主营业务

联系我们

这是描述信息

电话:0551-63439481
传真:0551-63439481地址:安徽省合肥市望江东路60号

开流高产筛分管磨机技术之一

  • 分类:学术讲座
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2005-06-14 21:59
  • 访问量:

开流高产筛分管磨机技术之一

【概要描述】开流高产筛分管磨机技术(之一)中国水泥协会孔祥忠  一、序言  开流高产筛分管磨机技术,是在合肥水泥研究设计院1985年完成的国家“六五”科技攻关课题“新型高细粉磨设备的研究”技术,1991年完成的“高效筛分磨”技术,1993年完成的“高产磨”技术,1999年完成的“大型开流高产磨”技术等四项先进的技术成果基础上,经几年的推广应用实践,不断改进完善提高,优化组合,开发推出的全新的节能粉磨技术成果。

  • 分类:学术讲座
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2005-06-14 21:59
  • 访问量:
详情

开流高产筛分管磨机技术(之一)

中国水泥协会 孔祥忠

  一、序言

  开流高产筛分管磨机技术,是在合肥水泥研究设计院1985年完成的国家“六五”科技攻关课题“新型高细粉磨设备的研究”技术,1991年完成的“高效筛分磨”技术,1993年完成的“高产磨”技术,1999年完成的“大型开流高产磨”技术等四项先进的技术成果基础上,经几年的推广应用实践,不断改进完善提高,优化组合,开发推出的全新的节能粉磨技术成果。这些其中的每个单项技术成果分别于1985年获国家级成果鉴定和验收,1991年获省级成果鉴定,1993年和2000年获国家建材局成果鉴定。同时这四项技术成果曾分别获国家级新产品,1993年获省级科学技术进步一等奖,1995年获全国建材行业部级科技进步二等奖,1996年获国家科技进步二等奖,获国家发明专利权(专利号:85106781.6),已申请获得美、英、德、法国发明专利。开流高产筛分管磨机技术的应用已遍及全国二十多个省、市、自治区,300多台不同规格的球磨机,为水泥厂新建、扩建和老厂改造发挥了积极的作用。该成果的技术经济指标均达国际先进水平。

  开流高产筛分管磨机技术的显著特点是:用较短的时间和较少的投资即可获得较高的球磨机增产节能效益,而且具有较强的适应性。用于球磨机改造时,其停磨时间仅需2~6天,投资仅为闭路粉磨系统的1/2~1/3,对符合改造条件的各种规格球磨机均可达到增产20%~30%,节电20%~25%的效果。这一效果和特点的取得,得益于开流高产筛分管磨机内部结构和理论的创新。它运用了磨内选粉原理,在球磨机内部增设了物料筛分、料位调节和活化衬板等装置,同时配以微型研磨体强化细粉磨,从而使开流粉磨达到闭路粉磨的效果。

  通过十几年的开发应用,开流高产筛分管磨机技术日臻完善,深受水泥企业的信赖。该成果所提出的高效磨内筛分磨技术、球磨机滞留带的形成与消除等理论及其学术论文,多次被中国硅酸盐学会、《水泥》杂志和其它建材杂志评为优秀论文或金奖论文。

  这本《开流高产筛分管磨机技术》,从理论和实践两方面系统论述了其工作原理、技术特点,并对粉磨系统几种方案进行了技术经济比较和应用举例,希望有助于水泥企业和从事粉磨技术的专家、工程技术人员、以及建材行业主管领导对此加深认识与了解。

  二、开流高产筛分管磨机技术要点

  开流高产筛分管磨机技术的基本原理与目前国内外流行的康毕登磨(Combidan)、微介质磨等是相同的。不过,开流高产筛分管磨机技术除了采用小钢段和磨内筛分装置外,还对磨机的衬板、隔仓板、球段级配、出料装置、筛分装置等进行了优化与改进,并且增加了活化装置。因而,增产、节能效果更为显著,磨机运行稳定、可靠,安装更换更为方便,更加符合我国国情。

  1、技术关键

  ⑴ 、磨内筛分装置:主要是对进入隔仓板的物料进行粗细粉分离。粗料返回前仓,细粉及时进入后仓。这种获得专利的磨内筛分装置过料能力大,通风阻力小,筛分装置结构简单可靠,不易损坏,易于安装更换。

