1、研磨體級配的作用及原則
球磨機第一倉研磨體的主要作用是對物料進行沖擊破碎,同時也起到一定的研磨作用。因此,研磨體進行級配的目的,就是要滿足這兩方面的要求。第一倉粉碎效果的好壞直接對后面各倉的粉磨效率產(chǎn)生影響,并最終影響磨機產(chǎn)量。能否達到粉碎要求取決于研磨體的級配是否合理,主要包括鋼球大小、球徑級數(shù)、各種規(guī)格球所占比例等。確定這些參數(shù)除了要考慮磨機規(guī)格大小、磨機內(nèi)部結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品細度要求等因素外,還要考慮入磨物料的特性(易磨性、粒度大小等)。
要使物料在第一倉得到有效粉碎,在確定級配時必須遵循這樣幾個原則:首先,鋼球要有足夠大的沖擊力,使鋼球具備足夠能量以擊碎顆粒物料,這與鋼球的最大球徑有直接關(guān)系。其次,鋼球?qū)ξ锪弦凶銐蚨嗟臎_擊次數(shù),這與研磨體裝填量和平均球徑有關(guān)。當(dāng)裝填量一定時,在保證足夠沖擊力的前提下,盡量減小研磨體直徑,增加鋼球個數(shù)來提高對物料的沖擊次數(shù),以提高粉碎效率。最后,物料在倉內(nèi)有足夠的停留時間,以保證物料被充分粉碎,這就要求所配研磨體要有一定的控制物料流速的能力。
2、兩級配球法
所謂兩級配球法,就是使用大小兩種不同規(guī)格,并且二者直徑相差較大的鋼球來進行級配。其理論依據(jù)是,大球之間的空隙由小球來填充,以充分提高鋼球的堆積密度。這樣,一方面可提高第一倉的沖擊力和沖擊次數(shù),符合該倉研磨體的功能特點,另一方面,較高的堆積密度可使物料能夠得到一定的研磨作用。在兩級配球中,大球的作用主要是對物料進行沖擊破碎。小球的作用一是填充大球間的空隙,提高研磨體的堆積密度,以控制物料流速,增加研磨能力;二是起能量傳遞作用,將大球的沖擊能量傳遞給物料;三是將空隙中的粗顆粒物料排擠出來,置于大球的沖擊區(qū)內(nèi)。
兩級配球法需要確定以下幾個參數(shù):(1)大球直徑的確定。取決于磨機規(guī)格大小、入磨物料的粒度和易磨性。一般以多級配球中的第二級球徑為準(zhǔn)。如某臺磨機在多級配球中最大球徑為100mm,進行兩級配球時就應(yīng)選擇直徑為90mm的鋼球。(2)小球直徑的確定。取決于大球間空隙的大小,也即取決于大球的直徑大小。通常情況下,小球直徑取值為大球直徑的20%-30%比較合適。(3)大、小球的配比。原則上應(yīng)保證小球的摻入量不影響大球的填充率。一般小球占大球重量的3%-5%。
在多級配球中,對鋼球的沖擊力、沖擊次數(shù)、控制物料流速能力的要求都主要依據(jù)平均球徑,就是說受多種規(guī)格球的影響。在兩級配球中,鋼球的沖擊力、沖擊次數(shù)由大球的直徑來決定,而控制物料流速的能力主要由小球的直徑、裝填量確定,受大球直徑的影響很小,因而緩解了沖擊力、沖擊次數(shù)與控制物料流速能力之間的矛盾。相比之下,兩級配球法比較簡單,在確定級配參數(shù)時容易做到綜合考慮。
3、兩級配球法使用情況
3.1工藝參數(shù)
球磨機規(guī)格:Φ2.4m*8m兩倉閉路水泥磨,轉(zhuǎn)速20.93r/min,配570kw電機。
一倉:長度3m,安裝階梯襯板。
二倉:長度4.5m,安裝平襯板,裝載Φ30mm小鋼球,裝載量27t。
選粉系統(tǒng):Φ2.0m高效旋風(fēng)式選粉機,選粉效率80%,循環(huán)負(fù)荷120%。
物料情況:
熟料為干法旋窯生產(chǎn),KH=0.91;SM=2.4:IM=1.5,入磨前未經(jīng)破碎,粒度較大,≤5mm約占20%;5-10mm約占40%;10-15mm約占30%;≥15mm約占10%?;旌喜臑闊掕F廠?;V渣與少量石灰石,石膏為天然二水石膏,摻量3%-4%。
