孫剛

ATOX-50立磨操作參數(shù)控制

Control of Operational Parameters for ATOX-50 Roller Mill

孫剛

ATOX-50立磨是利用料床粉碎原理粉磨物料的一種研磨機(jī)械，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于水泥、煤炭、電力等行業(yè)。ATOX-50立磨是一種全風(fēng)掃式磨機(jī)，入磨物料經(jīng)過擠壓，在離心力的作用下甩到盤邊并沉落到噴口環(huán)處，靠該處的高速風(fēng)將其吹起、吹散，金屬、重礦石將沉降到噴口環(huán)下排出。細(xì)粉帶到立磨上部，經(jīng)分離器分選，成品隨同氣體進(jìn)入收塵器收集起來，粗粉又循環(huán)回來。粗粉、粗顆粒被拋起，隨著風(fēng)速的降低，失去依托，沉降到盤面上，靠離心力進(jìn)入壓磨軌道進(jìn)行新一輪的循環(huán)。在多次循環(huán)中，顆粒與氣體之間進(jìn)行了充分熱交換，使水分蒸發(fā)。因此，ATOX-50立磨集物料的粉磨、輸送、選粉、烘干以及分離金屬塊和重礦石等諸多優(yōu)點(diǎn)于一身。正常條件下，只要通過短期的工藝調(diào)試，立磨都能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，如何優(yōu)化工藝參數(shù)保證質(zhì)量、確保安全、提高產(chǎn)量、降低能耗、提高運(yùn)轉(zhuǎn)率、不斷提高經(jīng)濟(jì)效益是立磨的管理和操作的中心問題。下面針對(duì)這些問題，進(jìn)行簡(jiǎn)要的探討。

1 磨內(nèi)通風(fēng)及進(jìn)出口溫度控制

1.1 入磨風(fēng)的來源及匹配

入磨熱風(fēng)大多采用回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的廢氣，也有的工藝系統(tǒng)采用熱風(fēng)爐提供熱風(fēng)，為了調(diào)節(jié)風(fēng)溫和節(jié)約能源，在入磨前還可兌入冷風(fēng)和循環(huán)風(fēng)。

采用熱風(fēng)爐供給熱風(fēng)的工藝系統(tǒng)，為了節(jié)約能源，視物料含水情況可兌入20%～50%的循環(huán)風(fēng)。而采用預(yù)分解窯廢氣作熱風(fēng)源的系統(tǒng)，希望廢氣能全部入磨利用。若有余量則可通過管道將廢氣直接排入收塵器。如果廢氣全部入磨仍不夠，可根據(jù)入磨廢氣的溫度情況，確定兌入部分冷風(fēng)或循環(huán)風(fēng)。

1.2 風(fēng)量、風(fēng)速及風(fēng)溫的控制

（1）風(fēng)量的選定原則

出磨氣體中含塵（成品）濃度應(yīng)在 550～750g/m3之間，一般應(yīng)低于700g/m3；

出磨管道風(fēng)速一般要＞20m/s，并避免水平布置；

噴口環(huán)處的風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)為50m/s，最大波動(dòng)范圍為70%～105%；

當(dāng)物料易磨性不好，磨機(jī)產(chǎn)量低，往往需選用大一個(gè)型號(hào)的立磨。相比條件下，在出口風(fēng)量合適時(shí)，噴口環(huán)風(fēng)速較低，應(yīng)按需要用鐵板擋上磨輥后噴口環(huán)的孔，減少通風(fēng)面積，增加風(fēng)速。擋多少個(gè)孔，要通過風(fēng)平衡計(jì)算確定；

允許按立磨的具體情況在70%～105%范圍內(nèi)調(diào)整風(fēng)量，但窯磨串聯(lián)的系統(tǒng)應(yīng)不影響窯的煙氣排放。

（2）風(fēng)溫的控制原則

生料磨出磨風(fēng)溫不允許超過100℃。否則軟連接要受損失，旋風(fēng)筒分格輪可能膨脹卡停；煤磨出磨風(fēng)溫視煤質(zhì)情況而定，揮發(fā)分高的，則出磨風(fēng)溫要低些，反之可以高些。一般應(yīng)控制在80℃以下，以免系統(tǒng)燃燒、爆炸等現(xiàn)象的發(fā)生。

