“以破代磨”——MW型細(xì)碎磨

一、 概述

　　近年來，我國水泥工業(yè)在降低物料粉磨系統(tǒng)的能量消耗和提高粉磨產(chǎn)品質(zhì)量方面取得較大的進(jìn)展，突出表現(xiàn)在高效選粉機(jī)和高效預(yù)粉碎機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用上。

　　隨著水泥ISO新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，提高產(chǎn)品細(xì)度，增加產(chǎn)量、大幅度降低生產(chǎn)成本，成為水泥行業(yè)面臨急需解決的技術(shù)問題，近年來提出“多破少磨”工藝流程被人們所認(rèn)識(shí)和接受，但預(yù)粉磨各種破碎設(shè)備的耐磨元件的耐磨技術(shù)不過關(guān)，使該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用上受到一定的限阻。輥壓機(jī)的出現(xiàn)，顯示出作為預(yù)粉磨設(shè)備的優(yōu)越性，但也因傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜、耐磨件等問題，目前只有少數(shù)廠家在使用。

　　為此，筆者認(rèn)為只有預(yù)粉磨設(shè)備粉碎物料時(shí)避開耐磨元件，粉磨行業(yè)粉碎物料才有突破性技術(shù)進(jìn)展。

　　洛陽天生科技有限公司開發(fā)、研制的MW型細(xì)碎磨，已在水泥廠破碎、粉磨水泥熟料獲得成功。該設(shè)備的轉(zhuǎn)子以高速發(fā)射物料，在工作腔中物料間在懸浮狀態(tài)進(jìn)行沖擊破碎、粉磨，可獲得30%≤50μm的高細(xì)粉，60%＜3㎜的顆粒料，從而將多倉磨機(jī)的一、二倉破碎、粉磨物料的功能提高到磨機(jī)外完成（球蘑機(jī)的優(yōu)勢(shì)是研磨物料，而不是破碎設(shè)備），提出“以破代磨”新技術(shù)的應(yīng)用，可大幅度提高球蘑機(jī)的產(chǎn)量，大幅度降低電耗，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

二、MW型細(xì)碎磨結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

一） MW型細(xì)碎磨結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

細(xì)碎磨電機(jī)1、減速2、機(jī)罩3、低速轉(zhuǎn)子4、高速轉(zhuǎn)子5、進(jìn)料口6、機(jī)架7、出料口8、888888件組成

高速轉(zhuǎn)子中設(shè)有分料錐，轉(zhuǎn)子圓周設(shè)有四個(gè)物料通道，低速轉(zhuǎn)子兩個(gè)側(cè)板設(shè)有箅子孔控制出料粒度。

二）、細(xì)碎磨的特點(diǎn)

1、MW型細(xì)碎磨機(jī)內(nèi)無研磨元件，靠高速物料在懸浮狀態(tài)沖擊、粉磨原理，是其他任何預(yù)粉磨設(shè)備不具備的特殊優(yōu)點(diǎn)。

2、具有細(xì)碎和粉磨的功能，可作球蘑機(jī)較理想的預(yù)粉磨設(shè)備，也可作粉磨設(shè)備使用。

3、適用于細(xì)碎、粉磨各種硬度磨8888888性物料，特別對(duì)高硬度的各種礦石、水泥熟料使用效果更佳，是其它任何破碎設(shè)備無可比擬的。

4、粉磨功能高、節(jié)電顯著，平均噸物料電耗為4～6KW.h/t。

5、粉碎比大，可將塊狀物料（30～80㎜），粉磨成＜50μm占30%，＜3㎜占60%。

6、設(shè)備重量輕，為相應(yīng)產(chǎn)量球蘑機(jī)重量的1/10。

7、高環(huán)保設(shè)備，系統(tǒng)無粉塵飛揚(yáng)，設(shè)備噪音低。

三、 MW型細(xì)碎磨粉碎原理、性能參數(shù)

一）、性能參數(shù)

