预粉碎工艺及其对球磨机的影响
目前我国水泥工业生产中常见的粉磨设备是球磨机 ,生产1吨水泥需要粉磨3吨物料 ,耗电约80度左右 ,占水泥生产总电耗的60%-70% 。尽管这个数字比20年前下降了30%多 ,但继续研究新工艺、新设备、新技术 ,不断创UED登录入口磨机节能高产新记录 ,仍然是UED登录入口不懈追求的重要目标 。
影响球磨机节能高产的因素很多 ,其中入磨物料粒度大小 ,是主要影响因素之一 。通俗地说 ,“预粉碎工艺”就是一种“采用降低入磨物料粒度的方法 ,来使磨机节能高产”的生产工艺 。20世纪80代以前 ,我国水泥工业生产规程中 ,将入磨物料粒度定为20~25毫米 。物料由矿山开采粒度(300~600毫米)加工到入磨物料粒度的过程 ,主要由破碎机来完成 ,称之为破碎工艺;物料由入磨物料粒度加工到出磨物料粒度(0.08毫米左右)的过程 ,主要由球磨机来完成 ,称之为粉磨工艺 。破碎工艺和粉磨工艺又统称为粉碎工艺 。20世纪80年代前后 ,节能高产技术的研究结果表明 ,把入磨物料粒度由20~25毫米降低到5毫米以下 ,对球磨机的节能高产有明显作用 。完成这一粒径范围粉碎任务的工艺过程 ,就被称之为预粉碎工艺 。预粉碎工艺设备可以是破碎机 ,也可以是球磨机或其他机械设备 ,因此 ,单纯按粉碎设备来进行工艺分类是不适合的 。近10年来 ,粉碎工艺分类的现代理念 ,是根据粉碎物料的目的和任务来划分的 。由于水泥生产工艺“两磨一烧”的特殊性 ,以生产入窑生料或出厂水泥为目的的粉碎工艺 ,被称之为终粉碎工艺;而为其做准备工作的其他粉碎工艺 ,就可以广义地称之为预粉碎工艺 。
一、预粉碎的作用机理
水泥工业生产中需要粉碎的原材料 ,主要来源于矿山开采和UED登录入口烧成 。因此 ,在粉碎之前 ,这些物料内部都不UED登录入口度地存在着晶格缺陷和微细裂纹 。在机械外力的作用下 ,物料内部的凝聚力受到破坏 ,应力波向四处传播 ,并在其内部缺陷、裂纹、晶格界面等处产生应力集中 ,使物料首先沿着这些脆弱面开裂而被粉碎 。同时 ,这些被粉碎后形成的不同大小的颗粒内部 ,也因机械外力作用方式及大小不同 ,残留下不UED登录入口度的晶格缺陷和微细裂纹 。为球磨机粉磨过程的节能高产奠定了基础 。这就是说:外力给予物料以动能 ,并转变为物料的变形能 ,在其内部产生较大的应力集中 ,是导致物料被粉碎的主要原因 。预粉碎工艺不仅使入磨物料粒度变小 ,而且使入磨物料的易磨性不UED登录入口度地得以改善 。
从另一角度讲 ,球磨机是一种能量利用率较低(3%-5%)的粉磨设备 ,尤其是研磨体以抛落状态为主的头一仓 。大部分能量被碰撞发热、噪音所消耗 ,真正用于粉碎作功的能量却很少 。预粉碎工艺中俗称“以破代磨”、“多破少磨”的理念 ,正是以其他能量利用率较高(30%以上)的粉碎设备 ,来代替球磨机头一仓的粉碎工作 ,让球磨机扬长避短 ,充分施展以研磨为主的粉碎作用 。从而 ,使粉磨系统中配置的不同设备发挥各自不同的优势 ,这对于粉磨工艺节能高产 ,具有十分重要的意义 。
在粉磨工艺学里 ,常把入磨物料80%能够通过的筛孔孔径称之为入磨物料的平均粒径 ,以d80表示 。球磨机的增产系数Kd则以d80为计算基准 ,计算公式如下:
Kd=(d1/d2)1/4
式中:
Kd——球磨机助增产系数
d1——原来入磨物料的平均粒径(毫米)
d2——预粉碎后入磨物料的平均粒径(毫米)
G2=Kd·G1
G1——原来球磨机的产量(吨/小时)
