影響磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的磨內(nèi)因素和磨機(jī)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的技術(shù)途徑

  1 影響磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的磨內(nèi)因素
  
1.1 磨機(jī)筒體內(nèi)的通風(fēng)
  
磨內(nèi)通風(fēng)良好有利于降低磨內(nèi)溫度、排出水分、減少過粉磨現(xiàn)象和提高粉磨效率。經(jīng)驗證明,圈流粉磨的球磨機(jī),磨內(nèi)風(fēng)速應(yīng)保持在0.8-1.0m/s左右,而開流粉磨時應(yīng)控制在1.0-1.2 m/s左右,這樣才能適應(yīng)磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的要求。我們也可以按磨機(jī)實(shí)際產(chǎn)量來進(jìn)行通風(fēng)機(jī)的選型,經(jīng)驗公式如下:

  Q=400G  
  式中Q為球磨機(jī)通風(fēng)量,m3/h
  G為球磨機(jī)產(chǎn)量, t/h
  400為經(jīng)驗系數(shù)。

  1.2 磨內(nèi)結(jié)構(gòu)
  
磨內(nèi)結(jié)構(gòu)是指磨機(jī)筒體內(nèi)的襯板、篦板、隔倉板和進(jìn)、出料裝置等。
  磨機(jī)襯板主要是用來保護(hù)筒體,避免研磨體和物料對筒體的直接沖擊和摩擦的,其次是可以用不同型式的襯板來調(diào)整各倉內(nèi)    研磨體的運(yùn)動狀態(tài)。

  磨機(jī)隔倉板的作用是:
 ?、艑⒀心ンw分隔開。
 ?、品乐勾箢w粒物料竄向出料端。
 ?、强刂颇?nèi)物料的流速。
 ?、饶芸刂坪透纳颇C(jī)通風(fēng)狀況。

  1.3 合理調(diào)整研磨體裝載量與級配
  
由于粉磨工藝條件的變化,傳統(tǒng)的填充率設(shè)計和配球方法已很難適應(yīng)目前磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的需要。必須根據(jù)實(shí)際的入磨物料粒度、易磨性系數(shù)(或相對易磨性系數(shù))、襯板及隔倉板的形式、安裝位置、磨機(jī)功率、轉(zhuǎn)速等,進(jìn)行必要的各倉位研磨體動態(tài)試驗、計算確定。

  (1)研磨體裝載量
  磨機(jī)內(nèi)研磨體(鋼球、鋼段)的裝載量一般根據(jù)磨機(jī)的有效直徑、有效長度、填充系數(shù)和研磨體的比重等計算確定,較麻煩。現(xiàn)特推薦一個由黃有豐教授提出并經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐檢驗可使用的筒易公式:

  研磨體裝載量G=D2L           t
  式中:D為磨機(jī)的有效直徑    m;
  L為磨機(jī)的有效長度       m。

  另還可根據(jù)研磨體裝載量的噸數(shù)大致確定應(yīng)配多大功率的電機(jī)。即1噸研磨體量要求配備約10-12kW的電機(jī)功率。研磨體的級配與入磨物料的粒度有著直接的關(guān)系,入磨物料的粒度一旦有變化,研磨體的級配則應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。

  (2)磨機(jī)填充率(系數(shù))   
  裝入磨內(nèi)研磨體之容積占磨機(jī)有效容積的百分比稱為磨機(jī)的填充系數(shù),又稱填充率。它是反映磨內(nèi)研磨體裝載量多少的一種常用表示方法。其值與磨機(jī)的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、粉磨形式、粗或細(xì)粉磨以及研磨體材質(zhì)等因素有關(guān)。管磨機(jī)和球磨機(jī)較低,一般為0.40以下。

  關(guān)于磨機(jī)各倉的填充率(系數(shù))對磨機(jī)產(chǎn)量的影響己有許多文章、專著介紹,恕不在此贅述。但對每一臺磨機(jī)而言,在工藝條件相對穩(wěn)定的情況下,都存在有一個最佳的填充率,此時產(chǎn)量最高而電耗又最低。我國設(shè)計的中小型磨機(jī),產(chǎn)品說明書中給定的填充率取值偏低,包括研磨體級配基本不適用,而配套的電機(jī)又有較多的富余。