MW型細(xì)碎磨已開發(fā)出系列產(chǎn)品，其規(guī)格、性能參數(shù)見表1所示。

型號(hào)/參數(shù)	MW—80	MW—100	MW—120
轉(zhuǎn)子直徑（㎜）	800	1000	1200
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（r/min）	980	1000	1000
轉(zhuǎn)子線速度（m/s）	41	52.3	62.8
物料沖擊作用力（MPa）	118.7	203	317.4
給料粒度（㎜）	＜80	＜80	＜80
排料粒度	＜50μm占30% ＜3㎜占60%	＜50μm占30% ＜3㎜占60%	＜50μm占30% ＜3㎜占60%
處理料量（t/h）	60	80	120
電機(jī)功率（Kw）	110	155	255
設(shè)備重量（t）	10	12	18

二）粉碎原理

如圖1所示，物料由進(jìn)料口6加入，物料被高速轉(zhuǎn)子分料錐均勻地分布轉(zhuǎn)子各個(gè)通道，物料在通道內(nèi)被加速在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到破碎力（119～317Mpa），沖擊到低速轉(zhuǎn)子圓周的物料層，物料在工作腔中呈“高速旋轉(zhuǎn)沸騰”工作狀態(tài)，不斷受到?jīng)_擊、碰撞、磨削而成細(xì)粉、細(xì)碎料。細(xì)粉由機(jī)殼上風(fēng)管抽走，細(xì)碎料通過低速轉(zhuǎn)子兩側(cè)箅子孔由出料口排走。

1、 高速轉(zhuǎn)子功能

圖2（略）為高速轉(zhuǎn)子，具有4個(gè)發(fā)料通道，

示意圖r為分料錐半徑，R為轉(zhuǎn)子半

徑。轉(zhuǎn)子具有高速發(fā)射物料功能，轉(zhuǎn)子

通道G點(diǎn)的速度分析

Vα=Vγ+Ve

式中： Vα  絕對(duì)速度 　　Vγ  相對(duì)速度　　Ve 牽連速度（轉(zhuǎn)子線速度）

Ve = πDn

60 

式中：D---轉(zhuǎn)子直徑（m）n ---轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 (r/min) Ve速度經(jīng)計(jì)算列于參數(shù)表1中

Va = [（Vr - ωb）² +ω² (R²-b²)]^0.5

式中: ω--- 轉(zhuǎn)子角速度（rad/s）

b --- 導(dǎo)料板點(diǎn)到X軸距離（m）

當(dāng)轉(zhuǎn)子通道無料襯時(shí)摩擦系數(shù)f=0.3，有料襯時(shí)f=0.6。G點(diǎn)到x軸距離b可取“+”“-”值。

經(jīng)計(jì)算各項(xiàng)參數(shù)見表2：

	f	b=-0.008	b=-0.004	b=0	b=0.004	b=0.008
T（ms	0.3 0.6	10.9 15.6	9.0 12.4	8.3 9.6	8.2 9.1	8.8 9.4
Vr（m/s）	0.3 0.6	69.3 69.3	69.3 69.3	69.3 69.3	69.3 69.3	69.3 69.3
Ve（m/s））	0.3 0.6	41 31	48 35	50 39	52 40.2	52.5 42.3
Va（m/s））	0.3 0.6	92 82	88 80	85 78	80 75	75 70

注：當(dāng)處理物料量Q、轉(zhuǎn)子半徑R、分料錐半徑r一定時(shí)計(jì)算參數(shù)列表2中，T為物料在轉(zhuǎn)子通道運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

由表2可知物料經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)通道發(fā)射后，將獲得是轉(zhuǎn)子線速度的2倍速度飛射出去，將產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊破碎力。

2、 高速轉(zhuǎn)子使物料群產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力

MW—細(xì)碎磨每個(gè)通道發(fā)射出是一小組物料群，每個(gè)物料群以高速度飛向低速轉(zhuǎn)子的物料層產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，根據(jù)動(dòng)量原理確定沖擊破碎力：

