水泥粉磨站

將水泥熟料加入適量的混合材料進行粉磨，產出成品水泥。水泥的生產，一般可分生料製備、熟料煅燒和水泥製成等三個工序。硅酸鹽類水泥的生產工藝在水泥生產中具有代表性，是以石灰石和粘土為主要原料，經破碎、配料、磨細製成生料，然後喂入水泥窯中煅燒成熟料，再將熟料加適量石膏（有時還摻加混合材料或外加劑）磨細而成。

水泥生產的布局是在礦區建立水泥熟料生產線，在靠近水泥銷售市場建立水泥粉磨站，以減少運輸成本。如果把熟料生產線建在城市附近，每生產1t熟料，需要1.6t左右的水泥生料，要增加60%的運輸成本。如果把水泥粉磨站和熟料生產線一起建在礦山，由於混合材大部分是城市產生的廢渣，這些混合材要運到建在礦山附近的水泥廠里，磨成水泥后再運到城市，增加了運輸成本。因此，熟料生產線要建在礦山附近，水泥粉磨站要建在市場附近。水泥粉磨站是一個具有綠色效益的產業。

按全國工業產品生產許可證辦公室2007.4.4公布的《水泥產品生產許可證實施細則》(以下簡稱細則)1.3.4規定：水泥企業按生產工藝劃分為水泥廠、熟料廠、粉磨站和配製廠四種類型。粉磨站包括：水泥粉磨、水泥均化及配製、水泥包裝及散裝生產工序的企業。

筆者所在企業擬建一年產60萬噸規模的粉磨站，從2007年起即對該項目展開了調研工作，掌握了大量的調研資料。現撰文談談關於建設粉磨站企業方面的一些問題，以供同行參考。由於按《細則》3.7條規定：2006年10月17日以後新建粉磨站規模至少為年產60萬噸。這一規模的粉磨站建設問題對於擬新建粉磨站的業主具有針對性，以下討論對象基本限制在年產60萬噸規模粉磨站建設問題方面。

水泥企業的布局，一般是在靠近原料礦區建立水泥熟料生產線，在大中城市附近也就是靠近水泥銷售市場建立水泥粉磨站，這樣可以減少運輸成本。如果把熟料生產線建在城市附近，由於每噸熟料約需1.6噸生料，就需要增加60%的運輸成本。反之，如果把粉磨站和熟料生產線一起建在原料礦區附近，由於混合材大部分是城市產生的廢渣，這些混合材要運到建在礦區附近的水泥廠里，粉磨成水泥后再運到城市使用，又增加了運輸成本。因此，在城市附近建設粉磨站有其節約運輸成本的社會經濟效益。所以，近些年來，許多大中城市周圍建立了水泥粉磨站。

甲級設計院一致的意見是採用方案一，理由是：

(1)輥壓機是自上世紀八十年代中期引進的技術，歷經二十多年的消化改造，實踐證明是一種先進成熟的預粉磨工藝技術。

(2)採用輥壓機可以大幅度提高磨機產量，從而減小磨機使用規格，較大幅度降低磨機採購費用。Φ3．2×13m球磨機是邊緣傳動磨，每台260～265萬元，Φ3．8×13m球磨機是中心傳動磨，每台480～485萬元。兩者差價達220萬元。

(3)採用輥壓機可以顯著節電並增大水泥中混合材摻加比例，延長磨內裝置的使用壽命，從而降低水泥製造成本，提高粉磨站效益。

(4)採用輥壓機可以大幅度降低球磨噪音，利於生產一線工人身心健康。據合肥院專家介紹，由於熟料經輥壓后，球磨機所配最大鋼球可由空90或100mm降為直徑60mm以下，磨機噪音可由原100～110分貝降到70或60分貝以下。

方案二的最大優點是系統維護簡單，該系統磨機甚至被稱為“傻瓜磨”，但噸水泥電耗一般在35～36kWh左右，沒有運行成本低的優勢，缺乏市場競爭力。相較之下，方案一畢竟增加了輥壓機系統，運行維護複雜性增加。但據調研結果：輥壓機故障集中表現在液壓系統和輥面磨損兩個方面。前者採用國外元件后穩定性大為提高，後者一般運行6000～7000小時(一年)才需要對輥面堆焊(一些採用低谷電生產的廠家，在每天避高峰期間固定抽出兩小時打開輥面檢查，見輥面有磨損點就及時堆焊效果更好)。一般方案一系統運轉率可以達到72%以上。

