提高磨機產量的有效途徑
2007-09-13 00:00
預粉碎工藝技術的應用
1.1 入磨物料粒度與磨機臺時產量的關系
式中：k——提高產量系數(shù)；
d1——改變前的入磨粒度，mm；
d2——改變后的入磨粒度，mm；
Q1——入磨粒度為d1時的臺時產量；
Q2——入磨粒度為d2時的臺時產量。
如果d1＝16mm d2＝4mm 則k＝1.414
Q2＝k Q1＝1.414Q1 ，即理論上磨機臺時產量提高了41.4％。
1.2 預粉碎工藝可降低球磨機能耗
破碎機粉碎一噸物料耗電為3kWh，其電能利用率為30％左右；球磨機粉碎一噸物料耗電約30kWh，其電能利用率僅為1.3％。因此，將球磨機一倉破碎的作業(yè)功能移到球磨機外面，用一個理想的細碎機來代替，設計成完整的“破磨工藝系統(tǒng)”，可達到增產、降耗的目的。
1.3 預粉碎工藝流程
預粉碎工藝流程分為開路系統(tǒng)和閉路循環(huán)系統(tǒng)。
開路系統(tǒng)物料出細碎機即入磨，其缺點是入磨物料粒度差別較大。
破碎閉路循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點：
（1）入磨物料均細，產量穩(wěn)定；
（2）可減小細碎機的負荷及耐磨材料的磨損；
（3）選型上，配置的動力?。?nbsp;
（4）磨機研磨體級配易于調整；
（5）維修方便。
1.4 預粉碎球磨機工藝的應用及結構調整
（1）縮短一倉長度：縮短500～1000mm，即相當于1～2塊襯板。減少一倉裝載量，提高料球比，增加入磨量。
（2）增加二倉裝載量：增加研磨體的個數(shù)和表面積，提高生產能力和產品的質量。
（3）減小一倉鋼球平均直徑：一般由75mm逐步調整到55mm。入磨物料最大粒度與平均球徑的一般關系見表1。
（4）強化通風：提高磨內物料流速，避免過粉磨現(xiàn)象。一般磨內風速可由0.5～0.7m/s提高到0.8～1m/s。
（5）應用高效選粉機：由于增加了預粉碎，隨著入磨物料粒度的降低，出磨物料的粒徑大大減小，因而選用高效選粉機可以提高磨機產量。
（6）建議二倉研磨體采用鋼球。同樣的細度，比表面積不同時水泥強度不同；同樣的比表面積，水泥顆粒的圓形度不同時水泥強度也不同。表2是圓形度不同的水泥強度測定結果。結果表明，水泥顆粒圓形度越高，水泥強度也越高。二倉改用鋼球作研磨體后，可大大提高水泥產品顆粒的圓形度。
表2 水泥顆粒圓形度對水泥強度的影響
1.5 LGP型水泥熟料細碎機
1.5.1 破碎機理——復合破碎
將沖擊式、反擊式、錘式、石打石等破碎機的優(yōu)點融為一體。
復合破碎過程為：沖擊→反擊→撞擊→打擊，循環(huán)破碎。
優(yōu)點：粉碎效率高，能耗低。由于物料在破碎腔內運行軌跡為“S”形，由此產生負壓，不揚塵。
1.5.2 細碎機特點
（1）強力超細破碎，出料粒度5mm以下。
（2）采用多元素合金，耐磨材料壽命長，磨失量小。
（3）能在400℃高溫熟料下正常作業(yè)
3 2高效選粉機的應用
開流粉磨系統(tǒng)雖然流程簡單，設備數(shù)量少，廠房面積小，操作容易，管理方便，但其存在的缺點是：
（1）與圈流粉磨系統(tǒng)相比，流速慢，物料在磨內過粉磨嚴重，緩沖作用大，過粗和過細顆粒多，因而粉磨效率特別低，單位電耗高，球耗大。
（2）開流粉磨對水分敏感性高。由于氣候條件和工藝條件的制約，一般企業(yè)難于保證入磨物料總水分低于1％的要求，一旦入磨物料水分含量較高，產量便會大幅度下降。
