中国水泥工业水泥粉磨系统现状调查分析
邹伟斌
中国建材工业经济研究会水泥专业委员会（北京100024）
（连载一）
摘要：本文以水泥企业调查的实际生产设备配置及运行技术参数为依据，在水泥生产线采用不同粉磨工艺条件下，水泥粉磨系统的主、辅机设备配置及粉磨电耗水平进行了调查分析，列举了不同粉磨系统实现较低粉磨电耗的优秀案例，探讨了水泥行业高效粉磨技术的发展方向。
本文以连载方式刊发，第一部分论述了辊压机系统配置的各种分级设备技术性能特点、水泥粉磨系统低能耗优秀案例分析及辊压机应用过程中出现的问题与处理措施等。第二部分论述了CKP立磨预粉磨以及筒辊磨、立磨料床水泥终粉磨案例分析以及管磨机运行中出现的异常状况与处理措施；第三部分论述了水泥粉磨系统成品选粉机使用过程中出现的技术问题及解决办法以及其他水泥粉磨系统（辊压机预粉磨系统、辊压机半终粉磨系统；球破磨、棒磨机、破碎机、柱磨机或单传动辊压机预处理组成的粉磨系统）与案例分析；总结了水泥联合粉磨系统实现高产、低能耗的技术关键与措施。
关键词：水泥制成工艺粉磨电耗调查分析
1.国内水泥粉磨系统现状调查分析
国内采用不同磨前预处理及配置不同分级设备的开路或闭路水泥粉磨工艺系统有二十种以上。辊压机引入水泥行业应用，因不同性能分级设备的介入，已由最初单一的预粉磨流程演变出多种高效率粉磨工艺；以辊压机联合粉磨系统生产P.O42.5级水泥（比表面积≥350m2/kg）为例，优秀的粉磨系统电耗在28kwh/t 甚至更低，在24kwh/t--26kwh/t之间，高电耗者却在40kwh/t，甚至在45kwh/t 以上。其中既有预粉磨设备、成品选粉机、输送设备选型配置偏小（低价中标质量差、故障率高）、也有管磨机内部结构不合理、选粉机效率低的原因，还有被磨物料理化性能以及人为操作等因素。以下对水泥管磨机之前由辊压机系统配置的各种分级设备技术性能特点分别进行探讨：
1.1辊压机系统配置的各种分级设备技术性能特点
1.1.1.辊压机+打散分级机的分级系统：
打散分级机主轴有运转部件，属于动态粗分级设备，分级精度较低，适宜于分级入磨水份较大的物料。以机械筛分为主（70%—80%为机械筛分功能，则依靠内锥筒安装的十二块扇形分级筛片，经筛分后粒径合格的物料通过外筒进入后续管磨机、亦可通过选择分级筛片孔尺寸大小控制入磨物料粒径）与部分风选为辅（20%—30%为气流分选功能、依靠风轮分选细粉并将其甩至外锥筒入磨）相结合，分级后的入磨物料切割粒径一般在 2.0mm--3.0mm、R80μm筛余40%—55%、R45μm筛余60%--70%、R200μm筛余30%--40%、比表面积在80m2/kg—120m2/kg之间。通过主轴转速可调节入磨物料细度及入磨物料流量，由于打散分级机通过调节主轴转速可将辊压机处理量的50%以上物料拉入磨内，故该系统所配置的辊压机通过能力相对较小，一般为磨机产量的2--3倍左右。
打散分级机系统配置的两台电机功率较低，但处理能力大，打散电机与分级电机功率总和低于200kw。目前在160—120辊压机（物料通过量580t/h--670t/h、电机功率900kw×2）联合粉磨系统中配置最大型号的打散分级机SF650/160（物料处理能力700t/h--850t/h）两台电机的总功率仅为165kw（打散电机功率（90kw）+分级电机功率（75kw）。而采用V型选粉机系统处理相同的物料量时，其配置的循环风机功率则需要500kw或560kw甚至更大）。
由于打散分级机系统回料中仍有一部分颗粒较细的物料进入称重仓，影响辊压机挤压做功，有的企业在打散分级机至称重仓之间增加一道孔径为3mm的回转筛，将<3mm的物料送入磨内，减少无功循环。还有的企业在称重仓部位设置一台通风量较大的专用收尘器，将回到称重仓物料中的细粉拉到收尘器再入管磨机粉磨。打散分级机基本结构及分级原理见图1：
图1 打散分级机内部结构及分级原理
1.1.