方案三為一些省級水泥設計院和私企性質的設計單位樂於推薦，但業主往往擔心細碎機的破碎效果和運行穩定性。細碎機往往被推薦的有華氏磨、衝擊式細碎機、球破磨，據介紹有較好的運行穩定性。球破磨在理論上分析只能提高系統產量，不能降低電耗。這一分析結論在安徽省巢湖市一家使用球破磨的粉磨站得到驗證：該企業用球破磨配Φ3．2×13m開路磨，球破磨系統功率近360 kW(其球破磨320kW，其餘為除塵和輸送設備功率)，運行后系統台時產量提高6～8噸。

輥壓機的配置可分“輥壓機+打散機”和“輥壓機+V形機”兩種。

按合肥院的介紹，輥壓機配置打散機，Φ3．2×13m球磨機配套的應是HFCG120×50系統，而採用V形機配置的輥壓機就要增大一一規格。雖然系統產量可以提高15%左右，但投資要增加，噸水泥電耗也要增加1～2kWh。但輥壓機+V形機配製由於V形機沒有運動部件，運轉率高於輥壓機+打散機配置，運行維護也更簡單，其分離分級效果也優於打散機。另有介紹，採用配置如果引入熱源(另建熱風爐等設施)，可以同時烘乾礦渣，進系統礦渣水分在10%以下沒有問題。

南京一公司介紹，選擇輥壓機配置的依據是看熟料的溫度。如果熟料溫度不高，可以選擇輥壓機配置打散機。反之，宜採用輥壓機+v形機配置。

輥壓機忌鐵器進入，一旦進入會嚴重損傷輥面。因此，進輥壓機的物料必須安裝除鐵器和金屬探測器。前者直接除去鐵器，後者檢測除錳鋼等非磁性金屬件如錳鋼件后，人工除去。

對於輥壓機系統在運行中維護維修難度及費用，合肥水泥院專家介紹：日常運行中只需注意確保潤滑並緊地腳螺栓即可，能保證90%以上的運轉率。運行一個周期6000小時(一般8000小時)堆焊一次輥面，約花費20000元左右。運行五個周期以後，需要更換軸套，約花費30萬元。

打散機中的風輪一般3個月堆焊一次，如果用耐磨焊條堆焊，壽命會更長。V形機中的衝擊板現有的做成抽屜式結構，方便更換。值得一提的是，該系統循環風機風葉必須採用耐磨技術，否則磨損很快。

對於球磨機是選擇開路還是閉路，各單位意見不一。海螺設計院認為應選閉路流程，開路磨出磨水泥質量適應性不好，主要是水泥溫度高混凝土攪拌站不歡迎。合肥院認為開路流程水泥標準稠度用水量低，攪拌站歡迎。南京兩家公司都認為就粉磨工藝流程的先進性而言，肯定是閉路流程優於開路。但具體到規格Φ3．2×13m這種磨機，長徑比較大就是為開路流程設計的。一公司認為如果採用閉路流程，磨機長度宜減少到11m。

事實上，調研中一資深水泥專家介紹：發達國家在上世紀八十年代就停止關於球磨機開閉路的爭論，而轉向採用閉路流程了。某大院極力推銷開流高細磨實源自丹麥，可是到了上世紀九十年代，丹麥人自己都不做開流磨而轉向閉路流程磨了。水泥的生產應該向精細化方向發展，發達國家一個粉磨站最多能生產70多個品種的水泥，全靠閉路流程調整。華南理工學院在廣東局部主張採用開路流程磨，北方絕大部分主張採用閉路流程。

其實相對於閉路磨，開路流程磨機只是投資省些，維護管理方便。但閉路磨調整方便，對原材料品質變化及水分的適應性更強些。新建粉磨站，從數家熟料生產企業購買熟料時，熟料易磨性必然不同，此時閉路磨產量及出磨水泥細度因易於調節而變化不大，比開路磨有優勢。而當入磨物料綜合水分超過1.5%時，開路磨產量下降幅度較大。如單位擬建的粉磨站，將來生產的水泥，一方面是出售給混凝土攪拌站，另一方面是本公司內部用於生產水泥混凝土軌枕。這兩者對水泥細度的要求正好相反：前者不能太細。否則水泥與混凝土中減水劑的適應性不好。後者不能太粗，否則水泥早強上不來，影響水泥軌枕早期強度。這樣的水泥細度需要，只有在閉路流程中調整才方便。

