引言
我公司生料粉磨系统配置LM56.4立磨，设计产能480 t/h。优化前，台时产量400 t/h，无法满足熟料产量需求，系统电耗14.62 kWh/t，细度80μm筛余9%～13%，200μm筛余1.2%～1.6%。造成这种状况的原因是多方面的，有运行一段时间的磨损问题，也有立磨结构问题，还有原料复杂和操作控制问题。在磨损与结构方面，生料磨辊套与衬板研磨区域磨损严重，挡料圈基座螺栓断裂，基座变形，磨内料层较厚，研磨投影压力较低，磨机喂料没有到中心位置，磨辊摇臂及排渣锁风阀漏风、漏料问题严重，外排量大；在原材料方面，原料来源复杂，粒度控制不到位，易磨性差，均化效果不理想；在工艺操作方面，生料磨开停机频繁，操作手段固化，未根据实际工况及时调整操作参数。公司针对这些问题于2023年4月对该系统实施了优化措施，使台产达到485 t/h，电耗降低至12.73 kWh/t。
1 系统相关部件的改造
1.1 更换辊套及堆焊磨盘
新磨投用之初，相邻磨辊互为90°，在磨盘上等距布置，低位置时磨辊轴与磨盘水平面夹角15°，磨辊辊套为锥形辊胎，磨辊辊套曲率半径较小，以致有效研磨区域小；磨盘衬板表面与磨辊大端之间的距离远远小于与磨辊小端的距离；磨辊向下碾压物料时，辊套大端研磨区域过于集中，相对受力大，以致辊套、衬板的研磨区域磨损严重。磨损后期研磨效率大幅下降，停机测试，辊套大头磨损72 mm，磨盘磨损43 mm。
重新设计磨辊辊套，堆焊磨盘，使辊套研磨面与磨盘衬板之间间隙基本相同，保证工作时辊套母线方向和料床有效碾层的接触面宽度≥300 mm，增大了立磨的有效研磨区域，降低磨机的循环负荷和系统压差，对物料研磨效率得到提高。
1.2 更换挡料圈
本次改造前，从未更换过挡料圈。至2023年3月，挡料圈基座螺栓已断裂，基座已变形，挡板外延，挡料圈挡板与辊套端部距离增加至57 mm，如图1所示。该问题降低了对入磨物料的破碎效果与研磨效率。为了稳定料层，提高破碎能力，提高研磨效率，改造时更换挡料圈底座，调整挡板高度（120 mm）和挡板与辊套的距离（28 mm）。
1.3 中心下料管改造
在磨内循环风的作用下，粉状物料在离开入磨溜子后未经研磨就会被气流带走，入磨溜子底部与磨盘之间的高差越大，形成的磨内循环负荷量就越大；改造前入磨物料无法到达磨盘中心位置，物料在离心力作用下不会均匀地向磨盘周边移动，以致物料分布不均匀，料层不稳定。更换中心灰斗圆锥（如图2所示），并将入磨溜子底部与中心灰斗连接，中心下料管中心与磨盘中心找正(偏差≤2 mm),
改动后入磨溜子底部距离磨盘表面距离减小至950 mm,可以确保入磨物料大部分落到磨盘中心，增强料层稳定性，改善研磨效果。
1.4 磨辊摇臂密封改造
该立磨摇臂原采用的橡胶密封极易磨损，形成漏风、漏料问题，导致系统电耗升高，维护工作量较大。改造时，将磨辊摇臂密封更换为自主设计的专利产品，利用废旧输送带、帆布、三防布、芳纶布组织的复合密封布形成内外两道密封，内部密封挡皮固定于磨内壳体，外部密封由外部挡皮、磨外壳体、摇臂壳体组成密封室，外部密封挡皮材质较软可随着摇臂摆动而自由伸缩，不易损坏，密封效果好。改造后系统氧含量大幅度降低，系统漏风明显减少。磨辊摇臂密封结构见图3所示。
1.5 排渣锁风阀改造
立磨原排渣口采用的锁风翻板阀锁风效果不理想，故障率高，磨损不易修复，是系统电耗升高的原因之一。改造时，排渣锁风阀采用自主设计的专利产品，通过弹簧压板抵住分段式挡板，排渣口末端由挡料板密封，上部分由物料实现密封，通过物料重力进行排渣。改造后，分段式挡板减少了锁风阀卡堵现象，系统漏风减少，磨内氧含量大幅度下降，系统压差及风机运行负荷降低。排渣锁风阀结构见图4所示。
