球磨機(jī)憑借其適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)轉(zhuǎn)率高，粉碎比大，密封性好等優(yōu)點(diǎn)，在水泥行業(yè)得到普遍采用已有100多年的歷史。但球磨機(jī)在干法粉磨時(shí)電能有效利用率僅為1～3%，大于90%以上的能量是通過熱能、聲能和機(jī)械磨蝕等形式而無謂消耗。如何提高水泥粉磨的能量利用率一直是推動(dòng)水泥粉磨工藝進(jìn)步的最大動(dòng)力。山東山水集團(tuán)作為建廠較早的新型干法水泥企業(yè)，自1994年以來大膽采用新設(shè)備、新工藝，進(jìn)行了積極探索。經(jīng)過多年研究、生產(chǎn)實(shí)踐，結(jié)合水泥質(zhì)量的要求，我們逐漸確立了輥壓聯(lián)合粉磨主導(dǎo)工藝方案，并在山水集團(tuán)新建水泥粉磨站上全面采用。2004年在建設(shè)日照山水水泥項(xiàng)目時(shí)，我們與有關(guān)設(shè)備廠家共同在該系統(tǒng)水泥粉磨工藝大型化上進(jìn)行了實(shí)踐。1項(xiàng)目實(shí)施的背景
    山水集團(tuán)在“十五”期間，在加快國內(nèi)規(guī)模建設(shè)的同時(shí)積極開拓國際市場，確定在日照港內(nèi)建設(shè)大型水泥粉磨站，全部銷往海外。由于港內(nèi)寸土寸金，以及面對(duì)國際市場，設(shè)計(jì)要求滿足以下條件。
    (1)規(guī)模：P．I 52. 5R型水泥200萬噸／年
    (2)占地：小于50畝
    (3)磨機(jī)：2臺(tái)03.8×12m球磨（已定貨）
    要達(dá)到以上設(shè)計(jì)要求，很顯然必須走設(shè)備大型化的途徑，努力提高既定球磨機(jī)的能力，同時(shí)采用高效率、結(jié)構(gòu)緊湊的設(shè)備，以盡量減少占地。
2項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案
2.1工藝流程
    配料皮帶來料和經(jīng)過輥壓機(jī)的物料共同由提升機(jī)喂入v形選粉機(jī)，由V型選粉機(jī)進(jìn)行粗細(xì)粉的初步分離，粗粉回輥壓機(jī)再進(jìn)行輥壓，細(xì)粉由高濃度收塵器收集下來，喂入水泥磨（∮3.8×12米）進(jìn)行研磨。由于該公司建在日照港內(nèi)，為節(jié)約土地，前期設(shè)計(jì)為開路磨（見圖1）。
    生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)水泥假凝指標(biāo)較低（水泥假凝以針入度來表示，可以簡單的理解為試針垂直貫入水泥試體的百分?jǐn)?shù)。中國水泥標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此指標(biāo)不做規(guī)定，美國水泥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不得小于50)，不能穩(wěn)定達(dá)到外商的要求，經(jīng)多次試驗(yàn)研究分析，這與開路磨水泥顆粒級(jí)配有關(guān)。為提高水泥假凝指標(biāo)，必須改為閉路工藝。但改為閉路工藝，必須滿足兩個(gè)方面要求，一是出磨物料中粗粉已非常少，要發(fā)揮作用，所選用選粉機(jī)選粉效率必須要高，二是地面已無空間，必須在原有廠房內(nèi)進(jìn)行布置。根據(jù)這兩個(gè)條件，我們與科行公司共同為本項(xiàng)目開發(fā)了KXW3000新型高效選粉機(jī)。出水泥磨物料由KXW3000新型高效選粉機(jī)直接選出成品，粗粉回水泥磨再進(jìn)行研磨（見圖2）。
    同樣，為節(jié)約用地、簡化工藝流程，我們將出V型選粉機(jī)的高濃度氣流的物料回收與出磨廢氣的收塵器合二為一，共用一臺(tái)風(fēng)機(jī)，一臺(tái)設(shè)各，一側(cè)為高濃度收塵器，用于回收出V型選粉機(jī)的入磨物料，一側(cè)為低濃度收塵器，用于凈化出磨廢氣。
2.2主機(jī)設(shè)備表（見表1）
3項(xiàng)目實(shí)施的幾點(diǎn)創(chuàng)新
3.1工藝設(shè)備實(shí)現(xiàn)大型化
(1)國內(nèi)首次使用CLF170 X100大型輥壓機(jī)，物料處理能力：620t/h（當(dāng)時(shí)國內(nèi)國產(chǎn)最大規(guī)格的輥壓機(jī)）。
