第二組 水泥球磨機(jī)

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1、 球磨機(jī)的節(jié)能與自動(dòng)控制 摘要 球磨機(jī)是物料被破碎之后，再進(jìn)行粉碎的關(guān)鍵設(shè)備。球磨機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的高細(xì)磨機(jī)械之一，其種類(lèi)有很多。球磨機(jī)是水泥生產(chǎn)的主要粉磨設(shè)備，對(duì)物料的物理性質(zhì)波動(dòng)的適應(yīng)性較強(qiáng)，物料烘干和粉磨可同時(shí)進(jìn)行，粉碎比大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，但是其能耗很高，設(shè)備笨重且噪聲較大。 本文主要介紹了球磨機(jī)的工作原理，粉磨原理；球磨機(jī)粉磨效率與電耗的關(guān)系；以及如何實(shí)現(xiàn)電耗與粉磨效率的自動(dòng)控制。 關(guān)鍵詞：球磨機(jī)；粉磨效率；自動(dòng)控制

2、 目錄 摘要....................................................(I)第1章 球磨機(jī)的工作原理、粉磨原理........................(1) 第2章 球磨機(jī)粉磨效率與電耗的關(guān)系.......................(3) 第3章 如何實(shí)現(xiàn)電耗與粉磨效率的自動(dòng)控制.................(5) 參考文獻(xiàn).......................................

3、.........(6) II 第1章 球磨機(jī)的工作原理、粉磨原理 球磨機(jī)的主機(jī)是由鋼板卷制而成的回轉(zhuǎn)筒體。筒體的兩端裝有帶空心軸的端蓋，筒體內(nèi)壁有襯板，磨內(nèi)裝有不同規(guī)格的研磨體。 當(dāng)磨機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)，研磨體由于離心力的作用貼附在簡(jiǎn)體襯板表面，隨簡(jiǎn)體一起回轉(zhuǎn)；被帶到一定高度時(shí)，由于其本身的重力作用，像拋射體一樣落下，沖擊筒內(nèi)的物料。在磨機(jī)回轉(zhuǎn)過(guò)程中，研磨體還以滑動(dòng)和滾動(dòng)方式研磨襯板與研磨體間及相鄰研磨體間的物料，如圖1所示。 圖1 球磨機(jī)工作原理圖 在磨機(jī)回轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于磨頭不斷的強(qiáng)制喂料，而物料又隨著簡(jiǎn)體一起回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成物料向前壓；再利用進(jìn)料端和出料端之間物料本身

4、的物料高度差加上磨尾不斷抽風(fēng)，盡管磨體水平放置，物料也能不斷地向出料端移動(dòng)，直至排出磨體。當(dāng)磨機(jī)以不同轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)時(shí)，筒體內(nèi)研磨體可能出現(xiàn)三種基本情況。當(dāng)轉(zhuǎn)速太快時(shí)，研磨體與物料貼附在筒體上一起回轉(zhuǎn)，稱(chēng)為“周轉(zhuǎn)狀態(tài)”，研磨體對(duì)物料起不到研磨和沖擊作用；轉(zhuǎn)速太慢，不足以將研磨體帶到一定高度，研磨體下落的能量不大，稱(chēng)為“傾卸狀態(tài)”研磨體對(duì)物料的沖擊和研磨作用也不大；轉(zhuǎn)速比較適中時(shí)，研磨體提升到一定高度后拋落下來(lái)，稱(chēng)為“拋落狀態(tài)”，研磨體對(duì)物料有較大的沖擊和研磨作用，粉磨效果較好。 實(shí)際上，研磨體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是很復(fù)雜的，在貼附在磨機(jī)筒壁上的運(yùn)動(dòng)；有沿筒壁和研磨體層向下的滑動(dòng)，有類(lèi)似拋射體的拋落運(yùn)動(dòng)及波動(dòng)