2 原材料优化
2.1 配料方案优化
2022年主要原材料包括黄土、硅石、硫酸渣、石灰石等。其中，硅石材料较难研磨。为降低生料生产成本和改善原料的易磨性，公司将主要原材料更换为黄磷渣、粉煤灰、页岩、黄土、石灰石等。配料方案的优化及粉磨电耗见表1所示。
2.2 石灰石管理优化
加强石灰石源头管控，不仅要重点监控炮孔样成分和现场搭配开采情况，及时掌握石灰石成分变化，还要结合生料配料中石灰石的掺量和出堆场石灰石的成分动态，调整不同矿点石灰石的搭配比例，降低高硅高镁石灰石对生料成分的影响，稳定进厂石灰石质量。
进一步强化均化堆场石灰石质量管理，将石灰石堆场划分为12个堆区并制作标识牌，检测每堆区石灰石成分，操作界面上增加石灰石堆料机料臂摆幅、行走频率、料臂升降等数据曲线图，定期对堆场石灰石堆取料情况进行监管。以上措施对石灰石的均化效果十分明显。
2.3 原材料验收管理优化
强化进场原材料验收管理，对超过验收标准的物料坚决拒收；同时在原材料储库入口加装振动筛网，严格控制入磨物料粒径，减少物料对生料磨运行的影响。
3 工艺操作优化
由于生料磨装机容量较大，每次开停机耗电量约为1 000 kWh。为此现场坚持上道工序为下道负责的原则，严格考核采运系统石灰石粒径，以此减少因块大造成磨机振动大而跳停的次数；同时对固废系统垃圾不可燃物的除铁效果和物料粒径进行考核，减少废铁渣对磨辊辊套的损伤，减少输送机下料口堵塞造成的停机次数。
寻找最佳台产与电耗，提高台时产量可在一定条件下能有效降低单位电耗，但两者并不是绝对关系。秉承这种理念，中控持续试验调整工艺参数，力求最佳匹配，如根据回渣提升机电流调整循环风机频率，根据易磨性适当控制出磨细度等，在不同运行状态下，寻求生料磨不同阶段电耗的最优值。技改后的半年里生料磨连续运转和计划停机情况对电耗影响情况如表2所示。
由表2可知，每次计划停机（约6 h），电耗损失均值约为0.5 kWh/t。对此，公司制定了停机总时间的管理制度，并把每次开磨时间严格控制在7 min以内，以减少电耗损失；利用微信工艺群时刻关注操作员的操作，出现欠缺时进行指导；每天通过能源管理系统进行电耗对比分析，做到发现问题及时讨论解决。
4 提产降耗效果
以上改造、管理与操作优化措施大幅度改善了原料的易磨性和立磨对物料的研磨效果，减少了系统漏风，提高了系统运行效率。改造前后系统台产与电耗变化如表3所示。
5 结束语
综上所述，公司针对LM56.4生料立磨系统存在问题采取的措施取得了预期的效果：更换辊套及堆焊磨盘改善了研磨区，达到了提高研磨能力的目的；更换挡料圈稳定了料层，提高了研磨效率，降低了振动与能耗；改造中心下料管，提高了入磨物料的分散均匀性，增强了料层稳定性，改善了研磨效果；改造磨辊摇臂密封及排渣锁风阀，减少了系统漏风，达到了节能降耗的目的；优化原材料配料方案，改善原料的易磨性，降低了生料生产成本；优化石灰石管理措施，稳定了进厂石灰石质量，降低了高硅高镁石灰石对生料成分波动的影响；严格原材料验收，控制入磨物料粒径，减少了物料对生料磨运行的影响；探索合理的工艺参数，实现了精细化操作，达到了降本增效的目的。以上措施取得的最终效果是：生料磨台产由约400 t/h提高至485 t/h，生料系统本部电耗由14.62 kWh/t降至12.73 kWh/t。
——作者：张言1，冯继凯2，朱攀勇2，严爱平1，付金强2，张占龙1，王福生1
——单位：1. 葛洲坝老河口水泥有限公司；2.中国葛洲坝集团水泥有限公司
——来源：《新世纪水泥导报》2024年6期
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