合肥院粉磨所副所長鄭青在2009中國水泥工業粉磨技術高峰論壇上演講
??? 我國能源形勢相當嚴峻，建材工業的現狀與可持續發展要求有較大差距。目前新型干法水泥生產線已經成為水泥工業的發展主流，粉磨新技術應用起到很重要的推動作用。隨著水泥新標準的實施，下游用戶對水泥質量要求的提高，節能降耗減排工作力度的加大，粉磨的任務還是很重。正如曾學敏會長剛才談到的水泥生產原來講“兩磨一燒”，現在應該講是“三磨一燒”，原來可能忽略了煤粉制備，這部分節能降耗也應該提到日程上來。今天重點談水泥粉磨部分。
一、水泥粉磨新技術與裝備的發展現狀
水泥粉磨的三大經典技術：
1.輥壓機技術
輥壓機技術在我國研究應用了二十多年，技術日趨成熟，基本解決了應用的一系列關鍵技術問題，尤其是對工藝技術的深入研究和主機可靠性的提高，輥壓機系統的運轉率，已經可以達到球磨機的水平。輥壓機擠壓粉磨工藝主要有：預粉磨工藝、聯合粉磨工藝、半終粉磨工藝、終粉磨工藝。目前在我國水泥廠，技術改造過程中常采用的技術的是預粉磨工藝（早期）和聯合粉磨工藝。截止2008年底，國內大型熟料輥壓機的開發情況：合肥院已開發出了輥徑1.6m、輥寬1.4m、裝機功率2240kW的輥壓機；天津院、中信重工、成都利君開發出了輥徑1.7m、輥寬1.1～1.2m、裝機功率達2000kW的輥壓機。合肥院在成功開發HFCG160-140輥壓機的基礎上，近期又開發出了輥徑1.8m、輥寬1.6m、裝機功率3200kW目前國內最大規格的熟料輥壓機（HFCG180-160）。
2.高效選粉機技術
在閉路水泥粉磨系統中，高效選粉機性能的好壞直接影響水泥粉磨系統的技術經濟指標。到目前為止，合肥院已自主研發出了DS-4500高效選粉機，處理風量270000m3/h，產量達200~250t/h。對大型選粉機進行技術改造主要是在下面幾個方面：①撒料的改進；②進風的改進；③轉子的改進；④導向葉片的改進；⑤三次風的改進。選粉機整個分級過程可以分為三個階段或者說三個環節：分散、分級、收集。收集由于采用了新型高效收塵器，可以說已經解決了，現在重點解決的是分散、分級，各個科研單位或公司追求的角度不同，具體做法也各具特色。
3.球磨機節能改造技術
大型球磨機主要是采用高細高產磨技術，技術核心是采用磨內篩分裝置、小規格的研磨體，閉路磨也可以移植這種關鍵技術，我們在Ф3.8、Ф4.2磨機上已經進行的推廣應用。
二、水泥粉磨技術改造要點
1.開閉路粉磨工藝的選擇
隨著水泥生產線的規模越來越大，球磨機的規格也越來越大，但不同地區技術水平差距較大，所以采用技術也不能是唯一的。比如亞東水泥廠前后都采用立磨，他可能是想到以后二十年或者三十年，但一些中小型企業還要不要因地制宜了，是不是其他的技術就不能用了？經常有人問，開路磨閉路磨怎么選擇，就目前粉磨站的規模，包括水泥生產線在線的規模，根據我的經驗，大致可以這么劃分：磨機直徑≤Φ3.2m，既可采用開路，也可采用閉路工藝；磨機直徑≥Φ3.4m，宜采用閉路工藝。
關于水泥粉磨工藝開、閉路之爭，實際是顆粒分布和水泥強度之爭。早期尤其在立窯興盛時，小磨機+老式選粉機及采取控制篩余作為質量控制手段，確實出現過閉路磨水泥早強偏低的問題。但隨著高效選粉機+球磨機節能技術的發展及采用比表面積作為質量控制手段，水泥強度問題已不存在了，大型水泥磨粉磨工藝采取閉路居多，開閉路共存。閉路磨產品細度和產品溫度可控制，避免了石膏過渡脫水，且閉路磨適合生產多品種水泥，對物料水分的的適應性強。
2.中長磨是否適合閉路
新標準實施之后，對水泥質量要求提高，長徑比3~4甚至4以上的中長磨及長磨也適合閉路粉磨。物料在磨內停留時間適當延長，有利于細粉量的增加、水泥質量的提高。但磨內的調整非常關鍵。