  (3)研磨體級配
  為了使磨機(jī)的粉磨效率提高,不僅要考慮研磨體的裝載量,而且還必須確定用那幾種規(guī)格的研磨體及它們的用量,即研磨體的級配。

  磨機(jī)在進(jìn)行粉磨時,物料一方面受到研磨體的沖擊作用,另一方面也受到研磨體的研磨作用。顯然,在單位時間內(nèi),研磨體與物料接觸點(diǎn)越多,粉磨越容易完成。當(dāng)磨機(jī)裝載量一定時,要增加物料與研磨體的接觸,則研磨體的尺寸越小越好。但另一方面,要想將較大物料塊擊碎,則研磨體必須有足夠的沖擊能力才行。磨機(jī)的任務(wù)是既要保證對較大的料塊進(jìn)行破碎,而又要將物料研磨到一定的細(xì)度,因此,在其它條件一定的情況下(如磨機(jī)各倉長度、入磨物料粒度等),這個任務(wù)只有通過選擇大小適合的研磨體和將它們合理配比才能完成。

  2 球磨機(jī)優(yōu)化磨內(nèi)結(jié)構(gòu)的主要途徑
  
2.1 加強(qiáng)磨內(nèi)通風(fēng)
  
磨內(nèi)通風(fēng)對產(chǎn)質(zhì)量都有明顯影響,通風(fēng)好,不僅可將細(xì)粉及時排出磨機(jī),以免形成過粉磨,而且還可以帶走粉磨熱量,降低磨內(nèi)溫度,減少石膏脫水和尾倉糊球堵篦。一般圈流磨內(nèi)風(fēng)速為0.8-1.0m/s,而開流磨由于磨內(nèi)溫度高,風(fēng)速要比圈流磨的高些。有些廠采用的是90年代以前設(shè)計的球磨機(jī),在結(jié)構(gòu)上一般都存在風(fēng)路不暢的問題,可以通過在進(jìn)料口處開通風(fēng)口、進(jìn)料口螺旋的改進(jìn)、下料溜子作成階梯形、放大隔倉板和出料篦板的中心孔以及卸料口加強(qiáng)鎖風(fēng)等措施加以改進(jìn),不僅解決了堵料現(xiàn)象,而且加大了通風(fēng)面積。

  2.2 改進(jìn)隔倉板和出料篦板
  
早期設(shè)計的隔倉板及出料篦板,只是為了按功能劃分倉室、隔離大小鋼球和阻擋研磨體不被排出,而今則具有控制物料流速、平衡首尾倉的粉磨能力、提高料球比和防止反分級的作用,由此增大了研磨體動能的有效利用,從而提高了產(chǎn)量。對老式球磨機(jī)便可按物料特性選擇帶篩分功能的隔倉板和出料篦板。篩分隔倉板是一種能對通過隔倉板的物料進(jìn)行粗細(xì)分級的新型隔倉板,其主要作用是對進(jìn)入細(xì)磨倉的物料進(jìn)行篩分,阻止粗顆粒進(jìn)入細(xì)磨倉,為細(xì)磨倉使用比表面積大、粉磨效率高的微型研磨體創(chuàng)造了條件,即新型隔倉板不僅增加了控制料流及平衡各倉粉碎能力的功能,而且可以實(shí)現(xiàn)粗細(xì)顆粒的分級和強(qiáng)制提升物料的作用,使較細(xì)的物料及早進(jìn)入細(xì)磨倉進(jìn)行粉磨。

  2.3 增加活化裝置
  
為充分發(fā)揮磨機(jī)的粉磨潛力,磨內(nèi)還可增設(shè)活化裝置,為微介質(zhì)創(chuàng)造三維的運(yùn)動條件,強(qiáng)化研磨能力,使研磨體的動能得以更充分利用,從而使粉磨效率大幅度地提高。活化裝置的主要結(jié)構(gòu)是在磨機(jī)襯板上安裝與磨機(jī)軸向成一定角度的梯形裝置,其高度約為磨機(jī)筒體直徑的20-30%,厚度為40mm左右,寬度同襯板寬度。視產(chǎn)品的不同要求,沿磨機(jī)軸向安裝2-5道,縱向與磨機(jī)襯板每隔一塊安裝一塊。由于活化裝置的作用,研磨體在磨內(nèi)除沿著磨機(jī)襯板作圓周運(yùn)動外,還作軸向運(yùn)動。與此同時,離筒體襯板較遠(yuǎn)的研磨體因磨機(jī)襯板不能有效帶動而運(yùn)動程度減弱的滯留區(qū)因活化裝置的作用可得到消除。