P1=m1.Va/t

式中：P1——沖擊破碎力

m1——轉(zhuǎn)子一個(gè)通道發(fā)射物料群的質(zhì)量，Kg

Va——物料絕對(duì)速度，m/s

t——沖擊時(shí)間，s

　　MW—高效細(xì)碎磨高速轉(zhuǎn)子每個(gè)通道的物料群產(chǎn)生極大沖擊破碎力，由表1可知分別為118.7、203、317.4Mpa。而水泥熟料抗沖擊強(qiáng)度＜10Mpa，又因水泥熟料出窯時(shí)遇到冷空氣淬冷，顆粒料自然內(nèi)部紋裂。根據(jù)Grifflth粉碎理論，物料在強(qiáng)大外力沖擊下，裂紋終端產(chǎn)生的應(yīng)力集中在增加待增至一定數(shù)值，該處將發(fā)生脆性粉碎。所以MW——高效細(xì)碎磨會(huì)獲得大量高細(xì)粉料和小顆粒料的產(chǎn)品。

MW——高效細(xì)碎磨的特殊優(yōu)勢(shì)

1）物料由通道飛出，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力（118.7～317.4MP）使被打擊物料在瞬間被粉碎。

2）通道發(fā)射的物料群沖擊到低速轉(zhuǎn)子的物料層，將產(chǎn)生強(qiáng)大的物料層粉碎作用。

3）沖擊粉碎力是連續(xù)作用，沖擊到緊密的物料層上，同時(shí)在工作腔中物料呈懸浮狀態(tài)沖擊、撞擊、粉碎作用。

2、 產(chǎn)品細(xì)度分析

MW—高效細(xì)碎磨經(jīng)過生m產(chǎn)實(shí)用，對(duì)產(chǎn)品物料進(jìn)行篩選分析：＜50μm占30%、150μm～0.8㎜占20%、1～3㎜占32%、3～5㎜占15%。

2）、低速轉(zhuǎn)子的功能

MW——細(xì)碎磨的低速轉(zhuǎn)子確定一定轉(zhuǎn)速，把物料聚結(jié)在內(nèi)圓周形成150㎜厚的料層，為高速?zèng)_擊、粉碎提供突出的物料層粉碎，同時(shí)低速轉(zhuǎn)子頂端物料層受沖擊后似下雨?duì)畋缆渖㈤_，將受到?jīng)_擊物料多次沖擊、粉碎，從而提高粉碎效率。

  低速轉(zhuǎn)子有分離、篩析合格物料的作用。

3、 MW——高效細(xì)碎磨在水泥廠應(yīng)用的前景

1）、與球磨機(jī)配置

  MW—高效細(xì)碎磨作為預(yù)粉磨設(shè)備，在水泥廠與球磨機(jī)配套使用，可配開路粉磨系統(tǒng)，也可配閉路粉磨系統(tǒng)。

2）、  MW——細(xì)碎磨與現(xiàn)用預(yù)粉磨設(shè)備性能對(duì)比見表3，表中三種預(yù)粉磨設(shè)備與φ2.6×13m球蘑機(jī)為開流配置。

機(jī)型/參數(shù)	MW—80細(xì)碎磨		RPV1000×400輥壓機(jī)			LPM—150立式破磨機(jī)			φ2.6×13m 球磨機(jī)
	MW—80	φ2.6×13m	RPV1000×400		φ2.6×13m	LPM—150		φ2.6×13m
給料粒度（㎜）	≤80	0.05～3	≤60		0.9～2	≤80		0.9～7	≤25
產(chǎn)品粒度（㎜）	＜0.05占30% ＜3占60%	＜0.08	＜0.9占25% ＜2占65%		＜0.08	＜0.9占15% ＜7占75%		0.08	0.08
處理能力（t/h）	60	55	80		50	80		33	28
裝機(jī)功能（Kw）	110	1000	400		1000	135		1000	1000
單位產(chǎn)量電耗（Kw.h/t）	1.83	18.18	5		20	1.68		30.3	35.7
綜合單位產(chǎn)量電耗（Kw.h/t）	20		28			34.4			35.7
設(shè)備重量（t）	10	159	48	159		12	159		159

由表3可知MW——細(xì)碎磨作為預(yù)粉磨設(shè)備，其重量最輕、球磨機(jī)產(chǎn)量提高幅度最大、綜合單位產(chǎn)量電耗最低。

MW——細(xì)碎磨的特殊粉碎原理，賦予了預(yù)粉磨設(shè)備新的涵義，給水泥廠提供一種理想的預(yù)粉磨設(shè)備，將替代其他預(yù)粉磨設(shè)備，給社會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。