入磨粒度对立式磨系统的影响

　　问题的提出

　　由于立式磨具有粉磨效率高，能量消耗小；烘干能力强，人磨物料的水分可高达百分之十几；具有较强的适应能力，占地面积小，约为球磨机占地面积的50％；生料化学成份测定快，颗粒级配均匀，有利于水泥熟料烧成等一系列优点，得到越来越广泛的采用。特别是近几年来，在新型干法的水泥生产线中，大都将立式磨作为生料粉磨的首选设备，也有部分干法水泥生产线采用立式磨作为水泥粉磨设备。尽管与球磨机相比，立式磨允许更大的入磨粒度，但由人磨的物料粒度太大带来的影响却与球磨机有较大的不同，一般情况下，球磨机的入磨粒度的变化只对磨机的产量和出磨细度带来影响。入磨粒度大，球磨机的产量降低，产品细度增大，但对立磨来说，人磨粒度过大，不仅使得产品的质量下降，还更容易造成磨机的系统故障。一些企业由于工艺条件或管理等方面的原因，未能将入磨物料粒度控制在要求范围。特别是在过去使用球磨机粉磨系统的企业，对控制入磨物料粒度重要性认识不清，导致过大物料进入立式磨，产生了一系列的问题。笔者试图通过本文引起有关人员的高度重视。

　　粉磨过程简析
                      
　　立式磨种类较多，其工作原理基本一致。磨机的磨盘在主电机的带动下旋转，磨辊受到弹簧或液压力的作用下，紧压在磨盘的料层上，由于摩擦力作用使磨辊绕心轴作自转运动。物料在磨盘和磨辊之间受挤压和研磨的联合作用粉磨后，被磨盘的离心力抛自四周，烘干用的热风通过围绕磨盘的风嘴把物料带人上部的分级器进行分级，细粉带走，并通过收尘器将细粉收集下来，粗粉回磨再粉磨。
                      但是由于人磨的粒度太大，有的大块物料难以进入磨辊与磨盘之间，下面作一个简单的分析。
                      如图1所示：假设物料为一小圆球，在进入磨辊与磨盘之间时受到的力有：
                      P1——磨辊作用于物料的力；
                      P2——磨盘作用于物料的力；
                      F1——磨辊与物料之间的摩擦力，F1=P1f；
                      F2——磨盘与物料之间的摩擦力，F2=P2f；
                      f——钢在物料上的摩擦系数，f≈0.24。
                      欲使物料顺利进入磨辊与磨盘之间必有：
                      P2f+P1f1cosα≥P1sinα    (1)
                      同时还应有平衡方程：
                      P1cosα+fP1sinα=P2     (2)
                      联之解此方程组得：
                      tgα≤2f/(1一f2)
                      令φ表示摩擦角，则f=tgφ
                      由此可得tgα≤tg2φ  α≤2φ=2arctg0.24=27。

                   
                     
　　由于α的变化受辊子直径和人磨物料粒度影响，在辊子直径大小不变动的情况下，人磨粒度越大则仅越大，当仅超过2倍摩擦角时，物料便会被挤出，粉磨作业就难以进行，所以对物料的大小应有一个限制。除此之外，磨辊与磨盘之间的间隙也对钳角有一定影响。磨辊与磨盘之间的间隙越大，物料中更容易被“咬”人，但间隙太大又将影响粉磨效率。一般情况下，间隙h=KD。
                      K——系数，K=O.01～0.03；
                      D——磨辊直径，m。
　　在这种情况下，立式磨常常取的最大人磨粒度为：d≤0.05D，这样完全可以保证α≤2φ中的条件，以保证立式磨工作更加有效可靠。
　　入磨粒度对立式磨系统的影响
                     
　　从上述分析中我们知道，立式磨的人料粒度取决于磨辊的大小。在实际工作中，如果人磨物料的粒度d与磨辊的直径D的比值大于0.05，那么以下情况就很可能发生：
                      
　　 (1)由于人磨物料太大，物料不能顺利被辊磨钳人，不能形成较好的研磨层。这种情形就同行使的汽车的车轮压不住一个篮球，但能压住一个乒乓的情形一样。例如，有的企业使用的ATOX32.5生料磨，磨盘直径3.25m，辊子直径1.95m，设计生产能力为160t／h，D／d≤0.05计算，入料粒度 d≤97.5ram，实际要求为d=80mm，但该企业入磨粒度则远大于该控制范围，严重时一度达到200ram以上，不仅不能达到设计产量，还致使磨机不能正常工作。当降低入磨物料粒度后，生产情况良好，台时产量稳定在170t／h以上。
                      
　　 (2)入磨物料太大，造成的另一后果是振动加大，致使磨辊、磨盘的衬板磨损严重，并造成不均匀沟槽、裂纹和断边现象。由于一些较大的物料并非是图示那样的球体，这样钳角就会发生变化。一些不规则的大块物料虽然能被磨辊钳入，但由于其粒度较大，会将磨辊稍微顶起，经压碎后，磨辊在液压系统的作用下，有一个回落，这种情形发生较多的情况下，磨辊的振动就非常明显。众所周知，过度振动对于机械的系统来说，将大幅增大零件的动载荷，这冲击动载荷对于各种零部件都是十分有害的，致使磨辊、磨盘的衬板磨损加剧等不良工况频繁发生。
                      
　　 (3)入磨物料太大还会造成立磨刮料板松动、脱落。磨盘甩出的细物料在风环处被气体吹起，不能吹起的大颗粒物料落进积料箱，由通过装在磨盘的刮料板刮出，由于入磨物料颗粒较大，不易被粉磨到理想的细度，落入积料箱的物料较多。因此带负荷启动时刮板阻力大，使得固定刮板的螺丝松动，严重时，刮板脱落，产生填料现象，使得立磨主机负荷加大而跳机。
                      
　　 (4)在正常的情况下，液压系统的拉力杆、液压缸都会磨损。立式磨本身在工作时的振动对这些零件的磨损影响较大。如果入磨的粒度太大，振动将进一步加剧从而导致拉力杆、液压缸都会磨损更加严重，使密封装置受损导致液压系统渗油，使液压系统的压力提高困难，严重时无法正常工作。
                     
　　以上仅仅分析了入磨物料太大造成的一些状况，已经说明与球磨机不同，立式磨的入磨粒度偏大影响的不仅仅是产量和质量，还会影响到立式磨的正常工作、机械零件寿命，带来系统的故障，使立磨的工作自然受到影响。这一点应引起广泛的关注。

来源：四川水泥