2.辊压机+V型选粉机的分级系统：
V型选粉机内部无运转部件，属于完全通过气流分选的静态分级设备，适宜于配置在处理能力较大的辊压机系统中，该系统循环风机功率较大。由于采用气流分级，V选分级精度比打散分级机有所提高，入磨物料切割粒径更小；经挤压、分级后的入磨物料比表面积150m2/kg--220m2/kg（颗粒粒径244μm---92μm），R80μm筛余15%---35%、R45μm筛余40%—50%、R200μm筛余3%—5%，笔者曾在JH水泥公司现场取旋风筒入磨样品筛析R900μm（0.9mm）筛余为0，充分说明通过气流分级的入磨物料粒径比打散分级机处理后的入磨粒径小得多。通过调整V型选粉机导流板叶片角度及循环风机风量可调节入磨物料细度及入磨流量，循环风机拉风量越大，V型选粉机导流板间风速越高，分选后的入磨物料粒径越粗，比表面积越低；导流板间设计风速6.7m/s左右，对应的入磨比表面积在150m2/Kg左右。一般应用风速 5.5 m/s～5.8m/s，入磨比表面积≥
185m 2/Kg 。可在V 选进料口增设均匀打散、分料棒，使入机物料实现良好分散、形成均匀料幕，提高分级效果。该系统要求辊压机通过能力较大，一般为磨机产量的3--6倍。V 型选粉机内部结构及分级原理见图2：
图2 V 型选粉机结构及分级原理
1.1.3.辊压机+VSK 选粉机的分级系统：
VSK 选粉机属于第二代气流分级设备（动、静结合两级气流分级），在V 选出口有一卧式笼型转子选粉装置，可有效分选出更细粒径物料，比普通V 型选粉机的分级精度更高、更精细，入磨物料粒径更小。通过调节卧式笼型转子的工作转速，经辊压机挤压与VSK 选粉机分级后的入磨物料比表面积可控制在250m2/kg 或300m2/kg 以上（颗粒粒径在70μm 以下）、R80μm 筛余≤10%、R45μm 筛余≤45%、R900μm 筛余为0。该系统要求配置的辊压机物料处理能力大，一般为磨机产量的3—6倍，辊压机通过量越大，挤压后产生的细粉量比例越多，通过分级以后获得的入磨细粉量亦越多。VSK 选粉机见图3：
图3 VSK选粉机外形及分级原理
1.1.4.辊压机+V型选粉机+下进风高效组合式选粉机的分级系统：
属于动态与静态相结合的两级气流分级设备，分级精度高，经辊压机挤压、分级后的入磨物料比表面积≥250m2/kg甚至300m2/kg（颗粒粒径<70μm）、R80μm筛余≤12%、R45μm筛余≤45% 、R900μm筛余为0。该系统辊压机物料通过能力大，一般为磨机台时产量的3--4倍或5倍以上。见图4：
图4 V型选粉机+下进风高效组合式选粉机两级气流分级原理
1.1.5.辊压机+V型选粉机+XR下进风选粉机的分级系统：
属于动态、静态相结合的两级气流分级设备，分级精度高，经辊压机挤压、分级后的入磨物料比表面积≥250m2/kg甚至接近300m2/kg（颗粒粒径<70μm），R80μm筛余≤12%、R45μm筛余≤45%、R900μm筛余为0。该系统基本上属于辊压机生料终粉磨移植到水泥联合粉磨中的的预粉磨子系统，辊压机配置规格需要放大，单位时间物料通过能力一般为磨机生产能力的3倍以上。见图5：
图5 V型选粉机+XR下进风选粉机两级气流分级原理
1.1.2—1.1.5采用静态或动态+静态两级分级系统，均为风选（气流）分级，入磨物料切割粒径均≤0.5mm。辊压机挤压分级后的入磨物料具有晶格“裂纹效应”和“粒径效应”，易磨性提高15%--25%（粉磨功指数下降15%--25%），管磨机一仓的破碎能力由辊压机与分级设备基本取代，相当于延长了管磨机细磨仓，但并非简单的磨机接长所能够达到的效果，辊压机与动、静态分级设备结合（调节）平衡了辊压机与管磨机的系统产量。
1.2带有辊压机预处理的各种粉磨系统工艺流程
带有辊压机及不同分级设备的水泥粉磨工艺，大致有以下若干种：
1.2.1预粉磨工艺系统（最初期的预粉磨工艺，入磨物料无分级，颗粒分布宽，粗细不均，系统增产、节电幅度低，目前仍有为数不多的企业粉磨系统在应用）1.2.1.1辊压机+管磨机开路粉磨工艺系统
1.2.1.2辊压机+管磨机+高效选粉机闭路粉磨工艺系统
1.2.1.3辊压机预粉磨：有边料循环或无边料循环
1.2.1.4辊压机+后来增加回转筛（或振动筛）分级+管磨机开路粉磨工艺系统
1.2.1.5辊压机+后来增加回转筛（或振动筛）分级+管磨机+高效选粉机闭路粉磨工艺系统
1.2.2半终粉磨工艺系统（增产、节电幅度大）
1.2.2.1辊压机+V选+双分离高效选粉机+管磨机开路粉磨工艺系统
1.2.2.2辊压机+V选+双分离高效选粉机+管磨机闭路粉磨工艺系统
1.2.2.3辊压机+V选+双分离高效选粉机+管磨机半开半闭粉磨工艺系统
1.2.2.4辊压机+V选+o-sepa选粉机+管磨机开路粉磨工艺系统
