立磨技术在水泥生产中的应用与发展

张霞

【摘 要】介绍了立磨技术的工作原理,从生料立磨、水泥熟料粉磨、矿渣及其他物料粉磨等方面分析了立磨技术在工业水泥生产过程中的应用,阐述了立磨技术在工业水泥生产过程中的发展趋势,为今后的立磨技术发展以及应用提供理论指导. 【期刊名称】《机械管理开发》 【年(卷),期】2016(000)011 【总页数】3页(P81-82,85)

【关键词】立磨技术;工作原理;应用;发展趋势 【作 者】张霞

【作者单位】中材淄博重型机械有限公司,山东淄博255086 【正文语种】中 文 【中图分类】TQ172.611

水泥的生产工业是一个典型的能源和资源依赖型的产业，随着人们对环保问题的日益关注，节能减排成为国家和社会重点关心的话题。在水泥的生产过程中能源的消耗主要表现在粉磨作业上，大约达到能源总消耗的70%。传统的水泥生产综合电耗约为110 kW·h/t，当今先进立磨技术的使用可以降到85 kW·h/t[1]。而且在对能量的利用方面，立磨设备相对于传统的粉磨和球磨也有着更高的效率，大大减少了能量流失，因此通过采用立磨新技术能够大大地节约能源的消耗，提高生产效率，降低生产成本，长远的说，更利于我国的可持续发展策略。因此立磨技术在水泥工

业中的应用有着重要的意义。

立磨的原理是利用料床的原理对构成水泥原料的生料、煤、熟料、石膏及矿渣混合材料等进行粉磨[2]，在对其进行辊压的同时利用磨辊与磨盘之间不同的转速实行碾压，经过处理后的水泥物料通过设备喂料装置传送到磨盘中心，然后利用磨盘进行旋转时所产生的离心力将水泥物料甩至设备中的粉磨区域中去，当磨辊被加载到物料的上部时对物料产生向下的垂直压力，并且对物料产生一定的摩擦力，磨辊的运转属于从动装置，被磨辊粉碎的粉末物料被磨盘四周的上升气流带入到上部的选粉机中，经过选粉机的过滤筛选，对颗粒状物料被重新送至磨盘的中心部位，依次的循环该程序，直到构成水泥的物料达到颗粒粉末的标准，对于合格的粉末状物料，则利用旋风收尘器进行收集，然后直接用于水泥生产，见图1。 2.1 生料立磨的意义

生料的主要成分为CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等，这些成分只有通过高温煅烧处理才能生成C3S、C2S、C3A、C4AF等矿物，粉磨生料煅烧反应的效率与生料的磨碎程度有着直接的关系（接触面积大煅烧的效率高）[3]。生料研磨程度与其所消耗的电能成正比，磨碎程度高也就意味着更高的电能消耗。利用生料立磨进行粉磨的一个特点就是对生料的粉磨比较彻底，其产品颗粒比较均匀，不仅能够完全满足煅烧过程中的最大接触面积，而且大大地节约了煅烧的能源消耗，这十分有利于生料立磨技术的推广。当前我国天津水泥设计研究院自主开发的我国国内最大生料立磨TRM5341，已经在辽宁福山水泥公司等一系列大型水泥企业的日产500 t的熟料生产线上得到应用，这也为生料的处理过程中提供了重要的技术手段。 2.2 水泥熟料粉磨的意义

合格的水泥产品不仅需要在与沙砾或者砂混合并加水进行反应后具有较好的水化强度，而且必须保证水泥使用后混凝土具有稳定的性能，不至于表面出现比较明显的龟裂现象。由于水泥中C3S矿物占有了一定的比例，而C3S的颗粒越细则水化速

度越快，这直接影响了水泥的水化和强度。所以对水泥熟料进行粉磨的目的就是通过再加工使得水泥产品的粒度分布和细度能够满足生产要求。同时水泥粉体中不同成分的颗粒之间存在了一定的作用，这对水泥性能也造成了一定的影响，虽然目前没有根据证明水泥颗粒特性与水泥性能之间的定量关系，但是实践证明，水泥立磨粉磨后的产品细度完全可以满足使用要求。 2.3 矿渣及其他物料的粉磨

矿渣作为一种常见成本较低的混合材料，具有较高的活性，目前已经被普遍应用于日常的水泥生产中，在实际生产中通常会将其与熟料和石膏等其他原材料进行一定比例的配合然后进行粉磨。针对矿渣在水泥生产中的应用，我国水泥生产相关标准也对水泥产品中的矿渣含量做出了严格的规定，根据水泥种类会的区别，一般控制在15%～70%比例范围内。

