粉砕システムのエネルギー消費量は、その性能を測る重要な指標です。現在、粉砕技術はボールミルを使わない完全なシステム（例えば バーチカルミル またはローラープレス）と大型設備。セメント技術の進歩に伴い、セメント生産の総エネルギー消費量は次のような傾向を示しています：
- ボールミル 時代:100kWh/t以上
- 部分的ベッド研磨の時代:約90kWh/t
- ボールなしの時代:80kWh/t以下
この傾向は、より低いエネルギー消費とより高い生産効率を達成するために、粉砕技術が継続的に改善されていることを示している。
ボールミルシステムにおけるエネルギー消費削減方法
1.粉砕システムのエネルギー消費に及ぼす材料の影響
1.1 素材の粉砕性の影響
セメント粉砕システムの歩留まりは、クリンカの粉砕性 と密接な関係がある。クリンカの鉱物組成と冷却速度は、その粉砕性に影響する。例えば、C3Sが多くC4AFが少ないクリンカは、通常、良好な粉砕性を示す。逆に、C2SとC4AFの含有量が高いクリンカは、エネルギー消費量が高くなる。したがって、クリンカの鉱物組成と冷却条件を最適化することは、エネルギー消費を効果的に削減する。
1.2 素材の粒子径の影響
供給粒子径を小さくすることで、ミルの出力を大幅に向上させることができ、エネルギー消費量を削減することができます。平均供給粒子径を30 mmから2-3 mmにすると、粉砕出力は50%以上増加します。また、「より多く粉砕し、より少なく粉砕する」予備粉砕プロセスにより、過剰な粉砕を効果的に減らし、粉砕機の効率を向上させることができます。
1.3 素材の温度と水分の影響
供給温度が80℃を超えると、ミルの内部温度が120℃を超え、粉砕効率が低下し、エネルギー消費量が増加します。従って、クリンカ温度をコントロールし、含水率を1.0%から1.5%の間に保つことは、ミルの安定運転のために非常に重要です。
2.工場の換気がエネルギー消費に与える影響
粉砕機内部の換気を強化することで、バッファ効果を低減し、原料流量を増加させることができます。過剰な粉砕とエネルギー消費の増加を避けるため、ミル内の風速は0.9～1.1m/sに保つ必要があります。さらに、空気漏れを減らすためにシステムの密閉性を高めることも、エネルギー消費を減らすために非常に重要です。
3.工場の定期的な保守点検
粉砕機の定期的な点検とメンテナンス、ボール充填量、選別効率などの最適化は、システムの安定性と高い運転効率を維持するために有効です。最適な粉砕性能を得るためには、粉砕ボディの適切な調整が不可欠です。
4.粒度分布が製品の品質とエネルギー消費に及ぼす影響
セメントの最適な粒度分布範囲は3μmから32μmで、微粒子の含有量は10%以下です。粒度分布の定期的な分析は、ボールミルのボール負荷をタイムリーに調整し、ミルの効率を向上させ、エネルギー消費量を削減するのに役立ちます。
複合粉砕システムの最適化
従来の複合粉砕システムでは、ローラープレスとボールミルがそれぞれ異なる粉砕作業を担っていました。ボールミルの管理を最適化することで、エネルギー消費を効果的に削減し、セメントの品質を向上させることができます。
- ローラープレスの利点：ローラープレスの作業圧力を高め、安定した運転条件で出力を大幅に向上させます。
- 鋼球の総表面積を増やす：粉砕効率を向上させるように、粉砕機の研削能力を高めるために鋼球の直径と数を調整します。
- ミル構造調整：粗粉砕室を短縮し、微粉砕室の有効長を延長し、ミルの微粉砕能力を向上させます。
竪型ミルシステムにおけるエネルギー消費削減方法
竪型粉砕機は、高効率で省エネの粉砕機の一種です。そのエネルギー消費は主に自律モーターと循環ファンから来ます。以下は竪型粉砕機のエネルギー消費を減らすための提案です：
1.最適エネルギー・パラメータの選択
オペレータは、高い生産性と低いエネルギー消費を達成するために、システムパラメータの傾向に応じて操作パラメータを調整する必要があります。
2.システムエアフローの合理的な使用
粉砕機の空気の流れを制御して空気の漏れを最小限に抑えることで、循環ファンのエネルギー消費を効果的に抑えることができます。
3.材料保持リングの調整
保持リングの高さを定期的に点検・調整することで、材料層の不適切な厚さによる研削効率の低下を防ぐことができます。
4.歩留まりと設備稼働率の向上
装置の連続運転を保証し、不必要なシャットダウンを回避し、安定性を向上させ、エネルギー消費を削減します。
結論
セメント生産におけるすべての工程とステップは、エネルギー消費を削減する可能性を秘めている。粉砕システムを総合的に最適化することで、エネルギー消費を大幅に削減し、生産コストを削減し、市場競争力を高めることができる。セメント産業の専門家として、省エネルギー技術と管理手法を習得することは、持続可能な開発目標の達成に貢献することになる。
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