水泥粉磨系统优化探讨

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水泥粉磨系统优化分析与探讨邹伟斌中国建材工业经济研究会水泥专业委员会(100831)(连载一)随着水泥生产技术与国际同行的不断交流，我国水泥工业得到了长足的发展与进步。国内水泥设计研究院、大专院校的工程技术及科研人员开发出多项具有自主知识产权的专利技术及装备，并成功应用于出口生产线EPC工程，获得了良好的国际赞誉。就水泥粉磨技术而言，国内不同规模的新型干法线与粉磨站，由于粉磨主机设备及预处理设备选型等因素，其工艺流程各有特点，系统产量与粉磨电耗指标也有所不同。即使是相同的主机配置，因物料的粉磨特性不同、工艺参数调整方法不合理等，导致系统产量参差不齐、悬殊较大，粉磨电耗也高低不均。本文以笔者走访调查了解的生产数据及部分粉磨技术资料显示的实际案例为依据，针对国内水泥粉磨系统存在的技术问题进行了分析与探讨，并结合自身的心得与体会，提出了系统增产过程中的部分针对性调整措施，涉及的问题不可能面面俱到，仅一孔之见，供水泥粉磨工程技术人员参考。因水平有限，文中谬误之处在所难免，恳望予以批评指正:一、国内在运行的水泥粉磨工艺系统据笔者调查了解，除采用串联粉磨及物料分别粉磨（分别计量配制）工艺外，目前国内尚有以下20余种在生产运行的水泥粉磨工艺（物料共同粉磨）系统:1.无磨前物料预处理(预破碎或预粉磨)工艺的粉磨系统1.1普通双仓或三仓开路粉磨系统(只有管磨机与除尘器、风机单独作业)1.2普通双仓或三仓闭路粉磨系统(由管磨机+高效选粉机+除尘器+风机组成的<一级>闭路粉磨系统)2.有磨前物料预处理(预破碎或预粉磨)工艺的粉磨系统2.1挤压(或碾压、破碎)处理后的物料没有分级而直接入磨的通过式预粉(碎)磨的粉磨工艺系统2.1.1辊压机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统2.1.2辊压机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的<一级>闭路粉磨系统(该系统管磨机以使用双仓为多数，三仓磨较少)2.1.3CKP立磨(或其它形式立磨)+管磨机(单仓或双仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的<一级>闭路粉磨系统(该系统管磨机以使用双仓为多，三仓磨较少)2.1.4球破磨+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统2.1.5球破磨+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的<一级>闭路粉磨系统2.1.6破碎机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统2.1.7破碎机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的<一级>闭路粉磨系统(该系统管磨机以使用双仓为多数，三仓磨较少)2.1.8柱磨机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统 2.1.9柱磨机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的<一级>闭路粉磨系统(该系统管磨机以使用双仓为多数，三仓磨较少)2.2挤压(或碾压、预磨)后的物料经分级再入磨的联合粉磨工艺系统2.2.1辊压机+动态分级机（打散分级机）+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统（或简称单闭路粉磨系统）2.2.2辊压机+静态分级机（V形选粉机）+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统（或简称单闭路粉磨系统）2.2.3.1辊压机+动态分级机（打散分级机）+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统（或简称双闭路粉磨系统）2.2.3.2辊压机+静态分级机（V形选粉机）+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统（双闭路粉磨系统）2.2.3.3辊压机+静态分级机（带转子分级的VSK选粉机）+