在用熱風(fēng)爐供熱風(fēng)的系統(tǒng)，只要出磨物料的水分滿足要求，入收塵器風(fēng)溫高于露點(diǎn)16℃以上，可以適當(dāng)降低入、出口風(fēng)溫，以節(jié)約能源。

烘磨時(shí)入口風(fēng)溫不能超過200℃，以免使磨輥內(nèi)潤滑油變質(zhì)。

1.3 防止系統(tǒng)漏風(fēng)

系統(tǒng)漏風(fēng)是指立磨本體及出磨管道、收塵器等處的漏風(fēng)。在總風(fēng)量不變的情況下，系統(tǒng)漏風(fēng)會(huì)使噴口環(huán)處的風(fēng)速降低，造成吐渣嚴(yán)重。由于出口風(fēng)速降低，成品的排出量減少，循環(huán)負(fù)荷增加，壓差升高。由于惡性循環(huán)，總風(fēng)量減少，易造成飽磨，振動(dòng)停車，還會(huì)使磨內(nèi)輸送能力不足而降低產(chǎn)量。另外，還可降低入收塵器的風(fēng)溫，易出現(xiàn)結(jié)露。

如果為了保持噴口環(huán)處的風(fēng)速而增加通風(fēng)量，將會(huì)加重風(fēng)機(jī)和收塵的負(fù)荷，浪費(fèi)能源。同時(shí)也受風(fēng)機(jī)能力和收塵器能力的限制。因此系統(tǒng)漏風(fēng)百害而無一利，是在必須克服之列。德方要求MPS立磨系統(tǒng)漏風(fēng)＜4%，根據(jù)我們的國情，應(yīng)按漏風(fēng)＜10%作風(fēng)路設(shè)計(jì)，因此系統(tǒng)漏風(fēng)量一定不能＞10%。

2 幾種參數(shù)的選擇

2.1 關(guān)于研磨壓力的選擇

立磨的研磨壓力主要來源于液壓拉緊裝置。通常狀況下，拉緊壓力的選用和物料特性及磨盤料層厚度有關(guān)，因?yàn)榱⒛ナ橇洗卜鬯椋瑪D壓力通過顆粒間互相傳遞，當(dāng)超過物料的強(qiáng)度時(shí)物料就被擠壓破碎，擠壓力越大，破碎程度越高，因此，越堅(jiān)硬的物料所需拉緊力越高；同理，料層越厚所需的研磨壓力也越大。否則，效果不好。

對(duì)于易碎性好的物料，研磨壓力過大是一種浪費(fèi)，在料層薄的情況下，還往往造成振動(dòng)；而易碎性差的物料，所需研磨壓力大，料層偏薄會(huì)取得更好的粉碎效果。研磨壓力選擇的另一個(gè)重要依據(jù)為磨機(jī)主電機(jī)電流。正常工況下不允許超過額定電流，否則應(yīng)調(diào)低研磨壓力。

2.2 關(guān)于選粉機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇

影響產(chǎn)品細(xì)度的主要因素是選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速和該處的風(fēng)速。在選粉機(jī)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，風(fēng)速越大，產(chǎn)品細(xì)度越粗，而風(fēng)速不變時(shí)，選粉機(jī)轉(zhuǎn)速越快，產(chǎn)品顆粒在該處獲得的離心力越大，能通過的顆粒直徑越小，產(chǎn)品細(xì)度越細(xì)。通常狀況下，出磨風(fēng)量是穩(wěn)定的，該處的風(fēng)速也變化不大。因此控制選粉機(jī)轉(zhuǎn)速是控制產(chǎn)品細(xì)度的主要手段。立磨產(chǎn)品粒度是較均齊的，應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，一般0.08mm篩篩余控制在16%左右可滿足回轉(zhuǎn)窯對(duì)生料、煤粉細(xì)度的要求，過細(xì)不僅會(huì)降低產(chǎn)量，浪費(fèi)能源，而且會(huì)提高磨內(nèi)的循環(huán)負(fù)荷，造成壓差不好控制。

