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郑州山川重工有限公司
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山川球磨机磨粉工艺分析及设计

水泥磨粉是控制水泥质量最后也是最重要的关键性一环,在一定程度上,通过磨粉可以弥补熟料质量的不足,保证出厂水泥的合格率。然而在水泥生产中,很多工厂忽视对球磨机的科学生产和管理,不注重球磨机磨粉系统改进和工艺参数的调整。生产实践表明,这些因素对磨粉有着大的和。这里就从磨粉工艺分析谈起:

一、磨粉工艺分析

磨粉技术包括磨粉工艺和磨粉设备两个方面。工艺是主导,设备是基础。设备要有工艺来带动,工艺要有设备来实现。

1、球磨机

球磨机在水泥生产中具有举足轻重的地位,磨机产量质量的高低不仅影响水泥的产质量,而且直接关系到水泥厂的经济效益。即使在一座现代化的水泥工厂里,磨机仍然是仅次于回转窑的主要机械设备之一。这一方面是因为磨粉作业是水泥生产的重要工艺环节,另一方面是由于磨机具有适应现代水泥生产的一些特点:

1.1、磨机优点

(1)对物料物理性质(如颗粒、水分、硬度等)波动的适应性强,且生产能力较大。

(2)能连续操作,且生产能力可以满足现代水泥工业大规模生产的要求。

(3)磨粉比大(一般情况下达到300以上,超细磨时甚至达到1000以上),并且易于调节成品细度和颗粒级配。

(4)可以适应水泥生产不同工艺条件下的操作。例如:干磨、湿磨、烘干兼磨粉;开路磨粉,闭路磨粉等。

(5)结构简单,磨损零件容易检查和更换。

(6)操作可靠,维护管理简单,能长时间连续作业。

(7)密封性良好,可负压工作,避免粉尘飞扬,改善了劳动条件,防止了对空气和环境的污染。

(8)便于大型化,满足现代企业生产的需要。

1.2、磨机缺点

(1)工作效率低,单位电耗大。

(2)设备笨重。大型球磨机总重达几百吨,一次性投资大。

(3)转速较低(多为15~30r/min)。若采用普通电动机拖动,一般均需要配备昂贵的减速装置。

(4)研磨体和衬板消耗量大。磨矿介质在冲击与研磨物料的同时,机体身及磨机筒体衬板等零件也被磨剥,故金属材料消耗量很大。

(5)操作时噪声大,并伴有较强的振动。

1.3、磨机分类

(1)按筒体的长度与直径之比可分为:

①短磨,又称球磨,其长径比在2以下,一般单仓,用于粗磨物料或2~3台串联使用。

②中长磨,其长径比在2~3.5,一般为2个仓。

③长磨,其长径比在3.5以上,一般为2~4个仓。

水泥厂使用的磨机多为中长磨和长磨,统称管磨机(也俗称球磨机)。

(2)按磨内装入研磨介质的形状和材质分:

①球磨机:磨内研磨介质为钢球和钢段。

②棒球磨:第一仓装钢棒,其余仓装钢球(也有的尾仓装钢段)的磨机。

③小研磨介质磨:磨内装小规格研磨体的磨机。

1.4、球磨机工作原理

球磨机的工作原理是利用卧式放置的筒体,在绕其轴线旋转的同时带动筒内的研磨体作抛掷或滑移运动,对筒体内的被磨粉物料进行冲击和研磨以达到对物料破碎和磨粉的作用。

球磨机的构造:

磨机内的主要零部件有筒体、衬板、隔仓板、端盖衬板、研磨体等,它们对磨矿作业的技术经济指标有着极为重要的意义,现对主要部件进行介绍:

(1)筒体

由钢板卷制焊接而成的空心圆筒,两端与带空心轴的端盖联接。筒体要随自身和衬板、隔仓板、研磨体及物料等的重力,因此,它必须具有足够的强度和刚度,这就要求制造筒体的钢板具有较好的机械性能和工艺性能,才能保证所需的抗弯强度。

(2)衬板

根据衬板工作表面的形状,可分为平衬板、压条衬板、波纹衬板、阶梯衬板、凸棱衬板、分级衬板、半球形衬板等。感兴趣的可以参考:金属衬板与磁性衬板的发展现状。其作用是:

①保护磨机筒体,增强筒体刚度,使其免受研磨体和物料的直接冲击和研磨;

②调整研磨体的运动状态,以增强研磨作用;

③将磨机筒体的能量传递给磨内研磨体,起到传递能量的作用。

(3)隔仓装置

较长的磨机一般都用隔仓装置将其分隔成几个仓。常用的类型有单层、双层和筛分隔仓装置。其作用是:

①分隔研磨体,使各仓研磨体的平均尺寸保持由粗磨仓向细磨仓逐步缩小,即磨粉过程中粗粒级用大球、细粒级用小球的合理原则;

②对物料的筛板作用,将较大颗粒物料阻留于粗磨仓,使其继续受到冲击磨粉;

③控制物料和气流在磨内的流速。

二、选粉机

在水泥工业中,由选粉机和球磨机组成的圈流系统是水泥工业磨粉的主要流程。经磨机磨粉出来的产品通过选粉机进行分级,细颗粒作用成品,粗颗粒返回磨机再次磨粉,这样可以减少过磨粉,节约能量。由此看出,选粉机是圈流磨粉系统的重要组成部分,选粉机的性能参数将关系到整个机组的生产,其性能好坏将直接影响系统的技术经济指标。

选粉机主要是利用固体物料的颗粒群体在空气介质中进行分散,按粒径或重量大小进行分级,然后被选择性地收集下来,成为成品。因此,选偻机的机理可以概括为颗粒的“分散、分级、收集”。

选粉机自1885年问世,其发展经历了第一代离心式选粉机、第二代旋风式选粉机、第三代以0-sepa为代表的高效选粉机。选粉技术的不断发展,其基本原因在于一方面水泥质量的要求不断提高。水泥质量除了和熟料矿物成分有关外,与磨粉后的成品颗粒组成亦有关。一般低标号水泥用筛余控制细度,随着标号的提高用比表面积控制,比表面积大,强度高。进一步发展,水泥强度与水泥颗粒的组成有关,3~30微米的颗粒是发挥强度作用的主要部分,因此主要应该控制其粒度级配。三代不同选粉机的发展,实际上是与控制要求的变革相联系的。

另一方面是由于相组系统产量的增加以及节能其望值的提高,要求选粉机单机能力扩大,选粉效率进一步提高,促使选粉机从机理上和结构上改进以适应需要。

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