第六节 物料粉磨 在水泥生产过程中，磨制生料、制备煤粉和制成

水泥都要进行粉磨作业。因此，物料的粉磨量很大，每生产 l t 硅酸盐水泥至少有 3 t 物料（包括原料、燃料、熟料、混合材、石膏等）需要经过粉磨。物料粉磨需要的动力约占全厂动力的 60% 以上。在水泥工厂的设计中，合理选择设计粉磨设备及粉磨系统非常重要。

一、粉磨方法 —— 干法、湿法两种。 在湿法生产的水泥厂中，是将原料配合入磨粉磨

为含水 30 ～ 40% 的生料浆，而后喂入湿法回转窑内煅烧为水泥熟料。

在干法水泥生产中，则是将原料配合入磨粉磨为生料干粉，而后喂入干法回转窑或经成球喂入立窑内煅烧为水泥熟料。干法水泥生产热耗低。随着现代新型干法水泥生产技术的发展与完善，干法生产已成为今后水泥生产方法的发展方向。

将原料配合入磨粉磨为含水 30 ～ 40% 的料浆 ; 将原料配合入磨粉磨为干粉。

二、粉磨系统（一）水泥生料粉磨系统

1 ．生料粉磨流程和设备发展情况 随着新型干法水泥生产技术的发展，为了适应不同原料和工艺的要求，提高粉磨效率，生料粉磨系统也得到了不断的改进和发展。近年来，其发展特点如下： 1 ）原料的烘干和粉磨一体化，烘干兼粉磨流程得到了广泛应用。并且由于结构和材质方面的改进，辊式磨获得了快速发展，得到广泛应用，粉磨电耗显著降低。 2 ）磨机与新型高效选粉机，输送设备相匹配，组成了各种新型干法闭路粉磨流程，提高了粉磨效率，降低电耗。

3 ）设备日趋大型化，以简化设备和工艺流程，与窑的大型化相匹配。钢球磨的最大直径已达 5.5 m 以上，电动机功率达 6500 kW 以上，台时产量达 300 t以上。辊式磨系列中磨盘直径已达 5 m 以上，电动机功率 5000 kW 以上，台时产量 500 t 以上。4 ）新型节能粉磨设备——辊压机作为预粉碎设备得到应用。5 ）采用预烘干（或预破碎）形式组成烘干（破碎）粉磨联合机组。提高了粉磨、烘干效率，简化了工艺流程。6 ）管磨机内部结构的改进：如新型环向沟槽衬板，扬料板角度可调的隔仓板等。

7 ）利用悬浮预热器窑和预分解窑 320 ～350℃ 的废气烘干原料，发展了各种烘干磨。

8 ）采用电子定量喂料秤， X 荧光分析仪、电子计算机自动调节系统，控制原料的配料，为入窑生料成份的均齐、稳定创造了条件。

9 ）磨机系统操作自动化。应用自动调节回路及电子计算机控制生产，代替人工操作。力求生产稳定。

2 ．生料粉磨流程和粉磨设备的选择

1 ）选用粉磨流程和粉磨设备需要考虑的因素（ 1 ）入磨物料的性质 物料的性质主要包括水分、粒度、易磨性和磨蚀性，也要考虑粘土质原料中的含砂量及石灰质原料中燧石的影响。

（ 2 ）粉磨产品的细度要求 所选的粉磨流程和设备应尽可能便于控制粉磨产品的细度。

（ 3 ）生料粉磨系统的要求小时产量 生料粉磨系统的要求小时产量，由主机平衡计算确定。所选生料磨的生产能力，应能满足这一要求。同时，为了简化工艺线，对一台窑来说，一般只配置一台生料磨，而对大型窑来说，生料磨的设置也不宜超过两台。

（ 4 ）粉磨电耗 所选的粉磨流程和设备应尽可能符合节省电耗的

要求。干法生料磨的电耗应在 63MJ/ t （ 17.5kWh / t ）生料以下。

（ 5 ）废气余热利用的可能性 对于干法生料磨和煤磨来说，应考虑尽可能利用

废气余热来烘干原料和燃料，使生料粉磨与烘干作业同时进行，以节约烘干热能，节省烘干设备，简化生产流程。

（ 6 ）操作的可靠性和自动控制以及设备的耐磨性能。（ 7 ）所选的生料粉磨设施应力求占地面积小，需要空间小和基建投资低。

2 ）干法生料粉磨流程和设备选择

干法生料粉磨系统主要有下列几种型式： 开路流程：管磨； 闭路流程：管磨、烘干磨。 闭路烘干磨又分下列几种型式： 钢球磨：主要有风扫磨和提升循环磨（有单仓尾卸、双仓尾卸、双仓中卸等）；

