眾所周知,球磨機(jī)對物料的粉磨主要是依靠研磨體對物料的沖擊與研磨作用來實現(xiàn)的,屬于單顆粒粉碎。由于單顆粒的偶然性,使大量的能量消耗在研磨體之間及研磨體與磨機(jī)襯板之間的碰撞與磨損上,因而效率很低。據(jù)測定:軸承、齒輪等純機(jī)械損失占12.3%;隨產(chǎn)品散熱占47.6%;從磨機(jī)筒體散發(fā)的輻射占6.4%;空氣帶走熱量占31.4%;用于粉碎物料的理論能量僅占2.3%。 
目前,為提高粉磨效率,一般在以下三個方面加以改進(jìn):一是改進(jìn)內(nèi)部裝置,應(yīng)用節(jié)能襯板、可調(diào)隔倉板,降低能耗;二是增加預(yù)破碎設(shè)備,降低入磨粒度;三是改變粉磨系統(tǒng),將原來的開路粉磨系統(tǒng)改為閉路粉磨系統(tǒng),并采用高效選粉機(jī)。 
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提高磨機(jī)產(chǎn)量的有效途徑

預(yù)粉碎工藝技術(shù)的應(yīng)用 
1.1  入磨物料粒度與磨機(jī)臺時產(chǎn)量的關(guān)系 

式中:k——提高產(chǎn)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(chǎn)量; 
Q2——入磨粒度為d2時的臺時產(chǎn)量。 
如果d1=16mm    d2=4mm     則k=1.414 
Q2=k Q1=1.414Q1 ,即理論上磨機(jī)臺時產(chǎn)量提高了41.4%。 
1.2  預(yù)粉碎工藝可降低球磨機(jī)能耗 

    破碎機(jī)粉碎一噸物料耗電為3kWh,其電能利用率為30%左右;球磨機(jī)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(jī)一倉破碎的作業(yè)功能移到球磨機(jī)外面,用一個理想的細(xì)碎機(jī)來代替,設(shè)計成完整的“破磨工藝系統(tǒng)”,可達(dá)到增產(chǎn)、降耗的目的。 
1.3  預(yù)粉碎工藝流程 
 預(yù)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(xì)碎機(jī)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(xì),產(chǎn)量穩(wěn)定; 
(2)可減小細(xì)碎機(jī)的負(fù)荷及耐磨材料的磨損; 
(3)選型上,配置的動力??; 
(4)磨機(jī)研磨體級配易于調(diào)整; 
(5)維修方便。   
  
1.4  預(yù)粉碎球磨機(jī)工藝的應(yīng)用及結(jié)構(gòu)調(diào)整 
(1)縮短一倉長度:縮短500~1000mm,即相當(dāng)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(chǎn)能力和產(chǎn)品的質(zhì)量。 
(3)減小一倉鋼球平均直徑:一般由75mm逐步調(diào)整到55mm。入磨物料最大粒度與平均球徑的一般關(guān)系見表1。   
(4)強(qiáng)化通風(fēng):提高磨內(nèi)物料流速,避免過粉磨現(xiàn)象。一般磨內(nèi)風(fēng)速可由0.5~0.7m/s提高到0.8~1m/s。 
(5)應(yīng)用高效選粉機(jī):由于增加了預(yù)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(jī)可以提高磨機(jī)產(chǎn)量。 
(6)建議二倉研磨體采用鋼球。同樣的細(xì)度,比表面積不同時水泥強(qiáng)度不同;同樣的比表面積,水泥顆粒的圓形度不同時水泥強(qiáng)度也不同。表2是圓形度不同的水泥強(qiáng)度測定結(jié)果。結(jié)果表明,水泥顆粒圓形度越高,水泥強(qiáng)度也越高。二倉改用鋼球作研磨體后,可大大提高水泥產(chǎn)品顆粒的圓形度。 
表2  水泥顆粒圓形度對水泥強(qiáng)度的影響 