5、等。 球磨機(jī)對(duì)物料物理性質(zhì)必定的適應(yīng)性較強(qiáng)，能連續(xù)生產(chǎn)，且生產(chǎn)能力較大；粉碎比大，產(chǎn)品細(xì)度和顆粒級(jí)配易于調(diào)節(jié)，顆粒形貌近似球形，有利于水泥的水化和硬化；物料的粉磨和烘干可以同時(shí)進(jìn)行，粉磨的同時(shí)對(duì)物料有混合，攪拌，均化作用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)率高，維護(hù)管理簡(jiǎn)單，操作可靠。但是，球磨機(jī)的粉磨效率低，只有2%-3%，研磨體和襯板的消耗量大，設(shè)備笨重，噪聲大。 按一定粉磨流程配置的主機(jī)及輔機(jī)組成的系統(tǒng)稱(chēng)作粉磨系統(tǒng)。根據(jù)物料在磨機(jī)內(nèi)通過(guò)的次數(shù)，可將粉磨系統(tǒng)分為開(kāi)路流程和閉路流程。 （1） 開(kāi)路流程 在粉磨過(guò)程中，物料僅通過(guò)磨機(jī)一次，卸出來(lái)即為成品的流程為開(kāi)路流程如圖2所示。其優(yōu)點(diǎn)是：流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少

6、，投資少，操作簡(jiǎn)便。其缺點(diǎn)是：由于物料全部達(dá)到細(xì)度要求才能出磨，已經(jīng)被磨細(xì)的物料在磨內(nèi)會(huì)出現(xiàn)過(guò)粉磨現(xiàn)象，并形成沖擊墊層，妨礙粗料進(jìn)一步磨細(xì)，從而降低了研磨效率，增加電耗。 （2） 閉路流程 物料出磨后經(jīng)分級(jí)設(shè)備分選，合格的物料為成品，偏粗的物料返回磨內(nèi)重 磨的流程為閉路流程，如圖3所示。其優(yōu)點(diǎn)是：合格的細(xì)粉及時(shí)選出，減少了過(guò)粉磨現(xiàn)象，產(chǎn)量比同規(guī)格的開(kāi)路磨提高15%——25%，產(chǎn)品粒度較均齊，顆粒組成較理想，產(chǎn)品細(xì)度易于調(diào)節(jié)。適用于生產(chǎn)各種不同細(xì)度要求的水泥。由于散熱面積大，磨內(nèi)溫度較低。其缺點(diǎn)是：流程復(fù)雜，設(shè)備多，投資大，廠房高，操作復(fù)雜，維修工作量大。 圖2 開(kāi)路流程 圖

7、3 閉路流程 第2章 球磨機(jī)粉磨效率與電耗的關(guān)系 球磨機(jī)工作效率低，能耗高，金屬消耗量大，為了降低生產(chǎn)成本，就必須在了解粉磨作業(yè)特點(diǎn)的前提下，根據(jù)物料的性質(zhì)入料細(xì)度和出磨產(chǎn)品細(xì)度要求。合理選擇粉磨工藝流程和粉磨設(shè)備，為此各有關(guān)行業(yè)的粉磨作業(yè)都規(guī)定了技術(shù)條件和工藝技術(shù)指標(biāo)。 粉磨作業(yè)的技術(shù)條件是指入磨物料的粒度，易磨性，水分和溫度以及產(chǎn)品細(xì)度要求，上述這些是選擇粉磨工藝，粉磨設(shè)備和進(jìn)行生產(chǎn)管理的依據(jù)。 1入磨物料的粒度 入磨物料的粒度對(duì)磨機(jī)的產(chǎn)量質(zhì)量和動(dòng)力消耗影響很大。料度小，喂料均勻則容易粉磨粉磨。磨機(jī)的產(chǎn)量質(zhì)量也高，動(dòng)力消耗也低，入料粒度大喂料不均勻，

8、粉磨就困難，磨機(jī)質(zhì)量產(chǎn)量低，動(dòng)力消耗也大。入磨粒度越小，對(duì)提高磨機(jī)產(chǎn)量質(zhì)量指標(biāo)越有利，但降低入料粒度將受到設(shè)備條件的限制，不同的物料入磨粒度要控制在一定范圍內(nèi)。孰料＜30mm，石灰石＜25mm，石膏＜50mm 混合材料＜30mm 對(duì)于規(guī)格直徑小于1.5M的磨機(jī)，由于研磨體的規(guī)格和沖擊能力小，入磨物料的粒度最好控制在10-15mm以?xún)?nèi)。 2 物料的易磨性 物料的易磨性是指物料被粉磨的難易程度，用相對(duì)易磨系數(shù)表示測(cè)定方法，以平潭標(biāo)準(zhǔn)樣品，用化驗(yàn)室小磨機(jī)將等量的標(biāo)準(zhǔn)樣品和被測(cè)物料分別粉磨相同的時(shí)間，所得表面積之比即為相對(duì)易磨系數(shù) K=S/S0 式中 K---相對(duì)易磨系數(shù)