    (2)國內(nèi)首次使用VXR3500型帶轉(zhuǎn)子V型選粉機(jī)，處理能力160t/h。
    (3)國內(nèi)首次使用KXW3000新型高效選粉機(jī)，物料處理能力：550 t/h。水泥臺(tái)時(shí)產(chǎn)量：110～180t/h
    我們根據(jù)輥壓機(jī)系統(tǒng)裝機(jī)功率與磨機(jī)系統(tǒng)裝機(jī)功率1：1配置，節(jié)能效果最好的原則，在國內(nèi)首次使用了CLF170×100大型輥壓機(jī)和VXR3500帶轉(zhuǎn)子的大型V型選粉機(jī)，充分發(fā)揮大型輥壓機(jī)的預(yù)破碎功能，有效控制入磨物料細(xì)度（入磨物料細(xì)度：80微米篩余<20%，比表面積：220m2/kg左右=，最大限度的降低水泥電耗。
3.2工藝更簡潔更緊湊更可靠
    (1)日照項(xiàng)目設(shè)計(jì)之前，山東山水集團(tuán)采用的輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨工藝中，V形選粉機(jī)選出的細(xì)粉是用旋風(fēng)筒收集入磨的（見圖3）。旋風(fēng)筒除塵效率即使達(dá)到90%，排出風(fēng)中仍含有濃度高達(dá)80～100g/m3的粉塵在循還風(fēng)機(jī)中循還，葉輪壽命多在半年之內(nèi)。這樣就降低了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，增加維修費(fèi)用，也存在葉輪磨損而帶來的設(shè)各及人身隱患，給工廠帶來損失。為改進(jìn)該工藝，本項(xiàng)目采用高濃度袋收塵收集V形選粉機(jī)選出的細(xì)粉，在解決磨損帶來的隱患的同時(shí)，也簡化了工藝。
    (2)為不增加占地，本項(xiàng)目采用K形選粉機(jī)。K型選粉機(jī)又稱K型內(nèi)循環(huán)選粉機(jī)，是結(jié)合轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)和O-Sepa選粉機(jī)的特點(diǎn)研制的新一代選粉機(jī)。綜合運(yùn)用了懸浮分散技術(shù)、平面渦流分級(jí)技術(shù)、內(nèi)循環(huán)收集技術(shù)、凈氣降溫二次分選技術(shù)，與O-Sepa相比具有單機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)工藝流程簡單，操作方便，選粉效率高，細(xì)度和比表面積調(diào)節(jié)控制簡單，投資較省，綜合效益高等優(yōu)點(diǎn)。我們根據(jù)K形選粉機(jī)的特點(diǎn)，改進(jìn)其懸浮分散技術(shù)、凈氣降溫二次分選技術(shù)及內(nèi)循環(huán)收集技術(shù)，將其選粉效率提高到70%～80% (45um)，使系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量得到明顯提高。
    (3)為簡化工藝環(huán)節(jié)，我們將出V型選粉機(jī)的高濃度含塵（細(xì)粉）氣流的細(xì)粉回收與出磨廢氣的收塵器合二為一，共用一臺(tái)風(fēng)機(jī)、一臺(tái)設(shè)備，簡化了工藝，減少了設(shè)備故障．點(diǎn)，工藝系統(tǒng)的阻力降低，降低了生產(chǎn)電耗。創(chuàng)出了一臺(tái)收塵設(shè)備多點(diǎn)收塵、同時(shí)處理不同濃度含塵氣體的新思路。
4項(xiàng)目設(shè)計(jì)的技術(shù)依據(jù)
    (1)工藝系統(tǒng)的確定
    由表2可以看到，輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)是最先進(jìn)的輥壓機(jī)粉磨工藝，它充分發(fā)揮了輥壓機(jī)的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。但實(shí)踐證明，該系統(tǒng)包括立式磨系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥粒度范圍分布狹窄，水泥需水量較大，如保持稠度相同時(shí)，混凝土強(qiáng)度要降低。另外，該系統(tǒng)大型化難度較大。筒輥磨系統(tǒng)設(shè)備投資巨大。綜合以上比較，加上我們的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，我們?nèi)圆捎幂亯簷C(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。
