摘  要：详细介绍了Hs辅助液压盘式磨机的主要结构组成、工作原理、结构特点、主要技术参数；对粉磨分级系统、循环通风系统、控制系统等主要组成系统的选择、设计及其注意的问题进行了论述；给出了该磨机的适用范围和应用实例。该磨机节能降耗．是替代球磨机、雷蒙磨等的理想产品。

 

    关键词：立式磨  料层粉碎   分级   磨盘  磨轮

 

Abstract: The construct, principle, main structure characteristics, and main technical parameters of HS vertical roller mill are introduced at length. In addition, the choice, design, and matters occurred in the process of development, manufacture and applying of main system which including grinding-classification system, cycle ventilation system and control systems, are discussed. Lastly, the applicability, and applied example are pointed out. This mill is energy-saving and an ideal equipment to replace ball mill and Raymond mill.

Keywords: vertical roller mill material layer comminution classification grinding table grinding roller

 

    为适应粉体技术的发展，在矿业推广使用性能优异的立式磨，进行物料粉碎甚至超细粉碎，有必要在现有立式磨结构的基础上，开发研制一种新型的能适应多种物料粉碎的Hs辅助液压盘式磨机。该机已取得国家专利(专利号 CN200420030845．7)，并已在滑石、重钙、膨润土、镁砂等无黏性、无爆炸性物料的粉碎方面显示出优越性，是替代高能耗的球磨机、雷蒙机等的理想磨机。

 

    本文就HS辅助液压盘式磨机开发涉及的主要问题进行论述，并给出其适用范围和应用实例。

 

 

 

    HS辅助液压盘式磨机，主要包括通风循环系统、粉磨系统、分级系统、自动给料系统、液压系统、自动回料系统、高精度收尘系统、减速与润滑系统、提料系统、电控系统、监视系统等十一大系统。其结构，如图1所示。

    磨机内设有一个水平旋转的磨盘和三个被动旋转的磨轮，三个磨轮对称支撑在旋转磨盘上，与磨盘之间有一定倾角，每个磨轮后部设有将物料铲起的铲刀；每个磨轮支架上设有两个向下拉压的液压缸体，液压缸体两端分别固定在磨轮支架和底座上，向下的液压拉力可使磨机的碾压力达到l0～20t；磨盘中间设有锥形分料器，磨盘周边设有风道(环)；磨轮和磨盘上均设有可更换的耐磨衬板；磨机上部设有笼形分级机，磨盘下部设有减速机，磨室上部有连续喂料系统；风机出口空气管道上设有高精度滤筒式收尘器。

 

    电动机驱动减速机带动磨盘转动，待粉磨的物料由带锁风的连续喂料设备喂入旋转的磨盘中心，在离心力作用下，物料向磨盘周边移动，进入粉磨辊道。在磨轮压力的作用下，物料受到挤压、研磨和剪切作用而被粉碎。同时，热风从围绕磨盘的风道高速均匀向上喷出，粉磨后的物料，在铲刀的作用下被推移到喷吹口处，被风道处的高速气流吹起，一方面把粒度较粗的物料吹回磨盘重新粉磨，另一方面对悬浮物料进行烘干，细粉则由热风带入分级机进行分级，合格细粉通过分级机收尘设备收集即为产品；不合格粗粉由磨机内集料器收集后返回到给料口，与新喂入的物料一起重新粉磨，如此循环，完成粉磨作业全过程。在粉磨过程中，被粉碎颗粒与热气体在闭路循环风系统中进行热量交换，使水分蒸发；经高精度滤筒式收尘器收集产品后的洁净气体，排入大气。金属等不可磨物料则落到喷吹口下方，由所设置的回料排渣系统(图2)排出机外。

 

     磨机集物料的粉磨、分级、烘干、输送等诸多优点于一身。在一般工况条件下，只需通过短期的工艺调节，即能平稳、安全运转。

 