3.大型球磨機閉路系統改造
隨著水泥生產的規模不斷擴大，球磨機也超著大型化發展，原來采用高效選粉機的一般閉路生產工藝（即將磨尾排風引入選粉機一次風口）在實際使用中出現了一些問題。在上世紀80年代末90年代初，我們說新型選粉機出來以后，工藝流程簡單了，磨機廢氣直接進選粉機了，不需要單獨通風了，對磨機通風還有好處。大型化以后出現的問題：大型水泥磨或者大型磨機相對于產量的提高，通風減弱了，容易造成大型磨機出磨水泥的溫度偏高。剛才講工藝流程簡單了，對于小型磨機來說，通風量不大，粉塵濃度不高；對于大型磨機來說，磨尾廢氣量還是比較大的，通風又不好，更希望通風多一些，多拉一些風，就更容易多帶出一些粉塵，在選粉機風道包括管道里面容易沉降，長期的沉降，阻力的增加，加劇選粉機葉片的磨損、殼體的磨損。磨機、選粉機、收塵器組成全負壓的系統，排風機的全壓較大，收塵器承受的負壓大，漏風較多，鎖風不宜解決。 解決辦法是采取磨機通風收塵系統與選粉系統分開的新工藝流程，同時增設磨尾高效靜態分離器。
磨尾收塵系統實行兩級收塵，大型磨機以生產高標號水泥為主的企業就非常顯示出它的優勢了，為什么呢？因為磨機通風不良要加強通風，磨內通風單獨一套，互不干擾，相互獨立，經過一級預收塵后進袋收塵，保證了收下的細粉不再進磨機和選粉機。我發現有不少廠盡管采用了分開收塵，但還是采用一臺收塵器，由于企業擔心收下來的細粉偏粗影響成品水泥質量，把細粉又回到提升機進選粉機了，增加了選粉機的負荷，而這里面絕大多數都是成品，磨內風速加快可能會帶進一部分粗粉，磨尾增設高效靜態分離器，它以45μm粒徑控制，篩余可在8~10%，按照這個來處理，保證袋收塵收下來的粉塵不再進選粉機，提高了選粉效率。
關于大磨機內部配置優化，有兩點要引起注意：
一是填充率問題。在大磨機設計時，由于注意到磨機通風要加強的問題，所以把進料裝置以及隔倉板、出磨篦板的中心圓設計的比較大，但忽視了研磨體的填充率問題。如填充率上不去，達不到要求的裝載量，系統產量肯定要受影響曾遇到投產以后發現裝載量上不去的問題，作為水泥企業業主來講在采購時要特別關注這一點。從道理上講，研磨體適當多裝一點，對提高產量、降低能耗有好處。
二是襯板問題。大家從球磨機粉磨原理上知道：大球磨大料、小球磨小料，極端地講，把磨機分成無限等分，每一倉只用一種規格的球是最理想的，但不可能也不現實，分倉也是根據磨機特點讓球和料更好地適應。大型磨機一般分兩倉，二倉一般用分級襯板，這種分級襯板設計是非常有講究的，選型也很講究，可能同一種襯板，在某一個企業很好，在另外一個企業可能會出現反分級，如果出現反分級，粉磨效率會急劇下降，效果甚至還不如普通的波紋襯板。一旦產生反分級，現場很難處理，對粉磨效率影響較大。分級襯板是一種很好的節能襯板，分級襯板的種類很多，有錐形分級襯板、組合分級襯板、溝槽分級襯板，有一段式的、兩段式的、三段式的。配置時，一定要適合物料情況，物料情況不一樣，可能配置的球也不一樣。[Page]
4.集成優化球磨機粉磨系統
將閉路粉磨新技術和開路粉磨節能技術-磨內篩分技術有機地結合起來，強化磨內的粉磨效率，把磨內篩分和磨外分級結合起來，進一步提高系統的技術經濟指標。當然簡單地把磨機按開流磨技術來改造是不可能達到較好的效果，必須進行必要的改進和調整，使之適合閉路磨的特點和要求，否則會適得其反。
5.新型擠壓聯合粉磨系統
在水泥粉磨系統中采用擠壓聯合粉磨系統已成為廣泛的共識以及首選方案。隨著輥壓機大型化開發成熟，新型水泥擠壓聯合粉磨系統越來越傾向于采用大輥壓機小磨機的更節能的模式，強化節能 設備輥壓機的能力，弱化高能耗球磨機的做功比例。通過輥壓機和球磨機裝機功率之比可以看到，我們希望磨機的功率變小，輥壓機的功率變大，變成倒掛，節能就更有優勢。