辊式磨：亦称立式磨或辊轮磨； 辊压机：亦称挤压机或双辊磨。

开路管磨和闭路管磨对进磨物料水分的要求比较严格，必须把水分较高的原料预先进行烘干后才能加入磨中粉磨。烘干磨由于能同时进行物料的烘干和粉磨，并可大量利用温度为 320 ～ 350℃的废气的余热，烘干平均水分达 6 ～ 8%的原料，故目前得到了广泛的应用，而分别进行烘干、粉磨的流程已很少采用。

常见的生料烘干兼粉磨流程有如下几种 :

（ 1 ）风扫磨烘干兼粉磨系统 在磨尾排风机的抽力作用下，热风进入磨内，已被

粉磨的生料由通过磨内的热风带入粗粉分离器内分选，粗粉再次回磨，细粉由旋风收尘器收集，为了减少热耗，部分废气重新返回磨内循环使用，其余废气经收尘器净化后，排入大气中。其流程如图 4.6—1所示。

此流程的优点是热废气利用率高，流程简单，输送设备少，维修工作量小，设备利用率高，允许进磨物料水分较高，可烘干水分含量 8 ～ 12% 的原料。当原料水分含量高，要求烘干能力强，风扫和提升物料所需的气体量与烘干物料所需的热风量相匹配时，系统效率高。否则，则会造成粉磨单位产品的总电耗较高。

图 4—6.1 在风扫磨内烘干—粉磨流程

图 4—6.2 预破碎烘干兼粉磨流程

1— 破碎机； 2— 磨机； 3—粗粉分离器； 4—旋风筒； 5—排风机

（ 2 ）尾卸提升循环烘干兼粉磨系统 • 物料从磨头喂入，经烘干仓和粗磨仓后进细磨

仓，物料由磨尾卸出，由提升机送到选粉机内进行选粉，粗粉由磨头喂料端重新入磨，细粉作为成品。来自窑系统的热废气或热风炉的热气体从喂料端进入，窑尾废气可烘干含 4 ～ 5% 水分的原料，在利用热风炉高温气体时，烘干的水分可达 8% 。出磨废气经收尘器净化后排入大气中。

• 此系统的烘干能力差，在采用大型磨机而又利用窑尾废气作为烘干介质时，需要增加一些辅助烘干设施。例如，常在磨机粉磨仓前增设烘干仓、立式烘干塔、选粉机内烘干、预烘干破碎机组等，以适应不同水分含量原料的烘干要求。

图 4—6.3 尾卸提升循环烘干—粉磨流程

图 4.6—4 带立式烘干塔的尾卸提升循环烘干兼粉磨流程

1—辅助热风炉； 2— 磨机； 3—旋风筒； 4—收尘器

图 4.6—5 在选粉机内烘干的烘干—粉磨流程

图 4.6—6 在选粉机和磨机内烘干的烘干—粉磨流程

（ 3 ）中卸提升循环烘干兼粉磨系统 • 喂入磨内物料先在烘干仓内经过烘干，再进入粗磨仓进行初次粉碎。然后从磨机中部卸出，由提升机送入选粉机，选出合格细粉。粗粉中的少部分入磨头，大部分入磨尾细磨仓，比例约为 l : 4 。磨机粗、细粉分开，有利于最佳配球。

• 物料出粗磨仓后经过分级设备及时选出产品，减少了细磨仓喂料中的细料，消除了过粉磨现象，从而提高了粉磨效率。磨头喂入部分粗粉，可以起到加速物料流速，增强粉磨的作用，同时也均衡了两仓的负荷。

• 该系统的缺点是密封困难，系统漏风较多，生产流程也比较复杂。

图 4.6—7 中卸提升循环烘干—粉磨流程

（ 4 ）辊式磨系统 • 辊式磨——立磨。• 常用的辊式磨有 LM （菜歇磨）、伯力鸠斯

磨、 ATOX 磨、雷蒙磨、 MPS 磨、 E 型磨、 MB 磨等。已投产的辊式磨，生产能力已超过 500 t/h ，产品系列中生产能力最大者可达 1000 t/h 。

• 辊式磨——风扫磨。• 内部装有粗粉分离器而构成闭路循环，烘干与粉磨

作业同时进行。物料在回转的底盘与磨辊间受到挤压而被粉碎，磨机底部进入热风及时将被粉碎的物料带到粉磨室上部的分离室内，或卸出磨外由提升机提至分离器分离，粗粒被分离后返回磨盘再进行磨细，细粉随气流到收尘器被收集下来即为成品。

