??1、概述

在我國經濟步入新常態(tài)下，社會固定資產投資、房地產投資增速明顯放緩，供給端受能耗、環(huán)保、質量、安全等國家強制性標準，國家、用戶的需求開始從重“量”向提“質”和降“能”的理性轉移，將帶來更多的技術創(chuàng)新方面的投入和爆發(fā)。

水泥為高能耗產業(yè)，在生產過程中需要消耗大量的能量，水泥粉磨電耗約占水泥生產過程中總電耗的三分之一。隨著國家對于節(jié)能減排要求的日趨嚴格，水泥粉磨系統(tǒng)將是實施節(jié)能降耗重要環(huán)節(jié)。

立磨作為一種高效節(jié)能粉磨裝備，因其優(yōu)異的性能，是節(jié)能減排、環(huán)境保護的首選粉磨裝備。目前，水泥立磨終粉磨技術已經高度成熟，運行結果充分證明了該技術具有顯著的節(jié)能效果和優(yōu)良的產品性能。水泥立磨終作為理想的水泥粉磨裝備必將快速取代球磨技術，成為水泥粉磨工藝的主力軍。

2、水泥立磨終粉磨市場份額

隨著水泥立磨終粉磨技術的進步，水泥立磨系統(tǒng)在性能指標、投資費用、可靠性和運轉率以及對其水泥性能靈活方便的調控等諸多方面均有不斷的改進和逐漸完善。表現(xiàn)出其高效、經濟、節(jié)能、環(huán)保、性能可靠的優(yōu)點，受到廣大用戶的歡迎，市場占有率逐年上升。

?國際新建水泥粉磨市場：高長明在《國內外水泥立磨的應用歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展》中的數(shù)據，世界（除中國大陸外）新建水泥項目水泥粉磨系統(tǒng)中立磨的選用率，由2000年的15%提升到了2005年的45%。到2015年水泥立磨的選用率繼續(xù)上達到70%。據不完全統(tǒng)計，2022年達到了85%，預計2025年達到90%以上。

?國際存量水泥粉磨項目：據德國溫斯頓（OneStone）咨詢公司的報告，2015年全球（除中國大陸外），投入生產的約有2610臺套水泥粉磨系統(tǒng)，其中共有水泥立磨538臺，約占當年水泥總產量的23%（4.14億噸）。據不完全統(tǒng)計，到2022年水泥立磨的占有率達到34%。預計2025年達到40%以上（得益于落后產能的淘汰及新建產能占比的增加）。

?國內存量市場占比：據業(yè)內消息《2019年水泥行業(yè)結構調整報告》，截至2019年全國用于生產通用水泥的水泥廠1047家企業(yè)、有2570臺（套）水泥粉磨設備，用于生產通用水泥的獨立粉磨站有2188家、2960臺（套）水泥粉磨設備，合計生產通用水泥的企業(yè)有3235家企業(yè)、粉磨設備5530臺（套）；與2018年相比增加68臺，主要是有些企業(yè)將水泥窯淘汰后改為獨立粉磨站所致。

據不完全統(tǒng)計，截至2022年全國有59家企業(yè)使用水泥立磨，共計96臺，其中金隅冀東水泥25臺、華新水泥26臺，兩家企業(yè)水泥立磨合計數(shù)占全國水泥立磨總數(shù)近五成（達到53.13%）。水泥立磨終粉磨系統(tǒng)數(shù)量占全部粉磨設備的1.74%。其中，冀東裝備工程股份有公司水泥立磨在內外部市場貢獻了37臺，占國內水泥立磨市場的38.54%，在水泥立磨終粉磨磨上，已取得了絕對的市場優(yōu)勢。

在我國“新常態(tài)”的經濟發(fā)展形勢和“雙碳”戰(zhàn)略的引領下，水泥粉磨作為傳統(tǒng)的高能耗行業(yè)，各水泥企業(yè)面臨著越來越大的節(jié)能減排壓力。水泥立磨終粉磨系統(tǒng)具有高效、經濟、節(jié)能、環(huán)保、性能可靠的技術特性，水泥立磨將會在我國水泥工業(yè)的技術升級中得到更廣泛的推廣應用。

