兩級配球法在Φ2.4m*8m水泥球磨機上的應用
2006-07-27 00:00
1、研磨體級配的作用及原則
球磨機第一倉研磨體的主要作用是對物料進行沖擊破碎，同時也起到一定的研磨作用。因此，研磨體進行級配的目的，就是要滿足這兩方面的要求。第一倉粉碎效果的好壞直接對后面各倉的粉磨效率產(chǎn)生影響，并最終影響磨機產(chǎn)量。能否達到粉碎要求取決于研磨體的級配是否合理，主要包括鋼球大小、球徑級數(shù)、各種規(guī)格球所占比例等。確定這些參數(shù)除了要考慮磨機規(guī)格大小、磨機內部結構、產(chǎn)品細度要求等因素外，還要考慮入磨物料的特性（易磨性、粒度大小等）。
要使物料在第一倉得到有效粉碎，在確定級配時必須遵循這樣幾個原則：首先，鋼球要有足夠大的沖擊力，使鋼球具備足夠能量以擊碎顆粒物料，這與鋼球的最大球徑有直接關系。其次，鋼球對物料要有足夠多的沖擊次數(shù)，這與研磨體裝填量和平均球徑有關。當裝填量一定時，在保證足夠沖擊力的前提下，盡量減小研磨體直徑，增加鋼球個數(shù)來提高對物料的沖擊次數(shù)，以提高粉碎效率。最后，物料在倉內有足夠的停留時間，以保證物料被充分粉碎，這就要求所配研磨體要有一定的控制物料流速的能力。
2、兩級配球法
所謂兩級配球法，就是使用大小兩種不同規(guī)格，并且二者直徑相差較大的鋼球來進行級配。其理論依據(jù)是，大球之間的空隙由小球來填充，以充分提高鋼球的堆積密度。這樣，一方面可提高第一倉的沖擊力和沖擊次數(shù)，符合該倉研磨體的功能特點，另一方面，較高的堆積密度可使物料能夠得到一定的研磨作用。在兩級配球中，大球的作用主要是對物料進行沖擊破碎。小球的作用一是填充大球間的空隙，提高研磨體的堆積密度，以控制物料流速，增加研磨能力；二是起能量傳遞作用，將大球的沖擊能量傳遞給物料；三是將空隙中的粗顆粒物料排擠出來，置于大球的沖擊區(qū)內。
兩級配球法需要確定以下幾個參數(shù)：（1）大球直徑的確定。取決于磨機規(guī)格大小、入磨物料的粒度和易磨性。一般以多級配球中的第二級球徑為準。如某臺磨機在多級配球中最大球徑為100mm，進行兩級配球時就應選擇直徑為90mm的鋼球。（2）小球直徑的確定。取決于大球間空隙的大小，也即取決于大球的直徑大小。通常情況下，小球直徑取值為大球直徑的20%-30%比較合適。（3）大、小球的配比。原則上應保證小球的摻入量不影響大球的填充率。一般小球占大球重量的3%-5%。
在多級配球中，對鋼球的沖擊力、沖擊次數(shù)、控制物料流速能力的要求都主要依據(jù)平均球徑，就是說受多種規(guī)格球的影響。在兩級配球中，鋼球的沖擊力、沖擊次數(shù)由大球的直徑來決定，而控制物料流速的能力主要由小球的直徑、裝填量確定，受大球直徑的影響很小，因而緩解了沖擊力、沖擊次數(shù)與控制物料流速能力之間的矛盾。相比之下，兩級配球法比較簡單，在確定級配參數(shù)時容易做到綜合考慮。
3、兩級配球法使用情況
3．1工藝參數(shù)
球磨機規(guī)格：Φ2.4m*8m兩倉閉路水泥磨，轉速20.93r/min，配570kw電機。
一倉：長度3m，安裝階梯襯板。
二倉：長度4.5m，安裝平襯板，裝載Φ30mm小鋼球，裝載量27t。
選粉系統(tǒng)：Φ2.0m高效旋風式選粉機，選粉效率80%，循環(huán)負荷120%。
物料情況：熟料為干法旋窯生產(chǎn)，KH=0.91；SM=2.4：IM=1.5，入磨前未經(jīng)破碎，粒度較大，≤5mm約占20%；5-10mm約占40%；10-15mm約占30%；≥15mm約占10%?；旌喜臑闊掕F廠?；V渣與少量石灰石，石膏為天然二水石膏，摻量3%-4%。
出磨細度指標： 0.08mm篩篩余2.0%-3.0%，比表面積310-330m²/kg