目前立磨技术在水泥生产中的矿渣粉磨环节已经得到了很好的应用，并且立磨设备本身所具有的工艺简单、烘干能力强、电耗低等优点使其在矿渣粉磨领域具有十分广阔的发展前景。据统计，当前我国已有30多条矿渣立磨技术生产线投入到实际的生产运行中。并且随着我国相关单位技术水平的提高，以往大部分需要进口的辊磨生产设备已经实现了自主生产，并且具有较高的技术水平。比如目前我国的天津水泥工业设计研究院正式开发的国内首台TRMS型矿渣立磨，在大大地降低了机器的维护以及设备的投资费用的同时，使得成品比表面积可以在国家规定的范围即400～600m2/kg内灵活调节，使得经过高细粉磨的矿渣能够对水泥熟料进行替代，这种技术的应用大大提高了资源材料的利用效率。

虽然立磨技术在国际上都得到了广泛的应用但仍有提高的空间，这也是未来立磨技术的发展趋势，但是当前的立磨设备仍然存在了一些问题，笔者认为需要通过以下几方面的改进来实现立磨技术的进一步完善和发展：

1）原料的适应性。由于物料自身的结构特点，其本身的多孔性能导致物料的含水

率有着很大的区别，大约范围为12%～25%的含水率，因此为了能够满足烘干的设计要求，可以采用600℃的高温气体进行高强度烘干，同时对辊型设计进行改进，通过加大辊径和辊宽比等一系列措施，来降低辊盘之间的相对速度差，从而实现减少磨损。

2）物料全部外循环。对全部物料实行外循环处理能够大大降低辊磨的通风阻力，物料由提升机直接提至外部的分料机中，这样就可以减少内部分环的设置，同时也大大节省了能源的消耗。

3）立磨结构。设备中施力体的结构直接影响着立磨设备进行粉碎的效率，柱-双柱组合、板-板组合的形式能够促进立磨粉磨效率的提高[4]。传统的立磨结构设计宗旨是结构小且紧凑，一次性投资少等，但随着磨机能力的不断增大，设备其他一些指标比如烘干能力与粉末能力比值、粉磨效率等出现了降低的情况，这大大影响了立磨设备的正常使用。因此，为了实现立磨设备各种指标之间的最大平衡，现在出现了大磨盘多磨辊、小磨辊的新趋势，在设备故障发生率一定的情况下，对设备的成本和其产生的效益加以考虑。以上是对立磨技术发展趋势的改进措施，相信在今后的发展中会起到一定的作用。

4）设计思路。粉碎效率会随着粉碎输入量的增大而降低，但是就粉碎效率降低速度来说，料床粉磨远远小于球磨，因此，粉末成品细度越低则相对料床粉磨的能耗也就越低。同时循环物料返回将会使得原有料床堆砌结构呈现新的排列方式，这样能够进一步提高设备对能量的使用效率[5]，所以通过对辊压和循环方式进行合理搭配，可以使得水泥生产的能量利用率进一步提高。

5）理论研究方面。提高设备的能量利用率，达到节能效果一直是立磨设备的发展方向。合理利用挤压能和冲技能，充分挖掘设备节能潜力，实现能量的合理利用，是未来很长一段时间内水泥工业的发展方向。

立磨设备由于其可靠并且具备较高的能量利用率，在水泥工业中得到了极大的发展。

随着立磨技术在水泥工业中应用的不断深入，立磨设备为水泥生产企业带来的节能效果不断增强，并且环境污染逐渐减小，符合国家对水泥行业的发展要求，因此在水泥工业今后的发展中，立磨技术的应用是重中之重。

【相关文献】

[1] 钱哲.基于案例推理技术的立磨生料粉磨过程优化设定研究[D].南宁：广西大学，2014. [2] 杨萍.几种不同结构立磨技术特点分析[J].中国水泥，2012（8）：56-58. [3] 陈汉民.生料立磨技术实践中的一些问题探讨[J].水泥工程，2003（2）：46-49. [4] 陆广军.简析立磨在水泥粉磨应用中的问题[J].四川水泥，2010（1）：15-17. [5] 高长明.立磨在我国水泥工业中的应用历程回顾[J].水泥，2013（1）：30-31.