選粉機的發(fā)展與高效選粉機的誕生(一)

　　選粉機是隨干法圈流粉磨技術(shù)的進步而發(fā)展起來的。 

　　建筑技術(shù)的發(fā)展對水泥品種和質(zhì)量提出了更高的要求。20年代中期，美國就開始生產(chǎn)超細的早強水泥和普通水泥。30年代初，普通水泥粉磨到95%左右通過200目(74μm)已很普遍。為了滿足細度要求而不降低已有的生產(chǎn)能力，美國首先采用空氣選粉機與磨機組成的圈流粉磨系統(tǒng)。這種選粉機是由英國芒福得(Mumford)和穆迪(Moodie)于1885年首先研制成功的，在德國獲得了專利權(quán)，至今已有105年的歷史。它一出現(xiàn)就嶄露鋒芒，在粉磨細度細的物料時，效率提高、節(jié)能顯著、細度調(diào)節(jié)容易、粒度均勻，使水泥質(zhì)量改善。但是，由于當時要求的水泥顆粒較粗，開流粉磨基本能夠滿足要求；另外，當時工業(yè)不像今天這樣發(fā)達，能源不及現(xiàn)今緊張，對節(jié)能沒有現(xiàn)在這樣嚴格，圈流粉磨系統(tǒng)復雜，操作相對復雜，再加上一次投資也大些，所以并沒有引起足夠的重視。對此，歐洲有過長時期的爭論，直到50年代末，歐洲和原蘇聯(lián)的新建水泥廠多數(shù)還仍然采用開流粉磨。 

　　我國50年代的半開放時期，從東歐引進的水泥成套設備也都是開流粉磨，如耀縣、永登、大同、江油、光化、柳州(老線)，巢湖水泥廠等等。對水泥粒度組成與質(zhì)量的關(guān)系方面，當時認為水泥的粒度分布較寬為好，既應有>90μm的粗顆粒，也應有<5μm的細顆粒，這樣便于與混凝土中作為細集料的砂子粒度相銜接。從這個觀點出發(fā)，反而錯誤地認為圈流粉磨產(chǎn)品的粒度分布過窄，不符合上述要求。因此，圈流粉磨在歐洲長時期沒有得到推廣，盡管德國首先采用了這種粉磨系統(tǒng)。 

　　在50年代，對這兩種粉磨系統(tǒng)進行了大量的研究工作，結(jié)果表明，當粉磨細度在3300cm2/g比表面積以下時，兩種系統(tǒng)的粉磨節(jié)能效果差別不大，可是細度超過此值時，開流系統(tǒng)的粉磨效率卻顯著下降。 

　　水泥顆粒的大小、組成和形狀對水泥性能具有明顯的影響。水泥的不同顆粒級配與抗壓強度的關(guān)系。粒級配及時間的關(guān)系對水泥的要求不僅是硬化強度高，而且施工性能要好，即容積變化小，表面龜裂少。細度越細，比表面積越大，則水化反應越快。例如8μm的顆粒完全水化需要一年時間，而20μm的顆粒完全水化則需10年。通過大量的試驗研究表明，在水泥顆粒級配中，3～30μm的顆粒對水泥強度影響較大，因而在各種水泥中必須占有一定的比例:一般水泥為40%～50%；高級水泥為55%～65%；特高級水泥為70%以上。 

　　第二次世界大戰(zhàn)以后，對水泥提出了更高的要求，即細度細，強度高。所以，圈流粉磨才得以迅速發(fā)展。近30年來新建的水泥廠，絕大多數(shù)都采用圈流粉磨系統(tǒng)。加設普通選粉機的圈流粉磨系統(tǒng)，產(chǎn)量能提高10%～15%，單位電耗下降約10%。尤其是系統(tǒng)大型化以后，帶來的經(jīng)濟效益更加顯著。 圈流粉磨的廣泛應用，促進了選粉機的發(fā)展。從選粉機的性能方面看，可將其分為三代產(chǎn)品。 

　　1、第一代——普通撒料式空氣選粉機 

　　這種選粉機是以給柯(Gayco)型和斯特蒂文特(sturtevant)型為代表。它們均為空氣在機內(nèi)循環(huán)，利用物料顆粒的離心力和重力不同進行分級的，所以有人把它們稱為內(nèi)部循環(huán)式的離心選粉機。世界上第一臺斯特蒂文特選粉機是德國普費弗(pfeiffer)公司于1888年研制成功的，后來美國斯特蒂文特公司以生產(chǎn)該型選粉機著稱于世?，F(xiàn)在全世界有30000臺這樣的選粉機在工作，最大直徑已達11m。我國應用也十分普遍，最大直徑為&oslash；7.3m。因為使用特別廣泛，所以把斯特蒂文特選粉機稱為第一代選粉機。為提高這種選粉機的使用范圍和效能，國內(nèi)外都進行了許多改進。為適應烘干和冷卻物料的需要，機內(nèi)可以通入熱風或冷風。前者用于生料，后者用于水泥。我國冀東水泥廠&oslash；7.3m空氣選粉機，由于采用尾卸生料磨的烘干能力較差，便采取選粉機內(nèi)通入熱風來補償，保證出磨生料的水分要求。我國在這種眾多的選粉機上將平撒料盤改為螺旋槳式的，取得了良好效果。相同粉磨系統(tǒng)，產(chǎn)量可提高10%～15%，電耗也可下降10%～15%。 盡管如此這種內(nèi)部循環(huán)式的空氣選粉機其選粉效率仍然偏低，單位電耗偏高，選粉精度不夠理想。主要原因是: 

