“以破代磨”——MW型细碎磨

一、 概述

　　近年来，我国水泥工业在降低物料粉磨系统的能量消耗和提高粉磨产品质量方面取得较大的进展，突出表现在高效选粉机和高效预粉碎机的开发和应用上。

　　随着水泥ISO新标准的实施，提高产品细度，增加产量、大幅度降低生产成本，成为水泥行业面临急需解决的技术问题，近年来提出“多破少磨”工艺流程被人们所认识和接受，但预粉磨各种破碎设备的耐磨元件的耐磨技术不过关，使该项技术应用上受到一定的限阻。辊压机的出现，显示出作为预粉磨设备的优越性，但也因传动系统复杂、耐磨件等问题，目前只有少数厂家在使用。

　　为此，笔者认为只有预粉磨设备粉碎物料时避开耐磨元件，粉磨行业粉碎物料才有突破性技术进展。

　　洛阳天生科技有限公司开发、研制的MW型细碎磨，已在水泥厂破碎、粉磨水泥熟料获得成功。该设备的转子以高速发射物料，在工作腔中物料间在悬浮状态进行冲击破碎、粉磨，可获得30%≤50μm的高细粉，60%＜3㎜的颗粒料，从而将多仓磨机的一、二仓破碎、粉磨物料的功能提高到磨机外完成（球蘑机的优势是研磨物料，而不是破碎设备），提出“以破代磨”新技术的应用，可大幅度提高球蘑机的产量，大幅度降低电耗，获得可观的经济效益。

二、MW型细碎磨结构特点

一） MW型细碎磨结构简图。

细碎磨电机1、减速2、机罩3、低速转子4、高速转子5、进料口6、机架7、出料口8、888888件组成

高速转子中设有分料锥，转子圆周设有四个物料通道，低速转子两个侧板设有箅子孔控制出料粒度。

二）、细碎磨的特点

1、MW型细碎磨机内无研磨元件，靠高速物料在悬浮状态冲击、粉磨原理，是其他任何预粉磨设备不具备的特殊优点。

2、具有细碎和粉磨的功能，可作球蘑机较理想的预粉磨设备，也可作粉磨设备使用。

3、适用于细碎、粉磨各种硬度磨8888888性物料，特别对高硬度的各种矿石、水泥熟料使用效果更佳，是其它任何破碎设备无可比拟的。

4、粉磨功能高、节电显著，平均吨物料电耗为4～6KW.h/t。

5、粉碎比大，可将块状物料（30～80㎜），粉磨成＜50μm占30%，＜3㎜占60%。

6、设备重量轻，为相应产量球蘑机重量的1/10。

7、高环保设备，系统无粉尘飞扬，设备噪音低。

三、 MW型细碎磨粉碎原理、性能参数

一）、性能参数

MW型细碎磨已开发出系列产品，其规格、性能参数见表1所示。

型号/参数	MW—80	MW—100	MW—120
转子直径（㎜）	800	1000	1200
转子转速（r/min）	980	1000	1000
转子线速度（m/s）	41	52.3	62.8
物料冲击作用力（MPa）	118.7	203	317.4
给料粒度（㎜）	＜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%
处理料量（t/h）	60	80	120
电机功率（Kw）	110	155	255
设备重量（t）	10	12	18

二）粉碎原理

如图1所示，物料由进料口6加入，物料被高速转子分料锥均匀地分布转子各个通道，物料在通道内被加速在极短时间内达到破碎力（119～317Mpa），冲击到低速转子圆周的物料层，物料在工作腔中呈“高速旋转沸腾”工作状态，不断受到冲击、碰撞、磨削而成细粉、细碎料。细粉由机壳上风管抽走，细碎料通过低速转子两侧箅子孔由出料口排走。