(2)當(dāng)球磨機(jī)規(guī)格確定后，入磨物料的入磨物料粒度、易磨性、產(chǎn)品細(xì)度對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量起主要作用。
①磨物料粒度對(duì)磨機(jī)產(chǎn)能的影響磨機(jī)的相對(duì)生產(chǎn)率I(d與入磨粒度d及其產(chǎn)量G的關(guān)系見公式(1)。
    式中，x是與物料性質(zhì)、粉磨細(xì)度等生產(chǎn)條件有關(guān)的指數(shù)，一般在0. 10～0, 35之間，產(chǎn)品比表面積要求越高，x值越小。因此，要在既定磨機(jī)的條件下達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模，必須盡可能的降低入磨粒度。在日照粉磨站之前，我們已成功設(shè)計(jì)了六條輥壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)3.8×12m球磨生產(chǎn)P042. 5R水泥臺(tái)時(shí)均可達(dá)到llOt/h以上。由于出口水泥要求比表更高(>360M2/kg)，因此需加大輥壓機(jī)規(guī)格，以進(jìn)一步降低入磨粒度。
    ②改善入磨物料易磨性。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)表明：加輥壓機(jī)入磨物料易磨性改善達(dá)25%—33%。
    (3)輥壓機(jī)規(guī)格的確定依據(jù)
    由于輥壓機(jī)的電能有效利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于球磨機(jī)，達(dá)到了20～30%。因此，在輥壓聯(lián)合水泥粉磨系統(tǒng)中，增產(chǎn)降耗須加大輥壓機(jī)的作功。
    (4)輥壓機(jī)配套的分級(jí)設(shè)備選型依據(jù)
    輥壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中，輥壓機(jī)配套的分級(jí)設(shè)備主要有打散分級(jí)機(jī)和V形選粉機(jī)。兩種分級(jí)系統(tǒng)的主要區(qū)別在于：V形選粉機(jī)靠重力自由落體和風(fēng)力提升進(jìn)行打散分級(jí)，分級(jí)精度較高，適合分選0. 5mm以下的物料；打散分級(jí)機(jī)是通過機(jī)械與風(fēng)力進(jìn)行打散分級(jí)，分級(jí)精度較低，分選粒徑可達(dá)3．Omm。由此可見，V形選粉機(jī)可以更有效的控制并降低入磨物料粒度。根據(jù)公式(1)我們知道采用V形選粉機(jī)可以更有效的提高球磨臺(tái)時(shí)。
    V形選粉機(jī)分為不帶轉(zhuǎn)子的vx系列和帶轉(zhuǎn)子的VXR系列。vx系列選粉機(jī)帶料比表面積為175 m2/kg左右，VXR系列選粉機(jī)可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速使其帶料比表面積在150m2/kg～350 m2/kg范圍內(nèi)可調(diào)。為有效的控制入磨粒度，我們采用VXR系列。
5效果及應(yīng)用情況
    該項(xiàng)目自投產(chǎn)以來系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)備月運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)96%以上。
    (1)入磨物料細(xì)度：80微米篩余<20%；比表面積：220m2/kg左右；
    (2)P．I 52.5R型水泥臺(tái)時(shí)產(chǎn)量130t/h;
    (3)水泥質(zhì)量指標(biāo)：比表面積：>360mz/kg，45微米篩篩余<2%，假凝指標(biāo)>85%，徹底解決了水泥的假凝問題．國外有的水泥商對(duì)我們水泥的ld強(qiáng)度要求>13. lMPa，我們的ld強(qiáng)度卻達(dá)到了17.8 Mpa以上，滿足了國外客戶的要求。目前生產(chǎn)的水泥100%散裝出口。