正大中科专家指出:伴随着我国经济发展和环保重视程度的不断提升,我国的球磨装备制造业经历了一个设备引进、技术吸收、产品自制、技术研发和创新的过程。目前,开发节能、环保、高效,将是今后我国磨矿设备研究的发展方向.
1 球磨机优质节能高产的现实意义
球磨机优质节能高产”,是一个永恒的话题。尤其是立窑水泥企业,随着全面管理的技术进步,立窑熟料台时产量不断提高;跨世纪后,水泥新标准的实施,对 水泥的细度、比表面积和颗粒组成都提出了更高的要求。因此,在当今提出“球磨机优质节能高产”的课题,更加具有重要的现实意义。
1.1熟料台时产量的提高对生料需求量的增加
近年来,许多立窑水泥企业由于采用了新的配料方案、人窑生料合格率的提高、应用小料球缎烧技术、更换节能型配套耐火材料、选择新型布料器和卸料蓖子 等,使其熟料台时产量明显提高。原先配套的生料磨机,现在已显得生产能力不足,有些企业出现了“现磨现烧”的现象。这样不仅限制了立窑熟料台时产量的提 高,而且因生料储存量不足,来不及充分均化,又无法搭配使用,严重地影响立窑热工制度的稳定.以导致熟料质量下降。
1.2水泥新标准实施要求水泥粉磨质量提高
水泥新标准实施后,摆在本行业面前最重要和紧迫的课题是:如何提高水泥实物的ISO强度。为了顺利执行水泥新标准,许多立窑水泥企业往往采取这样的措 施:降低混合材掺加量或提高水泥比表面积。而要获得较高比表面积最简单的办法是降低磨机的产量和增加研磨时间,但带来的结果是出现“过粉磨现象’, 使<3pm的微粉增多,不仅不能提高强度,反而使粉磨电耗大幅度上升。虽然水泥比表面积较高,但颗粒组成状况不佳,水泥实物的ISO强度没有明显增 加。这样采用降低水泥成品细度和增加熟料含量来提高水泥早期强度的作法,会造成生产成本上升和磨机产量下降。
1.3提高磨机产且是降低水泥综合电耗的有效手段
生料粉磨和水泥粉磨是水泥生产过程中的重要环节。每生产一吨水泥大约需要粉磨2.7吨的物料,用于粉磨作业的电耗约占水泥综合电耗的三分之二以上。尽 管目前水泥综合电耗的数值与前二三十年相比已经下降了30%左右,但不断提高粉磨效率,降低粉磨电耗仍然是我们不懈追求的重要目标。
1.4立窑水泥企业技术进步中不可忽视的环节
不少立窑水泥企业对水泥粉磨过程的控制与检验不完善,对粉磨成品只测筛余量,而不测定比表面积,致使水泥生产即使非活性混合材改用活性很好的水淬高炉 矿渣,由于比表面积偏低而阻碍了矿渣活性的发挥。企业在技术和产品质量管理方面,片面强调“以窑为中心”、“缎烧决定一切”、“加强以熟料为中心的质量管 理”等,同时技改、攻关等项目投人亦集中在立窑烧成系统。片面认为只要熟料质量好,水泥质量必然会好。从而有不少厂将水泥粉磨过程中产生的质量问题,却要 求从缎烧熟料方面去解决。总之,重视Q烧工艺,忽视粉磨工艺;重视配料,忽视磨机配球等等,这样的指导思想和管理方法,都十分不利于水泥企业的技术进步。
2影响球磨机产质量的主要因素
影响球磨机产质量的因素很多,一般可分为工艺因素和机械因素两大类。
2.1影响球磨机产质量的工艺因素
2.1.1入磨物料粒度
由于球磨机干法粉磨时的能量利用率仅为2%-3%,国内外工程技术人员经过多年的科学研究和生产实践,提出了“多破少磨、以破代磨”的预粉碎工艺,使 球磨机的产量大幅度提高,粉磨电耗也明显降低,增产节能效果很好。球磨机设计制造的铭牌产量(生产能力),是按人磨物料平均粒度为25mm时确定的,在其 小于25mm的条件下,磨机产量可按下面的经验公式换算:
Qb=Qa(Da/Db)X
Qa、Qb分别为入磨物料粒度在Da、Db(mm)时的球磨机产量(t/h)
X为产量变化系数(0.1-0.145)
生产实践表明,当人磨物料平均粒度从25mm分别降至5、3和2mm时,则磨机产量可分别提高38%,53%和66%。
2.1.2入磨物料水分
物料的水分直接影响着配料的准确性和磨机产量与电耗。其原因有二:首先。由于物料水分大而影响喂料的均匀性,并使喂料时间延长。其次,由于湿物料喂人 过多,就有可能造成磨内糊球、糊衬板的现象发生,甚至出现‘饱磨”而被迫停磨处理。一般来说,人磨物料综合水分每增加1%,磨机产量会降低8%-10%; 当水分大于5%时,干法磨机基本上无法进行粉磨作业了。