1、 高速转子功能

图2（略）为高速转子，具有4个发料通道，

示意图r为分料锥半径，R为转子半

径。转子具有高速发射物料功能，转子

通道G点的速度分析

Vα=Vγ+Ve

式中： Vα  绝对速度 　　Vγ  相对速度　　Ve 牵连速度（转子线速度）

Ve = πDn

60 

式中：D---转子直径（m）n ---转子转速 (r/min) Ve速度经计算列于参数表1中

Va = [（Vr - ωb）² +ω² (R²-b²)]^0.5

式中: ω--- 转子角速度（rad/s）

b --- 导料板点到X轴距离（m）

当转子通道无料衬时摩擦系数f=0.3，有料衬时f=0.6。G点到x轴距离b可取“+”“-”值。

经计算各项参数见表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：当处理物料量Q、转子半径R、分料锥半径r一定时计算参数列表2中，T为物料在转子通道运动时间。

由表2可知物料经过高速旋转通道发射后，将获得是转子线速度的2倍速度飞射出去，将产生强大的冲击破碎力。

2、 高速转子使物料群产生强大的冲击力

MW—细碎磨每个通道发射出是一小组物料群，每个物料群以高速度飞向低速转子的物料层产生强大的冲击力，根据动量原理确定冲击破碎力：

P1=m1.Va/t

式中：P1——冲击破碎力

m1——转子一个通道发射物料群的质量，Kg

Va——物料绝对速度，m/s

t——冲击时间，s

　　MW—高效细碎磨高速转子每个通道的物料群产生极大冲击破碎力，由表1可知分别为118.7、203、317.4Mpa。而水泥熟料抗冲击强度＜10Mpa，又因水泥熟料出窑时遇到冷空气淬冷，颗粒料自然内部纹裂。根据Grifflth粉碎理论，物料在强大外力冲击下，裂纹终端产生的应力集中在增加待增至一定数值，该处将发生脆性粉碎。所以MW——高效细碎磨会获得大量高细粉料和小颗粒料的产品。

MW——高效细碎磨的特殊优势

1）物料由通道飞出，产生强大的冲击力（118.7～317.4MP）使被打击物料在瞬间被粉碎。

2）通道发射的物料群冲击到低速转子的物料层，将产生强大的物料层粉碎作用。

3）冲击粉碎力是连续作用，冲击到紧密的物料层上，同时在工作腔中物料呈悬浮状态冲击、撞击、粉碎作用。

2、 产品细度分析

MW—高效细碎磨经过生m产实用，对产品物料进行筛选分析：＜50μm占30%、150μm～0.8㎜占20%、1～3㎜占32%、3～5㎜占15%。

2）、低速转子的功能

MW——细碎磨的低速转子确定一定转速，把物料聚结在内圆周形成150㎜厚的料层，为高速冲击、粉碎提供突出的物料层粉碎，同时低速转子顶端物料层受冲击后似下雨状崩落散开，将受到冲击物料多次冲击、粉碎，从而提高粉碎效率。

  低速转子有分离、筛析合格物料的作用。

3、 MW——高效细碎磨在水泥厂应用的前景

1）、与球磨机配置

  MW—高效细碎磨作为预粉磨设备，在水泥厂与球磨机配套使用，可配开路粉磨系统，也可配闭路粉磨系统。

2）、  MW——细碎磨与现用预粉磨设备性能对比见表3，表中三种预粉磨设备与φ2.6×13m球蘑机为开流配置。

机型/参数	MW—80细碎磨		RPV1000×400辊压机			LPM—150立式破磨机			φ2.6×13m 球磨机
	MW—80	φ2.6×13m	RPV1000×400		φ2.6×13m	LPM—150		φ2.6×13m
给料粒度（㎜）	≤80	0.05～3	≤60		0.9～2	≤80		0.9～7	≤25
产品粒度（㎜）	＜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
处理能力（t/h）	60	55	80		50	80		33	28
装机功能（Kw）	110	1000	400		1000	135		1000	1000
单位产量电耗（Kw.h/t）	1.83	18.18	5		20	1.68		30.3	35.7
综合单位产量电耗（Kw.h/t）	20		28			34.4			35.7
设备重量（t）	10	159	48	159		12	159		159

由表3可知MW——细碎磨作为预粉磨设备，其重量最轻、球磨机产量提高幅度最大、综合单位产量电耗最低。

MW——细碎磨的特殊粉碎原理，赋予了预粉磨设备新的涵义，给水泥厂提供一种理想的预粉磨设备，将替代其他预粉磨设备，给社会带来巨大的经济效益。