2.3 關(guān)于料層厚度的選擇

立磨是料床粉碎設(shè)備，在設(shè)備已定型的條件下，粉碎效果取決于物料的易磨性及所施加的研磨壓力和承受這些擠壓力的物料量。

研磨壓力的調(diào)整范圍是有限的，如果物料難磨，新生單位表面積消耗能量較大，此時(shí)若料層較厚，吸收這些能量的物料量增多，造成粉碎過程產(chǎn)生的粗粉多而達(dá)到細(xì)度要求的減少，致使產(chǎn)量低、能耗高、循環(huán)負(fù)荷大、壓差不易控制，使工況惡化。因此，在物料難磨的情況下，應(yīng)適當(dāng)減薄料層厚度，以求增加經(jīng)過擠壓的物料中合格顆粒的比例。反之，如果物料易磨，在較厚的料層時(shí)也能產(chǎn)生大量的合格顆粒，應(yīng)適當(dāng)加厚料層，相應(yīng)地提高產(chǎn)量。否則會(huì)產(chǎn)生過粉碎和能源浪費(fèi)。

3 幾種操作情況的處理

3.1 關(guān)于磨機(jī)的振動(dòng)

立磨正常運(yùn)行時(shí)是很平穩(wěn)的，噪音不超過90dB，但如調(diào)整得不好，會(huì)引起振動(dòng)，振幅超標(biāo)就會(huì)自動(dòng)停車。因此，調(diào)試階段主要遇到的問題就是振動(dòng)。引起立磨振動(dòng)的主要原因有：

有金屬進(jìn)入磨盤引起振動(dòng)。為防金屬進(jìn)入，可安裝除鐵器和金屬探測(cè)器；

磨盤上沒有形成料墊，磨輥和磨盤的襯板直接接觸引起振動(dòng)。形不成料墊的主要原因有：

（1）喂料量。立磨的喂料量必須適應(yīng)立磨的能力，每當(dāng)喂料量低于立磨的產(chǎn)量，料層會(huì)逐漸變薄，當(dāng)料層薄到一定程度時(shí)，在拉緊力和本身自重的作用下，會(huì)出現(xiàn)間斷的輥盤直接接觸撞擊的機(jī)會(huì)，引起振動(dòng)。

（2）物料硬度低，易碎性好。在物料易碎性好、硬度低、拉緊力較高的情況下，即使有一定的料層厚度，在瞬間也有壓空的可能引起振動(dòng)。

（3）擋料圈低。當(dāng)物料易磨易碎，擋料環(huán)較低，很難保證平穩(wěn)的料層厚度，因此，物料易磨應(yīng)適當(dāng)提高擋料環(huán)。

（4）飽磨振動(dòng)。磨內(nèi)物料沉降后幾乎把磨輥埋上，稱為飽磨。

產(chǎn)生飽磨的原因有：喂料量過大，使磨內(nèi)的循環(huán)負(fù)荷增大；分離器轉(zhuǎn)速過快，使磨內(nèi)的循環(huán)負(fù)荷增加；循環(huán)負(fù)荷大，使產(chǎn)生的粉料量過多，超過了通過磨內(nèi)氣體的攜帶能力；磨內(nèi)通風(fēng)量不足，系統(tǒng)大量漏風(fēng)或調(diào)整不合適。

3.2 關(guān)于吐渣

正常情況下，ATOX-50立磨噴口環(huán)的風(fēng)速為50m/s左右，這個(gè)風(fēng)速即可將物料吹起，又允許夾雜在物料中的金屬和大密度的雜石從噴口環(huán)處跌落經(jīng)刮板清出磨外，所以有少量的雜物排出是正常的，這個(gè)過程稱為吐渣。但如果吐渣量明顯增大則需要及時(shí)加以調(diào)節(jié)，穩(wěn)定工況。造成大量吐渣的原因主要是噴口環(huán)處風(fēng)速過低。而造成噴口環(huán)處風(fēng)速低的主要原因有：

（1）系統(tǒng)通風(fēng)量失調(diào)。由于系統(tǒng)風(fēng)量低或系統(tǒng)爭(zhēng)風(fēng)等造成入磨風(fēng)量降低，導(dǎo)致系統(tǒng)通風(fēng)大幅度下降。噴口環(huán)處風(fēng)速降低造成大量吐渣。

（2）系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重。雖然風(fēng)機(jī)和氣體流量計(jì)處風(fēng)量沒有減少，但由于磨機(jī)和出磨管道、旋風(fēng)筒、收塵器等大量漏風(fēng)，造成噴口環(huán)處風(fēng)速降低，使吐渣嚴(yán)重。

