輥式磨粉磨的運(yùn)行機(jī)理及選型原則的探討
2011-04-15 00:00
當(dāng)前水泥新型干法技術(shù)在我國(guó)正蓬勃發(fā)展，其生料粉磨、煤粉粉磨以及礦渣粉磨等廣泛地采用低能耗的輥式磨（立磨）、輥式磨因此成為關(guān)注的熱點(diǎn)，本文對(duì)輥式磨的粉磨運(yùn)行機(jī)理及其選型原則進(jìn)行一些初步的探討。
一、輥式磨的基本形式
在探討輥式磨的運(yùn)行機(jī)理前，必須要了解其基本運(yùn)行形式。輥式磨的粉磨工藝由一副碾磨裝置（包括磨盤(pán)及一副磨輥）來(lái)完成，物料在磨輥和磨盤(pán)之間被碾磨成粉。碾磨裝置的運(yùn)動(dòng)由磨盤(pán)回轉(zhuǎn)并相應(yīng)的帶動(dòng)磨輥轉(zhuǎn)動(dòng)，碾磨需要的壓力除磨輥?zhàn)陨淼闹亓χ?，主要靠一套液壓裝置對(duì)磨輥加壓。經(jīng)碾磨后的物料由于存在著大量粗粉，所以必須經(jīng)過(guò)選粉。粉磨過(guò)程由配套的選粉機(jī)來(lái)完成，物料離開(kāi)磨盤(pán)后經(jīng)氣流帶入選粉機(jī)，在氣流上升過(guò)程中，大部分的粗粒已經(jīng)掉落到磨盤(pán)上，其余經(jīng)選粉機(jī)選出成品。目前，為節(jié)省排風(fēng)機(jī)電耗，也有部分離盤(pán)物料靠提升機(jī)（代替氣力提升）送入選粉機(jī)。
二、輥式磨粉磨機(jī)理
1. 物料在磨盤(pán)上的運(yùn)動(dòng)軌跡
喂到磨盤(pán)中心的物料，在磨盤(pán)回轉(zhuǎn)過(guò)程中依靠離心力被甩出磨盤(pán)，物料在從中心運(yùn)動(dòng)到盤(pán)邊的過(guò)程中被磨輥擠壓碾碎。因此物料從中心到盤(pán)邊的運(yùn)動(dòng)軌跡及運(yùn)動(dòng)時(shí)間就非常重要。物料快速通過(guò)磨盤(pán)，在磨盤(pán)上有一個(gè)合適的停留時(shí)間，它既有相當(dāng)?shù)耐ㄟ^(guò)量又有合適的細(xì)粉量，這樣才能達(dá)到最好的粉磨效果。因此，需要針對(duì)各自的碾磨裝置形式要求，設(shè)置相應(yīng)和適當(dāng)?shù)哪ケP(pán)回轉(zhuǎn)速度，以求得到一個(gè)合適的物料停留時(shí)間。
物料在磨盤(pán)上的停留時(shí)間由三方面因素來(lái)決定。一是影響離心力大小的磨盤(pán)速度；二是物料與磨盤(pán)之間的磨擦力以及物料內(nèi)部的摩擦力；三是決定運(yùn)行行程模式的磨盤(pán)和磨輥之間的結(jié)構(gòu)形式及其間的配合，這是一個(gè)非常重要的因素，各輥式磨生產(chǎn)廠商設(shè)計(jì)出各自的磨盤(pán)、磨輥形式，并相應(yīng)有各自的磨盤(pán)速度。
2. 輥式磨料床的穩(wěn)定性
輥式磨的碾磨主要靠擠壓形成料床的料間粉碎，而擠壓能否實(shí)現(xiàn)取決于磨輥的擠壓力能否有效傳遞給物料。其中“穩(wěn)定的料床”是第一重要因素。如何形成一個(gè)穩(wěn)定的料床，有許多的因素在起作用。
物料內(nèi)摩擦力：實(shí)際上就是顆粒間的凝聚力，和輥壓機(jī)相比，由于輥式磨沒(méi)有四周周壁，所以必須有足夠的凝聚力，才能在外力積壓的時(shí)候，物料顆粒不向四周散發(fā)，破壞料床。因此輥式磨能夠承受的壓力遠(yuǎn)比輥壓機(jī)要低。確定物料內(nèi)摩擦力的大小，取決于物料的物理性能、粒度組成、水分等。
① 物料的物理性能。物料的物理性能由其礦物組成決定，而物理性能對(duì)內(nèi)摩擦力的大小起決定性作用，不同的物理性，造成料床厚度變化對(duì)震動(dòng)的適應(yīng)范圍差別很大。在允許的震動(dòng)強(qiáng)度內(nèi)，礦渣只有很窄的料床厚度范圍，而生料和煤則存在較寬的料床厚度范圍，而生料和煤則存在較寬的料床厚度范圍，但是兩者也不完全相同。因此，原來(lái)用于粉磨煙煤的輥式磨，當(dāng)改為粉磨無(wú)煙煤時(shí)情況就完全不同。這種差異的存在，就是由于它們之間內(nèi)摩擦力的不同，這也是必須采用試驗(yàn)?zāi)?lái)確定磨機(jī)性能的原因之一。
② 粒度組成。 物料粒度組成對(duì)料層的穩(wěn)定性非常重要。根據(jù)在雷蒙試驗(yàn)?zāi)?nèi)試驗(yàn)的結(jié)果可知，料層中含10%-15%的75um的顆粒時(shí)，料層具有最好的穩(wěn)定性。當(dāng)細(xì)度不夠（過(guò)粗）的時(shí)候，磨機(jī)表現(xiàn)出高頻率震動(dòng)；當(dāng)細(xì)度過(guò)細(xì)，料層中若75um以下顆粒占20%以上時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)“波浪效應(yīng)”，料層變得極易流動(dòng)，不能支持磨輥，磨輥開(kāi)始滑動(dòng)，將物料犁開(kāi)，不起粉磨作用并產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。為利于料床穩(wěn)定，輥式磨要求喂入的物料顆粒中有一定數(shù)量的大顆粒，其顆粒的尺寸和輥輪直徑相關(guān)，正常情況下喂料粒徑可以再0-4%輥輪直徑之間，最大允許粒徑小于輥輪直徑的5%。這和球磨完全不同，進(jìn)球磨的物料顆粒越細(xì)，球磨產(chǎn)量越高。但是對(duì)于過(guò)硬的物料，輥式磨同樣不希望粒度過(guò)大，因此對(duì)于硬質(zhì)砂巖，甚至包括很硬的石灰石都要求用比較小的顆粒喂入磨內(nèi)。料床上的細(xì)粉除在直接粉磨中產(chǎn)生出的外，還有選粉機(jī)的回料。因此，為避免磨盤(pán)上的細(xì)粉過(guò)多，必須采用高效選粉機(jī)來(lái)減少回料。
③ 物料水分。 物料水分對(duì)物料的內(nèi)摩擦力有很大的影響，水分也是調(diào)節(jié)物料內(nèi)摩擦力的一個(gè)重要手段，有些磨機(jī)就需要在磨輥前噴水來(lái)增加物料的內(nèi)摩擦力。干燥的物料內(nèi)摩擦力比較低，不利于料床的穩(wěn)定，因此不希望就如磨機(jī)得熱風(fēng)溫度過(guò)高，需嚴(yán)格控制出磨氣體溫度在80-100℃，以避免在磨盤(pán)上烘干過(guò)快，造成磨機(jī)激烈震動(dòng)。
【作者：趙乃仁 編輯：鄧華喬】
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