蔡曉亮，劉傳勝，丁再珍，趙劍波，陳心自，高云詳，王倩

1 引言

礦渣輥磨系統(tǒng)近年來發(fā)展較快，工藝流程簡單，烘干、粉磨、選粉的全過程均在輥磨中完成[1]。輥磨系統(tǒng)基于料床粉磨原理，粉磨效率高，單位電耗低，磨內(nèi)空間大，磨內(nèi)溫度高，烘干能力強，非常適合粉磨水分高、難磨的礦渣，因此礦渣粉磨系統(tǒng)在固廢粉磨領(lǐng)域發(fā)展非?？臁ｋS著輥磨粉磨技術(shù)日趨成熟和水泥生產(chǎn)線規(guī)模越來越大，礦渣輥磨技術(shù)向大型化方向發(fā)展亦是必然趨勢。

中材（天津）粉體技術(shù)裝備有限公司（以下簡稱粉體公司）一直致力于為客戶提供礦渣輥磨粉磨系列化解決方案。從2005年開發(fā)的首臺國產(chǎn)TRMS3131礦渣輥磨投產(chǎn)運行以來，礦渣輥磨在大型化方面取得了很大進展，逐步開發(fā)了年產(chǎn)60萬噸、100萬噸、120萬噸和150萬噸及以上的礦渣輥磨，目前已經(jīng)投產(chǎn)應(yīng)用的礦渣輥磨有170多臺。

廣西省防城港源盛項目比鄰廣西盛隆冶金有限公司，配套處理該鋼廠排放的礦渣和鋼渣，實現(xiàn)廢渣就近處理和零排放，屬于綠色環(huán)保項目。該項目已經(jīng)投產(chǎn)了三條礦粉生產(chǎn)線，分別為兩條年產(chǎn)150萬噸和一條年產(chǎn)80萬噸礦粉線，工藝系統(tǒng)由天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司設(shè)計，主機設(shè)備輥磨由粉體公司提供，磨機型號為TRMS60.3和TRMS45.2。2014年10月廣西防城港源盛年產(chǎn)150萬噸礦渣粉生產(chǎn)線順利投產(chǎn)，各項指標(biāo)達到并超過設(shè)計值。該生產(chǎn)線磨機的順利投產(chǎn)，標(biāo)志著國產(chǎn)礦渣輥磨大型化取得了重大突破。

2 礦渣輥磨的技術(shù)特點

粉體公司設(shè)計開發(fā)的礦渣輥磨采用了多項先進技術(shù)，包括LV型高效選粉機、螺旋喂料防堵料輸送方式、在線監(jiān)測及故障診斷技術(shù)等。具體特點如下：

（1）具有自動抬輥、落輥功能，可以空載啟動；

（2）采用新型磨輥密封結(jié)構(gòu)，可防止漏油，保證軸承使用壽命；

（3）采用LV型高效選粉機，可提高選粉效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低磨機阻力；

（4）采用機械限位和電器限位裝置保證設(shè)備安全；

（5）配有翻輥裝置，可將磨輥翻出磨外，便于檢修；

（6）采用螺旋喂料輸送方式，防止堵料，降低喂料高度，減少投資；

（7）設(shè)計外循環(huán)系統(tǒng)，便于除鐵；

（8）物料適應(yīng)性強，水泥熟料和礦渣鋼渣可以實現(xiàn)零間隔轉(zhuǎn)換；

（9）產(chǎn)品實現(xiàn)系列化與模塊化設(shè)計，保證質(zhì)量；

（10）采用在線監(jiān)測及故障診斷技術(shù)，實現(xiàn)對磨機關(guān)鍵設(shè)備（減速機和磨輥軸承等）遠程實時監(jiān)控。圖1為TRMS60.3礦渣輥磨三維模型。

3 TRMS60.3礦渣輥磨系統(tǒng)的工藝流程及主要參數(shù)

3.1 工藝流程

礦渣輥磨系統(tǒng)的工藝流程，采用單風(fēng)機系統(tǒng)。此外，針對礦渣物料易磨性差、密度大、金屬鐵含量高等特點，著重改進了物料循環(huán)、系統(tǒng)除鐵、成品輸送等環(huán)節(jié)的設(shè)計，工藝流程如圖2所示。

3.2 主機參數(shù)