1.5  LGP型水泥熟料細(xì)碎機(jī) 
1.5.1  破碎機(jī)理——復(fù)合破碎 
將沖擊式、反擊式、錘式、石打石等破碎機(jī)的優(yōu)點融為一體。 
復(fù)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(nèi)運行軌跡為“S”形,由此產(chǎn)生負(fù)壓,不揚塵。 
1.5.2  細(xì)碎機(jī)特點 
(1)強(qiáng)力超細(xì)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(jī)的應(yīng)用 
開流粉磨系統(tǒng)雖然流程簡單,設(shè)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(nèi)過粉磨嚴(yán)重,緩沖作用大,過粗和過細(xì)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(chǎn)量便會大幅度下降。 
(3)靜電效應(yīng)影響大。物料在磨內(nèi)磨得越細(xì),粘結(jié)的可能性就越大,開流磨比圈流磨更為嚴(yán)重。粘結(jié)的主要原因,大多認(rèn)為是靜電效應(yīng),據(jù)日本石川島公司的測定,干法粉磨時,磨內(nèi)電壓有時高達(dá)2000V。 
(4)生產(chǎn)能力低。相同磨機(jī),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(chǎn)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(chǎn)量、降低能耗的有效措施。 
而閉路粉磨系統(tǒng)選粉機(jī)的選擇至關(guān)重要。 
2.1  選粉機(jī)的發(fā)展 
第一代:離心式選粉機(jī),選粉效率在50%左右,分級精度小于0.3; 
第二代:旋風(fēng)式選粉機(jī),選粉效率在60%左右,分級精度為0.3~0.4; 
第三代:以O(shè)-Sepa型為代表的高效選粉機(jī),選粉效率在85%以上,分級精度可達(dá)0.5左右。 
2.2  O-Sepa選粉機(jī)與轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)的比較 
  與雙轉(zhuǎn)子選粉機(jī)相比,O-Sepa選粉機(jī)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(nèi)進(jìn)行了多次分選,加上其回轉(zhuǎn)渦流裝置由渦流調(diào)整葉片與分格板組成,實際上是整流裝置,使氣-固兩相旋轉(zhuǎn)氣流經(jīng)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(chǎn)品細(xì)度的調(diào)節(jié)范圍寬。只要調(diào)節(jié)垂直軸轉(zhuǎn)速,即可調(diào)節(jié)產(chǎn)品細(xì)度。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍寬,可生產(chǎn)比表面積260~700m2/kg的產(chǎn)品。 
(3)水泥的顆粒級配比雙轉(zhuǎn)子選粉機(jī)合理,水泥強(qiáng)度高。水泥中3~30μm顆粒含量比雙轉(zhuǎn)子選粉機(jī)高10%~20%。在比表面積低10~20m2/kg的情況下,水泥強(qiáng)度與雙轉(zhuǎn)子的相同?;蛟诒WC相同比表面積和相同強(qiáng)度的前提下,熟料比例可減少1%。 
(4)磨機(jī)產(chǎn)量提高,單位產(chǎn)品電耗降低。與使用雙轉(zhuǎn)子選粉機(jī)相比,磨機(jī)產(chǎn)量提高10%~20%,單位電耗降低5%~10%左右。 
(5)磨機(jī)通風(fēng)量大,可降低磨內(nèi)溫度。不僅有利于產(chǎn)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(zhuǎn)子、導(dǎo)向葉片等全部進(jìn)行了耐磨處理,因此3~5年內(nèi)不需要維修。 
(7)結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小。在生產(chǎn)能力相同的條件下,O-Sepa選粉機(jī)的體積僅為雙轉(zhuǎn)子選粉機(jī)的1/3~1/4。 
O-Sepa選粉機(jī)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(zhuǎn)子選粉機(jī)。 
唐山鴻升科技發(fā)展有限責(zé)任公司是生產(chǎn)O-Sepa選粉機(jī)的專業(yè)廠家,產(chǎn)品行銷全國各地并出口到越南、老撾、臺灣等地,以其產(chǎn)品性能良好、誠實守信,深得用戶好評。 
2.3  HSC超細(xì)分級機(jī) 
  HSC超細(xì)分級機(jī)是唐山鴻升科技發(fā)展有限責(zé)任公司根據(jù)市場需求研究開發(fā)的,該機(jī)采用O-Sepa選粉機(jī)的分級原理,比表面積可達(dá)400~1200m2/kg,是生產(chǎn)超細(xì)水泥和礦渣粉的理想分級設(shè)備。 
2.3.1  HSC超細(xì)分級機(jī)的性能特點 
(1)分級機(jī)內(nèi)部無循環(huán)氣流,降低了分級區(qū)內(nèi)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(zhuǎn)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(dǎo)風(fēng)葉片,消除了邊壁效應(yīng),降低了微細(xì)顆粒因碰壁而沉降的幾率。 
(4)分離粒徑小,可滿足分選產(chǎn)品平均粒徑5μm左右的要求,而且調(diào)節(jié)范圍寬。 
(5)殼體內(nèi)部和轉(zhuǎn)子均進(jìn)行了耐磨處理,具有良好的耐磨性能。 
2.3.2  應(yīng)用實例 
    我公司生產(chǎn)的超細(xì)分級機(jī)于2003年4月在太原智海集團(tuán)φ3.0×13m磨機(jī)上開始使用,粉磨礦渣,臺時產(chǎn)量達(dá)到30~33t。 
  (1)礦渣的成分 
  使用的礦渣產(chǎn)自太原鋼鐵公司,其化學(xué)成分見表3。  
(2)工藝條件 
    1)磨機(jī):         φ3.0×13m 
     2)高效超細(xì)分級機(jī):HSC1600-Ⅰ, 
            選粉風(fēng)量:   1000m3/min 
     3)主電機(jī):        Y250M-4    55kW 
     4)主減速機(jī):      B2SV3      速比:5.043 
     5)脈沖布袋除塵器:128-6    
            處理風(fēng)量:  67000m3/h 
     6)配套風(fēng)機(jī):      9-28 
            風(fēng)量:      70682m3/h  風(fēng)壓:7735Pa 
     7)細(xì)度指標(biāo):      45μm篩余<2% 
(3)使用效果 
      1)產(chǎn)量:        30~33t/h 
      2)比表面積:    440-460m2/kg 
      3)電耗:        50~54kWh/t 
      4)活性指數(shù):    7天   60%~65% 
                       28天  75%~85%
來源:《水泥生產(chǎn)力》2005年第1期

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