（3）靜電效應影響大。物料在磨內磨得越細，粘結的可能性就越大，開流磨比圈流磨更為嚴重。粘結的主要原因，大多認為是靜電效應，據(jù)日本石川島公司的測定，干法粉磨時，磨內電壓有時高達2000V。
（4）生產能力低。相同磨機，開流系統(tǒng)比圈流系統(tǒng)低50％左右。
（5）成品溫度高。開流磨一般比圈流磨高20～30℃。
（6）不適用于粉磨高比表面積的產品和同時粉磨易磨性差別大的混合料。
因此，采用閉路粉磨系統(tǒng)是提高臺時產量、降低能耗的有效措施。
而閉路粉磨系統(tǒng)選粉機的選擇至關重要。
2.1 選粉機的發(fā)展
第一代：離心式選粉機，選粉效率在50%左右，分級精度小于0.3；
第二代：旋風式選粉機，選粉效率在60%左右，分級精度為0.3～0.4；
第三代：以O-Sepa型為代表的高效選粉機，選粉效率在85%以上，分級精度可達0.5左右。
2.2 O-Sepa選粉機與轉子式選粉機的比較
與雙轉子選粉機相比，O-Sepa選粉機具有如下特點：
（1）物料粒徑分選精確度高，選粉效率高，單位容積的處理量大。這是因為它的撒料裝置獨特，可很好地分散物料；又因為物料在選粉區(qū)內進行了多次分選，加上其回轉渦流裝置由渦流調整葉片與分格板組成，實際上是整流裝置，使氣-固兩相旋轉氣流經過整流，大大減少了渦流對選粉的干擾，又延長了物料在選粉區(qū)的停留時間。
（2）產品細度的調節(jié)范圍寬。只要調節(jié)垂直軸轉速，即可調節(jié)產品細度。由于轉子轉速的調節(jié)范圍寬，可生產比表面積260～700m2/kg的產品。
（3）水泥的顆粒級配比雙轉子選粉機合理，水泥強度高。水泥中3～30μm顆粒含量比雙轉子選粉機高10%～20％。在比表面積低10～20m2/kg的情況下，水泥強度與雙轉子的相同。或在保證相同比表面積和相同強度的前提下，熟料比例可減少1％。
（4）磨機產量提高，單位產品電耗降低。與使用雙轉子選粉機相比，磨機產量提高10%～20％，單位電耗降低5%～10％左右。
（5）磨機通風量大，可降低磨內溫度。不僅有利于產量的提高，而且有利于水泥性能的穩(wěn)定。
（6）維修量小。由于殼體、轉子、導向葉片等全部進行了耐磨處理，因此3～5年內不需要維修。
（7）結構緊湊，占地面積小。在生產能力相同的條件下，O-Sepa選粉機的體積僅為雙轉子選粉機的1/3～1/4。
O-Sepa選粉機的缺點是需要配備除塵器，用于成品的收集，因而一次性投資大于雙轉子選粉機。
唐山鴻升科技發(fā)展有限責任公司是生產O－Sepa選粉機的專業(yè)廠家，產品行銷全國各地并出口到越南、老撾、臺灣等地，以其產品性能良好、誠實守信，深得用戶好評。
2.3 HSC超細分級機
HSC超細分級機是唐山鴻升科技發(fā)展有限責任公司根據(jù)市場需求研究開發(fā)的，該機采用O-Sepa選粉機的分級原理，比表面積可達400～1200m2/kg，是生產超細水泥和礦渣粉的理想分級設備。
2.3.1 HSC超細分級機的性能特點
（1）分級機內部無循環(huán)氣流，降低了分級區(qū)內的選粉濃度，從而減少了粉塵的干擾沉降；
（2）采用圓柱形的籠型轉子，消除了分級區(qū)速度梯度，使每個顆粒的分選幾率均等。
（3）采用圓環(huán)狀布置的導風葉片，消除了邊壁效應，降低了微細顆粒因碰壁而沉降的幾率。
（4）分離粒徑小，可滿足分選產品平均粒徑5μm左右的要求，而且調節(jié)范圍寬。
（5）殼體內部和轉子均進行了耐磨處理，具有良好的耐磨性能。
2.3.2 應用實例
我公司生產的超細分級機于2003年4月在太原智海集團φ3.0×13m磨機上開始使用，粉磨礦渣，臺時產量達到30～33t。
（1）礦渣的成分