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统（双闭路粉磨系统)2.2.3.4辊压机+静态分级机（V形选粉机）+组合式高效选粉机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统（双闭路粉磨系统)2.2.4辊压机+静态分级机（V形选粉机）+高效选粉机+管磨机(双仓或三仓开路)+除尘器+风机组成的粉磨系统（由高效选粉机分离出V选入磨之前物料中所含的部分成品）2.2.5辊压机+静态分级机（V形选粉机）+高效选粉机+管磨机(双仓或三仓闭路)+除尘器+风机组成的粉磨系统（由高效选粉机分离出V选入磨之前物料中所含的部分成品）2.2.6CKP立磨(或其它形式立磨)+筛分分级设备+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统(单闭路粉磨系统)（也可以增加成品选粉机改造为双闭路系统）2.2.7球破磨+分离器+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统2.2.8球破磨+分离器+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的<一级>闭路粉磨系统2.2.4与2.2.5属于半终粉磨系统；3.破碎的物料经筛分分级后再入磨的预破碎粉磨工艺系统3.1破碎机+筛分分级机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统3.2破碎机+筛分分级机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的<一级>闭路粉磨系统4.棒磨机（内部）自筛分分级后再入磨的预粉磨工艺系统4.1棒磨机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统4.2棒磨机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的<一级>闭路粉磨系统5.水泥料床终粉磨工艺系统（无球化水泥终粉磨系统）5.1立磨水泥料床终粉磨工艺系统立磨+高效选粉机+除尘器+风机组成的水泥终粉磨工艺系统（采用小野田、神户制钢及F.L.S公司0K磨、莱歇公司LM磨、非凡公司MPS磨、保利休斯公司RM磨、川崎公司CK磨、国产立磨等）5.2筒辊磨(法国公司FCB的HOROMill)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路水泥粉磨工艺系统 新型干法水泥熟料粉磨特性干硬、易磨性较差，没有磨前预处理措施的普通开、闭路粉磨流程，仅靠磨机一仓研磨体对物料的冲击破碎能力远远不够，该系统粉磨效率低、电耗高。上述带有破碎机、棒磨机预处理工艺的粉磨系统，因其处理能力不是太大，一般只适用于直径ф3.5m及以下规格的管磨机。辊压机、CKP立磨(或其它形立磨)、球破磨预处理工艺已配置在直径ф3.2m–ф4.2m甚至以上规格管磨机的开、闭路水泥联合粉磨系统（如河北冀东公司二线使用川崎重工的CKP–240立磨作预粉磨配置于ф4.8×7.5m单仓闭路水泥磨）。水泥料床终粉磨系统效率高（即无球化水泥终粉磨系统5.1和5.2），比联合粉磨系统主、辅机设备配置与占地少、工艺更简化，目前在国内使用的厂家仍为数不多。与筒辊磨相比，立磨的技术的发展与更新完善速度更快，其规格已实现大型化，随着水泥工业节能减排与低碳经济发展及工业废渣综合利用技术的不断深入，这种高效粉磨工艺的推广应用将会更加广泛。辊压机虽属于高压力、高效率的料床粉磨设备（其效率是管磨机的3-4倍），但因其挤压后的水泥颗粒形貌多数为片状、针状、多角状，由于磨辊结构方面固有的粉磨特性，其自身对水泥颗粒形貌的修正能力较差，加之颗粒级配不合理，最终导致水泥的检验性能和现场施工性能（工作性能）不佳，如:凝结时间过快、需水量偏大、流动性能及与混凝土外加剂相容性差等。所以，自辊压机问世至今，国内只是做了一些尝试性实验研究，虽取消了后续管磨机，粉磨系统节电幅度>40%，但考虑到产品的施工性能，工业生产中始终都没有将其直接用于水泥成品终粉磨，一般只用于水泥生料和矿渣微粉制备终粉磨工艺。为充分利用辊压机料床粉磨（电能利用率及粉磨效率高）特性，在水泥粉磨工艺中多将其配置于管磨机之前作为半终粉磨（挤压力在5000KN/m2-6000KN/m2、辊压机与系统能力比值达300%-500%，且越大产量越高、系统粉磨电耗越低），由辊压机与动态或静态分级设备和后续管磨机组成联合粉磨系统，有效降低入磨物料粒度、显著改善了易磨性，辊压机投入的吸收功越多（8.0KWh/t—12.0KWh/t），后续管磨机越省电、总电耗越低、整个联合粉磨系统获得的增产、节电幅度越大。