HRM型立磨在水泥行業(yè)的應用

一、 概述  
　　HRM型立式磨是合肥水泥研究設計院在廣泛吸收國外先進技術，總結國內外立式磨應用經驗的基礎上研布出的一種高效節(jié)能烘干兼粉磨設備。它既有萊歇磨可翻輥檢修的優(yōu)點，又具有MPS磨輥套可翻面使用、壽命長的特點。集細碎、烘干、粉磨、選粉、輸送為一體，具有粉磨效率高、電耗低、烘干能力大、產品細度易于調節(jié)、工藝流程簡單、占地面積小、噪音低、無粉塵污染、磨耗低、檢修方便、運行可靠等優(yōu)點。  
　　HRM型立式磨項目在1994年獲國家級新產品稱號，同年該項目被列為國家級火炬計劃項目，1996年榮獲全國建材行業(yè)部級科技進步二等獎。1990年以來，該設備在水泥行業(yè)得到大量推廣，已有200多臺套設備投入運行，在煤粉制備、礦渣粉磨、石膏粉磨煅燒及粉磨非金屬礦等項目上也迅速得到了推廣應用，同時該設備在水泥熟料、礦渣的預粉磨方面，也有著良好的發(fā)展前景。  
　　目前合肥水泥研究設計院已開發(fā)出十種規(guī)格三十多個型號HRM型立式磨，HRM生料屬系列可滿足300t/d~2500t/d熟料生產線生料制備要求，HRM煤磨可滿足300t/d~5000t/d熟料生產線煤粉制備要求。產品已遍及四川、廣東、江蘇、安徽、吉林、山東、河南、河北、浙江、湖北、福建、湖南、內蒙、江西、遼寧、黑龍江、廣西、甘肅、寧夏、重慶等二十多個省、市、自治區(qū)，并出口印尼及巴基斯坦。與日產1000噸水泥熟料生產線配套的HRM2200大型原料立式磨已在四川省峨眉山市佛光水泥廠、貴州頂效水泥廠、湖南益陽水泥廠、貴州遵義水泥廠、四川大竹水泥廠、四川峨眉山市水泥廠、湖南印山水泥廠、寧夏宏威水泥廠成功運行，在四川天泉水泥廠1000t/d~1200t/d等生產線上也選用了HRM2200A生產立式磨制備生料。2002年浙江虎山集團（原江山水泥廠）與合肥水泥研究設計院簽定了日產2500噸水泥熟料生產線，HRM3400原料立式及HRM1700M立式煤磨供貨合同，預計將在2003年投入運行。大型HRM立式磨及其工藝系統(tǒng)的開發(fā)成功，將為我國水泥工業(yè)“上大改小”的新政策作出重大貢獻。  
二、HRM型立式磨工作原理  
　　1. 主要結構及用途  
圖（2—1）是HRM型立式磨主要結構示意圖。它由分離器、磨輥、磨盤、加壓裝置、立式減速機、電動機、殼體等部分組成。（圖2—1）   
1.動態(tài)分離器（帶可調整旋轉葉片） 2.上殼體 3.下殼體 4.立式減速機 5.機架　6.磨輥（總成，磨輥輥套為輪胎形，材料為高鉻鑄鐵，可翻面使用，延長使用壽命） 7.磨盤（總成，上有耐磨襯板，材料為高鉻鑄鐵） 8.液壓系統(tǒng)（包括液壓站，工作油缸，檢修油缸）9.限位裝置（可防止磨輥、磨盤直接接觸）分離器是保證產品細度的重要部件，它由可調速的傳動裝置、轉子、殼體、出風口等組成，與選粉機的工作原理類似。磨盤固定在立式減速機的出軸上，磨盤上有環(huán)形槽，即為粉磨物料的碾壓槽。磨盤由盤座、襯板、擋料環(huán)等組成。加壓裝置是提供碾磨壓力的重要部分，它由高壓油站、液壓缸、拉桿、蓄能器等組成，能向磨輥施加足夠的壓力使物料粉碎。立式減速機既要起到減速和傳遞功率、帶動磨盤轉動的作用，又要承受磨盤的重量以及研磨壓力。  
　　2. 工作原理  
　　電動機通過立式減速機帶動磨盤轉動，濕物料從進料口落在磨盤中央，同時熱風從進風口進入磨內，在離心力的作用下，物料向磨盤邊緣移動，經過磨盤上的環(huán)形槽時受到磨輥的碾壓而粉碎，粉碎后的物料在磨盤邊緣被風環(huán)處高速氣流帶起，在上風環(huán)的導向作用下，較大大顆粒直接落到磨盤上重新粉磨，氣流中的物料經過分離器時，在旋轉轉子的作用下，粗粉落到磨盤重新粉磨，合格細粉隨氣流一起出磨，在收塵裝置中收集，即為產品。含有水分的物料在懸浮狀態(tài)下與熱氣體充分接觸，瞬間被烘干，達到所要求的產品水分。  
三、HRM型立式磨與球磨機的主要區(qū)別  
　　1. 粉磨效率高  
　　　立式磨采用料層粉磨原理粉磨物料，能耗低，粉磨系統(tǒng)的電耗比球磨機低20~30%，而且隨原料水分的增加，節(jié)電效果更加顯著。  
　　2. 烘干能力大  
　　　立式磨采用熱風輸送物料，在粉磨水分較大的物料時可控制進風溫度，使產品達到要求的最終水分。在立式磨內可烘干入磨水分高達15%的物料。  
　　3. 產品的化學成分穩(wěn)定、顆粒級配均齊，有利于煅燒。物料在立式磨內停留的時間僅2~3分鐘，而在球磨機內則要15~20分鐘。所以立式磨產品化學成分及細度可以很快測定、校正。  