1.2.2.5辊压机+V选+o-sepa选粉机+管磨机+o-sepa选粉机闭路粉磨工艺系统
1.2.2.6辊压机+V选+高效选粉机+管磨机+高效选粉机（系统中配置两台成品选粉机的闭路粉磨工艺系统
1.2.3联合粉磨工艺系统（增产、节电幅度大）
1.2.3.1辊压机+打散分级机+管磨机开路粉磨工艺系统
1.2.3.2辊压机+打散分级机+管磨机+高效选粉机闭路粉磨工艺系统
1.2.3.3辊压机+V选+管磨机开路粉磨工艺系统
1.2.3.4辊压机+V选+管磨机+o-sepa选粉机闭路粉磨工艺系统
1.2.3.5辊压机+VSK选粉机+管磨机开路粉磨工艺系统
1.2.3.6辊压机+VSK选粉机+管磨机+高效选粉机闭路粉磨工艺系统
1.2.3.7辊压机+V选+下进风高效组合选粉机+管磨机开路粉磨工艺系统
3.2.3.8辊压机+V选+下进风高效组合选粉机+管磨机+高效选粉机闭路粉磨工艺系统
1.2.3.9辊压机+V选+XR选粉机+管磨机开路粉磨工艺系统
1.2.3.10辊压机+V选+XR选粉机+管磨机+高效选粉机闭路粉磨工艺系统
2.水泥粉磨系统低能耗优秀案例分析：
2.1辊压机+打散分级机+管磨机（+高效选粉机）组成的联合粉磨系统（工艺流
图6 辊压机+打散分级机+管磨机（+高效选粉机）组成的联合粉磨系统辊压机+打散分级机挤压分级系统，可使后续管磨机在设计能力基础上增产50%--70%以上，节电15%--25%；由辊压机+静态分级机（V形选粉机或带转子的VSK选粉机)与双仓或三仓开路管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统，可使后续管磨机在设计能力基础上增产80%--100%以上、节电20%--30%之间，相关计算与实际生产数据基本吻合。
实际应用案例：【1】
案例一：SD某单位配置两套HFCG140-65辊压机（通过量320 t/h、电机功率500kw×2）+SF600/140打散分级机（55kw+45kw）+Φ3.8×13m管磨机（主电机功率2500kw、设计研磨体装载量175t）开路联合粉磨系统；
装机功率比：辊压机功率1000kw/管磨机功率2500kw=0.40 ；
生产P.O42.5级水泥：R80μm筛余<3.3%、成品比表面积380m2/kg、磨机台时产量125 t/h ×2、系统粉磨电耗28 kwh/t；
案例二：CCTS公司采用由辊压机HFCG120--45（通过量150t/h、主电机功率220kw×2)+SF500/100打散分级机（处理能力150t/h、主机功率40kw+30kw）+Φ3.2×13m（主电机功率1600kw、设计研磨体装载量125t）三仓开路管磨机组成的联合粉磨系统；
磨机一仓长度3.50m，沟槽衬板+筛分隔仓板，粗筛缝宽度8mm，内筛缝宽度2mm；二仓长度2.25m，小波纹衬板+单层隔仓板，篦缝宽度6mm；
三仓长度6.75m，小波纹衬板+6道活化环，出磨篦缝宽度6mm，磨机总有效长度12.5m；
装机功率比：辊压机功率440kw/管磨机功率1600kw=0.275
调整辊压机工作压力在6MPa--7MPa，打散分级机筛板缝宽度由8mm改为6mm，改进后入磨物料中＜80μm细粉比例由23.26%提高至50.44%，成品率增加
27.18%。
改进研磨体级配，缩小各仓研磨体平均尺寸，显著提高研磨体总表面积与研磨能力。
达到效果：P.O42.5级水泥台时产量85t/h以上（R80μm筛余≤2.0%、成品比表面积320m2/kg--350m2/kg），系统粉磨电耗26kwh/t；
案例三：广东东莞华润水泥粉磨站，采用进口德国鲍利休斯Polycom15/8辊压机+ 打散分级机（带气流分级）+Φ 3.2×11m单仓磨开路联合粉磨系统，其设备配置见表1：【2】
辊压机处理能力/球磨机产量=500t/h/120t/h=4.17；
辊压机直径与宽度之比=1500mm/800mm=1.9；
磨机长径比=3.44；
辊压机挤压打散分级分选后入磨物料比表面积为240m2/kg---300m2/kg；
单仓磨机研磨体装载量125t，Φ12mm--Φ25mm五级配球，平均球径15.48mm；P.I42.5级水泥台时产量102t/h、粉磨电耗29kwh/t；
P.O42.5级水泥台时产量120t/h、粉磨电耗27kwh/t；
由于辊压机处理能力大，经分级后的入磨物料比表面积较高，颗粒粒径较小，其中有一部分已是成品，为使用单仓磨磨细与整形创造了先决条件；但由于辊压机挤压的水泥颗粒形貌球形度低，多为片状或多角状，难以形成最紧密堆积，水泥标准稠度需水量大，影响混凝土的耐久性。该系统利用后续长径比较短的球磨机进行颗粒整形，单仓磨通风阻力小，磨内研磨体全部采用小钢球，钢球对物料的筛析能力好，此外，小钢球研磨的水泥球形度比钢锻研磨的要好；同时，开路粉磨系统制备的成品水泥颗粒级配较宽、均匀性系数（n值）小，绝大多数在1.0以下，水泥标准稠度需水量较低（一般在26%以下），施工性能优良，更适宜于高强、高性能混凝土制备；