　　1.1撒料時顆粒分散較差； 

　　1.2機內(nèi)物料顆粒濃度高，相當一部分顆粒互相干擾，形成弱膠結(jié)體，短路混入粗粒回粉之中，分離困難； 

　　1.3選粉過程中的各種力，在機內(nèi)很不穩(wěn)定，隨處可變，使分選過程中的臨界尺寸在機內(nèi)位置不同而有較大變異。選粉機規(guī)格越大越嚴重，影響選粉效果； 

　　1.4由于大風葉的直徑大，平衡困難，振動加?。?nbsp;

　　1.5靠調(diào)節(jié)小風葉的數(shù)量或流量控制插板(擋風板)來調(diào)節(jié)成品細度，這些都只能在停機時由人工進行。即使采用變速傳動，由于撒料盤與小風葉之間對轉(zhuǎn)速要求互相矛盾，調(diào)節(jié)往往不夠靈活，細度變化范圍很小，限制了生產(chǎn)多品種水泥的適應性。為此，后來有的改為雙傳動方式，大風葉轉(zhuǎn)速固定，小風葉和撒料盤的速度可調(diào)，以滿足細度調(diào)節(jié)的要求。但是雖有改善，卻不十分理想。于是出現(xiàn)了第二代選粉機。 

　　2、第二代一旋風式選粉機 

　　60年代初，西德維達格(wedag)公司為解決第一代空氣在內(nèi)部循環(huán)的空氣選粉機存在的上述問題，首先發(fā)明了帶多個小旋風筒的空氣動態(tài)選粉機，其典型代表就是普通的旋風式選粉機。這種選粉機的特點是空氣在機內(nèi)外循環(huán)，因為它是由維達格公司發(fā)明的，所以把第二代選粉機稱為維達格選粉機(圖3)。它有如下特征: 

　　2.1 .1外部設有獨立的循環(huán)風機； 

　　2.1 .2取消了第一代選粉機的大風葉； 

　　2.1 .3機體四周安裝6～8個旋風筒，提高了捕集細粉的效率。旋風筒也可分開安裝，遠離機體，所以布置靈活； 

　　2.1 .4小風葉及撒料盤轉(zhuǎn)速可調(diào)； 

　　2.1.5調(diào)整循環(huán)風機的風葉或進、出口閥和改變小風葉及撒料盤的轉(zhuǎn)速就能大幅度地改變產(chǎn)品的細度，因此細度調(diào)節(jié)方便靈活，而且范圍較大； 

　　2.1 .6選粉效率高，單位電耗低。 內(nèi)筒的單位面積處理物料量比第一代選粉機高2～2.5倍。因此，曾有人把這種選粉機也稱為高效選粉機； 

　　2.1 .7風葉磨損??； 

　　2.1 .8整機振動小； 

　　由于這種選粉機比第一代選粉機優(yōu)越，所以，從60年代開始便得到很快的發(fā)展。現(xiàn)在許多水泥機械制造公司都生產(chǎn)這種選粉機，目前最大能力可達500t/h?；旧嫌幸韵聨追N型式: 

　　2.2.1維達格型選粉機的旋風筒卸料是卸在下部內(nèi)外錐體之間的空間內(nèi)，省掉了密封閥和輸送裝置。 

　　2.2.2洪堡一一維達格型旋風式選粉機 這種選粉機(圖3)的旋風筒卸料是卸在一個多邊形的斜槽中，因此必須設有鎖風裝置，這樣旋風筒布置方便。 

　　2.2.3川崎一一維達格型旋風式選粉機，日本川崎重工業(yè)公司與西德維達格公司通過技術(shù)合作制造的旋風式選粉機，稱為川崎一維達格型旋風式選粉機。 

　　2.2.4  SKET/ZAB型旋風式選粉機，東德德騷(Dessau)公司在旋風式選粉機的基礎上開發(fā)了SKET/ZAB型旋風式選粉機， 又稱外通風式選粉機，除旋風筒采用下部帶擴散錐以外，其它與維達格型選粉機沒有多大區(qū)別。它是把可調(diào)空氣選粉機選粉與細粉沉降過程分開進行的原理結(jié)合在一個機組中，其性能與旋風式選粉機基本相同。 

　　為了提高選粉效率和精度，改善選粉機的性能，降低高度、方便布置、在這期間又出現(xiàn)了許多新型選粉機，例如丹麥史密斯公司研制的CV、REC、RTE(原用于珠江水泥廠，現(xiàn)已改造)、RT和OHT等型式的選粉機，其中CV型在我國淮海水泥廠已有應用；西德伯力雞斯(Polysius)公司為適應大型化的需要，開發(fā)了Tsu(Tur bo si chter uote rlag erung)型渦旋式選粉機；日本三菱(MHI)公司開發(fā)了三菱型空氣選粉機和三菱型雙重選粉機；帶換向葉片的T型選粉機，空氣噴射式選粉機，風動式選粉機，也稱新型旋風式選粉機等等。 

　　最近出現(xiàn)了超細水泥，比表面積為11000～16000cm2/g，要求1000；0通過16～32μm為篩孔?；炷恋臉颂栠_到1400～1600號。這就要求高性能的選粉機來完成選粉工作，于是出現(xiàn)了各種型式的高效選粉機和超細選粉機。這就是當代習稱的高效選粉機。