3、粉磨原理—對比分析

1.1.立磨終粉磨—碾壓和磋磨粉磨原理

水泥立磨終粉磨的粉磨原理：碾壓和磋磨粉磨。

立磨是通過相對運動的磨輥和磨盤裝置來粉磨物料的，粉磨過程是物料被旋轉的磨盤離心力的作用下進入磨輥和磨盤之間，受到擠壓作用并被破碎。與此同時，在重載荷下的單一顆粒將進行空間位置重排，產生的碾壓和磋磨作用將進一步提高粉磨效果（磨輥的碾壓使物料進行破碎和粉磨；磨盤的旋轉磋磨過程使物料的顆粒圓度系數(shù)增加，整體呈橢圓形）。增加細粉顆粒含量和物料顆粒的圓度，磨輥與磨盤之間的相對運動也有助于這一作用。?立磨終粉磨的“磋磨”作用使水泥顆粒成橢圓形，圓度系數(shù)較高，優(yōu)于水泥輥壓機終粉磨系統(tǒng)（成片狀）。這也是立磨終粉磨的產品顆粒級配符合商砼要求的根本原因。

在離心力的作用下向磨盤邊緣移動并受到磨輥的碾壓，粉碎后的物料從磨盤邊緣溢出，同時被來自噴嘴環(huán)（風環(huán)）高速向上的氣流帶至與立磨一體的高效選粉機內，粗粉經分離器分選后返回到磨盤上，重新粉磨（磨內循環(huán)）；合格的產品則隨氣流出磨，在收塵器的過濾作用下收集下來。沒有被氣流帶起的粗顆粒物料從風環(huán)處沉落，經外循環(huán)的斗提機喂入磨內再次粉磨。

由于立磨粉磨過程的碾壓和磋磨，產品的粒度分布較為合理，且多為橢圓狀的顆粒，能夠充分滿足商砼對產品性能的要求。同時，立磨自帶高效選粉機，可實現(xiàn)“即磨即選”的目的，不會產生過粉磨現(xiàn)象，在節(jié)省能耗的同時可有效降低水泥產品的溫度，可有效避免因水泥溫度增高導致的需水量增加、“假凝”“快凝”、混凝土結構物開裂等不良現(xiàn)象。

1.2.球磨機—沖擊和摩擦粉磨原理

球磨機粉磨原理：鋼球在磨內是靠沖擊和摩擦粉磨

球磨機工作時，圓形筒體進行水平旋轉，研磨體在離心力和與筒體內壁的襯板面摩擦力的作用下，隨筒體一起回轉，并被帶到一定高度，在重力作用下自由下落，研磨體像拋射體一樣，沖擊底部的物料把物料擊碎。這種研磨體上升、下落的循環(huán)運動是周而復始的。

在磨機旋轉的過程中，研磨體還產生滑動和滾動，在研磨體、襯板與物料之間發(fā)生研磨作用，使物料磨細。由于進、出料端的料面差、研磨體下落時沖擊物料產生軸向推力、磨內氣流運動均能幫助物料流動。物料由進料端緩慢地流向出料端，完成粉磨作業(yè)。

由于球磨在粉磨過程中筒體的旋轉，研磨體周而復始的拋射、沖擊和摩擦粉磨物料，粉磨出的物料顆粒級配和圓度系數(shù)較高，但同時也會產生研磨體的自身的相互作用，這個作用過程會產生能量損失、物料過粉磨、溫度升高、噪音升高等問題。這也是球磨機能耗較高、水泥溫度高、噪音大的根本原因。

1.3.輥壓機+球磨機粉磨原理

輥壓機粉磨原理為：擠壓料餅粉磨。

輥壓機是料床粉磨原理設計而成，其主要特征是：高壓、滿速、滿料、料床粉碎。輥壓機由兩個相向同步轉動的擠壓輥組成，其粉磨過程是在兩磨輥的轉動作用下，物料被帶入兩輥之間，首先是較大的顆粒被擠壓粉碎，隨著物料向下移動，受壓愈大，料層密度不斷增大，較小顆粒也得到粉碎，直至兩輥間的最窄處。變成密實的料餅從機下排出。輥壓機因其“擠壓粉碎”的原理，導致其排出的物料產生“料餅”不易分散，影響后續(xù)選粉機的選粉效率，在其粉磨過程中需要配合“打散機或V型選粉機”來把物料進行分散。

立磨和輥壓機的粉磨過程有以下幾個區(qū)別：

1．輥壓機對物料施加的壓力主要為正壓力，立磨除施加正壓力外，還伴隨有磋磨作用，這不僅可增加細顆粒含量，還可以改善顆粒級配和圓度系數(shù)，而輥壓機只有擠壓力，顆粒形狀成片狀，圓度系數(shù)較低，標準稠度需水量增加，降低水泥強度并影響水泥的其他性能，這也是輥壓機終粉磨水泥不能推廣的最根本原因；