2.2辊压机+V型选粉机+管磨机+高效选粉机组成的双闭路联合粉磨系统（工艺流程见图7）
图7 辊压机+ V型选粉机+管磨机+高效选粉机双闭路联合粉磨系统
案例一：SY 公司水泥粉磨线由180--120辊压机（通过量610t/h--850 t/h、主电机功率1250kw×2）+V X8820（循环风机风量270000 m3/h 、风压4000Pa、风机电机功率500 kw）+Φ4.2×13m管磨机（主电机功率3550kw、设计研磨体装载量240t）+ O-SePa N-4500选粉机（最大喂料量810 t/h 、最大产量270 t/h、选粉机系统风机风量310000 m3/h、风压5200Pa、风机电机功率710 kw、选粉机主轴电机功率250 kw）+磨尾收尘风机（风机风量60000m3/h,、风压4000Pa、风机电机功率110kw）组成的双闭路联合粉磨系统。辊压机与成品选粉机选型配置富裕量较大。
磨机一仓有效长度3.05m（仓长比24.3%、钢球装载量54t、填充率30.49%）；二仓有效长度9.50m（仓长比75.7%、微锻装载量186t、填充率32.9%），全磨装载量合计240t；二仓内设有五道活化环；
现P.C32. 5级水泥（成品比表面积350-370m2/kg）、台时产量258 t/h、系统粉磨电耗≤27kwh/t；
现P.O42.5 级水泥（成品比表面积360-380m2/kg）、台时产量246 t/h、系统粉磨电耗≤28 kwh/t；
技术特点：选粉机供风与磨尾收尘风采用双风机；
辊压机功率2500kw/管磨机功率3550kw（装机功率比）=0.704；【3】案例二：JJ水泥有限公司采用140-65辊压机（通过量265t/h—334t/h、主电机功率500kw×2）+Vx5815选粉机（风机风量144000m3/h、风压4350Pa、风机电机功率220kw）+Φ3.2×13m管磨机（1600kw、设计研磨体装载量125t）+KC2000成品选粉机（主轴电机功率110kw、风机风量161647m3/h、风压4226Pa、风机电机功率280kw；最大喂料能力360t/h、选粉能力120t/h）组成的双闭路联合粉磨系统；
该系统生产P.C32. 级水泥台时产量达120 t/h以上（成品细度R80μm筛余＜1.0%、R45μm筛余＜6.0%、R30μm筛余＜22%），系统粉磨电耗24 KWh/t；
主电机1600KW-10KV-额定电流118A，设计装载量125t，实际装载150t左右；进相前电流114A，进相后电流98A；
磨机一仓有效长度3.0m、装载量33t、平均球径27.35mm；二仓有效长度9.5m，装载量120t，平均球径16.69mm、二仓内设有五道活化环；
辊压机功率1000kw/管磨机功率1600kw（装机功率比）=0.625；
2.3辊压机+V型选粉机+管磨机开路联合粉磨系统（工艺流程见图8）
图8 辊压机+V型选粉机+管磨机开路联合粉磨系统
案例：天津院设计的DZ公司3200t/d生产线，两套水泥制成工序采用TRP140-80辊压机（通过量350t/h、主电机功率560kw×2）+TVS选粉机（风量120000m3/h）+Φ3.2×13m双滑履三仓管磨机（设计产量60t/h、设计研磨体装载量125t、主电机功率1600kw）组成的开路联合粉磨系统；
该系统Ф3.2×13m管磨机为三仓，一仓、二仓采用小钢球，三仓采用微锻；设计P.O42.5级水泥90t/h（比表面积＞360m2/Kg）；
P.O42.5级水泥实际产量最高达115t/h、保持105t/h（成品比表面积380m2/kg），系统粉磨电耗30.6kwh/t；
P.C32.5级水泥产量最高达135t/h、保持125t/h（成品比表面积410m2/kg），系统粉磨电耗27kwh/t；
辊压机功率1120kw/管磨机功率1600kw（装机功率比）=0.70；
辊压机通过量350t/h/管磨机产量115t/h=3.04；
系统特点：与中空轴管磨机相比，双滑履管磨机通风、过料能力更好；【4】2.4辊压机+VSK选粉机+管磨机+SKS高效选粉机组成的双闭路联合粉磨系统（工艺流程见图9）
图9 辊压机+VSK选粉机+管磨机+高效选粉机组成的联合粉磨系统
案例：JY水泥有限公司采用德国KHD公司RP170—180辊压机（通过量1250t/h、主电机功率1800kw×2、辊压机工作压力可在14MPa以上）+VSK选粉机+Φ4.2×12.5m管磨机（筒体工作转速15.7r/min、主电机功率3000kw、设计