G2——减小入磨粒度后球磨机的产量(吨/小时)
举例:1台球磨机的入磨物料粒度(d80)由20毫米减小到5毫米;台时产量可提高41%左右 。[Kd=(d1/d2)1/4=(20/5)1/4=1.411]
二、预粉碎工艺设备
近十几年来 ,许多外国的.的技术装备被引进、消化、吸收 。给预粉碎工艺的设备选型提供了多样化的挑选余地 。要根据本企业自身发展的实际情况 ,遵循“技术*、经济合理”的原则 ,来选择预粉碎工艺设备 。
1.细碎破碎机
20世纪90年代 ,我国细碎破碎机的生产制造 ,出现了一个高潮 。破碎比、产品粒度、金属消耗量、单产电耗等多项经济技术指标都有明显进步(见表1) 。
选择细碎破碎机 ,首先要看它的结构、工作原理是否* 。物料进入破碎机后 ,能否有一个曲折、合理的运动轨迹?物料在破碎腔内能否实现多功能复合粉碎过程?然后还必需考虑它的单产电耗是否经济?金属消耗量是否低?安全运转率是否高?价格是否合理?UED登录入口指标是否达标等等 。使生产可靠性与技术.性较好地统一起来 。
2.挤压机(辊压机)
1985年.上第1台挤压机(又称:辊压机)问世以来 ,迅速得到发展 。由于它实现了高压(50~300兆帕)条件下的料床粉碎 ,不仅使粉碎产品的颗粒粒度大幅度降低 ,而且产品颗粒内部微细裂纹增加 ,使物料的易磨性得到明显改善 。在挤压机正常工作时 ,挤压粉碎力是由活动压辊 ,通过被粉碎的物料料层 ,传递到固定压辊的;大部分能量被用于物料之间的相互挤压、磨剥 ,使其变形、粉碎;在高负荷的挤压作用下 ,物料磨擦产生的声能、热能也被转化为物料的变形能 。因此 ,能量利用率相当高 ,作为预粉碎设备 ,对球磨机的节能高产作用十分明显 。挤压机的规格一般以压辊直径/压辊长度表示(见表2) 。
由于挤压机在高压状态下工作 ,因此对设备的材质、装配、安装及操作维护都有较高要求 。国产挤压机的质量正在不断地提高 ,一般都采用“大辊径、小辊宽”的方案 。压辊直径大 ,对物料的啮入性能好 ,进料粒度可以放宽 。同时 ,物料受挤压的时间相对较长 ,轴与轴承的承载能力提高 ,安全运转率和使用寿命延长 。但是 ,压辊表面窄 ,容易产生“边缘效应” 。所谓“边缘效应”就是在物料被粉碎的过程中 ,部分未被真正挤压的物料从压辊两端漏出 ,使粉碎产品质量及其均匀性受到影响 。如不认真对待 ,对球磨机的节能高产会起到负面作用 。选用挤压机作为预粉碎设备时 ,还必须满足挤压机的“过饱和喂料”要求 。根据挤压机的工作原理 ,一方面在挤压粉碎腔内 ,需要全充满的物料传递粉碎作功的挤压力;另—方面 ,进入粉碎腔的物料在强大的挤压作用下 ,其体积会压缩很多 。因此 ,挤压机的喂料仓必须有足够的料位 ,能均匀、充足地喂入粉碎腔 ,即过饱和喂料 。否则 ,挤压机的产量、质量将受到明显的影响 。一般情况下 ,只要工艺流程设计合理 ,这些问题是可以解决的 。
3.棒磨机
装有钢棒作为研磨体的球磨机称之为棒磨机 。钢棒是一种具有选择性粉碎作用的研磨体 ,它不仅质量大、冲击力强 ,而且与物料之间是线接触起粉碎作用 。因此 ,对粒度较大的物料冲击多、对粒度小的物料冲击少;粉碎产品粒度均齐 ,是其显著特点之一 。作为预粉碎设备对球磨机节能高产十分有利 。目前我国已将单仓小型棒磨机 ,应用于球磨机的预粉碎工艺之中(见表3) 。