系統(tǒng)主要設(shè)備由系統(tǒng)風(fēng)機、輥磨、袋式收塵器、熱風(fēng)爐、成品和回料提升機等組成。表1為廣西防城港源盛項目礦渣粉磨系統(tǒng)主要參數(shù)。

4 TRMS60.3礦渣輥磨系統(tǒng)的運行情況

圖1 TRMS60.3礦渣輥磨三維模型圖

圖2 TRMS60.3礦渣粉磨系統(tǒng)工藝流程簡圖

表1 TRMS60.3礦渣粉磨系統(tǒng)主要參數(shù)

廣西防城港源盛礦渣粉生產(chǎn)線二線于2014年10月下旬一次帶料試車成功，磨機運行平穩(wěn)，很快達產(chǎn)達標(biāo)。2018年10月通過業(yè)主和粉體公司的共同努力，產(chǎn)量提高10%以上，電耗大幅度降低，性能指標(biāo)處于國內(nèi)領(lǐng)先。廣西防城港源盛TRMS60.3輥磨見圖3。

4.1 原料和成品

原料來源為廣西盛隆冶金有限公司的礦渣和鋼渣，開始生產(chǎn)時為100%純礦渣，2017年1月改為粉磨混合物料，摻加0.03%左右液體激發(fā)劑。原料情況見表2，成品情況見表3。

圖3 TRMS60.3廣西防城港源盛輥磨外觀圖

表2 原料情況

4.2 產(chǎn)量

圖4 TRMS60.3廣西防城港源盛二線中控畫面

表3 成品情況

該廠目前以加工混合物料為主，基本不加工純礦渣，根據(jù)統(tǒng)計，2018年總產(chǎn)量超過250萬噸，生產(chǎn)規(guī)模在國內(nèi)同行業(yè)中位于前列。TRMS60.3礦渣輥磨年平均產(chǎn)量220t/h，單日產(chǎn)量可達到252t/h，單機能力國內(nèi)領(lǐng)先。生產(chǎn)中控畫面見圖4。

4.3 用電量分布情況

2018年10月29日，對二線磨機進行了電量統(tǒng)計，期間干基產(chǎn)量239t/h，平均比表面積437m2/kg；12月干基產(chǎn)量215t/h，平均比表面積420m2/kg。表4給出了單日和月度電耗情況。

表4 礦渣磨系統(tǒng)電耗統(tǒng)計記錄表（折算420m2/kg）*，kWh/t

根據(jù)電耗統(tǒng)計情況看，該磨機粉磨混合物料系統(tǒng)電耗在34kWh/t以內(nèi)，單日較好指標(biāo)折算后可達到32kWh/t，處于同行業(yè)內(nèi)先進水平。

4.4 運轉(zhuǎn)率

TRMS60.3礦渣輥磨配套采用國內(nèi)品牌減速機，液壓系統(tǒng)關(guān)鍵件采用國外品牌，在業(yè)主的精心維護下，礦渣輥磨系統(tǒng)生產(chǎn)運行穩(wěn)定，設(shè)備故障率低，年運轉(zhuǎn)率達到95%以上。

4.5 煤耗

采用沸騰爐為熱源提供熱風(fēng)，礦渣原料的水分一般在9%～12%，磨內(nèi)基本不噴水。使用熱值為16 720～18 810kJ/kg的煤，煤耗大約18～21kg/t，煤耗較低。

4.6 輥套和襯板磨損

根據(jù)堆焊廠家的統(tǒng)計情況，粉磨純礦渣，輥套和襯板的礦粉噸磨耗不超過5g；粉磨混合物料，輥套和襯板的礦粉噸磨耗明顯增加，達到6.5～7g。由此可見，鋼渣鎳渣等磨蝕性強的物料對輥套和襯板的磨損大大增加。

5 TRMS60.3礦渣輥磨系統(tǒng)的運行參數(shù)

5.1 擋料圈及料層

磨輥和磨盤、擋料圈的相對位置、幾何尺寸及輥套和襯板的耐磨材質(zhì)不同，產(chǎn)生不同的摩擦系數(shù)，直接影響磨機的穩(wěn)定性、料層及粉磨的效率。TRMS60.3礦渣輥磨采用新型擋料圈，能很好地控制物料的壓實和排出，更好地發(fā)揮磨機的粉磨能力，減少物料過粉磨，大大提高粉磨效率，降低粉磨電耗，給業(yè)主帶來更好的經(jīng)濟效益。