实际应用过程中，前置辊压机处理能力大，配用静态分级设备（V形选粉机或VSK选粉机分级）及动、静态分级设备组合分级（V形选粉机与高效组合选粉机等相结合）与管磨机、高效选粉机组成的双闭路系统，已实现了磨机设计产量翻番、粉磨电耗大幅度降低。（预粉磨系统物料不经分级直接入磨，粒度仍较大且不均匀，磨机一仓仍需配用一定比例大球用于粉碎，故系统增产、节电幅度相对较小）。联合粉磨作业过程中由管磨机发挥其独具的对物料高细研磨、均化及颗粒整形功能，完成对水泥颗粒的进一步磨细、颗粒级配优化、颗粒形貌修正（水泥颗粒粒径越小，其形貌越接近于球形），提高水泥颗粒的球形化程度（圆度系数）及施工性能。二、不同配置的粉磨系统技术能力分析探讨1.辊压机通过式预粉磨工艺系统截至目前，该粉磨系统仍有少部分企业在应用，一般辊压机的处理能力较小，虽然后续管磨机生产潜力有富裕，但前置辊压机一次挤压、作功少(辊压机挤压力6000KN/m2-7000KN/m2、辊压机与系统能力比值约200%左右、单位通过量电耗约在2.5kwh/t-3.0kwh/t)，只相当于一般的挤压破碎功能，挤压过程中可有一定的边料参与循环，挤压后的物料不经分级而直接入磨(挤压后入磨物料80um筛余70%-80%、比表面积只有100m2/kg左右)，系统增产幅度在20%-60%，平均节电幅度10%-20%。以下是三个典型的通过式预粉磨系统生产案例:案例一:SX某单位采用140-110辊压机(物料通过量450t/h-500t/h、功率710kwx2)+Φ4.0x13m双仓管磨机(主电机功率2500KW，装载量185t)+O-sepaN-2000高效选粉机 （处理能力360t/h、产量120t/h、功率110kw）组成的预粉磨闭路工艺系统。辊压机投运前，生产P.C32.5R水泥(45um筛余5.0%-7.0%)，台时产量93.39t/h，投运后台产达113t/h，增产19.61%;后通过掺加矿渣微粉，系统产量达119t/h，相对于辊压机投运前增产25.6t/h，合计增产幅度27.42%。案例二:HN某2000t/d新型干法线水泥粉磨系统采用100-76.5辊压机（物料通过量260t/h、功率375KWx2）+Φ4.2x13.5m双仓闭路磨（主电机功率3170KW)+Sepax-375-222(功率160KW)高效选粉机，设计生产能力:不投辊95t/h，投辊130t/h。投辊运行前后，P.Ⅱ52.5级水泥(比表面积336m2/kg)分别为93.5t/h和116.7t/h，即投辊后增产了23.2t/h，增幅24.81%;粉磨电耗由投运前的40kwh/t降至35.3KWh/t，降低4.7KWh/t，节电幅度11.75%。该系统生产P.O42.5级水泥台时产量达160t/h。案例三:国外某公司采用140-42辊压机预粉磨(通过量100t/h、功率150KWx2)配置于Φ3x11m两仓闭路磨前，投辊后系统产量由29t/h提高到45t/h(水泥比表面积360m2/kg-390m2/kg)，增产16t/h，增幅55.2%;系统粉磨电耗由41KWh/t降至31KWh/t，节电24.4%。〔1〕通过式预粉磨物料一次通过或有边料循环，但因辊压机后无动态或静态分级设备配置，入磨物料不经分级，粗颗粒比例偏多，其增产节电幅度受限。目前运行的生产线已逐渐减少，有的企业则根据现配辊压机能力(或重新选型)增加后续分级设备组成联合粉磨系统，进一步提高产量、降低系统电耗。一次挤压后物料粒度分布见表1:表1一次挤压水泥物料的粒度分布(%)〔2〕粒度(mm)>1515-1010-55-33-0.80.8-0.20.2-0.08<0.08分布(%)02.19.315.117.212.411.232.72.棒磨机预粉磨工艺系统棒磨机属于短粗型（长径比L/D≥1.2）的磨机，磨内研磨体采用不同直径的耐磨材质钢棒级配，实际应用中研磨体填充率一般在22%-30%之间，根据入磨物料粒度平均棒径多取62mm-68mm左右。与球破磨机相比，棒磨预粉磨物料时，钢棒与物料间的“线接触”方式及其对物料有效的碾压辊轧与磨削，克服了钢球与物料“点接触”的缺陷，棒荷对粒状物料具有其独特的“选择性粉碎”及筛分功能，对于0mm-3mm阶段物料粗处理能力与粉磨效率比球破磨机要高得多，且出机物料中<2mm颗粒比例占90%以上。