233 t研磨体进行了整体倒仓，筛除碎铁渣约1.2 t，经多次停机检查，选粉机密封环位置碎铁屑明显减少，随着密封环尺寸的降低，相应降低了出磨半成品粗颗粒进入到成品水泥的概率，对水泥成品颗粒分布有利。

表2 防堵型篦板应用后磨内物料筛余及比表面积

(2)针对选粉机折流锥环向间隙尺寸问题，据经验应控制在10 mm，公司随即将该折流锥进行了上移处理，折流锥调整情况详见图8右下角，但调整后的环向间隙，不适用于较潮湿的物料(尤其黏性较大、流动性较差的矿渣料)，可导致环向间隙彻底“糊死”，以致影响入水泥磨物料流量大量减少，系统产量明显降低。后经多次调试，最终确定了20 mm的间隙尺寸，在不影响系统产量的前提下，相应降低了V选半成品粗颗粒进入成品的几率，有利于改善水泥成品颗粒分布。选粉机内部的两项改进措施较好地解决了选粉机分级效果差的问题，表3为调整前后的水泥颗粒分布情况对比，其中＜3μm的颗粒降低到了10%以下，3～32μm颗粒接近到了65%，＞68μm的颗粒降幅达2.61%，均匀性系数升高了0.23，征粒径降低了4.33mo图9为改造后的水泥颗粒分布状况，更趋于正态分布，有利于提高成品水泥的强度，降低需水量。

表3 调整前后的水泥颗粒分布情况对比

图8 调整后的选粉机密封环宽度及折流锥环向间隙

图9 改造后水泥成品水泥颗粒分布图

04 结束语
(1)应用防堵型篦板后，出磨及隔仓篦板防堵能力增强，易清理，多次进磨检査，堵塞现象彻底消失；
(2)应用防堵型篦板后，磨内通风过料能力良好，降低了出磨收尘风机转速50r/min (原900r/min，现850r/mim)，水泥磨研磨能力明显提高，成品水泥比表面积增加30m²/kg;
(3)防堵型篦板通孔率可达到20%，通孔率与过料能力大幅度提高，系统产量增加了7t/h，粉磨工序电耗约降低0.81kWh/t，统计期水泥磨系统实际产量78万t，创造效益37.5万元；
(4)高效双分离选粉机分级效果的好坏，与选粉机密封环的宽度、折流锥环形间隙的大小等尺寸息息相关，可直接影响到系统成品水泥颗粒分布是否合理，须持续关注。
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作者：李晓剑，亚泰集团哈尔滨水泥有限公司
来源：《新世纪水泥导报》2022年3期