利用隔倉板和活化襯板調(diào)控水泥磨內(nèi)料流的方法研究

閆 偉，桑圣歡（南京凱盛國際工程有限公司，江蘇 南京 210036）

0 引言

水泥生產(chǎn)中，水泥磨以兩種方式運行：開流操作和圈流操作。早期圈流系統(tǒng)因物料能及時的從磨內(nèi)排出，過粉磨少，粉磨效率高，單位電耗低，單位容積產(chǎn)量大，產(chǎn)品粒度分布均勻[1]等優(yōu)點而被大規(guī)模推廣。但隨著水泥輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨技術(shù)的發(fā)展以及立磨聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的成熟應(yīng)用，現(xiàn)進(jìn)入水泥管磨機(jī)的物料粒度有越來越小的趨勢。以某粉磨系統(tǒng)為例，出輥壓機(jī)或立磨的物料粒度已經(jīng)達(dá)到了1～2mm，這種改變對管磨機(jī)的設(shè)計及應(yīng)用提出了新的要求。

由于研磨體在磨內(nèi)的運動具有隨機(jī)性，入料粒度的降低，會使研磨體的直徑相應(yīng)減小，在填充率不變的情況下，研磨體的數(shù)量會增加，這樣就會導(dǎo)致物料被沖擊、研磨的概率增大，有利于成品的生成。現(xiàn)在隨著進(jìn)料粒度的減小，水泥磨開流操作因為其電耗低，投資省，循環(huán)負(fù)荷小等優(yōu)點已經(jīng)被越來越多的廠家所接受。而如何在開流操作中克服以往過粉磨，跑粗等缺點，以及如何實現(xiàn)水泥磨既能開流操作，也能適應(yīng)圈流系統(tǒng)，成為了新的課題。

對同一規(guī)格的管磨機(jī)而言，開流和圈流操作所需的產(chǎn)量要求差異較大，而進(jìn)料粒度的減小，有利于物料在磨內(nèi)的流通，進(jìn)而會縮短物料在磨內(nèi)的停留時間。故對水泥磨處理量及物料流速的調(diào)控，成為現(xiàn)階段水泥磨設(shè)計及操作的關(guān)鍵所在。

1 料流調(diào)控方法與手段

在結(jié)構(gòu)上，影響喂料量及磨內(nèi)流速的因素主要有：磨內(nèi)襯板結(jié)構(gòu)及排布，隔倉板的形式，揚(yáng)料板的形式及布置。而對料流的有效調(diào)控，主要通過以下手段來實現(xiàn)。

1.1 隔倉板調(diào)控

隔倉板調(diào)控是近幾年剛出現(xiàn)的新的調(diào)控手段，也是很有應(yīng)用前景的一種調(diào)控方式，特別是針對雙層隔倉板，它克服了單層隔倉板過料量過小，過度依賴前后料壓的缺點，但是由于雙層隔倉板為強(qiáng)制過料，故由一倉進(jìn)入二倉的物料量無法得到調(diào)控。特別是隨著進(jìn)料粒度的變化，當(dāng)進(jìn)磨粒度明顯減小時，雙層隔倉板表現(xiàn)出了過料量太大的缺點，因此我們可以通過平衡、調(diào)控隔倉板的過料量來實現(xiàn)磨內(nèi)的料流可控。

如圖1所示，隔倉板調(diào)控主要是通過改變隔倉板卸料口的卸料能力或揚(yáng)料板的揚(yáng)料能力來實現(xiàn)。

圖1 隔倉板調(diào)控原理示意圖

1.1.1 卸料口調(diào)控

雙層隔倉板的工作原理為：經(jīng)過一倉研磨破碎后的物料，通過前篦板及細(xì)篩板，進(jìn)入到隔倉板中部，隨磨轉(zhuǎn)動過程中在揚(yáng)料板的作用下被揚(yáng)起至隔倉板頂部，隨后在重力的作用下沿著揚(yáng)料板滑落至中心孔上方的出料口處。因此，通過改變隔倉板出料口結(jié)構(gòu)以調(diào)控料流成為了可能。通過在隔倉板卸料口增加調(diào)控裝置，使卸料口的大小變得可調(diào)，這樣被揚(yáng)起的物料有一部分因卸料口變小而留在隔倉板中被再次循環(huán)。由于物料通過前篦板及細(xì)篩板進(jìn)入揚(yáng)料板區(qū)域是靠料壓的推動作用，故留存在隔倉板中沒有通過卸料口的物料在轉(zhuǎn)動過程中再次回落至磨體底部時會增大隔倉板中的料壓，從而使得通過前篦板的物料量變小。

卸料口大小的不同，會導(dǎo)致在隔倉板內(nèi)部循環(huán)的物料量不同，進(jìn)而致使隔倉板中的料壓不同，這樣依賴一倉的料壓才能進(jìn)入隔倉板的物料量變?yōu)榱丝煽亍?/p>