处理物料单位电耗3.0kwh/t-3.5kwh/t左右，与通过式预粉磨辊压机预处理物料的单位电耗基本相当。棒磨机运转性能稳定，维护费用低，操作方便。采用棒磨机预处理工艺，可使后续管磨机增产30%-50%，节电10%-25%,在混合材掺量不变条件下，水泥成品比表面积提高30m2/kg-50m2/kg,也可在保持比表面积不变的前提下增加混合材掺量3%-6%,降低生产成本。以下是两个实际生产案例:案例一:PD某单位Ф3x11m开路水泥磨（主电机功率1250kw、设计装载量100t），生产P.C32.5级水泥平均台时产量36.5t/h，粉磨电耗37.5KWh/t。在磨前增加一台Ф2.6x3.7m内筛分棒磨机(功率280kw、处理能力76t/h-80t/h)作预粉磨，安装调试运行后，Ф3x11m磨机台时产量达50t/h，增产13.5t/h，增幅36.99%;粉磨电耗下降至29KWh/t，降低8.5kwh/t，节电22.76%。案例二:SH某单位ф2.6x13m开路水泥磨（主电机功率1000kw、设计装载量78t），生产P.C32.5级水泥平均台时产量31t/h（比表面积380m2/Kg），粉磨电耗37KWh/t。磨前配置ф2.6x3.2m内筛分棒磨机（功率220kw、处理能力65t/h-68t/h)作预粉磨，ф2.6x13m磨机产量达到42t/h（比表面积420m2/Kg），增产35.5%。系统粉磨电耗降至32 KWh/t，节电13.51%。棒磨预粉磨后物料颗粒筛析结果见表2:表2出棒磨机物料颗粒筛析结果(%)颗粒尺寸(mm)>52.5-51.25-2.50.63-1.250.315-0.630.016以下筛析结果（%）2.235.276.6911.1424.4250.253.球破磨预粉磨系统与棒磨机预粉磨相比，球破磨内使用钢球做研磨体冲击破碎物料，设备运转率较高，维护操作方便。钢球与物料之间为〝点接触〞方式，吨物料粗处理电耗略高于棒磨机，约在4.0kwh/t-5.5kwh/t。经处理后的入磨物料中2.0mm以下颗粒比例占80%以上，且粒度分布较均匀。采用球破磨预处理工艺，可使后续管磨机增产30%-50%，节电10%-20%。案例一:WY某粉磨站采用Ф3x4m球破磨（主机功率630KW、处理能力≥100t/h）配置于Ф3.2x13m三仓开路水泥磨前，投运前磨机台时产量55t/h（P.C32.5级水泥、80um筛余≤2.0%），投运后台时产量达75t/h，系统增产20t/h、增幅33.33%。粉磨电耗由36KWh/t降至31KWh/t、节电13.89%。4.带有破碎机预破碎的粉磨系统近几年，国内高细碎能力破碎机的研发制造进步较快，其主轴运动方式主要为立式或卧式。水泥粉磨系统使用破碎机集中处理入磨物料，一般能够将入磨物料最大粒度控制在8mm以下，后续管磨机增产10%-15%、节电5%-10%。但其破碎机理主要是空中打击、搓揉的单粒破碎，其效率远低于料床预粉磨。虽然预破碎电耗较低（2.5KWh/t-3.5KWh/t），但出机物料中粉料偏少，仅是物料粒度缩小，但产生的内在裂纹少，易磨性改善幅度不大，故增产、节电潜力较低。案例一:JZ某粉磨站Ф3.2x13m三仓开路水泥磨，未采取磨前预处理措施时，P.C32.5级水泥（80um筛余≤2.0%），台时产量只有53t/h，粉磨电耗34.86KWh/t。增加PCX100细破机(功率132KW、处理能力90t/h)单独处理熟料后，入磨最大粒度<8mm，磨机台时产量上升到62t/h，增产16.98%;粉磨电耗下降至29.8KWh/t，节电10.23%。5.带有CKP立磨（或其他形式立磨）预处理的粉磨系统在立磨系统中取消选粉机和风机等，大约要降低50%左右装机功率。立磨料床粉磨技术已有近百年左右发展史，比辊压机问世早得多，期间通过不断总结与完善，技术成熟度和粉磨效率高、运转率高、维护费用及电耗低有目共睹。由日本秩父小野田与川崎重工推出的CKP立磨预粉磨系统配套于管磨机，对入管磨机前物料进行连续碾压预粉磨，有效降低入磨物料粒度，可提高系统产量50%-100%、节电10%-25%。近年来，国内也有几家公司推出了用于水泥预粉磨的立磨。从立磨的料床粉磨特性及机械性能分析:CKP（或其他形式立磨）预粉磨机磨辊对物料的啮入角（12º）比辊压机（6º）大，主机配置功率（吸收功≤7KWh/t）比联合粉磨系统辊压机（吸收功8KWh/t-12KWh/t）小，能效转换指数比辊压机高;由于磨辊与料床的接触面积大，高于辊压机3倍-4倍，而磨辊与磨盘之间承受的压力仅为辊压机的1/3-1/10，磨辊、磨盘耐磨材料的磨损量小，使用寿命达30000h以上。