6.分別粉磨技術
分別粉磨有很多優點，可以提高粉磨效率、降低水泥成本、增加水泥混合材摻量、提高水泥產量等，比較適合立窯水泥廠多臺磨機改造粉磨站和比較小的旋窯水泥廠。另外，工業廢渣比較豐富的地區，以消納粉煤灰、爐渣、鋼渣、礦渣為主的綜合利用項目，也是比較適合。對大型水泥粉磨系統來說，分別粉磨確實應用不多，因為更多的考慮到勞動生產效率。從某種意義上說，立磨更適合分別粉磨，一臺球磨機可以今天磨礦渣明天磨熟料可以嗎？我說可以，但你花不起這個本錢，因為磨不同物料的鋼球級配是不一樣的，不可能磨一天換一次鋼球或者清一次倉，那么立磨不一樣，一個磨盤、幾個磨輥不等，它基本不需要改變什么，只需在料層、研磨壓力的控制上做一些調整，或在分離器的轉速上也做調整，這種調整很容易做到。
7、磨內噴水及助磨劑技術
磨內噴水技術很早就有了，但早期噴頭易出現“馬蜂窩”，不出半個月就開始滴水，不是起正效應而是反效應了，所以這項技術中間停頓了幾年。近幾年大型水泥磨應用越來越多，這項技術慢慢的又被提及了，我們這幾年進行了研究和攻關，解決了包括結團、控制等問題。磨內噴水可以有效地降低粉磨溫度20℃~30℃，提高水泥質量。直徑3.8、4.2的磨機，開路磨到夏天很難長期連續運行，在線的粉磨系統就更麻煩了，離線的粉磨站還好些，即使采用輥壓機，磨機做功少了，磨高標號水泥時磨內溫度難以控制，出磨水泥溫度達到120℃以上甚至到130℃，這時就會導致水泥質量出現問題。我們已在國內外的一些項目，主要是大型開路礦渣磨以及大型水泥磨上進行了應用，有了很大的突破。
國家新標準中規定水泥中助磨劑的加入量為0.5%對助磨劑的要求也越來越嚴格了。坦率地講，國內助磨劑企業良莠不齊，作為水泥企業更要認清，一定要做適應性試驗。陳紹龍教授講到，不應該叫“助磨劑”應該叫“助劑”，我覺得這個提法很好，助磨劑在水泥廠企業使用中一定要考慮適應性問題，要考慮一些鹽類助磨劑對混凝土性能的影響。
三、展望
水泥粉磨技術的研究今后除注重節能之外，還要注意水泥質量改善技術。除了采用新型粉磨工藝技術和裝備優化水泥質量外，水泥質量的控制指標要更加重視。發達國家水泥企業已普遍重視對水泥粉磨粒度分布的控制。建議使用45μm篩余和比表面積兩個參數同時控制。水泥的粉磨不僅要控制產品的顆粒分布，更要注重顆粒形態的改善，才能達到真正實現高性能水泥的目標。
對水泥粉節能技術前景的展望：
1、立磨制備水泥，立磨磨水泥在國內已有水泥設計院和大的水泥公司在做工業試驗，在國外已有應用。在國內還有一些工作要做，相信在不長的時間內會有重大突破。
2、輥壓機終粉磨，當然這個工作也在做，現在制約我們的還是顆粒的分布和顆粒的形態，當然還有耐磨材料方面，如果這方面有重大突破的，前景是非常好的。
3、其他技術（如臥輥磨等），臥輥磨、筒輥磨也在研究，國內也有兩臺FCB公司的在用，但開發應用沒有想象的那么快，我認為還是有工作可做，高性能粉磨系統，最終我們考慮的是水泥質量，水泥性能。
4、高性能選粉機，選粉機除了提高選粉效率之外，還要考慮對水泥性能是不是有好處，對顆粒分布的優化有沒有特點，這是今后研究的重點。
5、水泥粉磨專家系統的開發。
①水泥粉磨系統中原材料的快速分析及水泥成品的快速分析；
②水泥粉磨工藝參數對水泥成品性能的函數關系確定；
③水泥粉磨系統工藝參數的調整方法與實施方法；
④根據原材料性能和最優成本原理來調整粉磨系統參數。
水泥粉磨“無球化”時代的到來，應該說是不遠，只要在座的同仁一起努力，應該來說不遠的將來，我們將迎來“無球化”粉磨時代的到來，那時水泥粉磨能耗會大幅度的下降。
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