  磨内筛分装置的使用,使球仓和段仓更能各自发挥破碎和研磨能力,为合理调整球配、段配创造了有利条件。严格控制进入段仓细粉的粒径是采用微型研磨体的先决条件。

  ⑵、微型研磨体:采用微型研磨体大大强化了尾仓的研磨能力。细磨的效果取决与研磨体的表面积,研磨次数、运动状态。直径8~12 mm的小段,单位质量的个数是普通钢段的20倍,总表面积是普通钢段的2.5倍。研磨效率与研磨体的表面积的0.5~0.7次方成正比。小段的应用起到了提高产量、增加产品比表面积、适当改善微粉颗粒组成的至关重要的作用。

  ⑶、活化衬板:段仓安装活化衬板,有效地消除了“滞留带”,激发和强化了研磨体的运动。大量小段的采用,研磨体的个数大幅度增加,也就增加了研磨体的层数和滑动,离磨机衬板近的研磨体获得的能量较强,反之则较弱,磨机横截面上形成研磨体的“滞留区”将加大。所谓活化衬板就是采用比普通波纹衬板更为凸起的特殊衬板,更换原段仓的部分衬板,并按一定的次序排列,从而消除或缩小“滞留区”,还使小段产生一定的纵向运动,使所有研磨体“活化”起来,参与研磨。

  ⑷、料位调节装置:在磨内筛分装置上设计有可调节前后仓料位的装置,以达到控制过料能力、选择合理料位,这对提高破碎粉磨仓的效率极为有效。

  ⑸、料段分离装置:对于微型研磨体,有必要设计一个让细粉顺利出磨,同时微型研磨体不致跑出磨外的出料篦板装置。

  2、用途与应用条件

  开流高产筛分管磨机技术主要用于水泥粉磨、生料粉磨、非金属矿超细粉磨、无烟煤粉磨等。  对现有的磨机改造时,应具备以下应用条件:

  (1) 磨机系统为开流磨,或改造为开流操作;

  (2) 入磨物料综合水份<2%;

  (3) 磨机规格:磨机直径可以从1.5m至3.8m,磨机长径比>2.5;

  (4) 入磨物料粒度、磨机通风状况、研磨体装载量、磨机运行等正常稳定;

  (5) 应配有较准确的计量设备;

  3、指标与效果

  现有的开流水泥磨改造为开流高产筛分管磨机后,可以达到以下效果(在下列两条中任取一条):

  ⑴、当保证水泥强度不变时,可使水泥磨增产(20~35)%,最低增产幅度也能保证20%,节电(17~25%)。一般来说,仅节电效益,一年便可收回全部投资。

  ⑵、当维持现有产量不变时,可对水泥进行细磨,即在保持磨机产量不变的前提下,水泥的比表面积可增加70~90m2 /kg,从而使水泥强度大幅度提高。这可以带来两个好处,一是增加水泥标号,保证水泥质量的稳定,二是可以通过多掺混合材来提高水泥产量,从而可使水泥总产量增加5%左右,效益非常显著。

  三、开流高产筛分管磨机的技术原理

  1、基本原理

  开流高产筛分磨是在普通开流球磨机内设置筛分装置并在细磨仓采用微型研磨体来实现其技术目的的,物料从粗磨仓进入细磨仓时,先通过筛分装置分选,筛分装置将粗粉送回粗磨仓,而让细粉进入细磨仓。由于筛分装置将细粉及时选出,使粗磨仓内的粗粉含量增多,细粉含量减少。筛分装置类似于圈流磨系统的选粉机,它能分离出合格粒度的物料,从而减小了粗磨仓内的过粉磨现象,同时根据粉磨动力学原理,又提高了粗磨仓的粉磨效率。

  粉磨动力学可表述为:粉磨速度-dR/dt(粗级别颗粒减少的速度)与磨机中粗级别颗粒的含量成正比。由下式表达: -dR/dt =kR 式中 -dR/dt--粉磨速度; R—大于某一粒径的颗粒的含量; t--粉磨时间; k--粉磨速度常数,决定于粉磨条件。