经CKP立磨碾压后出磨物料比表面积可达180m2/Kg甚至更高，并可控制出磨物料20%-60%进行循环，以密实与稳定料床，提高碾压效果。若后续为开路管磨机，只需要完成180m2/Kg-200m2/Kg的成品比表面积即可，磨内粉磨状况大为改善，系统粉磨电耗大幅度降低。国内实际应用案例: （案例一、二、三中，立磨预粉磨物料未经分级直接入管磨机，案例四中预磨的物料经筛分分级后再入管磨机粉磨）案例一:冀东公司二线采用CKP-240立磨（功率2100KW）配置在Φ4.8x7.5m闭路水泥磨(主电机2500KW)前，系统产量在180t/h-200t/h，粉磨电耗26KWh/t左右。案例二:秦皇岛浅野公司采用CKP-170立磨（功率800KW）配置于Φ3.9x12m（主电机功率2400KW）闭路水泥磨前，系统产量115t/h。案例三:烟台三菱公司采用F.L.S公司制造的Φ3.8x13.5m双仓水泥磨（主电机功率2640KW、设计产量70t/h），生产ASTM的TV水泥。引进日本宇部兴产的UNP20.30立磨预粉磨，投运后，产量达到85.3t/h，增产幅度达21.8%，系统粉磨电耗由38.6KWh/t，降至36.5KWh/t，节电5.44%。UNP20.30立磨预粉磨物料结果对比见表3:〔3〕表3立磨预粉磨前后熟料粒度分布（%）粒度（mm）>75-70.9-5<0.9最大粒径>0.08mm<0.9mm>0.045mm投运前（%）49.913.228.08.905371.086.8投运后（%）33.06.116.0452542.360.1案例四:国内ZJ某公司制造的预粉磨立磨配置某粉磨站Ф3.2x13m开路水泥磨，物料水份≤1.0%，预磨后的物料在入管磨前经筛分分级，其中≤0.080mm料占38.46%，0.08mm-0.9mm料占35%，其余为0.9mm-4.0mm颗粒。投运前，磨机台时产量48t/h（成品80um筛余≤3.0%），粉磨电耗31.7KWh/t;投运后，磨机台产达74t/h，增产26t/h，增幅54%;粉磨电耗降至25.1KWh/t，节电20.80%。〔4〕6.采用柱磨机预处理的粉磨工艺系统在管磨机前增加柱磨机预处理水泥熟料，预磨后<5mm颗粒占85%以上、<0.08mm颗粒达30%左右，可使系统增产40%-60%，节电20%-30%。同时可提高水泥比表面积20m2/Kg-50m2/Kg，增加混合材掺量3%-5%。实际应用案例如下:案例一:GWTT水泥厂，Ф2.6x13m开路管磨机原生产P.O32.5水泥台时产量28t/h、粉磨电耗41KWh/t。后增设一台ZMJ-900S柱磨机（处理能力45t/h-60t/h、功率110KW）对入磨物料进行预处理，水泥磨产量提高到41.5t/h，增产13.5t/h，增幅48.2%。系统粉磨电耗降低至30.78KWh/t，节电24.93%。案例二:LH水泥公司Φ3.8x12m双仓闭路磨生产P.C32.5R水泥台时产量为67t/h、粉磨电耗40KWh/t。为进一步提高系统产量，引入ZMJ-1150S柱磨机做磨前预处理设备（处理能力90t/h-110t/h、功率250KW）配置振筛机筛分入磨物料，使<5mm颗粒入磨，>5mm料再返回柱磨机处理。改造后，在控制水泥比表面积345m2/Kg前提下，磨机台时产量提高至97t/h-100t/h，增产33t/h左右，增幅49.3%。系统电耗降低至32KWh/t，节电20%。7.辊压机联合粉磨工艺系统近几年，随着国内新型干法线的不断投运，辊压机联合粉磨系统应用比例同步增加，系统工艺设计有单闭路与双闭路之分。其中单闭路系统由辊压机+动态或静态分级设备组成磨前闭路，后续管磨机为开路双仓或三仓。动态（打散）分级机通过调整工作转速，使辊压机处理量的50%以上物料入磨;而静态（V形)分级机通过调节循环风量，可使辊压机处理量30%或以上的物料入磨。因两种分级设备的分级原理不同，经分级后的入磨物料切割粒径与均匀性也不同。后续管 磨机内部既有安装筛分隔仓板的高细磨，也有采用较小篦缝双层隔仓板不带筛分功能的普通开路磨;设计安装有筛分隔仓板的高细管磨机比安装普通双层隔仓板的磨机，具有更显著的增产节电效果。筛分隔仓板内筛板既有扇形结构，又有螺旋弧线形（有人俗称牛角状曲线筛板）与扬料板组合而成的，后者具有多重的强制性筛分功能，实际生产应用效果较好。筛分隔仓板利用了“小篦缝﹑大流通”原理，内筛板采用厚度2.0mm-3.0mm的耐磨钢板或不锈钢板冲制而成，筛缝宽度尺寸取值，应根据入磨物料粒度﹑易磨性及流动性参数不同，一般在1.5mm-4.0mm之间选取，生产中使用较多的在2.0mm-3.0mm。