　　4. 工藝流程簡單、占地面積及占用空間小。立式磨本身帶有選粉機，不需要另加選粉機和提升設備，出磨含塵氣體可直接由高濃度袋收塵器或電收塵器收集、故工藝簡單，布局緊湊，可露天布置。建筑面積約為球磨系統(tǒng)的70%，建筑空間約為球磨系統(tǒng)的50~60%。  
　　5. 噪音低、揚塵少、操作環(huán)境清潔。立式磨在工作中磨輥和磨盤不直接接觸，沒有球磨機中鋼球互相碰撞、鋼球撞擊襯板的金屬撞擊聲，因此噪音小，比球磨機低20~25分貝。另外，立式磨采用全密封系統(tǒng)，系統(tǒng)在負壓下操作，無揚塵，環(huán)境清潔。  
　　6. 研磨體磨損小，利用率高。由于立式磨運行中沒有金屬之間的直接接觸，故其研磨體磨損小，單位產品磨耗一般為5~10克/噸。  
四、HRM型立式磨在粉磨系統(tǒng)中的運用  
　　1. HRM型立式磨在原料粉磨系統(tǒng)中的運用主要有以下兩種形式，詳見圖4—1至圖4—2。（圖4—1）  
1. 電子皮帶稱 2.膠帶輸送機 3.電磁除鐵器 4.回轉鎖風喂料機 5.立式磨 6.外循環(huán)提升機 7.氣箱脈沖收塵器 8.風機風門 9.主風機 10.循環(huán)風閥 11.熱風閥 12.冷風閥  

（圖4—1）所示的工藝流程為“一級收塵系統(tǒng)”。具有工藝流程簡單，系統(tǒng)操作方便，工藝布置靈活，系統(tǒng)主風機葉輪無磨損等優(yōu)點。但需要配置高濃度收塵器，相對投資較大。主要用于老廠改造或立窯水泥的生料制備。  （圖4—2）  
　　1. 電子皮帶稱 2.膠帶輸送機 3.電磁除鐵器 4.回轉鎖風喂料機 5.立式磨 6.外循環(huán)提升機 7.旋風收塵器 8.主風機 9.窯尾收塵器 10.排風機 11.旁路風閥門 12.熱風閥門 13.冷風閥門 （圖4—2）所示的工藝流程為“二級收塵系統(tǒng)”是新型干法生產線生料制備系統(tǒng)最常用的工藝流程。其重大的特點是第二級收塵可與窯尾收塵器共用，充分利用窯尾廢氣烘干熱源，而且工藝布置緊湊，節(jié)省投資，節(jié)省能耗。但系統(tǒng)操作相對復雜一些，系統(tǒng)主風機葉輪有磨損，約2~3年壽命。  
　　以上兩種形式的工藝流程都沒有“外循環(huán)系統(tǒng)”。‘外循環(huán)系統(tǒng)’可減少系統(tǒng)風量，降低風機電耗，減少來料波動對系統(tǒng)的影響。因系統(tǒng)風量減少，有利于產品的細度控制，還可降低 分離器轉速，減少葉片磨損。  
　　2. HRM立式煤磨煤粉制備系統(tǒng)  
　　隨著防爆型高濃度氣箱脈沖收塵器的推廣應用，使立式磨煤粉制備系統(tǒng)雙風掃球磨機系統(tǒng)簡單了很多（詳見圖4—3），還有粗粉分離器及回粉絞刀等設備。系統(tǒng)電耗降低約40~50%，而且烘干能力更大（可烘干15%以上的原煤水分），煤粉細度更容易保證。特別是立式磨具有對物料有‘選擇性’的特點，在操作時，通過調整操作參數，可將原煤中大部分較硬的煤矸石排出機外，一方面相對提高了煤粉的熱值，另一方面改善了原煤的易磨性，可提高磨機產量，延長研磨體壽命。由此可見，采用立式磨制備煤粉，大大提高了煤粉制備的技術經濟指標，改善了作業(yè)環(huán)境。目前已有30多臺HRM型立式煤磨在水泥行業(yè)及冶金行業(yè)投入運行，取得了良好的經濟和社會效益。  
（圖4—3）  
　　五、方案比較  
　　企業(yè)在進行新建、擴建或技術改造時，采用何種技術方案，主要是考慮經濟效益及社會效益。如投資大小、貸款償還期長短、運行成本及維護費用、環(huán)境保護、操作工人定員、運行安全及檢修維護方便等因素。下面以年產1000t/d熟料生產線生料制備系統(tǒng)及煤粉制備系統(tǒng)為例（見表5—1、表5—2），對比使用立式磨和球磨機兩種方案的有關指標。  
　　表5—1是1000t/d熟料生產線生料制備系統(tǒng)四種方案的比較。由表中可看出，使用中心傳動的中卸烘干磨粉磨系統(tǒng)比使用立式磨粉磨系統(tǒng)多投資近50%，而各項技術經濟指標卻低于立式磨粉磨系統(tǒng)。特別是單位產品電耗，立式磨粉磨系統(tǒng)要比中心傳動的中卸烘干磨粉磨系統(tǒng)低20%。由此可見，立式磨粉磨系統(tǒng)無論是技術指標還是經濟指標，都遠遠低于球磨機粉磨系統(tǒng)。  
煤粉制備系統(tǒng)方案對比詳見表5—2。從表中可看出，雖然立式磨機價格要高于球磨機，但立式磨系統(tǒng)約只有球磨機系統(tǒng)的50%，在其他技術指標方面，也同樣是立式磨系統(tǒng)要先進的多。  
　　目前，越來越多的新型干法水泥生產線已采用立式磨粉磨生料和煤粉，它已成為取代傳統(tǒng)球磨機的首選設備。