  从上式可以看出,就整个磨机来说,出磨物料的细度(即80um筛筛余)受入磨物料粒度、粉磨时间控制。在粉磨过程中,某一仓的任意横断面上一定粒径的筛余,与进入这一仓的物料粒度以及粉磨时间有关。首先从粉磨时间上分析,因磨机长度一定后,物料在磨内粉磨时间与物料流速有关,若过分延长物料的粉磨时间,则磨内会产生过粉磨现象。过粉磨现象的存在,使研磨体、隔仓板、衬板表面糊上一层物料,研磨体不能发挥其本身应有的冲击力和粉磨能力,这样导致了粉磨效率的降低,同时隔仓板被粘糊后,又影响了磨内通风,这样又加剧了磨内的过粉磨。其次,从初始粒度方面分析,我们可以以单仓球磨机来分析,磨机入磨粒度大,磨机的出磨成品细度就粗,对多仓管磨机而言,喂入一仓的物料粒度大,一仓出料细度也大,相同,进入二仓粒度大,二仓出料细度也大,如此类推,成品的细度也大。要降低成品细度一方面要降低入磨物料粒度和进入各仓物料粒度,另一方面延长物料在磨机内的粉磨时间。但由于一般磨内隔仓板只能起球料分离作用,进入细磨仓的物料颗粒仍然很粗而且粒度分布很宽。一方面细磨仓的钢段不能有效地粉磨大颗粒物料,似乎需要延长粉磨时间才能达到要求;另一方面和大颗粒一起进入的微粉被反复粉磨,这样又可能产生过粉磨,使粉磨效率降低。总之,撇开其他因素,就粉磨工艺来说,普通磨机粉磨效率不高的原因,是由于存在与研磨体不相适应的大颗粒以及颗粒的不均匀性。

  微型研磨体的应用,对细磨仓粉磨效率的提高起着重要作用,可从以下方面得到解释。首先,由于筛分装置的限制,进入细磨仓的物料相对较细且没有粗颗粒,在细磨过程中,所需要的能量小,对磨细起决定作用的不再是冲击力的大小,而是研磨次数的多少。采用微型研磨体作为研磨介质,研磨体的个数上是普通钢段的20倍左右,因而对细粉的研磨次数增加,研磨作用大大加强。第二,就是我们习惯上所说的研磨体表面积越大,研磨能力越强。微型研磨体具有很大的表面积,每吨φ10×10mm的微段要比普通的φ25×30mm钢段在表面积上高1.6倍,研磨体表面积的大小与粉磨效率之间虽没有明确的定量关系,但肯定是有利的。第三,筛分装置和微型研磨体两者的作用效果使水泥成品中的颗粒分布产生变化(与普通开流磨比较),其均匀性提高。

  2、磨内各仓粉磨效率的不同

  这里以Φ3.0×11m为例, 台时产量为 26.0t/h。从图2中可以看出,具有三个仓室的开流管磨机内, 它们的仓位长度比: 一仓约为28%,二仓约为20%,三仓约为52%。为了说明, 我们把0.08mm筛的筛上料称为不合格料,筛下的称为合格料。在一仓内, 占全磨28%长度的仓位,生产出约为30%的合格料, 则平均每 1%的仓位长度,生产出约为1.07%的合格料;在二仓内,占全磨20%长度的仓位, 生产出约为17%合格料,则平均每1%的仓位长度上生产出约为0.85%的合格料; 在三仓内, 占全磨52%长度的仓位生产出约为34%的合格料,则平均每 1%的仓位长度上生产出约为0.62%合格料。再把它们化为以一仓为 1的各仓的比, 则它们大约各为 1、0.8、0.6的比例系数。这个系数我们把它称为仓长粉磨效率系数。 上述粉磨系数表明: 一仓主要是粗碎, 效率最高; 二仓主要是粉磨, 效率居中; 三仓主要是细粉磨, 效率最低。

  3、影响粉磨效率的各项因素

  在磨内一仓出口,合格料已达30%,到了二仓出口已达50%,这些合格料都不能及时排出磨外,与粗颗粒混杂一起进入二仓、再进入三仓,到了三仓还要继续等待与粗料一起粉磨到三仓出口,合格料达到95%左右时,才能排出磨外,完成粉磨任务。也就是说,不论粗、细,合格、不合格物料都要经过从磨头到磨尾全长13m的长度,要用23分钟左右的粉磨时间,因此合格料要在磨内无谓地牺牲粉磨有效容积和时间,并且形成过粉磨,严重降低了粉磨效率。

  在粉磨过程中,因过粉磨的存在,细粉料裹夹着大颗粒,减弱粗粒子的继续粉磨的推动力,严重减弱粉磨能力。同时,由于磨内颗粒级配分布范围宽广,给仓内研磨体级配的配置带来难度,因此存在着研磨体能量的严重浪费。

  除此之外,在生产上看到,磨尾出口的回转筛上有 3─5mm, 甚至有 5─8mm的残渣从水泥中分离出来,排出磨外。在筛余中也出现微量的粗颗粒。它的存在严重地影响着水泥细度的稳定和台时产量的提高,影响水泥质量早期强度的增长。

  通过上述分析,