研磨体装载量208t）+SKS3250高效选粉机组成的双闭路联合粉磨系统，经辊压机挤压分级后的入磨物料比表面积在250m2/kg以上，磨制P.ΙΙ52.5级硅酸盐水泥（成品比表面积380m2/kg以上），系统产量达240t/h左右、系统粉磨电耗28kwh/t；辊压机/管磨机装机功率比=1.20【1】
2.5辊压机+V型选粉机+下进风高效组合选粉机+管磨机（+高效选粉机）组成的联合粉磨系统（工艺流程见图10）
在联合粉磨系统中辊压机能力配置有放大趋势，现阶段水泥行业推出的HFCG200—180大型辊压机功率已达到4000kw、物料处理能力在1400t/h以上。向“大辊压机+小球（管）磨机”方向发展，配置高效动、静态两级分级设备，使入磨物料粒径更小；将球（管）磨机一仓全部粗碎及部分二仓细磨功能移至磨前料床预粉磨与动、静两级气流分级设备，充分发挥两种不同粉磨设备的技术优势。
图10 辊压机+V型选粉机+下进风组合选粉机+管磨机组成的联合粉磨系统案例一：YY某单位5000t/d线采用两套由HFCG180-160辊压机（通过量930t/h-1050 t/h、主电机功率1600kw×2）+HFV5000气流分级机+ZH6000下进风高效组合选粉机+Φ3.8×13m管磨机（主电机功率2500kw、设计装载量175t）+O-Sepa N-4000高效选粉机（最大喂料能力720t/h、选粉能力240t/h）组成的双闭路联合粉磨系统；
实际生产能力180 t/h ×2、P.O42.5级水泥（成品比表面积350±10 m2/kg）、系统粉磨电耗28 kwh/t。
辊压机功率3200kw/管磨机功率2500kw（装机功率比）=1.28；
系统特点：多用一台高效选粉机，少用一台收尘器。辊压机处理能力大，为磨机产量的5倍以上（挤压循环次数﹥5）、成品选粉机能力配置大、系统提产富裕空间大。【5】
案例二：广东罗浮山水泥集团采用两套合肥院HFCG180-160辊压机（物料通过量930t/h-1050t/h、电机功率1600kw×2）+HFV5000选粉机+DSM5000下进风高效组合选粉机+2--Φ4300mm旋风收尘器+Φ3.8×13m管磨机（主电机功率2500kw、设计研磨体装载量175t）组成的开路水泥联合粉磨系统；
辊压机功率3200kw/管磨机功率2500kw（装机功率比）=1.28；
1号磨生产P.C32.5级水泥（成品比表面积426m2/kg、R80筛余0.87%）、台时产量207.37t/h、系统粉磨电耗26.02kwh/t（最高产量220t/h）；
2号磨生产P.O42.5级水泥（成品比表面积377m2/kg、R80筛余0.50%）、台时产
量180t/h、系统粉磨电耗30.38kwh/t（最高产量190t/h）；
辊压机功率3200kw/管磨机功率2500kw（装机功率比）=1.28；【6】案例三：新疆克州青松6000t/d新型干法生产线，水泥制成工序，采用两台合肥院HFCG180-160大型辊压机（通过量930t/h—1050t/h、电机功率1600kw×2）+HFV5000选粉机+DSM5000下进风高效组合式选粉机（主轴电机功率200kw）配套一台Φ4.6×14.5m高细管磨机（主电机功率5000kw）组成的大型开路联合粉磨系统（见图11）；
图11 两套180-160大型辊压机配置的Φ4.6×14.5m大型开路联合粉磨系统生产P.O42.5水泥，成品比表面积358m2/kg时，系统产量356t/h，系统粉磨电耗28.43kwh/t；
生产P.C32.5水泥，成品比表面积364m2/kg时，系统产量383t/h，系统粉磨电耗25.75kwh/t；
辊压机处理能力/管磨机产量=5.9；
磨机长径比L/D=14.5m/4.6m=3.15；
辊压机功率6400kw/管磨机功率5000kw，装机功率比=1.28；【7】
该系统技术特点：按其辊压机/管磨机装机功率比划分，属于“大辊压机+小球（管）磨机”配置，充分发挥出辊压机“料床粉碎”技术优势，将管磨机的全部粗碎功能及部分细碎功能全部移至磨外，由辊压机与两级气流分级设备取代，辊压机系统循环负荷大，达到600%甚至以上，预粉磨物料循环量大。增大辊压机与管磨机的装机功率比的目的，主要是利用辊压机高效挤压粉碎“多挤少磨”，提高辊压机做功能力以及后续管磨机的细磨与整形能力；
挤压后料饼采用粗、细两级分级设备、显著降低了辊压机子系统的无功循环：分级更精确、分级效率更高、入磨物料更细（凸显“裂纹效应”与“粒度效应”、颗粒分布更窄）、后续管磨机能够显著降低研磨体直径，增大研磨面积，细磨能力发挥更好；
由辊压机和分级设备喂入管磨机的物料最细比表面积已超过300m2/kg，辊压机的实际使用功率达到9kwh/t，使管磨机实际使用功率降到了11kwh/t、粉磨效率显著提升、系统电耗降低；
后续管磨机为开路操作，成品水泥颗粒级配分布范围宽，水泥工作性能优良，适宜用于高强、高性能混凝土配制；