当使用较大掺量的干粉煤灰作混合材（磨内流动性好）时，内筛板缝一般采用1.5mm-2.0mm即可，以有效抑制料流，实现磨内磨细。但筛分隔仓板内筛板缝取值较小时，必须严格控制入磨物料综合水分≤1.5%，否则易则引起堵缝、粘附而导致磨内粉磨状况恶化，生产中已遇到不少。7.1采用辊压机+动态分级机（打散分级机）+双仓或三仓开路管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统，可使后续管磨机在设计能力基础上增产50%-70%，节电15%-25%;由辊压机+静态分级机（V形选粉机或带转子的VSK选粉机)与双仓或三仓开路管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统，可使后续管磨机在设计能力基础上增产80%-100%左右，节电20%-30%之间，相关计算与实际生产数据基本吻合。7.1.1由辊压机+动态（打散分级机）或静态（V形选粉机)+双仓或三仓开路管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统。打散分级机的分选过程由高速旋转的风轮风选与机械筛分两个渠道相结合完成，通过调整分级机工作转速与其内部的内锥筒高度及筛分板筛孔尺寸等相关技术参数，可提高入磨物料细粉含量、降低入磨平均粒度。某单位打散分级机调整后的入磨物料粒度分布见表4:表4经调整后打散分级机分离的入磨物料粒度分布（%）*〔5〕项目出辊压机（mm）回辊压机（mm）入磨细粉(mm)粒径>2<0.08>2<0.08>2<0.08含量（%）<30>30>60<10<10>50-60*120-45辊压机，500/100打散分级机。以下是辊压机配置动态及静态分级设备在实际生产中的三个应用案例:案例一:SD某单位由120-45辊压机（物料通过量110t/h-150t/h、功率220KWx2）+500/110打散分级机（处理能力110t/h-160t/h、功率45kw+35KW）+Ф3.2x13m三仓开路高细磨（主电机功率1600KW、设计装载量125t），生产P.C32.5水泥（比表面积320m2/Kg-340m2/Kg）原台时产量78t/h，粉磨电耗32KWh/t。通过适当增加研磨体装载量(由118t增至130t)，提高辊压机压力，并在打散分级机回稳流称重仓的物料循环回路之间增加一道筛孔为3mm的回转筛，<3mm物料不再返回称重仓而直接入磨，辊压机挤压效果显著改善。改进后，P.C32.5水泥（比表面积360m2/Kg-380m2/Kg）台时产量达92t/h，粉磨电耗降至26KWh/t。系统增产17.95%，节电18.75%。〔6〕 案例二:DZ某单位由140-80辊压机（物料通过量350t/h、功率560KWx2）+TVS静态分级机（循环风机风量120000m3/h）+Ф3.2x13m双滑履三仓开路磨（系国内第一台双滑履Φ3.2x13m管磨机，主电机功率1600KW、设计装载量125t、实际装载量120t）单闭路粉磨工艺系统，P.C32.5水泥（比表面积380m2/Kg）台时产量125t/h，系统粉磨电耗27KWh/t。P.O42.5水泥（比表面积410m2/Kg）台时产量105t/h，系统粉磨电耗30.6KWh/t。〔7〕采用辊压机+打散分级机的单闭路粉磨系统，案例一在回称重仓物料前增设一道3mm回转筛、增加细颗粒入磨提高系统产量及改善辊压机做功能力的做法，实际生产中可以借鉴。案例二系统中增大了辊压机规格，同时配用的是V形选粉机，相对打散机分级机分选后的入磨物料更细，相同型号、功率、开路流程的管磨机生产P.C32.5水泥，台时产量却比案例一高出33t/h，相对高出35.87%。案例三:ZJ某粉磨线采用120-45辊压机（物料通过量180t/h、功率220KWx2）+V5517静态选粉机（循环风机风量70000-90000m3/h）+Φ3x11m开路水泥磨机（主电机功率1250KW、设计装载量100t），生产比表面积480m2/Kg-550m2/Kg的水泥，系统能力达60t/h-65t/h，粉磨电耗<28KWh/t。（SR某单位1200t/d干法线水泥粉磨系统采用相同型号120-45辊压机+Φ3x11m三仓开路水泥磨机，只是分级设备配置500/100打散分级机，生产比表面积350m2/Kg的P•C32.5级水泥，台时产量只有55t/h，粉磨电耗33KWh/t）。