一些推薦採用開路流程磨的專家認為，開路流程磨出磨水泥因為具有比閉路磨更寬的粒徑分佈，因而標準稠度需水量更低，混凝土攪拌站歡迎。對此，資深水泥專家認為，閉路流程磨完全可以通過調整選粉機的辦法來調整出磨水泥粒徑。選粉機產業有一種片面追求高選粉效率的傾向，不好！選粉效率在70%左右即可。第一代選粉機有約30%合格細粉進入粗粉；第二代選粉機有約20%～25%合格細粉進入粗粉；第三代選粉機只有約5%～8%合格細粉進入粗粉。可以調整選粉效率，使約14%的合格細粉進入粗粉。這樣閉路流程磨的出磨水泥的粒徑分佈變寬，標準稠度需水量因之得到改善。但磨機產量會下降，可同時進行磨內改造及研磨體級配調整使磨內物料流速變慢，加大循環負荷來提高磨機產量。事實上影響水泥標準稠度需水量的因素很多，水泥粒徑分佈只是一個方面。關於這個問題的詳細論述，可參見筆者的另外一篇文章《淺談水泥標準稠度用水量對混凝土用水量的影響》。

至於開路磨水泥溫度，一般人可能認為粉磨站不存在這個問題，在線水泥企業出磨水泥溫度容易高。其實，筆者調研的一些採用輥壓機+Φ3.2×13m開流磨企業，冬季出磨水泥溫度都大致在120℃，夏天則高達140℃。另一在線輥壓機+Φ3.8×13m開路磨，投產後竟因磨內溫度高導致軸瓦溫度高而致磨機跳停。資深水泥專家介紹，發達國家都控制出廠水泥溫度，很快也會控制。筆者通過學習，總結出出廠水泥溫度高的四大缺點：與混凝土中減水劑的相容性不好；容易導致混凝土早期裂縫；易導致石膏脫水水泥假凝；易使水泥標準稠度需水量升高。因此，新建粉磨站球磨機系統採用開流系統實為不明智。採用閉路磨流程時，如果採用O-Sepa選粉機引入冷風選粉，可以較開路磨降低出磨水泥溫度30～40℃。

對於Φ3.2×13m磨機長徑比較高更適於開流磨的說法，筆者認為可以將磨機長度縮短兩米，即採用Φ3.2×11m磨機作為閉路磨。這既可以降低一點磨機採購費用，又可以減少磨內研磨體裝載量從而減少磨機基礎土建費用。還可以降低磨機電機功率200kW，從而降低噸水泥電耗。這也是一個有經濟價值的選擇。當然，也可以用Φ3.2×13m磨機作為閉路磨機，這對提高出磨水泥比表面積，增大混合材摻量更有利。

目前，礦渣微粉的使用日漸普遍，粉煤灰也將以其微粉形式被利用。因此，凡新建粉磨站要考慮在水泥磨尾、水泥庫前設礦渣(或粉煤灰)微粉庫及礦渣(或粉煤灰)計量秤，以便與出磨水泥搭配經“均化”后入水泥庫。此舉既可改善水泥品質，又可較大幅度增加粉磨站水泥產量。

以上僅為筆者總結了在粉磨站建設調研中形成的一些觀點。其實，各種選擇都有其利弊，不存在一個十全十美的方案，關鍵是業主在做選擇時追求的目標要明確。選擇時要考慮方案的先進及成熟性，還要考慮本企業員工素質能否適合。比如單從節約噸水泥電耗降低運行成本方面看，選擇立磨終粉磨系統肯定是最先進的。但鑒於國內製造的立磨其磨輥材質及出磨水泥粒徑分佈不理想(某大院介紹在酒鋼集團有一台用來粉磨水泥，系統產量尚存在問題)，目前不宜採用。因此，就當前技術水平，考慮粉磨站運行后具有一定的成本優勢和確保水泥質量，筆者贊同粉磨站應採用輥壓機+閉路磨形式的粉磨工藝。