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陶瓷球研磨体在4.2x13米磨机试验的分析研究

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  在双仓球磨机二仓装载微晶陶瓷球研磨体,运行四个月,运行状况良好,陶瓷研磨体无明显破球现象。磨制P.C42.5和P.O42.5水泥产量基本无变化,P.C32.5R产幅降低约20%;磨内风温度与出磨物料的温度都有所降低,出磨物料降低幅度在15-20℃之间;改造前磨机电流平均200A,改造后降低到145A,电流降低约55A,吨水泥节电约4.5度,每年可为公司节约300万左右;3-32μm的水泥成品颗粒含量增加约3%,水泥3d强度略有增加,28d强度基本无变化。

 
  本公司于2015年11月初开始在1号球磨机二仓装载陶瓷研磨体,开始陶瓷球大磨试验,运行四个月以来,运行状况良好,无明显破球现象。现将球磨机系统基本运行状况和球载量以及成品的分析总结叙述,以便同行参考借鉴。
 
  1.球磨机研磨体装载量对比
 
  磨机规格为φ4.2m*13m,为标准闭路磨系统,磨前设有辊压机,一仓和二研磨体改造前后配重见下表1。
 
磨机的球配对比
表1 磨机的球配对比
  如上表1所示,表1中改前1仓钢球配重为57t,二仓钢锻配重为180t;改造后1仓钢球配重为75t,2仓陶瓷球配重为110t。改造后,一仓研磨体吨位31%,增加了破碎能力。同时由于陶瓷球质量较轻,研磨能力有限,增加了陶瓷球研磨体装载量来弥补其不足。改造前后一仓研磨体具体变化见图1所示。
 
一仓改造前后各规格钢球配重
图1 一仓改造前后各规格钢球配重
 
  相比二仓钢锻研磨体,装载陶瓷研磨体的磨机一仓中经球比重变化明显,具体如下,φ50球经装载量未做改动,φ40装载量降低2吨,φ30装载量变化明显,增加8吨,相比增加38%,新增φ25球经,装载量为5吨,φ20装载量增加到24吨,相比增加了41%。基于陶瓷球的物理性能考虑,加大了一仓的破碎能力,将一仓的研磨破碎能力增加。
 
  2.改造前后水泥颗粒力度的分布
 
  将改造前后的水泥成品利用激光粒度分析仪做粒度分布分析如下图2和图3所示。
 
用钢锻研磨体研磨水泥的颗粒力度分布
图2 用钢锻研磨体研磨水泥的颗粒力度分布
 
用陶瓷球研磨体研磨水泥的颗粒力度分布
图3 用陶瓷球研磨体研磨水泥的颗粒力度分布
 
  通过改造前后水泥的颗粒力度对比可以看出,水泥中3-32μm的颗粒比重增加,同时3μm以下的水泥颗粒也略微有所增加,相比改造前的钢锻,陶瓷球研磨体研磨的水泥3-32μm的颗粒比重增加了约3个百分点。有利于水泥的各龄期强度的提高。
 
  3.陶瓷球更换前后水泥磨系统运行记录对比
 
  二仓装载陶瓷球研磨体后,运行一段时间达到稳定状态,选取了三天的运行记录数据,求取各运行参数的平均值,与装载钢锻的运行记录对比,其结果如表2所示。
 
水泥磨系统运行记录对比
表2水泥磨系统运行记录对比
 
  从磨机电流上可以看出,改造前后磨机电流降幅较大,降幅约在55A,按照我厂实际情况来算,磨机吨水泥节电在4.5度电左右,按照平均电价0.6元每度来算,每年可为我公司节省300万左右。
 
改造前后各标号水泥磨机台时对比
图4  改造前后各标号水泥磨机台时对比
 
  从磨机的台时上讲,P.C42.5和 P.O42.5台时降低幅度不大,刚用上陶瓷球时,台时降低幅度接近10%,但随着磨合期的增长以及中控操作的各参数调节,台时降低幅度逐渐降低,现在P.C42.5台时降低幅度约3%,P.O42.5降低幅度约为5%。但是唯独我厂的P.C32.5R水泥配比粉磨效果不佳,台时降低幅度较大,降低约20%,不适于陶瓷球研磨体研磨,其原因可能是混合材中水渣的增多,陶瓷球较轻,研磨体研磨能力不足造成的。另外可以看到,磨内风温度与出磨物料的温度都有所降低,出磨物料降低幅度在15-20℃左右。
 
  4.水泥物检分析
 
  从水泥的物理检验上,水泥的需水量降低,这是由于使用陶瓷球研磨体研磨原理的关系,陶瓷研磨体研磨原理区别于钢锻研磨体,相比钢锻的冲击研磨是线接触,容易造成较多的菱角存在,而陶瓷球研磨体是点接触磋磨,研磨出的颗粒球形度较高,水泥颗粒滚动性较好。由于陶瓷研磨体较轻,磨机整体重量降低,提升研磨体更加省电,粉磨效率提高,磨内发热量变小,物料温度降低。据用户反馈,使用陶瓷研磨体研磨的水泥其工作性能相比较而言更好一点。另外水泥强度也略微有所增长,这可能是由于水泥在3-32μm区间内的颗粒变多,造成水泥强度的增长,也有可能是由于磨内物料研磨温度降低,水泥助磨剂的效果发挥的更好,导致助磨剂提强功能更好发挥,导致水泥强度增加,到目前为止,我厂未能明确强度增长的具体原因。
 
  小结
 
  陶瓷球研磨体的与钢锻研磨体相比较,陶瓷球研磨体属于点式磋磨接触,陶瓷球研磨体质量较轻,研磨同体积研磨体与钢锻相比,其冲击粉碎能力相对较差,但研磨效果相对较好,被研磨的颗粒球形度增加,成品的工作性能较好。针对我公司两仓球磨机,为平衡陶瓷球研磨体的磋磨能力,在配球方案调整原则上,要适当增加配球的平均直径和磨机的填充率,我公司二仓起始陶瓷球研磨体的填充率为40%,后期又曾加了一定规格的陶瓷球,将填充率调为现在的45.2%,根据生产经验,我公司二仓的陶瓷球填充率基本已经为大,无法再继续填充,但各公司粉磨系统状况不同,建议填充率由35%起步逐步增加进行试验,做到具体问题具体分析,量体裁衣。关于陶瓷球研磨体的磨耗问题,我公司运行4个月以来,利用检修时间打开磨门观察陶瓷球表面磨损和用量具测量,磨损很轻微,测量不出磨损数据,因为使用时间较短,具体损耗未获得。总体上讲,我公司所使用的陶瓷球研磨体确实具有高强、耐磨的特点,解决了我们对陶瓷球研磨体降产量、增磨耗、易破碎等的顾虑。(公众号/中国水泥备件网)


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