    该机的结构特点：①磨轮采用轮胎型的结构形式，轮套采用组合式可更换结构，延长了耐磨材料的使用寿命；②采用液压装置翻出机构，可将磨轮总成外翻进行轮套的检修。检修空间大，作业方便③磨盘与磨轮的间隙可调，可空载启动。磨轮能抬离磨盘，使磨机轻(空)载启动，不需辅助传动装置；④设有磨轮限位装置，能保证磨轮与磨盘之间有一定间隙，不会产生金属间的直接接触所造成的不良磨损和工作时因断料所产生的剧烈振动；⑤分级机采用笼形转子，可实现物料的动态分级，特别是细粉或超细粉分级能力得以提高；⑥在风机出口空气管道上设有高精度滤筒式收尘器，可保证磨机在负压下工作，调整风量、排除水分，并除尘；⑦在研磨盘周围采用独特的气体流道设计，采用双风道，解决了单风道全周范围内气流不等速问题(末端较弱)，物料上升能量大致相同，从而可避免气流末端易堵的问题；同时形成了螺旋相向的上升气流，可将上升物料中聚集的物料打开，为后续的分级提供有利条件。在相同条件下，双风道比单风道降低复磨率17％左右。因此，比传统磨机生产效率提高两倍以上；⑧完整的全自动控制体系，可实现远程和现场无人操作；⑨与雷蒙磨相比，改变了对细颗粒粉碎作用较弱、分级效果差等的缺陷，细粉碎能力和细粉分级能力增强，过粉磨现象减少，产品污染减少，并有助于提高产品质量、降低能耗。

 

 

 

    对于不同物料或不同地域的同类物料，因易磨性不同，所要求的粉碎压力均不相同。因此，液压拉力应据此进行选择，即首先要知道物料的易磨性和被粉碎物料的压力范围。实践中得知，液压拉力为最大粉碎压力加上30％～50％。在设计磨机时，充分考虑了这一点，液压系统的拉力可在很宽的范围内调节，以适应不同性质物料的粉磨。

 

    某一种特定物料最佳压力的选择，还可实现物料中高硬度杂质的有效去除。杂质硬度大于被磨物料硬度时，不能被粉碎，可由特殊设计的回料排渣系统排出机外，达到提高物料纯度的目的，这对于需提纯的无机非金属材料来说，很有意义。

 

 

    一定的压力和料层厚度，是保证料层粉碎的必要条件。料层厚度由物料本身的易磨程度和液压拉力来决定。实践中得知，液压拉力为最大粉碎压力加上30％～50％时的料层厚度，为最佳料层厚度，约20mm左右。

 

    由于料层厚度取决于粉碎过程中所施加的压力，因此对特定物料而言，液压拉力应基本保持不变。过大，料层变薄，不能实现层压原理的研磨要求，产量会急剧下降，产品粒度分布变宽，影响产品质量和经济效益；偏小，将使物料层过厚，物料不能得到有效粉碎，且复磨次数增加，造成“胀机”现象，甚至造成自动停机。因此，在磨机的液压弹力系统设计中，充分考虑了影响料层厚度的压力稳定问题，保证磨轮在任意波动瞬间恒压。

 

 

    决定产品细度的主要因素，是分级机转速和分级机的处理风量。在转速不变时，增加风量，产品细度降低当风量不变时，提高转速，产品细度提高；反之，产品细度会降低。在通常情况下，通过分级机的风量是较稳定的，因此，给定其转速，就意味着产品的细度是固定值。但当转速过高、产品细度过细时，会造成磨机内复磨次数急剧增加，极易产生“胀机”现象，直至堵机。在实际操作中，应避免上述现象发生。

 

    磨机设计中，分级机转速和风量均设计为可调，以方便调整产品的细度。生产中，可根据物料的易磨程度，选择最经济的研磨细度段，取得最佳的经济效益。

 

 

    2．4．1  入磨风温与风量：入磨风温可控制在130℃以下，以免机内润滑系统油温过高，破坏其平衡。另外，还可根据除尘系统的入风温度来决定入磨风温。在没有干燥要求的情况下，冬季生产时，应保持系统循环风温高于16℃，以避免粉尘聚集系统管道内壁乃至堵死管道的情况发生。

 

    入磨的热风量，实际上是由除尘系统入口温度、物料含水量来决定的。物料含水量在15％～20％时，加入的热风量占循环风量的20％～30％。根据经验，冬季粉磨滑石粉时，收尘器入口温度在80～110℃时，固气分离通畅，收尘器内壁与排渣13等粉体接触部位特别是易形成堵塞处均不结冰。