2.1.3入磨物料的特征与易磨性
人磨物料的品种及其配比,直接关系到磨机的产、质量和单产电耗。最新研究成果表明:任何混合材都会降低水泥的强度,只是混合材的活性不同,其降低水泥 强度的程度不同而已。常用混合材中,矿渣活性最好,但矿渣的比表面积在300m'/kg以下时,其对水泥强度的影响并没有反映出它的优势。物料的易磨性对 磨机产量和产品质量的影响是显而易见的。这一点在立窑水泥企业,以往没有得到重视。国家标准规定,物料的易磨性系数以粉碎功指数表示。由于大多数企业没有 专业检测设备,一般以试验小磨测物料与标准砂的相对易磨性系数,也能够作为确定粉磨工艺参数的参考。我们使用的原、燃材料的相对易磨性系数测得后,球磨机 研磨体的装载量和级配设计计算及调整,就有了依据,提高磨机的产质量就可以采用科学的手段和方法来调控。
2.1.4粉磨工艺流程
不考虑磨前的预粉碎,粉磨工艺流程可分为开路流程和闭路流程(简称开流和圈流)。在相同条件下,后者的产量比前者约高20%一30%;实行新标准后, 要求水泥出磨的筛余大大降低,圈流粉磨的水泥也要求较高的比表面积,因此,开流粉磨的水泥早期强度高的优势已经不很明显了,所以,建议有条件的水泥厂,尽 量采用圈流粉磨工艺流程,这样既可以避免开流粉磨的过粉磨现象,又能保证磨机的节能高产。
过去对圈流粉磨的工艺控制,常采用“循环负荷率,,和“选粉效率”两个技术参数来实现。实践证明,在出磨细度和成品细度基本不变的情况下,采用回料细度来调控圈流粉磨系统,更为快捷方便。
2.1.5对粉磨成品的比表面积要求
不论是生料粉磨,还是水泥粉磨,成品的细度不同,对粉磨过程的产质量影响都很大。我们通过生产实践统计、试验、归纳和计算,得到了粉磨产品比表面积与磨机产量的经验计算公式:
Qb=Aa(Fa/Fb)X
Qa:球磨机原来的产量(t/h)
Fa:原来粉磨产品的比表面积(m2/kg)
Qb:球磨机后来的产量(t/h)
Fb:后来粉磨产品的比表面积(m'/kg)
X:产量变化系数(1.1~1.6,平均1.35)
按此公式计算,磨机产品比表面积为300m2/kg时产量若为10t/h,如果将产品比表面积提高到350m2/kg,则磨机产量将降低至8.1t/h。
2.2影响磨机产质量的机械因素
2.2.1磨机筒体内的通风
磨内通风良好有利于降低磨内温度、排出水分、减少过粉磨现象和提高粉磨效率。经验证明,圈流粉磨的球磨机,磨内风速应保持在0.8-1.0m/5左 右,而开流粉磨时应控制在1.0-1.2m/s左右,这样才能适应磨机节能高产的要求。我们也可以按磨机实际产量来进行通风机的选型,经验公式如下:
Q=400G
Q:球磨机通风量(m2/h)
G:球磨机产量(t/h)
2.2.2磨内结构
磨内结构是指磨机筒体内的衬板、蓖板、隔仓板和进、出料装置等。目前立窑水泥企业使用规格为(p2.2m及其以下的球磨机,尽管磨机是现在新购置的, 但制造磨机所使用的图纸,还在延用二十世纪五、六十年代的设计资料。如:进料口为900直角进料、磨头进料螺旋叶片角度为370,隔仓板位置和衬板形式等 一律照旧。因此,出现进料口有物料滞留区、进料速度慢、影响通风面积、对预粉碎后的物料各仓位产生粉磨不均衡、粉磨效率低等现象,限制了球磨机的优质节能 高产。进行适当的磨机结构调整,无疑是十分必要的。
2.2.3研磨体级配和续充率
由于粉磨工艺条件的变化,传统的配球方法和填充率设计很难适应目前磨机节能高产的需要。必须根据实际的人磨物料粒度、易磨性系数(或相对易磨性系数)、衬板及隔仓板的形式、安装位置、磨机功率、转速等,进行必要的各仓位研磨体动态试验、计算确定。
未来球磨机的超细粉碎技术发展依然任重道远,正大中科应该克服难题,在发展中发现问题,技术上解决问题,创新 中寻找自身风格,在矿山机械行业插上企业的风格旗帜。同时,在现代化的生产过程中,超细粉碎技术要求也将越来越高,不仅追求生产高效和成品质量,同时也在 向着环保节能的方向发展。
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