2．立磨對物料擠壓進行了雙向限制，而輥壓機則采用三向限制(磨輥兩側裝有擋板和料壓)，而且擠壓力相對較高。因此輥壓機粉磨能量利用率相對較高；

3．在立磨系統(tǒng)中物料可在磨盤上多次受壓，并可通過內部循環(huán)重新回落到磨盤上粉磨，直至顆粒粉磨成水泥成品被選粉機分選，分選后由袋式收塵器收集；而輥壓機中物料僅通過磨輥擠壓一次。產品的細粉顆粒含量較低，大多集中在20～70?μm間，顆粒圓度系數(shù)一般小于50%，水泥水化表現(xiàn)出凝結時間長，需水量大及強度低等特性。因此輥壓機需要通過外部提升機進行多次循環(huán)粉磨，達到一定細度后與球磨機相配合來矯正顆粒圓度系數(shù)，俗稱“整形”。?

1.4.粉磨原理對比評價

1．立磨采用料床碾壓和磋磨原理粉磨物料，粒度分布和圓度系數(shù)較為合理，能耗低，粉磨系統(tǒng)的電耗比輥壓機+球磨組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)低10%~20%；

2．立磨粉磨本體配有高效選粉機，采用“即磨即選”的形式，沒有過粉磨、水泥溫度高的現(xiàn)象；

3．立磨可實現(xiàn)“無球化”粉磨過程，在工作中沒有鋼球相互碰撞、撞擊襯板的金屬撞擊，因此噪音小，比球磨機低20~25dB；

4．立磨外循環(huán)的物料比較松散，而輥壓機擠壓料餅需要配套打散設備進行兩次分選。

由此可見，先進、經濟、實用的的水泥立磨終粉磨系統(tǒng)必將會取代傳統(tǒng)的球磨系統(tǒng)，成為水泥粉磨的主力軍，為實現(xiàn)水泥粉磨節(jié)能降耗做出巨大的貢獻。

4、水泥粉磨發(fā)展趨勢

目前，水泥立磨終粉磨裝備已經得到長足發(fā)展，不斷增加技術積累，提升裝備的適應性和可靠性，脫離同質化的同時，向以質量提高增效代替數(shù)量增長增效的國際化經營方向發(fā)展，全面提升高端水泥制造工藝水平，全面提高經濟效益、環(huán)保效益。集約型、環(huán)保型的綠色水泥制造是水泥立磨的必然發(fā)展趨勢。

?國內水泥專家的觀點：2009年4月中國水泥網主辦的“2009中國水泥粉磨技術高峰論壇（南京）”會議上，中國水泥網高級顧問、中國水泥屆資深專家高長明專家提出，水泥粉磨“無球時代”即將到來，“水泥生產無球化”，必然是水泥行業(yè)發(fā)展的趨勢。使用立磨粉磨水泥是未來的發(fā)展方向。

?國際水泥界的觀點：2009年9月在德國杜爾塞舉辦了第六屆國際水泥大會，國際水泥界專家共同總結出會議結論：經過長期研究和實踐證明：立磨水泥完全能夠滿足各項工程要求！立磨是一種先進、經濟、適用的粉磨裝備，水泥制造企業(yè)無球化時代已經到來！

立磨具有粉磨效率高、電耗低、物料適應性強、產品細度易于調節(jié)、設備工藝流程簡單、占地面積小、噪音低、揚塵小、使用維護簡便、運行費用低、耐磨材料消耗少、產品性能優(yōu)越等優(yōu)點，發(fā)展空間廣闊，有條件作為國家節(jié)能減排、淘汰落后產能布局的排頭兵。立磨取代球磨成為市場主流只是時間問題。

近年來，冀東裝備工程股份有限公司的水泥立磨技術在不斷研發(fā)、升級下，性能指標已經達到國際先進水平。公司在技術創(chuàng)新、產品質量和客戶服務等方面都保持著行業(yè)領先地位。

作為中國一流的水泥裝備綜合服務商，冀東裝備將高端化、專業(yè)化、定制化、智能化、大型化、品牌化、多元化作為發(fā)展理念，致力于推出集約型、環(huán)保型的新型高效節(jié)能立磨裝備。打造環(huán)境友好、資源節(jié)約的綠色水泥裝備制造和低碳產業(yè)發(fā)展之路。

原標題：水泥輥壓機、球磨機與立磨的粉磨原理分析、市場占比及發(fā)展趨勢