采用140-80辊压机+V选+下进风高效组合选粉机+Φ3.2×13m高细开路磨、采用150-100辊压机+V选+下进风高效组合选粉机+Φ3.2×13m高细开路磨、采用160-140辊压机+V选+下进风高效组合选粉机+Φ3.2×13m高细开路磨，
三个粉磨系统中采用了不同型号与处理能力的辊压机配置；
以生产P.O42.5级水泥（成品比表面积350m2/kg）为例，140-80辊压机+V 选+下进风高效组合选粉机+Φ3.2×13m高细开路磨系统产量达到85t/h、对应的系统粉磨电耗分别为≤30kwh/t；装机功率比=辊压机1120kw/管磨机1600kw=0.70；
150-100辊压机+V选+下进风高效组合选粉机+Φ3.2×13m高细开路磨系统产量达100t/h、对应的系统粉磨电耗分别为≤29kwh/t；装机功率比=辊压机1420kw/管磨机1600kw=0.8875
160-140辊压机+V选+下进风高效组合选粉机+Φ3.2×13m高细开路磨系统产量达120t/h；对应的系统粉磨电耗为≤29kwh/t；装机功率比=辊压机2240kw/管磨机1600kw=1.40；
由上述案例可见：随着联合粉磨系统中辊压机处理能力及系统中辊压机/管磨机装机功率比的增大，管磨机前置的预处理效果更好，入磨细粉比例越多，管磨机做功与磨细能力越好、系统粉磨电耗越低；
案例四：广东罗浮山水泥集团惠阳双新水泥厂120万吨粉磨站，采用HFCG180-160辊压机（通过量930t/h—1050t/h、电机功率1600kw×2）+HFV4500X 选粉机+DSM4500（Ⅱ）下进风组合选粉机+Φ3.2×13m管磨机（电机功率1600kw）组成的开路联合粉磨系统；
辊压机功率/管磨机功率（装机功率比）3200kw/1600kw=2；经动、静态两级气流分级机分选的入磨半成品比表面积达250m2/kg—300m2/kg；
系统设计能力：P.O42.5级水泥产量≥140t/h、R80筛余＜2.0%、成品比表面积380±10m2/kg、系统粉磨电耗＜31kwh/t；
系统实际产量：P.O42.5级水泥产量达152t/h、R80筛余＜1.5%、成品比表面积390±10m2/kg、系统粉磨电耗为29kwh/t；【5】
案例五：浙江新都水泥公司水泥粉磨系统采用HFCG180—160辊压机（通过量930t/h-1050t/h、电机功率1600kw×2）+HFV5000静态气流分级机（风量300000m3/h、设备阻力1500Pa—2000Pa、处理能力1500t/h）+DSM4500下进风高效组合选粉机（风机风量270000m3/h、转子转速90—160r/min、处理能力850t/h、设备阻力<2000Pa）+Φ4.2×13m开路管磨机（主电机功率3550kw、产量200t/h、筒体工作转速15.8r/min、研磨体装载量230t）组成的开路联合粉磨系统；
辊压机功率/管磨机功率（装机功率比）=3200kw/3550kw=0.89;
生产P.O42.5级水泥（成品比表面积385m2/kg）、入磨比表面积285.75m2/kg、磨机产量210.56t/h、系统粉磨电耗28.43kwh/t；【8】
案例六：安徽铁鹏水泥有限公司采用HFCG180—160辊压机（通过量950t/h--1050t/h、电机功率1600kw×2）+HFV5000静态气流分级机（风量300000m3/h、处理能力1500t/h）+DSM5000（ΙΙ）--38下进风专用动态高效选粉机（最大处理能力900t/h、选粉空气量300000m3/h、产量220t/h—280t/h、比表面积220m2/kg—280m2/kg、主轴电机功率200kw）+两台Φ3×11m管磨机（主电机功率1250kw、设计研磨体装载量98t）组成的“一拖二”开路联合粉磨系统；
辊压机功率/管磨机功率（装机功率比）=3200kw/2500kw=1.28；
生产P.O42.5级水泥，系统产量210t/h、成品比表面积400m2/kg、系统粉磨电耗26kwh/t；【9】
由上述优秀案例分析可知：在水泥联合粉磨系统中选择应用处理能力大的辊
压机与分选精度更高的气流分级设备（在V选的基础上增加一级动态气流高效分级设备），提高辊压机与管磨机的装机功率比，即加大管磨机子系统的前置功率，组成“大辊压机+小球（管）磨机”开路或闭路粉磨工艺，将管磨机一仓全部的的粗碎功能与细磨仓部分的磨细功能移至磨前辊压机与分级设备完成，既可充分发挥辊压机料床挤压预粉磨的优势，又能够充分利用管磨机的细磨能力，系统中分段明确、各司其职。将水泥物料的预粉磨（碎）—高精度分级—细磨（或配置成品选粉机）各独立单元既完全分离又相互关联，由辊压机段完成粗处理及分级，再由球（管）磨机完成水泥磨细与颗粒形貌整形，提高成品水泥球形度及施工性能，从真正意义上实现了整个粉磨系统中良好的“分段粉磨”。