（3）噴口環(huán)通風(fēng)面積過大。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在物料易磨性差的磨上，由于易磨性差，保持同樣的臺(tái)時(shí)能力所選的立磨規(guī)格較大，產(chǎn)量沒有增加，通風(fēng)量不需同步增大，但噴口環(huán)面積增大了。如果沒有及時(shí)降低通風(fēng)面積，則會(huì)造成噴口環(huán)的風(fēng)速較低而吐渣較多。

（4）磨內(nèi)密封裝置損壞。磨機(jī)的磨盤座與下架體間，三個(gè)拉架桿也有上、下兩道密封裝置，如果這些地方密封損壞，漏風(fēng)嚴(yán)重，將會(huì)影響噴口環(huán)的風(fēng)速，造成吐渣加重。

（5）磨盤與噴口環(huán)處的間隙增大。該處間隙一般為5～8mm，如果用以調(diào)整間隙的鐵件磨損或脫落，則會(huì)使這個(gè)間隙增大，熱風(fēng)從這個(gè)間隙通過，從而降低噴口環(huán)處的風(fēng)速而造成吐渣量增加。

3.3 關(guān)于壓差的控制

ATOX-50立磨的壓差是指運(yùn)行過程中，選粉機(jī)下部磨腔與熱煙氣入口靜壓之差，這個(gè)壓差主要由兩部分組成：一是熱風(fēng)入磨的噴口環(huán)造成的局部通風(fēng)阻力，正常工況大約有2000～3000Pa，另一部分是從噴口環(huán)上方到取壓點(diǎn)（選粉機(jī)下部）之間充滿懸浮物料的流體阻力，這兩個(gè)阻力之和構(gòu)成了磨床壓差。在正常運(yùn)行的工況下，出磨風(fēng)量保持在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，噴口環(huán)的出口風(fēng)速一般在50m/s左右，因此噴口環(huán)的局部阻力變化不大，磨床壓差的變化就取決于磨腔內(nèi)流體阻力的變化。這個(gè)變化的由來，主要是流體內(nèi)懸浮物料量的變化，而懸浮物料量的大小一是取決于喂料量的大小，二是取決于磨腔內(nèi)循環(huán)物料量的大小，喂料量是受控參數(shù)，正常狀況下是較穩(wěn)定的，因此壓差的變化就直接反映了磨腔內(nèi)循環(huán)物料量（循環(huán)負(fù)荷）的大小。

正常工況下磨床壓差應(yīng)是穩(wěn)定的，這標(biāo)志著入磨物料量和出磨物料量達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡，循環(huán)負(fù)荷穩(wěn)定。一旦這個(gè)平衡被破壞，循環(huán)負(fù)荷發(fā)生變化，壓差將隨之變化。如果壓差的變化不能及時(shí)有效地控制，必然會(huì)給運(yùn)行過程帶來不良后果，主要有以下幾種情況：

（1）壓差降低表明入磨物料量少于出磨物料量，循環(huán)負(fù)荷降低，料床厚度逐漸變薄，薄到極限時(shí)會(huì)發(fā)生振動(dòng)而停磨。

（2）壓差不斷增高表明入磨物料量大于出磨物料量，循環(huán)負(fù)荷不斷增加，最終會(huì)導(dǎo)致料床不穩(wěn)定或吐渣嚴(yán)重，造成飽磨而振動(dòng)停車。

壓差增高的原因是入磨物料量大于出磨物料量，一般不是因?yàn)闊o節(jié)制的加料而造成的，而是因?yàn)楦鱾€(gè)工藝環(huán)節(jié)不合理，造成出磨物料量減少。出磨物料應(yīng)是細(xì)度合格的產(chǎn)品。如果料床粉碎效果差，必然會(huì)造成出磨物料量減少，循環(huán)量增多；如果粉碎效果很好，但選粉效率低，也同樣會(huì)造成出磨物料減少。