使用的礦渣產自太原鋼鐵公司，其化學成分見表3。
1.1 入磨物料粒度與磨機臺時產量的關系
式中：k——提高產量系數(shù)；
d1——改變前的入磨粒度，mm；
d2——改變后的入磨粒度，mm；
Q1——入磨粒度為d1時的臺時產量；
Q2——入磨粒度為d2時的臺時產量。
如果d1＝16mm d2＝4mm 則k＝1.414
Q2＝k Q1＝1.414Q1 ，即理論上磨機臺時產量提高了41.4％。
1.2 預粉碎工藝可降低球磨機能耗
破碎機粉碎一噸物料耗電為3kWh，其電能利用率為30％左右；球磨機粉碎一噸物料耗電約30kWh，其電能利用率僅為1.3％。因此，將球磨機一倉破碎的作業(yè)功能移到球磨機外面，用一個理想的細碎機來代替，設計成完整的“破磨工藝系統(tǒng)”，可達到增產、降耗的目的。
1.3 預粉碎工藝流程
預粉碎工藝流程分為開路系統(tǒng)和閉路循環(huán)系統(tǒng)。
開路系統(tǒng)物料出細碎機即入磨，其缺點是入磨物料粒度差別較大。
破碎閉路循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點：
（1）入磨物料均細，產量穩(wěn)定；
（2）可減小細碎機的負荷及耐磨材料的磨損；
（3）選型上，配置的動力?。?nbsp;
（4）磨機研磨體級配易于調整；
（5）維修方便。
1.4 預粉碎球磨機工藝的應用及結構調整
（1）縮短一倉長度：縮短500～1000mm，即相當于1～2塊襯板。減少一倉裝載量，提高料球比，增加入磨量。
（2）增加二倉裝載量：增加研磨體的個數(shù)和表面積，提高生產能力和產品的質量。
（3）減小一倉鋼球平均直徑：一般由75mm逐步調整到55mm。入磨物料最大粒度與平均球徑的一般關系見表1。
（4）強化通風：提高磨內物料流速，避免過粉磨現(xiàn)象。一般磨內風速可由0.5～0.7m/s提高到0.8～1m/s。
（5）應用高效選粉機：由于增加了預粉碎，隨著入磨物料粒度的降低，出磨物料的粒徑大大減小，因而選用高效選粉機可以提高磨機產量。
（6）建議二倉研磨體采用鋼球。同樣的細度，比表面積不同時水泥強度不同；同樣的比表面積，水泥顆粒的圓形度不同時水泥強度也不同。表2是圓形度不同的水泥強度測定結果。結果表明，水泥顆粒圓形度越高，水泥強度也越高。二倉改用鋼球作研磨體后，可大大提高水泥產品顆粒的圓形度。
表2 水泥顆粒圓形度對水泥強度的影響
1.5 LGP型水泥熟料細碎機
1.5.1 破碎機理——復合破碎
將沖擊式、反擊式、錘式、石打石等破碎機的優(yōu)點融為一體。
復合破碎過程為：沖擊→反擊→撞擊→打擊，循環(huán)破碎。
優(yōu)點：粉碎效率高，能耗低。由于物料在破碎腔內運行軌跡為“S”形，由此產生負壓，不揚塵。
1.5.2 細碎機特點
（1）強力超細破碎，出料粒度5mm以下。
（2）采用多元素合金，耐磨材料壽命長，磨失量小。
（3）能在400℃高溫熟料下正常作業(yè)
3 2高效選粉機的應用
開流粉磨系統(tǒng)雖然流程簡單，設備數(shù)量少，廠房面積小，操作容易，管理方便，但其存在的缺點是：
（1）與圈流粉磨系統(tǒng)相比，流速慢，物料在磨內過粉磨嚴重，緩沖作用大，過粗和過細顆粒多，因而粉磨效率特別低，單位電耗高，球耗大。
（2）開流粉磨對水分敏感性高。由于氣候條件和工藝條件的制約，一般企業(yè)難于保證入磨物料總水分低于1％的要求，一旦入磨物料水分含量較高，產量便會大幅度下降。
（3）靜電效應影響大。物料在磨內磨得越細，粘結的可能性就越大，開流磨比圈流磨更為嚴重。粘結的主要原因，大多認為是靜電效應，據(jù)日本石川島公司的測定，干法粉磨時，磨內電壓有時高達2000V。
