立式輥磨機的粉磨機理及實驗研究

王佳+高明+黃昊

摘要：本文根據(jù)水泥廠使用立式輥磨機的粉磨過程，對立式輥磨機的粉磨機理及實驗進行研究分析。

關(guān)鍵詞：立式輥磨機；粉磨機；實驗

目前對立式輥磨機的研究工作主要從兩方面進行： 一是進行粉磨機理的研究，以便在主要結(jié)構(gòu)上作改進，使粉磨能力和細度有所突破； 二是對礦物進行粉磨試驗研究，研究粉磨的最佳工藝參數(shù)，得出某種物料最適宜的機型。我國曾在上世紀90年代引進設備，并加以消化吸收。為了系統(tǒng)研究立式輥磨機的原理、各種因素對磨機性能的影響以及不同礦物對磨機的適應性（這種適應性很難用理論分析解釋，只能用磨礦試驗來分析）等問題，作者設計了試驗性立式輥磨機，并作了一些研究。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便，為立式輥磨機的性能研究以及少量細粉的制備提供了有效手段。

一、立式輥磨機的組成與工作機理

（一）立式輥磨機結(jié)構(gòu)組成

立式輥磨機主要由主電機、主減速機、輔助傳動裝置、分離器、架體、磨輥組、磨盤、張緊裝置、扭矩支撐、安裝與檢修裝置、密封空氣管路、測量與密封空氣管路（密封風機）、噴口環(huán)、磨輥測溫裝置、張緊液壓管路、基礎(chǔ)等部分組成，見圖1。

（二）立式輥磨機的工作機理

立式輥磨機是按全風掃、部分外循環(huán)原理進行烘干兼粉磨作業(yè)，碾壓粉碎、風掃烘干和選粉為一體。物料從磨機喂料口喂入到磨盤軌道上，物料借助于磨盤和磨輥之間的相對運動被碾壓粉碎，被粉碎到一定細度的物料，借助磨盤轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的離心力向外滑動。磨盤外沿處設有噴口環(huán)，在這里具有烘干能力的高速熱氣流，將這些物料吹向上方，當物料繼續(xù)上升到設在磨機殼體上方的分離器區(qū)域時被分離器進行分離，被分離出的合格粒度物料繼續(xù)被氣流帶出磨機而不合格的較粗粒度物料經(jīng)返料斗再回到磨盤實現(xiàn)再次碾壓粉碎。入磨物料一般需要研磨及穿過上升氣流又落下再研磨，這樣循環(huán)多次，才能達到出磨物料細度。

二、立式輥磨機實驗研究分析

立式輥磨機的生產(chǎn)能力取決于磨機的粉磨和烘干能力，粉磨能力決定于物料的易磨性、輥壓和磨機規(guī)格的大小。在物料相同、輥壓一定的情況下，磨機的產(chǎn)量與物料的受壓面積即磨輥的尺寸有關(guān)；而每一磨輥碾壓的物料量正比于磨輥的寬度、料層厚度和磨盤的線速度；立式輥磨機碾磨應力是按630kN/m?設計的。

立式輥磨機的選型必須經(jīng)過MPS32立磨實驗系統(tǒng)進行立磨選型實驗，根據(jù)選型結(jié)果為用戶選擇適當?shù)牧⒛バ吞枺覀冊陂_發(fā)立式輥磨機之前，統(tǒng)計了歷年MPS32立磨所做實驗的部分實驗結(jié)果，取其實驗產(chǎn)量、單位電耗平均值確定了磨機型號、產(chǎn)量指標、電耗指標（磨機主電機功率）等；并根據(jù)單位磨耗指標（平均值）確定磨輥襯板、磨盤襯板的有效重量，以保證此兩種易損件的壽命都大于8000h。同時，依據(jù)MLS立磨磨輥與磨盤的比例關(guān)系確定了立式輥磨機磨輥的直徑和磨輥寬度；確定單個磨輥碾磨壓力1800kN，液壓缸的工作壓力范圍18MPa。

設計中，我們詳細研究了磨機的粉磨能力和烘干能力，在確保磨機的粉磨能力的前提下確定磨機的烘干能力。其次，在實驗的基礎(chǔ)上確定立磨系統(tǒng)中的風量、磨內(nèi)壓差、磨機入磨熱風溫度等參數(shù)滿足工藝的需求。注意：這些參數(shù)應是一個平衡的整體，在正常運轉(zhuǎn)過程中改變一個參數(shù)，其他參數(shù)也應做相應的調(diào)節(jié)。最后確定磨機的結(jié)構(gòu)尺寸，例如筒體直徑、進風口尺寸、出風口尺寸、進料口尺寸、噴口環(huán)面積等。最終確定立式輥磨機的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

根據(jù)磨輥和磨盤的受力情況，確定磨輥軸承的型號和使用壽命大于8000h。對液壓缸總成結(jié)構(gòu)、磨輥與壓力框架鉸接軸承和磨盤座的結(jié)構(gòu)等進行了優(yōu)化設計。另為確保磨機主要部件設計合理、使用可靠，對磨盤座及壓力框架等主要承載的大型部件進行了動、靜態(tài)載荷下的結(jié)構(gòu)分析與計算，優(yōu)化確定壓力框架截面尺寸找出磨盤座上應力平均分配的、有利于澆注工藝的最佳形狀，并充分考慮了熱應力的影響。

三、結(jié)合語

1.目前，立式輥磨機已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，并可根據(jù)用戶要求設計出各種規(guī)格的立磨，用于粉磨水泥生料、水泥熟料、礦渣、鋼渣、水泥、煤等。

2.立式輥磨機技術(shù)性能優(yōu)勢明顯，可對我國水泥工業(yè)實現(xiàn)節(jié)能高產(chǎn)運行起到極大的推動作用。

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