本例中采用V选分级后的系统产量高出打散分级机系统约20%左右，系统粉磨电耗约降低15%左右。由案例三可知:即使配置相同能力的辊压机及相同型号的管磨机、因分级设备性能不同、分级后的入磨物料粒度特性及易磨性不同，后续管磨机的增产能力和粉磨电耗指标降低幅度也不同。7.1.2由辊压机+动态或静态分级机（打散机、V选或VSK）组成的磨前闭路和由管磨机+高效选粉机共同组成的双闭路联合粉磨工艺系统，由于前置辊压机处理能力是管磨机实际台时产量的3.0倍-3.5倍以上(甚至5倍-6倍)，通过磨尾成品选粉机的分选，在较大程度上减少了磨内“过粉磨”现象，产量大大高出单闭路系统。生产实践已证实，采取技术优化后的双闭路粉磨系统管磨机增产幅度已超出其设计能力的100%甚至以上，即产量实现翻番，并且有部分企业水泥粉磨系统电耗指标已达到26KWh/t-28KWh/t的先进水平。经动态或静态分级机分离后的入磨物料比表面积越高（80um或45um细粉比例越大）、出磨水泥越细、选粉机分离性能越好，则系统产量越高、粉磨电耗越低。以下是国内及国外的四个实际生产运行案例:案例一:SY某单位5000t/d干法线，水泥制成采用180-120辊压机（物料最大通过量850t/h、功率1250KWx2）+VX8820（循环风机风量270000m3/h，风机功率560KW）+Φ4.2x13m两仓管磨机（主电机功率3550KW、设计装载量240t）+O-sepaN-4500高效选粉机（最大处理能力810t/h、产量270t/h、功率250KW）组成的双闭路粉磨工艺系统，通过调整V形选粉机系统用风，控制入磨物料80um筛余在21%-23%、比表面积180m2/Kg-200m2/Kg左右。生产P.C32.5级水泥台时产量达250t/h（比表面积355m2/Kg），系统粉磨电耗27KWh/t。磨制P.O42.5级水泥台时产量240t/h（比表面积365m2/Kg-370m2/Kg），系统粉磨电耗28KWh/t。（前置辊压机处理能力为磨机实际台时产量的3.5倍以上）案例二:PJ某单位2x4600t/d干法线，水泥粉磨采用由170-140辊压机（物料通过量710t/h-830t/h、功率1250KWx2）+VRP1200（循环风机风量280000m3/h、最大喂料量1200t/h、风机功率450KW）+Φ4.2x13m两仓管磨机（主电机功率3550KW、 设计装载量240t）+O-sepaN-4000高效选粉机（最大处理能力650t/h、产量240t/h、功率220KW）组成的双闭路粉磨工艺系统，入磨物料比表面积在200m2/Kg左右，生产P.O42.5级水泥（成品比表面积360m2/Kg），台时产量达235t/h-240t/h，系统粉磨电耗27KWh/t-28KWh/t。〔8〕（辊压机处理能力为磨机实际台时产量的3.4倍以上）案例三:HRYC某2500t/d干法线，水泥粉磨采用TRP160-140辊压机（物料通过量765t/h，功率1120KWx2）+TVS96/20(喂料量960t/h)+Φ4.2x13m（主电机功率3150KW，装载量219t）+TESu-310高效涡流选粉机（主轴功率200KW）组成闭路粉磨系统。生产P.C32.5水泥，产量达255t/h(比表面积460m2/kg、R45筛余13%)，系统粉磨电耗26.5kwh/t;P.O42.5R水泥产量225t/h(比表面积360m2/kg,R45筛余8.0%),系统粉磨电耗29.5kwh/t.（辊压机处理能力为管磨机产量的3-3.4倍）案例四:HN某5000t/d干法线，水泥粉磨系统采用两套180-160辊压机（物料通过量950t/h-1100t/h、功率1600KWx2）+HFV5000气流分级机+Φ3.8x13m两仓管磨机（主电机功率2500KW、设计装载量175t）+ZH5000组合式高效选粉机+O-SePaN-4000高效选粉机组成的闭路粉磨工艺系统，生产能力达180t/h（P.O42.5级水泥比表面积350±10m2/Kg），系统粉磨电耗28KWh/t。