棒磨机仓内采用直径55~75毫米的刚棒 ,材质以45Mn或70号高碳钢为宜;仓内填充率一般为25%~28% ,钢棒长度应比仓的长度短50~100毫米 ,以防止钢棒被大块物料挤住 ,不能自由运动而造成乱棒事故 。在棒磨机的使用过程中 ,预防和处理乱棒事故是一项重要的操作技能 。导致乱棒的原因较多 ,其中常见的是磨机饱磨 。因此 ,磨机负荷控制一定要仔细、认真 。处理乱棒的方法是 ,首先将仓内物料全部卸空 ,再将容易取出的钢棒取出 ,用气割将妨碍棒群复直的弯棒割断并取出 ,使棒群有足够的下落空间 ,然后转动磨机 ,直至全部理顺为止 。
4.立式磨
立式磨又称碾辊磨 ,它是利用碾辊和磨盘的相对运动将物料粉碎 。由于磨盘由主电机驱动 ,碾辊从动时有液压系统加压 ,因此 ,粉碎物料的过程中 ,既有类似挤压机的料层粉碎作用 ,又有辊与盘相对滑动产生的剪切、研磨作用 。所以 ,其能量利用率比球磨机高得多 。用于预粉碎的立式磨与终粉碎的立式磨有所不同 ,前者为机械出料 ,而后者为风送出料 。从外观上看 ,前者只有后者的下半截 。目前仅在国内几个大型水泥厂 ,使用了日本川崎公司的CKP型立式磨(见表4) 。
对碾辊施加不同的压力 ,产品的粒度大小及颗粒组成将发生变化 。随着压力的增加 ,开始变化较大 ,后来其变化幅度越来越小;接近额定压力的67%~78%之后 ,产品的细度状态几乎不再变化 。从使用情况来看 ,在机械结构性能、运行稳定性、操作难易程度、辊套耐磨寿命等方面 ,都优于挤压机 。从粉磨效率来看 ,立式磨可以有效地对熟料进行预粉碎 ,其效率与挤压机相当 ,但对熟料易磨性的改变程度不及挤压机 。对于大型球磨机水泥粉磨系统的预粉碎配套与改造 ,选用CKP型立式磨更为合适 。
三、预粉碎工艺流程
要根据预撕碎生产原料的新产品设备设备 ,加工过程过程可划主要包括:单原料的预撕碎和合作料的预撕碎两个类形 。两者是分散化的大于原料磨料颗粒 ,而为者不单大于了原料磨料颗粒 ,而使两组分原料相护比调、起着均化为用 ,对粉磨新产品设备设备的优质的、优良品种有益于 。大多数是单原料的预撕碎 ,也许是合作料的预撕碎 ,都能以划主要包括串入过程和闭路过程 。与各种类型粉磨加工过程相同 ,串入过程简约、*投入资金少 ,但新产品设备设备磨料颗粒震荡大、对湿式破碎机的节电优良品种波动有个定的影响;而闭路过程冗杂、设备投入资金大 ,但新产品设备设备磨料颗粒均齐、细度调控非常容易操控 ,更有益于于湿式破碎机的节电优良品种 。1.预粉碎开路流程
材料经预绞碎后 ,简简单单進入水泥湿式破碎机终粉磨的预绞碎加工生育技术步骤 ,说成预绞碎引路步骤 。结合磨头的操作UED登录入口空间的高低 ,预绞碎生育的机器专用设配能够 棚户区拆除费在水泥湿式破碎机進口的中 ,也能够 棚户区拆除费在進口的下方留言板上 ,主要包括斗式发展机实行相连接 。在老厂技术水平拆除中 ,要东北部地下隧道水平线浅或原磨房便是方框形式产品施工 ,则可主要包括前一人案;而干早东北部或磨房为筒易产品施工形式 ,基本主要包括后一人案较有助 。考虑到引路步骤加工生育技术特性所至 ,预绞碎生育的机器专用设配的生育实力不比选购过大 ,与水泥湿式破碎机生育实力同比增加便可 。需求预绞碎的材料 ,特别是配合默契料 ,当中乘以5豪米的细小粒都支配权相应比倒(有的多于 15%) 。由此 ,在它進入预绞碎生育的机器专用设配以前 ,可以二次土的科粒分析一些 。较简简单单的最好的办法便是在预绞碎生育的机器专用设配的注塑产品溜管正方体开一些方孔圆 ,中焊上几条箍筋 ,弄成缝宽为5豪米的条筛 ,条筛下接一些溜管通往水泥湿式破碎机进口 。进预绞碎生育的机器专用设配的材料中 ,乘以5豪米的细小粒被条筛筛下 ,简简单单入磨;一些粗小粒经预绞碎后再入磨 。如此一来不只是可以减少了细小粒对预绞碎生育的机器专用设配内突破绞碎的过程 的影向 ,使预绞碎学习效率得见的提升;况且也储备库了相应的生育实力 ,为水泥湿式破碎机能效优良品种避免了后顾之优 。2.预粉碎闭路流程
