立式輥磨機(jī)的粉磨機(jī)理及實(shí)驗(yàn)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(jī)的粉磨過程，對(duì)立式輥磨機(jī)的粉磨機(jī)理及實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究分析。

關(guān)鍵詞：立式輥磨機(jī)；粉磨機(jī)；實(shí)驗(yàn)

目前對(duì)立式輥磨機(jī)的研究工作主要從兩方面進(jìn)行： 一是進(jìn)行粉磨機(jī)理的研究，以便在主要結(jié)構(gòu)上作改進(jìn)，使粉磨能力和細(xì)度有所突破； 二是對(duì)礦物進(jìn)行粉磨試驗(yàn)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(jī)型。我國(guó)曾在上世紀(jì)90年代引進(jìn)設(shè)備，并加以消化吸收。為了系統(tǒng)研究立式輥磨機(jī)的原理、各種因素對(duì)磨機(jī)性能的影響以及不同礦物對(duì)磨機(jī)的適應(yīng)性（這種適應(yīng)性很難用理論分析解釋，只能用磨礦試驗(yàn)來分析）等問題，作者設(shè)計(jì)了試驗(yàn)性立式輥磨機(jī)，并作了一些研究。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便，為立式輥磨機(jī)的性能研究以及少量細(xì)粉的制備提供了有效手段。

一、立式輥磨機(jī)的組成與工作機(jī)理

（一）立式輥磨機(jī)結(jié)構(gòu)組成

立式輥磨機(jī)主要由主電機(jī)、主減速機(jī)、輔助傳動(dòng)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(cè)量與密封空氣管路（密封風(fēng)機(jī)）、噴口環(huán)、磨輥測(cè)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(jī)的工作機(jī)理

立式輥磨機(jī)是按全風(fēng)掃、部分外循環(huán)原理進(jìn)行烘干兼粉磨作業(yè)，碾壓粉碎、風(fēng)掃烘干和選粉為一體。物料從磨機(jī)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(duì)運(yùn)動(dòng)被碾壓粉碎，被粉碎到一定細(xì)度的物料，借助磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的離心力向外滑動(dòng)。磨盤外沿處設(shè)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(dāng)物料繼續(xù)上升到設(shè)在磨機(jī)殼體上方的分離器區(qū)域時(shí)被分離器進(jìn)行分離，被分離出的合格粒度物料繼續(xù)被氣流帶出磨機(jī)而不合格的較粗粒度物料經(jīng)返料斗再回到磨盤實(shí)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(dá)到出磨物料細(xì)度。

二、立式輥磨機(jī)實(shí)驗(yàn)研究分析

立式輥磨機(jī)的生產(chǎn)能力取決于磨機(jī)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(jī)規(guī)格的大小。在物料相同、輥壓一定的情況下，磨機(jī)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(jī)碾磨應(yīng)力是按630kN/m?設(shè)計(jì)的。

立式輥磨機(jī)的選型必須經(jīng)過MPS32立磨實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行立磨選型實(shí)驗(yàn)，根據(jù)選型結(jié)果為用戶選擇適當(dāng)?shù)牧⒛バ吞?hào)，我們?cè)陂_發(fā)立式輥磨機(jī)之前，統(tǒng)計(jì)了歷年MPS32立磨所做實(shí)驗(yàn)的部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果，取其實(shí)驗(yàn)產(chǎn)量、單位電耗平均值確定了磨機(jī)型號(hào)、產(chǎn)量指標(biāo)、電耗指標(biāo)（磨機(jī)主電機(jī)功率）等；并根據(jù)單位磨耗指標(biāo)（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(shí)，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(jī)磨輥的直徑和磨輥寬度；確定單個(gè)磨輥碾磨壓力1800kN，液壓缸的工作壓力范圍18MPa。

設(shè)計(jì)中，我們?cè)敿?xì)研究了磨機(jī)的粉磨能力和烘干能力，在確保磨機(jī)的粉磨能力的前提下確定磨機(jī)的烘干能力。其次，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定立磨系統(tǒng)中的風(fēng)量、磨內(nèi)壓差、磨機(jī)入磨熱風(fēng)溫度等參數(shù)滿足工藝的需求。注意：這些參數(shù)應(yīng)是一個(gè)平衡的整體，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中改變一個(gè)參數(shù)，其他參數(shù)也應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)節(jié)。最后確定磨機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸，例如筒體直徑、進(jìn)風(fēng)口尺寸、出風(fēng)口尺寸、進(jìn)料口尺寸、噴口環(huán)面積等。最終確定立式輥磨機(jī)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(hào)和使用壽命大于8000h。對(duì)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(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。另為確保磨機(jī)主要部件設(shè)計(jì)合理、使用可靠，對(duì)磨盤座及壓力框架等主要承載的大型部件進(jìn)行了動(dòng)、靜態(tài)載荷下的結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算，優(yōu)化確定壓力框架截面尺寸找出磨盤座上應(yīng)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(yīng)力的影響。

三、結(jié)合語

1.目前，立式輥磨機(jī)已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，并可根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)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(jī)技術(shù)性能優(yōu)勢(shì)明顯，可對(duì)我國(guó)水泥工業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能高產(chǎn)運(yùn)行起到極大的推動(dòng)作用。

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