图 4.6—8 磨外循环辊式磨

图 4.6—9 辊式磨产品收集流程 （一）

图 4.6—9 辊式磨产品收集流程 （二）

（ 5 ）辊压机 • 辊压机是一种料床粉碎设备，其能量利用率

高。辊压机可用于粉磨水泥原料及熟料。辊压机粉磨系统的流程可分为以下几大类：

• 预粉磨系统 ——预粉磨系统见图 4.6—10 。在现有粉磨系统中，安装一台辊压机作为预粉磨设备，可以使产量大辐度提高。物料喂入辊压机，挤压过的料片再喂入磨机，在闭路系统中进行最终粉磨。

• 终粉磨系统 ——终粉磨系统见图 4.6—11 。经配和的各种物料喂入辊压机后，压成碎片，然后在细粉碎设备中将团聚在一起的细粉打散，同时使已经压出裂纹的小颗粒进一步粉碎。

图 4.6—10 预粉磨系统流程

1— 料仓； 2— 辊压机； 3— 磨机； 4— 提升机；

5— 选粉机； 6—粗分离器； 7—收尘器； 8—排风机

预粉磨系统流程

图 4.6—11 终粉磨系统流程

1— 料仓； 2— 辊压机； 3—打散机； 4— 提升机； 5—粗分离器；

6— 选粉机； 7—收尘器； 8—排风机

部分终粉磨系统流程

• 混合粉磨系统 ——混合粉磨是预粉磨和终粉磨相结合的方式，见图 4.6—12 。从选粉机中卸出的一部分粗粉回入磨中、一部分粗粉与原料一起喂入辊压机进行循环粉磨。

• 联合粉磨系统 ——联合粉磨是当今辊压机应用的主要流程。辊压机自成系统，料饼经粗选粉机分选，粗料全部返回辊压机再压，因为颗粒粗不再需要料饼再循环而又能大大提高辊压饥的循环量。由于回料部分的细粉已被选出，就使辊压机辊压更为有效，不再作无用功。分选后的细粉部分作为中间产品喂入后续球磨机，因为粒度小而均匀，非常有利于磨机的配球，粉磨效率高。

图 4.6—12 混合粉磨系统流程

混合粉磨系统流程

磨机类别 预破碎机 磨机本身 风机及附属设备

总 电 耗[MJ/t(kWh/t)]

风扫球磨 1.44 57.24 15.84 74.52(20.7)

双仓尾卸提升循环磨

1.44 50.08 18.00 69.52(19.3)

双仓 中卸提升循环磨

1.44 46.08 19.08 66.60(18.5)

辊式磨 -- 27.36 25.20 52.56(14.6)

几种生料烘干磨的电耗比较 表 4—13

（ 6 ）各种粉磨系统的选用条件

① 钢球磨与辊式磨的选用条件 对于钢球磨系统与辊式磨系统的选型，主要应考虑

物料水分、难磨程度、电耗和维修条件。 a. 从物料水分及电耗方面分析： 磨机驱动电机电耗，对于钢球磨来说总是较高的，

一般为 50.4 ～ 54.0MJ/t 生料；而辊式磨则较低，当采用新的耐磨部件时为 25.2 ～ 28.8MJ/t 生料，采用已磨损的耐磨部件时约增高 25% 。

b. 从物料难磨程度及维修条件分析： 钢球磨系统对物料的易磨性和磨蚀性要求不高，适

应性和可靠性较好，维修费用较低；而辊式磨对耐磨部件材质要求较高，对硬质物料特别是磨蚀性物料较难适应。

② 几种钢球磨机系统的选用条件 • 风扫磨、尾卸磨和中卸磨——选型中应

考虑的因素主要是物料的水分及粉磨电耗。• 当物料水分在 3 ～ 4% 以下时，以后两者的经济效果较好。当物料水分超过 4% 时，由于风扫磨通风和烘干能力最强，而此时烘干物料所需的热风量已足以提升物料，故以选用风扫磨为宜。

• 中卸磨比尾卸磨适应大的物料水分。

③ 其它烘干粉磨系统的选用条件 a ．带有预烘干破碎机的球磨机系统，被粉磨物

料的水分最高可达 12%； b ．带有预烘干破碎机的风扫磨系统，物料水分

最高允许 15%；c ．当物料水分在 15% 以上时，可考虑选用无介

质磨或单独的预烘干装置； d ．当某种原料或配合后的物料容易在输送过程

或中间储仓发生粘结堵塞时，应考虑采用单独的烘干设备预烘干；

e ．当磨制难磨物料时，可采用预烘干装置及简单的管磨机系统。

（二）水泥粉磨系统 1 ．水泥粉磨流程和设备发展情况 l ）在设备大型化的同时，力求选用高效、节能型

磨机——用于水泥粉磨的钢球磨机直径已达 5m以上，电机功率达 7000kW 以上，台时产量达300t/h 以上。丹麦史密斯公司开发了微钢段节能的康必丹磨（ Combidan mill ）；辊式磨、辊压机用于水泥粉磨系统；