2.6辊压机+V型选粉机+XR选粉机+管磨机组成的联合粉磨系统
工艺流程图可参照图5，只是在预粉磨系统后续增加了开路或闭路管磨机，仍然由管磨机完成水泥终粉磨（整形与磨细）。
案例：内蒙古包头某粉磨站有两套由170-120辊压机（物料通过量720t/h、主电机功率1120kw×2）+V选+XR3200选粉机+ Φ4.2×13m双仓管磨机（主电机功率3550kw、筒体工作转速15.6r/min、装载量240t）组成的开路联合粉磨系统；经辊压机挤压与动、静态两级气流分级设备分选后的入磨物料比表面积达280m2/kg、R80μm筛余6%—10%，生产P.O42.5级水泥（成品比表面积380m2/kg），系统产量达到210t/h以上、系统粉磨电耗27kwh/t；装机功率比：辊压机功率2240kw/管磨机功率3550kw=0.631；
2.7辊压机子系统
2.7.1辊压机均匀进料装置及带有防磨凸块的辊压机侧挡板（见图12）
图12 辊压机均匀进料装置（左）带有防磨凸块的辊压机侧挡板（右）
2.7.2辊压机辊面及侧挡板
辊压机属于高压料床（流动料床）粉磨设备，其挤压力高（＞150Mpa），粉磨效率高，是管磨机的3-4倍，预处理物料通过量大。初期辊压机预粉磨系统的物料不经分级，仅相当于破碎机的配置，入磨粒径分布较宽、粗细不均；随着粉磨技术进步，物料分级设备的开发与应用技术不断升级。辊压机与不同的动态或静态分级设备以及动、静结合的两级分级设备配套使用，物料分级精度大幅度提高，并与成品选粉设备和管磨机共同配置，组成联合粉磨系统或半终粉磨系统、终粉磨系统（不配置管磨机）等。
辊压机在联合粉磨或半终粉磨系统中所起的作用要占整个系统产量能力的60%—70%，预粉磨阶段投置的功耗越大，对系统增产、节电效果越显著；辊压机对物料挤压过程中，一次性施加的压力很大，但由于被挤压物料的化学成分、易磨性、易碎性、显微硬度等理化性能指标不同，辊面工作寿命亦不同，生产过程中，一般视辊面磨损（或剥落）程度，连续运行6000h--8000h就需要进行堆焊（相当于连续运行一年时间）。当辊压机所处的工作环境较差，维护保养滞后，辊面的使用寿命也会大大降低。由于铁质材料对辊面及液压系统的伤害极大，辊
压机运行中的除铁成为重中之重；一般来讲，在辊压机进料之前，至少应设置3—4道强磁除铁装置。
辊压机辊面磨损，不仅造成工作辊缝变化，同时，辊面磨损或剥落严重出现凹槽以后（主要是辊面中间部分），辊面花纹磨损后辊面光滑，对物料的牵制、啮合能力也会明显削弱，挤压粉碎效果大打折扣。与花纹完整的平整辊面相比（见图13），严重磨损或剥落后的辊面对物料施加的挤压力不均匀、局部漏料（边部或中部）、出机料饼中粗颗粒（甚至未经挤压）增多，影响后续管磨机潜在粉磨能力的发挥的同时还会加剧分级设备磨损，损坏后的辊面（见图14）对物料的牵制能力降低、辊面剥落及凹槽处填充的物料逃逸挤压、加剧边缘漏料，挤压效果显著下降，导致联合（预粉磨、半终粉磨）粉磨系统生产能力明显降低、粉磨电耗增加。辊压机辊面耐磨层一般在10mm—15mm左右，当其磨损1/3就要及时在线修复，使辊压机长期保持高效挤压效果：
辊压机自身固有的“边缘效应”是指两个辊子中间部位挤压效果好，物料微观裂纹多、细粉产生量多；而辊子两边缘部位挤压效果差，细粉量少甚至漏料，即挤压过程中产生的“旁路失效”（边缘效应）；尤其是当动辊与静辊两端侧挡板或斜插板磨损严重，工作辊缝间隙值变大时，边缘漏料更将不可避免，在显著减少挤压后物料细粉含量的同时，部分中、粗颗粒物料还将进入后续动态或静态分级设备，对动态分级机内部物料打散部件及静态分级机导流板造成较大磨损，降低使用寿命、增大材料磨损成本、显著影响分级效果，降低系统产、质量。实际生产过程中，应备用一套经过耐磨处理的辊压机侧挡板，（图12右）是铸造的防磨侧挡板，两辊之间铸有防磨凸块，工作寿命显著提高；当使用的侧挡板磨损严重，就要及时进行更换，然后再将退下的侧挡板进行耐磨处理备用。
辊压机挤压后的水泥颗粒形貌多数为片状、针状、多角状，由于磨辊结构方面固有的粉磨特性，其自身对水泥颗粒形貌的修正能力较差，加之颗粒级配不合理，石膏脱水不完全，最终导致水泥的检验性能和现场施工性能（工作性能）不佳，如:凝结时间过快、标准稠度需水量偏大、流动性能及与混凝土外加剂相容性差等。所以，自辊压机问世至今，国内只是做了一些尝试性实验研究，辊压机水泥终粉磨虽取消了后续管磨机，粉磨系统节电幅度＞40%，但考虑到产品的施工性能，工业生产中始终都没有将其直接用于水泥成品终粉磨，一般只用于水泥生料和矿渣微粉制备终粉磨工艺。
2.7.3辊压机做功