  2.4 分級襯板的應(yīng)用
  
襯板除起防護(hù)作用外主要是用來調(diào)節(jié)研磨體的動態(tài)分布和運(yùn)動軌跡,它的形式要與磨機(jī)轉(zhuǎn)速、物料特性相匹配。各種新型襯板的使用,對研磨體運(yùn)動狀態(tài)的調(diào)節(jié)以及對物料的適應(yīng)性都有了較大的改善。磨機(jī)尾倉選用雙曲面襯板,在軸向和圓周方向均有傾斜曲面,不僅能夠增加鋼球的橫向分級,還能提高鋼段、鋼球的研磨效率。

  分級襯板可使磨機(jī)內(nèi)研磨體實(shí)現(xiàn)分級,形成大球打大料、小球打小料的理想狀態(tài)。

  球磨機(jī)工況的最佳化,即是指磨內(nèi)對物料的破碎能力與研磨能力相匹配與平衡。其關(guān)鍵在于磨內(nèi)研磨體的填充率與級配。傳統(tǒng)的球磨機(jī)工藝參數(shù),都是以當(dāng)時的機(jī)、電條件和粉磨理論為依據(jù)而確定的。如今進(jìn)相機(jī)、變頻調(diào)速器的使用和大型滾動軸承代替軸瓦,生產(chǎn)實(shí)踐早已突破了傳統(tǒng)的工藝規(guī)范:磨內(nèi)填充率由29-31%提高到36-40%,磨機(jī)轉(zhuǎn)速也提高了5-10%,有的甚至接近臨界轉(zhuǎn)速,研磨體裝載量也相應(yīng)增加等等,磨機(jī)優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)十分明顯。

  2.5 適當(dāng)加快磨機(jī)轉(zhuǎn)速
  
適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速對直徑較小的磨機(jī)比較有效,因為這些磨機(jī)由于直徑小,鋼球的沖擊力不強(qiáng),加快轉(zhuǎn)速后可強(qiáng)化磨機(jī)的粉碎能力,這是因為:①加快轉(zhuǎn)速就是增加了磨內(nèi)每個研磨介質(zhì)的沖擊次數(shù)。②使磨內(nèi)研磨介質(zhì)之間、研磨介質(zhì)與襯板之間的摩擦、研磨作用加強(qiáng)。

  3 應(yīng)用實(shí)例
  
安徽繁昌YN建材有限公司在2006年1月投產(chǎn)的一臺φ2.6×13m高產(chǎn)高細(xì)水泥磨,一直未達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量,運(yùn)行中對磨機(jī)研磨體級配進(jìn)行了多次調(diào)整,但效果一直不理想,磨機(jī)產(chǎn)量一直在20t/h左右徘徊,不但達(dá)不到預(yù)期目標(biāo),還經(jīng)常堵磨,有時一星期堵兩次,每次都得停磨清理,不但影響了產(chǎn)品質(zhì)量,還降低了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率,使廠經(jīng)濟(jì)效益受到了很大影響。2008年12月接受了南京蘇材對該系統(tǒng)的改造方案,使該磨機(jī)最高產(chǎn)量達(dá)32t/h,穩(wěn)定產(chǎn)量達(dá)到30t/h,比表面積在360m2/kg,且解決了堵磨的情況。

  3.1 原粉磨系統(tǒng)工藝參數(shù)
  
磨機(jī)規(guī)格φ2.6m×13m開流高產(chǎn)高細(xì)水泥磨,電機(jī)功率1000kw,轉(zhuǎn)速20.8r/min,年產(chǎn)PO42.5水泥25萬噸,設(shè)計產(chǎn)量25~32t/h,篩余<3.0%,比表350m2/kg;

  一倉:長3.5m,提升襯板,單層隔倉板,鋼球φ80~φ50mm,平均球徑φ62.33mm,填充率31%,裝載量30T;

  二倉:長2.5m,分級活化襯板,雙層篩分帶揚(yáng)料板,出料篦板為盲板,篦縫為8mm,鋼球φ50~φ30mm,平均球徑φ45mm,填充率29%,裝載量16T;

  三倉:長6.75m,,鍛φ30×35mm~φ12×14mm,磨尾出料篦板篦縫為6mm,篦孔呈放射狀,填充率27%,裝載量37T;