2 ）采用高效选粉机 ——日本小野田 O-SEPA 、丹麦史密斯公司的 SEPAX 、美国斯特蒂文特公司的 SD 等高效选粉机；

选粉能力已达 500t/h

3 ）采用新型衬板，改善磨机部件及研磨件材质 ——目前水泥磨常用的衬板有压条式凸棱衬板、

大曲波形衬板、曲面环向阶梯衬板、锥面分级衬板，螺旋凸棱形分级衬板、角螺旋分级衬板、圆角方形衬板、环沟衬板、橡胶衬板、无螺旋衬板等；

4 ）添加助磨剂，提高粉磨效率 ；5 ）降低水泥温度，提高粉磨效率，改善水泥品

质 ；6 ）实现操作自动化。

2 ．水泥粉磨流程 水泥粉磨流程主要有下列几种型式： 1 ）开路流程：管磨、康必丹磨；2 ）闭路流程：一级管磨闭路、康必丹磨一级

闭路、辊式磨和辊压机。 近年来，水泥粉磨已趋向于闭路流程，

特别是大型磨机更是这样。在闭路流程中，又趋向于球磨机、辊压机及高效选粉机不同组合的粉磨流程。

• 联合粉磨系统 ——联合粉磨是当今辊压机应用的主要流程。辊压机自成系统，料饼经粗选粉机分选，粗料全部返回辊压机再压，因为颗粒粗不再需要料饼再循环而又能大大提高辊压饥的循环量。由于回料部分的细粉已被选出，就使辊压机辊压更为有效，不再作无用功。分选后的细粉部分作为中间产品喂入后续球磨机，因为粒度小而均匀，非常有利于磨机的配球，粉磨效率高。

联合粉磨系统流程（双闭路）

联合粉磨系统流程（球磨机开路）

喂料

提升

分选

分离

料仓

辊压机输送

风机

选粉机

球磨机

提升

收尘器

排风机

成品

图 4.6—13 辊压机混合型粉磨系统流程

不同辊压机粉磨系统电耗对比

粉磨系统 球磨系统 预、混合粉磨 联合粉磨 终粉磨单位电耗 kWh /t 39 33 28 24

电耗对比% 100 84.6 71.8 61.5

（三）陶瓷厂物料的粉磨 • 陶瓷厂物料的粉磨有湿法和干法，

以湿法居多，多采用间歇式石衬或橡胶衬湿法球磨机。球磨机的进料粒度由轮碾机出料口的筛孔或雷蒙磨的风选来保证。球磨机的规格应力求一致，生产规模较大的工厂，宜采用 5吨或 5吨以上的大型球磨机。

三、粉磨车间布置 （一）水泥厂粉磨车间布置 1. 粉磨车间的位置——窑尾预热器附近。2. 供料——库底喂料 磨头仓喂料

仓容积—— 2 ～ 3小时磨头仓喂料入磨机

3. 传动装置

2 、 3 种物料——直线型4 种物料——田字型

溜管直入——占面积小，较挤加输送皮带机——结构易布置

大型磨机——隔离布置小型磨机——偏心布置

粉磨车间位置示意图

4. 厂房——净高，磨机直径的 3 ～ 3.5倍5. 物料的分级系统： 磨机 提升机 选粉机 成品

磨机 输送 提升机 输送 选粉机 成品 粗粉

6. 产品的输送——机械，气力7. 收尘——卸料罩风管 收尘器 风机 大气8. 磨机中心高—— 0.8 ～ 1倍磨机直径9. 两台磨机中心距—— (3 ～ 5)D ，同一方向传

动10. 检修设施——钓钩、起重机、电动葫芦

粗粉

图 4.6—14 设有辊式磨的干法生料磨系统布置示意图

图 4.6—15 设有中卸提升循环磨（带组合式选粉机）的干法生料粉磨系统布置图

图 4.6—16 设有闭路中长磨的水泥磨车间布置图

辊压机开路—球磨机闭路系统（预粉磨）

1# ? 3.2× 13m水泥磨（ ）

喂料皮带机

辊压机

料仓

V型选粉机机

旋风收尘器

袋收尘器

辊压机闭路，球磨机开路典型流程

辊压机闭路—球磨机开路系统

（联合粉磨）

设有闭路中长磨的水泥磨车间布置图

（二）陶瓷厂球磨机的布置 • 球磨机布置时，根据球磨机的数量

及加料方式，可以布置成一排或二排。球磨机布置尺寸要求如图 4—6.18 。

陶瓷厂球磨机布置

A = 4.5m

B≥7.5m(5 吨球磨机）

C = 2.5 ～ 3m

D≥6m