高效節(jié)能預(yù)粉磨設(shè)備—柱磨機(jī)在水泥、礦渣粉磨工藝中的應(yīng)用
1 概述
水泥工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，其粉磨（水泥與礦渣）電耗占產(chǎn)品綜合電耗的60%以上，特別是礦渣微粉比表在400m2/kg以上時(shí)，其粉磨電耗高居在85kwh/t以上。目前粉磨工藝落后仍然是國(guó)內(nèi)眾多中小水泥企業(yè)的突出問題，采用傳統(tǒng)粉磨設(shè)備對(duì)電能的有效利用率不足3%，絕大部分電能沒有被有效利用。因此，采用粉磨新技術(shù)、新裝備等措施已成為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、節(jié)能降耗的有效途徑。長(zhǎng)沙深湘通用機(jī)器有限公司自主研制的高效節(jié)能預(yù)粉磨設(shè)備--柱磨機(jī)，使得實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的進(jìn)程大為加快。
2 柱磨機(jī)工作原理
采用連續(xù)反復(fù)中壓力的料床輥壓粉磨原理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、科學(xué)。該機(jī)上部傳動(dòng)，帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，使輥輪在環(huán)錐形內(nèi)襯中轉(zhuǎn)動(dòng)（輥、襯之間間隙可調(diào)，不接觸），物料從上部給入之后，靠自重和上部推料作用在輥輪與襯板之間形成的料層，受到輥輪的反復(fù)滾動(dòng)碾壓而成的粉末，最后從磨機(jī)的下部自動(dòng)卸料。由于輥輪只做規(guī)則的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，并可隨著料層的厚度及物料顆粒的大小而柔性波動(dòng)，且其作用力主要來自于擠壓力及彈性裝置給予的壓力，從而避免了輥輪與襯板因撞擊而產(chǎn)生的損耗及磨損，特別適合水泥和礦渣的預(yù)粉磨，其節(jié)能降耗效果十分明顯。
3 柱磨機(jī)的粉磨特點(diǎn)
3.1出磨物料細(xì)粉含量高
大顆粒物料入柱磨機(jī)時(shí)，通過輥輪和襯板的凹凸齒，進(jìn)行了軋臼式的粉碎而成細(xì)顆粒，落入輥輪與襯板之間形成料層，被反復(fù)碾壓成粉末。小顆粒物料（如礦渣）入柱磨機(jī)時(shí)，則可以通過儲(chǔ)料裝置控制下料速度，亦可使物料在工作腔內(nèi)得到充分碾壓，因此，柱磨機(jī)既可做熟料及混合料的預(yù)粉磨，又可單獨(dú)做礦渣等的預(yù)粉磨，其粉磨效果十分理想。
柱磨機(jī)粉磨水泥的粒級(jí)分布如下：
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物料
名稱 |
入磨
粒徑 |
出磨細(xì)度分布(mm) | ||||
|
-5 |
-2 |
-0.9 |
-0.08 |
-0.045 | ||
|
熟料 |
-40mm |
85% |
65% |
50% |
20% |
8% |
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物料
名稱 |
入磨
粒徑 |
出磨細(xì)度分布(mm) | |||
|
-0.9 |
-0.35 |
-0.08 |
-0.045 | ||
|
礦渣 |
-10mm |
70% |
46% |
20% |
8% |
3.2出磨物料的易磨性顯著提高
經(jīng)柱磨機(jī)反復(fù)碾壓的物料大部分呈粉狀，少部分粗顆粒內(nèi)部產(chǎn)生微裂痕,晶格已經(jīng)破壞，邦德功指數(shù)大幅下降,使物料易磨性顯著提高。據(jù)用戶反饋，經(jīng)柱磨機(jī)處理后的礦渣，其粉磨電耗至少可降低15kwh/t。
3.3易損件耐磨
其磨輥和內(nèi)襯在粉碎水泥熟料時(shí)的壽命一般均在一年以上。這主要因?yàn)椋篴.采用中壓力的料床碾壓粉磨原理；b.磨輥既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)，且不與內(nèi)襯接觸；c.磨輥和內(nèi)襯均采用了高耐磨的合金材料。
3.4環(huán)保效果好
磨輥與內(nèi)襯沒有直接接觸，工作噪音小于80dB；磨機(jī)內(nèi)部無鼓風(fēng)裝置，基本無揚(yáng)塵。
3.5設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高