5.2 研磨壓力

粉磨力直接影響到磨機能力的高低，在磨機穩(wěn)定的情況下，通過調(diào)整油缸壓力可改變磨輥傳遞給物料的壓力。根據(jù)成品情況，確定油缸的參數(shù)、適合的壓力，決定磨機的產(chǎn)量、效率和能耗是否最佳。

5.3 選粉機與轉(zhuǎn)速

磨機采用SLKS6234 LV型高效選粉機，該選粉機的理念是通過優(yōu)化氣流在磨機內(nèi)部的合理分布，設(shè)計特殊結(jié)構(gòu)的靜葉片和動葉片，通過靜葉片進行初選提高動葉片選粉效率，達到壓力損失最小、轉(zhuǎn)子葉片減少誤傷合格品的目的。其特點是，采用“LV氣室”特殊結(jié)構(gòu)形式的靜葉片（圖5），使得“粗粉中無細粉，細粉中無粗粉”成為可能。返回磨盤的粗粉中含有更少的細粉，使料層更穩(wěn)定，磨機振動減少?，F(xiàn)場使用表明，新型高效選粉機阻力較小，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，比表面積和篩余控制靈活，可粉磨500m2/kg超細粉。選粉機運行情況見表5。

圖5 靜葉片結(jié)構(gòu)

表5 選粉機運行情況

5.4 遠程在線監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)

磨機配套振動傳感器、速度傳感器，組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供以太網(wǎng)接口，通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送至地面控制室的服務(wù)器，可進行遠程訪問。

通過在線監(jiān)測系統(tǒng)可以監(jiān)測到減速機齒輪、齒輪軸出現(xiàn)的嚙合以及齒輪出現(xiàn)的永久性變形、點蝕、剝落、斷齒等問題，還有磨輥軸承出現(xiàn)的點蝕、剝落、磨損，內(nèi)外圈磨損、開裂，保持架斷裂，滾珠脫落等問題；在線測量磨輥實時轉(zhuǎn)速，對應(yīng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，及時調(diào)整操作。輥磨在線監(jiān)測系統(tǒng)見圖6。

圖6 輥磨在線監(jiān)測系統(tǒng)

5.5 風(fēng)量和風(fēng)壓

保證輥磨粉磨系統(tǒng)磨機穩(wěn)定生產(chǎn)的重要參數(shù)之一就是風(fēng)量和風(fēng)壓。風(fēng)量過大，會使礦粉中較粗的顆粒被帶起來，流體中的含塵濃度增加，產(chǎn)品比表面積變小，磨機阻力加大；風(fēng)量過低，磨機產(chǎn)量降低，比表面積變大，增加回料[2]，磨機穩(wěn)定性變差。該項目系統(tǒng)使用的風(fēng)機風(fēng)壓～4 800Pa，磨機的壓差～2 900Pa，循環(huán)風(fēng)用量較大，系統(tǒng)通風(fēng)情況較好。

6 結(jié)語

礦渣輥磨是集機械、液壓、電氣自動化于一體的設(shè)備，操作相對于其他設(shè)備較復(fù)雜，每臺新投產(chǎn)的礦渣輥磨根據(jù)物料情況需要一段時間進行調(diào)整。廣西防城港源盛公司使用的兩臺TRMS60.3輥磨自投產(chǎn)以來，經(jīng)過生產(chǎn)實踐，礦粉質(zhì)量性能指標(biāo)達到國家標(biāo)準(zhǔn)中S95級及以上礦渣粉技術(shù)要求。在廣西防城港源盛公司和粉體公司共同努力下，該礦渣粉磨系統(tǒng)設(shè)備及工藝參數(shù)不斷優(yōu)化，生產(chǎn)運行指標(biāo)日趨良好。根據(jù)生產(chǎn)需要，不僅可以粉磨高比表面積的產(chǎn)品，還可協(xié)同處理鋼渣、鎳渣等難磨物料，摻加量10%～20%，粉磨混合物料系統(tǒng)電耗＜34kWh/t，指標(biāo)先進，符合國家節(jié)能減排和低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策，大型礦渣輥磨必將得到更為廣泛的應(yīng)用。