1.1.2 揚(yáng)料板調(diào)控

揚(yáng)料板調(diào)控的原理是：將揚(yáng)料板設(shè)計為活動式或組合式，在轉(zhuǎn)動過程中通過改變活動式揚(yáng)料板與隔倉板外圈的間隙大小，或者調(diào)控組合式揚(yáng)料板上的通孔大小，使得揚(yáng)料板上的物料在其沿?fù)P料板滑落過程中被漏至下一個揚(yáng)料板上，從而實現(xiàn)一部分物料在隔倉板中循環(huán)，進(jìn)而改變隔倉板中的料壓，達(dá)到調(diào)控料流的目的。

現(xiàn)階段的水泥磨，特別是圈流磨，由于磨內(nèi)拉風(fēng)的原因，通過隔倉板中心孔的高速氣流的裹帶效應(yīng)，致使在隔倉板出料側(cè)存在無料區(qū)，有時這一區(qū)域會達(dá)到1.5m[2]。無料區(qū)的存在，將大大縮短磨機(jī)的有效研磨長度，進(jìn)而縮小物料的停留時間。而且通過改變隔倉板的結(jié)構(gòu)，增加物料引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，可以有效的抑制隔倉板中心孔這種“噴流”，“風(fēng)洞”現(xiàn)象，有效的增大磨機(jī)的有效研磨長度，使物料分布得到改善。實際運用表明，隔倉板調(diào)控是一種方便快捷的調(diào)控手段，調(diào)控范圍大，對進(jìn)料粒度的適應(yīng)范圍較廣。

1.2 活化襯板調(diào)控方式

對料流的調(diào)控，除了調(diào)節(jié)通過量之外，我們還需要調(diào)控物料的磨內(nèi)流動速度，原則上流動速度越慢，物料在磨內(nèi)的停留時間越長，被磨細(xì)的幾率也越高。活化襯板是波紋襯板與擋球圈有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，在細(xì)磨倉中分布幾道活化襯板，其既能發(fā)揮波紋襯板對研磨體的提升作用，又能實現(xiàn)擋料的作用。研究表明：料位的穩(wěn)定可使得磨機(jī)始終處于一個相對平衡的粉磨狀態(tài)，有利于產(chǎn)量的穩(wěn)定[3]。活化襯板調(diào)控料流的原理是每道活化襯板都組成了一個簡易的單層隔倉板，只有物料達(dá)到一定的高度，才能溢流過活化襯板，向出磨端移動。活化襯板的中心開孔及其具體結(jié)構(gòu)可根據(jù)實際需要而定，不同的開孔及結(jié)構(gòu)，形成的料位也不盡相同。故通過改變活化襯板的開孔大小及高度，我們便可有效的增加物料在磨內(nèi)流通的阻力，進(jìn)而實現(xiàn)對料速的調(diào)控。

活化襯板對料流的調(diào)控還體現(xiàn)在對物料的分布上，在磨機(jī)轉(zhuǎn)動過程中，在圓周方向上物料和研磨體在做拋物線運動，在此過程中最外圈的物料不能得到應(yīng)有的沖擊與破碎。而活化襯板的安裝，可以擾亂這種相對平穩(wěn)的拋物運動，使物料的降落點較為分散。從而增加最外圈物料被破碎，研磨的幾率。

1.3 其他調(diào)控，優(yōu)化料流方式

除了隔倉板及活化襯板，水泥磨的料流還可以通過其他手段而得到優(yōu)化。原則上只要能改變物料在磨內(nèi)的分布及流通狀態(tài)的方法，比如改變襯板的結(jié)構(gòu)，根據(jù)實際提升高度選取合適的研磨體的級配，合理選取、排布階梯襯板，大、小波紋襯板，采用螺旋進(jìn)料來替代溜子以改變物料的入磨速度，均能實現(xiàn)對料流的優(yōu)化。

2 結(jié)語

（1）在進(jìn)磨粒度減小的情況下，通過對磨內(nèi)料流進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)控，既能增加磨機(jī)對物料的適用性，又能有效增加物料的研磨時間，提高磨機(jī)產(chǎn)量。

（2）實際應(yīng)用表明通過改變傳統(tǒng)隔倉板的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而調(diào)控料流是一種方便可行的調(diào)控手段，其調(diào)控范圍較廣，既能影響物料在磨內(nèi)的停留時間，又能增加磨機(jī)的有效研磨長度，調(diào)控便捷，可靠。

（3）活化襯板不僅能發(fā)揮其揚(yáng)料，揚(yáng)球，實現(xiàn)對研磨體的分級作用，通過合理布置活化襯板，改變活化襯板的結(jié)構(gòu)，比如使活化襯板中心孔高度可調(diào)，也能優(yōu)化磨內(nèi)料流，實現(xiàn)增產(chǎn)降耗的目的。

本文僅從料流控制方面提出了一些提高水泥磨研磨效率的建議，生產(chǎn)實踐中還有其他技術(shù)能實現(xiàn)水泥磨的節(jié)能降耗。比如超臨界研磨，超臨界磨在礦山粉磨領(lǐng)域已經(jīng)被證實是一種高效節(jié)能設(shè)備，它大大提高了碾磨體的碾磨效率，整體能量利用率較高，但由于其自身結(jié)構(gòu)的限制，并沒有在水泥行業(yè)應(yīng)用。實現(xiàn)水泥磨的超臨界研磨，可能是水泥磨發(fā)展的一個方向。