 

    在成品允许的情况下，热风可来自原有热废气或直接热风炉；在成品要求洁净的情况下，可采用间接式热风炉。由于后种炉相对阻力很高，系统动力相应增加。因此专门设计了一种低阻、高效专用热风炉与之配套，使系统动力增加不多。

 

    2．4．2漏风量：由于多个系统的共同运作，各联接、密封部位，收尘、集料、给料、回料等系统不可避免地产生漏风。理想状态是完全不漏风，特别是主机正压段不可漏风，否则会降低风环的风速，从而降低系统的效率，甚至堵机。因此，在磨机设计时采用了特殊的防漏风措施，设计漏风量为5％，实际运转的漏风量应小于8％。

 

    2．5  高精度收尘系统设计中采用了滤芯式收尘器，其相对效率为99．99％(≥1μm)，当形成粉饼层后，还可达到98．5％(≥0．3μm)的高精度除尘。此类除尘滤芯还具有疏水性，恰好能满足排湿的要求。

 

    收尘系统是整个磨粉闭路系统的支路系统，它的主要功能是将物料在研磨过程中产生的水分排除循环系统之外，同时还将系统中的8％混风增量排除，以避免闭路循环系统压力降低。也就是说，根据物料的含湿量不同，收尘器的排风量是不同的。不同的物料含湿量相同，收尘系统的排风量基本是一定的。收尘器的风量建议采用下式计算：

 

2．6控制系统

 

    2．6．1  电控系统：本系统有六部PLC、三部变频器、一部软启动、九个监测仪表、十个测控点、一个监控仪表等，组成一个非常完整的全自动控制体系，可实现顺序启动、顺序停机。

 

    为降低设备的总装机容量，降低设备成本和能耗，在设计中采取了一系列有效措施，可实现所有电机空载启动。

 

    针对生产过程中粒度离线检测时间长、精度低、操作不便等问题，现正开发研制适合本机的粉体粒度在线检测控制仪，以实现在线粒度控制。

 

    2．6．2  自动给料系统：因为磨机的主机电流波动很小，所以像以往的磨机由主机电流控制给料已不现实。本机设计中采取了给料量加复磨量等于粉磨量的程序控制，从而满足了该磨机的最大有效出料。

 

    2．6.3风量控制：风机系统流量，可根据风机的实际电流与风机性能对照表得知。同样，收尘器风机也可根据性能表，由风机调节门来调节对应的电流，实现循环系统风量的调节与控制。

 

 

    3．2应用磨机具有节能(在产量和细度相同时，其系统能耗仅为气流磨的1/4～1/6)，高产(与其他同功率磨机相比产量是其二倍以上)，运行平稳，密封好，噪音低，除尘效果好，全系统自动控制，以及可任意调节产品细度(1250目以下)等特点，其一般工艺流程如图3所示。

    由于该机具有上述特点，因此它适用于常规物料的粉磨，如高岭土、石灰石、方解石、滑石、重晶石、石膏、氧化铁红、氧化铁绿、氢氧化铝、颜料、膨润土、陶土、煤矸石、粉煤灰等湿度小于15％、莫式硬度6级以下的，非易燃易爆物料的超细粉体的加工，是目前替代雷蒙磨、球磨机的理想产品；在生产800目～1250目粉体产品时，也是替代气流磨的理想产品。

 

    2004年，辽宁省海城市三和滑石粉厂使用一台HS120E辅助液压盘式磨机用于滑石的粉磨。其设计要求是d95=25μm，产量为8～10t／h。经短暂调试后，产品粒度在达到产品要求的情况下，正常生产时的产量为9t/h，平均电耗为42．5kW·h/t。该立式磨节能降耗，取得了良好的经济效益。

 

 

    HS辅助液压盘式磨机结构设计合理，实现了全自动控制，运行情况良好，能满足矿业不同物料的粉碎和超细粉碎，可与国外的MPs磨、莱歇磨等立式磨媲美。目前，该机已成功应用于滑石、重钙、膨润土、镁砂等无黏性、无爆炸性物料的粉碎，从实践效果来看，它是替代高能耗的球磨机、雷蒙机等的理想磨机。

 

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