3．2級配方案
在前述工藝條件下，分別按多級配球和兩級配球兩種方案進行級配見表1。
表1Φ2.4m*8m水泥磨兩種級配方案
|
鋼球直徑（mm）
|
鋼球裝填量（t） |
鋼球數(shù)（個） |
平均球徑（mm） |
鋼球堆積密度（kg/ m²） | ||||
|
多級配球 |
兩極配球 |
多級配球 |
兩極配球 |
多級配球 |
兩極配球 |
多級配球 |
兩極配球 | |
|
Φ100 |
2.0 |
--- |
486 |
--- |
79.2 |
88 |
4590 |
4610 |
|
Φ90 |
3.5 |
17.4 |
1169 |
5812 | ||||
|
Φ80 |
6.0 |
--- |
2844 |
--- | ||||
|
Φ70 |
4.0 |
--- |
2836 |
--- | ||||
|
Φ60 |
2.5 |
--- |
2812 |
--- | ||||
|
Φ30 |
--- |
0.6 |
--- |
5045 | ||||
|
合計 |
18.0 |
18.0 |
10147 |
5812 | ||||
從表1可以看出，兩級配球的平均球徑大于多級配球，可以說兩級配球具有更強的沖擊力。另外，在裝填量相同時，多級配球因鋼球總個數(shù)多（Φ30mm鋼球因沖擊力很小，不計入兩級配球總個數(shù)），所以對物料的沖擊次數(shù)應比兩級配球多。此外，兩種級配方案的堆積密度十分接近，因此可以認為二者物料流速控制能力幾乎相同。
3．3效果對比及分析
先后按表1所列兩種級配方案進行生產(chǎn)，結果見表2。
表2 Φ2.4m*8m水泥磨兩種配球方案臺時產(chǎn)量（t/h）
|
水泥等級、品種 |
P．C32.5 |
P．O42.5 |
|
混合材摻量 |
礦渣30%、石灰石5% |
礦渣14% |
|
多級配 |
21.54 |
19.07 |
|
兩級配 |
21.35 |
20.03 |
從表2的產(chǎn)量變化可知，隨著物料硬度和粒度的增大（可由混合材的不同摻量體現(xiàn)出來），多級配球中鋼球的沖擊力與物料流速控制能力之間的矛盾表現(xiàn)就越突出，因而產(chǎn)量下降較明顯。而在兩級配球中則不存在這個矛盾，因為它可以通過大、小球來分別滿足物料對沖擊力和流速控制能力的要求，因而產(chǎn)量變化不明顯，體現(xiàn)出兩級配球的優(yōu)越性。
采用二級配球生產(chǎn)P．O42.5水泥近半年時間以來，磨機的平均臺時產(chǎn)量比使用多級配球提高了近1t見表2，在節(jié)能降耗、優(yōu)質高產(chǎn)方面取得良好效果。另外，采用二級配球還可減少清倉次數(shù)，只需根據(jù)磨機產(chǎn)量、電流、細度及粉磨水泥的球耗比進行定期補充，除特殊情況外，一般不停機清倉。提高了磨機運轉率。
4、結論
當物料粒度小、易磨性好時，宜采用多級配球，因為此時提高鋼球的沖擊次數(shù)是主要的。反之，當物料粒度大、強度高時，提高鋼球的沖擊力是關鍵，故采用兩級配球能體現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。
兩種配球的使用效果受物料變化的影響程度有較大差別。多級配球對物料的變化比較敏感，磨機產(chǎn)量波動較大。兩級配球對物料的變化反應則不太敏感，產(chǎn)量相對穩(wěn)定。也就是說，當物料的易磨性越好時，多級配球產(chǎn)量增加的幅度要高于兩級配球。反之，多級配球產(chǎn)量下降的程度又超過兩級配球。因此多級配球適用于粒度較小、易磨性較好的物料。兩級配球適用于粒度較大、易磨性較差的物料。
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