要经过预粉粹机器机械专用设备粉粹后的物品清单 ,假设进行挑选或截流外理 ,较细的一本分进入到湿式破碎机细磨 ,而较粗的一本分再一次回退预粉粹机器机械专用设备再粉粹的工艺技术构思过程 ,你们称其为预粉粹闭路过程 。该过程中带着查看土的颗粒分析或分等级机(选分机) ,不仅能可严格规范要求操作入磨物品清单的细度 ,又很可彻底挥发预粉粹机器机械专用设备的产出能力素质和节能UED登录入口视觉效果 。无论是是生料备制亦或是塑料粉磨 ,都能适度度地, 提升湿式破碎机的收获量、品质 。举例子:广州长桥企业在预粉粹闭路过程中主要包括查看土的颗粒分析工艺技术构思 ,严格规范要求操作货品细度分析 ,保证 入磨物品清单细度分析中90%都超过3厘米 ,使直径怎么算1.83×7米闭路粉磨生料备制模式的收获量达到了了21吨/小时英文 ,将该湿式破碎机构思收获量翻好几回番 。 用于摩擦机作预破碎食品 ,确定闭路方案更应该重要的 。传统摩擦机喷料中未被正宗摩擦的漏料 ,约占消耗量的15%的样子 ,这类漏料与摩擦机正宗食品料饼的物理化学能(细度分析、易磨性等)之间的关系一定 ,对破碎机的收获量、质量水平有明星不良影向 。所以 ,所通过搅拌均匀划分机 ,与摩擦机组成了预破碎闭路方案很必要条件 。搅拌均匀划分机不错将摩擦机的漏料和细度分析不合适格的粗料选取 ,待其载入摩擦机喂料斗后 ,既解决办法了摩擦机边沿作用(漏料)的不良信息不良影向 ,又消除了摩擦机过达到饱和状态喂料的需求量 。同时 ,借助于划分机对预破碎食品的严格把关 ,摩擦机不错用于高压低压、大反复的的工作体系 ,以可减轻辊面有损坏、增强安全可靠正常运转率、不断增加食品便用人类寿命 。从另外一只地方看 ,搅拌均匀划分机还不错将细度分析良好率的货物喂入破碎机 ,既维持了破碎机的节能减排超高产 ,还不错跟据破碎机的生产特性的要有 ,调试粗、细货物的分选分配比例 ,有效掌握粉磨体系的工作热负荷 。四、球磨机工艺参数调整
在水泥厂技术改造中 ,如果球磨机粉磨系统新增预粉碎工艺 ,必须注意:要及时调节粉磨系统工艺参数 。首先是钢球级配 ,在维持装载量不变的情况下 ,要降低各仓平均球径 ,一仓为直径60±5毫米较为合适 。如果入磨粒度均齐 ,则检出大规格的钢球;如果入磨粒度不均齐 ,则减少大球数量、增补相同装载量的小球 。有条件的地方 ,球磨机尾仓则可以用直径20~30毫米的小球全部代替钢段 。开流磨的填充率应该是后仓略高于前仓;圈流磨填充率则是前、后仓持平 。由于入磨物料经预粉碎后 ,粒度减小、易磨性不UED登录入口度地改善 ,因此 ,出磨机的细粉也应该更细且含量更多 ,尤其是圈流磨 ,应将出磨粒度由原来的R0.08=(40±3)%调整控制到R0.08=(30±3)%;同时选用选粉效率更高(>60%)的分级设备 ,来完成物料分级任务 ,如转子式旋风选粉机等;尽量减少粗粉回料量、增加成品细粉量(即球磨机产量) 。总之 ,系统循环负荷率要调控到.以下 。
五、预粉碎工艺经济效益分析
抉择用什么预切割机械及方法流量 ,是利用各商家个人的生产制造具体条件和划算地位所直接决定的 。中国那家混凝土商家 ,在增装预切割方法左右的的技术划算的指标不同定为表5 。