9、 S----被測(cè)物料比表面積。 S0----標(biāo)準(zhǔn)樣品的比表面積。 所用標(biāo)準(zhǔn)樣品還有濕法回轉(zhuǎn)窯孰料。易磨系數(shù)的大小與無(wú)聊的結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。通過(guò)上述分析可知道：在可能的條件下，應(yīng)盡量選用易磨系數(shù)大的原料，采取措施，改善孰料的易磨性。 3 入磨物料的水分 干法磨時(shí)，入磨物料水分對(duì)磨機(jī)的產(chǎn)量質(zhì)量和操作影響很大，磨機(jī)粉磨物料時(shí)，筒體內(nèi)的溫度比較高，如果入磨物料含水分過(guò)大會(huì)產(chǎn)生很多水蒸氣，使磨內(nèi)氣體濕含量增大，因而細(xì)顆粒物料粘在研磨體和襯板上，形成“物料墊”，使粉磨效率顯著降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將隔倉(cāng)板和出料蓖板孔眼堵塞，阻止物料通過(guò)，以至出現(xiàn)飽磨現(xiàn)象，甚至?xí)斐蓤?jiān)固的“磨內(nèi)圈

10、”被迫停止清理。對(duì)于入磨物料水分一定要嚴(yán)格控制，但物料過(guò)于干燥，在磨內(nèi)流動(dòng)速度加快，會(huì)出現(xiàn)跑粗現(xiàn)象，影響產(chǎn)品質(zhì)量。物料中保持少量的水分，在磨內(nèi)氣化時(shí)，可以帶走部分熱量對(duì)降低磨溫，提高粉磨效率有很大好處。入磨物料平均水分控制在1%-1.5%為宜。 4 入磨物料溫度 物料在磨內(nèi)粉磨過(guò)程中要產(chǎn)生大量的熱量，如果入磨的物料溫度過(guò)高，則粉磨物料溫度就會(huì)很高，磨內(nèi)溫度過(guò)高所帶來(lái)的一系列不良后果，如下： (1)磨內(nèi)溫度高達(dá)120℃左右時(shí)，其中的石膏即二水硫酸鈣就會(huì)脫水，生成半水石膏或完全脫水，變成無(wú)水石膏，使之引起水泥速度凝固或者假凝，影響水泥質(zhì)量。 （2）會(huì)發(fā)生糊球和聚結(jié)現(xiàn)象，細(xì)粉粘附在研磨體和

11、襯板的表面上，使粉磨效率降低，電耗增加一般入磨物料溫度超過(guò)80℃時(shí)，水泥磨產(chǎn)量降低10%-15%，因此不少工廠在其表面淋水以降溫。 5 出磨產(chǎn)品細(xì)度 產(chǎn)品細(xì)度對(duì)該產(chǎn)品以后要進(jìn)行的物理，化學(xué)反應(yīng)的效果有很大影響。通過(guò)粉磨不僅增加了物料的比表面積，同時(shí)使物料顆粒表面也受到破壞以至于破裂。使參加反應(yīng)的其他物料更難滲透到顆粒中。水泥生料的細(xì)度一般控制在0.08mm方孔篩篩余為8%-10%范圍內(nèi)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不同的水泥細(xì)度要求不同，各生產(chǎn)廠一般多控制在5%-8%范圍內(nèi)。 第3章 如何實(shí)現(xiàn)電耗與粉磨效率的自動(dòng)控制 如何實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)粉磨效率最大化是球磨機(jī)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的目的，在球磨機(jī)生產(chǎn)廠家技術(shù)創(chuàng)新

12、中，在穩(wěn)定球磨機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，在球磨機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行中關(guān)注球磨機(jī)四大主要參數(shù)加速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)研磨效率的最大化。 1、球磨機(jī)入磨物料水分一般入磨物料水分應(yīng)控制在1%左右，若水分大細(xì)粉易糊在研磨體，襯板和隔倉(cāng)板的篦孔上，使粉磨效率降低，球磨機(jī)產(chǎn)量降低，當(dāng)水分達(dá)到5%左右時(shí)，球磨機(jī)基本上不能正常工作，目前多數(shù)規(guī)模小些的企業(yè)基本上都沒(méi)有烘干機(jī)，尤其是雨水多的地方或霉雨季節(jié)對(duì)磨機(jī)產(chǎn)量影響很大，嚴(yán)重時(shí)生料磨產(chǎn)量供不上用，使全廠產(chǎn)量都受影響，影響市場(chǎng)和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。 2、球磨機(jī)研磨物料的給礦粒度大小對(duì)球磨機(jī)生產(chǎn)能力的也有影響，在其他條件不變的情況下，給礦粒度大，球磨機(jī)的生產(chǎn)能力下降。給礦粒度小，