〔9〕（前置辊压机处理能力达到磨机台时产量的5.2倍-6.1倍）案例五:印度JaypeeBela水泥厂采用KHD公司RP16-170/140辊压机（物料通过量870t/h、功率1500KWx2）+VS静态分级机+Ф4.6x16.5m管磨机（主电机功率5000KW）+SKS-V-3750高效选粉机（功率440KW、风量410000m3/h）组成的双闭路粉磨系统生产混合水泥（辊压机处理能力为磨机实际台时产量的3倍），当成品比表面积控制指标300m2/Kg不变时，辊压机投运前后技术指标对比见表5:〔10〕表5KHD辊压机系统投运前后操作结果对比项目改造前改造后对比增降幅度（%）产量（t/h）138（300m2/Kg）260（300m2/Kg）+122+88.41单位功耗（KWh/t）辊压机传动8.50球磨机传动30.0915.00-15.09-50.15选粉机0.470.47选粉机风机2.882.35-0.53-18.40合计33.4426.32-7.12-21.29上述几个实际生产案例充分说明:磨前配置处理能力较大的辊压机、静态分级设备及磨尾配备有一定富裕能力的高效选粉机组成的双闭路粉磨系统，均已获得显著的增产、节电效果，即系统产量与辊压机处理能力/磨机产量之比系数成正比。 现代化水泥工业采用大型管磨机粉磨过程中，在没有磨前预处理措施时，其粉磨电耗居高不下。实施磨前物料预处理措施，主要目的是在磨外有效缩小入磨粒度、使物料产生晶格裂纹（只有料床粉磨设备才能做到）、改善物料易磨性（改善幅度可达25%以上）。将磨机破碎仓功能部分或全部移至磨外，整个粉磨系统分为“磨前处理、磨内磨细、磨外分选”三个部分（后续为开流磨则无磨外分选），相当于使后续管磨机有效长度延长、细磨能力大幅提高，凸现“分段粉磨”的技术优势;以前置的高效预处理设备投入较多的吸收功耗，置换出管磨机系统大部分功耗，显著提高系统产量，使整个粉磨系统增产、节电幅度达到最大化。遵循的粉磨规律是:“磨前处理是关键、磨内磨细是根本、磨后选粉是保证”三段一体，各自成体系、互为关联与补充。即:磨前预处理设备效率越高（作功越多）、投入吸收功耗越大、中间半成品越细、易磨性改善越显著、后续管磨机磨细能力越好、则整个粉磨系统产量越高、节电幅度越大。故必须对每一段粉磨过程工艺技术参数进行优化组合，才可将其增产、节能潜力发挥到极致。8.水泥料床终粉磨工艺（无球化水泥终粉磨）系统与管磨机相比，立磨的粉磨效率高出其1.5倍以上，节电幅度达30%。近几年，德国莱歇公司的LM﹑非凡MPS﹑保利休斯RM﹑日本川崎重工CK以及小野田-神户制钢OK立磨与国产立磨及法国FCB公司的HORO筒辊磨（磨辊对物料的啮入角18º）等高效率料床粉磨设备用于水泥终粉磨(包括矿渣微粉终粉磨)越来越多，实现了水泥无球化粉磨。与辊压机联合粉磨系统相比，工艺流程更为简化，且占地面积小，设备运转率高。随着新型耐磨材料的应用，研磨部件磨耗显著降低（一般<15g/t水泥)，磨辊﹑磨盘（筒）使用寿命大大提高。以下是世界知名品牌立磨及法国FCB公司筒辊磨水泥终粉磨的几个实际生产应用案例:案例一:CEMEX公司在阿联酋JebelAli5000t/d线水泥制成系统，采用莱歇公司的LM56.3+3C/S大型水泥立磨(配套主电机功率5700KW)，粉磨纯硅酸盐水泥(比表面积351m2/Kg)，产量210t/h-220t/h，粉磨电耗34.6KWh/t。〔11〕国内湖北亚东公司采用与上述同一型号水泥立磨，主电机功率5300KW，配用LSKS87选粉机（功率400KW，工作转速50r/min-125r/min），生产P.O42.5级水泥（比表面积350m2/Kg）磨机产量211ｔ／ｈ，系统粉磨电耗29.17KWh/t。〔12〕案例二:厄瓜多尔SanRafael水泥厂采用非凡公司MPS4250BC立磨生产火山灰水泥(熟料67%﹑火山灰30%﹑石膏3％，成品45um筛余≤3.8%)，磨机台时产量118ｔ／ｈ，磨机﹑风机﹑选粉机单位电耗28KWh/t。〔13〕案例三:墨西哥TePeZala水泥厂采用保利休斯公司RMC-51/26立磨（主电机功率2800KW、外循环能力300t/h、系统风机流量280000m3/h）配用SEPOLRMC-435高效选粉机生产纯硅酸盐水泥（比表面积380m2/Kg），台时产量113t/h，粉磨系统电耗33.5KWh/t。〔14〕案例四:CHETTINAD水泥公司采用OK36-4立磨(主电机功率3750KW、设计能力近200t/h)，生产普通波特兰水泥(95%熟料+5%石膏)，比表面积285.3m2/Kg，产量达178ｔ／ｈ，磨机+风机系统电耗24.2KWh/t。〔15〕案例五:国内牡丹江水泥厂采用法国FCB公司的HORO3800筒辊磨（主电机功率2400KW、设计能力120t/h）与TSV4500ＨＦ高效选粉机配套，生产P.O42.5级水泥（比表面积350m2/Kg）系统达产量120t/h，粉磨电耗26KWh/t。〔16〕 上述国内、外实用生产技术案例充分展现了水泥(无球化)高效率的料床终粉磨工艺及其节能潜力。（未完待续)