出磨細度指標(biāo): 0.08mm篩篩余2.0%-3.0%,比表面積310-330m²/kg
3.2級配方案
在前述工藝條件下,分別按多級配球和兩級配球兩種方案進行級配見表1。
表1Φ2.4m*8m水泥磨兩種級配方案
鋼球直徑(mm)
|
鋼球裝填量(t) |
鋼球數(shù)(個) |
平均球徑(mm) |
鋼球堆積密度(kg/ m²) |
多級配球 |
兩極配球 |
多級配球 |
兩極配球 |
多級配球 |
兩極配球 |
多級配球 |
兩極配球 |
Φ100 |
2.0 |
--- |
486 |
--- |
79.2 |
88 |
4590 |
4610 |
Φ90 |
3.5 |
17.4 |
1169 |
5812 |
Φ80 |
6.0 |
--- |
2844 |
--- |
Φ70 |
4.0 |
--- |
2836 |
--- |
Φ60 |
2.5 |
--- |
2812 |
--- |
Φ30 |
--- |
0.6 |
--- |
5045 |
合計 |
18.0 |
18.0 |
10147 |
5812 |
從表1可以看出,兩級配球的平均球徑大于多級配球,可以說兩級配球具有更強的沖擊力。另外,在裝填量相同時,多級配球因鋼球總個數(shù)多(Φ30mm鋼球因沖擊力很小,不計入兩級配球總個數(shù)),所以對物料的沖擊次數(shù)應(yīng)比兩級配球多。此外,兩種級配方案的堆積密度十分接近,因此可以認(rèn)為二者物料流速控制能力幾乎相同。
3.3效果對比及分析
先后按表1所列兩種級配方案進行生產(chǎn),結(jié)果見表2。
表2 Φ2.4m*8m水泥磨兩種配球方案臺時產(chǎn)量(t/h)
水泥等級、品種 |
P.C32.5 |
P.O42.5 |
混合材摻量 |
礦渣30%、石灰石5% |
礦渣14% |
多級配 |
21.54 |
19.07 |
兩級配 |
21.35 |
20.03 |
從表2的產(chǎn)量變化可知,隨著物料硬度和粒度的增大(可由混合材的不同摻量體現(xiàn)出來),多級配球中鋼球的沖擊力與物料流速控制能力之間的矛盾表現(xiàn)就越突出,因而產(chǎn)量下降較明顯。而在兩級配球中則不存在這個矛盾,因為它可以通過大、小球來分別滿足物料對沖擊力和流速控制能力的要求,因而產(chǎn)量變化不明顯,體現(xiàn)出兩級配球的優(yōu)越性。
采用二級配球生產(chǎn)P.O42.5水泥近半年時間以來,磨機的平均臺時產(chǎn)量比使用多級配球提高了近1t見表2,在節(jié)能降耗、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)方面取得良好效果。另外,采用二級配球還可減少清倉次數(shù),只需根據(jù)磨機產(chǎn)量、電流、細度及粉磨水泥的球耗比進行定期補充,除特殊情況外,一般不停機清倉。提高了磨機運轉(zhuǎn)率。
4、結(jié)論
當(dāng)物料粒度小、易磨性好時,宜采用多級配球,因為此時提高鋼球的沖擊次數(shù)是主要的。反之,當(dāng)物料粒度大、強度高時,提高鋼球的沖擊力是關(guān)鍵,故采用兩級配球能體現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。
兩種配球的使用效果受物料變化的影響程度有較大差別。多級配球?qū)ξ锪系淖兓容^敏感,磨機產(chǎn)量波動較大。兩級配球?qū)ξ锪系淖兓磻?yīng)則不太敏感,產(chǎn)量相對穩(wěn)定。也就是說,當(dāng)物料的易磨性越好時,多級配球產(chǎn)量增加的幅度要高于兩級配球。反之,多級配球產(chǎn)量下降的程度又超過兩級配球。因此多級配球適用于粒度較小、易磨性較好的物料。兩級配球適用于粒度較大、易磨性較差的物料。