  3.2 改造方案
  
1.由于磨前有預(yù)破碎,入磨物料的平均粒徑不大,為了使各倉的能力相匹配,我們對管磨機(jī)的各倉長作了相應(yīng)的調(diào)整??s短一倉破碎倉長度,二倉保持不變,將一倉縮短的長度增加到三倉,容積的增加對提高磨機(jī)產(chǎn)量、增加細(xì)磨倉的研磨能力、穩(wěn)定水泥細(xì)度及表面積都非常有利。

  2.對磨機(jī)隔倉板進(jìn)行改造,前倉單層隔倉板,換成有較強(qiáng)篩能力和通風(fēng)效果的新型磨內(nèi)篩分裝置。對一倉物料進(jìn)行強(qiáng)制篩分,攔截大顆粒的物料,使其仍返回一倉內(nèi)繼續(xù)破碎研磨,以控制進(jìn)入二倉物料的最大粒度,將合格的細(xì)粉及時篩分進(jìn)入二倉,減小一倉料墊作用,充分發(fā)揮一倉破碎能力。

  3.二、三倉的隔倉板也更換成新型磨內(nèi)篩分裝置。其功能與一、二倉的相同,只是具體參數(shù)根據(jù)物料的性質(zhì)作了相應(yīng)的調(diào)整,使物料通過第三倉研磨后達(dá)到要求的產(chǎn)品細(xì)度及高比表面積。

  4.原出料篦板呈放射狀篦縫,易堵塞,采用具有料段分離功能的強(qiáng)溢流型出料裝置,自潔能力好的篦板,徹底解決了因篦板的缺陷造成過粉磨現(xiàn)象,完善了磨機(jī)出料質(zhì)量,減少了靜電現(xiàn)象,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

  5.隔倉板與出料篦板改造后,又對各倉研磨體級配和填充率進(jìn)行了優(yōu)化。

  (1)因粒度相對小,難磨,又適當(dāng)增加了小尺寸研磨體的比例。

  (2)出磨水泥細(xì)度和性能是產(chǎn)品直接的質(zhì)量指標(biāo)之一,水泥要求早期強(qiáng)度高,同時希望提高28天強(qiáng)度,因此研磨體規(guī)格的選用至關(guān)重要。三倉使用了錐形微鍛,在同等裝載量條件下鍛的個數(shù)增加,細(xì)顆粒含量增加,水泥比表面積增大,提高了研磨效率。由于出料量增大,三倉的容積增加,物料在磨內(nèi)研磨時間增加,保證了產(chǎn)品細(xì)度及比表面積的要求。比表面積增加達(dá)到了360m2/kg,產(chǎn)量也直線上升。

  3.4 系統(tǒng)改造后效果
  
采用改造后的高細(xì)開流磨,不失為水泥粉磨系統(tǒng)改造的行之有效的途徑,在成品細(xì)度控制在80μm篩余<2%的情況下,比表面積平均為360m2/kg以上。水泥的產(chǎn)量平均穩(wěn)定在30t/h,提高了10t/h,提高幅度達(dá)30%,粉磨電耗也相應(yīng)降低,研磨體消耗量降低。

  改造后的經(jīng)濟(jì)效益可通過如下數(shù)據(jù)說明:
  原產(chǎn)量21t/h×24=504t/天, 減去因停機(jī)影響,全年按300天計
  則504t/h×300=151200T/年
  現(xiàn)30t/h×24=720T/天,全年按330天
  則720×330=237600T/年
  一年增加水泥237600-151200=86400(T)
  每噸按20元利潤計86400×20=1728000元

  3.5系統(tǒng)改造前后對比

倉別

一倉

級配

φ80mm

φ70mm

φ60mm

φ50mm

總裝載量t

平均球徑mm

填充率率%

改造前

3

9

10

8

30

62.33

31

改造后

1.7

4.5

5

5.5

16.7

63.8.

30

倉別

二倉

級配

φ50mm

φ40mm

φ30mm

總裝載量t

平均球徑mm

填充率率%

改造前

7

6

3

16

42.5

29

改造后

5

6

6.15

17.15

41.69

31.5

倉別

三倉

級配

φ30×35mm

φ25×30mm

φ14×16mm

φ12×14mm

總裝載量t

填充率率%

改造前

3

15

10

9

37

27

改造后

6

15

16

10

48

28.5

表1-3 磨機(jī)調(diào)整前后研磨體級配

隔倉板型式

一、二倉之間

二、三倉之間

改造前

單層

雙層篩分

改造后

雙層篩分

雙層篩分

表4  磨機(jī)調(diào)整前后隔倉板型式

編輯:

監(jiān)督:0571-85871667

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