柱磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，工作壓力不高，因此其故障率極低，與球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率相當(dāng)。
3.6應(yīng)用范圍廣
柱磨機(jī)出物料細(xì)度能根據(jù)要求調(diào)節(jié)，因此，既可在建材行業(yè)作水泥、礦渣的預(yù)粉磨，又可在非金屬礦行業(yè)作終粉磨，例如粉磨石膏至120目細(xì)粉，用于生產(chǎn)紙面石膏板；粉磨石灰石至150目，用于鍋爐煙氣脫硫。
4 柱磨機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表
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機(jī) 型 |
ZMJ900S |
ZMJ1050S |
ZMJ1150S |
ZMJ1600S | |
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生產(chǎn)能力（t/h） |
礦渣 |
30-35 |
40-45 |
70-80 |
150-200 |
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熟料 |
40-45 |
50-60 |
90-110 |
200-240 | |
|
進(jìn)料粒度（mm） |
≤40 |
≤45 |
≤50 |
≤60 | |
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電機(jī)功率（kw） |
110 |
185 |
250 |
380 | |
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設(shè)備外形尺寸（m） |
φ2.5×3.3 |
φ2.9×4.4 |
φ3.4×4.7 |
φ3.9×5.8 | |
5 柱磨機(jī)在水泥粉磨系統(tǒng)中的工藝流程
采用柱磨機(jī)作為球磨機(jī)的預(yù)粉磨工藝，可以大幅度的降低系統(tǒng)電耗和較大幅度的提高球磨機(jī)的處理能力，在柱磨機(jī)用于水泥建材行業(yè)作為球磨機(jī)預(yù)粉磨中，一般采用或可采用以下幾種預(yù)粉磨工藝流程。
5.1工藝流程一：開路預(yù)粉磨
此工藝簡(jiǎn)單，投資省，柱磨機(jī)出料直接進(jìn)入球磨機(jī)，應(yīng)用于水泥、礦渣生產(chǎn)線，系統(tǒng)提產(chǎn)幅度40%以上。
5.2工藝流程二：閉路預(yù)粉磨
在工藝流程一中加篩分設(shè)備構(gòu)成閉路預(yù)粉磨，篩上料返回柱磨機(jī)，篩下料入球磨機(jī)，保證了入球磨機(jī)物料的細(xì)度與均勻度，易于球磨級(jí)配的調(diào)整。主要應(yīng)用于水泥生產(chǎn)工藝，系統(tǒng)提產(chǎn)幅度60%以上。
5.3工藝流程二：閉路預(yù)粉磨
此工藝是將瀑流式選機(jī)替換工藝流程二的篩分設(shè)備，可控制物料全部小于1mm入球磨，用于水泥生產(chǎn)工藝中系統(tǒng)提產(chǎn)幅度達(dá)80%以上。
6 柱磨機(jī)預(yù)粉磨系統(tǒng)的效益分析
6.1系統(tǒng)提產(chǎn)40%以上
柱磨機(jī)出磨（球磨機(jī)入磨）物料粒度已基本成為粉狀料，其中達(dá)到水泥細(xì)度要求，粒度≤0.08mm的已占20%左右，且粗顆粒也均已產(chǎn)生微裂痕，增加了物料的易磨性，十分有利于球磨機(jī)的研磨，提產(chǎn)幅度高。
6.2系統(tǒng)節(jié)電30%左右
（a）柱磨機(jī)料床碾壓粉磨方式，輥輪與襯板之間沒有接觸;（b）將球磨機(jī)一部分粉磨工作交給柱磨機(jī)，而碾壓粉碎的有效功遠(yuǎn)高于球磨機(jī)的有效功，故節(jié)能效果顯著。
6.3綜合效益
使用柱磨機(jī)預(yù)粉磨工藝后，比表增加30-50m2/kg，水泥質(zhì)量明顯提高，可增摻5-15%的混合材（礦渣），大幅降低生產(chǎn)成本。另外，球磨機(jī)研磨體球徑下降，在相同裝載量下總比表面積增加，粉磨效率提高，研磨體鋼耗減小。
7 結(jié)論
柱磨機(jī)采用科學(xué)的料床輥壓粉磨原理，作為預(yù)粉磨設(shè)備已在全國(guó)多家水泥、礦渣生產(chǎn)企業(yè)中廣泛應(yīng)用，其效果顯示：系統(tǒng)提產(chǎn)幅度大，粉磨能耗節(jié)電30%左右。柱磨機(jī)已成為水泥、礦渣企業(yè)革新挖潛、節(jié)能降耗的首選預(yù)粉磨設(shè)備之一。
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