（4）生產能力低。相同磨機，開流系統(tǒng)比圈流系統(tǒng)低50％左右。
（5）成品溫度高。開流磨一般比圈流磨高20～30℃。
（6）不適用于粉磨高比表面積的產品和同時粉磨易磨性差別大的混合料。
因此，采用閉路粉磨系統(tǒng)是提高臺時產量、降低能耗的有效措施。
而閉路粉磨系統(tǒng)選粉機的選擇至關重要。
2.1 選粉機的發(fā)展
第一代：離心式選粉機，選粉效率在50%左右，分級精度小于0.3；
第二代：旋風式選粉機，選粉效率在60%左右，分級精度為0.3～0.4；
第三代：以O-Sepa型為代表的高效選粉機，選粉效率在85%以上，分級精度可達0.5左右。
2.2 O-Sepa選粉機與轉子式選粉機的比較
與雙轉子選粉機相比，O-Sepa選粉機具有如下特點：
（1）物料粒徑分選精確度高，選粉效率高，單位容積的處理量大。這是因為它的撒料裝置獨特，可很好地分散物料；又因為物料在選粉區(qū)內進行了多次分選，加上其回轉渦流裝置由渦流調整葉片與分格板組成，實際上是整流裝置，使氣-固兩相旋轉氣流經過整流，大大減少了渦流對選粉的干擾，又延長了物料在選粉區(qū)的停留時間。
（2）產品細度的調節(jié)范圍寬。只要調節(jié)垂直軸轉速，即可調節(jié)產品細度。由于轉子轉速的調節(jié)范圍寬，可生產比表面積260～700m2/kg的產品。
（3）水泥的顆粒級配比雙轉子選粉機合理，水泥強度高。水泥中3～30μm顆粒含量比雙轉子選粉機高10%～20％。在比表面積低10～20m2/kg的情況下，水泥強度與雙轉子的相同。或在保證相同比表面積和相同強度的前提下，熟料比例可減少1％。
（4）磨機產量提高，單位產品電耗降低。與使用雙轉子選粉機相比，磨機產量提高10%～20％，單位電耗降低5%～10％左右。
（5）磨機通風量大，可降低磨內溫度。不僅有利于產量的提高，而且有利于水泥性能的穩(wěn)定。
（6）維修量小。由于殼體、轉子、導向葉片等全部進行了耐磨處理，因此3～5年內不需要維修。
（7）結構緊湊，占地面積小。在生產能力相同的條件下，O-Sepa選粉機的體積僅為雙轉子選粉機的1/3～1/4。
O-Sepa選粉機的缺點是需要配備除塵器，用于成品的收集，因而一次性投資大于雙轉子選粉機。
唐山鴻升科技發(fā)展有限責任公司是生產O－Sepa選粉機的專業(yè)廠家，產品行銷全國各地并出口到越南、老撾、臺灣等地，以其產品性能良好、誠實守信，深得用戶好評。
2.3 HSC超細分級機
HSC超細分級機是唐山鴻升科技發(fā)展有限責任公司根據(jù)市場需求研究開發(fā)的，該機采用O-Sepa選粉機的分級原理，比表面積可達400～1200m2/kg，是生產超細水泥和礦渣粉的理想分級設備。
2.3.1 HSC超細分級機的性能特點
（1）分級機內部無循環(huán)氣流，降低了分級區(qū)內的選粉濃度，從而減少了粉塵的干擾沉降；
（2）采用圓柱形的籠型轉子，消除了分級區(qū)速度梯度，使每個顆粒的分選幾率均等。
（3）采用圓環(huán)狀布置的導風葉片，消除了邊壁效應，降低了微細顆粒因碰壁而沉降的幾率。
（4）分離粒徑小，可滿足分選產品平均粒徑5μm左右的要求，而且調節(jié)范圍寬。
（5）殼體內部和轉子均進行了耐磨處理，具有良好的耐磨性能。
2.3.2 應用實例
我公司生產的超細分級機于2003年4月在太原智海集團φ3.0×13m磨機上開始使用，粉磨礦渣，臺時產量達到30～33t。
（1）礦渣的成分
使用的礦渣產自太原鋼鐵公司，其化學成分見表3。