辊压机“料床粉磨”要求：理论上讲，我们希望所有被挤压的物料应100%通过辊缝，实际工作中不能够完全做到；由于侧挡板与辊边缘之间缝隙很难达到小于2.0mm以确保不漏料，即使调整到位，但随时间推移自然磨损依然存在，侧挡板仍需要经常检查；此外，辊面剥落同样导致漏料，影响挤压效果，必须完善除铁装置；要有调节性能良好的进料装置，以保证进料连续、调控方便；
辊压机做功的标志：由于辊压机的能效是管磨机的两倍以上，在预粉磨过程中，必须发挥其高效率“料床粉磨”特性；辊压机挤压物料过程中分为三个阶段：“压紧阶段、挤压阶段、膨胀阶段”，辊压机适应于脆性物料，对于粘性物料及水份大的物料挤压效果差；【10】辊压机作业过程中对入机物料粒度尺寸均匀性及水份亦非常敏感，粒状料挤压效果好、粉状料及绵软料挤压效果差，辊压机入料一般95%以上颗粒应小于辊径的3%，过细的物料同样影响辊压机挤压效果。个别大块也不宜大于辊径尺寸的5%。即有“挤粗不挤细、挤硬不挤软、挤脆不挤绵、挤干不挤湿”的料床粉磨特性（并非不挤压，只是对细、软、绵、湿的物料
挤压效果相对较差）；辊压机动辊脱离中间架挡板作往复运动，标志着液压力完全通过物料传递；两台主电机运行电流不大于额定电流，在额定电流允许范围内（至少应达到额定电流的60%以上，有的企业辊压机运行电流达到额定值的70%--90%），作小幅度摆动，标志着辊压机对物料输入了粉碎所需能量（斜插板开度放大）；辊压机及分级设备向管磨机提供的细粉越多、比表面积越高、说明辊压机做功越多、挤压效果越好；辊压机辊面磨损量较大时，由于辊面失圆，与物料之间呈现非紧密接触料床（料床不密实），即使强行加压，对物料的挤压效果仍然不会好；辊压机辊面必须保持相对完好，可采用备辊形式更换；对更换下的辊子进行离线堆焊，现阶段采用硬面堆焊技术处理的辊面硬度可达HRC60以上，辊面磨耗值一般≤1.0g/t-物料；
由辊压机与动态或静态分级设备以及动、静态结合的两级分级设备和后续管磨机组成联合粉磨系统中，有效降低了入磨物料粒径，经辊压机挤压后的物料微观结构被破坏，晶格裂纹的形成，使易磨性大幅度提高；辊压机子系统投入的吸收功耗越多（8.0kwh/t—12.0kwh/t），后续管磨机越省电、系统粉磨电耗越低、整个联合粉磨系统获得的增产、节电幅度越大。实际应用过程中，前置辊压机处理能力大，配用静态分级设备（V形选粉机或VSK选粉机分级）或动、静态两级分级设备组合分级（V形选粉机+高效组合选粉机动、静两级分级或V形选粉机+XR选粉机动、静两级分级）与管磨机、高效选粉机组成的双闭路系统，增产幅度已超出200%，已实现了磨机设计产量翻番、系统粉磨电耗大幅度降低。
生产过程中，应积极创造条件，配置激光粒径分布测定仪器，针对挤压、分级后的入磨物料、出磨水泥、选粉机回料及成品粒径进行跟踪测试，同时采用不同筛孔的套筛测定入磨物料对应的筛余值，积累相关颗粒分布工艺数据，为粉磨系统调整提供良好的依据。
图13 各种不同工作形状的辊压机辊面
图14 不同磨损和剥落状况下的辊压机辊面
3.水泥粉磨工艺系统及设备选型应注意的问题
水泥粉磨工艺系统从选型开始，就已基本决定粉磨系统能耗及产品质量指标。部分业主在选择粉磨系统之前不做论证，或考察论证不充分，导致生产线投运之后粉磨系统电耗居高不下；此外，也存在业主心理因素及资金或其他方面原因，设备招标走形式，图一时便宜，只看重价格，不看重质量；尤其是：在设备选型时嫌大了（不留富裕系数或富裕系数留的很小），运行时嫌小了，整条生产线多处出现瓶颈，最终造成粉磨系统电耗一时难以降低，不得不重复投入资金进行改造，劳民伤财。
以某单位粉磨站由170—100辊压机（物料通过量675t/h 、主电机功率900kw ×2）+V 型选粉机（循环风机风量180000—240000m3/h 、风压4500Pa 、功率400kw ）+Φ4×13m 三仓管磨机（主电机功率2800kw 、筒体工作转速15.95r/min ）组成的开路水泥联合粉磨系统为例，辊压机料饼循环采用中央链ZYL800提升机，由于该提升机故障率太高（很多企业已彻底淘汰了这种运转率低、故障多的提升设备），尤其是处理提升机堵料、漏料时间长，岗位工劳动量大，设备运转率不足70%、系统粉磨电耗33kwh/t ；及时更换为某中外合资企业生产的NSE900高速板链提升机后，再未出现因堵料、漏料故障而影响系统正常运行的状况，消除瓶颈后，设备运转率达95%以上、管磨机产量由150t/h 稳定提高至180t/h 以上（成品比表面积390±10m2/kg ）、系统粉磨电耗降至25kwh/t 左右，取得了显著的增产、节电效果；
所以，无论是建设新的粉磨线或是粉磨系统改造，必须进行充分的前期考察论证；即使是对设备进行招标，除留有一定富裕能力，还应以高性价比衡量之，为日后粉磨系统良性循环奠定基础。
（未完待续）
参考文献
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