影響粉碎效果的因素有以下幾點(diǎn)：

（1）液壓拉緊站的研磨壓力

在其他因素不變的情況下，研磨壓力越大，作用于料床上物料的正壓力越大，粉碎效果就越好。但研磨壓力過高會(huì)增加引起振動(dòng)的幾率，電機(jī)電流也會(huì)相應(yīng)增加。因此操作人員要根據(jù)物料的易磨性、產(chǎn)量和細(xì)度指標(biāo)，以及料床形成情況和控制厚度及振動(dòng)情況等統(tǒng)籌考慮研磨壓力的設(shè)定值。

（2）料床厚度

在研磨壓力已定的前提下，不同的料床厚度，承受這已定的壓力效果也就不同。尤其是易碎性不同的物料，其要求的破壞應(yīng)力不一樣，因此料床厚度的最佳值也不一樣。

（3）磨盤和磨輥的擠壓工作面

在生產(chǎn)過程中，伴隨著磨盤、磨輥的磨損，粉碎效果會(huì)下降，由于輥皮脫落或堆焊不規(guī)則等原因造成盤與輥之間的擠壓工作面凸凹不平時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)局部過粉碎、局部擠壓力不夠的現(xiàn)象，造成粉碎效果差。因此磨盤和磨輥襯板最好一起更換，否則會(huì)降低粉碎效果。

（4）物料的易碎性

物料的易碎性對(duì)于粉碎效果影響很大，立磨選型設(shè)計(jì)都是根據(jù)所用原料的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和產(chǎn)量要求而確定規(guī)格型號(hào)。在這里值得注意的是：同一臺(tái)磨使用于不同礦山、不同易碎性的原料時(shí)，要注意及時(shí)調(diào)節(jié)有關(guān)參數(shù)以免造成壓差變動(dòng)。

分離效果是影響循環(huán)負(fù)荷的主要因素之一。它是指把已符合細(xì)度要求的物料，及時(shí)地分離排出磨外這項(xiàng)工作完成的情況。分離效果取決于由分離器轉(zhuǎn)速和磨內(nèi)風(fēng)速所構(gòu)成的流體流場(chǎng)。通常狀況下，分離器轉(zhuǎn)速提高，出磨產(chǎn)品變細(xì)，而在分離器轉(zhuǎn)速已定的情況下，磨內(nèi)風(fēng)速提高，出磨產(chǎn)品變粗。一般這兩項(xiàng)參數(shù)是穩(wěn)定平衡的。

4 立磨的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)及影響因素

立磨的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有產(chǎn)量、電耗、化學(xué)成分合格率、產(chǎn)品細(xì)度、水分等。

（1）影響產(chǎn)品細(xì)度的主要因素就是分離器轉(zhuǎn)速和該處風(fēng)速，一般風(fēng)速不能任意調(diào)整，因此調(diào)整分離器轉(zhuǎn)速為控制產(chǎn)品細(xì)度的主要手段，分離器是變頻無級(jí)調(diào)速，轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)品細(xì)度越細(xì)。對(duì)于生料一般應(yīng)控制在10%～16%（0.08mm篩）。產(chǎn)品太細(xì)，既不易操作又造成浪費(fèi)。

（2）影響產(chǎn)品水分的因素一個(gè)是入磨風(fēng)溫，一個(gè)是風(fēng)量。風(fēng)量基本恒定，不應(yīng)隨意變化。因此入磨風(fēng)溫就決定了物料出磨水分。在北方，為防止均化庫在冬季出現(xiàn)問題，一般出磨物料水分應(yīng)在0.5%以下，不超過0.7%。

（3）影響磨機(jī)產(chǎn)量的因素除物料本身的性能外，主要是拉緊壓力、料層厚度的合理配合。拉緊壓力越高，研磨能力越大，料層越薄，粉磨效果越好。但必須要在平穩(wěn)運(yùn)行的前提下追求產(chǎn)量，否則事與愿違。當(dāng)然磨內(nèi)的通風(fēng)量應(yīng)滿足要求。

（4）產(chǎn)品的電耗是和物料的易磨性緊密相關(guān)的。另外與合理用風(fēng)有關(guān)，產(chǎn)量較低，用風(fēng)量很大，勢(shì)必增加風(fēng)機(jī)的耗電量，因此通風(fēng)量要合理調(diào)節(jié)，在滿足噴口環(huán)風(fēng)速和出磨風(fēng)量含塵濃度的前提下，不應(yīng)使用過大的風(fēng)量。

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