13、球磨機(jī)的生產(chǎn)能力會(huì)提高。 3、球磨機(jī)研磨體的級(jí)配和研磨體的裝載量合適與否，不僅影響著球磨機(jī)產(chǎn)量，還影響產(chǎn)品細(xì)度。因此球磨機(jī)研磨體級(jí)配和研磨體的裝載量也是阻礙球磨機(jī)實(shí)現(xiàn)效率最大化的重要因素。 4、 球磨機(jī)通風(fēng)問(wèn)題，若球磨機(jī)通風(fēng)好，有利于溫度、水分的及時(shí)排出，有利于微粉及時(shí)排出減少緩沖作用，提高粉磨效率，否則相反 水泥粉磨系統(tǒng)已廣泛采用電子定量喂料秤、自動(dòng)化儀表及電子計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化，以進(jìn)一步穩(wěn)定磨機(jī)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。磨內(nèi)作業(yè)主要利用電耳、提升機(jī)負(fù)荷、選粉機(jī)回粉量及利用輥式磨內(nèi)壓差等進(jìn)行磨機(jī)的負(fù)荷控制，對(duì)石膏摻加量等亦可用X—熒光分析儀、電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行配料控制

14、。 在鋼球磨系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大型化的同時(shí)，創(chuàng)新研發(fā)擠壓粉磨技術(shù)和裝備。采用大型磨機(jī)不但可以提高粉磨效率、降低襯板和研磨體消耗，減少占地面積，并且可以簡(jiǎn)化工藝流程，減少輔助設(shè)備，也有利于降低產(chǎn)品成本。長(zhǎng)期以來(lái)，雖然圈流式鋼球磨機(jī)作為水泥粉磨設(shè)備的基本型式，但由于開(kāi)流磨機(jī)具有工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便和易于進(jìn)行自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，許多小型磨機(jī)仍然采用，丹麥?zhǔn)访芩构驹谛′摱文サ幕A(chǔ)上，把兩級(jí)磨合并在一個(gè)磨機(jī)上，開(kāi)發(fā)了康必丹(Combidan)磨，既能用于開(kāi)流，也能用于圈流。 使用鋼球磨機(jī)粉磨物料時(shí)，會(huì)使大部分輸入能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軅鬟f給物料，使粉磨物料的溫度上升到100t以上。這樣，不但會(huì)使二水石膏脫水，失去作為

15、水泥緩凝劑的作用，而且溫度過(guò)高還會(huì)使物料黏結(jié)，黏糊研磨介質(zhì)，從而降低粉磨效率。因此，為了降低水泥粉磨時(shí)的溫度，提高粉磨效率，改善水泥品質(zhì)，廣泛采用了許多新的冷卻方法。例如：向磨內(nèi)噴水，在選粉機(jī)內(nèi)通風(fēng)冷卻和采用水泥冷卻器對(duì)出磨水泥進(jìn)行冷卻等。 在廣泛推廣應(yīng)用擠壓粉磨的同時(shí)，在粉狀物料輸送方面，研發(fā)機(jī)械輸送粉狀的超高超重提升機(jī)、密封皮帶機(jī)、新型空氣斜槽等裝備，代替氣力輸送粉體物料舊模式，力求水泥生產(chǎn)綜合電耗的進(jìn)一步降低。 參考文獻(xiàn) 【1】劉輝敏；北京化學(xué)工業(yè)出版社；《水泥生產(chǎn)技術(shù)》；2013 【2】芮君渭，彭寶利；北京化學(xué)工業(yè)出版社；《水泥粉磨工藝及設(shè)備》；2006 【3】陳紹龍，李福州；北京化學(xué)工業(yè)出版社；《水泥生產(chǎn)破碎與粉磨工藝技術(shù)》；2007 【4】李堅(jiān)利，周惠群；武漢理工大學(xué)出版社；《水泥生產(chǎn)工藝》；2008 【5】李海濤；北京化學(xué)工業(yè)出版社；《新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備》；2006 - 6 -